高中物理第三章热力学定律巩固达标检测卷培优版教师版新人教版选择性必修第三册

第三章《热力学定律》一、单选题1．下列关于热学现象和热学规律说法正确的是（

）A．依据热力学其次定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不行能从低温物体传到高温物体B．确定量的水变成的水蒸气，其分子势能增加C．物体的温度为时，物体分子的平均动能为零D．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功，同时空气的内能增加了，则空气从外界吸取热量2．依据热力学定律，下列说法错误的是（）A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B．空调机在制冷过程中，从室内吸取的热量少于向室外放出的热量C．科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变更的热机D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不行以把燃料产生的内能全部转化为机械能3．下面说法中正确的有（）A．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能B．1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能C．内能少的物体不行以自发地将一部分内能转移给内能多的物体D．物体温度是其内部分子热运动平均动能的标记4．如图甲所示，用活塞在气缸中封闭确定质量的志向气体，气体由状态a变更到状态b，变更到状态c，气体温度（T）随体积（V）变更的图像如图乙所示，bc连线的反向延线过坐标原点，不计活塞与气缸壁的摩擦。下列说法中正确的是（）A．由状态a到状态b的过程中，气体的压强增大B．由状态a到状容b的过程中，气体确定吸热C．由状态b到状态c的过程中，气体的压强增大D．由状态b到状态c的过程中，气体确定吸热5．确定质量的志向气体由状态经状态到状态，其状态变更过程的图像如图所示.已知该气体在状态时的温度为27℃.（

）A．℃，℃B．气体从状态到状态过程中吸取的热量C．气体从状态到状态过程中放出的热量D．气体从状态到状态过程中对外做功6．如图所示，确定质量的志向气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。上述循环过程叫做热机的“卡诺循环”。则（）A．B→C过程气体分子的数密度增大B．B→C过程气体的温度不变C．A→C过程气体对外做功大于C→A过程外界对气体做功D．C→D过程放出的热量等于A→B过程吸取的热量7．热力学其次定律表明（）A．不行能从单一热源吸取热量使之全部变为有用的功B．摩擦生热的过程是不行逆的C．在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功D．热量不行能从温度低的物体传到温度高的物体8．确定质量的志向气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A，其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（）A．A→B过程中，气体对外做功与从外界吸取的热量相等B．B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小C．状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能D．气体状态变更的全过程中，气体对外做的功小于该图像围成的面积9．确定质量的志向气体沿如图所示的状态变更，ba的延长线过坐标原点，T＝t＋273K，下列说法中正确的是（）A．由a至b，外界对气体不做功B．气体由c至a，不行能在绝热状态下进行C．D．气体由a经b至c吸取的热量等于气体由c至a释放的热量10．如图所示，确定质量的志向气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。这就是热机的“卡诺循环”。则（）A．A→B过程说明，热机可以从单一热源吸热对外做功而不引起其它变更B．B→C过程中，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大C．C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同D．B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等二、多选题11．如图所示，竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝（图中未画出），质量不计、面积为的绝热活塞位于气缸内，活塞与气缸之间封闭确定质量的某种志向气体。活塞上放置一质量为的重物并保持平衡，此时气缸内志向气体的温度为，活塞距气缸底部的高度为。现用电热丝缓慢给气缸内的志向气体加热，使活塞上升了，封闭志向气体的内能增加了。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．活塞上升时志向气体的温度为 B．志向气体吸取的热量为C．志向气体吸取的热量为 D．志向气体吸取的热量为12．对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是：（

）．A．三者单位相同，物理意义相同B．热量和功是内能的量度C．热量和功由过程确定，而内能由物体状态确定D．系统内能增加了100J，可能是外界接受绝热方式对系统做功100J，也可能是外界单纯地对系统传热100J13．下面关于熵的说法中正确的是（

）A．在自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小B．热量只能由高温物体传递给低温物体C．其次类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第确定律D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的14．如图所示，一个壁厚可以不计、质量为M的导热汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有确定质量的气体。已知活塞不漏气，摩擦不计，外界大气压强为p0，现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变更到状态②，在此过程中，假如环境温度保持不变，下列说法正确的是（）A．气体分子平均动能不变B．利用此气体的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出气体分子体积C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学其次定律D．气体分子每秒撞击器壁单位面积的分子数削减15．如图所示，绝热容器被绝热隔板K1和卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为确定质量的淡薄气体，且压强pb<p0（p0是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（）A．只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能削减B．只打开隔板K1，b中气体不做功，内能不变C．只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变D．只打开卡销K2，b中气体对外做功，内能削减E．只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能增加16．在巴蜀中学春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为6L、压强为1.0×105Pa；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到9L时就会爆裂落回地面。已知高度每上升1000m，大气温度下降6℃，高度每上升1m，大气压减小11Pa，庆祝现场地面空气温度为27℃，大气压为1.0×105Pa，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（）A．用一个氦气罐可以充出500个符合要求的气球B．用氦气罐给气球充气过程中，氦气从外界吸取热量C．当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3448mD．要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小三、试验题17．把一个小烧瓶和一根弯成直角的匀整玻璃管用橡皮塞连成如图甲所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将确定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。假如不计大气压强的变更，利用此装置可以探讨烧瓶内空气的体积随温度变更的关系。（1）关于瓶内气体，下列说法中正确的有______；A．温度上升时，瓶内气体体积增大，压强不变B．温度上升时，瓶内气体分子的动能都增大C．温度上升，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多D．温度上升，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数削减（2）变更烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出图像如图乙所示。已知大气压强，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为______J，若此过程中气体吸取热量60J，则气体的内能增加了______J。18．在聊城一中举办的首届科创节上，同学们进行了水火箭的制作与放射竞赛。装置如图所示。可乐瓶内封闭了确定质量的气体，竞赛中通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，瓶内水从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度射向空中。已知瓶塞的截面积为S，瓶中气体未打气时压强为p0（大气压强），体积为V0，每次打气均是把打气筒中压强为p0，体积为kV0的一筒气体全部打入瓶中。忽视打气过程中气体温度的变更，同时忽视水及瓶塞重力产生的压强。假设打了N次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭胜利放射。在瓶塞被冲开，水快速喷出时，气体的内能将___________（选填“增大”或“减小”），温度将___________（选填“上升”或“降低”）。瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强p=___________，瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力fm=___________。四、解答题19．如图所示，确定质量的某种志向气体在状态A时的体积为。从状态A到状态C，该气体从外界吸取的热量为，在图像中图线AC反向延长线通过坐标原点O，从状态C到状态B温度不变，从状态B到状态A，该气体对外界做的功为。求。（1）气体在状态C时的压强和在状态B时的体积；（2）从状态B到状态A，气体与外界交换的热量。20．如图所示，一端带有卡口的导热气缸水平放置，确定质量的志向气体被活塞A封闭在该气缸内，活塞A可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，起先时活塞A与气缸底的距离，离气缸口的距离。已知活塞A的质量，横截面积，外界气温为27℃，大气压强为，重力加速度，活塞厚度不计。现将气缸缓慢地转到开口竖直向上放置，待稳定后对气缸内气体渐渐加热。（1）使活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；（2）在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，缸内气体净吸取的热量，求气体增加了多少焦耳的内能；（3）在（2）问基础上，接着加热，当缸内气体再净吸取的热量时，求此时缸内气体的温度和压强。（已知确定质量的志向气体内能与热力学温度成正比，即：）21．如图甲所示为压气式消毒喷壶，若该壶容积为2L，内装1.4L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压A每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下B阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。已知储气室内气体可视为志向气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0atm=1.0×105Pa。（1）求充气过程向下压A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；（2）喷液全过程，气体状态变更的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算喷液过程壶内气体从外界吸取的热量。22．如图所示，一绝热气缸质量、深度，放在水平地面上，气缸与地面的动摩擦因数。轻质绝热活塞面积与轻杆连接固定在竖直墙上，轻杆保持水平，光滑活塞与气缸内壁密封确定质量的志向气体，气体温度为，活塞到气缸底的距离为，杆中恰无弹力。现用缸内的加热装置对缸内气体缓慢加热，气体的内能满意关系式，气缸与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界大气压强，取。求：（1）气缸相对地面刚起先滑动时，缸内气体的温度T；（2）气缸滑动后，接着缓慢加热，气缸缓慢移动，直至活塞恰到气缸口，求这个过程气体吸取的热量Q。第三章《热力学定律》高分必刷巩固达标检测卷（培优版）全解全析1．B【详解】依据热力学其次定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变更，选项A错误；确定量100℃的水变成100℃的水蒸气要吸取热量，而分子动能不变，则其分子势能增加，选项B正确；分子在永不停息的做无规则运动，则当物体的温度为0℃时，物体分子的平均动能不为零，选项C错误；依据热力学第确定律，用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功3.0×105J，同时空气的内能增加了2.0×105J，则空气向外界放出热量1.0×105J，选项D错误.2．C【详解】A．热量可以在外界做功的状况下从低温物体向高温物体传递，但不能自发进行，故A正确，不符合题意；B．空调机在制冷过程中，从室内吸取的热量少于向室外放出的热量，故B正确，不符合题意；C．不行能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变更，故C错误，符合题意；D．依据热力学其次定律，即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不行以把燃料产生的内能全部转化为机械能，故D正确，不符合题意。故选C。3．D【详解】A．温度相同则说明分子平均动能相同，但相同质量的氢气和氧气的分子数不同，因此质量和温度相同氢气和氧气的内能不同，故A错误；B．水变成相同温度的水蒸气须要吸取热量内能增加，因此1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，故B错误；C．内能少的物体温度可能高，内能多的物体温度可能低，因此内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体，故C错误；D．温度是物体内部分子热运动平均动能的标记，温度越高，分子平均动能越大，故D正确。故选D。4．D【详解】AB．由志向气体状态方程结合图乙可知，由状态a到状态b的过程中温度在降低，同时体积在增大，则可知压强确定减小；再结合热力学第确定律可知，体积增大，气体对外做功，，同时温度降低可知，，由此不能确定气体由状态a到状态b的过程中是吸热还是放热，或是既不吸热也不放热，故AB错误；C．由志向气体状态方程变式可得结合乙图可知，气体由状态b到状态c的过程中，气体的压强不变，故C错误；D．由状态b到状态c的过程中，气体体积增大，对外做功的同时，温度也在上升，则依据热力学第确定律可知，气体确定吸热，故D正确。故选D。5．B【详解】A．该气体从状态到状态为等容变更，则解得该气体从状态到状态为等压变更，则解得故A错误；D．气体从状态到状态过程中,气体体积不变，气体不做功，D错误；BC．整个过程中，从状态到状态气体对外做功依据热力学第确定律状态与状态温度相同，则所以故B正确，C错误。故选B。6．C【详解】A．依据图像可知，B→C过程气体的体积增大，则气体分子的数密度减小，A错误；B．依据B→C过程为绝热过程，气体体积增大，对外做功，则，则有即气体温度降低，B错误；C．，图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，A→C过程气体体积增大，气体对外做功，C→A过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于A→C过程图线与V轴所围几何图形的面积大于C→A过程图线与V轴所围几何图形的面积，则A→C过程气体对外做功大于C→A过程外界对气体做功，C正确；D．依据热力学第确定律有，由于则有依据上述A→C过程气体对外做功大于C→A过程外界对气体做功，即则有由于C→D是等温过程，内能不变，体积减小，外界对气体做功，则气体放出的热量，而D→A为绝热过程，即C→D过程放出的热量即为C→A过程放出的热量，又由于A→B是等温过程，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则气体吸取的热量，而B→C为绝热过程，即A→B过程吸取的热量即为A→C过程吸取的热量，可知C→D过程放出的热量小于A→B过程吸取的热量，D错误。故选C。7．B【详解】A．可以从单一热源吸取热量，使之完全变为功，但是会引起其他的变更，故A错误；B．依据热力学其次定律可知，机械能转化为内能的过程具有方向性，是不行逆过程，故B正确；C．在一个可逆过程中，当工作物质回到初状态时，内能没有发生变更，依据热力学第确定律可得，工作物质净吸热等于对外作的功，但这不是热力学其次定律所表述的能量转化的方向性问题，故C错误；D．热量不行能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功的话，可以从低温物体传递到高温物体，比如冰箱；故D错误。故选B。8．B【详解】A．A→B过程是等压变更，依据志向气体状态方程可知，过程中气体温度上升，体积增大，气体在状态B的温度高于在状态A的温度，所以A→B过程气体内能增加。依据热力学第确定律可知，这一过程中气体从外界吸取的热量等于气体内能增加的量与气体对外做功之和，故A错误；B．B→C过程是等容变更，体积不变，气体分子数密度不变，温度降低，气体分子运动的平均速率减小，所以单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小，故B正确；C．气体在状态A和状态C的温度相等，所以分子的平均动能相等，故C错误；D．A→B过程，气体对外做功，做功量为AB线段下方与横轴围成的面积；B→C过程是等容变更，气体不做功；C→D→A过程，气体做负功，做功量为曲线C→D→A下方与横轴围成的面积。所以气体状态变更的全过程中，气体对外做的功等于两个面积之差，即等于气体变更过程图像围成的面积。故D错误。故选B。9．B【详解】A．由图像可知则由a至c的过程是等容变更，而由a至b的过程不是等容变更，且气体体积减小，外界对气体做功，A错误；B．由c至a气体温度降低，内能减小，而外界对气体不做功，则气体要对外放热，即c至a不行能在绝热状态下进行，B正确；C．ba的延长线过坐标原点，由几何关系知，b状态下热力学温度为287K，b至c为等压变更，由状态方程可知解得故C错误；D．由题意及图可知Va＝Vc由A中分析可得Vb<Va从a至b气体压强渐渐增大，b至c为等压过程，依据W＝pΔV可得a经b至c的过程外界对气体做的功为Wabc＝Wab＋Wbc<0依据热力学第确定律有ΔUac＝Wabc＋Qabc而ΔUac>0，则Qabc>0，即气体由a经b至c吸热，吸取的热量为Qabc＝ΔUac－Wabc而气体从c至a，外界对气体所做功Wca＝0，依据热力学第确定律有－ΔUac＝Wca＋Qca可知气体由c至a放热，释放的热量Qca＝ΔUac比较可知，Qabc>Qca，故D错误。故选B。10．D【详解】A．依据热力学其次定律可知，不行能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变更，A错误；B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，压强变小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的冲量气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小，B错误；C．C→D，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大。D→A过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机制不相同，C错误；D．B→C过程中由于内能，故由热力学第确定律可知，两个过程均绝热，可知B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等，故D正确。故选D。11．AD【详解】A．气体发生等压变更，则有解得故活塞上升时志向气体的温度为，A正确；BCD．活塞上升过程，气体的压强为此过程气体克服外界做功为依据热力学第确定律可得解得即此过程气体吸热，D正确，BC错误。故选AD。12．CD【详解】A、热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功、内能三个量的物理意义是不同的，热量和功是过程量，内能是状态量，故A错误；B、热量和功二者可作为物体内能变更的量度，而不是内能大小的量度，故B错误；C、热量和功由过程确定，而内能由物体状态确定，热量和功是内能变更的量度，故C正确；D、对一个绝热过程，对一个单纯热传递过程，故D正确；故选CD．【点睛】热量是热传递过程中转移的能量，是一个过程量；功是能量转换的量度，也是一个过程量．13．AD【详解】A．依据热力学其次定律可知，在自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小，故A正确；B．热量在自发过程中只能由高温物体传递给低温物体，故B错误；C．其次类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学其次定律，故C错误；D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的，故D正确。故选AD。14．ACD【详解】A．汽缸是导热的，封闭气体的温度始终与环境温度相同，保持不变，而温度是分子平均动能的标记，所以气体分子平均动能不变，故A正确；B．仅用此气体的摩尔质量和密度可以算出气体的摩尔体积，但是气体分子之间距离远大于分子直径，所以不能计算出气体分子体积，故B错误；C．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，同时伴随着外力F的作用，即引起了其他的变更，所以此过程不违反热力学其次定律，故C正确；D．气体温度不变而体积增大，由玻意耳定律可知，气体压强减小，气体分子每秒撞击器壁单位面积的分子数削减，故D正确。故ACD。15．BCE【详解】AB．只打开隔板K1时，b中气体向a中真空扩散，气体不做功W＝0绝热容器导致Q＝0由热力学第确定律知ΔU＝W＋Q＝0内能不变，A错误，B正确；C．只打开隔板K1时，b中气体内能不变，温度不变，由玻意耳定律pV＝C知b中气体体积增大，压强减小，C正确；D．只打开卡销K2时，由于pb<p0，活塞将向左移动，b中气体体积减小，外界对b中气体做功W′>0但Q′＝0则ΔU′＝W′＋Q′>0内能增加，E正确，D错误。故选BCE。16．BC【详解】A．全部充气完毕，罐内气体压强也变为p0，设充出的气体总体积为V，则依据志向气体状态变更规律将p1=1.0×107Pa，V1=30L，p0=1.0×105Pa，带入可解得V=3000L设总共充气n个符合要求的气体，则V=V1+nV0V0=6L带入可得n=495故A错误；B．对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变更，将氦气实为志向气体，则内能不变，依据热力学第确定律=0，W为负值，则Q为正值，气体吸热，故B正确；C．当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到9L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是p2=p0-11h带入志向气体状态变更方程解得h=3448m故C正确；D．由C中分析可以推导出h与V0的函数关系式为可见，V0越小，h越大，D错误。故选BC。17．

AD##DA

50

10【详解】（1）[1]A．依据盖吕萨克定律可知，当压强不变时，对于确定质量的志向气体其不变，所以温度上升时，被封空气的压强跟大气压强相等保持不变，可知瓶内气体体积增大，A正确；B．温度上升时，瓶内气体分子的平均动能增大，而不是每个气体分子的动能