高中物理选修3-3同步训练试题解析 热力学第一定律 能量守恒定律

高中物理选修3-3同步训练试题解析

一、选择题

I.奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）、稳压装置和燃烧器三部分组

成.当稳压阀打开以后，燃气以气态从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧.则

以下说法中正确的是（）

A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功

B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少

C.燃气在燃烧室燃烧的过程是燧增加的过程

D.燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用

解析：燃气由液态变为气态的过程中体积膨胀，对外做功，故A选项正确，燃气在

膨胀过程中克服分子间引力做功分子势能增大，故B选项错误，由靖增原理可知C选项A

确，D选项错误.

答案：AC

2.如图，一绝热容器被隔板K隔开成〃、〃两部分.已知〃内有•定量的稀薄气体，b

内为真空.抽开隔板K后，"内气体进入A最终达到平衡状态.在此过程中（）

A.气体对外界做功，内能减少B.气体不做功，内能不变

C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变

解析：a内气体向其空中扩散，体积膨胀，但不做功，A错误.由于是绝热器不从外

界吸收热量，据热力学第一定律A“=W+Q可知气体内能不变，B正确。a内生体为理想生

体，理想生体内能只与温度有关，内能不变，气体的温度不变，由玻义耳定律知气体的压强

减小，C错误D正确.

答案：BD

3.如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为/〃的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体,

在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知气缸壁和活塞都是绝热的，

气缸壁与活塞间光滑接触且不漏气.现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热.关于气缸内

气体，下列说法中正确的是（）

A.单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少

B.所有分子的速率都增加

C.分子平均动能增大

D.对外做功，内能减少

电源

答案：AC

4.一定质量的理想气体由状态I（p"H，力）被压缩至状态I"”?，3,Ti）,已知72＞八,

则该过程中（）

A.气体的内能一定是增加的B.气体可能向外界放热

C.气体一定从外界吸收热量D.气体对外界做正功

解析：理想气体没有分子势能，因此温度升高时，气体的内能增加，故A对；由于

不能确定做功情况，因此气体有可能吸热，也有可能放热，应选A、B.

答案：AB

5.如图所示，a、b、c、4表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中

平行于横坐标轴，"的延长线过原点，以卜•说法正确的是（）

A.从状态d到c,气体大吸热也不放热*

P\a____d

B.从状态c到〃一气体放热厂

C.从状态。到4,气体对外做功1

D.从状态力到小气体吸热

解析：从状态"到c,温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积

增大，对外做功，还要保椅内能不变，一定要吸收热量，故答案A错；气体从状态c到状

态人是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小（降

温）就一定要伴随放热的过程.故答案B对；气体从状态”到状态d是一个等压、升温的过

程，同时体积增大，所以气体要对外做功，答案C正确：气体从状态方到状态a是个等容

变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变

化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故答案D对.

答案：BCD

6.如图所示的导热气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，如果迅速

向下压活塞时气体的温度会骤然升高（设为甲过程）.如果缓慢地向下压活塞

时，里面的气体温度不变（设为乙过程）.已知甲、乙两个过程中气体初态和末

态的体枳相同，不考虑活塞与气缸的摩擦，则下列说法正确的是（）

A.甲过程中气体的内能管加，乙过程中气体的内能不变

B.两过程中外界对气体做的功一样多

C.乙过程中气体的压强不变，甲过程中气体的压强不断增大

D.乙过程的末态气体压强比甲过程的末态气体压强小

解析：温度是理想气体分子平均动能的标志，由题意知甲过程中气体温度升高，乙过

程中气体温度不变，所以A邛正确.

外界对气体做功W=〃公匕体积变化相同，但甲过程平均压强大于乙过程平均压强,

B项错；乙过程为等温压缩过程，压强变大，C项错.

可以将两过程末态看做一个等容过程，甲过程末态温度较高，压强较大，D项正确.

答案：AD

7.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成.开箱时，密闭

于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交

换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（）

A.对外做正功，分子的平均动能减小B.对外做正功，内能增大

C.对外做负功，分子的平均动能增大D.对外做负功，内能减小

解析：气体膨胀，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可

知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，

选项A正确.

答案：A

8.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器

内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一

段距离后，气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体（）

A.温度升高，压强增大.内能减少B.温度降低，压强增大，内能减少

C.温度升高，压强增大，内能增加D.温度降低，压强减小，内能增加

解析：对理想气体绝热压缩时，外界对气体做功，由热力学第一定律得，气体的内能

增加，温度升高，又因气体体积减小，分子密度增大，温度升高，分子平均功能增大，故％

体的压强增大，C对.

答案：C

9.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的〃一V图上，气体先由a状

态沿双曲线经等温过程变化到〃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，以下说法中正确的是（）

p

b

A.由〃状态至力状态过程中，气体放出热量，内能不变

B.由〃状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时

间内与器壁碰撞的次数不变

C.c状态与〃状态相比，。状态分子平均距离较大，分子平均动能较大

D.〃状态与a状态相比，人状态分子平均距离较小，分子平均动能相等

解析：由〃到。的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界

对气体做功，放出热量；由8到c•的过程中，是等压变化，体积增大，温度升高，内能增加，

而体积增大，所以气体对外界做功，应该吸收热量，虽然压强不变，但是气体分子热运动变

得剧烈，碰撞次数改变.

答案：AD

二、非选择题

10.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0XI0，J,气体内能减少

1.3X105J,则此过程________.（填选项前的编号）

①气体从外界吸收热量Z.OXIO51②气体向外界放出热量Z.OXl^J③气体从外界

吸收热量2.0Xio4J④气体向外界放出热量6.0xio4J

解析：

5

外界对气体做即f|W=+7.0X7）4j|[ZJ=W+Q5-2.0X1OJ

负号表示向外界

气体内能减少]f|"；=一：.3X105j|-

放出热量

答案：②

11.（1）如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻柠和转轴构成，轻杆的末端装

有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮

转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动.卜.列说法正确的是（）

A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

(2)如图所示，内壁光滑的气缸水平放置，•定质量的理想气体被活塞密封在气缸内,

外界大气压强为处.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由%增大为%则在此过

程中，气体分子平均动能(选填“