第三章 热力学定律 单元测试题1（Word解析版）

2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第三册
第三章
热力学定律
单元测试题1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．关于传热，下列说法正确的是（
）
A．传热是高温物体的温度传给低温物体
B．不接触的物体之间不会发生传热
C．比热容相同的物体之间不会发生传热
D．温度相同的物体之间不会发生传热
2．在商场一些柜台前常见到一种气压凳（如图），它的高度可以调节且舒适性好。其原理结构简化模型就是一个气缸活塞模型，内部封闭一定质量氮气。如果有一个人坐上去，关于内部气体（理想气体，忽略与外界热交换）的说法正确的是（　　）
A．外界对气体做功，内能增加
B．气体对外界做功，内能增加
C．体积减小，压强增大，温度不变
D．体积减小，压强不变，温度升高
3．关于气体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
D．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定减小
4．关于气体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同
B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大
C．气体被压缩时，内能一定不变
D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关
5．如图所示，一定质量的理想气体从状态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（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”、下列说法正确的是（　　）
A．A→B过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律
B．B→C过程中，气体分子的平均动能减小
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
6．如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量的气体（不计气体的分子势能和重力势能），已知气缸和活塞都是绝热的，将一个热敏电阻置于气缸中，热敏电阻与气缸外的多用电表的欧姆挡连接，气缸固定不动，缸内活塞可以自由移动且不漏气.今在活塞上端悬挂一桶沙，细沙从小桶下边的小孔中缓慢流出，在此过程中（　　）
A．气体的内能减小
B．气体分子的平均动能不变
C．气缸内壁单位时间内单位面积上受到的压力增大
D．多用电表的指针逐渐向左偏转
7．如图所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂。现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为QA、QB，则（　　）
A．QA=QB
B．QAC．QA>QB
D．无法确定
8．下列说法正确的是_____。
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．实际的气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C．液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略小于平衡距离
D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大
E.能量耗散过程从能量转化的角度反映了自然界中的宏观过程具有方向性
9．如图，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体自状态A变化到状态B时（
）
A．体积可能变大
B．气体分子势能减小
C．外界必然对气体做功
D．气体必然从外界吸热
10．一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴重直。c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是（　　）
A．b、c两状态单位体积内分子数相同
B．a状态的压强大于b状态的压强
C．c状态气体分子平均动能大于a状态分子的平均动能
D．过程，气体放热
E.过程外界对气体做功大于过程中气体对外界做功
11．下列说法正确的是（　　）
A．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的内能全部转化为机械能
C．吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气体分子间有斥力
D．玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆形是由于表面张力引起的
E.单晶体和多晶体均存在固定的熔点
12．关于热力学及其相关现象，下列说法正确的是（　　）
A．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
B．气体对器壁的压强是由气体分子之间的排斥力产生的
C．一定质量的理想气体发生绝热压缩，气体分子的平均动能增大
D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
E.其他形式的能量在向内能转化过程中存在“能量耗散”，所以能的总量减少了
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．用气筒给自行车轮胎打了气时，气筒筒壁的温度会升高。请你对这种观象的原因提出两种解释，并分析哪种原因是主要的。
14．许多居民都在自家的楼顶上安装了太阳能热水器.该热水器的聚热面积约为，若每天接受太阳直射的时间为4h，设太阳单位时间垂直辐射到地面单位面积的能量为.太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使200kg的水温度升至多少？（设水温的初始值为20℃）
15．一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C，其图象如图所示，求该过程中气体吸收的热量Q。
16．如图所示，一定质量的理想气体从状态A到状态B，再从状态B到状态C，最后从状态C回到状态A。已知气体在状态A的体积，从B到C过程中气体对外做功1000J。求：
(1)气体在状态C时的体积；
(2)气体A→B→C→A的整个过程中气体吸收的热量。
参考答案
1．D
【详解】
A．传热的实质是内能从高温物体转移到低温物体，传递的不是温度。选项A错误；
B．不接触的物体之间可以通过热辐射的方式进行传热。选项B错误；
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，和物体的比热容没有关系。选项C错误；
D．传递的条件是两物体的温度不同，温度相同的物体之间不存在温度差，不会发生传热。选项D正确。
故选D。
2．A
【详解】
AB．气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，内能增加，故A正确，B错误；
CD．气体被压缩，体积减小，根据理想气体状态方程可知，压强增大，由上分析可知气体的内能增大，温度升高，故CD错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．温度相同的气体，其分子平均动能相同，仅质量相同，分子质量不同的气体，所含分子数不同，分子的动能也可能不同，所以内能不一定相同，A错误；
B．气体的内能与整体运动的机械能无关，B错误；
C．理想气体不考虑分子间相互作用力，分子势能为零，一定量的气体，分子数量一定，温度相同时分子平均动能相同，由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以C正确；
D．由盖—吕萨克定律可知，一定量的理想气体，等压膨胀过程中，温度一定升高，则其内能一定增加，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．质量和温度都相同的气体，内能不一定相同，还和气体的种类有关，故A错误；
B．物体的内能与温度、体积有关，与物体宏观整体运动的机械能无关，所以整体运动速度越大，其内能不一定越大，故B错误；
C．气体被压缩时，外界对气体做功W＞0，但不清楚吸放热情况，无法判断内能，故C错误；
D．理想气体分子间无分子势能，理想气体的内能只与温度有关，故D正确；
故选D。
5．B
【详解】
A．A→B过程中，温度不变内能不变，故气体从外界吸热并全部用来对外做功，该过程必然有外界的作用，因此产生了其他影响，不违背热力学第二定律，A错误；
B．B→C为绝热过程，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，内能减小温度降低，故气体分子的平均动能减小，B正确；
C．C→D过程，温度不变，体积减小压强增大，从微观上来看，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C错误；
D．D→A为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，故内能增大，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．细沙漏出后推动活塞下移,对气体做正功，由于绝热，根据热力学第一定律知，气体内能增大，温度升高，分子平均动能增大，故AB错误；
C．体积减小，且平均动能增大，所以气缸内壁单位时间内单位面积上受到的压力增大，故C正确；
D．温度升高，热敏电阻的阻值减小，欧姆表的指针逐渐向右偏转，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A、B升高相同的温度，根据
可知，升温需要的能量是相同的。由于受热膨胀，A的重心升高，重力势能增加，吸收的热量QA一部分用于升温，剩余部分用于增加重力势能，即
B受热膨胀重心降低，重力势能减小，吸收的热量QB和减少的重力势能共同用于升温，即
显然
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．BDE
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；
B．实际的气体的内能包括分子之间相互作用的势能，选项B正确；
C．液体的表面张力是由于液体表面层分子间距离略大于平衡距离，故分子之间表现为引力，选项C错误；
D．若一定质量的理想气体被压缩，体积减小，外界对气体做功，且吸收热量，内能变大，温度升高，则由可知，压强一定增大，选项D正确；
E．能量耗散过程从能量转化的角度反映了自然界中的宏观过程具有方向性，选项E正确。
故选BDE。
9．AD
【详解】
A．根据理想气体状态方程
=C（常数）
得
p=
可知A、B与O点的连线表示等容变化，直线AO的斜率大
大，则其体积越小。所以图象中A的体积小于B的体积，所以气体自状态A变化到状态B的过程中，体积必然变大，A正确；
B．由于理想气体变化的过程未知，可能经过体积减小的过程，则气体分子势能无法确定，B错误；
CD．B气体的体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律
U=W+Q
气体体积增大，所以气体对外做正功，W为负值，从图中看出气体温度升高，即U为正数，所以Q必须为正数，即气体必须从外界吸热，C错误，D正确。
故选AD。
10．ADE
【详解】
A．b、c体积相同，则单位体积内的分子数相同，选项A正确；
B．由理想气体状态方程
得
则图中，某点和原点连线的斜率
而，则a状态的压强小于状态的压强，选项B错误：
C．温度是分子平均动能的标志，c状态温度低，则分子的平均动能小，选项C错误；
D．过程，温度不变，则气体的内能不变，体积减小，则外界对气体做功，根据
知，而，则，气体放热，选项D正确；
E．过程与比较，气体的体积变化相同，而过程气体压强增加，过程气体压强不变，根据知，过程外界对气体做功大于过程中气体对外界做功，也可以转换为图求解，故选项E正确。
故选ADE。
11．ADE
【详解】
A．当分子力表现为斥力时，分子间距离减小时，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大。A正确；
B．根据热力学第二定律，内燃机得到的内能不可能全部转化为机械能。B错误；
C．吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气球内其他压强大于外界压强。由于气体分子间距离较大，分子力为零。C错误；
D．玻璃细杆顶端被烧熔后变成圆形是由于表面张力引起的。D正确；
E．单晶体和多晶体均存在固定的熔点。E正确。
故选ADE。
12．ACD
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体或气体的微粒所做的永不停息的无规则运动，故PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，A项正确；
B．气体对器壁的压强是由气体分子对器壁的频繁碰撞产生的，B项错误；
C．一定质量的理想气体发生绝热压缩，体积减小，压强增大，温度升高，气体的分子平均动能增大，C项正确；
D．相对湿度为水蒸气的实际压强与相同温度下水的饱和汽压的比值的百分数，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压，D项正确；
E．能量耗散是指集中度较高的能量转化为分散形式的能量的过程，但不能使能的总量减少，因而不违反能量守恒定律，E项错误。
故选ACD。
13．见解析
【详解】
一种原因是气筒活塞与筒壁的摩擦使温度升高；另一种原因是活塞对筒中的气体做功使温度升高。第二种原因可能是主要的，因为活塞和筒壁之间有润滑油，摩擦并不严重。
14．56℃
【详解】
热水器中水每天吸收的热量：
据可得，
即水温可升至56℃．
15．
【详解】
根据图像可知状态A和状态C温度相同，内能相同；故从A经B到C过程中气体吸收的热量等于气体对外所做的功。根据图像可知状态A到状态B为等压过程，气体对外做功为
状态B到状态C为等容变化，气体不做功；故A经B到C过程中气体吸收的热量为
16．(1)；(2)400J
【详解】
(1)气体从，发生等压变化
＝
解得
(2)气体从，根据查理定律可知气体发生等容变化，则
气体从，气体膨胀对外做功，则
气体从，气体体积减小，外界对气体做功，则
全过程中
初末状态温度相同，所以全过程
根据热力学第一定律得吸收热量