第三章第二节 热力学第一定律——高二物理人教版（2025）选择性必修第三册课后习题（含解析）.docxVIP

2025年

第三章第二节热力学第一定律——高二物理人教版（2019）选择性必修第三册课后习题

【教材课后习题】

1.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做了900J的功，同时汽缸向外散热210J，汽缸里空气的内能改变了多少？

2.如图，在汽缸内活塞左边封闭着一定量的空气，压强与大气压相同。把汽缸和活塞固定使汽缸内空气升高一定的温度，空气吸收的热量为。如果让活塞可以自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），也使汽缸内空气温度升高相同温度，其吸收的热量为。

（1）和哪个大些？

（2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？

3.某风景区有一处约20层楼高的瀑布，甚为壮观。请估计：瀑布上、下水潭的水温因瀑布的机械能转化成内能而相差多少？水的比热容c为。

4.奶牛的心脏停止跳动后，大约在1h内体温由37.0℃降低到33.5℃。请你由此估算，在这种环境下饲养奶牛，要维持一个体重400kg奶牛的内能不变，每天喂养奶牛的食物至少要能为它提供多少热量？计算时，可以认为奶牛体内绝大部分是水。水的比热容c为。

【定点变式训练】

5.可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。关于斯特林循环，下列说法正确的是()

A.

B.AB过程气体放出热量

C.BC过程所有气体分子的动能都减小

D.ABCDA过程气体不对外做功

6.一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（，）、b（，）、c（，）以下判断正确的是()

A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功

B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量

C.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量

D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量

7.如图所示，一定质量的理想气体分别经历和两个过程，其中为等温过程，状态b、c的体积相同，则()

A.状态a的内能大于状态b B.状态a的温度高于状态c

C.过程中气体吸收热量 D.过程中外界对气体做正功

8.一定量的理想气体从状态a经状态b、c再回到状态a的循环过程中，其压强p与体积V的变化关系如图所示。关于该循环过程，下列说法中正确的是()

A.状态a时气体的温度最高

B.a→b过程中气体从外界吸热

C.b→c过程中气体从外界吸收的热量为

D.c→a过程中外界对气体做功为

9.据浙江在线6月7日消息，62岁的“歌神”张学友原定7日晚上举办第4场“60+”巡演，因他感染了RSV（呼吸道合胞病毒），无法正常发声，确定无法演出。呼吸道合胞病毒（Respiratorysyncytialvirus，RSV）属于副黏病毒科的肺病毒属，主要引起支气管炎、肺炎、鼻炎等呼吸道感染。该病毒对热敏感，60℃时10分钟就可以灭活。如图所示，绝热汽缸被轻质绝热活塞分隔为A、B两部分，A内封闭有一定质量的混有呼吸道合胞病毒的空气，其温度为，阀门处于打开状态，活塞恰好处于汽缸中部，。已知活塞和汽缸间无摩擦且不漏气，求：

（1）若对A内气体缓慢加热，当活塞与底部的距离为时，保持10分钟能否对呼吸道合胞病毒灭活？

（2）若关闭阀门K，电热丝通电一段时间使A内气体吸收了的热量，稳定后气体A内气体内能增加了，则此过程B内气体的内能增加量是多少？

10.某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，气缸导热性能良好。室温时气体的体积，将气缸竖直放置于恒为2℃的水中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气，阿伏伽德罗常数。（取）

（1）求室温是多少；

（2）若已知该气体在、0℃时的摩尔体积为22.4L/mol，求气缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字）

（3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。

答案以及解析

1.答案：增加了690J

解析：活塞对空气做900J的功，即；汽缸向外散热210J，即，根据热力学第一定律：，即内能增加了690J。

2.答案：见解析

解析：（1）活塞固定时：缸内气体的体积不变，没有做功过程发生，空气吸收的热量全部用于增加气体的内能，即有；活塞不固定时，温度升高，气体再次达到平衡时，气体压强仍等于大气压，所以气体体积增大，气体对外做功，由于温度升高相同的值，内能的增加量与前一过程相同，也为。根据热力学第一定律。由于，所以有。

（2）根据上一问的分析可知，定容下的比热容小于定压下的比热容。

3.答案：0.14℃

解析：假设20层楼高处的重力势能全部转化为水的内能，每层楼高约为3m。

。

4.答案：

解析：要维持奶牛的内能不变，每小时至少要为它提