高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册4.1 热力学第一定律精练

【优选】第1节热力学第一定律-2课时练习

一．单项选择

1．下列说法正确的是（     ）

A．布朗运动是悬浮在液体中，固体颗粒分子的无规则运动

B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大

C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

D．一定质量的气体，体积不变，温度越高，气体的压强就越大

2．一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　）

A．过程气体体积增加

B．过程气体不放热也不吸热

C．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加

D．过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功

3．如图所示，一定质量的理想气体经历了的状态变化过程，则下列说法正确的是（　 　）

A．过程中，气体分子间距减小 B．过程中，气体内能增加

C．过程中，气体压强减小 D．过程中，外界对气体做正功

4．下列说法中正确的是（　　）

A．对于一定质量的某种理想气体，它的内能只由温度决定

B．液体具有流动性是因为液体分子间没有相互作用力

C．液体的表面张力的方向总垂直于液体表面且指向液体内部

D．液晶具有光学的各向异性，所以是晶体

5．下列说法中正确的是（　 　）

A．温度低的物体内能小

B．温度低的物体分子热运动的平均速率小

C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

D．物体的体积改变，内能不一定改变

6．如图所示，a．b．c．d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法错误的是（　　）

A．从状态d到c，气体不吸热也不放热

B．从状态c到b，气体放热

C．从状态a到d，气体对外做功

D．从状态b到a，气体吸热

7．如图所示为某同学设计的喷药装置，内部装有8L药液，上部密封1atm的空气1L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.2L，设在所有过程中空气可看成理想气体，且温度不变，下列说法错误的是（　　）

A．充气后，密封气体的压强增大为1.2atm

B．充气后，密封气体的分子平均动能不变

C．打开阀门后，密封气体对外界做正功

D．打开阀门后，不再充气也能把药液喷光

8．在夏季，自行车内胎如果充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，暴晒过程中内胎容积几乎不变，关于这一现象以下说法中不正确的是（　　）

A．车胎爆裂是因为气体分子间斥力急剧增大的缘故

B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，气体压强增大

C．在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加，分子热运动加剧

D．在车胎突然爆裂的瞬间，气体对外做功，内能减少

9．如图所示，一定质量的理想气体了经历的过程，已知在状态时压强为，则（　　）

A．过程气体对外做功

B．过程气体每个分子速率都会变大

C．过程气体对外界做功为零

D．过程气体向外界放出热量

10．下列说法正确的是（　　）

A．气体温度升高，则每个气体分子的动能都将变大

B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功

C．分子间同时存在着引力和斥力，其中引力比斥力大

D．密闭容器内的气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的

11．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．液晶光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

C．温度相同的氧气和氢气，分子的平均动能不同

D．物体对外做功，物体内能一定减小

12．下列说法正确的是（ 　　）

A．饱和汽压与体积有关

B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是因为油脂使水的表面张力增大

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．物体内能增加，不一定要从外界吸收热量

13．一定质量的理想气体从状态开始，经，，三个过程后回到初始状态，其图像如图所示。已知．．，下列说法正确的是（　　）

A．气体在过程中压强增大

B．气体在过程中从外界吸收的热量等于增加的内能

C．气体在过程中外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量

D．气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量

14．一定质量的理想气体从状态M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，在过程1．2中气体对外做功分别为W1．W2，则（　　）

A．TM=TN B．TM<TN C．W1>W2 D．W1<W2

15．“回热式热机”的热循环过程可等效为如图所示a→b→c→d→a的曲线，一定质量的理想气体在a→b．c→d为等温过程，b→c．d→a为等容过程，则（　　）

A．a状态气体分子平均动能比c状态小

B．a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数与d状态相同

C．a→b的过程气体放出热量

D．在一次循环过程中，气体从外界吸收的热量大于放出的热量。

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】

A．布朗运动是悬浮在液体中，固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，所以A错误；

B．气体从外界吸收热量，并且对外界做功，根据热力学第一定律

则气体的内能不一定增大，所以B错误；

C．知道某物质的摩尔质量和分子质量可求出阿伏加德罗常数，所以C错误；

D．一定质量的气体，体积不变，温度越高，则气体的平均动能越大，单位时间内撞击气壁的分子数越多，冲量越大，所以气体的压强就越大，则D正确；

故选D。

2．【答案】D

【解析】

AB．过程由图可知为等温变化，气体内能不变，根据玻意耳定律可知，当压强p增大时，体积V减小，可知外界对气体做功，根据热力学第一定律,由于内能不变，可知过程气体放出热量，故AB错误；

C．由图可知为等容变化，为等压变化，过程中气体温度升高，根据盖—吕萨克定律可知体积变大，由于压强不变，温度升高，气体分子平均速率增大，则气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故C错误；

D．由于a．c两个状态体积相同，则过程气体体积的变化量与过程气体体积的变化量相同，而过程气体压强不变，过程气体压强增大，根据可知，过程气体对外界做的功小于过程外界对气体做的功，故D正确。

故选D。

3．【答案】B

【解析】

A．过程中，体积不变，温度升高，气体分子间距不变，A错误；

B．过程中，体积不变，温度升高，体积气体内能增加，B正确；

C．过程中，根据理想气体的理想方程可得

可知等压过程为过原点的直线，因此压强不变，C错误；

D．过程中，温度降低，体积增大，气体对外界做功，D错误。

故选B。

4．【答案】A

【解析】

A．理想气体分子间无分子势能，故一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关，A正确；

B．液体没有确定的形状且有流动性，是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，B错误；

C．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向跟液面相切，C错误；

D．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，它不是单纯的晶体，D错误。

故选A。

5．【答案】D

【解析】

A．因为内能与物体物质的量，温度和体积都有关，由于物质的量和体积不确定，故温度低的内能不一定小，故A错误；

B．温度低的物体分子的平均动能小，但由于分子的质量不能明确，故不能说明温度低的物体分子平均速率就小，故B错误；

C．温度是分子平均动能的标志，与物体是否运动无关，故C错误；

D．根据热力学第一定律，内能的变化与外界对物体做功以及吸收的热量有关，即△U=W+Q，物体体积改变，内能可能不变。故D正确。

故选D。

6．【答案】A

【解析】

A．从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故A错误；

B．气体从状态c到状态b是一个降压．降温过程，在p-T图像中，由

可知斜率的倒数表示体积的大小，图由可知斜率变大，体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小（降温）就一定要伴随放热的过程，故B正确；

C．气体从状态a到状态d是一个等压升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C正确；

D．气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热，故D正确。

本题选错误的，故选A。

7．【答案】D

【解析】

A．把充入的气体和原气体作为整体：气体做等温变化，根据玻意耳定律可得

解得

故A正确，不符合题意；

B．温度是平均动能的标志，温度不变，所以分子的平均动能不变，故B正确，不符合题意；

C．充气后封闭气体压强变为1.2atm，大于大气压强，所以打开阀门后，气体膨胀，对外界做功，故C正确，不符合题意；

D．膨胀过程温度不变属于等温变化，若都喷完容器中的水，由

得喷完容器中的水后，容器的气体压强小于外界气体压强，所以水不能喷完，故D错误，符合题意。

故选D。

8．【答案】A

【解析】

A．气体分子间间距较大，分子力（斥力）可忽略不计，则车胎爆裂不是分子斥力的作用，故A符合题意；

B．自行车在爆裂前受暴晒的过程中，车胎内气体吸热温度升高，分子平均动能增加，而气体体积不变，单位体积内的分子数不变，因此气体压强增大，故B不符题意；

C．根据热力学第一定律，爆裂前气体吸热，内能增加，温度升高，分子的热运动加剧，故C不符题意；

D．突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，故D不符题意；

故选A。

9．【答案】D

【解析】

A．过程气体变化为等温变化，根据玻意耳定律得

可知，体积增大，由于压强减小，根据

可知，外界对气体做功

即过程气体对外做功，且做功小于，故A错误；

B．过程温度升高，分子平均动能增大，绝大部分气体分子速率变大，极少数分子的速率变小，故B错误；

CD．由图可知，为等压变化，此过程外界对气体做功

过程，外界对气体做功

根据热力学第一定律

可知，气体内能最终不变，，又，则，即过程外界对气体做功，同时放热，故C错误，D正确。

故选D。

10．【答案】D

【解析】

A．气体温度升高，则气体分子的平均动能变大，但并不是每个气体分子的动能都变大，A错误；

B．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积膨胀，汽车轮胎内的气体对外做正功，B错误；

C．分子间同时存在着引力和斥力，时引力比斥力大，时引力比斥力小，C错误；

D．密闭容器内的气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D正确。

故选D。

11．【答案】B

【解析】

A．悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动称为布朗运动，选项A错误；

B．液晶光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项B正确；

C．温度相同的氧气和氢气，分子的平均动能相同，平均速率不同，选项C错误；

D．物体对外做功，若物体吸热，则物体内能不一定减小，选项D错误。

故选B。

12．【答案】D

【解析】

A．饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，故一定温度下的饱和汽的分子数密度是一定值，相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的，温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大，而饱和汽压与气体的体积无关，故A错误；

B．由于油脂将水及玻璃隔开，而水与油脂是不浸润的，故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，但是并没有增大表面张力，故B错误；

C．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，即分子动能增大，内能要增大，故分子势能增大，故C错误；

D．物体内能增加，可以有做功和热传递两种方式，则不一定要从外界吸收热量，故D正确；

故选D。

13．【答案】B

【解析】

A．根据PV=nRT可知， ，a到b过程T减小，V增大，所以压强P也减小，A错误；

B．b到c过程中，T升高而V不变，说明只是从外界吸收热量，却没有做功，所以吸收热量内能增加，且吸收的热量等于内能的增加，B正确；

C．c到a过程中，V减小，T不变是等温压缩过程，外界对气体做正功，气体内能不变，气体向外界放热，且外界对气体所做的功的等于气体向外界放出的热量，C错误；

D．一定质量的理想气体，内能只与温度有关，a到b和b到c过程温度变化量相同，所以内能变化量也相同，D错误。

故选B。

14．【答案】C

【解析】

AB．在1的过程中，从M到N，体积变大，对外做功，由于与外界无热交换，可知内能减小，温度降低，即TM>TN，AB错误；

CD．根据可知气体对外做功等于p-V图像与坐标轴围成的面积大小，由图像可知W1>W2，C正确，D错误。

故选C。

15．【答案】D

【解析】

A．根据气态方程

a状态气体分子的温度比c状态大，故a状态气体分子平均动能比c状态大，A错误；

B．d→a为等容过程，根据气态方程可知，a状态气体分子的温度比c状态大，故a状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数与d状态不相同，B错误；

C．a→b为等温过程，体积增大，故气体吸收热量，C错误；

D．根据

可知，压强体积图像包围的面积表示做功，由于a→b过程中气体对外界做功，c→d的过程外界对气体做功，根据面积关系可知，整个过程中气体对外界做功，即

而整个过程中

根据热力学第一定律

可知

即气体吸热，故在一次循环过程中，气体从外界吸收的热量大于放出的热量，D正确。

故选D。