3.2、热力学第一定律 一、选择题（共 16 题） 1．一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功 4 J，气体内能减少 12 J，则在该过程 中（　　） A．气体放热 8J B．气体吸热 8 J 2．下列说法正确的是（ C．气体吸热 16 J D．气体放热 16 J ） A．物体的温度升高，物体内所有分子热运动的速率都增大 B．物体的温度升高，物体内分子的平均动能增大 C．物体吸收热量，其内能一定增加 D．物体放出热量，其内能一定减少 3．如图所示，一绝热容器被隔板 K 隔开成 a、b 两部分。已知 a 内有一定量的稀薄气体，b 内为真空，抽 开隔板 K 后，a 内气体进入 b，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．气体压强变大，温度降低 4．有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大，小气泡上 升过程中 A．由于气泡克服重力做功，则它的内能减少 B．由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加 C．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加 D．由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减小 5．下列说法正确的是（　　） A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加 B．物体对外界做功，其内能一定减少 C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大 6．要使 0℃的冰融化，以下所采用的方法中无效的是（　　） A．使冰块互相摩擦 B．用锤子敲击冰块 C．用炉火加热 D．浸入 0℃的水中 7．关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是 A．布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动 B．液体分子的无规则运动称为布朗运动 C．物体从外界吸热，其内能一定增大 D．物体对外界做功，其内能一定减小 8．下列说法正确的是 A．液体中悬浮的微粒无规则运动称为布朗运动 B．液体分子的无规则运动称为布朗运动 C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．物体对外界做功，其内能一定减少 9．一定质量的 0�C 的冰放在阳光下熔化成 0�C 的水.在此过程中，以下说法正确的是（ ） A．温度不变，所以内能不变 B．吸收的能量等于对外做的功，所以温度不变 C．吸收能量，使其内能增加 D．因为温度不变，所以既不吸收能量也不放出能量 ） 10．下列说法中正确的是（ A．外界对气体做功，气体的内能一定增大 B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大 C．液体的温度越高，布朗运动越明显 D．液体的温度越低，布朗运动越明显 11．如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 m 的活塞密封一部分理想气体，活塞导热良好且能无 S 摩擦地滑动，容器的横截面积为 ，将整个装置放在大气压强恒为 p0 的空气中，开始时气体的温度为 T0 ， 活塞与容器底的距离为 h0 ，当环境温度变化时，气体从外界吸收热量 Q 后，活塞缓慢上升d 后再次平衡。 下列判断正确的是（　　） A．气体对外做功的数值等于 Q B．气体对外做功的数值为 p0 Sd  h0  d  T0 C．外界气体的温度升高了 h0 D．此过程中的密闭气体的内能增加了 Q   mg  p0 S  d 12．如图所示，在斯特林循环的 p-V 图像中，一定质量的理想气体从状态 a 依次经过状态 b、c 和 d 后再次 回到 a，整个循环由两个等容过程 ab、cd 和两个等温过程 bc、da 组成，则（　　） A．a→b 过程，外界对气体不做功，气体内能不变 B．b→c 过程，气体对外界做功，气体内能减少 C．c→d 过程，气体向外界放热，气体内能减少 D．整个循环过程中，气体对外界做功小于气体从外界吸收的热量 13．一定质量的理想气体，从状态 M 开始，经状态 N、Q 回到原状态 M，其 p—V 图像如图所示，其中 QM 平行于横轴，NQ 平行于纵轴，M、N 在同一等温线上。下列说法正确的是（　　） A．气体从状态 M 到状态 N 的过程中温度先降低后升高 B．气体从状态 N 到状态 Q 的过程中温度先升高后降低 C．气体从状态 N 到状态 Q 的过程中放出热量 D．气体从状态 Q 到状态 M 的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态 M 到状态 N 的过程中气体对外界 所做的功 14．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　） A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积 B．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动 C．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增 大，从而气体的压强一定增大 D．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体对外界做功，气体分子的平均动能减少 E．水可以浸润玻璃，但是不能浸润蜂蜡和石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质 的性质都有关系 15．一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后又回到状态 A。其中 C→D→A 为等温过程。 该循环过程如图所示，下列说法正确的是（ ） A．A→B 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 B．状态 A 和状态 C，气体分子平均动能相同 C．C→D→A 过程气体吸收热量 D．气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积 16．下列说法正确的是（　　） A．在理想气体的等压压缩过程中，外界可能对气体做功使气体的内能增加 B．同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规则排列 C．气体的压强是因为大量气体分子对器壁的频繁碰撞所产生的 D．用湿抹布往往难以擦干净玻璃上的灰尘是因为液体表面张力的作用 E．当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面 二、填空题 17．一定量的理想气体从状态 M 可以经历过程 1 或者过程 2 到达状态 N，其 p-V 图像如图所示．在过程 1 中，气体始终与外界无热量交换，则可以判断 TM_____________TN；在过程 2 中，气体先经历等容变化再 经历等压变化，在等容变化过程中气体____________________，在等压变化过程中气体________________ ____．（填“吸热"或者“放热"） 18．（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现 了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过_______方式改变物体的内能，把________转变为内能． （2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密 的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图 10．这是因为烧瓶里的气体 吸收了水的_______，温度_____，体积______． 19．某容器封闭一定质量的理想气体，当理想气体由状态 A 经过如图所示过程变成状态 B，在这一过程 中，理想气体的密度不断_______（填“不变”或“变小”或“变大”），理想气体一定_______（填“吸收”或“放出” 或“不吸收也不放出”）热量。 20．如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了 ABCDA 的循环，其 p-V 图线如图．状态 B 时， 气体分子的平均动能比状态 A 时气体分子的平均动能____ (选填 “大”或“小”);由 B 到 C 的过程中，气体将__ ___(选填“吸收”或“放出”)热量：经历 ABCDA 一个循环，气体吸收的总热量______ ( 选填“大于”或“小于”)释 放的总热量． 三、综合题 21．冬季在菜窑里放上几桶水，可以使窑内的温度不至于下降很多，防止把菜冻坏。这是什么道理？如果 在窑里放入 m  200kg 、 t1  10 �C 的水，试计算这些水结成 0 � C 的冰时放出的热量相当于燃烧多少千克干 木柴所释放出的热量？（木柴的燃烧值约为 容取 � 1 c=4.2 �103 J � kg 1 � C q  1.26 �10 4 kJ/kg ，冰的熔化热取   3.35 �105 J/kg ，水的比热 ） 22．如图所示，圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体。汽缸的高度为 l 、缸内的底面积为 S，重 力为 m。弹簧下固定在桌面上，上端连接活塞，活塞所在的平面始终水平。当热力学温度为 T0 时，缸内气 体高为 0.5l，已知大气压强为 p0，重力加速度为 g，不计活塞重力及活塞与缸体的摩擦。现缓慢升温至活 塞刚要脱离汽缸，求： （1）此时缸内气体的温度； （2）该过程缸内气体对汽缸的压力所做的功； （3）若该过程缸内气体吸收热量为 Q，则缸内气体内能增加量为多少？ 23．如图所示，导热良好的气缸竖直放置，活塞下方密闭一定质量的理想气体。活塞可沿气缸无摩擦的滑 动，其质量为 m，横截面积为 S，开始时相对气缸底部的高度为 h。将一个质量也为 m 的物块放在活塞 h 上，气体重新平衡后，活塞下降了 4 。外界大气压强始终保持不变，重力加速度为 g。求： (1)外界大气压强 p0（此过程环境温度保持不变）； (2)若缓慢提升环境温度，使活塞回到起始位置，气缸内气体吸收的热量为 Q，则气缸内气体内能增加了多 少。 参考答案： 1．A 【详解】 根据热力学第一定律可知 U  Q  W 所以 Q  U  W  12  (4)  8J A 正确。 故选 A。 2．B 【详解】 试题分析：随着物体温度的升高，物体内分子的平均速率、平均动能增大，但是不是每一个分子的热运动 速率都增大，故 A 错误 B 正确；物体的内能变化是与物体吸热或放热有关，还与做功有关，因此只有吸热 或放热，没有说明做功情况，无法判断内能变化，故 C、D 均错误． 3．B 【详解】 AB．由于 b 内为真空，抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，气体不做功，内能不变，选项 A 错误，B 正确； CD．由于气体体积增大，温度不变，气体压强变小，选项 CD 错误。 故选 B。 4．D 【详解】 由于气泡内气体膨胀做功，气泡跟水不发生热传递，则它的内能减小，D 对； 故选 D。 5．D 【详解】 A．如果物体从外界吸收热量时，再对外做功，则内能可能减小，可能不变，可能增加，A 错误； B．如果物体对外界做功的同时，再从外界吸收热量，则其内能可能减小，可能不变，可能增加，B 错 误； CD．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大，C 错误 D 正 确。 故选 D。 6．D 【详解】 AB．冰块摩擦