2022-2023学年新教材高中物理章末综合检测三热力学定律新人教版选择性必修第三册

1、PAGE PAGE PAGE 6章末综合检测（三） 热力学定律(本试卷满分：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，只有一项是符合题目要求的)1关于物体内能与热量、做功的关系，以下说法正确的是()A物体内能的多少可以用物体吸热或放热的多少来量度B内能大的物体热量多C两物体发生热传递，达到平衡后，它们的内能必定相等D做功和热传递对于改变物体内能是等效的解析：选D物体的内能的变化可以用物体吸热或放热的多少来量度，故A错误。热量是热传递的能量多少的量度，不是内能的量度，故B错误。物体发生热传递，达到平衡后，温度相等，而不是内能相等，内能除了与温度有关，

2、还与物质的量有关，故C错误。做功和热传递对于改变物体内能是等效的，故D正确。2某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是()A制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功B制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下C汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：选D根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到

3、的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确。3.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞。用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开。管塞被冲开前()A外界对管内气体做功，气体内能增加B管内气体对外界做功，气体内能减少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人克服绳与紫铜管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高。通过热传递，乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开。管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大，故D正确。4一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5

4、104 J，气体对外界做功1.0104 J，则该理想气体的()A温度降低，密度增大B温度降低，密度减小C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小解析：选D由热力学第一定律UWQ，Q2.5104 J，W1.0104 J，可知U大于零，气体内能增加，温度升高，A、B错；气体对外做功，体积增大，密度减小，C错，D对。5一种叫作“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1020 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的

5、能量转化是()A化学能转化为电能 B内能转化为电能C光能转化为电能 D机械能转化为电能解析：选D转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以压电陶瓷片将机械能转化为电能，所以D正确。6.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图所示。当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体()A体积增大，温度升高 B动能增大，温度升高C对外做功，温度降低 D质量减少，温度降低解析：选C压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，过程时间极短，可以认为是绝热过程，对外界没有吸放热，瓶内气体膨胀，对外做功，根据热力学第一定律，UQW，可知Q0，WT1

6、，则该过程中()A气体的内能一定是增加的B气体可能向外界放热C气体一定从外界吸收热量D外界对气体做正功解析：选ABD理想气体分子势能忽略不计，因此温度升高时，气体的内能增加，故A对；压缩气体，外界对气体做正功，故D对；由于不能确定外界对气体做功的多少，因此气体可能吸热，也可能放热，故B对，C错。三、非选择题(本题共4小题，共54分)11(10分)约在1670年，英国赛斯特城的主教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、下端各有一个小孔，斜面下有一个连接两小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向

7、上运动，当小铁球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，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P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯“永动机”居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权！请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗？为什么？解析：维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律，小铁球上升过程中，磁场力对小铁球做正功，使小铁球机械能增加；但小铁球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提

8、供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现。答案：维尔金斯“永动机”不可能实现，理由见解析12(12分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，用做功方式使物体温度升高3 ，如用吸热方式，也使物体温度升高3 ，也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J，温度升高5 ，而物体温度升高5 需要的功或热量应为E。由1 200 Jcm3 ，Ecm5 ，得E2 000 J。因此

9、物体应放出1 000 J的热量。答案：1 200 J放出1 000 J的热量13(16分)如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m。现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了L，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0。求：(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？(2)汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？(3)请在图乙的VT图上大致作出该过程的图像(在图线上标出过程的方向)。解析：(1)对活塞和砝码：mgp0SpS，得pp0eq f(mg,S)气体对外做功WpSL(p0Smg)L由热力学第一定律W

10、QU得UQ(p0Smg)L。(2)由盖吕萨克定律可得，eq f(V1,T1)eq f(V2,T2)，则eq f(LS,T1)eq f(LLS,T2)解得Leq f(T1L,T2T1)。(3)vT图像如图所示。答案：(1)Q(p0Smg)L(2)eq f(T1L,T2T1)(3)见解析图14.(16分)如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S50 cm2。现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 。已知大气压强等于105 Pa，活塞与汽缸间无摩擦，求：(1)加热后活塞到汽缸底部的距离；(2)此过程中气体内能改变了多少。解析：(1)取被封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S，温度为：T1(27327)K300 K，末状态的体积为L2S，温度为：T2(273127)K400 K气体做等压变化，由盖吕萨克定律可得eq f(V1,T