2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》经典测试卷(答案解析)

1、一、选择题1关于热学现象和热学规律，下列说中正确的是（ ） A布朗运动就是液体分子的热运动B油膜法测分子直径的实验中，应使用纯油酸滴到水面上 C一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律活塞压缩汽缸里的空气，空气做功 3.010 气从外界吸热 5.2105JJ，时空气的内能增加 5J，则空2如图所示为一定质量的氦气（可视理想气体）状态变化V 图像已知该氦气所 含的氦分子总数为 N，气的摩尔质量为 M，在态 A 时的压强为 p 。已知阿伏加德罗常0数为NA，下列说法正确的是（ ）MA氦气分子的质量为NB 状态时氦气的压强为 pC 过程中氦气向外界放热 状时氦气分子间的平均离d NA3对于一定

2、质量的理想气体，下列判错误的是（ ）A在等温变化过程中，系统与外界一定热量交换B等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量 C等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量 绝热过程中，系统的内能定不变4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 C容器是用来储存电荷的装置B热水壶烧水是利用电流的热效应 波炉加热食物是利用电磁应原理5绿、环保、低碳是今世界的关键词“低”要我们节约及高效利用能源。关于 能源与能量，下列说法正确的是（ ）A因为能量守恒，所以不要节约能源B然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用C类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源类不断地开发和利

3、用新的源，所以能量可以被创造6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，而没有生其他任何影响 B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用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高两瓶不同液体混合，然后们又自发地各自分开7用密闭活塞封闭在气缸内一定质量某种理想气体，如果气体与外界没有热交换，下列 说法正确的是A若气体分子的平均动能增大，则气体压强一定增大B气体分子的平均动能增大，则气体的压强可能减小C气体分子的平均距离增大，则气体的压强一定增大气体分子的平均距离增大则气体的压强可能不变8一定质量的理想气体状态发生了一循环

4、变化，其压强 随力学温度 变的关系如 图所示O、 在一直线上， 与横轴平行则Aa 到 过，气体的体积减小B 到 c 过，外界对气体做功C 到 c 过，气体从外界吸收热量 到 c 过，气体向外界放热量9如图所示，导热的气缸开口向下，内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑 动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个 小洞，让细砂慢慢漏出气缸外部温度恒定不变，则A缸内的气体压强减小，内能减小B内的气体压强增大，内能减小C内的气体压强增大，内能不变界对气体做功，缸内的气内能增加10定质量的理想气体从态 A 变化到状态 ，变化到状态C，其变化过程的p V图像如图

5、所示（ ） A气体在 A 状时的内能大于状态时的内能B体在 B 态时每个分子的动能都比 A 状时大C体从状态 A 到 B 吸的热量大于从状态 B 放出的热量体从状态 A 到 吸收的热量等于从状态 B C 放的热量11 年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，来许多实验验证了这 个规律。如图为一定质量的某种理想气体分子在 和 T 温下单位速率间隔的分子数占总 分子数的百分比随气体分子速率的变化图像。下列说法正确的是（ ）A图中虚线下面积大于实线下的面积B ， T 温下的分子平均速率大于 T 温下的分子平均速率 C中曲线给出了任意速率区间的气体分子数目从 到 气体积减小，体一定从外界吸收

6、热量 212据热力学第二定律判，下列说法正确的是（ ）A功可以全部转化为热，但热不能全部化为功B可以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C体向真空的自由膨胀是不可逆的着技术的进步，热机的效可以达到 100%13图所示，一定质量理气体经历 AB 的等压过程，BC 的绝热过程（气体与外界 无热量交换），其中 B 过中内能少 ， C 过中气体对外做的总功 为（ ）0 0 A D14列说法正确的是（ ）A物体吸收热量，其内能一定增加B体对外做功，其内能一定减少C体吸收热量同时对外做功，其内能一定增加体放出热量同时对外做功其内能一定减少15列说法中正确的是（ ）A当分子间的相互作用表现为

7、引力时，分子间没有斥力B定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定大C量不能自发从高温物体传给低温物体晶体和非晶体都没有固定熔点二、填空题16定质量的理想气体从状态 变末状态 的程中，温度升高，压强增大，变化 过程中 p T 图如图所示，由图像可知，初状态 的积_（小于、等” 或大于）状态 II 的体积；初状态 的内_（填“小于、等或大于） 末状态 II 的能；初状态 I 变到末状态 II 气体填吸”“放）热量。一圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上。一质量为 m，截面积为 S 的塞将一定量的 理想气体封闭在汽缸内，活塞可沿汽缸内壁无摩擦滑动。当活塞静止时，活塞与汽缸底部 距离为

8、 h，如图a）所示。已知大气强为 p ，力加速度为 g。把汽缸从图a）状态 缓慢转到图b），在此过程中气体温度不，则图b）状态下气体体积为 _。从图（b）状态开始给汽缸加热，使活塞缓向外移动距离 l，如图c） 示。若此过程中气体内能增量 eq oac(,为)，则气体吸收的热量应。A A C18图所示，一定质量的想气体从状态 a 出发，经过等容过程 到状态 b，经过 等温过程 bc 到状态 ，后经等压过程 ca 回到状态 。在过程 中气体的内能_ （填增”、减少或不变）在过程 中体热（“收“放出） 在过程 ca _（填“外界对气体做功或气对外界做功）19图所示一质量的理想气体封闭在气缸缓慢经历了

9、 ACA 四个过程则 C 两状态热力学温度比值 T :T =_； B 过程，活塞对气体做功 W，则 CD 过程，气体对活塞做_20图所示，一定质量的想气体，按图示方向经历了 ABCDA 的环，其 p-V 图线如 图状态 B 时，气体分子的平均动能比状态 时气体分子的平均动能_ 选 大或 “小);由 B 到 C 的过程中，气体将_(选吸收”或放出)量：经历 ABCDA 一循 环，气体吸收的总热_ 选填大于“小于”释的总热量21图所示，有一个红酒状的玻璃容器水平放置，左“身的积为 ，右侧“瓶”是段内部横截面积为 0.5cm，有效长度为 40cm 的璃管，管内有一段长度可忽略不计的水银柱，密闭了一定

10、质量的气体在容器内当大气压为 1.0105 Pa、密闭气体温 度为 27 时水银柱好位于玻璃管最左侧，现缓慢升高密闭气体温度则当温度升高到 _时，水银柱会掉出容器；在此过程中，密闭气体外界吸收的热量为 12J， 在这一过程中密闭气体的内能变化_J0 0 22冲程汽油机在做功冲中，气缸内的高温高压气体迅速膨胀而推动活塞对外做功， 此时气体的温度（填“升高或降），气体的内能_（填“增大或 “减”）23图所示，一导热性能好的气缸，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

11、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 m 3，平均摩尔质量为1.152g/mol伏加德罗常数 mol -1，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 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 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_。24图甲所示，将封有一质量空气的密闭塑料袋从海拔 500m、温为 的脚

12、下 带到海拔 、温为 10的顶上，情形如图乙所示_（“”或 “乙）中袋中气体分子平均动能大从甲到乙图过程中，袋内气体减小的内_ （选填大于、等或小）气体放出的热量25定质量的理想气体，状态变化的 p-V 图如图所示，已知气体在状态 时的温度1 0 c 0 0 1 0 c 0 0 为 260K，则气体在状态 B 时温度为，状态 A 到状态 气与外界交换的 热量为_J.26图所示，竖直放置的细均匀的 U 形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高 度差为 h=19 ，闭端空气柱长度为 =40 cm。为了使左、右两管中的水银面相平 （设外界大气压强 p =76 空气柱温度保持不变）试问：需左管的开口

13、端再缓慢注入高度多少的水银柱_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_（填“正功”负功” 或不功）气体将 _填吸热或放”）三、解答题定质量理想气体从状态 A 到状态 B 再状态 C 的程如 V 图象所示，已知 状 态时气体的温度为 -73.9C:(1) C 状态时气体的热力学温度 T 的;(2)从态 到状态 B 的程，气体吸热还是放热，简要说明理由。28图所示，厚度和质量计、横截面积为 S10 2 的热缸倒扣在水平桌面上， 汽缸内有一绝热“T” 形塞固定桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为 K，强为 p5，塞与汽缸底的距离为 h10 cm活塞可在汽缸内无摩擦滑动且不漏气，大气压强为 p 5 Pa.求N A BN A B(1)此桌面对汽缸的作用力大小 F ；(2)现过电热丝给气体缓慢加热到 ，此过程中体吸收热量为 Q，能增加了 U 5J整个过程活塞都在汽缸内，求 的.29定质量的理想气体经如图所示的 AB、 三个变化过程， =300， 体从 A 的过程中吸热 ，知气体的内能与温度成正求：（）体在状 的温度 ；（）A 的程中气体内能改变多少？（）体处于态 时的内能 EC30定质量的理想气体被塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量m ，横截面积 S 10