高中 物理 必修第三册 第三章 热力学定律 章末过关检测(三)

章末过关检测（三）

（时间：75分钟分值：100分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四

个选项中，只有一个选项符合题目要求）

1.有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就

会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元

件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产

生10〜20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电

陶瓷片完成的能量转化是（）

A.化学能转化为电能B.内能转化为电能

C.化学能转化为光能D.机械能转化为电能

解析：选D。根据题意用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产

生10〜20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。转化前要消耗机械能，

转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能。

2.将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正

确的是（）

A.气体分子的平均动能减小

B,气体与外界无热交换

C.气体的压强不变

D.气体的内能不变

解析：选D。因为气体的温度保持不变，所以气体分子的平均动能不变，理

想气体分子间距离非常大，分子势能忽略不计，所以气体的内旋不变，故A错误，

D正确：气体被压缩，外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律，气

体对外放热，故B错误：根据理想气体状态方程可得，体积减小、温度不变，所

以压强增大，故C错误。

3.如图所示，现用活塞压缩封闭在汽缸里的空气，对空气做了90J的功，

同时空气向外散热21Jo关于汽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69J

C.内能减小111J

D.内能减少21J

答案：B

4.如图所示，在紫铜管内滴入乙醛，盖紧管塞。用于拉住绳紫铜管

子两端迅速往复拉动，管寒会被冲开。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

解析：选D。管体积大变，则气体体积不变，外界没有对管内气体做功，管

内气体也没有对外界做功，A、B错误：绳子与管壁摩擦生热，使管内气体温度

升高，根据理想气体状态方程，可知温度升高，体积不变，气体内能增加，压强

增大，C错误，D正确。

5.如图，这是某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一

定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，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.外界对气体做功，气体内能减小

C.气体对外界做功，气体内能增大

D.气体对外界做功，气体内能减小

解析：选A。本题考查了热力学第一定律，理解做功和热传递可以改变物体

的内能。筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑的过程中，外界对气体做功,

由热力学第一定律可知气体内能增大，A正确。

6.•定质量的理想气体经历如图所示的循环，图线由两条绝热线和两条等容

线组成，其中，（Lb和C为绝热过程，b-C和d-4为等容过程。下列说法

正确的是（）

A.ai过程中，气体对外界做功

B.Lb过程中，气体分子的平均动能不变

C.c-d过程中，单位体积内气体分子数减少

D.d-a过程中，气体从外界吸收热量

解析：选C。。一〃过程中为绝热压缩，外界对气体做功，温度升高，分子平

均动能增大，故A、B错误；c-d过程中，气体体积变大，则单位体积内气体分

子数减少，C正确；d-a变化，体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，故

气体向外界放热，故D错误。

7.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱

时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸

内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（）

/Zm盖

A.对外做正功，分子的平均动能减小

B.对外做正功，内能增大

C.对外做负功，分子的平均动能增大

D.对外做负功，内能减小

解析：选A。气体膨胀对外做正功，而缸内气体与外界无热交换，由热力学

第一定律知，其内能一定减小，温度降低，故分子的平均动能减小，A正确，B、

C、D错误。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四

个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选对但不全的得2分，

的上半部分时，下列说法止确的是（）

A.快速挤压时，瓶内气体压强变大

B.快速挤压时，瓶内气体温度不变

C.快速挤压时，瓶内气体体积不变

D.缓慢挤压时，气球下降

解析：选AD。快速挤压气体时，外界对它做功，来不及热传递，由W+Q

=bU,内能增大，温度上升，体积变小，瓶内压强变大，则A正确，B、C错误；

^慢挤压时，温度不变，体积变小，瓶内压强变大，对气球来说，压强也增大，

温度不变，体积必然减小，则重力〃?g大于浮力pg%。：气球下降，则D正确。

三、非选择题（本题共6小题，共60分）

II.（6分）（1）玻意耳定律指的是：在气体的的条件下，气

体的压强与体积成O

（2）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功2.0X105j,同

时气体的内能增加了1.5X105j。试问：此压缩过程中，气体（选填“吸

收”或“放出”）的热量等于Jo

（3）若一定质量的理想气体状态分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表

示等压变化的是（选填或"C”），该过程中气体的内能（选

填“增加”或“减少”）。

解析：（1）玻意耳定律是在气体的温度保持不变的条件下得出的：在温度保持

不变的条件下，气体的压强与体积成反比。

（2）由热力学第一定律可知，此压缩过程中气体向外界放出了热量；Q=AU—

W=1.5X105J-2.0X105J=-5X104Jo

（3）在等压变化的情况下，气体体积与温度成正比，故选C;随着气体温度的

升高，气体的内能增如。

答案：⑴温度保持不变反比（2）放出5X104J（3）C增加

12.（6分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的p-T图像和V-T

图像如图甲、乙所示，此过程中气体的内能增加了100J,则此过程中气体

T\

解析：由题图知气体发生的是等压变化，由盖-吕萨克定律有V段i=荒，所以

-3

%=制，代入数值得V2=8.0X10m\此过程气体膨胀对外做功为W=p(V2

-Vi)=200J,因气体对外做功，所以沙=一卬，由热力学第一定律AU=W+Q

知气体吸热且Q=300J。

答案：吸收300

13.(10分)一定质量的理想气体从状态A一a再从状态4-C,最后从状态

C-A完成一次循环，如图所示。已知状态4时气体的温度△=900K。

Vim

(1)求气体在状态B时的温度TB;

(2)求气体从状态8-C的过程中，气体做的功Wsc;

(3)已知气体从状态C-A的过程中，外界对气体做的功WCA=3.6X10sJ,试

说明该过程中气体是吸热还是放热，求吸(或放)了多少热量QCA。

解析：⑴A-8是等容变化，根据查理定律得华=华

/O

…PB1.0XI05

解得78=7^=30X1()5X900K=300K;

(2)B-C是等压变化，且体积增大，所以气体对外做功，WBC=PB^VBC=-

l.OXIO5X(3.O-1.O)J=-2XIO5J：

(3)C-A是等温变化，由理想气体的内能只与温度有关可知，其内能不变，

即△(/=(),由热力学第一定律AU=Q+W,知外界对气体做的功全部以热量形式

放出，得。CA=-WCA=-3.6X1()5J,故放热3.6X1051。

答案：(1)300K(2)-2X105J⑶放热3.6XiO5J

14.（12分）如图所小，一导热汽缸放在水平地血匕其内封闭一定质量的某

种理想气体，活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h,

开始时活塞在汽缸中央，初始温度为/摄氏度，活塞面积为S,大气压强为加，

物体重力为G,活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Ax,

封闭气体吸收了Q的热量。（汽缸始终未离开地面）则：

!h山山

（1）环境温度升高了多少？

（2）气体的内能如何变化？变化了多少？

解析：（1）活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由

盖-吕萨克定律可知：六省

2Al

解得：△7=万（273+。1<;

（2）气体温度升高，内能增加。

设汽缸内压强为p,由平衡条件得：〃S=〃）S—G,

封闭气体对外做功W=pSAY=（poS-G）At

由热力学第一定律得：AU=。+（—W）=Q-（poS-G）Avo

答案：（1羚々273+f）K⑵增加Q—（K）S—G）AY

15.（12分）如图所示，一导热性能良好、活塞可以从左端无摩擦滑到右端的

汽缸水平放置，活塞将汽缸分为A、B两部分（活塞不会漏气），汽缸右端有一阀

门K,A、B内均装有理想气体。开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气柱

长度分别为2L和3L,压强均为4/为（川为外界大气压强）。若因阀门封闭不严，B

中气体向外缓慢泄漏，整人过程中周围环境温度不变，阀门口处气体体积可以忽

略。

（1）当活塞向右缓慢移动的距离为0.5L时，求A中气体的压强;

(2)如果外部条件一直保持小变，B中气体是否会全部漏完，判断并说明理由:

整个过程中，A中气体吸热还是放热。

解析：(1)对于A气体，根据玻意耳定律pWi=p2吻

即4〃OX2LS=〃2(2L+0.5L)S

解得p2=3.2poo

(2)若活塞能到达汽缸右端，对A气体

4poX2LS=p3X5LS

解得〃3=1.6/为>/为

因此，B中的气体将全部漏完，A中气体等温膨胀，对外做功，W<0,但内

能不变，&U=0,根据热力学第一定律AUnW+Q,气体从外界吸收热量。

答案：(1)3.28(2)见解析

16.(14分)如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，横截面积为1()

cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底30c