人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律随堂练习题

3.2热力学第一定律同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．1912年,英国物理学家威尔逊发明了观察带电粒子运动径迹的云室,结构如图所示,在圆筒容器中加入少量酒精,使云室内充满酒精饱和蒸汽,迅速向下拉动活塞,下说法正确的是（     ）

A．室内气体温度降低,酒精饱和蒸汽压降低

B．室内气体温度升高,酒精饱和蒸汽压降低

C．室内气体温度降低,酒精饱和蒸汽压升高

D．室内气体温度升高,酒精饱和蒸汽压升高

2．关于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（   ）

A．气体被压缩，内能一定增加

B．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大

C．气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的

D．气体很容易充满整个容器，是因为气体分子之间斥力的作用

3．一定质量的理想气体从状态开始，经历等温或等压过程回到原状态，其p-T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　）

A．过程da中气体一定放热

B．过程ab中气体既不吸热也不放热

C．过程bc中外界对气体所做的功等于气体所放出的热量

D．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

4．下列说法不正确的是（     ）

A．当一定量的气体吸热时，其内能可能减小

B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体都没有固定的熔点

C．一定量的理想气体在等温变化的过程中，随着体积减小，气体压强增大

D．已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可估算出该气体分子间的平均距离

5．下列说法正确的是

A．气体压强仅与气体分子的平均动能有关

B．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

C．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

6．密闭容器内一定质量的理想气体，在温度保持不变的条件下，若气体体积减小，则（　　）

A．气体分子热运动的平均动能增大

B．气体需要从外界吸收热量

C．气体中每个分子对器壁撞击的作用力都变大

D．气体分子对器壁单位面积撞击的平均作用力变大

7．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内气体温度升高，这是因为（　　）

A．胎内气体压强不断增大，而容积不变 B．轮胎从外界吸热

C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度 D．打气时，外界不断对胎内气体做功

8．一定质量的理想气体，沿箭头方向由状态1变化到状态2，其中放出热量的是（　　）

A． B．

C． D．

9．如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少1000J，则A→B→C过程中气体对外界做的总功为（　　）

A．1600J B．400J C．1000J D．600J

10．如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图中从a到b的直线所示。在此过程中下列说法正确的是（　　）

A．气体温度一直降低 B．气体内能一直减小

C．气体一直从外界吸热 D．气体一直对外界放热

11．下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动

B．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形

C．做功和热传递在改变系统内能方面不是等价的

D．非晶体呈各向同性，晶体呈各向异性

12．一定质量的理想气体分别经历A→B→D和A→C→D两个变化过程，如图所示。A→B→D过程，气体对外做功为W1，与外界变换的热量为Q1；A→C→D过程，气体对外做功为W2，与外界变换的热量为Q2，则两过程中（　　）

A．气体吸热，Q1>Q2 B．气体吸热，W1＝W2

C．气体放热，Q1＝Q2 D．气体放热，W1>W2

13．下列说法中正确的是（       ）

A．分子之间的距离减小，分子势能一定增大

B．一定质量的0℃的水变成0℃的冰，其内能一定减少

C．物体温度升高了，说明物体一定从外界吸收了热量

D．物体从外界吸收热量的同时，外界对物体做功，物体的温度一定升高

14．一定质量理想气体某温度下的等温线如图中虚线所示，该气体在此温度下的状态a开始绝热膨胀，图中实线能反应此变化过程的是（　　）

A． B．

C． D．

15．如图所示，两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时，下列说法正确的是（　　）

A．体积必然减小 B．不可能经过体积减小的过程

C．外界必然对气体做正功 D．气体必然从外界吸热

二、填空题（共4题）

16．如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经状态、和后回到状态，图中曲线、为反比例函数图线，直线平行于轴，直线平行于轴。该理想气体经过的、、、的四个过程中，气体对外放热的过程有_________；气体对外做功的过程有________；气体内能增加的过程有___________。

17．一定质量的理想气体发生绝热压缩，气体的分子平均动能______（填“增大”、“减小”或“不变”），气体分子对容器壁单位面积的撞击的作用力______（填填“增大”、“减小”或“不变”）。在某温度时，水蒸气的绝对气压为P=200mmHg，此时的相对湿度为50%，饱和汽压为________。

18．一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p-V图像如图所示（A→B为双曲线）．其中状态___________（选填A．B或C）温度越高，整个过程是_______的（选填“吸热”或“放热”）

19．一定量的理想气体从状态a开始．经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T图象如图所示．下列判断正确的是______

A．ab过程中气体一定放热

B．ab过程中气体对外界做功

C．bc过程中气体内能保持不变

D．bc过程中气体一定吸热

E．ca过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小

三、综合题（共4题）

20．一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。求：

（1）若从A到B的过程中，气体的内能减少了300J， 则从A到B气体吸收或放出的热量；

（2）如果知道气体由A状态经B、C到D状态的过程中，气体的最高温度T=900K，则气体在此过程中达到的最低温度。

21．如图所示，为厚度和质量不计，横截面积为的绝热气缸倒扣在水平桌面上，气缸内有一绝热的“”型活塞固定在桌面上，活塞与气缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为，压强为，活塞与气缸底的距离为，活塞与气缸可无摩擦滑动且不漏气，大气压强为，求：

①此时桌面对气缸的作用力；

②现通过电热丝给气体缓慢加热到，此过程中气体吸收热量为，内能增加了，整过程活塞都在气缸内，求的值。

22．如图所示，有一横截面积为40.0 cm2的绝热气缸（足够高），用一绝热轻质活塞封闭一定质量的理想气体，在接近容器底部的地方有一电热丝，电热丝的两头接在容器的外面，接线处密闭性良好．开始时气缸内气体的温度为27 ℃，密封气柱的长度为6.0 cm．现在给电热丝接通电源给气缸内的气体加热，使活塞缓慢运动，经过一段时间后气缸内的气体温度达到127 ℃，整个过程中气缸内气体吸收的热量为12 J．设大气压强为105 Pa，活塞可无摩擦地运动．求：

①气缸再次稳定时，气缸内气柱长度的变化量；

②整个过程中气体内能的变化量．

23．如题图所示，为一密闭内壁光滑太阳能集热气缸，下底面及侧面为可导热的集热材料，顶面为质量为m的透明玻璃活塞，已知活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1.现将气缸静置于阳光下，气体体积由V1增大到V2，该过程中气体吸收的热量为Q1，之后保持体积V2不变，已知气体内能U与温度T的关系为U＝αT，求：

(1)停止加热时缸内气体的温度；

(2)该过程中气体吸收或者放出的热量。

参考答案：

1．A

2．C

3．D

4．B

5．B

6．D

7．D

8．B

9．A

10．C

11．B

12．A

13．B

14．A

15．D

16．     、     、    

17．     增大     增大     400mmHg

18．     C     放热

19．ADE

20．（1）500 J；（2）150K

21．①50N     ②720K

22．①2.0 cm   ②4.0 J

23．（1）；（2）