(练习)课时分层作业(10) 热力学第一定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

课时分层作业(十)　热力学第一定律 题组一　热力学第一定律 1．在一个大气压下，1 kg 100 ℃的水变为1 kg 100 ℃的水蒸气的过程，下列说法正确的是(　　) A．内能不变，对外界做功，一定是吸热过程 B．内能增加，吸收的热量等于内能的增加量 C．内能不变，吸收的热量等于对外界做的功 D．内能增加，从外界吸热，吸收的热量等于对外界做的功和增加的内能之和 2．(2022·广东潮州高二下期末)如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。气体从状态A(活塞在A处)变为状态B(活塞在B处)时，气体吸收热量280 J，气体的内能增加160 J，则下列说法正确的是(　　) A．外界对气体做功120 J B．气体对外界做功120 J C．外界对气体做功440 J D．气体对外界做功440 J 3．(2022·浙江绍兴高二下期末)从湖底形成的一个气泡缓慢上升到湖面。已知越接近湖面，湖水的温度越高，假设大气压不变，气泡内气体视为理想气体。气泡缓慢上升过程中(　　) A．湖水对气泡内气体做了正功 B．气泡内气体的内能增大 C．气泡内气体温度升高导致放热 D．气泡内气体的压强不变 4．(2022·山东卷)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°的过程中，缸内气体(　　) A．内能增加，外界对气体做正功 B．内能减小，所有分子热运动的速率都减小 C．温度降低，速率大的分子数占总分子数的比例减少 D．温度升高，速率大的分子数占总分子数的比例增加 题组二　热力学第一定律的应用 5．(2022·北京清华附中高一下期末)伽利略设计的一种测温装置如图所示，细玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的理想气体。实验时，外界大气压强保持不变。若观察到玻璃管中的水柱上升，下列判断正确的是(　　) A．玻璃泡内气体的压强不变 B．外界大气的温度升高 C．玻璃泡内气体对外界放热 D．玻璃泡内气体对外界做功 6．(2022·江苏苏州期中)如图所示是某喷水壶的示意图。未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B，打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内的气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则(　　) A．充气过程中，储气室内气体内能不变 B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大 C．喷水过程中，储气室内气体吸热 D．喷水过程中，储气室内气体压强不变 7．(多选)(2023·山东卷)一定质量的理想气体，初始温度为300 K，压强为1×105 Pa。经等容过程，该气体吸收400 J的热量后温度上升100 K；若经等压过程，需要吸收600 J的热量才能使气体温度上升100 K。下列说法正确的是(　　) A．初始状态下，气体的体积为6 L B．等压过程中，气体对外做功400 J C．等压过程中，气体体积增加了原体积的 D．两个过程中，气体的内能增加量都为400 J 8．(2022·宁夏石嘴山第三中学高二期末)一定质量的理想气体p-V变化图像如图所示，气体从1→2→3的过程对外做的功为W1，从外界吸收的热量为Q1，气体内能的变化量为ΔU1；气体从1→4→3的过程对外做的功为W2，从外界吸收的热量为Q2，气体内能的变化量为ΔU2，则它们之间的关系正确的是(　　) A．W1<W2，Q1<Q2，ΔU1>ΔU2 B．W1<W2，Q1>Q2，ΔU1<ΔU2 C．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1＝ΔU2 D．W1>W2，Q1<Q2，ΔU1＝ΔU2 9．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经B、C到状态D的V-T图像如图所示，在A、D两个状态，气体压强pA________(选填“>”“＝”或“<”)pD，在A到D过程中，气体________(选填“吸收”或“放出”)热量。 10．如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，活塞横截面积为S＝1×10-4 m2，质量为m＝1 kg，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。汽缸内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h＝0.2 m。已知大气压p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。 (1)如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，气柱高度变为原来的，请计算砂子质量，此过程中理想气体吸热还是放热？ (2)如果在(1)的基础上设法升高缸内气体的温度，使活塞恢复到原高度，此过程气体吸收热量为5 J，请计算气体内能的增量。 11．绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能UP＝72 J，如图甲所示。已知活塞面积S＝5×10-4 m2，其质量为m＝1 kg，大气压强p0＝1.0×105