资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台高中物理选择性必修三单元复习检测第三章热力学定律单元复习测试卷学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________(时间:75分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1. (2024年4月天津河西区模拟) 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( )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【答案】A【分析】根据热力学第一定律公式△U=W+Q,公式中△U表示系统内能的增加量,W表示外界对系统做的功,Q表示系统吸收的热量,题中气体膨胀对外界做功,即气体对外界做负功,故W<0,气体与外界无热交换,故Q=0,从而判断出气体内能的变化,也就得到分子的平均动能的变化情况.【解析】密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功,即外界对气体做负功,因而W<0,缸内气体与外界无热交换说明Q=0,忽略气体分子间相互作用,说明内能是所有分子动能的总和.根据热力学第一定律△U=W+Q,可知内能增加量△U<0,故内能减小,分子平均动能减小,温度降低.所以只有A正确;点评:热力学第一定律的公式△U=W+Q中,△U表示系统内能的增加量,W表示外界对系统做的功,当系统对外界做功时,W取负值,Q表示系统吸收的热量,当系统放出热量时,Q取负值.2.(2024重庆名校2月质检)下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法,正确的是( )A.由于能量是守恒的,所以不需要节约能源B.气体吸收热量的同时对外做功,内能可能不变C.热量不能从低温物体传到高温物体D.第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律【答案】B【解析】能量虽然守恒,可利用的品质降低了,需要节约能源,故A错误。由热力学第一定律可知B正确,热量可以从低温物体传递到高温物体,例如冰箱里的物体,故C错误。第二类永动机无法制成是违反了热力学第二定律,故D错误。3. (2024安徽部分学校期末)有关分子动理论和热力学定律,下列说法正确的是( )A. 当分子间表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而减小B. 随着科技的进步,我们可以利用通过降低海水温度释放出的大量热量,全部用来发电,而不产生其他影响,从而解决能源危机C. 一汽泡从恒温的水池底部缓慢向上浮动,在上浮过程中汽泡体积增大、对外做功、吸收热量D. 若把氢气和氧气看成理想气体,则体积、质量和温度均相同的氢气和氧气内能一定相等【答案】C【解析】当分子间表现为引力时,增大分子间的距离,引力做负功,分子势能增大,故A错误;由热力学第二定律知,不可能从单一热源吸收热量,使其完全变成功,而不产生其他影响,故B错误;汽泡从恒温的水池底部缓慢向上浮动,在上浮过程中压强减小,故汽泡体积增大、对外做功、吸收热量,故C正确;体积、质量和温度均相同的氢气和氧气,分子的平均动能相等,但由于分子总数不同,因此内能不相等,故D错误。4.(2024江苏南京金陵中学质检)如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱”的结构示意图,其工作原理是通过挡位控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速挡——“1、2挡”时,最大车速为20~30km/h,当挡位挂到高速挡——“5挡”,汽车才能获得比较大的车速,则( )A.挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中,主动齿轮和从动齿轮的半径比变大B.若保持发动机输出功率不变,从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间,汽车获得的牵引力瞬间减小C.发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节,“压缩”气体时,气体体积变小,气体对外界做功D.随着发动机技术的不断发展,将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能,即热机的效率达到100%【答案】A【名师解析】根据题述,当挡位挂到低速挡——“1、2挡”时,最大车速为20~30km/h,当挡位挂到高速挡——“5挡”,汽车才能获得比较大的车速,挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中,速度增大,由v=ωr可知主动齿轮和从动齿轮的半径比变大,A正确;若保持发动机输出功率不变,从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间,由于速度不能发生突变,速度只能逐渐增大,由P=Fv可知汽车获得的牵引力逐渐减小,B错误;发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节,“压缩”气体时,气体体积变小,外界对气体做功,C错误;随着发动机技术的不断发展,根据热力学第二定律,不可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能,即热机的效率不能达到100%,D错误。5. (2024山西吕梁和孝义期末)下列关于分子动理论和热力学定律的表述,正确的是( )A. 若已知阿伏加德罗常数和物质的质量,就一定能算出该物质的分子质量B. 在布朗运动实验的某次观察记录中,画出的折线是固体颗粒的运动轨迹,它反映了液体(或气体)分子的无规则运动C. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡D. 一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量和它对外界做功之和【参考答案】C【名师解析】已知阿伏加德罗常数和物质的摩尔质量才能算出该物质的分子质量,故A错误;布朗运动是固体小颗粒的运动,折线是每隔一段时间悬浮颗粒的位置,折线不是运动轨迹,但是它能间接反映液体(或气体)分子的无规则运动,故B错误;由热平衡定律可知,如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。故C正确;一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量和外界对它做功之和。故D错误。。6. (2024天津蓟州区期末)一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C,其V-T图像如图所示。下列说法正确的有( )A. A→B的过程中,气体内能增加 B. B→C的过程中,气体吸收热量C. A→B的过程中,气体压强变大 D. B→C的过程中,气体压强减小【参考答案】C【名师解析】.A→B的过程中,气体温度不变,内能不变,气体做等温变化,由可知,气体体积减小时,压强增大,故A错误;C正确;BD.B→C的过程中,气体体积减小,外界对气体做功,温度降低,内能减少,由热力学第一定律可知气体放热,由图像及可知,气体做等压变化,故BD错误。7. (2024河北部分学校期末联考)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。已知初始状态气体的温度为T,三个状态的坐标分别为、、,下列说法正确的是( )A. 在过程中,封闭气体的温度一定不变B. 气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等C. 气体在c状态的温度为D. 气体从状态b到状态c的过程中气体向外界放出的热量为【答案】C【解析】.对状态分析有对状态分析有所以但气体从状态到状态的过程中不一定温度不变,故AB错误;C.气体从状态到状态的过程中气体的压强不变,由等压变化规律有解得故C正确;气体从状态b到状态的过程中气体的压强不变,外界对气体做功由热力学第一定律有解得由前面分析可知由状态到状态的过程中气体温度降低,所以气体的内能减少,所以气体向外界放出的热量大于,故D错误。二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但选不全的得3分,有错选的得0分)8. . (2024四川成都一诊)下列说法中正确的是( )A. 一定质量的理想气体经过一个绝热压缩过程,其温度一定升高B. 给自行车打气时气筒活塞压下后反弹,是由分子斥力造成的C. 第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律D. 运送货物的卡车停于水平地面,在缓慢卸货过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体从外界吸热【参考答案】AD【名师解析】.—定质量的理想气体经过绝热压缩,则外界对气体做功,则根据热力学第一定律可知 ,即气体的内能增大,则气体的温度升高,故A正确;用气筒给车胎打气,气筒压下后有反弹是轮胎的内部压强大于外界大气压,并不是分子间的斥力,故B错误;第二类永动机不可能制成的原因是其违反了热力学第二定律,故C错误;运送货物的卡车停于水平地面,在缓慢卸货过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则气体的内能不变,气体做等温变化,根据可知气体压强减小,气体体积增大,气体对外做功,根据热力学第一定律,故胎内气体从外界吸热,故D正确。9. (2024山东威海期末) 如图所示为测量大气压强的实验装置,将一定质量的理想气体密封在烧瓶内,烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高,烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水,稳定后U形管两臂中水银面的高度差为25cm。环境温度不变,不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是( )A. 气体的内能增大B. 气体分子的平均动能不变C. 气体对外界做的功等于它吸收的热量D. 大气压强的测量值为75cmHg【答案】BD【解析】.环境温度不变,注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水,可知气体的温度不变,气体的内能不变,气体分子的平均动能不变,故A错误,B正确;气体的温度不变,气体的内能不变,注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水,气体体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律可知外界对气体做的功等于气体放出的热量,故C错误;D.气体初态为,气体末态为其中气体做等温变化,则解得大气压强的测量值为故D正确。10. (2024福建泉州质检2)图示为某一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内均充满一定质量的理想气体。当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。假设在压缩过程中,气泡内气体温度保持不变。下列说法正确的是( )A. 压缩后气泡内气体的压强变大 B. 压缩过程气泡内气体对外做正功C. 压缩过程气泡内气体吸收热量 D. 压缩过程气泡内气体内能不变【参考答案】AD【名师解析】由理想气体状态方程可知压缩过程中气泡内气体温度保持不变,体积变小,则气泡内气体的压强变大,故A正确;压缩过程气泡内气体对外做负功,故B错误;压缩过程中气泡内气体温度保持不变,则体积变小,则由热力学第一定律可知压缩过程气泡内气体放出热量,故C错误,D正确。三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(6分)(2024宁夏银川一中第六次月考)如图,一定量的理想气体从状态a(,,)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。其中,ab过程中,气体内能的增量______(填“大于”“等于”“小于”)从外界吸收的热量;ca过程中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数______(填“增多”“不变”“减少”);ca过程中,外界对气体做功为______。【答案】 ①. 等于 ②. 增多 ③.【解析】ab过程中,温度升高,气体内能增加,气体做等容变化,外界对气体不做功,根据热力学第一定律气体内能的增量等于从外界吸收的热量。ca过程中,气体做等压变化,温度降低,气体平均分子动能减小,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多。[3]ca过程中,气体做等压变化,则可得ca过程中,外界对气体做功为12.(8分) 如图所示为一茶具。当向茶具中加上足够多的开水,并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后,泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出。原因是茶滤内的封闭空气(可视为理想气体)温度升高,分子的平均动能 (选填“变大”“变小”或“不变”),气体的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强。茶具中的水被压出的过程中,封闭空气对水做 (选填“正功”或“负功”)。 12.答案 变大 大于 正功解析 温度升高分子平均动能变大,根据=C可知温度升高、体积不变,则压强增大,故气体压强大于大气压强;茶具中的水被压出的过程中,气体体积膨胀,对水做正功。13. (2024广东佛山一模)如图所示,常用碗的底部都有一个凹陷空间,当碗底沾有少量水放到平整桌面时,会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时,碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温,碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题:(1)请判断往碗中倒入热水后,碗底的气体内能和压强如何变化;(2)若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为,碗和热水总质量为。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时,才能使碗恰好被顶离桌面?忽略碗底与桌面间水的粘滞力,重力加速度取。【答案】(1)见解析;(2)33°C【解析】(1)往碗中倒入热水后,碗底的气体温度升高,内能增大,分子平均动能增大,体积不变,则压强变大。(2)碗恰好被顶离桌面解得根据等容变化其中,解得14.(10分)(2025贵州贵阳8月开学考试)如图,一个导热良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置于水平面上,缸内有一形状不规则的文物,且封闭有一定质量的理想气体。初始时刻,气体的温度为7℃,质量为m、横截面积为S的活塞到气缸底部的距离为h。现环境温度缓慢升高到27℃时,活塞离气缸底部的距离变为H,此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为,重力加速度大小为g,活塞与气缸壁密封良好且不计摩擦,忽略文物热胀冷缩的影响。求:(1)气缸内放置的文物的体积;(2)该过程中气体增加的内能。解析:.(10分)(1)设文物的体积为,已知,,,根据气体状态方程有①联立解得②(2)活塞移动时受力平衡,设缸内气体的压强为,有③气体对外界做功④根据热力学第一定律有⑤解得⑥15. (2024年7月江西南昌重点高中期末)如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度350K的状态3,气体内能增加。已知大气压强p0=1.01×105Pa,隔板厚度不计。(1)求水平恒力F的大小;(2)求电阻丝C放出的热量Q。【答案】(1);(2)【解析】(1)气体从状态1到状态2发生等温变化,则有解得状态2气体的压强为解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,以活塞B为对象,根据受力平衡可得解得(2)当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度的状态3,可知气体做等压变化,则有可得状态3气体的体积为该过程气体对外做功为根据热力学第一定律可得解得气体吸收的热量为可知电阻丝C放出的热量为21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台高中物理选择性必修三单元复习检测第三章热力学定律单元复习测试卷学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________(时间:75分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1. (2024年4月天津河西区模拟) 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( )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2.(2024重庆名校2月质检)下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法,正确的是( )A.由于能量是守恒的,所以不需要节约能源B.气体吸收热量的同时对外做功,内能可能不变C.热量不能从低温物体传到高温物体D.第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律3. (2024安徽部分学校期末)有关分子动理论和热力学定律,下列说法正确的是( )A. 当分子间表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而减小B. 随着科技的进步,我们可以利用通过降低海水温度释放出的大量热量,全部用来发电,而不产生其他影响,从而解决能源危机C. 一汽泡从恒温的水池底部缓慢向上浮动,在上浮过程中汽泡体积增大、对外做功、吸收热量D. 若把氢气和氧气看成理想气体,则体积、质量和温度均相同的氢气和氧气内能一定相等4.(2024江苏南京金陵中学质检)如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱”的结构示意图,其工作原理是通过挡位控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速挡——“1、2挡”时,最大车速为20~30km/h,当挡位挂到高速挡——“5挡”,汽车才能获得比较大的车速,则( )A.挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中,主动齿轮和从动齿轮的半径比变大B.若保持发动机输出功率不变,从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间,汽车获得的牵引力瞬间减小C.发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节,“压缩”气体时,气体体积变小,气体对外界做功D.随着发动机技术的不断发展,将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能,即热机的效率达到100%5. (2024山西吕梁和孝义期末)下列关于分子动理论和热力学定律的表述,正确的是( )A. 若已知阿伏加德罗常数和物质的质量,就一定能算出该物质的分子质量B. 在布朗运动实验的某次观察记录中,画出的折线是固体颗粒的运动轨迹,它反映了液体(或气体)分子的无规则运动C. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡D. 一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量和它对外界做功之和。6. (2024天津蓟州区期末)一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C,其V-T图像如图所示。下列说法正确的有( )A. A→B的过程中,气体内能增加 B. B→C的过程中,气体吸收热量C. A→B的过程中,气体压强变大 D. B→C的过程中,气体压强减小7. (2024河北部分学校期末联考)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。已知初始状态气体的温度为T,三个状态的坐标分别为、、,下列说法正确的是( )A. 在过程中,封闭气体的温度一定不变B. 气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等C. 气体在c状态的温度为D. 气体从状态b到状态c的过程中气体向外界放出的热量为二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但选不全的得3分,有错选的得0分)8. . (2024四川成都一诊)下列说法中正确的是( )A. 一定质量的理想气体经过一个绝热压缩过程,其温度一定升高B. 给自行车打气时气筒活塞压下后反弹,是由分子斥力造成的C. 第二类永动机不可能制成的原因是违反了能量守恒定律D. 运送货物的卡车停于水平地面,在缓慢卸货过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体从外界吸热。9. (2024山东威海期末) 如图所示为测量大气压强的实验装置,将一定质量的理想气体密封在烧瓶内,烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接。最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高,烧瓶中气体体积为800mL。现用注射器缓慢向烧瓶中注入200mL的水,稳定后U形管两臂中水银面的高度差为25cm。环境温度不变,不计细玻璃管中气体的体积。下列说法正确的是( )A. 气体的内能增大B. 气体分子的平均动能不变C. 气体对外界做的功等于它吸收的热量D. 大气压强的测量值为75cmHg10. (2024福建泉州质检2)图示为某一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内均充满一定质量的理想气体。当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。假设在压缩过程中,气泡内气体温度保持不变。下列说法正确的是( )A. 压缩后气泡内气体的压强变大 B. 压缩过程气泡内气体对外做正功C. 压缩过程气泡内气体吸收热量 D. 压缩过程气泡内气体内能不变三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(6分)(2024宁夏银川一中第六次月考)如图,一定量的理想气体从状态a(,,)经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。其中,ab过程中,气体内能的增量______(填“大于”“等于”“小于”)从外界吸收的热量;ca过程中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数______(填“增多”“不变”“减少”);ca过程中,外界对气体做功为______。12.(8分) 如图所示为一茶具。当向茶具中加上足够多的开水,并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后,泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出。原因是茶滤内的封闭空气(可视为理想气体)温度升高,分子的平均动能(选填“变大”“变小”或“不变”),气体的压强(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强。茶具中的水被压出的过程中,封闭空气对水做(选填“正功”或“负功”)。 13. (2024广东佛山一模)如图所示,常用碗的底部都有一个凹陷空间,当碗底沾有少量水放到平整桌面时,会把少量空气密封在碗底部凹陷处。此时往碗中倒入热水时,碗会被密封的气体顶离桌面发生侧向漂移。设室温,碗底气体初始压强与环境压强相同。试解答下列问题:(1)请判断往碗中倒入热水后,碗底的气体内能和压强如何变化;(2)若碗底凹陷处空气与桌面接触的面积为,碗和热水总质量为。则倒入热水后被密封的气体温度升到多高时,才能使碗恰好被顶离桌面?忽略碗底与桌面间水的粘滞力,重力加速度取。14.(10分)(2025贵州贵阳8月开学考试)如图,一个导热良好的圆柱形气缸开口向上竖直放置于水平面上,缸内有一形状不规则的文物,且封闭有一定质量的理想气体。初始时刻,气体的温度为7℃,质量为m、横截面积为S的活塞到气缸底部的距离为h。现环境温度缓慢升高到27℃时,活塞离气缸底部的距离变为H,此过程中缸内气体吸收的热量为Q。已知大气压恒为,重力加速度大小为g,活塞与气缸壁密封良好且不计摩擦,忽略文物热胀冷缩的影响。求:(1)气缸内放置的文物的体积;(2)该过程中气体增加的内能。15. (2024年7月江西南昌重点高中期末)如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力F,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度350K的状态3,气体内能增加。已知大气压强p0=1.01×105Pa,隔板厚度不计。(1)求水平恒力F的大小;(2)求电阻丝C放出的热量Q。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章热力学定律单元复习测试卷(原卷版).doc 第三章热力学定律单元复习测试卷(解析版).doc