物理人教版选修1222热力学第一定律同步练习教师用卷

1、2.2热力学第一定律同步练习一、单选题1. 一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态和初态相比，()A. 气体内能一定增加B. 气体内能一定减小C. 气体内能一定不变D. 气体内能是增是减不能确定【答案】D【解析】解：由于气体吸收热量，所以Q>0，由于体积膨胀并对外做功，所以W<0，根据热力学第一定律U=W+Q，无法判断U的正负，所以气体内能可能增加，也有可能减小故选D2. 夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气(可看成理想气体)()A. 内能减小，外界对其做功B. 内能减小，密度不变C. 内能增加，放出热量D. 内能不变，压强增大【答案

2、】A【解析】解；因为瓶子变扁体积减小，所以外界对瓶内气体做功，温度降低，瓶子中的空气内能减小，根据U=Q+W得知：瓶内空气向冰箱中释放热量，故A正确故选A 3. 氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压.假设氧焊时，氧气从管口缓慢流出时，瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用不计.则在氧焊过程中瓶内氧气()A. 分子总数减少，内能不变B. 密度减小，分子平均动能增大C. 吸收热量，对外做功D. 单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加【答案】C【解析】解：A、由于缓慢用气，所以瓶内氧气分子总数减少.由于瓶内外温度始终相等且保持不变，所以瓶内外氧气分子平均动能相等，但瓶内氧气分子数逐渐

3、减少，所以瓶内氧气内能减少.故A错误B、瓶中的氧气不断流出，就是说质量不断减小，而瓶的容积是不变的，氧气的密度会减小.由于瓶内外温度始终相等且保持不变，所以瓶内外氧气分子平均动能相等，保持不变.故B错误C、由于瓶内气体缓慢流出过程中氧气体积增大，氧气对外做功，而作为理想气体，温度不变则内能不变，根据热力学第一定律可知：氧气需要吸收热量，故C正确D、氧气的密度会减小，同时温度不变，所以单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数减少.故D错误故选：C4. 如图所示，一绝热容器(与外界没有热交换)被隔板K隔开成a、b两部分，a内有一定量的稀薄气体，b内为真空.抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡

4、状态.在此过程中()A. 气体对外界做功，内能减少B. 气体对外界做功，内能增加C. 气体不做功，内能不变D. 外界对气体做功，内能增加【答案】C【解析】解：稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0；绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0，W=0，则根据热力学第一定律得知内能不变；故C正确，ABD错误故选：C 气体自由扩散的过程中气体不做功，而且是绝热过程，故内能不变，由热力学第一定律可以直接解答要注意气体绝热自由膨胀时气体是不做功的，根据热力学第一定律进行分析即可5. 关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A. 热量不可能由低温物体传给高温物体B. 用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分

5、子间有斥力C. 在某过程中，气体的内能不变，却对外做功，这并不违反热力学第一定律D. 给物体加热，物体分子的热运动一定会变剧烈，分子的平均动能一定会增大【答案】C【解析】解：A、根据热力学第二定律得知：热量能自发地从高温传到低温物体，但不可能从低温传到高温物体而不产生其他影响；若在外界的影响下，热量也能从低温物体传给高温物体.故A错误B、气体分子间距较大，分子作用力很小.用打气筒的活塞压缩气体很费力，是因为气筒内压强很大造成的，不能说明分子间有斥力.故B错误；C、在某过程中，气体的内能不变，却对外做功，可能吸热，故并不违反热力学第一定律，故C正确；D、给物体加热，若物体对外做功，内能不一定增大

6、，温度不一定升高，分子的平均动能不一定增大，故D错误故选：C6. 在各处温度相等的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的体积不断增大，则气泡在浮起的过程中()A. 放出热量B. 吸收热量C. 与外界绝热D. 无法判断【答案】B【解析】解：气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变。根据热力学第一定律可得，U=W+Q知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量。故选：B。7. 如图所示，质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸中，活塞上堆放细沙，

7、活塞处于静止状态.现在对气体缓慢加热，同时不断去走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走，则在此过程中()A. 气体压强增大，内能可能不变B. 气体温度可能不变，气体对外做功C. 气体的体积增大，压强减少，对外不做功D. 气体对外做功，内能一定增加【答案】B【解析】解：A、因为逐渐取走细沙，直到细沙全部取走，根据活塞的受力平衡，所以可以判断气缸内的气体压强一定减小，故A错误B、C、D：对气体缓慢加热，气缸内的气体一定吸收热量，据热力学第一定律：U=W+Q，Q为正数，因体积增大，气体对外做功，W为负数，所以：U可能为零，温度可能不变.故B正确，C、D错误故选B二、多选题8. 关于一定量的气体，下

8、列叙述正确的是()A. 气体吸收的热量可以完全转化为功B. 气体体积增大时，其内能一定减少C. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加D. 外界对气体做功，气体内能可能减少【答案】AD【解析】解：根据热力学第一定律，做功和热传递都可以改变内能，所以含有一定的B和C错误，而D正确；理想气体的等温变化是一个内能不变的过程，当体积增大对外做功时同时必须从外界吸热等大的热量，故A正确；故选A D9. (双选)钢瓶中气体温度从20升高到30，下列说法中正确的是()A. 气体温度升高了10KB. 每一个气体分子的动能一定增大C. 气体的内能增大D. 气体增加的分子动能等于气体增加的内能【答案】AC【

9、解析】解：A、根据T=t+273K，得T=t，则知气体温度升高了10K，故A正确B、温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，由于分子运动是杂乱无章的，所以不是每一个气体分子的动能一定增大，故B错误C、温度是分子的平均动能的标志，温度升高，气体的内能增大.故C正确D、由于气体分子也存在势能，气体增加的分子动能不等于气体增加的内能，故D错误故选：AC10. 如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内理想气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的()A. 内能增加600JB. 内能减少200JC. 温度升高D. 温度降低【答案】AC【解析】解：由热力学第一定律可知

10、：U=W+E 外界对气体做功，W=800J；气体向外散热，故E=200J；故U=800200J=600J；气体内能增加，则温度升高；故AC正确、BD错误故选：AC已知做功和热传递的数据，根据热力学第一定律可求得气体内能的改变量及温度的变化热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；U的正表示内能增加，E为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功11. 一定质量的理想气体的压强、内能的变化与气体体积和温度的关系是()A. 如果保持其体积不变，温度升高，则气体的压强增大，内能增大B. 如果保持其体积不变，温度升高，则气体的压强增大，内能减少C. 如果保持其温度不变，体积增大，则气体的压强减小，

11、内能增大D. 如果保持其温度不变，体积增大，则气体的压强减小，内能不变【答案】AD【解析】解：AB、如果保持其体积不变，温度升高，则由pVT=c，知气体的压强增大.一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度升高，则内能增大，故A正确，B错误CD、如果保持其温度不变，体积增大，则由pVT=c，知气体的压强减小.一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度不变，则内能不变，故C错误，D正确故选：AD12. 导热性能良好的气缸和活塞，密封一定质量的理想气体，气缸固定不动，保持环境温度不变，现在将活塞向下缓慢移动一段距离，则()A. 外界对气体做功同时气体放出热量，且内能不变B. 气体对外界做功同时气体

12、吸收热量，且内能增大C. 气缸内每个气体分子的动能保持不变D. 单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数增加【答案】AD【解析】解：AB、活塞向下缓慢移动，气缸内气体的体积减小，外界对气体做功.气体的温度不变，其内能不变.根据热力学第一定律气体放出热量.故A正确.B错误C、温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，但由于分子的运动是无规则，因此不是每个气体分子的动能保持不变.故C错误D、气体温度不变，根据玻意耳定律pV=c知，气体的压强增大，而气体分子平均动能不变，所以单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数增加，故D正确故选：AD三、计算题13. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气

13、做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？【答案】解：依题意可得：W=900J，Q=210J       由U=W+Q得：U=900+(210)J=690J 答：汽缸里空气的内增加了690J【解析】已知做功和热传递的数据，根据热力学第一定律可求得气体内能的改变量热力学第一定律在应用时一定要注意各量符号的意义；U的正表示内能增加，Q为正表示物体吸热；W为正表示外界对物体做功14. 一定质量的气体从外界吸收2.6×105J的热量，内能增加4.2×105J，是气体对外做功还是外界对气体做功？

14、做多少焦耳的功？若气体所吸收热量2.6×105J不变，但内能只增加1.6×105J，情况又如何？【答案】解：由热力学第一定律可知：U=W+Q；则解得：W=4.2×105J2.6×105J=1.6×105J；外界对气体做功；同理解得：W=1.6×105J2.6×105J=1.0×105J；负号表示气体对外界做功；答：外界对气体做功2.6×105J；气体对外界做功为1.0×105J.【解析】做功和热传递均可以改变物体的内能；由热力学第一定律即可解答本题本题考查热力学第一定律的应用，要注意明确各物理量的符号的意义15. 如图所示的圆柱形气缸固定于水平面上，缸内用活塞密封一定质量的理想气体，已知气缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0.将活塞固定，使气缸内气体温度升高1，气体吸收的热量为Q1；如果让活塞可以缓慢自由滑动(活塞与气缸间无摩擦、不漏气，且不计气体的重力)，也使气缸内气体温度升高1，其吸收的热量为Q2简要说明Q1和Q2哪个大些？求气缸内气体温度升高1时活塞向上移动的高度h