2021年高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(答案解析)

1、一、选题1下列说法正确的是（ ）A凡是能量守恒的过程就一定会发生B擦生热的过程是不可逆的过程C调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性于能的转化过程符合能量恒定律，所以不会发生能源危机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，并不违热力学第二 定律C分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小任何自然过程中，一个孤系统中的总熵不会减少3下列说法中正确的是（ ）A压缩气体也需要用力，这表明气体分间存在着斥力B分子势能增大，则分子间距离减小C子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小然界中热现象的自发过

2、程一定沿分子热运动无序性增大的方向进行4图为某种椅子与其升降部分的结构意,、 两间密闭了一定质量的气体M 可 沿 的壁上下滑动，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界对气体做功，气体内能减小C体对外界做功，气体内能增大体对外界做功，气体内能小5有人设想在夏天用电冰箱来降低房的温度他的办法是：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 ) 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6一定质量理想气体的状态经历了如所示的 、 四过程，其中 ab 与直T T 轴平行， 的长

3、线通过原点，cd 与水平轴平行da 与 平，则 )Aab 过中气体温度不变，气体不热也不放热B 过中气体体积保持不变，气体放出热量C 过中气体体积不断增加气体吸收热量 过中体体积保持不变，气体放出热量7关于能量的转化与守恒，下列说法确的是 （ ）A任何制造永动机的设想，无论它看上多么巧妙，都是一种徒劳B调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天个单摆在来回摆动许多次总会停下来，说明这个过程的能量不守恒8对于一定质量的理想气体，下列说正确的是（ ）A气体压强只与气体分子的密集程度有B体温度升高，每一个气体分子的动能都增大C体的温度升高，气

4、体内能一定大增气体膨胀对外做功 ，内能一定减少 50 J91859 年克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后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 温度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 2 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，体一定从外界吸收热量1 10定质量的理想气体，状态 开始，经历 ab、 三个过程回到原态，其 T 图像如图所示，其中图线 的向延长线过坐标原点 ，线 bc 平行于

5、V 轴图线 ca 平 行于 轴，则（ ）A 过程中气体压强不变，气体放热B 过程中气体温度不变，气体吸热C 过中气体体积不变，气体放热个变化过程中气体的内能减少后增加11于热学规律，下列说正确的是（ ）A第二类永动机不能制成，因为它违反能量守恒定律B机不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功C量不可能从低温物体传到高温物体来科技进步了，人类就可将散失在环境中的内能全部重新收集起来加以利用 12闸舱的原理如图。座 A 与闸舱 B 间有阀门 K 中满空气，B 内真空。 航天员由太空返回到 时将 B 封闭，打开阀门 ，A 中气体进入 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

6、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体向外界放出热量C体分子对 A 舱壁的压强减小段时间后，B 内气体的密度可以自发地恢复到原来空状态13列关于热现象的说法正确的是（ ）A外界对物体做功，物体内能一定增加B想气体温度升高，气体内能一定增大C两个分子间的距离小于平衡距离时，分子间只有斥力作用体吸收热量，同时对内做，内能可能不变14列说法中正确的是（ ）A当分子间的相互作用表现为引力时，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15列关于热现象和热力规律的说法正确的

7、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量不可能从低温物体传到高温物体B C 0 0 B C 0 0 缩气体需要用力，这是气分子间斥力的宏观表现二、填空题16图所示，竖直放置的热气缸和绝热活塞间封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为 ，质量为 。态时活塞处于静止状态，理想气体内U 。现用外力将活塞缓1慢向下压缩 ，此时理想气体的内能为2，若大气压强为p，重力加速度取 ，则初态时气缸内气体的压强_；力所做的功_如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 经压过程到状态 B。过程中，气体压强 pPa，吸收的热量 7.010J，求此过程中气体内能的增量。18图所

8、示，质量为 的缸静置于水平地面，通过质量为 m 的塞封闭一定质量的 理想气体。若活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气），使气缸内气体降低到 一定的温度，在这一过程中，气体放出的热量为 Q，外界对气体做功为 W，则两者的大小 关系为 Q（选大于、等”或小”）；若活塞固定，也使气缸内气体降低相 同的温度，其放出的热量为 Q， _。（选“大于“于”小）19一质量的理想气体由状态 A 经态 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 表，则 N _N 。体在 过中 放出的热量在 过中吸收的热量；（大于”“于或等于）。(2)上中，已知气体在状态

9、 C 时的温度为 ，伏加德罗常数为 6.01023mol-1， 在准 状态（压强 p 5，温度 =0）理想气体的摩尔体积都为 22.4L，该气体的分 子数。计结果保留一位有效数字） T 1 T 1 1 2 1 0 20究大气现象时可把温、压强相同的部分气体叫做气团，气团的直径达几千米，边 缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，气团在上升过程中可看成是一定质量理 想气体的绝热膨胀。设气团在上升过程中，由状 、 、 )绝膨胀到状态 、 V 、 T ，判断 T _ T (填“”、或=”)，团在此过程中对外做功为1 ，其内能变化 E=_，团在变化前后的分子间平均距离之比 =_.221图所示，用横

10、截面积 的塞在气缸内封闭一定质量的空气，活塞质量为 m在 活塞上施加恒力 缓慢推动活塞，使气体体积减小(1)设述过程中气体温度保持不变，则气缸的气体压选“增大、减小或不 变)，照分子动理论从微观上解释，这是因_(2) 设述过程中活塞下降的最大高度为 h，体出的热量为 ，界大气压强为 ， 试求此过程中被封闭气体内能的变化 U_.22大力提倡节减排、低碳生活，建设美丽中”的今天，绿色环保已经成为了人们 重要的出行方式。小莉家为此买了一辆凤凰牌的自行车，在用打气筒给轮胎快速打气后发 现筒的外壁变热了，则在打气活塞向下压缩气体过程中，外界对气（填做 功“做负功或不功）气筒内的气体分子的平均动_（“加“

11、减少或不 变）单位时间内对筒壁单位面积碰撞的次_（填“增加“少或不”）。23图所示，一定质量的想气体从状态 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_（填“大于”、等或小）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_（填大”、等 于或小于）压膨胀过程中气体从外界吸收的热量A C A C 24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 为 260K，则气体在状态 B 时温度为，从状态 A 到状态 C 气与外界交换的 热量为_J.25图所示，一定质量的想气体，在状态 A 时温度 ，则状态 时温度 T =_ ；体从

12、状态 A 依经过状态 、 后回到状态 ，此过程中气体_热 量（选填吸收或放）热量26定质量的理想气体由态 沿 abc 变到状态 ，吸收了 的热量，并对外做功 120J。该体由状态 沿 变到状态 时，对外做功 40J，这一过程中气_ （填吸”或放出）_J 热。三、解答题图所示 pV 图中，一定质量的理想气体由状态 经过 变状态 时，从外界吸收 热量 420J，同时膨胀对外做功 ，当气体从状态 B 经程 II 回到状态 时外压缩气 体做功 200J，求过程 II 中气体吸收或放出的热量是多少？B B 28图所示，圆筒形导热缸开口向上竖直放置。内有活塞质量为 m，截面积为 m。汽缸内密封有一定质量的

13、理想气体气柱高度 =0.2m。已知大气压 05Pa，取 g=10m/s，不计摩擦。(1)求缸内气体的压强；(2)如在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，柱高度变为原来的 ，求细砂的质量；(3)如(2)的础上设法升高缸内气的温度，使活塞恢复到原高度，此过程气体吸收热 量为 10J，请计算气体内能的增量。29图所示，一定质量的想气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部 a 内，气缸顶端有绝热阀门 K气缸底部接有电热丝 为源。a 内封闭气体初始温度 t ，塞位于气缸中央，与底部的距离h 1，活塞和气缸之间的摩擦不计。(1)若门 K 始打开，电热丝通电一段时间，稳定后，活塞与底部的距离 a 内体的温度。h 67cm2，求(2)若门 K 始闭合，电热丝通电一段时间，给