无锡市高中物理选修三第三章《热力学定律》知识点总结(培优练)

一、选择题
1．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
2．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()
A．都具有方向性B．只是部分具有方向性
C．没有方向性D．无法确定
3．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
4．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
5．图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）
A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对
6．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
7．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
8．如图所示，一定质量理想气体的体积V与温度T关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C。

则下列说法中正确的是（）
A．在A、B、C三个状态中B对应的压强最大
B．在A、B、C三个状态中C对应的压强最大
C．过程AB中外界对气体做功，内能增加
D．过程BC中气体吸收热量，内能不变
9．一定质量的理想气体，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
10．下列现象可以用热力学第一定律解释的是（）
A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体
B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能
C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高
D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象
11．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
12．一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
13．如图所示，一定质量理想气体经历A →B 的等压过程，B →C 的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B →C 过程中内能减少1000J ，则A →B →C 过程中气体对外界做的总功为（ ）
A ．1600J
B ．400J
C ．1000J
D ．600J
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．如图所示为一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B 的p —T 图，在由A 变化到B 的过程中（ ）
A ．气体的密度一直变大
B ．气体的内能一直变大
C ．气体的体积一直减小
D ．单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数一直减少
二、填空题
16．一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变化到状态C 的p V -图象如图所示，气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数用N 表示，则A N ______B N 。

气体在A →B 过程中放出的热量______在B →C 过程中吸收的热量。

（填“大于”、“小于”或“等于” )
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．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______。

19．一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。

20．如图所示为测量大气压强的实验装置，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为800 mL；现用注射器缓慢向烧瓶中注入200 mL的水，稳定后两臂中水银面的高度差为25 cm，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变。

则
(1)大气压强p0= __________________(用“cmHg”做压强单位)
(2)此过程中外界对烧瓶内的气体_____(填“做正功”、“做负功”、“不做功”)，气体将_____(填“吸热”或“放热”)。

21．一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化。

已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，气体在状态C时的温度T C=300K，则从A到B气体放出的热量是______J；气体在状态A时的温度为_______K。

22．(1)一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的P-V图像如图所示，气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数用N表示，则N B_____N C。

气体在A→B过程中放出的热量______在B→C过程中吸收的热量；（填“大于”“小于“或“等于”）。

(2)上题中，已知气体在状态C时的温度为27℃，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1，在标准状态（压强p0= 1.0×105Pa，温度t0=0℃）下理想气体的摩尔体积都为22.4L，求该气体的分子数_______。

（计算结果保留一位有效数字）
23．如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始分别经过等温膨胀和等压膨胀到相同体积，则等温膨胀过程中气体对外做功________（选填“大于”、“等于”或“小于”）等压膨胀过程中气体对外做功；等温膨胀过程中气体从外界吸收的热量________（选填“大于”、“等于”或“小于”）等压膨胀过程中气体从外界吸收的热量．
24．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示．a、b和c三个状态中分子平均动能最小的是________(选填“a”“b”或“c”)，气体在过程ab中吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)过程ca中放出的热量．
25．一定质量的理想气体，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.
26．如图所示，一定质量的理想气体，在状态A时的温度t A=27℃，则状态C时的温度
T C=____ K；气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A，此过程中气体将_______热量．（选填“吸收”或“放出”）热量．
三、解答题
27．内壁光滑的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×105Pa、温度为27℃的气体，初始活塞到汽缸底部距离为50cm，现对汽缸加热，气体膨胀而活塞右移．已知汽缸横截面积为
200cm²，总长为100cm，大气压强为1.0×105Pa．
(1)计算当温度升高到927℃时，缸内封闭气体的压强；
(2)若在此过程中封闭气体共吸收了800J的热量，试计算气体增加的内能．
28．一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℃．则：
①该气体在状态B、C时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？
③该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？
29．如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意简图，现倒入热水，封闭活塞a，其与液面间封闭一定质量的理想气体，此时瓶内气体温度为1T，压强为0p，经过一段时间温度降为2T，忽略这一过程中气体体积的变化。

(1)求温度降为2T时瓶内气体的压强p；
(2)封闭气体温度由1T降为2T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。

30．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量20kg m =、横截面积2100cm S =的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界
绝热。

初始时气体的温度27t =℃，活塞距离汽缸底部的高度108m h =．
，大气压强501010Pa p =⨯．。

现给电热丝通电缓慢加热气体，使活塞缓慢上升高度02m h =．，此过程中电热丝放出的热量为500J ，重力加速度g 取210m/s ，求：
(1)初始时气体的压强
(2)活塞上升202m h =．
时，气体的温度为多少摄氏度； (3)此过程中气体内能的增加量。