(常考题)人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》检测卷

1、b cab acb cb cab acb c ab acb c ab acb c acb c ab ac 一、选择题1 分ID：130347关分子动论和热力学定律，下列说法中正确的是（ ）A空气相对湿度越大时，水蒸发越快B体的温度升高，每个分子的动能都增大C二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律个分子间的距离由大 处渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先 增大后减小到零，再增大2 分ID：130346气体膨胀对做功 100 J，时从外界吸了 的量，它的内能 的变化是A减小 20 B大 20 J C减小 220 J D增大 220 J3 分ID：130324如图，一定量的理想气体，

2、由 经过 ab 过程到达状态 b 或经过 ac 过程到达状态 气体在状态 b 和状态 c 的温度分别为 和 T ，过程 ab 和 ac 中吸 收的热量分别为 和 Q 则 AT ， C =T ， B ， =T ， 4 分ID：130320热力学第二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 C有方向性B是部分具有方向性 法确定5 分ID：130316一定质量理气体的状态经历了如图所示的 ab、bc、 四个过 程，其中 ab 与直轴平行， 的延长线通过原点， 与平轴平行， 与 bc 平，则 下列说法错的是A 过程中气体内能不变 B 过中气体积减少 C 过中其体体积保持不

3、变 过外界对气体做功6 分ID：130303有人设想在天用电冰箱来降低房间的温度他的办法是：关好房间 的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室 内的温度将 A逐渐有所升高B持不变C机时降低，停机时又升高机时升高，停机时降低7 分ID：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于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律果没有漏气、摩擦、机体热量损失，热机的效率可以达到 100%8 分ID： 下说法中，正的。A温度高的物体每个分子的动能大。B定质量的理想气体，压强不变，温度升高，分子间的平

4、均距离一定增大C力学第二定律可描述“不能使热量由低温物体传递到高温物”体分子单位时间内单位面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9 分ID：在热的夏，用打气筒为自行车充气，若充气太足，在太阳暴晒 下，很容易发生车胎爆裂。已知打气筒的容积V ，胎容积为打气筒容积的 倍，充气前轮胎内、外压强相等，温度为 ，打气筒给轮胎充气，设充气过程气体温度不变，大气压强 p ，胎能够承受的最高气压为 .7 。则下列说法正确的是（ ）0 A让轮胎内气体压强达到 2 p ，需要充气 次0B轮胎内气体压强达到 0，需要充气 40 次C胎瞬间气体的温度为2.70胎过程气体放出热量，内减小10 分ID：夏

5、，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体的内能增大C体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低体分子的平均动能减小11 分ID：如所示，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，同时汽缸向外散热 。则汽缸中空气的内能（ ）A减少了 C少了 700JB加了 1100J 加了 700J12 分ID：下关于热现象和热力学规律的说法正确的是（ ）A布朗运动就是液体分子的无规则运动B体的温度越高，其分子平均动能一定越大C量不可能从

6、低温物体传到高温物体缩气体需要用力，这是气分子间斥力的宏观表现二、填空题13 分ID：如，一定质量的理想气体从状态 开，经历过程、 、到达状态 e。此气体过程中体的压_（写：增大、减小或不变）；过程中体的体_（写：增大、减小或不变）；过程中_量（填写：吸收或放出）；过程中_热（填写吸收或放出）；状态 的内_状 的能（填写：大于、小于或等于）；状态 d 的能状态 的内能（填写：大于、小于或等于）。14 分ID：图是一定质量的理想气体的压强与热力学温度的 图，、是理想气体的三个状态，其中c平行于坐标轴 T ，平行于坐标轴 。则从到过程中气体的体（“变大、变小或不变），从到 的程气体_（填吸热或放热

7、）从 到 的程中气体的内能_（“变 大、变小或不变）1 2 1 2 15 分ID：体温度计结构如图所示玻璃测温泡 A 内有理想气体通细玻 璃管 和水银压强计相连开始时 处于冰水混合物中左 C 中水银面在 点右 D 中水银面高出 O 点 =14 后 A 放待测恒温槽,上移动 D使 C 中银面仍在 O 点 处测 D 中银面高出 点 h = 已外大气压为标准大气标大气压相当于 76 高银柱产生的压强(1)求温槽的温度_；(2)此程 内气体内_选“增大或减”),气体不对外做功气体将选填“吸热 或放热)。16 分ID：如所示，一导热性能良好的气缸，用轻质活塞密封了一定质量的 气体，活塞用轻绳悬挂在天花板

8、上。（）环境温缓慢升高，下列说法正确的_A单位时间内气体分子与器壁单位面积撞的分子数减少B位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分子数增加C壁单位面积上受到气体分子撞击力增大度升高，缸内所有气体分运动速率均增大（）已知气的容积为 1L，气缸内气体的密度为 ，均摩尔质量为1.152g/mol伏加德罗常数 23 mol A，估算气缸内气体分子数_个气体分子间平均距离 =_m（结果均保一位有效数字）。（）知气缸质量为 M，活塞可以在缸内无摩擦滑动，活塞的面积为 ，塞与缸底距0 1 0 0 0 1 0 0 离为 h，大气压强恒为 ，时环境温度为 若环境温度升高时，气体从外界吸收热量 Q气缸缓慢移动距离

9、d 后再次处于静止，则在此过程中密闭气体的 增加了 _，度升高_。 分ID：如甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔 500m、气温 为 18的山脚下带到海拔 3200m、温为 10的山顶上，情形如图乙所示_ （选填甲或乙）袋中气体分子平均动能大从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的 内能_（选填大于、等于或小于）体放出的热量18 分ID：图所示，竖直放置的粗细均匀的 U 形，右端封闭有一段空气 柱，两管内水银面高度差为 h ，封闭端空气柱长度为 =40 cm。为了使左、两管 中的水银面相平，（设外界大气压强 =76 cmHg，气柱温度保持不变）试问：需左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱

10、_时封闭端空气柱的长度是多 少？_注水银过程中，外界对封闭空气_（“正”负” 或不功）气体将 _填吸热或放”）19 分ID：图所示，在长为 l=57cm 的端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃 管内，用 4 高水银柱封闭着 cm 长的理想气体，管内外气体的温度相同。将水银 缓慢地注入管中，直到水银面与管口相平(大气压强 =276cmHg)求时管中封闭气体的压强_此程封闭气体“吸热或放”，内能_(“增大“减小或不变”20 分ID：气舱是载人航天器供航天员进入太空或由太空返回用的气密性 装置。如图所示，座舱 与气闸舱 之装有阀门 K，舱 中满一定质量的空气（可0 1 1 2 2 0 0 1 1 2 2

11、 0 视为理想气体），气闸舱 内为真空。航天员从太空返回闸舱时，打开阀门 K， 中的 气体进入 B 中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，衡后气体的内能 _，压强（填增大减或不变）。三、解答题21 分ID：如所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封 闭的空气柱长度为 24cm，现在用竖直向下的外力 压气体，使封闭空气柱内长度变为，人对活塞做功 ，气压强为 p 110，计活塞重力。问(1)若足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩气体的压强多大；(2)若适当的速度压缩气体，气体向外散失热量为 20J，气体的内能增加多少塞 的横截面积 S222 分ID：一质量的理想气体从状态

12、A 变到态 B，变化到状态 ，其状态变化过程的p 图象如图所示，已知该气体在状态 时温度为（）气体在态 、 时的温度；（）气体从态 A 到态 的过程中与外界交换的热量。23 分ID：如所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与 汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度 h =0.50m，体的温度t =27给汽缸缓慢加热至 t ，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度 h 处此过程 中缸内气体增加的内 eq oac(,能)已知大气压强 p ，活塞横截面积 S 。求：2 0 0 0 01 A B 1 2 0 0 0 01 A B 1 2 活距离汽缸底部的高度 ；此程中缸内气体吸收的热

13、量 。24 分ID：图，体积为 V、壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度 均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为 T 、强为 1.2p 的想气体p 和 T 分为大 气的压强和温度已知：气体内能 与温度 T 的系为 ， 为的常量；容器内 体的所有变化过程都是缓慢的求气内气体与大气达到平衡时的体积 V ；在塞下降过程中，气缸内气体放出的热量 .25 分ID：一质量的理想气体体积 V 与度 T 的系如图。已知该气体在状 态 时的压强 =110。：（）状态 时体的压强 p ；（）若气体从 A 到 B 过中气体从外界吸热 Q =2500J， 到 C 过程中气体从外界吸热 Q =3100J，从状态 A 到

14、 B 再状态 C 的过程内能改变 eq oac(,量)U。26 分ID：如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 到状态 B，再从状态 B 到状态 ，最后从状 回状态 。已知气体在状态 A 的积 过程中气体对外做功 。：(1)气在状态 时体积；(2)气 B 的个过程中气体吸收的热量。V m ，从 B 到 【参考答案】2016-2017 年度第考试试卷 考答案科模测试一选题1D23C456789101112二填题13大增大吸收放出相等于14小吸热不变15T2=364K(或 91增吸热 16甲大于18 正放热19 放不变20变减小三解题2122232425262016-2017 年度第考试试卷 考解

15、析【参考解析】科模测试一选题1D解析：A空气相对湿度越大时，空气中水蒸气强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢， 故 错误；B度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分平均动能越a C a ba C a b 0 ab ac 0 ac ab cac 大，但不是每个分子的动能都增大，故 错；C二类永动机不可能制成是因为它违反热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，选项 C 错；个分子间的距离由大于 10m 处渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先表 现为引力，引力先增大到最大值后减小到零，之后，分子间作用力表现为斥力，从零开始 增大，故 正确；故选 。2B解析：由热力学第一定

16、律得：=WQ=-100J+120J=20J则气体内能增加了 20J故选 。3C解析：【解析】试题分析：设气体在 a 状态时的温度为 T ，图可知： =V =V 、 =2V =2V ，从 a 到 是压变化：从 到 c 是容变化：解得： =2T，由于 P =2P =2P 解得T =2T ，所以： =T因从 a 到 是容变化过程，体积不变，气体不做功，故 过程增加的内能等于 ac 过吸收的热量；而 ab 过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知 ab 过程增加的内能大于 ab 过吸收的热量 故选 考点：理想气体的状态变化曲线【名师点睛】该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用，利用气

17、体状态方程解 决问题时，首先要确定气体状态和各状态下的状态参量，选择相应的气体变化规律解答； 在利用热力学第一定律解决问题时，要注意气体的做功情况，区分对内做功和对外做功， 同时要注意区分吸热还是放热4A解析：【分析】本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为 有用功而不产生其他影响另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而 不引起其他变化，第二定律说明热的传导具有方向性，可通过列表举例说明；热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而 不产生其他影响另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其

18、他变化因此热力学第二定律说明自然界中进行的涉及热现象的宏观过都具有方向性如 下表：方向性热传导的方向性机械能转化为内能过程详解热量可以自发地从高温物体传给低温物体机械能可以全部转化为内能，但内能却不 能全部转化为机械能而不引起其他变化举例要将热量从低温物体传给高温物体， 必须有外界的帮助，即外界对其做功第二类永动机不可能实现的方向性A都具有方向性，与结论相符，选项 A 正；B是部分具有方向性，与结论不相符，选项 B 错误；C有方向性，与结论不相符，选项 错；法确定，与结论不相符，项 D 错；故选 正【点睛】只有熟练掌握热力学第二定律的内容才能顺利解决本题，一定要注意基本概念的积累，可 通过实例

19、加深对规律的理解5B解析：【解析】、 过气体发生等温过程，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律 P 分可 知，气体的体积变大，故 A 正B 错；C、 过，连线过坐标原点， bc 过中体积不变，故 C 正确；、 过程是压变化，温度降低，由吕克定律分析可知体积小，外界对气体做 功，故 正；说法错误的故选 【点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，关键是会看图象，从图象中提取 有用的信息是一种重要的能力6A解析：【解析】冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房 内温度会升高， 正7B解析：A扩散现象的原因是分子的热运动，故 A 错；B面张力使液体表面积收

20、缩到最小的趋势，故 B 正；C二类永动机是不可能造成的，因为能量的转化和转移具有方向性，并没有违反能量守 恒，故 C 错；果没有漏气、摩擦、机体热量损失，热机的机械效率也不可能达到 00%，故 错 误。故选 。8B解析：A根据统计规律，温度高的物体分子平动能增大，但个别分子不确定，可能较小，故 错误；B据TC可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故 B 正确；C力学第二定律的内容可以表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体而不引起 其他影响，故 错误；体分子单位时间内与单位积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关， 单位体积内的分子数

21、越多碰撞次数越多，分子的平均动能越大，单位时间碰撞次数越多， 而温度又是分子平均动能的标志，故 错误。故选 。9A解析：轮胎内气体强达到 2 ，根据玻意耳定律 ) p p 0 0 0解得n=20即需要充气 次选项 正确， 错误；C胎时，根据等容变化方程 p 0T T解得T=1.35T0选项 C 错；胎过程气体体积迅速膨胀对外做功 W0来不及与外界热交换，则 =0则U ，则内能减小，选项 错。故选 A10解析：气体喷出时，来不及与外界进行热交换，则 对外做功，根据热力学第一定律的表达式 内能减小，温度降低，温度是分子平均动能的标志，因此气体分子的平均动能减小，故 正，不符合题意B 错，符合意。故

22、选 。11解析：活塞压缩气体，外界对气体做功， ，汽缸向外散热 200J，可知 ，由热力学第一定律有 即内能增加 700J，故 正， 错。故选 。12解析：A布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的动，是液体分子无规则运动的反映，但不是液 体分子的运动，故 错；B度是分子平均动能的标志，气体分子的平均动能只与分子的温度有关，物体的温度 越高，其分子平均动能一定越大，故 B 正；C量在一定条件下可以从低温物体传递到高温物体，但会引起其他变化，故 错； 体之间分子距离很大，分力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部与容器 外之间的压强差造成的，并非由于分子之间的斥力造成的，故 D 错误。故选 。二填题1

23、3大增大吸收放出相等于解析：大 增 吸 放 相等 大1过中体，体积不变，由等温变化规律可得 a T Ta 由于温度升高，则过气体的压强增大。2过中体的体积，由图像可知增大。3过中体，由图像可知温度不变，体积增大，则气体的内能不变，气体膨胀对外做2 2 1 p =p +pp 2 2 1 p =p +pp =p +p功，根据热力学第一定律 可知，在过中体吸收热量。4过中体，由图像可知温度降低，体积不变，则气体的内能减小，气体不对外做 功，根据热力学第一定律 可知，在过中体放出热量。5状 与状态 d 的度相同，由于理想气体的内能由温度决定，所以状态 的内能等于 状态 d 的能。6状 d 温度高于状态

24、 的温度，由于理想气体的内能由温度决定，所以状态 d 的能大 于状态 b 的能。14变小吸热不变解析：小 吸 不1由示图线知，气体从 到 b 过气体温度 T 降，压强 p 增，由TC可知，体积变小。2由示图线知，从 b 到 c 过程气体压强 p 不变而温度 T 升，由理想气体状态方程pV可知，气体体积增大，气体对外做功，则CW 气体温度升高，气体内能增大，则 0由热力学第一定律 可知 所以气体从外界吸收热量。3由示图线知，从 到 过气体温度 T 不变，故内能不变。 15T2=364K(或 91)增大吸热解析： =或 91 增 吸(1)设温槽的温度为 T ,题意知 T 273 K 内气体发生等容

25、变根据查理定律得 1 0 h12 0 h2联立代入数据得 P T 2 A A 0 0 2 A A 0 0 T =364 或 (2)此程中 内气体温度升高则内能增体积不变则 W=根据热力学第一定律有 U=Q+W得 0,即体将吸16A21022410-9解析： 210410-9Q P Sd Mgd dhT（）内气体压强p MgS可知当温度升高时，缸内气体的压强不变，因温度升高时单个分子对器壁的作用力变大，则单位时间内气体分子与器壁单位面积碰撞的分 子数减少，选项 A 正确， 错；C体的压强不变，则器壁单位面积上受到气体分子撞击力不变，选项 C 错；度升高，缸内气体分子运的平均速率增大，并非所有气体

26、分子运动速率均增大， 选项 D 错。故选 A（）气质量：m=V；摩尔数为：n m；分子数为： A M 23 22个3将体分子据的空间看成立方体形，而且紧密排列，则M=N d3可得 331.152 30 ；（）缸气体压强P Mg气体等压膨胀过程外界对气体做功=-PSd根据热力学第一定律，气体内能增加量 =+W解得： =Q-P +Mgd气体做等压变化，由萨克定律得：2 0 1 0 22 1 0 12 0 1 0 22 1 0 11 1 02 1 1 2 22 T T 解得：T 【点睛】本题第二问求分子数，往往先求摩尔数，再乘以阿伏加德罗常数即可。摩尔数等于质量与摩尔质量的比值；第三问明确气体是等压

27、膨胀，运用热力学第一定律和吕克定律列式求解。17甲大于解析： 大将封有一定质量空气的密闭塑料袋（甲）从山底移动到山顶时（乙），气体的体积增大， 温度是分子平均动能的标志，由于山顶温度低，因此分子平均动能小，山底的塑料袋中分 子平均动能高于山顶的，即甲中气体分子平均动能大；从甲到乙过程中，温度降低，内能减小，体积增大，气体对外做功，由 E 可知，气体内能内能减小大于气体放出的热量【点睛】温度是分子平均动能的标志，由于气体分子之间的距离很大，因此作用力为零，分子势能 为零，所以一定质量气体的内能由其温度决定，根据热力学第一定律可知内能变化与放热 之间关系18cm30cm 正功放热解析： 30 cm

28、 正功 放12设 形横截面积为 ，、右两管中的水银面相平后，封闭端空气柱长为 L ， 空气柱有（ -19 ） SL得 L =30 cm，故需要再注入 L ) 239 34由于空柱的长度减小，因此外界对气体做正功，温度不变，内能不变，据热 力学第一定律，此时气体放热。1985cmHg 放热不变解析：85cmHg 放热 不变1以璃管内的气体为研究对象，气体的状态参量初状态 p = +h =51S末状态参量 p +（H）， （H）气体发生等温变化，由玻意耳定律得p V V代入数据解得 p =85cmHg；23气体发等温变化，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，由热力第一0 0 00 01 0 0 00 01 0 02 1 2定律可知，气体要放出热量。20不变减小解析：变 减12舱 中体进入于真空状态的气闸舱 ，体并没有对外做功，即 由热力学第一定律 Q，且此过程中系统与外界没有热交换，则 ， 0 ，则气体内能不变，即气体温度不变；气体体积变大，温度不变，根据玻意耳定律知压强减 小。三解题216；(2)82.2J(1)设缩后气