10.3热力学第一定律 能量守恒定律 同步一节一练（word版含答案）

10.3热力学第一定律 能量守恒定律
1．下列说法正确的是（　　）
A．阳光射入房间，在室内看到尘埃在不停地运动，这种运动是布朗运动
B．给自行车轮胎打气时，气筒压下后有反弹是由于气体分子斥力造成的
C．一定质量的理想气体绝热压缩，会使封闭气体的温度升高，压强变大
D．一气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，上浮过程中气泡内气体吸热
2．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E.A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
3．关于固体、液体、气体，下列说法正确的是（　　）
A．在绕地球做匀速圆周运动的空间站内气体对舱壁的作用力为零
B．悬浮在水中的花粉颗粒越小，颗粒的布朗运动越明显
C．当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距变大，分子势能变小
D．外界对气体做功时，其气体分子的平均动能一定增大
E.同一种物质，可以是晶体，也可以是非晶体
4．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E.A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
5．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．若经历等温膨胀过程，气体压强减小，放出热量
B．若经历等容升温过程，气体压强增大，吸收热量
C．若经历绝热压缩过程，气体压强增大，内能增加
D．若经历等压降温过程，气体对外界做功，吸收热量
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A其中，A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A到B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B到C过程中，气体分子的平均动能增加
C．D到A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
D．该循环过程中，气体放热
7．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）
A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在b→c的过程中，气体温度不变
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
8．将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是（　　）
A．气体分子的平均动能减小 B．气体与外界无热交换
C．气体的压强不变 D．气体的内能不变
9．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K。某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为false ，状态C和D的温度均为false ，下列判断正确的是（　 　）
A．气体由状态A到B过程，温度先降低后升高
B．气体由状态B到C过程，内能保持不变
C．气体由状态C到D过程，气体对外做功
D．气体由状态D到A过程，其摄氏温度与压强成正比
10．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，气体体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体在状态A的压强___________（选填“大于”或“小于”）气体在状态C的压强，由状态A到状态B的过程中，气体___________（选填“吸热”或“放热”）。
11．一定量的理想气体从状态false开始，经历false、false、false三个过程回到原状态，其false图像如图所示。则false过程中气体一定___________（选填“吸热”或“放热”），false过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定___________（选填“减小”或“增大”），false、false过程中，压强逐渐___________（选填“减小”或“增大”）。
12．一定量的理想气体从状态A开始，经状态B、C、D回到状态A，其压强–温度图像（P–T图像）如图所示，从B到C过程中，气体对外___________（选填“放热”或“吸热”），气体在B和D状态时的体积___________（选填“相等”或“不相等”）。
10.3热力学第一定律 能量守恒定律
1．下列说法正确的是（　　）
A．阳光射入房间，在室内看到尘埃在不停地运动，这种运动是布朗运动
B．给自行车轮胎打气时，气筒压下后有反弹是由于气体分子斥力造成的
C．一定质量的理想气体绝热压缩，会使封闭气体的温度升高，压强变大
D．一气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，上浮过程中气泡内气体吸热
【答案】CD
【解析】A．空气中尘埃颗粒的运动是空气流动造成的，不是布朗运动，故A错误；
B．用气筒给车胎打气，到后来气筒被反弹，是因为轮胎的内部压强大于外界大气压，并不是分子间的斥力，故B错误；
C．一定质量的理想气体绝热压缩，外接对气体做功，传热为零，根据热力学第一定律可知，内能增大，封闭气体的温度升高，根据
false
可知，压强变大，故C正确；
D．气泡缓慢上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，气泡的体积变大，对外做功，根据热力学第一定律
△U=W+Q
可知
△U=0，W＜0，Q＞0
所以气泡内气体要从外界吸收热量，故D正确。
故选CD。
2．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E.A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
【答案】BCD
【解析】A．A→B过程是等容变化，压强增大则温度升高，内能增大，气体不做功，所以气体应从外界吸热，A选项错误；
B．B→C过程体积增大，气体对外界做功，B→C过程是等压变化，体积增大，则温度升高，B选项正确；
C．C→D过程是等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，所以气体应从外界吸热，C选项正确；
D．D→A过程是等压变化，体积减小则温度降低，气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，D选项正确；
E．A→B→C→D→A整个过程气体温度不变，则内能不变，但由图像可知，B→C→D过程气体对外界做的功大于D→A过程外界对气体做的功，E选项错误。
故选BCE。
3．关于固体、液体、气体，下列说法正确的是（　　）
A．在绕地球做匀速圆周运动的空间站内气体对舱壁的作用力为零
B．悬浮在水中的花粉颗粒越小，颗粒的布朗运动越明显
C．当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距变大，分子势能变小
D．外界对气体做功时，其气体分子的平均动能一定增大
E.同一种物质，可以是晶体，也可以是非晶体
【答案】BCE
【解析】A．虽然空间站处于完全失重状态，但气体对舱壁的作用力是由于大量气体分子对器壁持续的碰撞作用引起的，与是否失重无关，A错误；
B．悬浮在水中的花粉颗粒越小，一方面水分子撞击颗粒越不平衡，另一方面质量越小，加速度就越大，颗粒的运动状态变化越明显，布朗运动也就越显著，B正确；
C．当两分子间距离小于平衡位置的间距r0时，分子力表现为斥力，分子间的距离变大，分子力做正功，则分子势能减小，选项C正确；
D．外界对气体做功时，由于热交换的情况不明，无法确定内能、温度是否变化，其气体分子的平均动能是否增大无法确定，D错误；
E．有的晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化，如天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，E正确。
故选BCE。
4．如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程，其中C→D为等温过程，下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程气体温度升高，气体向外界放热
B．B→C过程气体对外界做功，气体温度升高
C．C→D过程气体内能不变，气体从外界吸热
D．D→A过程气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加
E.A→B→C→D→A整个过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
【答案】BCD
【解析】A．A→B过程是等容变化，压强增大则温度升高，内能增大，气体不做功，所以气体应从外界吸热，A选项错误；
B．B→C过程体积增大，气体对外界做功，B→C过程是等压变化，体积增大，则温度升高，B选项正确；
C．C→D过程是等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，所以气体应从外界吸热，C选项正确；
D．D→A过程是等压变化，体积减小则温度降低，气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，D选项正确；
E．A→B→C→D→A整个过程气体温度不变，则内能不变，但由图像可知，B→C→D过程气体对外界做的功大于D→A过程外界对气体做的功，E选项错误。
故选BCD。
5．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．若经历等温膨胀过程，气体压强减小，放出热量
B．若经历等容升温过程，气体压强增大，吸收热量
C．若经历绝热压缩过程，气体压强增大，内能增加
D．若经历等压降温过程，气体对外界做功，吸收热量
【答案】BC
【解析】A．经历等温膨胀过程，T不变，内能不变，V增大，对外做功，故一定吸收热量，A错误；
B．经历等容升温过程，对外不做功，温度升高，内能增大，故压强增大，吸收热量，B正确；
C．经历绝热压缩过程，外界对气体做功，内能增大，该过程温度升高，体积减小，故压强增大，C正确；
D．经历等压降温过程，V减小，外界对气体做功，放出热量，D错误。
故选BC。
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A其中，A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A到B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B到C过程中，气体分子的平均动能增加
C．D到A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
D．该循环过程中，气体放热
【答案】AC
【解析】A．A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，根据ΔU＝Q＋W可知气体吸热，选项A正确；
B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；
C．D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，选项C正确；
D．整个循环过程中，根据false可知气体对外做功大于外界对气体做功，即
W<0
该循环过程中，气体内能不变，根据ΔU＝Q＋W可知气体吸热，选项D错误。
故选AC。
7．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）
A．在a→b的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在b→c的过程中，气体温度不变
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
【答案】A
【解析】A．a→b过程为绝热压缩过程，外界对其做正功，且与外界没有热交换，根据热力学第一定律，外界对其做的功全部用于增加内能，故A正确；
BC．由A的分析可知，状态b的温度比a的温度高，由状态b到c的过程是等容过程，压强增大，温度升高，所以c状态的温度大于a状态的温度，故气体分子的平均动能不可能相等，故BC错误；
D．在b→c的过程中，气体吸收热量，从c→d是绝热过程，气体对外做功，从d→a是等容过程，温度降低，气体放热，在一次循环过程中，气体内能变化为零，而图像中abcd的面积为气体对外做功，所以气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。
故选A。
8．将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是（　　）
A．气体分子的平均动能减小 B．气体与外界无热交换
C．气体的压强不变 D．气体的内能不变
【答案】D
【解析】AD．因为气体的温度保持不变，所以气体分子的平均动能不变，理想气体分子间距离非常大，分子势能忽略不计，所以气体的内能不变，故A错误，D正确；
B．气体被压缩，外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律，气体对外放热，故B错误；
C．根据理想气体状态方程可得，体积减小、温度不变，所以压强增大，故C错误。
故选D。
9．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K。某台回热式制冷机工作时，一定质量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程，已知状态A和B的温度均为false ，状态C和D的温度均为false ，下列判断正确的是（　 　）
A．气体由状态A到B过程，温度先降低后升高
B．气体由状态B到C过程，内能保持不变
C．气体由状态C到D过程，气体对外做功
D．气体由状态D到A过程，其摄氏温度与压强成正比
【答案】C
【解析】A．由题意可知，气体在状态A、B时的温度相等，两状态在同一等温线上，由理想气体状态方程
false
可知
false
由图示图线可知，气体由状态A到B过程，pV先变大后变小，则气体温度先升高后降低，A错误；
B．由图示图线可知，气体由状态B到C过程，气体体积不变而压强减小，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，气体内能减小，B错误；
C．由图示图线可知，气体由状态C到D过程，气体体积增大，气体对外做功，C正确；
D．由图示图线可知，气体由状态D到A过程，气体体积不变，气体发生等容变化，由查理定律可知，其热力学温度与压强成正比，D错误。
故选C。
10．一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，气体体积V随热力学温度T变化的图像如图所示，气体在状态A的压强___________（选填“大于”或“小于”）气体在状态C的压强，由状态A到状态B的过程中，气体___________（选填“吸热”或“放热”）。
【答案】小于 吸热
【解析】A到C体积不变false ，故C的温度高，压强大，所以气体在状态A的压强小于气体在状态C的压强；由状态A到状态B的过程中，温度升高，内能增大，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热。
11．一定量的理想气体从状态false开始，经历false、false、false三个过程回到原状态，其false图像如图所示。则false过程中气体一定___________（选填“吸热”或“放热”），false过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定___________（选填“减小”或“增大”），false、false过程中，压强逐渐___________（选填“减小”或“增大”）。
【答案】吸热 减小 增大
【解析】false过程中气体体积不变，温度升高，与外界没有做功，但是从外界吸热，其内能增加；
false过程中温度降低，气体分子的平均动能减小，体积增加，分子数密度减小，故容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小；
false过程温度不变，根据玻意耳定律可知体积减小时，压强增加。false过程体积不变，根据查理定律可知，温度升高时，气体压强增加。
12．一定量的理想气体从状态A开始，经状态B、C、D回到状态A，其压强–温度图像（P–T图像）如图所示，从B到C过程中，气体对外___________（选填“放热”或“吸热”），气体在B和D状态时的体积___________（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】放热 相等
【解析】在p–T图像中，由B到C，温度不变，压强增大，由理想气体状态方程false可知气体体积减小，因此外界对气体做功，而温度不变即内能不变。由热力学第一定律
false
可知气体对外放热；B、D在过原点的直线上，即
false
故气体在B和D状态时的体积相等。