3 热力学第一定律能量守恒定律知识点题库

对悬挂在空中密闭的气球从早晨到中午过程（体积变化忽略不计），下列描述中正确的是（　　）

A . 气球内的气体从外界吸收了热量，内能增加 B . 气球内的气体温度升高、体积不变、压强减小 C . 气球内的气体压强增大，所以单位体积内的分子增加，单位面积的碰撞频率增加 D . 气球内的气体虽然分子数不变，但分子对器壁单位时间、单位面积碰撞时的作用力减少

下列说法中正确的是（）

A . 仅利用氧气的摩尔质量和阿伏加德罗常数这两个已知量，便可计算出氧气分子间的平均距离 B . 对于一定质量的理想气体，温度升高，其压强的大小可能不变 C . 固体很难被压缩是因为分子之间没有间隙 D . 气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大

一定质量的0℃的冰，在它全部熔化成水的过程中（）

A . 分子平均动能略有增加 B . 分子平均动能不变，但分子势能和内能均增大 C . 总质量和总内能均保持恒定，不发生改变 D . 分子势能减少，分子平均动能不变，内能减少

如图所示，一长为L、内横截面积为S的绝热气缸固定在水平地面上，气缸内用一质量为m的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，幵始时活塞用销钉固定在气缸正中央，气缸内被封闭气体压强为P ，外界大气压为P0（P＞P₀）．现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为V ．求：

（1）此过程克服大气压力所做的功；
（2）活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？

如图甲所示，一质量为m=10kg的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距气缸底高度h₁=1.00m．给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底h₂=1.60m处，在此过程中缸内气体吸收了Q=700J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10^﹣3m² ，大气压强p₀=1.0×10⁵Pa，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，重力加速度g=10m/s² ．求：

①此过程中缸内气体增加的内能△为多少？

②此后，若保持气缸内气体温度不变，让活塞最终稳定在距气缸底高度h₃=0.50m处，如图乙所示，需要在轻质活塞上放一个质量M为多大的重物？

以下说法中正确的是（）

A . 系统在吸收热量时内能一定增加 B . 悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒，气温越高，运动越剧烈 C . 封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍 D . 用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力

快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示．假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体压强（填“增大”、“减少”或“不变”），对外界（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）．

关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是（）

A . 凡是能量守恒的过程就一定会发生 B . 摩擦生热的过程是不可逆过程 C . 热传递的过程不存在方向性 D . 由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机

若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体（可视为理想气体且质量不变），下列说法正确的是（）

A . 气体分子的平均动能减小 B . 气体的内能减小 C . 气泡的体积增大 D . 一定吸热

关于热力学定律，下列说法正确的是( )

A . 气体吸热后温度一定升高 B . 一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 C . 气体被压缩时，内能一定增加 D . 热量可以从低温物体传到高温物体 E . 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

如图，在汽缸内活塞的左边封闭着一定质量的理想气体，压强和大气压相同。把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高一定的温度，气体吸收的热量为Q₁ ，内能的增加量为ΔU₁；如果让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦，不漏气），也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q₂ ，内能的增加量为ΔU₂ ，则( )

A . Q₁＞Q₂ B . Q₁＜Q₂ C . ΔU₁＞ΔU₂ D . ΔU₁＜ΔU₂

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

若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化。变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示，图中AB线段平行于T轴，BC线段延长线通过坐标原点，CA线段平行于p轴。由图线可知（）

A . A→B过程中外界对气体做功 B . B→C过程中气体对外界做功 C . C→A过程中气体内能增大 D . A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功

如图所示，一排球球内气体的压强为p₀ ，体积为V₀ ，温度为T₀ ，用大气筒对排球冲入压强为p₀ ，温度为T₀的气体，使球内气体压强变为3 p₀ ，同时温度升至2 T₀ ，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设排球体积不变，气体内能U与温度的关系为U=kT (k为正常数)，求：

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(i)打气筒对排球充入压强为p₀ ，温度为T₀的气体的体积；

(ii) 打气筒对排球充气过程中打气筒对气体做的功。

如图所示，一定质量的某种理想气体分别发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，该气体从外界吸收的热量为9J；第二种变化是从状态A到状态C，外界对该气体做功为6J。图线AB的反向延长线通过坐标原点O，求：

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（1）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU₁；
（2）从状态A到状态C的过程，该气体从外界吸收的热量Q₂。

如图所示，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是（）

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A . 气体自发扩散前后内能相同，在被压缩的过程中内能增大 B . 气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 C . 在自发扩散过程中，气体对外界做功 D . 气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

下列说法正确的是（）

A . 足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果 B . 一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加 C . 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关 D . 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大

如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在截面积为S的左端活塞上缓慢加细沙，当活塞下降h高度时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，保持右端活塞位置不变。整个过程环境温度和大气压强p₀保持不变，重力加速度为g。关于这个过程，下列说法正确的是（）

A . 外力F做正功 B . 理想气体从外界吸热 C . 外界对理想气体做功，气体内能增大 D . 理想气体与外界交换的热量小于 $\text{[math]}$

如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向右放置在水平地面上，缸口到缸底的距离为L，一定质量理想气体被绝热性能良好的活塞封闭在汽缸中，活塞面积为S，与汽缸底部相距为 $\text{[math]}$ ，开始时，封闭气体的压强与外界大气相同均为 $\text{[math]}$ ，缸内气体的温度为 $\text{[math]}$ ，给电热丝通电，给气体缓慢加热，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，气体的内能与温度的关系为 $\text{[math]}$ （k为已知常量），不计活塞厚度，求：

（1）活塞刚要滑动时，缸内气体的温度；
（2）从活塞刚好滑动到活塞刚好要滑离汽缸过程中，气体吸收的热量为多少。

如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知气体在状态A时的热力学温度TA=280K，该过程中气体吸收的热量Q=120J，求：

（1）汽体在状态B时的热力学温度TB；
（2）该过程中气体内能的增量△U。

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