江西南昌市高中物理选修三第三章《热力学定律》经典测试卷(含答案)

一、选择题
1．下列说法正确的是（）
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的过程
C．空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性
D．由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机
2．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．用油膜法测分子直径的实验中，应使用纯油酸滴到水面上
C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律
D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0×105 J，同时空气的内能增加2.2×105 J，则空气从外界吸热5.2×105 J
3．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V1膨胀到V2，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为∆U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为∆U2。

则（）
A．W1>W2，Q1<Q2，∆U1> ∆U2
B．W1>W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U2
C．W1<W2，Q1=Q2，∆U1< ∆U2
D．W1=W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U2
4．下列说法正确的是（）
A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理
D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机5．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量
3.8×104J，则该理想气体的（）
A．温度降低，密度减小
B．温度降低，密度增大
C．温度升高，密度减小
D．温度升高，密度增大
6．下列说法正确的是
A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大
C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加
D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少
7．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前（）
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增加，压强变大
8．如图所示，A、B为两相同的绝热气缸，用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体，活塞和杠杆质量不计，活塞和杠杆接触，忽略一切摩擦．O为固定轴，且MO=NO，将A中气体温度升高（变化不大）到杠杆MN重新平衡，下列说法正确的是（）
A．B中气体温度不变
B．B中气体温度降低
C．A中气体克服外力做功，外界对B气体做功
D．A中气体内能增加，B中气体内能减少
9．如图是某喷水壶示意图．未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出．储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变．则
A．充气过程中，储气室内气体内能增大
B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大
C．喷水过程中，储气室内气体放热
D．喷水过程中，储气室内气体压强增大
10．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力，则被密封的气体( )
图13－2－4
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
11．如图描述了一定质量的理想气体压强p随体积V变化的图像，O、a、b在同一直线上，ac与横轴平行，下列说法正确的是（）
A．a到b过程，外界对气体做功
B．c到a过程，气体向外界放出热量大于气体内能的减少量
C．b到c过程，气体释放的热量大于气体内能的减少
D．a点时气体的内能等于b点时气体的内能
12．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其变化过程的p V 图像如图所示（）
A．气体在A状态时的内能大于C状态时的内能
B．气体在B状态时每个分子的动能都比A状态时大
C．气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量
D ．气体从状态A 到B 吸收的热量等于从状态B 到C 放出的热量
13．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。

气体开始处于状态a ；然后经过过程ab 到达状态b 或经过过程ac 到达状态c ，b 、c 状态温度相同，如图所示。

设气体在状态b 和状态c 的压强分别为b p 和c p ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为ab Q 和ac Q ，则（ ）
A ．b c p p >，ab ac Q Q >
B ．b c p p <，ab ac Q Q >
C ．b c p p <，ab ac Q Q <
D ．b c p p >，ab ac Q Q <
14．关于热学规律，下列说法正确的是（ ）
A ．第二类永动机不能制成，因为它违反了能量守恒定律
B ．热机不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功
C ．热量不可能从低温物体传到高温物体
D ．未来科技进步了，人类就可以将散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用 15．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（ ）
A ．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
B ．气体的摩尔质量为M ，分子质量为m ，若1摩尔该气体的体积为V ，则该气体分子的体积为mV M
C ．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
D ．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律
二、填空题
16．吸盘挂钩的工作原理如图甲、乙所示。

使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分。

然后将锁扣扳下（如图乙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。

若气体可视为理想气体，在拉起吸盘的过程中，吸盘内气体的温度始终不变，则在拉起吸盘后，吸盘内气体的压强与拉起前的相比___________（填“增大”“不变”或“减小”），吸盘内空气的密度___________（填“大于”“等于”或“小于”）外界空气的密度，吸盘内气体的内能___________（填“增大”“不变”或“减小”），此过程中吸盘内的气体要___________（填“吸收”或“放出”）热量。

17．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C再回到状态A，变化过程如图所示，其中A到B曲线为双曲线。

图中0V和0p为已知量。

从状态B到C的过程中，气体做功的大小为___________；从状态A经状态B、C再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为
___________（选填“吸热”“放热”或“无吸放热”）。

18．假定两个分子的距离为无穷远时，它们的分子势能为0，使一个分子固定，另一个分子在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近，整个过程中分子势能
______(填“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”)。

物体从单一热源吸收的热量
______(填“可以”或“不可以”)全部用于做功。

19．如图所示，容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。

A、B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。

原先，A中水面比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。

在这个过程中，大气压对水做功为______，水的内能______（选填“增加”、“减小”或“不变”）。

20．如图所示，质量为M的汽缸静置于水平地面，通过质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。

若活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），使气缸内气体降低到
一定的温度，在这一过程中，气体放出的热量为Q，外界对气体做功为W，则两者的大小关系为Q______W（选填“大于”、“等于”或“小于”）；若活塞固定，也使气缸内气体降低相同的温度，其放出的热量为Q′，则Q______Q′。

（选填“大于”“等于”或“小于”）
21．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，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℃，该气体在状态在B时的温度为
_______℃；在C时的温度为_________℃；该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量是_________J。

22．如图所示，用隔板将一密闭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，该过程气体的内能_________（选填“增大” “减小”隔板或“不变”）；待气体状态达到稳定后，缓慢推压活塞至原隔板处，该过程中，气体温度_________（选填“升高” “降低" 或“不变”）。

23．如图所示，用横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的空气，活塞质量为m．在活塞上施加恒力F缓慢推动活塞，使气体体积减小．
(1)设上述过程中气体温度保持不变，则气缸内的气体压强______(选填“增大”、“减小”或“不变”)，按照分子动理论从微观上解释，这是因为_______;
(2) 设上述过程中活塞下降的最大高度为Δh，气体放出的热量为Q，外界大气压强为p0，试求此过程中被封闭气体内能的变化ΔU_________.
24．带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体，气体开始处于A 状态，然后经过A →B →C 状态变化过程到达C 状态．在V -T 图中变化过程如图所示．
（1）气体从A 状态经过A →B 到达B 状态的过程要______ （填“吸收”或“放出”）热量． （2）如果气体在A 状态的压强为P A =40Pa ，求气体在状态B 和状态C 的压强____，____． （3）将上述气体状态变化过程在p -V 图中表示出来______．
25．当质量为1kg 、温度为0℃的水结成0℃的冰后，它的体积会变大．此过程中所有水分子的总动能________（选填：“增大”、“不变”或“减少”），所有水分子势能的总和________（选填：“增大”、“不变”或“减少”）．
26．一定质量的理想气体，其状态变化的p-V 图像如图所示，已知气体在状态A 时的温度为260K ，则气体在状态B 时的温度为__________K ，从状态A 到状态C 气体与外界交换的热量为___________J.
三、解答题
27．某密闭绝热“U ”形气缸开口向上竖直放置，通过置于底部的电热丝缓慢加热缸内的理想气体，使绝热活塞由A 位置缓慢到达B 位置，如图甲所示。

在此过程中，缸内气体的温度—体积图像（T −V 图像）如图乙所示。

已知活塞质量2kg m =、横截面积42510m S -=⨯，
大气压强50 1.010Pa p =⨯，忽略活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度210m/s g =：
（1）求缸内气体的压强；
（2）求活塞到达位置B时缸内气体的温度；
（3）若一定质量的理想气体从A到B过程的内能增加量ΔU= 40 J，请计算出这个过程气体对外界所做的功？以及判断气体吸收（或者放出）的热量Q为多少。

28．如图所示，一个高L=18cm、内壁光滑的绝热汽缸，汽缸内部横截面积S=30cm2，缸口上部有卡环，一绝热轻质活塞封闭一定质量的气体，活塞与汽缸底部距离L1=9cm。

开始时缸内气体温度为27℃，现通过汽缸底部电阻丝给气体缓慢加热。

已知大气压强
p=1×105Pa，活塞厚度不计，活塞与汽缸壁封闭良好且无摩擦。

①封闭气体温度从27℃升高到127℃的过程中，气体吸收热量18J，求此过程封闭气体内能的改变量；
②当封闭气体温度达到387℃时，求此时封闭气体的压强。

29．如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为5
2.010Pa
⨯，经历
→→→的过程，整个过程中对外界放出61.4J热量。

求该气体在A B
→过程A B C A
中对外界所做的功。

30．如图所示，用轻质活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计．开始时活塞距气缸底的高度为h=0.50m ，气体温度为t1=27℃．给气缸加热，活塞缓慢上升到距气缸底的高度为h2=0.80m处时，缸内气体吸收Q=450J的热量．已知活塞横截面积S=5.0×10-3m2，大气压强P0=1.0×105Pa．求：
①加热后缸内气体的温度；
．②此过程中缸内气体增加的内能U。