第三章热力学定律单元检测（word版含答案）

第三章　热力学定律 单元检测
一、单选题
1．1g 100℃的水与1g 100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是（ ）
A．分子的平均动能与分子的总动能都相同
B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同
C．1g 100℃的水的内能与1g 100℃的水蒸气的内能相同
D．1g 100℃的水的内能大于1g 100℃的水蒸气的内能
2．以下关于热运动的说法中正确的是（　　）
A．做功只能改变物体的机械能而热传递只能改变物体的内能
B．自然界中可以存在上万度的高温，但低温的极限是0开
C．凡是能量守恒的过程一定能够自发地发生
D．布朗运动是分子永不停息的无规则热运动
3．轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高。下列说法正确的是(　　)
A．温度升高，但轨道的内能不增加
B．温度升高，但轨道不会产生热辐射
C．摩擦生热与摩擦生电一样，都涉及能量转化
D．轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关
4．下列关于热现象的说法中，正确的是（）
A．若物体体积增大，则物体的内能一定增大
B．理想气体的温度升高，每个气体分子的动能增大
C．若两个分子间的分子力做正功，则分子势能一定减小
D．通常情况下，气体比较难以压缩，这是因为压缩气体时要克服气体分子间的斥力作用
5．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋的四周被挤压时（ ）
A．外界对袋内气体做功，气体内能增大，温度升高
B．外界对袋内气体做功，气体内能减小，温度降低
C．袋内气体对外界做功，气体内能增大，温度不变
D．袋内气体对外界做功，气体内能减小，温度降低
6．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大
B．气体温度升高，气体内能一定增大
C．若压缩气体做功，气体分子的无规则运动一定更剧烈
D．若气体膨胀对外做功100 J，则内能一定减少100J
7．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强恒定，视气泡内气体为理想气体。则气泡缓慢上升过程中，以下说法正确的是（　　）
A．气泡内气体的压强可能不变
B．气泡内气体对外界做功
C．气泡内气体温度升高导致放热
D．气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击次数增大
8．一个篮球的容积是3L，用打气筒给这个篮球打气，每打一次都把体积为300mL、压强与大气压相同的气体打进球内。如果打气前篮球已经是球形，并且里面的压强与大气压相等，则打了10次后，篮球内部空气的压强是大气压的几倍（整个打气过程篮球内温度不变）（　　）
A．1 B．1.5 C．2 D．2.5
9．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、祛风散寒等作用的疗法封闭气体质量变化不计，可以看作理想气体。火罐“吸”到皮肤上之后，下列说法正确的是（　　）
A．火罐内的气体内能增大
B．火罐内的气体温度降低压强减小
C．火罐内的气体温度降低压强不变
D．火罐内的气体单位体积分子数增大，压强不变
10．气体温度升高，则该气体
A．每个分子的体积都增大 B．每个分子的动能都增大
C．速率大的分子数量增多 D．分子间引力和斥力都增大
二、多选题
11．下列说法正确的是 。
A．物体的摄氏温度变化了1℃，其热力学温度变化了1K
B．气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小
C．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱
D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关
E．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对其做功
12．下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积的增大而减少的微观原因是：单位体积内的分子数减小
B．用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气的内能增加了1.5×105J，那么，空气放出的热量为0.5×105J
C．物体的温度为0时，物体分子的平均动能为零
D．物体从外界吸收热量温度不一定升高
E．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，但不可能从低温物体传到高温物体
13．如图所示，一定质量的理想气体，从A状态开始，经历了B、C状态，最后达到D状态，下列判断正确的是（　　）
A．过程温度升高，压强不变 B．过程体积不变，压强变小
C．过程体积不变，压强不变 D．过程体积变小，压强变大
14．下列说法中正确的是（　　）
A．清晨草叶上的露珠呈球形，是水的表面张力作用的结果。
B．一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，内能增加，分子势能增加。
C．热量可以从低温物体传递到高温物体。
D．降低温度，可以使未饱和汽变成饱和汽。
E．温度升高，每个分子的动能都增大。
三、填空题
15．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经过等压变化到达状态b，再从状态b经过等容变化到达状态c。状态a与状态c温度相等。则：气体在状态a的温度___________在状态b的温度，气体在状态a的内能___________在状态c的内能（选填“小于”、“等于”或“大于”）；从状态b到状态c的过程中，气体___________（选填“吸热”或“放热”）
四、解答题
16．远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”的方法。其中的物理原理是什么？
17．如图所示，容积V0=90cm3的金属球形容器内封闭有一定质量的理想气体，与竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管连通，当环境温度为27°C时，U形玻璃管左侧水银面比右侧水银面高出h1=16cm，水银柱上方空气柱长h0=20cm，现在对金属球形容器缓慢加热．已知大气压强p0=76cmHg，U形玻璃管的横截面积S=0.5cm2．问：
①加热到多少摄氏度时，两边水银柱液面在同一水平面上？
②当加热到多少摄氏度时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h=24cm？（此时左管中还有水银）
18．2020年4月1日，苏州某所中学高二年级迎来了复学日，为控制新冠肺炎病毒的传播，学校特制定了校园消毒工作方案，对课室、图书馆、饭堂等场所进行物表与空气消毒。如图为使用的便携式消毒器原理图，桶内消毒液上方用塞子密封了一定质量的理想气体，已知气体初态压强与外界大气压相等，均为p0，为使消毒液从喷头处雾化喷出，内部气体压强至少为1.5po，打气筒每次可以向桶内打入0.1L气体，打了5次刚好有消毒水喷出，（忽略桶内消毒液所产生的压强，整个过程可视为等温变化）。求：
(1)未打气前瓶内消毒液上方气体的体积为多少？
(2)设桶内原有的药液共有9L，则至少需要打几次气才能把消毒液全部喷洒完。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
AB. 分子平均动能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，分子平均动能越大，1g 100℃的水与1g 100℃的水蒸气温度相同，故分子的平均动能相同和总动能都相同．故A正确，B错误；
CD.1g100℃的水要变为1g100℃的水蒸气，吸收热量，温度不变，但内能增大，故C错误，D错误．
故选A.
【点睛】
内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能；分子平均动能与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，分子平均动能越大．
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．做功是能量的转化，热传递是能量的转移，这两者在改变物体内能方面是等效的，A错误；
B．热力学第三定律的内容是绝对零度永远无法达到，B正确；
C．一个过程同时要满足能量守恒定律和热力学第二定律才可发生，比如热量不能自发的从低温物体传递到高温物体，C错误；
D．布朗运动是悬浮颗粒受到周围液体分子或气体分子撞击不平衡产生的无规则运动，不是分子的无规则运动，D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【详解】
A．车与轨道摩擦，机械能转化为轨道的内能，温度升高，内能增加，故A错误；
B．温度升高，轨道产生热辐射，且强度增加，故B错误；
C．摩擦生热过程中将机械能转化为内能，摩擦生电过程将机械能转化为电能，这两个过程都涉及能量转化，故C正确。
D．轨道对车的摩擦力方向与车的相对运动方向相反，故D错误；
故选择C选项。
4．C
【解析】
【详解】
物体的内能与物质的量、温度、体积等因素都有关系，则物体体积增大，物体的内能不一定增大，选项A错误；理想气体的温度升高，气体分子的平均动能变大，但并非每个气体分子的动能增大，选项B错误；若两个分子间的分子力做正功，则分子势能一定减小，选项C正确；通常情况下，气体比较难以压缩，这是因为压缩气体时要克服气体的压强作用，选项D错误；故选C.
5．A
【解析】
【详解】
充气袋四周被挤压时，气体的体积减小，外界对气体做功，故气体对外界做负功，由于没有热交换，根据热力学第一定律得知气体的内能增大，气体温度升高．故A正确，BCD错误．
故选A．
点睛：本题考查热力学第一定律的应用，对于气体，常常是气态方程和热力学第一定律的综合应用，当气体的体积减小时，外界对气体做正功，相反当体积增大时，气体对外界做正功．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体温度升高，绝大多数气体分子的动能都增大，但个别分子的动能也可能减小，A错误；
B．理想气体不考虑分子势能，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，气体内能一定增大，B正确；
C．压缩气体做功，若存在对外放热，由热力学第一定律可知，气体的内能可能减小，温度可能降低，故无规则运动不一定更剧烈，C错误；
D．若气体膨胀对外做功100J，内能不一定减少100J，还跟吸、放热多少有关，D错误。
故选B。
7．B
【解析】
【详解】
AD.气泡内气体的压强为
因为大气压强p0恒定，且气泡缓慢上升过程中h减小，所以p减小，则气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击次数减少，故AD错误；
B.根据理想气体状态方程
可知当p减小且T增大时，V一定增大，所以气泡内气体对外界做功，故B正确；
C.气泡内气体温度升高，则内能增大，且对外界做功，根据热力学第一定律可知气体吸热，故C错误；
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
忽略温度的变化，视为等温变化，研究全部气体，设大气压强为p0，根据玻意耳定律有，代入数据得
解得
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据理想气体状态方程可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．C
【解析】
【详解】
试题分析：气体温度升高时，气体的体积不一定变大，每个分子的体积不变；分子平均动能变大，但是每个分子的动能不一定都变大；选项AB错误；根据统计规律可知，速率大的分子数量增多，选项C正确；由于不知分子距离的变化，故不能判断分子间作用力的变化，故选项D错误；故选C.
考点：分子动理论.
11．ACE
【解析】
【详解】
A．由热力学温度与摄氏温度的关系：T=t+273，可知摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，故A正确；
B．气体放出热量时，若外界对气体做功，则气体的温度也可能升高，其分子的平均动能增加，选项B错误；
C．无论是气体，液体还是固体，其分子间都存在间距，但气体的间距最大，由于分子间存在较大的间距，气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动，所以气体能充满整个空间，C正确；
D．气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽略时，气体的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大，所以D错误；
E．不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小，向外界释放热量；薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外界对其做功，故E正确。
故选ACE。
12．ABD
【解析】
【详解】
A.一定质量的气体，保持温度不变，压强随体积的增大而减少的微观原因是：单位体积内的分子数减小，则单位时间内对器壁碰撞的分子数减小，则气体压强减小，故A正确；
B.用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功W=2.0×105J，同时空气的内能增加了 U =1.5×105J，根据 U=W+Q，则Q=-0.5×105J，即空气放出的热量为0.5×105J，故B正确；
C.分子在永不停息的做无规则运动，则物体的温度为0时，物体分子的平均动能不为零，故 C错误；
D.物体从外界吸收热量，若同时对外做功，则温度不一定升高，故D正确；
E.根据热力学第二定律可知，热量能够自发的从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，故E错误。
故选ABD.
13．ABD
【解析】
【详解】
A．图像中，A与B的连线是一条过原点的倾斜直线，为等压线，所以
温度升高
选项A正确；
BC．由图像可知，B到C的过程中，体积不变，即
而温度降低，即
由查理定律可知
压强变小，选项B正确，C错误；
D．由图像可知，由C到D的过程中，温度不变，即
而体积变小，即
由玻意耳定律可知
选项D正确。
故选ABD。
14．ACD
【解析】
【详解】
A．清晨草叶上的露珠呈球形，是水的表面张力作用的结果，A正确；
B．一定质量的某种理想气体，在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程得，温度升高，内能增加，但理想气体不计分子势能，故B错误；
C．热量可以从低温物体传递到高温物体，但不能自发的从低温物体传递到高温物体，C正确；
D．饱和汽压与温度有关，降低温度，可以使未饱和汽变成饱和汽，D正确；
E．温度升高，分子平均动能增大，但并非每个分子的动能都增大，E错误。
故选ACD。
15． 小于 等于 放热
【解析】
【分析】
【详解】
[1]气体从状态a到状态b发生等压变化，根据盖-吕萨克定律知，体积增大，温度升高，所以气体在状态a的温度小于在状态b的温度。
[2]理想气体的内能只与温度有关，a、c两状态温度相等，内能相等，所以气体在状态a的内能等于气体在状态c的内能。
[3]气体从b到c状态，体积不变，温度降低，内能减少，做功为零，根据热力学第一定律
应该放出热量。
16．答案见详解
【解析】
【详解】
“钻木取火”是通过做功方式改变物体的内能，在此过程中，机械能转变为内能，温度达到了木材的着火点，就可以使木材燃烧。
17．①122.2℃ ②277℃
【解析】
【详解】
①以封闭气体为研究对象，初始状态：p1=p0-gh1=60cmHg，V1=V0+h0S=100cm3，T1=300K
末状态：p2=p0=76cmHg，V2=V1+=104cm3
由理想气体状态方程有：
代入数据解得：T2=395.2K
即t2=122.2℃
②对于封闭气体，末状态：p3=p0+gh=100cmHg，
由理想气体状态方程有：
代人数据解得：T2=550K
即t2=277℃
18．(1)；(2) 次
【解析】
【详解】
(1)设原来上方空气体积为V，已知
，，，
根据玻意尔定律得
解得
(2)设至少需要打n次已知：
，，，
根据玻意尔定律得：
解得：
次
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