4.1热力学第一定律 课时提升练-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

1、4.1热力学第一定律 课时提升练（含解析）一、选择题1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2如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有理想气体，右侧为真空。现将隔板抽掉，使左侧理想气体自由膨胀直至达到平衡，已知气体自由膨胀过程中不对外界做功，则在此过程中（）A气体温度降低，内能减少B气体温度不变，内能不变C气体温度升高，内能增加D气体内能一定不变，但温度可能改变3如图所示，气缸和活塞与外界均无

2、热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板（固定），封闭着两部分气体和，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（）A气体吸热，但对外做功，内能不变B气体吸热，对外做功，内能不变C气体和气体内每个分子的动能都增大D气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少4一定质量的理想气体从状态A变化到状态，再变化到状态，其状态变化过程的图象如图。已知该气体在状态A时的温度为。对该气体说法正确的是（）A在状态时的温度是B从状态到状态过程中对外做功C状态A下气体的内能大于在状态气体的内能D从状态

3、A到状态的过程中放出的热量5对于热学现象的相关认识，下列说法正确的是（）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气体分子速率呈现出“中间少、两头多”的分布规律C定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能变大D在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子势能增大6如图所示为某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为一定质量的理想气体所经历的两个绝热过程和两个等容过程，图中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程。关于该气体，下列说法正确的是（）A由图知的过程是等温变化过程B在的过程中，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变大C在的过程中，单位时间内撞

4、击该气缸壁的分子数增多D从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量等于放出的热量7某开口容器内的空气温度与容器外的相同，现对该容器内空气加热，当容器内空气温度高于容器外空气温度时（）A容器内空气的压强比容器外的小B容器内空气的密度比容器外的大C容器内空气分子的平均动能比容器外的大D容器内空气对容器外空气做了负功8如图所示，A、两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热传递，则下列

5、说法正确的是（）AA中水银的内能增量大于中水银的内能增量B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量CA和中水银体积相同，故内能增量相同DA和中水银温度始终相同，故内能增量相同9采取绝热的方式使一定量的气体由初状态A变化至末状态B，对于不同的绝热方式，下面说法正确的是（）A对气体所做的功不同B对气体所做的功相同C对气体不需做功，因为没有能量的传递D以上说法都不正确10一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示，下列判断正确的是（）A过程ab中气体一定放出热量B过程bc中气体一定吸收热量C过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D过程ca中气体的内能

6、保持不变11如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a。下列说法错误的是（）A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量12一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p-V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，下列说法中正确的是（ ）A由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变B由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加Cc状态与a状态相比，c状态

7、分子间平均距离较大，分子平均动能较大Db状态与a状态相比，b状态分子间平均距离较小，分子平均动能较小13在光滑水平面上运动的物体，受到一个与速度同方向的推力，物体的温度与环境温度相同，在这个过程中以物体为研究对象（）A与传热等效的功是正功，物体的内能增加B与传热等效的功是零，内能不变C动能定理中的功是正功，动能增加D动能定理中的功是零，动能不变14一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点O，bc平行于t轴，ca的延长线过点（-273.15，0）。下列判断正确的是（）A过程ab中气体体积不变B过程ca中气体体积不变C过程

8、ca中外界对气体做功D过程bc中气体对外做功E.b状态与c状态相比，c状态容器壁单位面积单位时间受到气体分子撞击的次数较少二、解答题15轻薄柔软的家用密封收纳袋主要用于装棉被和一些家用物品，抽出空气后具有防潮、防异味等特点（如图所示），某同学用家里的密封收纳袋进行探究和测算，密封收纳袋内装有一定体积的物品，抽出部分空气后在时收纳袋总体积为19dm3，将其拿到27的空调房间里时，收纳袋的体积膨胀了1dm3，密封收纳袋中气体看成理想气体，大气压强保持不变。（1）求内装物品的实际体积：（2）若封闭气体的内能U与热力学温度T的关系为U=10TJ，求该过程中封闭气体吸收的热量Q。16 如图所示，圆柱形汽

9、缸竖直放置，质量为 m=4.0 kg、横截面积为S=1.0×10-3m2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和汽缸的厚度，开始时活塞距汽缸底的距离 h1=0.50 m，此时温度T1=280 K，给汽缸缓慢加热至T2，活塞上升到距离汽缸底 h2=0.75m 处，同时缸内气体内能增加210 J，已知外界大气压强 p0=1.0×105 Pa，取 g=10 m/s2。求：（1）求气缸内的压强为多少？（2）缸内气体加热后的温度 T2；（3）此过程中缸内气体吸收的热量Q。参考答案1B【详解】A物体内能与温度和体积均有关，A错误；B温度是物体分子平均动能

10、的标志，B正确；C内能不仅与做功有关，还与热传递有关，C错误；D物体做加速运动，速度越来越大是宏观的机械运动不改变物体的温度，即不会改变微观的分子的平均动能；故D错误；故选B。2B【详解】由热力学第一定律，有依题意解得即气体内能不变，对理想气体而言，气体温度也不变。故ACD错误；B正确。故选B。3D【详解】A对A气体加热时，A气体的温度升高，体积不变，不对外做功，由于理想气体的内能由温度决定，则气体A吸热，内能增加，所以A错误；B气体B做等压变化，体积增大，温度升高，则气体B吸热，对外做功，内能增大，所以B错误；C气体A和气体B内分子的平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，所以C错误；D由

11、于气体B的体积增大，压强不变，温度升高，则气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少，所以D正确；故选D。4B【详解】A对于理想气体由图象可知AB等容变化，由查理定律得得解得故A错误；B对于理想气体由图象可知BC等压变化，则从状态到状态过程中对外做功故B正确；C由理想气体状态方程可知即得则状态A下气体的内能等于在状态气体的内能，故C错误；D气体从状态A到状态C体积增大，对外做功，即W0且TA=TC，A到状态C的过程中内能变化量为0，由热力学第一定律得Q0所以AC的过程中吸热，故D错误。故选B。5D【详解】A在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动，布朗运动肉眼是看

12、不到的，所以A错误；B气体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，所以B错误；C定量的理想气体发生绝热膨胀时，根据热力学第一定律 可知，绝热，膨胀时外界对气体做负功，则内能变小，所以C错误；D在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子势能增大，所以D正确；故选D。6C【详解】A由图知为绝热过程，没有热传递，由于体积减小，外界对气体做功，据热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，A错误；B在的过程中，体积不变，压强减小，由可知，温度降低，分子平均动能减小，气体分子对容器壁单位面积上的平均碰撞力变小，B错误；C在的过程中，体积不变，压强增大，由可知，温度升高，分子平均动能增

13、大，单位体积分子数不变的情况下，单位时间内撞击该气缸壁的分子数增多，C正确；D图线与横轴所围的面积表示功，可知，从a到b外界对气体做的功小于从c到d气体对外界所做的功，而从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程，温度相同内能不变，据热力学第一定律可知，从状态a出发完成一次循环又回到状态a的过程中气体全程吸收的热量大于放出的热量，D错误。故选C。7C【详解】A因为是开口容器，则容器内空气的压强等于容器外的压强，选项A错误； B容器内空气气体的温度升高，体积变大，则容器内气体的密度比容器外的小，选项B错误；C温度是分子平均动能的标志，因为容器内空气气体的温度高，则容器内空气分子的平均动能比容器外

14、的大，选项C正确； D容器内空气体积膨胀，则对容器外空气做了正功，选项D错误。故选C。8B【详解】在水银进入管状容器的过程中，大气压力对水银做功，把大气的能量转化为水银的内能和重力势能，在一定的大气压下，A、中的水银柱在稳定后高度是相同的，且进入管中的水银体积相同，所以大气压力做功相同。但两装置中水银重力势能的增量不同，所以两者内能的改变也不同，由题图可知装置中水银的重力势能较小，所以装置中水银的内能增量较大。故选B。9B【详解】对一定质量的气体，不管采取哪一种绝热方式，由初状态A变化至末状态B，都是绝热过程。在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能U1，在末状态B有另一确定的内能U2，由绝

15、热过程中知，W为恒量，故B正确，ACD错误。故选B。10B【详解】A由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，即气体温度升高，内能增大，即由热力学第一定律可知所以，气体吸收热量，故A错误；B由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，即压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功由热力学第一定律可知气体吸热，故B正确；CD由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，即气体温度降低，内能减少，即由热力学第一定律可知所以，气体要放出热量，且过程ca中外界对气体所做的功小于气

16、体所放热量，故CD错误；故选B。11C【详解】A从a到b等容升压，根据理想气体状态方程可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故A不符合题意；B在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B不符合题意；C在过程ab中气体体积不变，根据W=pV可知，气体对外界做功为零，故C符合题意；D在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D不符合题意。故选C。12AB【详解】AD由a状态至b状态的过程中，气体温度不变，所以内能不变，同时体积减小，外界对气体做功，W>0

17、，由热力学第一定律知气体向外放出热量；b状态与a状态相比，气体分子平均动能相同，分子间平均距离较小，A正确，D错误；B由b状态至c状态过程中，气体压强不变，体积增大，气体对外界做功，W<0，同时温度升高，内能增大，由热力学第一定律知气体必从外界吸收热量，B正确；C由c状态至a状态过程中，体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，c状态与a状态相比，其分子间平均距离相同，分子平均动能较大，C错误。故选AB。13BC【详解】水平面光滑无摩擦，推力对物体做功只是使物体机械运动的动能增加，没有机械能与物体内能之间的转化，因此物体的内能不变。故B、C正确，A、D错误。故选BC。14BDE【详解】A由图可知，ab过程，b与绝对零度连线的斜率大于a与绝对零度连线的斜率，则b状态气体的体积小于a状态气体的体积，则ab过程中体积减小，故A错误；B由图可知，ca过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，故B正确；C由于ca过程体积不变，所