3.1热力学第一定律 课时练习（Word版含答案）

3.1热力学第一定律 课时练习（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．若一定质量的气体吸收热量50J，则内能一定增加50J
B．布朗运动反映组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．气体的温度降低，分子平均动能一定减小
2．下列说法正确的是（ ）
A．气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大
B．单晶体和多晶体都有确定的熔点
C．温度低的物体分子运动的平均速率小
D．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离
3．一定质量的理想气体，温度从升高到，在这个过程中，以下说法中正确的是（ ）
A．如果气体体积膨胀对外界做功，则分子热运动的平均动能会减小
B．如果气体体积保持不变，则分子热运动的平均动能会保持不变
C．只有当外界对气体做功时，分子热运动的平均动能才会增加
D．不管气体体积如何变化，分子热运动的平均动能总会增加
4．下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高时，每个气体分子动能都增加
B．气体体积变大时，其内能一定减小
C．若液体的温度升高，布朗运动更加剧烈
D．布朗运动是液体分子的无规则运动
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．在阳光照射下的教室里，人的眼睛看到的空气中尘埃的运动就是布朗运动
B．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，说明空气分子之间存在着斥力
C．质量和温度均相同的氧气和氢气（可看作理想气体），分子热运动的平均动能相同但内能不同
D．一定质量的理想气体升高相同的温度，吸收的热量跟经历的过程无关
7．下列说法正确的是（　　）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大
C．物体做加速运动，物体内分子的动能一定增大
D．物体对外做功，物体内能一定减小
8．下列说法正确的是 ( )
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．热量只能从高温物体向低温物体传递
C．气体自由膨胀的过程是可逆的
D．目前，人类消耗的能量主要来自常规能源
9．查理定律指出，一定质量的某种气体在体积一定时，气体的压强与温度之间有线性关系，如图所示。则一定质量的某种气体从状态A到状态B，下列说法正确的是（　　）
A．气体向外界放出热量
B．气体分子的平均动能不变
C．外界对气体做功
D．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
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p-T图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．气体在a状态的体积大于b状态的体积
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程ca中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程ab中气体从外界吸收的热量小于气体内能的增加量
11．如图所示，一定质量的某种理想气体从状态A变化到状态（ ）
A．可通过等容变化实现
B．不可能经过体积减小的过程
C．气体一定从外界吸热
D．外界一定对气体做正功
12．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变
B．该气体在压强增大的过程中，一定吸热
C．如果该气体与外界没有发生热量交换，则其分子的平均动能一定不变
D．该气体经等温压缩后，其压强一定增大，且此过程一定吸收热量
13．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，其状态变化如图所示。气体开始处于状态A，由过程到达状态B，其内能减小了E，后又经过程到达状态C。设气体在状态A时的压强、体积和温度分别为、和。在状态B时的体积为，状态C时的温度为。则下列说法正确的是（　　）
A．气体在状态B时的温度
B．气体在状态B时的温度
C．过程中，气体放出的热量
D．过程中，气体放出的热量
14．一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．过程中，气体压强不变，体积增大
B．过程中，气体体积增大，压强减小
C．过程中，气体压强增大，体积不变
D．过程中，气体内能增大，体积不变
15．一定质量的理想气体的压强P随热力学温度T的变化规律如图所示，a、b、c、d表示四个不同状态，则（　　）
A．气体由a变到b，体积不变
B．气体由a变到c，一定向外界放出热量
C．气体由a变到d，外界对气体做功
D．气体由a变到d，一定从外界吸收热量
二、解答题
16．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，若不计气泡内空气分子个数和分子势能的变化，在上浮过程中气泡的内能如何变化，吸热还是放热？
17．如图所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积50cm2，厚度不计．当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通．g取10m／s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，大气压强保持不变
①将气缸倒过来放置，若温度上升到127℃，此时气柱的长度为20cm，求大气压强．
②分析说明上述过程气体是吸热还是放热．
参考答案
1．D
【详解】
A．改变内能有两种方式，吸收热量50J，内能不一定增加50J。故A错误；
B．布朗运动反映水分子在做无规则运动。故B错误；
C．当分子力表现为斥力时，分子间距离增加，则分子力做正功，分子势能减小。故C错误；
D．分子平均动能对应的宏观量为温度。故气体的温度降低，分子平均动能一定减小。故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．气体绝热膨胀，说明气体与外界没有热量交换，对外做功，根据热力学第一定律，内能一定减小，A错误；
B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，晶体包括单晶体和多晶体，B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体，分子平均动能一定小，但是分子平均速率不一定小，C错误；
D．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子之间表现为引力，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
温度是分子热运动平均动能的标志，理想气体的温度从T1升高到T2，则分子热运动的平均动能一定增加，与气体体积如何变化无关；
故选D。
4．C
【详解】
A．气体温度升高时，分子平均动能变大，但非每个气体分子动能都增加，选项A错误；
B．气体体积变大时，气体对外做功，若气体吸热，则其内能不一定减小，选项B错误；
C．若液体的温度升高，布朗运动更加剧烈，选项C正确；
D．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的具体表现，选项D错误。
故选C。
5．B
【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，由绝热过程中
知，W为恒量，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．做布朗运动的小颗粒非常小，必须经显微镜放大500倍左右才能观察到，则布朗运动是用肉眼观察不到的，在阳光照射下的教室里，人的眼睛看到的空气中尘埃的运动不是布朗运动，选项A错误；
B．打气筒给自行车打气时，要用力才能将空气压缩，这是大气压作用的缘故，与分子之间的斥力无关，选项B错误；
C．质量和温度均相同的氧气和氢气（可看作理想气体），分子热运动的平均动能相同，但由于分子总数不同，则内能不同，选项C正确；
D．一定质量的理想气体升高相同的温度，气体内能增量△U相同，根据热力学第一定律：△U=W+Q，在△U相同的情况下，Q与W有关，即吸收的热量跟经历的过程有关，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．布朗运动是液体中的固体小颗粒的无规则的运动，故A不符合题意；
B．分子间引力和斥力都是存在，当两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，故B符合题意；
C．物体做加速运动，温度不一定升高，所以物体内分子的平均动能不一定越来越大，故C不符合题意；
D．物体对外做功，若同时吸收热量，则物体内能不一定减小，故D不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】
【详解】
A．根据热力学第一定律，△E=W+Q，物体的内能的变化与外界做功和物体的吸收热量有关，物体吸收热量，同时物体对外做功，物体的内能可能减小，温度可能降低．故A错误；
B．热量也能由低温物体传递到高温物体，但此过程会引起其他的变化．故B错误；
C．气体自由膨胀的过程是不可逆的，选项C错误；
D．目前，人类消耗的能量主要来自常规能源，例如煤、石油等，选项D正确；
故选D.
9．D
【详解】
AC．题图为p-t图像转化p-T图像，则可知为一条过坐标原点的直线，该气体做等容变化，外界对气体不做功，温度升高，内能增加，必定从外界吸收热量，AC错误；
B．随着压强增大，气体的温度也增大，分子平均动能增大，B错误；
D．由于气体体积不变，分子数密度不变，但分子平均速率增加，所以单位时间碰撞到单位面积上的分子数增多，D正确；
故选D。
10．C
【详解】
A．由图可得
=
依据
=C
可知
Va=Vb
A项错误；
B．一定量理想气体的内能取决于温度，气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能，B项错误；
C．ca为等压过程，温度下降，体积减小，内能减少，即ΔU<0，外界对气体做功，W>0，根据
W+Q=ΔU
得|Q|>|W|，气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功，C项正确；
D．ab为等容过程，温度升高，压强增大，内能增加，即ΔU>0，气体不做功，W=0，气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，D项错误；
故选C。
11．C
【详解】
A．根据
= C（常数）
可得
p = T
由此可知A、B与O点的连线表示等容变化，直线AO斜率大，则A状态下气体体积小，即A状态体积小于B状态的体积，所以气体自状态A到状态B的过程中，体积必然变大，A错误；
B．由于具体气体变化的过程未知，故可能经过体积减小的过程，B错误；
CD．整个过程，气体体积增大，气体对外做负功，W为负值，从图中看出气体温度升高，所以Q必须为正数，即气体必须从外界吸热，因为体积变大，所以气体对外做功，C正确、D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．该气体在体积缓慢增大的过程中，若吸收的热量与气体对外做的功相同，则该气体的内能不变，温度不变，选项A正确；
B．该气体在压强增大的过程中，若体积不变，则温度升高，内能增加，气体吸热;若温度不变，则体积减小，内能不变，气体放热，选项B错误；
C．如果该气体与外界没有发生热量交换，但外界对该气体做功或气体对外做功，由热力学第一定律知，该气体的内能变化，分子的平均动能变化，选项C错误；
D．由玻意耳定律知，该气体经等温压缩后，压强一定增大，由热力学第一定律知，外界对气体做功，内能不变，该过程定放热，选项D错误。
故选A。
13．AC
【详解】
AB．由题图知，过程为等压变化。
由盖-吕萨克定律得
解得
故A正确，B错误；
CD．由过程，气体发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做功
由热力学第一定律得
则
即气体放出的热量
故C正确，D错误。
故选AC。
14．BCD
【分析】
由一定质量的理想气体图，根据一定质量的理想气体的状态方程进行分析即可。
【详解】
A．过程中，气体压强不变，温度降低，由可知，体积减小，故A错误；
B．过程中，气体温度不变，压强减小，由可知，体积增大，故B正确；
C．过程中，气体压强增大，又因为ca连线通过原心O点，是一条等容线，体积不变，故C正确；
D．过程中，温度升高，气体内能由温度决定，故内能增大，体积不变，故D正确。
故选BCD。
15．AD
【详解】
A．由图可知，图象一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，所以气体由a变到b，体积不变，故A正确；
B．根据理想气体的状态方程
得斜率
所以斜率比较大的直线ab的体积比较小。
气体由状态a变到状态c，温度降低，其内能减少；同时由于体积增大，对外做功，所以不能直接判断出气体是否放出热量。故B错误。
C．气体由状态a变到状态d，由于体积增大，所以其他对外做功，故C错误；
D．气体由状态a变到状态d，温度升高，其内能增加；同时由于体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律
可知
，
则
一定向外界吸收了热量。故D正确。
故选AD。
16．内能不变，吸收热量
【详解】
气泡上升过程中，温度不变，内能不变；上浮过程中，压强减小，则体积变大，对外做功，根据 U=W+Q可知，气泡吸收热量。
17．①；②气体吸热.
【详解】
①汽缸正立时
汽缸倒立时
由气态方程
解得
②温度升高，内能增加，气体体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸热.