沪科版 (2019)4.1 热力学第一定律复习练习题

【优编】第1节热力学第一定律-4优选练习

一．填空题

1．一个汽缸里的气体膨胀时推动活塞做了310J的功，同时气体从外界吸收了420J的热量，则气体的内能       （填“增加”或“减小”）了        J

2．如图所示，气缸与活塞封闭了一定质量的理想气体．气缸和活塞间无摩擦，且均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢升高，则封闭气体的体积将  （增大．减小．不变），同时      （吸热．放热．既不吸热也不放热）

3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B．C和D后再回到状态A。 其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。 这就是著名的“卡诺循环”。

（1）该循环过程中，下列说法正确的是       。

A.过程中，外界对气体做功

B. 过程中，气体分子的平均动能增大

C. 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多

D. 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化

（2）该循环过程中，内能减小的过程是       （选填“”．“”．“”或“”）。 若气体在过程中吸收63kJ 的热量，在过程中放出38kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为       kJ。

4．如图所示，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是       （填入选项前的字母，有填错的不得分）

A．每个气体分子的速率都不变            

B．气体分子平均动能不变

C．水平外力F逐渐变大                  

D．气体内能减少

E．气体放出热量

F．气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现

G．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

5．若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了    0.6J的功，同时吸收了0.9J的热量，则该气体内能变化了      J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度        (填“升高”或“降低”)。

6．改变内能的方法有        和         它们两种是等价的

7．某热机在工作中从高温热库吸收了8×106 kJ的热量，同时有2×106 kJ的热量排放给了低温热  库（冷凝器或大气），则在工作中该热机对外做了　　　　kJ的功，热机的效率　　　 ％．

8．2013年12月2日凌晨1点30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”月球探测器送入太空．“嫦娥三号”将首次实现月球软着落和月面巡视勘察，为我国探月工程开启新的征程．火箭升空时将燃料燃烧产生的   能转化为火箭的机械能．“玉兔号”月球车（如图）上的“帆板”可以把     能转化为电能．

9．判断下列各过程中气体与外界热传递的情况：
（1）理想气体在等温膨胀过程中           ；
（2）理想气体在等容冷却过程中           ；
（3）理想气体在等压膨胀过程中             ；
（4）理想气体在绝热过程中               

10．一辆汽车停在路边卸货的过程中，可假设车胎内气体温度不变，且车胎不漏气，不计分子势能，则胎内气体        （吸热/放热）．远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过      （做功/热传递）把机械能转变为内能．

11．某同学给四只一样的气球充入了质量相同的空气（视为理想气体），分两排并列放在光滑的水平面上，再在上面放一轻质硬板，而后他慢慢地站到硬板上，在此过程中气球未爆，且认为气球中气体温度不变，外界对气球中的气体做了6Ｊ的功，则此过程中气球            （填“吸收”或“放出”）的热量为     Ｊ；若换上另外一个人表演时，某个气球突然爆炸，则该气球内的气体的内能      （填“增大”或“减小”）， 气体的温度       （填“升高”或“降低”）

12．如图所示，当一定质量的理想气体气体由状态a沿acb到达状态b，气体对外做功为126J．吸收热量为336J；当该气体由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对气体做功为84J，则该过程气体是      热（选填“吸”或“放”），传递的热量等于      J

13．液化气炉是人们目前较普遍地使用的炉具。但若把液化气钢瓶放在烈日下曝晒，将通过         的方法使它的内能        ，具有一定的危险性，因此，液化气钢瓶严禁曝晒。

14．如图，活塞将一定质量的理想气体封闭于导热汽缸中，活塞可沿气缸内壁无摩擦滑动．通过加热使气体温度从T1升高到T2，此过程中气体吸热12J，气体膨胀对外做功8J，则气体的内能增加了        J；若将活塞固定，仍使气体温度从T1升高到T2，则气体吸收的热量为      J

15．空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105 J，同时气体的内能增加了1.5×105 J．试问：

(1)此压缩过程中，气体         (选填“吸收”或“放出”)的热量等于          J.

(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程从状态1变化到状态2，其中表示等压变化的是        (选填“A”．“B”或“C”)，该过程中气体的内能        (选填“增加”．“减少”或“不变”)．

参考答案与试题解析

1．【答案】增加，110

【解析】气体吸收了420J的热量，故Q=420J；
对外做的功是310J，故W=-310J；
根据热力学第一定律，有：△U=Q+W=420J-310J=110J．即增加了110J

2．【答案】增大，吸热

【解析】当外界环境的温度缓慢升高时，气缸内理想气体压强不变．根据盖-吕萨克定律V/T＝c得知，温度升高，体积增大．
由题气缸内理想气体温度升高，内能增大，△U＞0，气体膨胀，气体对外界做功，W＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q＞0，则气体吸热．

3．【答案】(1)C    (2)    25

【解析】

4．【答案】BCG

【解析】

试题分析：导热气缸说明温度不变，内能不变，D错。温度不变说明气体分子平均速率平均动能不变，A错B对。但是活塞向外移动又对外做功，要保持内能不变，必须从外界吸热。答案E错。吸热又对外做功内能不变，符合热力学定律G对F错。

考点：分子热运动  热力学定律

5．【答案】0.3  降低

【解析】

6．【答案】做功   热传递

【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们都可以改变物体的内能，
但热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程．
同时它们虽然是两种不同的改变物体内能的方法，但是它们取得的最终的效果是相同的，所以是等效的

7．【答案】6×106，75

【解析】

8．【答案】内；太阳

【解析】火箭发射时燃气燃烧后向后喷射火焰是气体膨胀对外做功的过程，将内能转化为火箭的机械能．
卫星的两翼是太阳电池板，它的作用是把太阳能转化为电能，供卫星使用；所以工作系统所需的电能是由卫星两翼的电池板吸收太阳能转化来的．

9．【答案】（1）吸热； （2）放热； （3）吸热； （4）没有热传递

【解析】

等温膨胀过程中内能不变，对外做功，根据热力学第一定律知气体吸热；
等容冷却过程中温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体要放热；
等压膨胀过程中温度升高，内能增大，对外做功，根据热力学第一定律知吸热；
在绝热过程中没有热传递；

10．【答案】吸热，做功

【解析】汽车在卸货的过程中，压强减小，而气体温度不变，所以体积变大，气体对外做功，内能不变，需要吸收热量；“钻木取火”是通过做功的方法增加内能；

11．【答案】放出 6J减小降低

【解析】根据热力学第一定律，气球中气体温度不变，外界对气球中的气体做了6Ｊ的功，则放出6J热量；若气球突然爆炸，则该气球内的气体的内能减小，温度降低。

12．【答案】放，294J

【解析】acb过程，W1=-126J，Q1=336J，由热力学第一定律得：△u=W1+Q1=210J，气体内能增加200J，当气体由状态b沿曲线ba返回状态a时，整个过程内能变化为0．则△U′=-210J，b到a过程中，W2=84J，由热力学第一定律得：△u′=W2+Q2=-210J，Q2=294J，故气体为放热，传递的热量为294J．

13．【答案】热传递   增加

【解析】本题考查内能改变的两种形式，若把液化气钢瓶放在烈日下曝晒，将通过热传递的方法使它的内能增加

点评：使内能改变的两种形式是做功和热传递

14．【答案】4    4

【解析】由热力学第一定律公式△U=W+Q=12-8=4J，知气体的内能增加了4J；
若将活塞固定W=0，仍使气体温度从T1升高到T2，气体内能的增量相同，根据热力学第一定律知，气体吸收的热量全部用来增加内能，所以仍然是4J．

15．【答案】(1)放出　5×104　(2)C　增加

【解析】