热力学第一定律（能量守恒定律）知识点题库

在图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开阀门K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q ，内能变化量为ΔU ，动能变化量为ΔE_k；大气对液体做功为W₁ ，重力做功为W₂ ，液体克服阻力做功为W₃ ，由功能关系可得（）

①W₁＝0 ②W₂－W₃＝ΔE_k
③W₂－W₃＝Q＝ΔU ④W₃－Q＝ΔU
其中，正确的是( )

A . ①②③ B . ①②④ C . ②③ D . ①③

关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（）

A . 热量不可能由低温物体传给高温物体 B . 用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力 C . 在某过程中，气体的内能不变，却对外做功，这并不违反热力学第一定律 D . 给物体加热，物体分子的热运动一定会变剧烈，分子的平均动能一定会增大

如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T_b和T_c ，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q_ab和Q_ac ，则（）

A . T_b＞T_c ， Q_ab＞Q_ac B . T_b＞T_c ， Q_ab＜Q_ac C . T_b=T_c ， Q_ab＞Q_ac D . T_b=T_c ， Q_ab＜Q_ac

下列说法中正确的是（）

A . 当气体分子热运动变得更剧烈时，气体压强一定变大 B . 当空气压强发生变化时，水的饱和汽压也一定变化 C . 若取走绝热容器中速率大于v的气体分子，此后其中分子的速率不会大于v D . 石墨层状结构间距离较大，沿此方向易剥下，因而其机械强度有方向性

下列叙述正确的有（）

A . 气体的压强越大，分子的平均动能越大 B . 自然界中所进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 C . 第二类永动机违反了热力学第二定律 D . 温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大． E . 扩散现象与布朗运动都与温度有关

下列说法正确的是（　　）

A . 在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 B . 当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大 C . 液晶显示屏是应用液晶的光学各向异性的特点制成的 D . 热量能够自发地从高温物体传到低温物体，也能自发地从低温物体传到高温物体 E . 自然界发生的一切过程能量都守恒，符合热力学第二定律的宏观过程都能自然发生

下列说法正确的是（　　）

A . 仅由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，是不能估算该种气体分子大小的 B . 若两个分子只受到它们间的分子力作用，在两分子间距离减小的过程中，分子的动能一定增大 C . 物体吸收热量时，它的内能不一定增加 D . 根据热力学第二定律可知，热量不能自发的从低温物体传到高温物体 E . 容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子受到重力作用而产生的

气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是（）

A . 减小20 J B . 增大20 J C . 减小220 J D . 增大220 J

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→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（）

A . A→B过程中，气体对外界做功 B . B→C过程中，气体分子的平均动能增大 C . C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D . D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化 E . 该循环过程中，气体吸热

固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定质量的理想气体，气体分了之间的相互作用力可以忽略。假设汽缸壁的导热性能很好，外界环境的温度保持不变，用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于汽缸内气体的下列结论，正确的是（）

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A . 气体对外做功，气体内能减小 B . 气体对外做功，气体内能不变 C . 外界对气体做功，气体内能不变 D . 气体向外界放热，气体内能不变

内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S₁=40cm²、S₂=80cm²,上下气缸的高度分别为h=80cm、H=100cm．质量为m=8kg的薄活塞将0.5mol氢气(H₂的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示．已知氢气的定容比热容C_v为10.21kJ/(kgK),外界大气压强p₀=1.0×10⁵Pa,g取10m/s² ．定容比热容C_v是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量．保持缸内气体温度为35℃不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F．求：

（1）求F的大小;
（2）随后在逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变，直至外力恰为0．求这一过程中气体内能的变化量为多少?(结果保留三位有效数)．

如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T₀、压强为1.2P₀的理想气体。P₀和T₀分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为U＝aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：

（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V₁；
（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。

下列说法正确的是（）

A . 对一定质量的理想气体加热，其内能一定增大 B . 理想气体放出热量，其分子的平均动能一定减小 C . 可以从单一热源吸收热量，使之完全转变为功而不发生其他变化 D . 一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大

一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。对该气体，下列说法正确的是（）

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A . 在状态B时的温度为173℃ B . 在状态C时的温度为27℃ C . 状态A与状态C相比，气体的内能相等 D . 从状态A到状态C的过程中放出热量 E . 从状态A到状态C的过程中传递的热量是200J

如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的（）

A . 温度升高，内能增加600 J B . 温度升高，内能减少200 J C . 温度降低，内能增加600 J D . 温度降低，内能减少200 J

如图，各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程，其中气体放出热量等于气体内能减少量的过程为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（）

A . 图中两条曲线下面积相等 B . 图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形 C . 图中虚线对应于氧气分子在100℃时的情形 D . 与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在 $\text{[math]}$ 区间内的分子数占总分子数的百分比较大

如图，在上端有活塞的玻璃管底部放置一小块硝化棉，用手快速向下压活塞，可观察到硝化棉被点燃。在此过程中（）

A . 气体对外界做功，气体内能增加 B . 外界对气体做功，气体内能增加 C . 气体对外界做功，气体内能减少 D . 外界对气体做功，气体内能减少

如图所示，固定汽缸内由面积为400cm²的活塞封闭一定质量的理想气体，开始时活塞处于静止状态，与气缸右端相距30cm，气缸内气体温度为300K，用电热丝对气体加热后活塞缓慢向左移动，移动过程中活塞与汽缸的摩擦忽略不计，且气体与外界环境没有热交换，某时刻电热丝停止通电，最终气缸内气体与电热丝达到热平衡时温度达到400K，已知大气压强为1.0×10⁵Pa，则（）

A . 达到热平衡时气缸内气体体积比原体积增大了 $\text{[math]}$ B . 气缸内的气体内能增加，每一个气体分子的动能均增加了 C . 整个过程气缸内气体对外界做功4000J D . 整个过程中气缸内气体吸收的热量大于气体对外界做的功

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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