第三章 2 热力学第一定律-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

不同的物理量，它们的物理意义不同。 7.C【解析】做功与热传递在改变物体的内能的效 果上是等效的，但从能的转化观点来看它们的区别在 于：做功是其他形式的能转化为内能，能量的形式变化 必须做功：热传递则是内能在物体间发生转移，能量的 形式没有变化。 提升练习 8.BC【解析】物体内能的改变，可以通过做功或 热传递来实现；由能量守恒定律可知，物体内能的增 加，一定伴随其他形式能量的减少；焦耳的这套实验装 置证明了热量和功之间存在确定的数量关系，就是热功 当量；热量与功是两个不同的物理量。 9.C【解析】力F向下压活塞时，外力对气体做 功，因和外界没有热交换，故气体的内能增加；理想气 体不计分子势能，故气体的分子平均动能增加，气体温 度升高；由理想气体的状态方程可知，因温度升高、气 体体积减小，故气体的压强增大。 10.B【解析】玉米爆开前通过从锅吸热增加内能， 不是做功改变内能，A错误，B正确；玉米膨胀对外做 功，玉米粒内能会减少，C、D错误。 >m2.热力学第一定律 基础练习 1.D【解析】在打气过程中，压缩气体做功，使气 体内能增大，温度升高，所以气筒壁的温度明显高于打 气前的温度。在这个过程中机械能转化为内能。 2.A【解析】当向下压气筒的时候，外界对气筒内 气体做功，内能增大，气体温度大于气筒壁温度，气体 就会向气筒壁传热；利用太阳能加热水，属于热传递改 变物体的内能；爆竹爆炸时内能转化为机械能；水蒸气 将壶盖顶起属于内能转化为机械能。 3.B【解析】绝热过程说明功等于内能的变化，系 统对外做功，内能减少。 4.D【解析】气体膨胀，活塞把重物逐渐举高说明 气体对外做功，绝热汽缸说明功等于内能的变化，内能 减少，理想气体不计分子势能，所以温度降低。 5.A【解析】自行车内胎充气过足，又放在阳光下 暴晒，气体吸热温度升高，压强增大，车胎突然爆裂的 瞬间，气体内能减少。 6.A【解析】向上拉活塞，气体体积变大，压强变 小，气体温度降低，分子平均动能减小；拉力F对活塞 做功大于气体对活塞做功，根据热力学第一定律判断气 体内能的变化。 7.B【解析】外界对气体做了9×10J的功，则W= 9x10J,气体的内能减少了1.2×10J,则△U=-1.2×105J; 由热力学第一定律可得Q=△U-W=-2.1×10J,气体向外 放出的热量为2.1×105J。 参考答案与解析。 提升练习 8.BD【解析】内能与物体的状态有关，比如同质 量、同温度的水和冰的内能就不同，A错误；热量是热 传递过程中物体内能变化的量度，B正确；物体温度升 高，分子平均运动加剧，不是每个分子的动能都增加， C错误：物体的内能增大不一定是温度升高，也许是对 物体做功，D正确。 9.C【解析】右侧为真空，气体自由膨胀做功“没 有对象”，当然不做功。根据热力学第一定律△U=W+Q 判断气体内能的变化。理想气体，内能由温度决定，内 能不变，温度也就不变。 10.B【解析】理想气体，内能只与温度有关，而外 界温度不变，气体温度不变，所以内能不变，气体体积 减小，外界对气体做功，W为正，U恒定，所以Q为 负，即气体向外界放热。 11.BD【解析】由图可知，a与b在同一条过原点 的直线上，则a与b的体积是相等的，同理，c与d在 同一条过原点的直线上，则c与d的体积是相等的，b 与c的压强相等，C的温度高，由理想气体状态方程可 知，c的体积大。所以可得V=V<V=Va,故A错误。c 的体积大，则由b到c的过程中气体对外做功；c的温 度高，则c的内能大。b到c的过程中气体对外做功而 内能增大，由热力学第一定律可知气体吸收热量，故B 正确。由图可知，c状态的温度大于d状态的温度，所 以气体c到d过程中，气体内能减小，故C错误。理想 气体从a状态到c状态的过程中，a状态：V=2.0x103m3, p.=1.0x105Pa,T=200K。c状态：p=2.0x105Pa,T= 800K,由理想气体的状态方程得V=4.0x103m,可知 d状态的体积也是4.0x103m。理想气体从d状态到a 状态的过程中，外界对气体做功为W=p(V。-V),解得 W=200J,故D正确。 >"3.能量守恒定律 基础练习 1.A【解析】电扇是将电能转化为机械能：燃烧发 生化学变化，产生热量；电热器是通电后发热，消耗电 能，产生热能；水力发电站利用水流的机械能产生电能。 2.B【解析】永动机是不可能制成的，因为它违背 了能量守恒定律。 3.ABC【解析】根据能量守恒定律的内容进行分 析，不同形式的能量之间可以相互转化，总量不变；能 量不能被创生，也不能被消灭。 4.B【解析】设物体质量为m,v1=9m/s,v2=7ms, 最终速度减为，由能量守恒定律有2mi一分mi 子m-m,代人数值得sV7ms≈4.12ms。 5.D【解析】第一次关闭自充电装置，由图线a知 道在10m处时停止运动，动能变为0，则只有滑动摩擦 55N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 2.热力学第一定律 基础练)习 知识点1对热力学的理解 C.对外做功，内能增加 1.用气简给自行车打气，筒壁的温度会升 D.对外做功，内能减小 高，产生这种现象的主要原因是() A.气筒的活塞与筒壁摩擦而生热 知识点☑热力学第一定律的应用 B.筒中气体从筒外吸热后升温，将热量：5.夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放 传递给筒壁 在阳光下暴晒，车胎极易爆裂，关于这一 C.简壁外周围的空气温度高于筒壁，将 现象有以下描述（暴晒过程中内胎容积几 热量传递给筒壁 乎不变)，其中错误的是()》 D.气筒活塞压缩筒内气体做功，使气体 A.车胎爆裂，是车胎内气体温度升高， 温度升高，将热量传递给筒壁 气体分子间斥力急剧增大的结果 2.以下的日常生活事例，通过做功来增加物 B.在爆裂前的过程中气体温度升高，分 体内能的是() 子无规则热运动加剧，气体压强增大 A.给自行车车胎打气，气筒发烫 C.在爆裂前的过程中，气体吸热，内能 B.放进太阳能热水器中的水，温度升高 增加 C.点燃的爆竹腾空而起 D.在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少 D.用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起 6.如图所示，一个内壁光滑、 3.在一个绝热过程中，某系统对外界做功 绝热的汽缸固定在地面上， 30J,下列说法正确的是() 绝热的活塞下方封闭着一定 A.该系统的内能会增加30J 质量的理想气体，若用竖直 第6题图 B.该系统的内能会减小30J 向上的力F将活塞缓慢向上拉一些距离。 C.该系统的内能不变 则缸内封闭着的气体( D.无法确定 A.分子平均动能减小 4.在一个绝热汽缸里，一定质量的理想气体 B.温度可能不变 膨胀，活塞把重物逐渐举高，在这个过程 C.每个分子对缸壁的冲力都会减小 中，汽缸内的气体() D.若活塞重力不计，拉力F对活塞做的 A.温度不变 功等于缸内气体内能的改变量 B.温度升高 7.一定量的气体在某一过程中，外界对气体 38)练 第三章热力学定律。 做了9×104J的功，气体的内能减少了 C.W=-9x104J,△U=1.2x105J,Q=2.1x105J 1.2x10J,则下列各式中正确的是() D.W=-9×104J,△U=-1.2×105J,Q=-3× A.W=9x104J,△U=1.2×105J,Q=3×104J 104J B.W=9x104J,△U=-1.2x105J,Q=-2.1x105J 提升练)( 习 8.(多选)下列有关物体的内能、温度、热 动中，将空的薄金属筒 量的说法正确的是() 开口向下压入水中，如 A.只要两物体的质量、温度和体积相等， 图所示，设水温均匀且 两物体内能一定相等 恒定，筒内的空气为理 B.热量是热传递过程中物体内能变化的 想气体并无泄漏，淹没 第10题图 量度 的金属筒在缓慢下降过程中，发现筒内 C.只要温度升高，每个分子的动能就都 空气体积减小，则封闭的空气（ 增加 A.从外界吸热 B.向外界放热 D.做功和热传递都能改变物体的内能， C.内能增大 D.内能减小 两过程的本质不同，但改变物体内能：*11.（多选）一定质量的 Ap/(x10,Pa) 2.0 的效果相同 理想气体，经历如图 1.0 9.如图所示，绝热容器中间 所示的循环，该过程 200 800T7/K 用隔板隔开，左侧装有气 每个状态视为平衡 第11题图 体，右侧为真空，现将隔 第9题图 态，各状态参数如图，已知a状态的体 板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至 积为2.0×103m3,则下列说法正确的是 平衡，在此过程中( ( A.气体对外界做功，温度降低，内能减少 A.各状态气体体积V=Vo>V=Va B.气体对外界做功，温度不变，内能不变 B.从b→c过程中，气体吸热 C.气体不做功，温度不变，内能不变 C.从c→d过程中，气体内能增加 D.气体不做功，温度不变，内能减少 D.从a过程中，外界对气体做功200J 10.某校高二某班的一小组同学在科技节活： 练 39