新版高中物理3.2 熱力學(xué)第一定律 練習(xí) -2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁，共=sectionpages22頁熱力學(xué)第一定律練習(xí)一、單選題在絕熱過程中，外界壓縮氣體做功20?J，下列說法正確的是(????)A.氣體內(nèi)能一定增加20?J B.氣體內(nèi)能可能增加20?J

C.氣體內(nèi)能可能減小20?J D.氣體內(nèi)能可能不變一定質(zhì)量的某種氣體在體積不變的情況下溫度升高了，可能的原因是(????)A.氣體吸收了熱量 B.氣體放出了熱量

C.外界對(duì)氣體做功 D.氣體對(duì)外界做功如圖所示，外力推動(dòng)密閉汽缸的活塞壓縮氣體，對(duì)缸內(nèi)氣體做功800?J，同時(shí)氣體向外界放熱200?J，缸內(nèi)氣體的(????)A.溫度升高，內(nèi)能增加600?J B.溫度升高，內(nèi)能減少200?J

C.溫度降低，內(nèi)能增加600?J D.溫度降低，內(nèi)能減少200?J如圖所示，一絕熱容器被隔板K隔成A、B兩部分。已知A內(nèi)有一定質(zhì)量的稀薄氣體，B內(nèi)為真空。抽離隔板K后，A內(nèi)氣體進(jìn)入B，最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中(????)A.氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少

B.氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能不變

C.氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低

D.氣體壓強(qiáng)變小，溫度不變

一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程如圖所示，MN為一條直線，則氣體從狀態(tài)M到狀態(tài)N的過程中(

)A.溫度保持不變

B.溫度先升高，后又減小到初始溫度

C.整個(gè)過程中氣體對(duì)外不做功，氣體要吸熱

D.氣體的密度在不斷增大

如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B至狀態(tài)C的p?1V圖線，則在此過程中(????)A.氣體的內(nèi)能改變

B.氣體的體積增大

C.氣體向外界放熱

D.氣體對(duì)外界做功

某同學(xué)用橡皮塞塞緊飲料瓶，并用打氣筒向飲料瓶?jī)?nèi)打氣．當(dāng)壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，橡皮塞沖出，發(fā)現(xiàn)飲料瓶?jī)?nèi)壁中有水蒸氣凝結(jié)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是飲料瓶中氣體(????)A.體積增大，壓強(qiáng)增大 B.對(duì)外做功，溫度降低

C.動(dòng)能增大，溫度升高 D.質(zhì)量減少，溫度降低下列說法不正確的是(????)A.1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的內(nèi)能小些

B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C.熱力學(xué)第一定律也可表述為“第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成”

D.熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”趵突泉被譽(yù)為“天下第一泉”?！端?jīng)注》記載：“泉源上奮，水涌若輪，突出雪濤數(shù)尺，聲如隱雷。”春節(jié)期間，小明到趵突泉公園游玩，經(jīng)細(xì)心觀察，他發(fā)現(xiàn)水泡在上升過程中變得越來越大。若將水泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且水泡內(nèi)氣體的溫度不變，則在水泡上升的過程中A.水泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，吸收熱量

B.水泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，放出熱量

C.水泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，吸收熱量

D.水泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，放出熱量一定質(zhì)量的理想氣體分別在T1、T2溫度下發(fā)生等溫變化，相應(yīng)的兩條等溫線如圖所示，T2對(duì)應(yīng)的圖線上有A、B兩點(diǎn)，表示氣體的兩個(gè)狀態(tài)。則(????)A.溫度為T1時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能比T2時(shí)大

B.A到B的過程中，氣體內(nèi)能增加

C.A到B的過程中，氣體向外界放出熱量

D.A到B如圖所示，絕熱隔板K把絕熱汽缸分隔成兩部分，K與汽缸的接觸是光滑的，隔板K用銷釘固定，兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種理想氣體a、b，a的體積大于b的體積．現(xiàn)拔去銷釘(不漏氣)，當(dāng)a、b各自達(dá)到新的平衡時(shí)(????)A.a的體積小于b的體積

B.a的體積等于b的體積

C.在相同時(shí)間內(nèi)兩邊與隔板碰撞的分子數(shù)相同

D.a的溫度比b的溫度高水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌?dòng)板機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體(????)A.壓強(qiáng)變大 B.對(duì)外界做功

C.對(duì)外界放熱 D.分子平均動(dòng)能變大二、多選題下列說法中正確的是(????)A.氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故

B.物體溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)目減小，速率大的分子數(shù)目增多

C.一定量的100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加

D.物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加

E.液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性如圖所示，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．汽缸壁和隔板均絕熱．初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲提供微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源．當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比(????)A.右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變

B.左右兩邊氣體溫度都升高

C.左邊氣體壓強(qiáng)增大

D.右邊氣體內(nèi)能的增加量小于電熱絲放出的熱量下列說法正確的是(????)A.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)吸收了熱量，其內(nèi)能不一定增加

B.絕熱情況下，外界對(duì)物體做了正功，物體的內(nèi)能也不一定增加

C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%

D.第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制造出來的，因?yàn)樗粌H違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律如圖所示，在p—V圖象中，直線ab表示一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程(????)A.氣體一直對(duì)外界做功

B.氣體的溫度先升高后降低

C.氣體的內(nèi)能一直增加

D.氣體先向外界放出熱量，后從外界吸收熱量三、填空題空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，活塞對(duì)汽缸內(nèi)的空氣做了2.6×105J的功，同時(shí)汽缸內(nèi)的空氣的內(nèi)能增加了2.0×105J，則汽缸內(nèi)的空氣的壓強(qiáng)________(填“增大”、“不變”或“減小”)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化，已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC=300K，則從A到B氣體放出的熱量是______J，氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為______K。如圖是常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意圖，從儲(chǔ)水罐充氣口充入足夠多的氣體，然后關(guān)閉充氣口，扣動(dòng)扳機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。向儲(chǔ)水罐充氣是為了______；若不考慮罐內(nèi)氣體與外界的熱傳遞因素，則在水不斷噴出的過程中罐內(nèi)氣體的內(nèi)能______(選填“逐漸增加”、“逐漸減少”或“保持不變”)。如圖所示的氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞和氣缸導(dǎo)熱性能良好，活塞與氣缸間無摩擦，氣缸開口始終向上。在室溫為27°時(shí)，活塞距氣缸底部距離h1=10cm，后將氣缸放置在冰水混合物中，此時(shí)外界大氣壓強(qiáng)為1atm。則：

①在冰水混合物中，活塞距氣缸底部距離h2=______cm，

②此過程中氣體內(nèi)能______(填“增大”或“減小”)，氣體將______(填“吸熱”或者“放熱”)由于溫室氣體排放日益增多，溫室效應(yīng)增強(qiáng)，中國(guó)近海區(qū)域海水表面平均溫度相對(duì)于1958年上升了約1攝氏度，溫度更高的海水，分子的平均動(dòng)能______(填更大、更小、不變)；更高的溫度也使得冰川消退、冰川解體從而使海平面相對(duì)于上世紀(jì)末上升近10厘米之多。冰熔化過程中，溫度______(填升高、降低、不變)，因?yàn)槠湮盏臒崃哭D(zhuǎn)化為______。

答案和解析1.【答案】A

2.【答案】A

3.【答案】A

4.【答案】D

5.【答案】B

【解答】

A.等溫過程pV=常量，應(yīng)是一條雙曲線(上半支)，明顯不符圖象，或者在過程中任意找個(gè)點(diǎn)，例如(2,2)，明顯pV=4不等于初態(tài)和終態(tài)的pV=3，故A錯(cuò)誤；

B.pV=CT，C不變，pV越大，T越高，狀態(tài)在(2,2)處溫度最高，在M和N狀態(tài)，pV乘積相等，所以溫度先升高，后又減小到初始溫度，故B正確；

C.氣體膨脹對(duì)外界做功，整個(gè)過程中氣體初末溫度相等，所以整個(gè)過程內(nèi)能變化為0.根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，由于氣體的內(nèi)能不變，ΔU=0，由于氣體膨脹對(duì)外做功，W<0，所以Q>0，即氣體一定吸收熱量，故C錯(cuò)誤；

D.氣體的體積在不斷增大，質(zhì)量一定，所以氣體的密度在不斷減小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

6.【答案】C

7.【答案】B【解析】解：橡皮塞沖出，瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，對(duì)外界做功，W<0.因時(shí)間很短，吸放熱Q≈0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q，

得ΔU<0，內(nèi)能減小，溫度降低。故選B。

8.【答案】D

【解答】

A、由于冰化成水需要吸熱，所以1kg的0℃的冰比1kg的0℃的水的內(nèi)能小些，故A正確；

B、第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則B正確

C、根據(jù)△U=Q+W熱力學(xué)第一定律，也可表述為第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，則C正確

D、熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化”，故D錯(cuò)誤；

9.【答案】C

【解答】

AB.在水泡上升的過程中變得越來越大，即體積變大，且水泡內(nèi)氣體的溫度不變，根據(jù)玻意耳定律，水泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，故A、B錯(cuò)誤；

CD.該過程中水泡內(nèi)的氣體對(duì)外界做功，而內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，水泡內(nèi)的氣體從外界吸收熱量，選故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

10.【答案】D

【解答】

A.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C，得pV=CT，pV之積越大表示溫度越高，故T2>T1，溫度為T2時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能比T1時(shí)大，故A錯(cuò)誤；

B.A到B的過程是等溫變化的過程，所以氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，故B錯(cuò)誤；

C.A到B的過程中，氣體的體積增大，對(duì)外做功而內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律：△U=W+Q可得，氣體一定從外界吸收熱量，故C錯(cuò)誤；

D.A到B的過程中，氣體溫度不變，則分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度不變；氣體的體積增大，分子密度減小，所以氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少，故D正確。

故選D。

11.【答案】D

[解答]

ABD.由于兩部分氣體相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體，所以兩部分氣體的PVT值是相等的，由于a的體積大于b的體積，故a的壓強(qiáng)就小于b的壓強(qiáng)，拔去銷釘后，k會(huì)向左移動(dòng)，對(duì)氣體a做功，故a的體積會(huì)減小，溫度升高，壓強(qiáng)增大，再次平衡后壓強(qiáng)相等，但由于a的溫度高一些，所以a的體積還是大一些，故A?B錯(cuò);D對(duì)

C.由于壓強(qiáng)相等，【解析】解：A、在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，根據(jù)pVT=C可知體積增加、壓強(qiáng)減小，故A錯(cuò)誤；

B、氣體膨脹，體積增大，則氣體對(duì)外界做功，故B正確；

C、根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，氣體溫度不變則內(nèi)能不變，氣體對(duì)外做功、則吸收熱量，故C錯(cuò)誤；

D、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變則分子的平均動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤。

13.【解析】解：

A、氣體分子間的距離比較大，甚至可以忽略分子間作用力，分子勢(shì)能也就可以忽略不計(jì)，所以氣體在沒有容器約束的情況下散開是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。故A錯(cuò)誤。

B、在一定溫度下，分子速率大小按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，物體溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)目減小，速率大的分子數(shù)目增多，故B正確。

C、100℃的水變成100℃的水蒸氣，溫度不變，其分子平均動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤。

D、做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知，物體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，故D正確。

E、液晶的光學(xué)性質(zhì)具有晶體的各向異性，故E正確。

14.【答案】BCD

【解答】

A、當(dāng)電熱絲通電后，右側(cè)的氣體溫度升高氣體膨脹，將隔板向左推，對(duì)左邊的氣體做功，又因左側(cè)氣體發(fā)生絕熱變化，由熱力學(xué)第一定律知內(nèi)能增加，氣體的溫度升高．故A錯(cuò)誤，B正確；

C、由pVT=C可知，左側(cè)氣體的體積減小，則其壓強(qiáng)增大，故C正確；

D、由能量守恒定律可知，左、右兩邊氣體內(nèi)能的增加量之和等于電熱絲放出的熱量，故D正確。

故選BCD。

15.【答案】ACAB.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于氣體從外界吸收的熱量與外界對(duì)它所做的功的和，故A正確，B錯(cuò)誤；C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律“不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響”，故C正確；D.第二類永動(dòng)機(jī)不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律，故D錯(cuò)誤。故選AC。

16.【答案】AC

【解答】

A.由于氣體體積膨脹，一定對(duì)外做功，A正確；BC.由圖象可知，p、V的表達(dá)式從a到b的過程中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程恒量)可得可知狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程，氣體的溫度一直升高，內(nèi)能一直增加，B錯(cuò)誤，C正確；D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，整個(gè)過程中，一直對(duì)外做功，內(nèi)能一直增加，因此一直從外界吸熱，D錯(cuò)誤。故選AC。

17.【答案】增大；6×104。

【解答】

空氣的內(nèi)能增加，溫度升高；又活塞對(duì)汽缸內(nèi)的空氣做正功，則體積減小，由理想氣體狀態(tài)方程知其壓強(qiáng)增大；

根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q，解得Q=?6×104

J，即與外界傳遞的熱量是6×104

J?！窘馕觥拷猓簭腁到B過程，外界對(duì)氣體做功：W=pA△VAB=15×104×(8?2)×10?3J=900J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律△U=W+Q

得：Q=△U?W=?300J?900J=?1200J，氣體放出的熱量為1200J；

由圖示圖象可知，氣體狀態(tài)參量：pC=5×104Pa，VC=6×10?3【解析】解：根據(jù)克拉伯龍方程可得：pV=nRT，從儲(chǔ)水罐充氣口充入足夠多的氣體，體積不變，溫度不變，氣體質(zhì)量增大，即物質(zhì)