第三章-热力学定律单元检测卷(人教版2019选择性必修第三册)(原卷版)

高二物理选择性必修第三册第三章热力学定律单元检测卷班级姓名学号分数（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题共60分）一、选择题（共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．如图所示，现用活塞压缩封闭在气缸里的空气，对空气做了90J的功，同时空气向外散热21J，关于气缸里空气的内能变化情况，下列说法正确的是（）A．内能增加90J B．内能增加69JC．内能减小111J D．内能减少21J2．下列说法中正确的是（）A．热量不可能由低温物体传给高温物体B．气体的扩散过程具有方向性C．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性D．一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性3．下列关于热学中的一些说法正确的是（）A．在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度B．第二类永动机违反了热力学第一定律C．温度是分子平均动能的标志，两个动能不同的分子相比，动能大的温度高D．一定质量理想气体对外做100J的功，同时从外界吸收70J的热量，则它的内能减小30J4．电冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了（）A．热量能自发地从低温物体传到高温物体B．热量不可以从低温物体传到高温物体C．热量的传递过程不具有方向性D．在自发的条件下热量的传递过程具有方向性5．从湖底形成的一个气泡，缓慢上升到湖面。已知越接近水面，湖水的温度越高，假设大气压不变，气泡内气体视作理想气体。气泡缓慢上升过程中（）A．湖水对气泡内气体做了正功 B．气泡内气体的内能增大C．气泡内气体温度升高导致放热 D．气泡内气体的压强不变6．如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，仍浸没在液体中，深度相同。则（）A．A球吸收的热量较多B．B球吸收的热量较多C．两球吸收的热量一样多D．两球对外做的功一样多7．蛟龙号深潜器在执行某次实验任务时，外部携带一装有氧气的汽缸，汽缸导热良好，活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通。已知海水温度随深度增加而降低，则深潜器下潜过程中，下列说法正确的是（）A．每个氧气分子的动能均减小B．氧气放出的热量等于其内能的减少量C．氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数减少D．氧气分子每次对缸壁的平均撞击力减小8．17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔处又掉下。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（）A．满足能量守恒定律，所以可能实现B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现9．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是（）A．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀（对外做功）过程，气体的内能减少B．气体向真空的自由膨胀是不可逆的C．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D．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”10．自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎。自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品。自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。对于这种现象下列说法正确的是（）A．自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B．自热锅爆炸前，锅内气体内能增加C．自热锅爆炸时，锅内气体温度降低 D．自热锅爆炸时，锅内气体内能增加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，最后变化到状态A，其变化过程的图像如图所示，AB的反向延长线通过坐标原点O，BC平行于T轴，CA平行于p轴。已知该气体在状态B时的体积为，在状态C时的体积为，则下列说法正确的是（）A．从状态A到状态B过程中气体分子热运动的平均动能减小B．从状态B到状态C的过程中外界对气体做的功为200JC．从状态A经状态B到状态C的过程中气体从外界吸收的热量为200JD．从状态A经状态B和状态C，最后又回到状态A，在整个过程中气体从外界吸收的热量大于向外界放出的热量12．一定质量的理想气体从状态A开始，经三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，下列说法正确的是（  ）A．过程中，气体温度先降低后升高 B．过程中，气体内能先增大后减小C．过程中，外界对气体做功 D．一个循环过程中，气体放出热量第II卷（非选择题共40分）二、计算题（满分40分，其中15题8分，16题8分，17题12分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）13．某地强风的风速约为，设空气密度为，现有一横截面积的风车（风车车叶转动形成的圆面面积为），能利用该强风进行发电，并将其动能的转化为电能。（1）利用上述已知量计算发电功率的表达式；（2）发电功率大小约为多少？（保留一位有效数字）14．如图所示，体积为2V、内壁光滑的圆柱形绝热汽缸有一绝热活塞，活塞的质量和厚度均可忽略不计。汽缸内密封一定质量的理想气体，外界大气压强和温度分别为p0和T0。初始时，活塞恰好位于汽缸的中部P位置，此时气体体积为V。现通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由P位置移动到顶部Q位置，继续加热，气体的温度上升到。已知气体内能U与温度T的关系为，为常数且大于零，容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：（1）温度达到2.4T0时，汽缸内气体压强；（2）在活塞上升过程中，汽缸内气体吸收的热量。15．为做好新冠疫情的常态化防控工作，工作人员每天对校园进行严格的消毒，某喷雾消毒桶装置简化图如图甲所示，通过打气筒使空气压入密闭消毒桶内，从而将桶中的消毒液从喷雾口压出，喷雾管的喷雾口与喷雾消毒桶顶部等高，忽略喷雾管的体积。消毒桶高为H=66cm，横截面积S=0.1m2。某次喷洒消毒液前，桶内气体的压强为p1=4×105Pa，体积V=15L。打气筒每次可向桶内充入压强p0=1×105Pa，体积V0=1.5L的空气。打开阀门K，可向外喷洒消毒液，直到桶内气体压强降为p0=1×105Pa，将不再对外喷洒消毒液。（喷液和打气过程中，所有气体可视为理想气体且温度保持不变）（1）为喷出桶内全部液体，应至少先向桶内打气多少次？（2）打开阀门K，可向外喷洒消毒液。喷洒过程中p-V图像如图乙所示，估算桶内气体从状态a到状态b过程中从外界吸收的热量Q？（其中图线ab与横轴所围成的面积约为73个小方格）16．如图甲为一种新型减振器—氮气减振器，气缸中充入稀有气体后，减振器具有良好的韧性，操作时不容易弹跳，且可以防止减震器在高温高压损坏。它的结构简图如图乙所示。气缸活塞截面大小为50cm2，质量为1kg；气缸缸体外壁导热性良好，弹簧劲度系数为k=200N/mm。现在为了测量减震器的性能参数，将减震器竖直放置，冲入氮气达到5个大气压