鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第1节 热力学第一定律综合训练题

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．下列说法正确的是（　　）

A．一定量的气体吸收热量，其内能一定增大

B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快

C．太空中水滴呈现完美球形是由于液体重力的作用

D．分子间作用力等于零（），此时分子势能最小

2．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度 和 下的速率分布情况，下列说法正确的是（       ）

A．

B．随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大

C．随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加

D．若从到气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量

3．如图所示，一个与外界绝热的气缸有一个绝热的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体 A 和 B ，活塞处于静止平衡状态，现通过电热丝对 A 气体加热一段时间，后来活塞达到新的静止平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁的摩擦，大气压强保持不变，则 ( )

A．气体 A 吸热，内能增加

B．气体 B 吸热，对外做功，内能不变

C．气体 A 和B都做等压变化

D．气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变

4．下列说法中正确的是（　　）

A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动

B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小

C．“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律

D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变

5．一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V—T图上表示如下图所示．则（       ）

A．在过程AC中，气体对外界做功

B．在过程CB中，外界对气体做功

C．在过程AC中，气体压强不断变大

D．在过程CB中，气体压强不断变小

6．一定量的理想气体的p－V图像如图所示，气体由状态A→B→C→D→A变化．气体对外做正功的变化过程是下列选项中的            ．（填选项前的编号）

A．A→B B．B→C C．C→D D．D→A

7．如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的等容过程，则（　　）

A．A→B过程，气体吸收热量 B．A→B过程，气体内能不变

C．B→C过程，气体压强减小 D．B→C过程，外界对气体做功

8．一定质量的理想气体从状态a开始经过状态回到状态a的图像如图所示。已知气体处于状态a时的压强为，则下列判断正确的是（　　）

A．气体处于状态c时的压强为

B．过程中外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量

C．过程中气体对外界做的功等于过程中外界对气体做的功

D．过程中气体内能的增加量等于过程中气体内能的减少量

9．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab，bc，cd，da四个过程又回到状态a，其体积V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，下列说法正确的是（　　）

A．气体从状态c到状态d是等容变化 B．ab之间某个状态的压强小于状态e的压强

C．气体从状态b到状态c是气体对外做功同时吸热 D．气体从状态d到状态a是压强增大

10．关于内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（　　）

A．物体的温度越低，则物体的内能一定越小

B．物体的温度越低，则物体分子的平均动能一定越小

C．外界对气体做功时，气体的内能一定增大

D．物体做加速运动，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

11．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，AB为一条直线，则气体从状态A到状态B的过程中　　

A．气体分子平均动能保持不变

B．气体分子平均动能先增大后减小到初始状态

C．整个过程中气体对外不做功

D．气体的密度在不断增大

12．下列说法正确的是__________。

A．饱和汽压与体积有关

B．物体内能增加，不一定要从外界吸收热量

C．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油使水的表面张力增大

13．下列说法中正确的是（       ）

A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大

C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加

D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大

14．以下说法正确的是（　　）

A．晶体都具有确定的熔点

B．空气相对湿度大，就是空气中水蒸气含量高

C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量等于向室外放出的热量

15．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，三点在同一直线上。则（　　）

A．由状态A变到状态B程中，气体放出热量

B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加

C．C状态气体的压强小于D状态气体的压强

D．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少

二、填空题（共4题）

16．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能___________（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过___________方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过___________方式改变的。

17．改变内能的方式有______和______两种，这两种方式在改变物体的内能上是______的。但做功和热传递是有本质区别的：做功是______和______之间发生相互转化，而热传递是内能在______的转移。

18．一个装有少量水的软塑料瓶，瓶口用橡胶塞塞紧。缓慢挤压塑料瓶，该过程瓶内气体温度不变，则该过程中瓶内气体____________（选填“吸热”、“放热”、“既不吸热也不放热”）；再用力挤压塑料瓶直至橡胶塞突然被喷出，瓶内出现水雾。橡胶塞飞出的瞬间，瓶内气体温度_____________（选填“升高”、“降低”、“不变”），温度变化的判断依据是________________________。

19．（2）如图甲，是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置，图 乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图象。

①该物质的熔点是 ______ ℃。

②该物质是 ______ （选填“晶体”或“非晶体”）。

③该物质在B 点的内能 _______ （选填“大于”“小于”或“等于”）C 点的内能

三、综合题（共4题）

20．如图所示，曲线为某理想气体在p-V图像中的两条等温线，现该气体分别从状态A到达状态B、C，其中A→B过程气体内能减少35J，A→C过程气体对外做功20J．

（1）若状态A的温度为900K，求状态B的温度；

（2）定量分析A→C过程中热传递情况．

21．如图所示，面积为S，质量为M的活塞在气缸内封闭着一定质量的理想气体，现对缸内气体缓慢加热，使缸内气体的温度从T1升高到T2，气柱的高度增加了△L，内能增加了△U．已知整个过程中气体不会泄露，外界大气压强为p0，重力加速度为g．求

（Ⅰ）此加热过程中气体吸收的热量为多少？

（Ⅱ）若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少？

22．（1）下列关于热现象的描述正确的是（        ）

a.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%

b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

c.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

d.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的

（2）我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度To=300K，压强P0="1" atm，封闭气体的体积Vo=3m2．如果将该气缸下潜至990m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．

①求990m深处封闭气体的体积（1 atm相当于10m深的海水产生的压强）．

②下潜过程中封闭气体___________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量__________（填“大于”或“小于”）外界对气体所做的功．

23．某一定质量的理想气体的压强p与体积V的变化关系如图所示．气体先经过等压变化由状态A变为状态B，再经过等容变化由状态B变为状态C.其中在状态A时的压强为p0、体积为V0、热力学温度为T0，在状态B时的压强为p0、体积为2V0，在状态C时的压强为2p0，体积为2V0.已知该气体内能与热力学温度成正比U＝CVT(CV为比例系数．)求：

(1)气体在C状态时的热力学温度；

(2)气体从状态A变化到状态C的过程中，吸收的热量．

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．C

5．C

6．B

7．A

8．D

9．B

10．B

11．B

12．B

13．D

【解析】

【分析】

14．A

15．D

16．     增加     做功     热传递

17．     做功     热传递     等效     其他形式的能     内能     不同温度物体间

18．     放热     降低     水蒸气被液化为水雾

19．①50℃；②晶体；③小于

20．（1）300K（2）-15J

21．（1）Q=△U+（p0S+Mg）△L       （2）

22．（1）C

（2）① ②放热 大于

23．(1)4T0　(2)p0V0＋3CVT0