人教版 (2019)选择性必修 第三册2 热力学第一定律复习练习题

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．下列说法正确的是

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能

C．空气的相对湿度越大，说明空气中的水蒸气实际压强与同温度下水的饱和气压相差越大，水分越不容易蒸发

D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

2．如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（　　）

A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量

C．气体压强逐渐减小，内能减小 D．气体体积逐渐增大，内能增大

3．下列说法正确的是（　　）

A．一物质在某状态下是晶体，在一定条件下，它可能变为非晶体

B．某气体温度升高，单位时间内分子撞击器壁单位面积上的次数一定增大

C．气体从外界吸热，其分子平均动能一定增大

D．人们可以直接观察到墨水在清水中的扩散现象，说明肉眼可以直接观察到墨水分子的运动

4．下列关于物体内能变化的说法，正确的是（ ）

A．一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变

B．一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加

C．一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加

D．一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变

5．如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板（固定），封闭着两部分气体和，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（　　）

A．气体吸热，但对外做功，内能不变

B．气体吸热，对外做功，内能不变

C．气体和气体内每个分子的动能都增大

D．气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少

6．如图所示，一定质量的理想气体由状态，O、A、D三点在同一直线上，由状态过程中（　　）

A．气体内能增加且向外界放出热量

B．气体分子势能增大

C．每个气体分子的动能都增大

D．状态A的压强小于状态C的压强

7．下列说法中正确的是 (       )

A．温度低的物体内能小

B．分子之间距离减小时，引力和斥力都增大，且引力增大得比斥力快

C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加

8．如图，在上端有活塞的玻璃管底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，可观察到硝化棉被点燃。在此过程中（　　）

A．气体对外界做功，气体内能增加 B．外界对气体做功，气体内能增加

C．气体对外界做功，气体内能减少 D．外界对气体做功，气体内能减少

9．关于固体、液体的性质，下列说法正确的是（　　）

A．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点

B．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能不一定改变

C．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用

D．唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润

10．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了800J的功，气体的内能减少了200J，则下列说法正确的是：

A．W＝ 800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ -1000J

B．W＝ -800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ 600J

C．W＝ 800J，     ΔU＝ -200J，     Q＝ 600J

D．W＝ -800J，   ΔU＝ 200J，     Q＝ 1000J

11．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其P-T图象如图所示．下列判断正确的是（ ）

A．气体在状态c体积最小

B．过程bc中气体既不吸热也不放热

C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

12．如图所示，一定质量的氢气(可看作理想气体)由状态A经状态B变化到状态C，设由A到B、由B到C的过程外界对气体做的功分别为W1、W2，气体从外界吸收的热量分别为Q1、Q2，则

A．，

B．，

C．

D．

13．下列说法中不正确的是

A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

B．对于温度相同的氧气与氢气，它们的分子平均速率不同

C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

D．压强不变时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量大于其增加的内能

14．如图所示为某一定质量的理想气体循环过程的p-V图像。B→ C为等压过程，D→A为等容过程，A→B和C→D为等温过程。关于该循环过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A状态气体的温度高于C状态

B．B状态气体分子的平均动能大于D状态。

C．C→D过程气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

D．整个循环过程中，A状态单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最少

15．如图所示为一定质量气体的绝热变化图像（实线）。图中虚线为某条等温线，则气体在上述过程中温度（　　）

A．一直升高 B．一直减小 C．先升高后降低 D．先降低后升高

二、填空题（共4题）

16．图为一定质量理想气体的压强P与体积V的关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经过等压过程到状态C．设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则TA＝________TC，从状态B到状态C过程气体________(填“吸”、“放”)

17．在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时问很短，因此，运动过程巾空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程．潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风（大气压强随高度的增加而减小）空气团沿背风坡下降时，下列描述其压强p随体积V变化关系的图象中，可能正确的是_____（图中虚线是气体的等温线）．

空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团___（选填“对外放热”或“对外做功”）：设空气团的内能U与温度T满足U＝CT（C为一常数），空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做功为W，则此过程中空气团升高的温度ΔT＝__

18．气缸内封闭了一定量压强为=1.0×105Pa，体积为V=2.0m3的理想气体，现使气体保持压强不变体积缓慢压缩至V′=1.0m3，此过程气体向外界释放了Q=1.2×105J的热量，则压缩过程外界对气体做了______J的功，气体的内能变化了______J 。

19．（1）如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，状态A与状态B 的体积关系为VA __VB(选填“大于”、“小于”或“等于”)； 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功，则此过程中_____(选填“吸热”或“放热”)

三、综合题（共4题）

20．如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20cm，人用竖直向下的力F压活塞，使空气柱长度变为原来的一半，人对活塞做功10J，大气压强为P0＝1×105Pa，不计活塞的重力．问：

①若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？

②若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加多少？（活塞的横截面积S＝1cm2）

21．如图所示，上端开口、下端封闭的导热细玻璃管竖直放置，管内用长为的水银柱封闭有一定质量的理想气体，当环境温度为，大气压强为时，封闭气体的长度也为。已知玻璃管粗细均匀，横截面积为S，总长为，水银密度为，重力加速度为。

（1）求管内封闭气体的压强；

（2）现缓慢加热管内气体，使气体膨胀，直至水银柱上端与玻璃管口平齐。已知封闭气体的内能U与温度T的关系为，为已知常数，求此过程中气体从外界吸收的热量？

22．如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为 ，封闭气柱长9 cm，活塞横截面积S=50 cm2现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间。此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为 。已知大气压强等于105 Pa，求：

(1)加热后活塞到汽缸底端的距离；

(2)此过程中气体内能改变了多少。

23．如图甲所示，一质量为m=10kg的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距气缸底高度h1=1.00m．给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h2=1.60m处，在此过程中缸内气体吸收了Q=700J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10﹣3m2   ， 大气压强p0=1.0×105Pa，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，重力加速度g=10m/s2 ． 求：

①此过程中缸内气体增加的内能△为多少？

②此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终稳定在距气缸底高度h3=0.50m处，如图乙所示，需要在轻质活塞上放一个质量M为多大的重物？

参考答案：

1．D

2．A

3．A

4．C

5．D

6．D

7．D

8．B

9．B

10．A

11．D

12．B

13．C

14．D

15．B

16．          吸热

17．     C     对外做功    

18．     1.0×105     ﹣0.2×105

19．     ＜     吸热

20．①2×105Pa；②9J

21．（1）+?lg；（2）+kT0+ ?Sgl2

22．(1)12 cm；(2)7 J

23．（1） （2）