热力学第一定律-高二物理人教版（2025）选择性必修三同步课时作业（含解析）

3.2热力学第一定律——高二物理人教版(2019)选择性必修三同步课时

作业

1.景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒猛推推杆,

艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在压缩过程中()

A.气体温度升高，压强不变

B.气体温度升高，压强变大

C.气体对外界做正功，其体内能增加

D.外界对气体做正功，气体内能减少

2.如图所示的是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J,同时气体向

外界放热300J,缸内理想气体的()

A.温度升高，内能增加500JB.温度升高，内能减少300J

C.温度降低，内能增加500JD.温度降低，内能减少300J

3.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了8x10」的功，气体的内能减少了

1.2xlO5J,则下列各式中正确的是()

A.VV=8X104J,At/=1.2xl05J,O=4xl04J

B.W=8X104J,A^=-1.2X105J,C=-2X105J

C.W=-8xlO4J,AI7=1.2X105J,Q=2X104J

D.W=-8X104J,A(/=-1.2X105J,g=-4xlO4J

4.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的

温度升高21C,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高

()

A.9CB.8cC.6cDSC

5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态8,已知此过程中，气体吸收450J的

A.增力口390JB.增加510JC.减小390JD.减小510J

6.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次把体积为％、压强为的空气打入容器

内，若容器内原有空气的压强为p,打气过程中温度保持不变，则打了〃次气后容器内气体

的压强为（）

A"17"B.p+叩°C.p+D.p+（fpQ

7.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（）

A.a.8过程中，气体温度降低，体积增大

B/f0过程中，气体温度不变，体积变小

C.cf。过程中，气体压强增大，体积不变

D.在。状态时，气体的体积最小

8.一个篮球的容积是5心用打气筒给这个篮球打气，每打一次都把体积为200mL、压强与大

气压相同的气体打进篮球内。如果在打气前篮球就已经是球形并且里面的压强与大气压相

同，篮球正常情况下，篮球内的气压最大为大气压的L6倍，不然篮球会变形。若打气过程

气体温度保持不变，则给此篮球打气的最多次数是（）

A.5次B.10次C.15次D,20次

9.根据热力学定律，下列说法正确的是（）

A.气体被缓慢压缩时，内能可能不变

B.对能源的过渡消耗使自然界的能量小断减少，形成“能源危机”

C.一定质量的理想气体，在压强减小、体积增大时，一定从外界吸收热量

D.一定质量的理想气体，在温度降低、体积增大时，一定从外界吸收热量

10.如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过等压变化到状态8,再经过等容变化到状态G

最终经过等温变化回到初始状态A。已知从状态A到状态B的过程中，气体吸收/300J的热量,

关于从A到8过程下列说法中正确的是（）

A.气体内能增加220JB.气体内能增加38OJ

C.气体内能减少380JD.气体内能减少220J

11.气压式电脑桌的简易结构如图所示.导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气

体，活塞可在汽缸内无摩擦运动.设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上，桌面下降一段

距离后达到稳定状态及打开空调一段时间后，桌面回到初始高度，此时气体状态为C下列说

法正确的是（）

桌面

A.从A到8的过程中，内能减小

B.从A到8的过程中，气体会从外界吸热

C.从3到C的过程中，气体分子平均动能增大

D.从“到。的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多

12.机舱内有一个空矿泉水瓶内密闭着一定质量的空气，飞机在高空巡航时瓶子的状态如图甲

所示。飞机着陆时瓶子的状态如图乙所示。假设机舱内的温度保持不变，飞机从巡航到着陆

过程（）

甲乙

A.飞机机舱内的气压减小B.矿泉水瓶内的空气的压强增大

C.矿泉水瓶内的空气分子平均动能增大D.矿泉水瓶内的空气内能增大

13月密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内

A.体积减小，内能增大B.体积减小，压强减小

C.对外界做负功，内能减小D.对外界做正功，压强减小

14.如图，一定质量的理想气体，用活塞封闭在开口向上的导热气缸内。若环境温度不变，活

塞与气缸壁间无摩擦，现对活塞施加向下压力使其缓慢下降，此过程中（）

A.气体压强增大，内能增加B.气体压强增大，吸收热量

C.外界对气体做功，气体内能不变D.气体对外界做功，气体吸收热量

15.一定质量的理想气体经历。一〃-c过程，其中〃一〃是等温过程，c是等压过程，则

Aa、氏c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大

Ba、氏c三个状态中，气体在〃状态分子数密度最大

C.czf〃过程中，气体既不吸热也不放热

D.bfc过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功

答案以及解析

1.答案：B

解析：分析猛推推杆时间较短，气体来不及吸放热，主要是外界对气体做正功，气体内能增加，

温度升高，压强增大.解答解：封闭的气体被推杆压缩过程中，由公式^7=卬。知，在瞬

间,Q=0,W>0,所以内能增加，则温度升高，气体体积减小，压强增大,综上知正确，因选错误的

故选B

2.答案：A

解析：根据热力学第一定律，气体内能增加量△〃=卬+。=8001-3001=50(11,对于一定质量的

理想气体，内能增加温度必然升高,A正确。

3.答案：B

解析：由热力学第一定律AU=Q+W可知，外界对气体做功则卬为正值，气体内能减少则

△U为负值，代入热力学第一定律表达式得Q=-2xl()sj

故选B。

4.答案：C

解析：设一杯水的质量为〃?，热水的初温为L，冷水的初温为加，将一半的热冰倒入容器中

后共同的温度为i，由Q=cm2可知吸放。吸=Q放，=cm2冷解得加热=2=42℃

若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，共同的温度为,则&=Q/

彳=c^-解得A4=由题口J知+△，冷=f热-f'+/T=/热T=42℃解得

△心=6℃故选Co

5.答案：A

解析：从状态A到状态以气体体积膨胀，对外做功，P-V图像与V轴围成的面积表示功，

所以气体对外做的功为60J,根据热力学第一定律可得△U=W+Q=450J+(-60J)=390J,即

气体内能增加390J。故选A。

6.答案：C

解析：以容器内原有的气体和打进的气体为研究对象进行分析，初态是〃丫+〃〃。匕，末态是

p'V,由玻意耳定律得pV+np(y0=p'V,

解得p'=p+也％,故C正确。

7.答案：C

解析：A、8过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖-吕萨克定律学=。得知，体积

应减小，故A错误；

B、c过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据玻意耳定律〃丫=。得

知，由于压强减小，故体积增大，故B错误；

CD、cf。过程中，由图可知，p与丁成正比，过坐标原点，则气体发生等容变化，体积不

变，而压强增大，综上所述可知在〃状态时，气体的体积最小，故C正确，D错误；

故选C。

8.答案：C

解析：忽略温度的变化，视为等温变化，研究全部气体，设大气压强为P。，根据玻意耳定律

有

=PM

代入数据得

x(5+〃x0.2)=5x1.6〃0

解得

〃二15次

故选C。

9.答案：A

解析：由热力学第一定律知，改变内能的方法有热传递和做功，缺失了热传递情况无法判断

内能变化情况，内能可以增大可以减少可以不变，故A选项正确。能源有可利用能源和不可

利用能源之分，总能量保持不变，我们应该节约使用的是可利用能源，故B选项错误。由理

想气体状态方程”二c知，对一定质量的理想气体c值保持不变，P减小、v增大时，r的

T

变化情况未知，故热力学第一定律△U=Q+W中AU的正负未知，气体体积增大，则W为

负，故Q的正负未知，气体吸热放热情况未知，故C选项错误。对一定质量的理想气体，T

减小时△。为负值，气体体积增大，则卬为负值，热力学第一定律AU=Q+W中。的正负未

知，气体吸热放热情况未知，故D选项错误。

10.答案：A

解析：从状态4到状态8的过程中气体的体积增大，气体对外做功

W=pAV=0.4x105x(4.0-2.0)xIO_3J=80J,气体吸收了300J的热量,根据热力学第一定律

可得AU=Q—W=300J—8OJ=22OJ,所以气体内能增加220J。故A正确，BCD错误。

故选：A。

11.答案：C

解析：AB.因为汽缸导热性能良好，所以从4到8的过程中，气体温度不变，内能不变。但

体积减小，外界对气体做了功，山热力学第一定律知气体会向外界放热，故AB错误；

C.从B到C的过程中，压强不变，但气体体积增大，故应是温度升高，所以气体分子平均动

能增大。气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变少，故C正确，D错误。

故选C。

12.答案：B

解析：AB.飞机从巡航到着陆过程，温度不变，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为

研究对象，根据理想气体状态方程庄=C,故可知矿泉水瓶内的空气的压强增大，则飞机从

T

巡航到着陆过程飞机机舱内的气压增大，故A错误，B正确；

C.由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温

度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变，故C错误；

D.由于温度不变，则内能不变，故