第3章 热力学定律 达标检测（word版含答案）

人教版选择性必修3物理 第3章 热力学定律 达标检测
一、单项选择题（共6小题；共24分）
1. 第二类永动机不可能制成，这是因为
A. 第二类永动机违背了机械能守恒定律
B. 热量总是从高温物体传递给低温物体
C. 机械能不可能全部转化为内能
D. 内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化
2. 下列哪种设备实现了电能转换为机械能，从而极大地促进了社会生产力发展
A. 发电机 B. 电动机 C. 电饭锅 D. 电磁炉
3. 某同学用导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的空气（视为理想气体）封闭在汽缸内（活塞与汽缸壁间的摩擦不计），待活塞静止后，将小石子缓慢地加在活塞上，如图所示。在此过程中，若大气压强与室内的温度均保持不变，下列说法正确的是
A. 由于汽缸导热，故缸内气体的压强保持不变
B. 缸内气体温度不变，缸内气体对活塞的压力保持不变
C. 外界对缸内气体做的功大小等于缸内气体向外界释放的热量
D. 外界对缸内气体做功，缸内气体内能增加
4. 一定质量的理想气体，在温度升高的过程中
A. 气体的内能一定增加 B. 外界一定对气体做功
C. 气体一定从外界吸收热量 D. 气体分子的平均动能一定不变
5. 下列说法正确的是
A. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B. 第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
C. 电流的能不可能全部转化为内能
D. 热量不可能从低温物体传到高温物体
6. 如图，绝热隔板 把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分， 与气缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 和 ，气体分子之间相互作用势能可忽略，现通过电热丝对气体 加热一段时间后， 、 自达到新的平衡，错误的是
A. 的体积增大了，压强变小了
B. 的温度升高了
C. 加热后 的分子热运动比的分子热运动更激烈
D. 增加的内能大于 增加的内能
二、双项选择题（共2小题；共8分）
7. 关于一定量的气体，下列叙述正确的是
A. 气体吸收的热量可以完全转化为功
B. 气体体积增大时，其内能一定减少
C. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D. 外界对气体做功，气体内能可能减少
8. 下列说法正确的是
A. 汽缸内一定质量的理想气体做等温膨胀时要放热
B. 对绝热容器内的气体进行压缩，气体内能增大
C. 任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减少
D. 空调制冷时，热量自发地从低温物体传递给高温物体
三、解答题（共3小题；共39分）
9. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为 ，将整个装置放在大气压恒为 的空气中，开始时气体的温度为 ，活塞与容器底的距离为 ，当气体从外界吸收热量 后，活塞缓慢上升 后再次平衡，求：
（1）外界空气的温度是多少
（2）在此过程中的密闭气体的内能增加了多少
10. 在一端封闭、粗细均匀的细玻璃管内用汞封入一定质量的空气。当开口向下竖直放置时，如图所示，空气柱长 ，汞柱高 ，当时的温度是 ，设大气压强始终保持 ，求：
（1）在图（ ）位置时，空气柱的压强 ；
（2）当玻璃管开口向上竖直放置时[图（ ）]，空气柱的压强 和空气柱的长度 ；
（3）当空气柱温度升高到 ，为保持空气柱长度 不变，应在管内再注入汞柱的高度 [图（ ）]。
11. 如图所示，一导热气缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体。活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡。已知气缸高度为 开始活塞在气缸中央，初始温度为 摄氏度，活塞面积为 ，大气压强为 ，物体重力为 活塞质量及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，使活塞上升 ，封闭气体吸收了 的热量。（活塞、气缸底的厚度不计，且气缸始终未离开地面）求：
（1）环境温度升高了多少度
（2）气体的内能如何变化 变化了多少
四、实验题（共1小题；共2分）
12. 现有一根粗细均匀的一端封闭的玻璃管，里面有一段汞柱封入了一段空气柱，现用它来测量大气压强，分别将它开口向上竖直放置和水平放置，则为了测定大气压，要测量哪些量 ，大气压的计算式是 。
答案
第一部分
1. D
2. B
【解析】发电机是将其它能转化为电能的设备，故A错误；
电动机是将电能转化为机械能的设备，故B正确；
电饭锅是将电能转化为内能的电器，故C错误；
电磁炉是将电能转化为内能的电器，故D错误。
3. C
【解析】将小石子缓慢地加在活塞上，由平衡条件可知气体对活塞的压力变大，则气体压强变大，故A错误；汽缸导热性能良好，过程缓慢，缸内气体温度不变，故B错误；温度不变时，理想气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功与气体放出的热量相等，故C正确，D错误。
4. A
【解析】一定质量的理想气体不计分子势能，温度升高，气体分子的平均动能增大，则气体的内能一定增加，故A正确，D错误；
根据热力学第一定律 ，一定质量的理想气体温度升高，内能增加，；外界可能对气体做功，也可能气体对外界做功；气体可能从外界吸收热量，也可能气体向外界放出热量，故BC错误。
故选A。
5. B
【解析】由 可知，A项错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，所以制造不出米，B项正确；电流通过电阻做功电能可以全部转化为内能，C项错误；在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，D项错误。
6. A
第二部分
7. A， D
【解析】由热力学第一定律 和热力学第二定律可得，AD 正确；
B 选项中，气体体积增大对外做功，但不能确定气体吸放热情况，因此不能确定内能变化，B 错；
C 选项中气体吸收热量但不能确定做功情况，因此不能确定内能变化，C 错。
8. B， C
【解析】等温膨胀时，内能不变，因体积增大，对外做功，根据热力学第一定律 知气体吸收热量，故A错误；对绝热容器内的气体进行压缩时，外界对气体做功，气体内能增大，故B正确；由热力学第二定律可知，任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，故C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，空调制冷时，热量在压缩机做功的情况下，从低温物体传递给高温物体，故D错误。
第三部分
9. （1）
【解析】取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖 吕萨克定律有 得外界温度 .
（2）
【解析】活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能：。
10. （1）
（2） ；
（3）
11. （1）
【解析】活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖一吕萨克定律可知：
，得 。
（2） 气体内能增加，
【解析】设气缸内气体压强为 由平衡条件得：
封闭气体对外做功
由热力学第一定律得：
由于气体的温度升高，其内能增加。
第四部分
12. 测汞柱长度 ，玻璃管开口向上竖直放置时气柱长 ，玻璃管水平放置时气柱长 ；
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