高中物理人教版 (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．气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大

B．单晶体和多晶体都有确定的熔点

C．温度低的物体分子运动的平均速率小

D．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离

2．一种气压式玩具水枪的储水罐如图所示，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。将阀门M打开，水迅速从枪口喷出。若在迅速喷水过程中，罐内气体为理想气体，则（　　）

A．气体内能不变 B．外界对气体做功

C．气体分子之间的斥力使水被排出 D．单位时间与单位面积碰撞的气体分子数减少

3．一定量的理想气体从状态M开始，经状态回到状态M，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．过程，气体放热

B．过程，气体体积变大

C．气体在N时的体积比在Q时的体积小

D．过程，单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加

4．如图所示，直立容器内有一薄层隔板，把容器分成体积相等的两部分A和B，A中气体的密度较小，B中气体的密度较大。若抽去隔板，加热容器，使A、B两部分气体均匀混合，设在此过程中气体共吸热Q，气体内能增量为，不考虑散热损失，则（　　）

A． B． C． D．无法比较与Q的大小关系

5．下列说法中正确的是

A．导热性能各向同性的固体，可能是单晶体

B．一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变

C．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速率不可能为零

D．液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引

6．如图所示为导热气缸，内封有一定质量理想气体，活塞与气缸壁的接触面光滑，活塞上用弹簧悬挂．当周围环境温度不变，大气压缓慢变大之后，下列说法中正确的是

A．弹簧长度将改变

B．气体内能将增加

C．气体向外放出热量

D．单位时间碰撞气缸单位面积的分子数不变

7．如图是某喷水壶示意图。未喷水时阀门闭合，压下压杆可向瓶内储气室充气。多次充气后按下按柄打开阀门，水会自动经导管从喷嘴喷出。储气室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，储气室内气体的内能不变

B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能减小

C．喷水过程中，储气室内气体压强减小

D．喷水过程中，储气室内气体放热

8．下列说法正确的是

A．物体吸热，其内能一定增加

B．物体放热，其内能一定减小

C．布朗运动间接反映了液体分子无规则运动

D．布朗运动是液体分子的无规则运动

9．一定质量的理想气体的图像如图所示，则从状态a变化到状态b的过程中，以下说法正确的是（　　）

A．气体内能不变 B．气体内能增加

C．气体放热 D．气体对外界做功

10．如图，汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定, 使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量 Q1。如果让活塞可以 自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气）,也使汽缸内空气温度升高 相同温度,其吸收的热量为 Q2。则 Q1 和 Q2 的大小关系是

A．Q1= Q2 B．Q1> Q2 C．Q1< Q2 D．不能确定

11．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）

A．温度高的物体内能大

B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关

C．0℃的水和0℃的冰内能一样大

D．外界对系统做功，系统内能一定增大

12．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V−T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于V轴，图线ca平行于T轴，则（     ）

A．ab过程中气体压强不变，气体放热

B．bc过程中气体温度不变，气体吸热

C．ca过程中气体体积不变，气体放热

D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加

13．下列说法正确的是（　　）

A．一定质量的理想气体等温膨胀，该气体对外界做功，内能减小

B．气体在等压变化过程中，随温度升高，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数减少

C．一定量的100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气需要加热，是因为要减小分子势能

D．当液体与空气接触时，液体表层分子的势能比液体内部分子的势能小

14．一定质量的理想气体，从状态开始，经历，，，四个过程又回到状态，其体积与热力学温度的关系图像如下图所示，的延长线经过坐标原点，、分别与横轴、纵轴平行，是与的交点，下列说法正确的是（　　）

A．气体从状态到状态是压强增大 B．气体从状态到状态是气体对外做功同时吸热

C．气体从状态到状态过程中吸热 D．气体从状态到状态是等容变化

15．如图所示，绝热容器中用活塞封闭一段理想气体，活塞可在容器中无摩擦地移动，现用力压活塞，使活塞向左运动，活塞中气体的温度变化情况是 （ ）

A．升高

B．降低

C．不变

D．无法确定

二、填空题（共4题）

16．外力对物体做功100J，物体向外放热20J，在这个过程中气体的内能___________（填增大或减小或不变）内能的改变量是___________J。

17．一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p—V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。状态M、N的温度分别为TM、TN。则TM__TN（选填 “>”、“<”或“=”），在过程1、2中气体对外做功分别为W1、W2，则W1____W2（选填“>”、“<”或“=”）。

18．如图所示，一定质量的理想气体从状态a经b、c 、d再回到a ，则b、c、d三个状态下气体的体积之比为_______，a→b过程中气体______（填“吸热”或“放热"）。

19．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体吸收的热量为Q。求：

(1)两状态下气体温度的比值；

(2)该过程中气体内能的变化量。

三、综合题（共4题）

20．一定质量的理想气体，经历从a→b→c→a的状态变化过程，其p-V图像如图所示，Ta=300K，气体从c→a的过程中外界对气体做功为100J，同时放出热量为250J，已知气体的内能与温度成正比。求：

(1)气体在状态b、c时的温度分别为多少；

(2)气体在状态b时的内能为多少。

21．爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食。高压爆米花的原理为：玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”的一声，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。设当地温度为t1=27℃，大气压为p0。已知密闭容器打开盖前的气体压强达到4p0。

(1)将封闭容器内的气体看成理想气体，求打开盖前容器内气体的温度；

(2)假定在一次打开的过程中，容器内的气体膨胀对外界做功15kJ，并向外释放了20kJ的热量，则容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？

22．质量为M的气缸内封有空气（质量很小），当活塞上系一细绳将气缸竖直悬在空中保持静止时（如图甲），气缸内气柱长为2L0，现将气缸和活塞缓慢横放到水平桌面上（如图乙）。活塞和气缸之间的摩擦可忽略且保持不漏气，大气压强为，活塞横截面积为S，缸内气体温度保持不变，整个装置均处于常温常压环境中，重力加速度为g。

（1）水平横放后，气缸内空气的长度为多少？

（2）从竖直到水平横放的过程中，外界对气体做功为W，问缸内空气是吸热还是放热？交换的热量是多少？

23．如图所示，将一个绝热的气缸竖直放置在水平桌面上，在气缸内用一个活塞封闭一定质量的气体．在活塞上面放置一个物体，活塞和物体的总质量为m，活塞的横截面积为S．已知外界的大气压强为p0，不计活塞厚度及活塞和气缸之间的摩擦．在气缸内部有一阻值为R的电阻丝，电源的电压为U.在接通电源t时间后，发现活塞缓慢上升高度为h．已知重力加速度为g，求:

（1）外界对气体做的功;

（2）在这一过程中气体内能的变化量．

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．B

5．D

6．C

7．C

8．C

9．C

10．C

11．B

12．C

13．B

14．C

15．A

16．     增大     80J

17．     >     >

18．     1∶2∶6     吸热

19．(1)；(2)

20．(1)Tb=900K，Tc=2700K；(2)Eb=56.25J

21．(1)927℃；(2)内能减少35kJ

22．（1）；（2）

23．（1）-(p0S+mg)h（2）