(必考题)初中高中物理选修三第三章《热力学定律》经典练习题

一、选择题
1．一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是（）→过程中，气体体积增大，从外界吸热
A．a b
→过程中，气体体积增大，从外界吸热
B．b c
→过程中，气体体积不变，向外界放热
C．c a
→过程中，气体内能增大，向外界放热
D．c a
2．关于元器件，下列说法错误的是（）
A．太阳能电池板是将光能转化为电能B．电热水壶烧水是利用电流的热效应C．电容器是用来储存电荷的装置D．微波炉加热食物是利用电磁感应原理3．下列说法不正确的是（）
A．饱和气压与热力学温度成正比
B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小
D．在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少
4．某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。

该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。

他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（）
A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大
5．下列说法中正确的是（）
A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机
6．A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同
D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
7．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
8．下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有（）A．用锯子锯木料，锯条温度升高
B．阳光照射地面，地面温度升高
C．锤子敲击钉子，钉子变热
D．擦火柴时，火柴头燃烧起来
9．重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)()
A．压强增大,内能减小
B．吸收热量,内能增大
C．压强减小,分子平均动能增大
D ．对外做功,分子平均动能减小
10．下列说法中正确的是（ ）
A ．温度低的物体内能小
B ．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
C ．温度低的物体分子运动的平均动能小
D ．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 11．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A ．气体压强只与气体分子的密集程度有关
B ．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大
C ．气体的温度升高，气体内能一定大增
D ．若气体膨胀对外做功50 J ，则内能一定减少50 J
12．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 <
13．下列说法中，正确的是_________。

A ．温度高的物体每个分子的动能大。

B ．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高，分子间的平均距离一定增大
C ．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
D ．气体分子单位时间内单位面积器壁碰撞次数与单位体积内气体的分子数和气体温度无关
14．夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法不正确的是（ ）
A ．气体的内能减少
B ．气体的内能增大
C ．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低
D ．气体分子的平均动能减小
15．如图所示，一个密闭气缸封闭着一部分空气。

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200J 。

则汽缸中空气的内能（ ）
A．减少了1100J B．增加了1100J
C．减少了700J D．增加了700J
二、填空题
16．如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。

对此气体
过程①中气体的压强______（填写：增大、减小或不变）；
过程②中气体的体积______（填写：增大、减小或不变）；
过程③中气体______热量（填写：吸收或放出）；
过程④中气体______热量（填写：吸收或放出）；
状态c的内能______状态d的内能（填写：大于、小于或等于）；
状态d的内能______状态b的内能（填写：大于、小于或等于）。

17．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经状态B、C和D后回到状态A，图中曲线AB、CD为反比例函数图线，直线BC平行于V轴，直线DA平行于p轴。

该理想气体经过的A→B、B→C、C→D、D→A四个过程中，气体吸热的过程有______；外界对气体做功的过程有______；气体内能减少的过程有______；吸收热量等于气体对外界做功的过程有______。

18．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”）。

19．如图所示的汽缸中封闭着一定质量的理想气体，活塞和汽缸导热性能良好，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸开口始终向上。

在室温为27°C时，活塞距汽缸底部距离h1=10cm，后将汽缸放置在冰水混合物中，此时外界大气压强为1atm，则：
(1)在冰水混合物中，活塞距汽缸底部距离h2=________cm。

(2)此过程中气体内能________（选填“增大”或“减小”），气体将________（选填“吸热”或“放热”）。

20．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______．
21．一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系如图所示，AB、BC分别与p轴和T 轴平行．气体在状态C时分子平均动能______（选填“大于”、“等于”或“小于”A状态时分子平均动能．气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，对外做的功为W，内能增加了ΔU，则此过程气体吸收的热量为______．
22．如图1所示，在斯特林循环的P－V图象中，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，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．
（1）B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是_____（选填“①”或“②”）．
（2）在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J；在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J，则气体完成一次循环对外界所做的功为
_____J．
23．以下说法正确的是（）
A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
B．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
C．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形
D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强增大
24．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，最后由状态C变化到状态A．气体完成这个循环，内能的变化△U=____ ，对外做功
W=____，气体从外界吸收的热量Q=____．（用图中已知量表示）
25．一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J。

若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体______（填“吸收”或“放出”）________J热量。

26．如图所示，天平的左盘有一装有一定质量水银的水银槽，用支架固定一竖直绝热细管，细管上部分封闭有一定质量的理想气体，下端开口并插入水银槽中，右盘放砝码，初始状态天平平衡。

则当外界大气压强稍增大时，天平右盘将________（填“上升”“下降”或“不动”），细管上部的理想气体的内能将________（填“增大”“减小”或“不变”），温度将________（填“升高”“降低”或“不变”）。

三、解答题
27．一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为T A=300 K，求：
(1)气体在状态C时温度T C；
(2)若气体在A→B过程中吸热1000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？
28．如图所示p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功300J，当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求过程II中气体吸收或放出的热量是多少？
29．如图甲所示，用面积为2
S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放
10cm
=
m=。

现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从
一砝码，活塞和重物的总质量为2kg
1280K T =升高到2350K T =，空气柱的高度增加了4cm L ∆=已知加热时气体吸收的热
量为 5.1J Q =，外界大气压强为50 1.010Pa P =⨯。

求：
(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？
(2)汽缸内温度为1T 时，气柱的体积为多少？
(3)请在图乙的V T -图上作出该过程的图像（包括在图线上标出过程的方向）。

30．如图甲所示，一定质量的理想气体被质量为m 的活塞封闭在导热良好的汽缸内，此时活塞静止且距离底部的高度为h ，不计活塞与汽缸间的摩擦。

外界大气压强为0p （未知），其中02mg p S =，汽缸截面积为S ，重力加速度为g ，求： (1)甲图中封闭气体的压强1p =?
(2)若在活塞上放置质量为m 的铁块，活塞下滑后再次静止，如图乙所示，求h ∆=?（此过程温度不变）。

(3)现对乙图中封闭气体缓慢加热，使活塞刚好回到原来的位置，若此过程中气体从外界吸收的热量为Q ，则气体的内能增加了多少？。