2021年高中物理選修三第三章《熱力學(xué)定律》經(jīng)典測試卷(答案解析)

1、一、選擇題1關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說中正確的是（ ） A布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)B油膜法測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使用純油酸滴到水面上 C一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`背了能量守恒定律活塞壓縮汽缸里的空氣，空氣做功 3.010 氣從外界吸熱 5.2105JJ，時(shí)空氣的內(nèi)能增加 5J，則空2如圖所示為一定質(zhì)量的氦氣（可視理想氣體）狀態(tài)變化V 圖像已知該氦氣所 含的氦分子總數(shù)為 N，氣的摩爾質(zhì)量為 M，在態(tài) A 時(shí)的壓強(qiáng)為 p 。已知阿伏加德羅常0數(shù)為NA，下列說法正確的是（ ）MA氦氣分子的質(zhì)量為NB 狀態(tài)時(shí)氦氣的壓強(qiáng)為 pC 過程中氦氣向外界放熱 狀時(shí)氦氣分子間的平均離d NA3對(duì)于一定

2、質(zhì)量的理想氣體，下列判錯(cuò)誤的是（ ）A在等溫變化過程中，系統(tǒng)與外界一定熱量交換B等容變化過程中，系統(tǒng)從外界吸收熱量一定等于內(nèi)能增量 C等壓變化過程中，內(nèi)能增加，系統(tǒng)一定從外界吸收熱量 絕熱過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能定不變4關(guān)于元器件，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）A太陽能電池板是將光能轉(zhuǎn)化為電能 C容器是用來儲(chǔ)存電荷的裝置B熱水壺?zé)抢秒娏鞯臒嵝?yīng) 波爐加熱食物是利用電磁應(yīng)原理5綠、環(huán)保、低碳是今世界的關(guān)鍵詞“低”要我們節(jié)約及高效利用能源。關(guān)于 能源與能量，下列說法正確的是（ ）A因?yàn)槟芰渴睾悖圆灰?jié)約能源B然界中石油、煤炭等能源可供人類長久使用C類應(yīng)多開發(fā)與利用風(fēng)能、太陽能等新型能源類不斷地開發(fā)和利

3、用新的源，所以能量可以被創(chuàng)造6下列過程中可能發(fā)生的是 )A某種物質(zhì)從高溫?zé)嵩次?20 kJ 的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒有生其他任何影響 B開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進(jìn)去，恢復(fù)原狀C用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高兩瓶不同液體混合，然后們又自發(fā)地各自分開7用密閉活塞封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量某種理想氣體，如果氣體與外界沒有熱交換，下列 說法正確的是A若氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體壓強(qiáng)一定增大B氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)可能減小C氣體分子的平均距離增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大氣體分子的平均距離增大則氣體的壓強(qiáng)可能不變8一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)發(fā)生了一循環(huán)

4、變化，其壓強(qiáng) 隨力學(xué)溫度 變的關(guān)系如 圖所示O、 在一直線上， 與橫軸平行則Aa 到 過，氣體的體積減小B 到 c 過，外界對(duì)氣體做功C 到 c 過，氣體從外界吸收熱量 到 c 過，氣體向外界放熱量9如圖所示，導(dǎo)熱的氣缸開口向下，內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞可自由滑 動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)砂桶，砂桶裝滿砂子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè) 小洞，讓細(xì)砂慢慢漏出氣缸外部溫度恒定不變，則A缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，內(nèi)能減小B內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小C內(nèi)的氣體壓強(qiáng)增大，內(nèi)能不變界對(duì)氣體做功，缸內(nèi)的氣內(nèi)能增加10定質(zhì)量的理想氣體從態(tài) A 變化到狀態(tài) ，變化到狀態(tài)C，其變化過程的p V圖像如圖

5、所示（ ） A氣體在 A 狀時(shí)的內(nèi)能大于狀態(tài)時(shí)的內(nèi)能B體在 B 態(tài)時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都比 A 狀時(shí)大C體從狀態(tài) A 到 B 吸的熱量大于從狀態(tài) B 放出的熱量體從狀態(tài) A 到 吸收的熱量等于從狀態(tài) B C 放的熱量11 年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，來許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這 個(gè)規(guī)律。如圖為一定質(zhì)量的某種理想氣體分子在 和 T 溫下單位速率間隔的分子數(shù)占總 分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化圖像。下列說法正確的是（ ）A圖中虛線下面積大于實(shí)線下的面積B ， T 溫下的分子平均速率大于 T 溫下的分子平均速率 C中曲線給出了任意速率區(qū)間的氣體分子數(shù)目從 到 氣體積減小，體一定從外界吸收

6、熱量 212據(jù)熱力學(xué)第二定律判，下列說法正確的是（ ）A功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱不能全部化為功B可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體C體向真空的自由膨脹是不可逆的著技術(shù)的進(jìn)步，熱機(jī)的效可以達(dá)到 100%13圖所示，一定質(zhì)量理氣體經(jīng)歷 AB 的等壓過程，BC 的絕熱過程（氣體與外界 無熱量交換），其中 B 過中內(nèi)能少 ， C 過中氣體對(duì)外做的總功 為（ ）0 0 A D14列說法正確的是（ ）A物體吸收熱量，其內(nèi)能一定增加B體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減少C體吸收熱量同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能一定增加體放出熱量同時(shí)對(duì)外做功其內(nèi)能一定減少15列說法中正確的是（ ）A當(dāng)分子間的相互作用表現(xiàn)為

7、引力時(shí)，分子間沒有斥力B定質(zhì)量的理想氣體，若體積不變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)一定大C量不能自發(fā)從高溫物體傳給低溫物體晶體和非晶體都沒有固定熔點(diǎn)二、填空題16定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) 變末狀態(tài) 的程中，溫度升高，壓強(qiáng)增大，變化 過程中 p T 圖如圖所示，由圖像可知，初狀態(tài) 的積_（小于、等” 或大于）狀態(tài) II 的體積；初狀態(tài) 的內(nèi)_（填“小于、等或大于） 末狀態(tài) II 的能；初狀態(tài) I 變到末狀態(tài) II 氣體填吸”“放）熱量。一圓筒形汽缸豎直放置在水平地面上。一質(zhì)量為 m，截面積為 S 的塞將一定量的 理想氣體封閉在汽缸內(nèi)，活塞可沿汽缸內(nèi)壁無摩擦滑動(dòng)。當(dāng)活塞靜止時(shí)，活塞與汽缸底部 距離為

8、 h，如圖a）所示。已知大氣強(qiáng)為 p ，力加速度為 g。把汽缸從圖a）狀態(tài) 緩慢轉(zhuǎn)到圖b），在此過程中氣體溫度不，則圖b）狀態(tài)下氣體體積為 _。從圖（b）狀態(tài)開始給汽缸加熱，使活塞緩向外移動(dòng)距離 l，如圖c） 示。若此過程中氣體內(nèi)能增量 eq oac(,為)，則氣體吸收的熱量應(yīng)。A A C18圖所示，一定質(zhì)量的想氣體從狀態(tài) a 出發(fā)，經(jīng)過等容過程 到狀態(tài) b，經(jīng)過 等溫過程 bc 到狀態(tài) ，后經(jīng)等壓過程 ca 回到狀態(tài) 。在過程 中氣體的內(nèi)能_ （填增”、減少或不變）在過程 中體熱（“收“放出） 在過程 ca _（填“外界對(duì)氣體做功或氣對(duì)外界做功）19圖所示一質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸緩慢經(jīng)歷了

9、 ACA 四個(gè)過程則 C 兩狀態(tài)熱力學(xué)溫度比值 T :T =_； B 過程，活塞對(duì)氣體做功 W，則 CD 過程，氣體對(duì)活塞做_20圖所示，一定質(zhì)量的想氣體，按圖示方向經(jīng)歷了 ABCDA 的環(huán)，其 p-V 圖線如 圖狀態(tài) B 時(shí)，氣體分子的平均動(dòng)能比狀態(tài) 時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能_ 選 大或 “小);由 B 到 C 的過程中，氣體將_(選吸收”或放出)量：經(jīng)歷 ABCDA 一循 環(huán)，氣體吸收的總熱_ 選填大于“小于”釋的總熱量21圖所示，有一個(gè)紅酒狀的玻璃容器水平放置，左“身的積為 ，右側(cè)“瓶”是段內(nèi)部橫截面積為 0.5cm，有效長度為 40cm 的璃管，管內(nèi)有一段長度可忽略不計(jì)的水銀柱，密閉了一定

10、質(zhì)量的氣體在容器內(nèi)當(dāng)大氣壓為 1.0105 Pa、密閉氣體溫 度為 27 時(shí)水銀柱好位于玻璃管最左側(cè)，現(xiàn)緩慢升高密閉氣體溫度則當(dāng)溫度升高到 _時(shí)，水銀柱會(huì)掉出容器；在此過程中，密閉氣體外界吸收的熱量為 12J， 在這一過程中密閉氣體的內(nèi)能變化_J0 0 22沖程汽油機(jī)在做功沖中，氣缸內(nèi)的高溫高壓氣體迅速膨脹而推動(dòng)活塞對(duì)外做功， 此時(shí)氣體的溫度（填“升高或降），氣體的內(nèi)能_（填“增大或 “減”）23圖所示，一導(dǎo)熱性能好的氣缸，用輕質(zhì)活塞密封了一定質(zhì)量的氣體，活塞用輕繩 懸掛在天花板上。（）環(huán)境溫緩慢升高，下列說法正確的_ A單位時(shí)間內(nèi)氣體分子與器壁單位面積撞的分子數(shù)減少 B位時(shí)間內(nèi)氣體分子與器壁

11、單位面積碰撞的分子數(shù)增加 C壁單位面積上受到氣體分子撞擊力增大度升高，缸內(nèi)所有氣體分運(yùn)動(dòng)速率均增大（）已知?dú)獾娜莘e為 1L，氣缸內(nèi)氣體的密度為 m 3，平均摩爾質(zhì)量為1.152g/mol伏加德羅常數(shù) mol -1，估算氣缸內(nèi)氣體分子數(shù)_個(gè)氣體分子間平均距離 =_m（結(jié)果均保一位有效數(shù)字）。（）知?dú)飧踪|(zhì)量為 M，活塞可以在缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，活塞的面積為 ，塞與缸底距 離為 h，大氣壓強(qiáng)恒為 ，時(shí)環(huán)境溫度為 若環(huán)境溫度升高時(shí)，氣體從外界吸收熱量 Q氣缸緩慢移動(dòng)距離 d 后再次處于靜止，則在此過程中密閉氣體的 增加了 _，度升高_(dá)。24圖甲所示，將封有一質(zhì)量空氣的密閉塑料袋從海拔 500m、溫為 的腳

12、下 帶到海拔 、溫為 10的頂上，情形如圖乙所示_（“”或 “乙）中袋中氣體分子平均動(dòng)能大從甲到乙圖過程中，袋內(nèi)氣體減小的內(nèi)_ （選填大于、等或?。怏w放出的熱量25定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)變化的 p-V 圖如圖所示，已知?dú)怏w在狀態(tài) 時(shí)的溫度1 0 c 0 0 1 0 c 0 0 為 260K，則氣體在狀態(tài) B 時(shí)溫度為，狀態(tài) A 到狀態(tài) 氣與外界交換的 熱量為_J.26圖所示，豎直放置的細(xì)均勻的 U 形管，右端封閉有一段空氣柱，兩管內(nèi)水銀面高 度差為 h=19 ，閉端空氣柱長度為 =40 cm。為了使左、右兩管中的水銀面相平 （設(shè)外界大氣壓強(qiáng) p =76 空氣柱溫度保持不變）試問：需左管的開口

13、端再緩慢注入高度多少的水銀柱_時(shí)封閉端空氣柱的長度是多 少？_注水銀過程中，外界對(duì)封閉空氣_（填“正功”負(fù)功” 或不功）氣體將 _填吸熱或放”）三、解答題定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài) A 到狀態(tài) B 再狀態(tài) C 的程如 V 圖象所示，已知 狀 態(tài)時(shí)氣體的溫度為 -73.9C:(1) C 狀態(tài)時(shí)氣體的熱力學(xué)溫度 T 的;(2)從態(tài) 到狀態(tài) B 的程，氣體吸熱還是放熱，簡要說明理由。28圖所示，厚度和質(zhì)量計(jì)、橫截面積為 S10 2 的熱缸倒扣在水平桌面上， 汽缸內(nèi)有一絕熱“T” 形塞固定桌面上，活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)，氣體的溫度為 K，強(qiáng)為 p5，塞與汽缸底的距離為 h10 cm活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為 p 5 Pa.求N A BN A B(1)此桌面對(duì)汽缸的作用力大小 F ；(2)現(xiàn)過電熱絲給氣體緩慢加熱到 ，此過程中體吸收熱量為 Q，能增加了 U 5J整個(gè)過程活塞都在汽缸內(nèi)，求 的.29定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)如圖所示的 AB、 三個(gè)變化過程， =300， 體從 A 的過程中吸熱 ，知?dú)怏w的內(nèi)能與溫度成正求：（）體在狀 的溫度 ；（）A 的程中氣體內(nèi)能改變多少？（）體處于態(tài) 時(shí)的內(nèi)能 EC30定質(zhì)量的理想氣體被塞封閉在汽缸內(nèi)，如圖所示水平放置?；钊馁|(zhì)量m ，橫截面積 S 10