第三章 热力学定律 本章达标检测（Word版含答案）

人教版选择性必修第三册 第三章 本章达标检测
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ 　）
A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
B．密封在容器中的气体，在完全失重的情况下，对器壁的压强为零
C．第二类永动机违背热力学第一定律
D．在自然过程中，一个孤立系统的总熵可能会减小
2．下列说法中正确的是：
A．物体吸收热量，其内能必增加
B．外界对物体做功，物体内能必增加
C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少
D．物体温度不变，其内能也一定不变
3．恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．气泡内的气体对外界做功
B．气泡内的气体内能增加
C．气泡内的气体与外界没有热传递
D．气泡内气体分子的平均动能减小
4．下列说法中正确的是
A．物体内能增大时，温度不一定升高
B．物体温度升高，每个分子的动能都增加
C．物体对外界做功，其内能一定减少
D．物体从外界吸收热量，其内能一定增加
5．某物体的温度升高了，那么下列说法正确的是（　　）
A．物体内所有分子的动能都增大了
B．物体内分子的平均动能增大了
C．物体的分子势能一定增大了
D．物体一定吸收了热量
二、多选题
6．如图，一定质量理想气体从状态A依次经状态B和C后再回到状态A，对此气体下列说法正确的是
A．A-B过程中气体对外界做功
B．A-B过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功
C．B-C过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减少
D．C-A过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量
E．B-C过程中气体放出的热量大于C-A过程中吸收的热量
7．用r表示两分子间的距离，EP表示分子势能，当r=r0时引力等于斥力，设两分子相距大于10倍的r0时，EP=0，则（ ）
A．当r＞r0时，EP随r的增大而增大
B．当r＜r0时，EP随r的减小而增大
C．当r＜r0时，EP不随r的变化而变化
D．当r＞r0时，EP=0
三、填空题
8．大气压强p0＝1.0×105Pa。某容器的容积为20L，装有压强为20×105Pa的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩下气体的质量与原来气体的质量之比为______。
四、解答题
9．如图所示，足够长的直玻璃管下端封闭，开口向上竖直放置，管内有一段长为的水银柱封住一段空气柱，温度为、大气压强为时气体柱长度为，问：
（1）初始时管内气体的压强为多大？
（2）若保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，管内空气柱长为多大？
（3）若将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为不变，则管内气体温度应变为多少？
10．如图所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积为S=10－3m2，活塞的质量为m=1kg，厚度不计。在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方气缸的容积为1.0×10－3m3，A、B之间的容积为2.0×10－4m3，外界大气压强p0=1.0×105Pa，开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27，现缓慢加热缸内气体，直至327。求：
(1)活塞刚离开B处时气体的温度t2；
(2)缸内气体最后的压强；
(3)在图（乙）中画出整个过程中的p–V图线。
11．如图所示，在左端封闭右端开口的、粗细均匀的U形管中，有一段空气柱将水银分为A、B两部分，A位于封闭端的顶部已知在温度时，空气柱的长度，水银柱A的长度，B部分的两液面的高度差，外界大气压强。试求：
(1)当空气柱的温度为多少摄氏度时，A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力；
(2)保持空气柱在(1)情况下的温度不变，在右管中注入多少厘米长的水银柱，可以使U形管内B部分的水银面相平。
12．一定质量的理想气体由状态A经b到C的压强p和体积V变化关系如图所示，气体在状态A的温度为27℃，当气体从状态B至状态C的过程中，从外界吸收热量200J，求：
（1）气体在状态B时的温度；
（2）气体从状态B到状态C内能的变化量．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A.不可能自发把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故A正确．
B.密封在容器中的气体的压强不是由于气体重力而产生的，而是由于做无规则运动对容器壁碰撞产生的，所以在完全失重的情况下，对器壁的压强不为零，故B错误；
C.第二类永动机没有违反能量守恒定律，但却不能成功制成，是因为违反了热力学第二定律．故C错误；
D.不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零．故D错误；
故选A.
2．C
【解析】
【详解】
据知，物体吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增加，A错．同理外界对物体做功，若同时对外放热，其内能不一定增加，B错．C对．物体温度不变，其分子平均动能不变，若体积变化，引起分子势能变化，则内能也发生变化，D错．
3．A
【解析】
【详解】
气泡体积增大，对外做功，由于温度不变，因此分子平均动能不变，气体的内能不变，根据
可知，气体吸收热量，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【解析】
【详解】
物体内能等于分子势能和分子动能之和，内能增大可能分子动能不变，分子势能增大，A正确；物体温度升高，则物体的分子平均动能越大，但由于分子的运动是无规则的，不是每个分子的动能都增加，故B错误；物体对外界做功的同时有可能从外界吸热，其内能不一定减小，同理从外界吸收热量的同时有可能对外界做功，其内能不一定增加，CD错误．
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．温度是分子平均动能大小的标志，温度升高，则物体内分子的平均动能增大了，但物体内所有分子的动能不一定都增大，选项A错误，B正确；
C．分子势能大小取决于分子间的距离，温度升高，分子间的距离不一定增大，因此物体的分子势能不一定增大，选项C错误；
D．温度升高，可能是由于做功引起的，物体不一定吸收了热量，选项D错误。
故选B。
6．ADE
【解析】
【详解】
A项：过程中为等温变化，压强减小，由公式可知，体积增大，气体对外做功，故A正确；
B项：由热力学第一定律得：可知，气体要吸收热量且等于气体对外做的功，故B错误；
C项：过程为等压变化，由可知气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力不变，故C错误；
D项：为等容变化，温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故D正确；
E项：过程为等压变化，由热力学第一定律可知，，所以，其均为负值，为等容变化，热力学第一定律可知，，所以，由于两过程温度变化相同，所以气体内能变化相同，所以过程中气体放出的热量大于过程中吸收的热量，故E正确．
7．AB
【解析】
【详解】
当r＞r0时，分子力体现引力，当r的增加时，分子力做负功，则EP增加，故A正确；当r＜r0时，分子力体现斥力，当r的减小时，分子力做负功，则EP增加，故B正确，C错误；因两分子相距大于10倍的r0时，EP=0，则当r＞r0时，随r的减小，分子力做正功，分子势能减小，则当r＞r0时，EP<0，故D错误；故选AB．
【点睛】
本题关键是明确分子势能与分子力做功的关系，也可以结合图象分析分子势能的变化规律，注意电势能的负号表示大小．
8．1∶20
【解析】
【详解】
根据
p1V1=p2V2
得
p1V0=p0V0＋p0V
因
V0=20L
则
V=380L
即容器中剩余20L压强为p0的气体，而同样大气压下气体的总体积为400L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比，即
9．（1）90cmHg；（2）60cm；（3）177℃
【解析】
【分析】
【详解】
（1）初始状态时管内的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强的和，即为
p1=p0+ph=90cmHg
（2）保持温度不变，把玻璃管开口向下竖直放置，此过程为等温过程，此时的压强为：
p2=p0-ph=60cmHg
由
p1L1S=p2L2S
得
L2=60cm
（3）将玻璃管再转到开口向上竖直放置，要保持管内空气柱长度为L2不变，此过程为等容过程：此时的压强为：p3=p1=90cmHg，T3=t2+273，由
其中T2=t1+273=300K得
t2=177℃
10．(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】
(1)活塞刚离开B处时，气体压强为
气体做等容变化，有
解得
(2)设活塞最终移动到A处，由理想气体状态方程有
解得
因为p3>p2，故活塞最终移动到A处的假设成立
(3)如图
11．(1)； (2)63.3cm
【解析】
【详解】
(1)以封闭在左管中的气体为研究对象，初状态
，，
在水银柱A对U形管的顶部没有压力时
，

由理想气体状态方程得
代入数据解得
即
(2)状态3的
，，
由玻意耳定律

代入数据解得
注入的水银柱长度
代入数据解得
12．（1）（2）170J
【解析】
【详解】
（1）由图像可得状态A时，，，=300K，
状态B时，，
由理想气体状态方程
解得
（2）从状态B到状态C气体对外做的功为图像与V坐标轴围成的面积
由热力学第一定律可得
即内能增大，变化量为170J；
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