高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 热力学第一定律课后练习题

3.1热力学第一定律同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是

A．物体温度改变时，物体分子的平均动能一定改变

B．物体吸收热量后，温度一定升高

C．布朗运动就是液体分子的热运动

D．当分子间的距离变小时，分子间作用力一定减小

2．有位科学家经过40多年，用多种方法做了400多次实验，测定了热功当量的值，为能的转化与守恒定律奠定了坚实的基础，这位科学家是（　　）

A．爱因斯坦 B．麦克斯韦

C．瓦特 D．焦耳

3．下列说法正确的是

A．物体吸收热量，其内能一定增加

B．物体对外做功，其内能一定减小

C．物体温度升高，分子平均动能一定增大

D．物体温度升高，分子平均动能可能减小

4．下列说法中不正确的是   (　　)

A．给轮胎打气的过程中，轮胎内气体内能不断增大

B．洒水车在不断洒水的过程中，轮胎内气体的内能不断增大

C．太阳下暴晒的轮胎爆破，轮胎内气体内能减小

D．拔火罐过程中，火罐能吸附在身体上，说明火罐内气体内能减小

5．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是(　　)

A．液体分子的无规则运动称为布朗运动

B．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大

C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．气体的温度升高，气体的压强一定增大

6．关于热现象，下列说法正确的是（       ）

A．气体吸热后温度一定升高

B．理想气体等压压缩过程可能吸热

C．理想气体绝热膨胀过程内能一定减少

D．在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域

7．如图，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是（　　）

A．外界对气泡内气体做功

B．气泡内气体从外界吸收热量

C．气泡内气体的压强可能不变

D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力增大

8．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，（若不计气泡内空气分子势能的变化）则（　　）

A．气泡对外做功，内能不变，同时放热

B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热

C．气泡内能减少，同时放热

D．气泡内能不变，不吸热也不放热

9．下列说法不正确的是（ ）

A．对于一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都发生变化，其内能可能不变

B．对于密封在容积不变的容器内的理想气体，若气体温度升高，则气体一定从外界吸热

C．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液

D．液体表面存在着张力是因为液体内部分子间的距离大于液体表面层分子间的距离

10．如图所示，固定的绝热气缸内用活塞（活塞与气缸壁无摩擦，不漏气，且不导热）密封一定质量的理想气体，气缸置于温度不变的环境中。现用力F使活塞向左缓慢移动，密闭气体的状态发生了变化。用n表示单位体积内气体的分子数，p、V分别表示该气体的压强、体积，表示该气体分子的平均动能，U表示内能，下列四个图象（图中a、b为双曲线，c、d为直线）符合上述过程的是（　　）

A． B． C． D．

11．如图所示，绝热的容器内封闭一定质量的气体（不考虑分子间的相互作用力，外界大气压恒定），用电阻丝对其加热时，绝热活塞缓慢地无摩擦地上升，下列说法正确的是

A．活塞上升，气体体积增大，温度降低

B．电流对气体做功，气体又对外做功，气体内能可能不变

C．电流对气体做功一定大于气体对外做功

D．气体体积增大，单位时间内打到器壁单位面积的分子数减少，气体压强一定减小

12．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

13．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关。在外界保持恒温的条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是（　　）

A．筒外空气流向筒内

B．筒内空气流向筒外

C．筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变

D．筒内外无空气交换

14．如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点，以下说法不正确的是

A．从状态d到c,气体体积增大，气体对外做功

B．从状态c到b，气体体积减小，外界对气体做功

C．从状态a到d,内能增加，气体从外界吸热

D．从状态b到a，内能增加，气体对外界放热

15．一定质量的理想气体从状态变化到状态，再变化到状态，其变化过程的图像如图所示（　　）

A．气体在状态时的内能大于状态时的内能

B．气体在状态时每个分子的动能都比状态时大

C．气体从状态到吸收的热量大于从状态到放出的热量

D．气体从状态到吸收的热量等于从状态到放出的热量

二、填空题（共4题）

16．如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功200J，同时气体向外界放热100J，则缸内气体的温度将_______（填“升高”、“降低”或 “不变”）、内能将_________（填“增加”、“减少”）_____________J

17．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、气体从状态A到状态B的过程是______（填“吸热”或“放热”）过程；气体从状态B到状态C的过程，气体分子的平均动能是______（填“增大”“减小”或“不变”）；从状态A经状态B、C、D再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为______（选填“吸热”“放热”或“无吸放热”）。

18．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C再回到状态A，变化过程如图所示，其中A到B曲线为双曲线。图中和为已知量。从状态B到C的过程中，气体做功的大小为___________；从状态A经状态B、C再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为___________（选填“吸热”“放热”或“无吸放热”）。

19．（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中，气体___________(填“吸收”或“放出”)的热量等于____________J。

（2）若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化

其中表示等压变化的是________(填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能__(填“增加”、“减少”或“不变”)。

（3）设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子。(已知1mol，水的质量为18g，地球的表面积约为5×1014m2，结果保留一位有效数字) ____

三、综合题（共4题）

20．如图所示，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，右侧与绝热活塞之间是真空的，现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积、假设整个系统不漏气，则气体自发扩散前后内能变化了吗？为什么？气体在被压缩的过程中内能如何变化？为什么？

21．内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为p1=1.0×105Pa，体积为Vl=2.0×10-3m3的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上砂子，使封闭气体的体积变为原来的一半．求：

（1）此时气缸内气体的压强p2；

（2）此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由．

22．如图，一开口向下的汽缸竖直放置，汽缸壁内有卡口和，厚度不计的活塞可以在、间自由移动，已知距缸顶的高度为H，a、b间距为h，活塞上方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，且恰好对卡口无压力，外界大气压强为，汽缸内外温度均为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达处。重力加速度为，求：

（a）此时汽缸内气体的温度；

（b）如果缸内气体每升高，内能升高E0，求在此过程中从电阻丝吸收了多少内能。

23．一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，TA=300K，从A→B过程气体对外做功100J，同时吸热250J，已知气体的内能与热力学温度成正比。求：

(1)气体处于B状态时的温度TB；

(2)气体处于B状态时内能UB。

参考答案：

1．A

2．D

3．C

4．B

5．B

6．C

7．B

8．B

9．D

10．A

11．C

12．B

13．B

14．D

15．C

16．     升高     增加     100J

17．     吸热     减小     吸热

18．          放热

19．     放出     5×104     C     增加     7×103（6×103～7×103都算对）

20．气体内能不变，见解析，内能增大，

气体向真空自发扩散，对外界不做功，且气缸、隔板、活塞均绝热没有热传递，气体的内能不会改变；

气体被压缩的过程中，活塞对气体做功，因气缸绝热，故气体的内能增大。

21．（1）；（2）放热，该过程被封闭的气体做的是等温变化，气体内能不变，而外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，此过程气体是放热

22．（a）；（b）

23．(1)600K；(2)300J