2020-2021学年2 热力学第一定律精练

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．下列关于能量转化的现象的说法中，正确的是（　　）

A．用太阳灶烧水是太阳能转化为电能

B．电灯发光是电能转化为光能

C．核电站发电是电能转化为内能

D．生石灰放入盛有凉水的烧杯里，水温升高是动能转化为内能

2．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上升过程中

A．由于气泡克服重力做功，则它的内能减少

B．由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加

C．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加

D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减小

3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的(     )

A．温度降低，密度增大

B．温度降低，密度减小

C．温度升高，密度增大

D．温度升高，密度减小

4．下列说法正确的是（       ）

A．液体分子的无规则运动称为布朗运动

B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大

C．物体对外做功，其内能一定减小

D．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大

5．关于物体的内能，下列说法中正确的是

A．若物体体积增大，则分子力一定做负功，分子势能增大

B．物体温度升高，其分子的热运动的剧烈程度可能不变

C．体积和温度都相同的两种理想气体，内能一定相同

D．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量

6．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）

A．内能增大，放出热量 B．内能减小，吸收热量

C．内能增大，对外界做功 D．内能减小，外界对其做功

7．如图是一定质量理想气体状态变化的V-T图像，图中ab和cd平行，bc和T轴垂直，ad和T轴平行，cd延长线经过原点O．由图像可知(       ) 

A．a→b过程气体压强不变

B．b→c过程气体内能变大

C．c→d过程气体密度变小

D．d→a过程气体放出热量

8．下列有关热学的叙述中，正确的是（　　）

A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同

B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加

C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

9．一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是（　　）

A．由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能减少

B．由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能减少

C．c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大

D．b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等

10．如图所示，一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B，再由状态B经过过程②到达状态C，其中过程①图线与横轴平行，过程②图线与纵轴平行。对于这个变化过程，下列说法中正确的是（　　）

A．从状态A到状态B的过程，气体放出热量

B．从状态A到状态B的过程，气体分子热运动的平均动能在减小

C．从状态B到状态C的过程，气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加

D．从状态B到状态C的过程，气体吸收热量

11．一定质量的理想气体状态发生了一次循环变化，其压强p随热力学温度T变化的关系如图所示，O、a、b在同一直线上，bc与横轴平行则

A．a到b过程，气体的体积减小

B．b到c过程，外界对气体做功

C．b到c过程，气体从外界吸收热量

D．b到c过程，气体向外界放出热量

12．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．悬浮在空气中含有新冠病毒的气溶胶做布朗运动，气温越高，运动越剧烈

C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．内能是物体中所有分子热运动动能的总和

13．如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　）

A．在过程ca中外界对气体做功

B．在过程ab中气体的内能减少

C．在过程ab中气体对外界做功

D．在过程bc中与气体沿直线从状态b到达状态c相比气体吸收热量更多

14．如图为电冰箱的工作原理图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，那么，下列说法正确的是

A．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩，内能增加，吸收热量

B．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀，内能减小，吸收热量

C．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩，内能增加，吸收热量

D．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀，内能减小，放出热量

15．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．

二、填空题（共4题）

16．锅炉中盛有的水，由加热到，水的内能增加_______J[水的比热容].

17．如图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的图，、、是理想气体的三个状态，其中平行于坐标轴，平行于坐标轴。则从到过程中气体的分子平均动能_________（填“变大”、“变小”或“不变”），从到的过程________（填“可能”或“不可能”）为绝热过程，从到的过程中气体的密度______（填“变大”、“变小”或“不变”）

18．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、cd、da四个过程又回到状态a，其压强p与热力学温度T的关系图像如图所示，cd的延长线经过坐标原点O，ab、bc分别与横轴纵轴平行，e是Ob与da的交点，则气体从状态c到状态d是________变化（填“等压”、“等容”、“等温”）；ab之间某个状态的体积___________状态e的体积（填“小于”“等于”或“大于”）；气体从状态b到状态c___________（填“体积减小”“对外做功”或“放热”）

19．2017年全国物理科学晚会上，一位老师用“吹气千斤顶”把四位高中生顶起来．他用一根带阀门的塑料管连在封闭的正方形塑料薄膜袋上，塑料薄膜袋平摊在教室地面上，如图所示.在塑料薄膜袋的上方平放一块与薄膜袋上表面面积相等的轻质塑料板，让四位学生同时站到与轻质塑料板中心对称的位置上，该老师通过塑料连接管向袋内吹气，直到把四位同学抬到一定高度，薄膜袋一直没有破裂．假设袋内气体可视为理想气体，温度保持不变．

(1)下列说法正确的是___________

A．薄膜袋内气体分子平均动能不变

B．薄膜袋内气体的压强是由于气体重力而产生的

C．薄膜袋内气体的体积是所有气体分子的体积之和

D．由于四位学生压迫薄膜袋，袋内气体分子间表现为斥力

(2)表演过程中，该老师对球内气体共做了200J的功，此过程中薄膜袋___________(填“吸收”或“放出”)热量，若某时刻薄膜袋突然爆破，则薄膜袋内的气体内能___________(填“增加”或“减少”)．

(3)已知薄膜袋气体的体积为V，密度为p，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，试求薄膜袋内气体的分子个数_____及分子间的平均距离_____．

三、综合题（共4题）

20．水壶中装有的的热水，经过一段时间后水温降到，则水的内能减少了多少焦耳？水的比热容。

21．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C。其V—T图像如图所示。求：

(1)若气体分子总数为N，气体在状态B时分子间的平均距离d；

(2)若气体在状态A的压强为p，气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，内能的增加量为，气体在该过程中吸收的热量Q。

22．一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒连接而成活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动、B的截面积分别为，，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧的左方和B的右方是压强为的大气当气缸内气体温度为时两活塞静止于如图所示的位置．

(1)现使气缸内气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？

(2)若在此变化过程中气体共向外放热500J，求气体的内能变化了多少？

23．如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求

①气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；

②在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q.

参考答案：

1．B

2．D

3．D

4．B

5．D

6．D

7．D

8．D

9．D

10．C

11．C

12．B

13．A

14．B

15．A

16．

17．     变小     不可能     变小

18．     等容     小于     对外做功

19．     （1）A     （2）放出     减小     （3）     

20．

21．(1)；(2)

22．(1)300K ；(2)200J

23．(1) (2)