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

3.1热力学第一定律基础巩固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）

1．一定质量理想气体的体积V随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中（　　）

A．外界对气体做功 B．压强变小

C．向外界放出热量 D．分子平均动能减小

2．如图所示，一定质量的理想气体经历A→B的等压过程和B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），则下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，外界对气体做功

B．A→B过程中，气体从外界吸收热量

C．B→C过程中，气体分子的平均动能变大

D．B→C过程中，单位体积内气体分子数目增多

3．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换。下列说法正确的是（　　）

A．在完全失重的情况下，座舱A内的空气对器壁的顶部没有作用力

B．气体对外做功，平衡后气体内能减小

C．气体对外不做功，平衡后气体温度不变

D．气体体积变大，平衡后压强增大

4．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空。现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中（　　）

A．气体对外界做功，温度降低，内能减少

B．气体对外界做功，温度不变，内能减少

C．气体不做功，温度不变，内能不变

D．气体不做功，温度不变，内能减少

5．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒．猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中 ( )

A．气体温度升高，压强不变

B．气体温度升高，压强变大

C．气体对外界做正功，其体内能增加

D．外界对气体做正功，气体内能减少

6．如图所示为某理想气体的图像，下列说法正确的是（　　）

A．由A到B的过程，气体对外做功，内能增加

B．由B到C的过程，外界对气体做功，放出热量

C．由B到C的过程，气体温度升高，所有气体分子的动能都增大

D．由A到B是等容过程，由B到C是等压过程，气体在C状态时的体积比在B状态时的体积大

7．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

8．如图，一定量的理想气体，由状态a等压变化到状态b，再从b等容变化到状态c。a、 c两状态温度相等。下列说法正确的是（　　）

A．从状态b到状态c的过程中气体吸热

B．气体在状态a的内能等于在状态c的内能

C．气体在状态b的温度小于在状态a的温度

D．从状态a到状态b的过程中气体对外做负功

9．如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的气体（不考虑分子势能）.将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能．下列说法正确的是（        ）

A．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，需加一定的拉力，说明气体分子间有引力

B．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表读数将变小

C．若发现欧姆表读数变大，则气缸内气体内能一定增大

D．若发现欧姆表读数变大，则气缸内气体内能一定减小

10．在气缸中，用活塞封闭一定质量的理想气体，经历a→b→c→a的一系列变化，p-V图像如图所示，其中ab曲线是双曲线的一部分，bc、ca分别平行于横轴和纵轴则关于此气体下列表述正确的是（　　）

A．a→b过程中，分子平均动能增大

B．b→c过程中，分子势能增大

C．c→a过程中，气体吸热，内能增加

D．a→b过程中，压强减小，外界对气体做正功

11．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

12．如图容器A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定．A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热，原先，A中水面比B中的高．打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中（        ）

A．大气压力对水做功，水的内能增加

B．重力对水做功，水的内能减少

C．大气压力对水不做功，水的内能不变

D．大气压力对水不做功，水的内能增加

13．一定质量的理想气体，在温度不变条件下，设法使其压强增大，则这一过程（　　）

A．气体的密度增加

B．气体分子的平均动能增大

C．外界没有对气体做功

D．气体从外界吸收了热量

14．有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示。图乙、图丙是其工作原理示意图。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图乙），然后把锁扣扳下（如图丙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上。若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变。则此过程中（　　）

A．吸盘内气体压强增大

B．吸盘内气体分子的密度增大

C．吸盘内气体分子的平均速率增大

D．吸盘内气体要吸收热量

15．关于一定质量理想气体的内能，下列说法中正确的是（       ）．

A．外界对气体做功，气体吸热，则内能一定增加

B．外界对气体做功，气体放热，则内能一定减少

C．气体体积不变，增大压强，则内能可能减少

D．气体温度不变，减少体积，则内能可能减少

二、填空题（共4题）

16．一定质量的气体从外界吸收了50 J的热量，同时对外做功100 J，则物体的内能________（填“增加”或“减少”）________ J.

17．炎炎夏日，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，暴晒过程中可以认为内胎容积几乎不变．在爆裂前的过程中，气体吸热、温度升高，分子热运动加剧，气体内能_____（填“增加”、“不变”或“减少”），气体分子在单位时间撞击内胎壁的次数_____（填“增加”、“不变”或“减少”）：在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能_____（填“增加”、“不变”或“减少”）．

18．下列说法正确的是________

A．熔化的玻璃表面的分子力表现为引力，使其表面收缩为球面

B．当温度升高时，物体内所有分子热运动的速率都将增加

C．对于一定质量的理想气体，温度升高时，压强可能减小

D．外界对物体做功，物体的内能一定增加

E.表现为各向异性的物体一定是晶体，而表现为各向同性的物体有可能是晶体

19．下列有关热现象分析与判断正确的是__________

A．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著

B．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加

C．温度升高，单位时间里从液体表面飞出的分子数越多，液体继续蒸发，饱和气压强增大

D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上碰撞的次数增多

E.在一个大气压下，1g100℃的水吸收2.26×103J热量变为1g100℃的水蒸气，在这个过程中，2.26×103J水蒸气的内能+水的内能+水变成水蒸气体积膨胀对外界做的功

三、综合题（共4题）

20．一个水平放置的气缸，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，L=0.5m，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA=40cm2，SB=20cm2，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧（A的左方和B的右方）是压强为p0=1.0×105Pa的大气。当气缸内气体温度为T1=525K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？

21．如图所示，一个绝热的气缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将气缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和活塞的质量为1kg，横截面积为，与隔板相距1m。现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量120J时，活塞上升了1m，此时气体的温度为已知大气压强为，重力加速度为。

（1）加热过程中，若A气体内能增加了，求B气体内能增加量；

（2）现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为求此时添加砂粒的总质量。

22．如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．已知外界大气压强为p0，活塞的横截面积为S，质量为m= p0S/4g，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T0，现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距9h/10，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q时，活塞再次回到原初始位置．重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦．求：

(1)活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；

(2)加热过程中气体的内能增加量．

23．某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T0，压强为大气压强p0．现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升．上述过程中，气体可视为理想气体，若整个过程中封闭气体内能的变化为△U，求：

①气体的最高温度T；

②整个过程中气体吸收的热量Q．

参考答案：

1．B

2．B

3．C

4．C

5．B

6．D

7．C

8．B

9．D

10．C

11．D

12．D

13．A

14．D

15．A

16．     减少     50

17．     增加     增加     减少

18．ACE

19．BCD

20．①；②气体的内能减少200J

21．（1）；（2）

22．（1）     （2）

23．①T＝2T0．②