榆林市高中物理选修三第三章《热力学定律》测试答案解析.docx
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榆林市高中物理选修三第三章《热力学定律》测试答案解析
一、选择题
1．（0分）[ID：
130346]气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化是
A．减小20JB．增大20JC．减小220JD．增大220J
2．（0分）[ID：
130345]对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（ ）
A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换
B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量
C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量
D．在绝热过程中，系统的内能一定不变
3．（0分）[ID：
130336]为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。
如图是某喷水壶示意图。
未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。
储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则阀门（ ）
A．充气过程中，储气室内气体内能不变
B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大
C．喷水过程中，储气室内气体吸热
D．喷水过程中，储气室内气体压强不变
4．（0分）[ID：
130329]一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量3.8×104J，则该理想气体的（ ）
A．温度降低，密度减小
B．温度降低，密度增大
C．温度升高，密度减小
D．温度升高，密度增大
5．（0分）[ID：
130315]下列说法正确的是
A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大
C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加
D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少
6．（0分）[ID：
130310]下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有（）
A．用锯子锯木料，锯条温度升高
B．阳光照射地面，地面温度升高
C．锤子敲击钉子，钉子变热
D．擦火柴时，火柴头燃烧起来
7．（0分）[ID：
130308]如图所示，A、B为两相同的绝热气缸，用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体，活塞和杠杆质量不计，活塞和杠杆接触，忽略一切摩擦．O为固定轴，且MO=NO，将A中气体温度升高（变化不大）到杠杆MN重新平衡，下列说法正确的是（）
A．B中气体温度不变
B．B中气体温度降低
C．A中气体克服外力做功，外界对B气体做功
D．A中气体内能增加，B中气体内能减少
8．（0分）[ID：
130301]下列说法中正确的是（ ）
A．温度低的物体内能小
B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加
C．温度低的物体分子运动的平均动能小
D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
9．（0分）[ID：
130289]对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体压强只与气体分子的密集程度有关
B．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大
C．气体的温度升高，气体内能一定大增
D．若气体膨胀对外做功50J，则内能一定减少50J
10．（0分）[ID：
130278]一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V−T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于V轴，图线ca平行于T轴，则（）
A．ab过程中气体压强不变，气体放热
B．bc过程中气体温度不变，气体吸热
C．ca过程中气体体积不变，气体放热
D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加
11．（0分）[ID：
130269]下列说法中，能够发生且不违背热力学第二定律的是（ ）
A．一杯热茶自然放置，茶会自动变得更热
B．电冰箱正常工作时把箱内低温物体的热量传递到箱外高温物体
C．只要对蒸汽机不断革新，它就可以把蒸汽的内能全部转化成机械能
D．利用降低海水温度放出大量的热量来发电，从而解决能源短缺的问题
12．（0分）[ID：
130257]研究气体的性质时，可以设想有一种气体可以不计分子大小和分子间相互作用力，我们把它叫做理想气体。
对于一定质量的某种理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．气体温度升高，每一个分子的动能都增大B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大
C．气体压强是气体分子间的斥力产生的D．气体对外界做功，气体内能一定减小
二、填空题
13．（0分）[ID：
130449]一定质量的理想气体从状态M出发，经状态N，P、Q回到状态M，完成一个循环，其体积—温度图像（V—T图像）如图所示，其中MQ，NP平行T轴，MN、QP平行V轴。
则气体从M到N的过程中压强_______（填“增大”、“减小”或“不变”），气体从P到Q过程对外界所做的功_______（填“大于”、“等于”或“小于”）从M到N过程外界对气体所做的功。
14．（0分）[ID：
130444]
（1）一定质量的理想气体由状态A经状态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N表示，则NB___________NC。
气体在A→B过程中放出的热量___________在B→C过程中吸收的热量；（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低为1.8p0，如图所示。
车轮内胎体积约为V0，为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入
、压强为p0的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.5P0___________？
已知汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化。
15．（0分）[ID：
130430]如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。
此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量_____。
16．（0分）[ID：
130426]如图所示，质量为M的汽缸静置于水平地面，通过质量为m的活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______W（选填“大于”、“等于”或“小于”）；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′，则Q______Q′。
（选填“大于”“等于”或“小于”）
17．（0分）[ID：
130390]如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____（选填“大”或“小”）;由B到C的过程中，气体将_____（选填“吸收”或“放出”）热量：
经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______（选填“大于”或“小于”）释放的总热量．
18．（0分）[ID：
130375]以下说法正确的是（ ）
A．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
B．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
C．在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成标准的球形
D．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强增大
19．（0分）[ID：
130364]一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积______
选填“
”、“
”或“
”
在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝对值为W，内能变化量的绝对值为
，则气体与外界之间传递的热量为______．
20．（0分）[ID：
130362]如图所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数_______（选填“增大”、“不变”或“减小”），从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量_______放出的热量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、解答题
21．（0分）[ID：
130539]如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为24cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱内长度变为2cm，人对活塞做功100J，大气压强为p0＝1×105Pa，不计活塞重力。
问：
（1）若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强多大；
（2）若以适当的速度压缩气体，气体向外散失的热量为20J，则气体的内能增加多少？
（活塞的横截面积S＝1cm2）
22．（0分）[ID：
130531]如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化的
图像，气体从状态A沿直线变化到状态B、状态C，已知气体在状态A时的温度为300K，求：
（1）气体在状态B时的温度为多少
（2）气体从状态A变化到状态C的过程中，是吸收热量还是放出热量，吸收或放出的热量为多少？
23．（0分）[ID：
130523]如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为
，经历
的过程，整个过程中对外界放出
热量。
求该气体在
过程中对外界所做的功。
24．（0分）[ID：
130502]如图所示，质量为m＝10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高度h1＝40cm．此时气体的温度T1＝300K．现缓慢给气体加热，气体吸收的热量Q＝420J，活塞上升到距气缸底h2＝60cm．已知活塞面积S＝50cm2，大气压强P0＝1．0×105Pa，不计活塞与气缸之间的摩擦，g取10m/s2．求：
（1）当活塞上升到距气缸底h2时，气体的温度T2．
（2）给气体加热的过程中，气体增加的内能ΔU．
25．（0分）[ID：
130492]如图所示，一水平放置的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，气体最初的体积为V0，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始活塞停在A点，现将水平放置的汽缸迅速直立，经过足够长时间后，活塞停在B点，设周围环境温度保持不变，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：
（1）活塞停在B点时缸内封闭气体的体积V；
（2）整个过程中通过缸壁传递的热量（一定质量理想气体的内能仅由温度决定）。
26．（0分）[ID：
130468]如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形气缸直立在水平地面上，容积为2V0，一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的某理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出。
现活塞位于气缸中央，此时该气体温度为T0、密度为ρ，已知摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，大气压强为p0，气缸密封良好。
（1）求气缸内气体分子的总个数N；
（2）现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到3T0时的压强p；
（3）该气体温度升高到3T0过程中，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量ΔU。
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
2．D
3．C
4．C
5．A
6．B
7．C
8．C
9．C
10．C
11．B
12．B
二、填空题
13．增大大于
14．大于小于4
15．0×102J
16．大于大于
17．大放出大于
18．C
19．【解析】试题分析：
据AB两点与绝对零度连线分析其斜率变化判断体积变化斜率越大体积越小B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率则B状态气体的体积大于A状态气体的体积根据热力
20．减小大于
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
解析：
B
由热力学第一定律得：
△U=W+Q=-100J+120J=20J
则气体内能增加了20J
故选B。
．
2．D
解析：
D
A．在等温变化过程中，理想气体的内能不变，当体积发生变化时，气体做功，根据热力学第一定律可知，气体系统与外界一定有热量交换，故A正确，不符合题意；
B．在等容变化过程中，不做功，根据热力学第一定律可知，系统从外界吸收热量一定等于内能增量，故B正确，不符合题意；
C．在等压变化过程中，内能增加，即温度升高，根据盖·吕萨克定律可知，体积增大，故气体对外做功，根据热力学第一定律可知，系统一定从外界吸收热量，且吸收的热量大于对外做的功，故C正确，不符合题意；
D．在绝热过程中，系统与外界没有热交换，但气体可以做功，故系统的内能可以改变，故D错误，符合题意。
故选D。
3．C
解析：
C
AB．充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，故气体内能增大，故AB错误；
C．喷水过程中，气体对外做功，W＜0；由于气体温度不变，则内能不变，,根据
∆E=W+Q
可知，储气室内气体吸热，故C正确；
D．喷水过程中，储气室内气体体积增大，温度不变，则根据
可知压强减小，选项D错误；
故选C。
4．C
解析：
C
由热力学第一定律
可知：
气体内能增加，故温度升高，气体对外界做功，体积膨胀，密度减小。
故选C。
5．A
解析：
A
A．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；
B．气体压强越大，温度不一定很高，所以气体分子的平均动能不一定越大，故B错误；
D．气体从外界吸收了热量，但气体对外做功，根据
，则气体内能不一定增加，故C错误；
C．在绝热过程中外界对气体做功，根据
得气体的内能必然增加，故D错误；
故选A．
6．B
解析：
B
【解析】
【分析】
改变物体内能的方式有两种：
做功与热传递；分析各种情景，确定改变内能的方式，然后答题．
用锯子锯木料，需要克服摩擦阻力，属于做功的方式，阳光照射地面，是阳光热量传递给地面，属于热传递；用锤子敲击钉子，通过做功的方式使钉子的内能增加，钉子变热；擦火柴的过程有摩擦力做功，是通过做功方法改变物体内能的，故B正确．
7．C
解析：
C
【解析】
AB．活塞和杠杆质量不计，将A中气体温度升高，则A的体积增大，A上方的活塞上升，B上方的活塞下降，外界对B做功，
，由于汽缸与活塞都绝热，
，由热力学第一定律可知：
，B中气体内能增加，气体温度升高，故AB错误；
C．A气体体积变大，气体对外做功，即A中气体克服外力做功，B体积减小，外界对B做功，故C正确；
D．A气体温度升高，内能增加，由A的分析可知，B的内能增加，故D错误．
故选C.
点睛：
理想气体的内能由温度决定，温度升高内能增大，温度降低内能减少；根据气体A的温度升高判断气体的体积如何变化，然后判断气体B的体积如何变化，然后判断气体做功情况，再判断气体内能如何变化．
8．C
解析：
C
AC．温度是分子平均动能的标志，而内能是物体内所有分子动能和分子势能之和，故A错误，C正确；
B．改变内能有两种方式：
做功、热传递，外界对物体做功时，如果物体向外界放热，物体的内能不一定增加，故B项错误；
D．在热现象的研究中，一般不考虑物体的机械能，故D错误。
故选C。
9．C
解析：
C
A．气体压强与气体的热动动的平均动能和气体分子的密集程度有关，A错误；
B．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但是分子总在做无规则运动，所以每一个分子动能都在变化但不一定增大，B错误；
C．气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，由于气体间距比较大分子间的相互作用力较小，分子间的势能一般不考虑，则气体内能只由分子动能决定所以气体内能一定大增，C正确；
D．由热力学第一定律可知，当气体膨胀对外做功50J，若没有热传递没有吸收或者放出热量时，内能减少50J，D错误。
故选C。
10．C
解析：
C
根据理想气体状态方程可得
解得
A．在V-T图象上等压线为过坐标原点的一条倾斜的直线，由a到b做等压变化，温度升高，气体内能增加，体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故A错误；
B．bc过程中气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故B错误；
C．ca过程中气体体积不变，气体不做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，故C正确；
D．从a到b温度升高，内能增加，从b到c温度不变，内能不变，从c到a温度降低，内能减小，即整个变化过程中气体的内能先增加后不变，再减少，故D错误。
故选C。
11．B
解析：
B
A．热传递具有方向性，热量能自发的从高温物体传到低温物体，故一杯热茶自然放置，茶会自动变得凉，不会自动变得更热，违背热力学第二定律，故A错误；
B．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，此过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，能发生，故B正确；
C．蒸汽机的能量损失不可避免，不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能，违背了热力学第二定律，不能发生，故C错误；
D．利用降低海水温度放出大量的热量来发电，需要消耗更多的其它能量，违背了热力学第二定律，故不能解决能源短缺问题，故D错误。
故选B。
12．B
解析：
B
AB．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但也有少数气体分子的动能减小，A错误，B正确；
C．气体压强是气体分子持续撞击产生的，C错误；
D．根据热力学第一定律
当气体对外界做功时，同时气体从外界吸收热量，内能不一定减小，D错误。
故选B。
二、填空题
13．增大大于
解析：
增大大于
[1]由图示图象可知，气体从M到N过程中温度T不变而体积V减小，由理想气体状态方程
可知，气体压强p增大；
[2]气体从P到Q过程和从M到N过程体积变化相等，P到Q过程的温度高些，即压强大些，所以气体从P到Q过程对外所做的功大于从M到N过程外界对气体所做的功；
14．大于小于4
解析：
大于小于4
（1）[1]在从B→C过程中，压强不变，体积变大，则分子数密度减小，则气体分子在单位时间内撞击容器上单位面积的次数减少，故NB>NC。
[2]由
可知，A到B过程，体积不变，压强减小，故温度降低，内能减少，即放出的热量等于减少的内能，有
B到C过程，压强不变，体积增大，温度升高，对外做功，内能增大，则吸收的热量
A状态和C状态，pV乘积相同，即温度T相同，故两个过程内能变化量相等，即
可知
，即气体在A→B过程中放出的热量小于在B→C过程中吸收的热量。
（2）[3]设充气
可使轮胎内气体压强达到2.5p0，设此时内胎体积为V2，压强为p2；胎内气体在压强为p1时体积为V1，由玻意耳定律得
其中
联立解得
，则充入胎内气体在压强为1.8p0时的体积为
对充入胎内气体，由玻意耳定律得
其中
联立方程解得
。
15．0×102J
解析：
0×102J
气体状态A为初状态，设其体积和温度为V1、T1，状态B为末状态，设其体积和温度为V2、T2，由盖﹣吕萨克定律得
代人数据，解得V2＝8.0×10﹣3m3，
在该过程中，气体对外做功
根据热力学第一定律
其中
代人数据，得△U＝5.0×102J。
16．大于大于
解析：
大于大于
［1］第一种情况，活塞自由移动，气缸内气体压强不变，使气缸内气体温度降低，气体内能减少。
气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，根据热力学第一定律可知
U=W+Q
所以Q大于W。
［2］第二种情况，气缸与活塞固定不动，气体体积不变，气体不做功，W′=0，由于两种情况气体温度变化相同，内能的变化量相等，由热力学第一定律
Q=
U-W
Q′=
U-W′=
U＜Q
即Q大于Q＇
17．大放出大于
解析：
大放出大于
[1]由理想气体状态方程得：
解得：
可见TA[2]B到C的过程中，体积没变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，W=0；体积没变，压强减小，温度降低，内能变小，根据热力学第一定律可知气体将放出热量；
[3]经历ABCDA一个循环，内能变化为0，气体对外做了功，根据热力学第一定律可知气体吸收的总热量大于释放的总热量．
18．C
解析：
C
A、热运动是分子无规则的运动，而布朗运动并不是分子运动，所以尽管布朗运动的激烈程度跟温度有关，但不能把布朗运动叫做热运动．故A错误；
B项：
温度是分子平均动能的标志，与物体的运动状态无关，故B错误；
C项：
在完全失重的情况下，就只剩下表面张力了，会尽量把融化的金属变成球形，C正确；
D项：
饱和汽的压强只与温度有关，故D错误．
19．【解析】试题分析：
据AB两点与绝对零度连线分析其斜率变化判断体积变化斜率越大体积越小B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率则B状态气体的体积大于A状态气体的体积根据热力
解析：
【解析】
试题分析：
据A，B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小
B与绝对零度-273℃连线的斜率小于A与绝对零度-273℃连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得
20．减小大于
解析：
减小大于
[1][2]理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B气体对外做的功
B到C过程中外界对气体做功
C到A体积不变不做功，所以
根据
解得
即一个循环气体吸热2J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量。
三、解答题
21．
（1）1.2×106Pa；
（2）82.2J
（1）设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L0＝24cm，L＝2cm，V0＝L0S，V＝LS，缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得
p0V0＝pV
解得
p＝1.2×106Pa
（2）大气压力对活塞做功
W1＝p0S（L0－L）＝2.2J
人对活塞做功
W2＝100J
由热力学第一定律得
ΔU＝W1＋W2＋Q
将Q＝－20J代入解得
ΔU＝82.2J
22．
（1）400K；
（2）要吸收热量，吸收的热量为400J。
（1）由理想气体状态方程可得
代入数值，解得
（2）由理想气体状态方程可得
代入数值，解得
因为状态A和状态C温度相等，所以从状态A到状态C内能的变化量为0，气体从状态A沿图中斜线变化到状态C，气体对外界做的功
根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量为
23．
6J
整个过程中，外界对气体做功
W=WAB+WCA
且由C→A过程中，
，故此过程为等压过程，体积减小，则C→A外界对气体做功
由热力学第一定律ΔU=Q+W，得
即气体对外界做的功为138.6J。
24．
（1）
（2）
①缓慢对气体加热，气体做等压变化，有
②由热力学第一定律可得
其中P=
因此可得
（2分）
25．
（1）
；
（2）
（1）设活塞在B处时封闭气体的压强为p，活塞受力平衡，则
p0S+mg=ps
解得
p=p0+
活塞在A处封闭气体的压强为p0
由玻意耳定律
p0V0=pV
解得气体的体积
V=
（2）由于气体的温度不变，则内能的变化
∆
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