第三章 热力学定律 单元检测（A）-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册（word版含答案）

第三章 热力学定律(A)
(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.下列说法正确的是 (　　)
A.热量不能从低温物体传到高温物体
B.电流流过导体转化为内能,反过来,这些内能会自发地收集起来,再转化成相同大小的电流
C.可以做成一种热机,由热源吸收一定的热量而对外做功
D.冰可以融化成水,水也可以结成冰,这个现象违背了热力学第二定律
2.下列关于热现象的描述正确的是 (　　)
A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
B.做功和传热都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述分子热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成,单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的
3.某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大.如果从清晨到中午这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么 (　　)
A.外界对胎内气体做功,气体内能减小
B.外界对胎内气体做功,气体内能增大
C.胎内气体对外界做功,内能减小
D.胎内气体对外界做功,内能增大
4.根据热力学定律和分子动理论可知,下列说法正确的是 (　　)
A.理想气体在做等温变化时,内能不改变,因而与外界不发生热量交换
B.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动
C.永动机是不可能制成的
D.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体
5.如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满理想气体,Q内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则 (　　)
A.气体体积膨胀,内能增加
B.气体分子势能减少,内能增加
C.气体分子势能增加,压强可能不变
D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中
6.0 ℃的水结成0 ℃的冰,对此过程应用热力学第一定律,下列关系正确的是 (　　)
A.Q>0,W>0,ΔU>0
B.Q>0,W<0,ΔU<0
C.Q<0,W<0,ΔU<0
D.Q<0,W>0,ΔU<0
7.一定质量的理想气体从状态A经状态B至状态C的p-图线如图所示,则在此过程中 (　　)
A.气体的内能改变　　　　B.气体的体积增大
C.气体向外界放热 D.气体对外界做功
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
8.下列现象不属于通过做功使物体内能改变的是 (　　)
A.用打气筒给自行车轮胎打气时,筒壁温度升高
B.在阳光照射下,水的温度升高
C.铁锤打铁块,铁块温度升高
D.夏天在室内放几块冰,室内会变凉一些
9.在光滑水平面上运动的物体,受到一个与速度同方向的推力,物体的温度与环境温度相同,不计空气阻力,在这个过程中,以物体为研究对象,则(　　)
A.与传热等效的功是正功,物体的内能增加
B.与传热等效的功是0,内能不变
C.动能定理中的功是正功,动能增加
D.动能定理中的功是0,动能不变
10.如图所示,水平放置的密封汽缸内的理想气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在汽缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝.汽缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止,左、右两边气体温度相等.现给电热丝提供一较弱电流,通电一段时间后切断电源.当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比(　　)
A.右边气体温度升高,左边气体温度不变
B.左、右两边气体温度都升高
C.左边气体压强增大
D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
三、非选择题:共54分.
11.(8分)带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体,气体开始处于状态a;然后经过过程a→b到达状态b或经过过程a→c到达状态c,b、c状态温度相同,V-T图线如图所示.气体在状态b和状态c的压强关系为pb　　　　pc,在过程a→b和a→c中吸收的热量的关系为Qab　　　　Qac.(均选填“>”“<”或“=”)
12.(10分)汽缸内封闭了一定质量、压强为p=1.0×105 Pa、体积为V=2.0 m3的理想气体,现使气体保持压强不变,体积缓慢压缩至V'=1.0 m3,此过程气体向外界释放了Q=1.2×105 J的热量.
(1)压缩过程外界对气体做了多少功
(2)气体内能变化了多少
13.(10分)下图为一汽缸内封闭的一定质量的理想气体的p-V图线,当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时,有335 J热量传入系统,系统对外界做功126 J.
(1)若由状态a沿a→d→b过程到达状态b,系统对外做功42 J,则有多少热量传入系统
(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a,在这一过程中,外界对系统做功
84 J,则系统是吸热还是放热 吸收或放出的热量是多少
14.(12分)下图所示p-V图中,一定质量的理想气体由状态A经过A→C→B过程至状态B,气体对外做功280 J,放出热量410 J;气体又从状态B经B→D→A过程回到状态A,这一过程中外界对气体做功200 J.
(1)A→C→B过程中气体的内能如何变化 变化了多少
(2)求B→D→A过程中气体吸收或放出的热量.
15.(14分)人们工作、学习和劳动都需要能量,食物在人体内经消化过程转化为葡萄糖,葡萄糖在体内又转化为CO2和H2O,1 mol葡萄糖发生转化释放的能量E为2.80×106 J.葡萄糖的摩尔质量M为180 g/mol.一个质量为60 kg的短跑运动员起跑时在 s的时间冲出1 m,他在这段时间消耗体内储存的葡萄糖多少克 假设该运动员做匀加速直线运动.
1C
2.C
3.D
4.C
5.D
6.C
7.C
8.BD
9.BC
10BC
11.(8分)由V=T可知V-T图线的斜率越大,压强p越小,pbQac.
答案:<　>
12.(10分)(1)封闭气体做等压变化的压强为p,
外界对气体做功
W=Fs=pS·s=p·ΔV,
解得W=105 J.
(2)由热力学第一定律得,汽缸内气体内能的变化
ΔU=Q+W=-1.2×105 J+105 J=-2×104 J.
即气体内能减少2×104 J.
答案:(1)105 J　(2)减少2×104 J
13.(10分)(1)由热力学第一定律可得从状态a沿a→c→b过程到达状态b,系统增加的内能
ΔU=W+Q=(-126+335) J=209 J,
从状态a沿状态a→d→b过程到达状态b有
ΔU=W'+Q',
联立解得Q'=ΔU-W'=251 J,
即有251 J的热量传入系统.
(2)由题意知系统由状态b→a过程,内能的变化量
ΔU'=-ΔU=-209 J,
根据热力学第一定律有
Q″=ΔU'-W″=(-209-84) J=-293 J,
负号说明系统放出热量,放出的热量为293 J.
答案:(1)251 J (2)放热　293 J
14.(12分)(1)A→C→B过程中W1=-280 J,Q1=-410 J,
由热力学第一定律可得ΔU=W1+Q1=-690 J,
负号表示气体内能减少,故气体减少的内能为690 J.
(2)一定质量的理想气体的内能与温度有关,B→D→A过程中气体内能变化量ΔU'=-ΔU=690 J,
由题意知W2=200 J,
由热力学第一定律解得Q2=490 J,
即气体吸收热量490 J.
答案:(1)内能减少　690 J　(2)吸收热量490 J
15.(14分)运动员做匀加速直线运动,由s=t及= 知运动员冲出1 m时的速度
vt== m/s=12 m/s,
运动员在 s中增加的动能
ΔEk=m=×60×122 J=4 320 J,
消耗葡萄糖的质量
Δm= M·mol=×180 g=0.28 g.
答案:0.28 g