3.2 热力学第一定律 分层作业-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

3.2 热力学第一定律 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．食品包装袋被带到海拔较高的地区后，会发生明显鼓包现象。假设在从低海拔地区到高海拔地区的过程中，该食品包装袋处于恒温环境且密封完好，则该过程中（　　）

A．袋内气体压强减小 B．大气压强增大

C．袋内气体放出热量 D．袋内气体分子平均动能增大

2．如图所示，内有理想气体的绝热刚性容器处于真空中，器壁上开有小孔，当孔径远小于气体分子间碰撞的平均距离时，高速分子更易从小孔逃逸，发生“泻流”现象。一段时间后，下列说法正确的是（　　）

A．容器内气体温度降低

B．容器内气体温度不变

C．由于容器绝热，容器内气体内能不变

D．由于气体对外做功，容器内气体内能减少

3．（多选）一定质量的理想气体经历的状态变化过程，压强和温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．状态与状态体积相同

B．过程外界对气体做功

C．过程气体放出热量

D．过程，容器单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力增大

4．（多选）在庆典活动中，五彩缤纷的气球在空中缓慢上升，其体积逐渐变大。已知环境温度随高度增加而降低，球内气体可视为理想气体，且气球不漏气。关于上升过程中球内气体的状态变化，下列说法正确的是（　　）

A．气体的内能减少

B．气体对外界做正功

C．单位时间内撞到气球壁单位面积上的气体分子数逐渐减小

D．气体分子的平均动能增大

5．如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放入一小团蘸了乙醚的硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。为什么筒底的硝化棉会被点燃呢？

 

 

 

 

6．2025年暑假，某市持续38℃以上高温天气，这样的天气如果在车内放置液体打火机，它极易受热爆裂。若汽车内初始温度为27℃，车内一打火机内封闭了质量为m的气体（可视为理想气体），且其压强为（为大气压强）。

(1)求长时间暴晒后打火机内气体压强增大到时，汽车内的温度上升到多少？

(2)当打火机破裂漏气时，气体膨胀过程中对外做功5J、内能减少了15J，则气体在膨胀过程中是吸热还是放热？对应的热量Q多大？

B层

7．如图所示，内径均匀的倾斜玻璃管下端开口，上部用水银柱封闭一定长度的理想气体。现将玻璃管顺时针缓慢转动至竖直，环境温度恒定，则管内气体（　　）

A．体积减小

B．单个分子撞击管壁的平均作用力减小

C．单位时间单位面积撞击管壁的分子个数减少

D．放出热量

8．（多选）烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（　　）

A．气体的温度升高，每个气体分子的动能都增大

B．气体的温度升高，分子的数密度减小，压强不变

C．气体的体积增大，其内能一定减小

D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

9．如图1所示，一质量为 、容积的导热性能良好的汽缸放置在光滑水平地面上，右端开口，汽缸壁内设有卡口，用一质量、面积为的活塞，密封一定质量的理想气体，活塞厚度可忽略且能无摩擦滑动。开始时气体温度、体积的状态A。用水平向左的恒力F拉动汽缸，达到稳定状态B，如图2所示，此时活塞恰好到达卡口处且与其无相互作用力。撤去外力，待气体恢复到A状态时，将汽缸内气体缓慢加热至温度的状态C，从状态A到状态C的过程中气体内能增加了 。大气压取 ，求：

(1)由状态A到状态B的过程中，汽缸器壁单位面积所受气体分子的平均作用力________（选填“变大“变小”或“不变”），气体的内能________（选填“变大”“变小”或“不变”）；

(2)汽缸所施加的恒力F大小；

 

C层

10．1mol的氦气的温度随体积变化如图所示，其中ab为经过原点的抛物线，cb为过原点的直线，在a点时气体的体积为V0，温度为T0，压强为p0。则下列说法正确的是（　　）

A．c点的压强为

B．从a到b过程中气体在对外放热

C．从a到b过程中气体对外做功为

D．从a经b到c再回到a过程中，气体放出热量为

11．（多选）科技小组用容积2.0L的可乐瓶制作水火箭，箭身及配重物总质量M=0.1kg。瓶内装入0.5L水后密封，初始气体压强为1atm。用打气筒每次打入0.5L、1atm的空气，当瓶内气压达5atm时橡胶塞脱落，水高速喷出，火箭起飞。已知水的密度忽略空气阻力，重力加速度g取下列说法正确的是（　　）

A．打气时筒内气体温度升高是因为摩擦生热

B．水喷出的过程中，水火箭内的气体对外做功

C．至少打气12次水火箭的橡胶塞才脱落

D．若橡胶塞脱落后水以v=10m/s全部喷出，火箭最多能升到125m高处

12．取一个容积、瓶口截面积的透明塑料瓶（忽略可能的体积变化），向瓶内注入少量的水（质量、体积忽略不计），将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，已知橡胶塞与瓶口的最大静摩擦力为。初始状态瓶中气体的压强与大气压相同，缓慢向瓶内打气，当瓶内压强达到某一值时，橡胶塞跳出瓶口，气体在极短的时间内喷出瓶口，气体喷出过程中与外界的热交换忽略不计。整个过程中环境的温度保持不变，大气压为，此状态下空气的密度为，瓶内气体可看作理想气体。

(1)瓶塞跳出过程中，气体分子的平均速率______（选填“变大”、“变小”或“不变”），气体分子对器壁单位面积的作用力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

(2)求瓶塞跳出时，打入气体的质量；

(3)已知气体喷出过程中对外界做功，空气的内能，，求喷出气体过程中瓶内温度的减少量。