3.1.1 热力学第一定律 同步练-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，设基础知识（4题）和能力提高（3题）两层，以“单一公式应用→综合过程分析”为路径，强化能量观念与科学推理。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础知识|热力学第一定律直接应用、单一过程（绝热/等温/p-V图）分析|选择题为主，直接考查公式应用（如第1题ΔU=W+Q计算）| |能力提高|综合过程（p-V图多过程、两部分气体平衡）分析、定量计算|含综合选择与计算题，需结合气体定律推理（如第5题p-V图温度比较）|

§3.1.1 《热力学第一定律》 【基础知识】 1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程(　 ) A．气体从外界吸收热量2.0×105 J B．气体向外界放出热量2.0×105 J C．气体从外界吸收热量6.0×104 J D．气体向外界放出热量6.0×104 J 2．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦，则被密封的气体(　　) A．温度升高，压强增大，内能减少 B．温度降低，压强增大，内能减少 C．温度升高，压强增大，内能增加 D．温度降低，压强减小，内能增加 3．如图所示，送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中，若车 胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体(　　) A．从外界吸热 B．对外界做负功 C．分子平均动能减小 D．内能增加 4．如图所示的p­V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时做功300 J，当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时， 做功200 J，过程Ⅱ中气体吸收或放出的热量是(　　) A．吸热80 J　　　　　 B．吸热220 J C．放热520 J D．放热320 J 【能力提高】 5．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和状态C。有关A、B和C三个状态的温度TA、TB和TC的关系，正确的是(　 ) A．TA＝TB，从状态A到状态B的过程中，气体的内能不变 B．TA＞TB，从状态A到状态B的过程中，气体的内能减少 C．TB＜TC，从状态B到状态C的过程中，气体的内能增加 D．TB＞TC，从状态B到状态C的过程中，气体的内能减少 6．如图所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1 mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。下列说法正确的是(　 ) A．Va>Vb，Ta>Tb B．Va>Vb，Ta<Tb C．Va<Vb，Ta<Tb D．Va<Vb，Ta>Tb 7一定质量的理想气体，此时瓶内气体温度为T1，压强为p0，经过一段时间温度降为T2，忽略这一过程中气体体积的变化。 (1)求温度降为T2时瓶内气体的压强p； (2)封闭气体温度由T1降为T2过程中，其传递的热量为Q， 则气体的内能如何变化，求变化量的大小ΔU。 §3.1.1 《热力学第一定律》参考答案 【基础知识】 1．【答案】B 【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得Q＝ΔU－W＝－1.3×105 J－7.0×104 J＝－2.0×105 J，即气体向外界放出热量2.0×105 J，B正确。 2．【答案】C 【解析】由F通过活塞对密闭的理想气体做正功，容器及活塞绝热可知Q＝0，由功和内能的关系可知，理想气体内能增大，温度T升高，再根据＝C，体积V减小，压强p增大，故C正确。 3．【答案】A 【解析】缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错误；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错误；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错误；ΔU＝W＋Q，ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确。 【能力提高】 4．【答案】D 【解析】由题意知一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时体积增大，W1为负，Q1为正，ΔU＝W1＋Q1＝420 J－300 J＝120 J，内能增加120 J。由图可知，当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时体积减小，W2为正，ΔU′＝W2＋Q2，代入数据解得Q2＝－320 J，放出热量，故A、B、C错误，D正确。 5．【答案】D 【解析】　从状态A到状态B气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律可得＝，由于VA＜VB，则TA＜TB，气体的内能增加，A、B错误；从状态B到状态C气体发生等容变化，根据查理定律可得＝，由于pB＞pC，则TB＞TC，气体的内能减少，C错误，D正确。 6．【答案】D 【解析】解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，根据pV＝nRT可知，b气体的压强大，故活塞左移，平衡时Va<Vb，pa＝pb，A、B错误；根据热力学第一定律，活塞左移过程中，a气体被压缩，内能增大，温度增大，b气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时Ta>Tb，C错误，D正确。 7．解：(1)瓶内气体发生等容变化，由查理定律得＝，解得p＝p0。 (2)封闭气体温度由T1下降到T2过程为等容变化过程，W＝0，温度降低，则气体内能减少，由热力学第一定律得W＋Q＝ΔU，解得ΔU＝Q。 答案：(1)p0　(2)内能减少　ΔU＝Q 第 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $