东北师范大学附属中学高中物理选修三第三章《热力学定律》经典测试题(含解析)

一、选择题
1．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2．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
3．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。

则在此过程中（）
A．由A到B，气体所有分子的动能都增大
B．由B到C，气体对外做功，放出热量
C．由C到D，气体压强增大，内能减少
D．由A到D，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
4．下列说法正确的是
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．热量只能从高温物体向低温物体传递
C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
5．下列过程中可能发生的是 ()
A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状
C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高
D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开
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
7．一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p—V图像如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴，M、N在同一等温线上。

下列说法正确的是（）
A．气体从状态M到状态N的过程中温度先降低后升高
B．气体从状态N到状态Q的过程中温度先升高后降低
C．气体从状态N到状态Q的过程中放出热量
D．气体从状态Q到状态M的过程中外界对气体所做的功大于气体从状态M到状态N的过程中气体对外界所做的功
8．将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）
A．从外界吸热B．对外界做正功
C．分子势能不变D．内能减小
9．一定质量的理想气体从状态A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p—T图象如图所示，其中线AB与OT轴平行，线段BC与Op轴平行。

下列说法正确的是（）
A．气体从状态A到状态B过程中，气体分子对容器器壁的碰撞次数不变
B．气体从状态B到状态C过程中，气体向外界释放热量
C．气体从状态A到状态B过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能
D．气体从状态C到状态A过程中，单位体积内气体分子数减少
10．以下关于热学的说法正确的是（）
A．物体温度升高时，物体内所有分子的动能都增大
B．水表面层的分子间的作用表现为相互吸引
C．气体产生压强是由于分子间相互排斥
D．符合能量守恒定律的过程都能自发进行
11．一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
12．下列说法正确的是（）
A．扩散现象的原因是分子间存在斥力
B．由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的
C．第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律
D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%
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．气闸舱的原理如图。

座舱A与气闸舱B间装有阀门K，A中充满空气，B内为真空。

航天员由太空返回到B时，将B封闭，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。

假设此过程中系统保持温度不变，舱内气体可视为理想气体，不考虑航天员的影响，则此过程中（）
A．气体膨胀做功，内能减小
B．气体向外界放出热量
C．气体分子对A舱壁的压强减小
D．一段时间后，B内气体的密度可以自发地恢复到原来真空状态
15．研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。

对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大C．气体压强是气体分子间的斥力产生的D．气体对外界做功，气体内能一定减小二、填空题
16．做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

现有一内壁光滑的汽缸固定竖直放置，如图所示，其上端有一挡板，使一厚度忽略不计的轻质活塞不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距汽缸上端的距离为0.1m。

现对封闭气体加热，活塞缓慢上移到汽缸的上端后，一段时间后停止加热。

已知活塞的横截面积为0.02 m2，外部大气压强为1×105 Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为1000J，加热过程中，气体对外所做的功为______；封闭气体的内能变化量为______。

17．（1）下列说法中正确的是___________
A．利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积
B．固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用
C．只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变
D．一定质量的理想气体，温度升高，内能可能降低
T 有一光滑导热活（2）如图所示，一定量气体放在体积为0V的容器中，室温为0300K
塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。

（外界大气压等于76cmHg）求：
（a）将阀门K打开后，A室的体积变成多少___________？
（b）打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K，A室的压强各为多少___________？
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，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B。

此过程中，气体压强
p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量_____。

20．下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_______。

（填正确答案标号）
A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
21．一定质量的理想气体，其状态变化的p-T图像如图所示，由图像可知：在a→b的过程中，气体的内能________（选填“减小”、“不变”或“增加”）：在c→a的过程中，气体
________（选填“吸热’’或“放热”）。

22．如图所示,一定质量的理想气体封闭在气缸内,缓慢经历了A→B→C→D→A四个过程．则A、C两状态热力学温度比值T A:T C=_________；若A→B过程，活塞对气体做功W，则C→D 过程，气体对活塞做功_________.
23．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______．
24．一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______．
25．如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数_______（选填“增大”、“不变”或“减小”），从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量_______放出的热量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

26．一定质量的非理想气体体积膨胀对外做了4×103J功的同时，又从外界吸收了2.4×103J
∆=______J，气体的分子势能和分子平均动能的热量，则在该过程中，气体内能的增量U
分别__________、________（填“增加”“减小”或“不变”）。

三、解答题
27．如图所示，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体汽缸内装有理想气体，压强均为p0、体积均为V0。

缓慢加热A中气体，使A中气体体积变为原来的1.2倍。

设环境温度始终保持不变。

(1)求此时汽缸A中气体的压强p A；
(2)此过程B中气体吸热还是放热？试分析说明。

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

求该气体在A B
中对外界所做的功。

29．如图所示，一绝热汽缸倒立竖放在两水平台面上，缸内一光滑活塞密封了一定质量的理想气体。

在活塞下挂有一物块，活塞与物块的总重力G=30N，活塞的横截面积S=3×10-3m2.活塞静止时，缸内气体温度t1=27℃，体积V1=3×10-3m3.外界的大气压强恒为
p0=1×105Pa，缸内有一个电阻丝，电阻丝的电阻值恒为R=5Ω，电源电动势E=18V、内阻
r=1Ω。

闭合开关20s后，活塞缓慢下降高度h=0.1m，求∶
(1)20s末缸内气体的温度；
(2)20s内气体内能的变化量。

30．一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图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：
①该气体在状态B时的温度；
②该气体从状态A到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．。