3.2 热力学第一定律 练习题 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

2《热力学第一定律》练习题一、单项选择题1.在热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q中,关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负,下列说法中正确的是()A.外界对物体做功时W为正,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为正B.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为负C.外界对物体做功时W为负,吸热时Q为负,内能增加时ΔU为负D.物体对外界做功时W为负,吸热时Q为正,内能增加时ΔU为正2.对于一定质量的理想气体,下列过程不可能发生的是()A.气体膨胀对外做功,温度升高,内能增加B.气体吸热,温度降低,内能不变C.气体放热,压强增大,内能增大D.气体放热,温度不变,内能不变3.对一定质量的气体,下列说法正确的是()A.在体积缓慢增大的过程中,气体一定对外界做功B.在压强不断增大的过程中,外界对气体一定做功C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加D.在与外界没有发生热交换的过程中,内能一定不变4.如图所示,现用活塞将一定质量的理想气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中,待系统稳定(活塞处于静止)后逐渐往活塞上堆放细沙,使活塞缓慢下降。若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,且气体不会泄漏,那么,下列关于此过程的说法中正确的是()A.活塞对气体做正功,内能一定增加B.气体对活塞做正功,内能一定减小C.气体的压强增大,内能可能不变D.气体向外界放热,内能一定减小5.气体膨胀对外做功100J,同时从外界吸收了120J的热量,它的内能的变化是()A.减少20J B.增加20JC.减少220J D.增加220J6.水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体()A.压强变大 B.对外界做功C.对外界放热 D.分子平均动能变大7.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,当人从椅子上离开,M向上滑动的过程中()A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小8.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回到状态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bc中气体从外界吸收热量D.在过程ca中气体从外界吸收热量9.一定质量的理想气体,体积由V1膨胀到V2,如果通过压强不变的过程实现,对外做功大小为W1,传递热量的值为Q1,内能变化为ΔU1;如果通过温度不变的过程来实现,对外做功大小为W2,传递热量的值为Q2,内能变化为ΔU2。则()A.W1>W2,Q1<Q2,ΔU1>ΔU2B.W1>W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU2C.W1<W2,Q1=Q2,ΔU1<ΔU2D.W1=W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU210.一定质量的理想气体从状态a开始,经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a,其pV图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0,2p0),b(2V0,p0),c(3V0,2p0)。以下判断正确的是()A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C.在c→a过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量11.如图所示,A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态,当气体从状态A变化到状态B时，下列说法错误的是()A.体积必然变大B.有可能经过体积减小的过程C.外界必然对气体做正功D.气体必然从外界吸热12.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A.内能减小,外界对其做功B.内能减小,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能增大,放出热量13.一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的()A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小C.温度升高,密度增大 D.温度升高,密度减小14.若通过控制外界条件,使图(甲)装置中气体的状态发生变化。变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图(乙)所示,图中AB线段平行于T轴,BC线段延长线通过坐标原点,CA线段平行于p轴。由图线可知()A.A→B过程中外界对气体做功B.B→C过程中气体对外界做功C.C→A过程中气体内能增大D.A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功二、非选择题15.如图所示为一定质量理想气体的pV图像,气体状态经历了由A经B到C的变化过程:其中A到B过程中气体吸收了120J热量,对外做功180J;B到C过程中气体吸收了240J热量。则:(1)A到B过程中气体内能改变了多少?(2)B到C过程中,是外界对气体做功还是气体对外界做功?做了多少功?(3)整个过程中气体内能改变了多少?16.如图所示,一个内壁光滑的圆柱形汽缸高度为L,底面积为S,缸内有一质量为m的活塞,封闭了一定质量的理想气体。现用绳子系住汽缸底将汽缸倒过来悬挂,汽缸处于竖直状态,缸内气体高为L0,温度为T0。已知重力加速度为g,大气压强为p0,不计活塞与缸体的厚度及它们间的摩擦。若采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离,求此过程:(1)气体温度的变化量ΔT;(2)缸内气体对活塞做的功;(3)若缸内气体的内能增加量为ΔU,气体吸收的热量。参考答案1.D2.B3.A4.C5.B6.B7.D8.D9.B10.C11.C12A13.D14.D15.解析:(1)A到B过程中气体吸收了120J热量,对外做功180J。由热力学第一定律ΔU=Q+W,代入数据得ΔU=120J+(-180J)解得ΔU=-60J,内能减少60J。(2)B到C过程中,体积变大,气体对外做功,做功W=pΔV=200J。(3)A到B过程中内能减少60J;B到C过程中,气体吸收了240J热量,对外做功200J,故B到C过程中,气体内能增加了40J。故整个过程中气体内能减少20J。答案:(1)内能减少60J(2)气体对外做功做功200J(3)内能减少20J16.解析:(1)气体做等压变化,由盖吕萨克定律得L0ST解得T=L所以ΔT=T-T0=L-L0(2)对活塞