第三章 热力学定律 复习训练（word版含答案）

第三章 热力学定律
一、选择题
1．关于能量转化的方向性下列说法中正确的是（　　）
A．凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化
B．摩擦生热的过程是不可逆过程
C．由于能量的转化过程遵守能量守恒定律，所以不会发生能源危机
D．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
2．一封闭容器中装有一定质量的理想气体，容器壁与外界没有热量交换，当气体被压缩时，下列说法正确的是（　　）
A．气体压强增大 B．气体对外界做功
C．气体内能不变 D．气体温度不变
3．如图所示，一定量的理想气体从状态a开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态b和c。下列说法正确的是（　　）
A．在过程中气体对外界做功 B．在过程中气体对外界做功
C．在过程中气体的内能逐渐变大 D．在过程中气体的内能逐渐变小
4．对封闭在汽缸中一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）
A．温度升高，气体分子的平均动能一定增大 B．体积减小，气体的压强一定增大
C．外界对气体做功，气体的内能一定增大 D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
5．下列说法正确的是（ ）
A．0℃的冰融化成0℃的水，分子的平均动能不变，内能变小
B．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功
C．热量可以从低温物体传递到高温物体
D．一定量的某种理想气体在等温膨胀过程中，压强一定增加
6．将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。下列说法正确的是（　　）
A．气体的内能不变 B．气体的压强不变
C．气体分子的平均动能减小 D．气体与外界无热交换
7．下列说法不正确的是（　　）
A．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源，可减少环境污染
B．用纯电动汽车代替燃油汽车，可改善空气质量
C．能量是守恒的，我们不需要节约能源
D．能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性.能源的利用受这种方向性的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的
8．对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是（　　）
A．一定质量的气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收120J的热量，则它的内能增大20J
B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加；物体对外界做功，其内能一定减少
C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
D．第二类永动机违反了热力学第一定律
9．关于热力学第二定律，下列表述中正确的是（　　）
A．物体可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
B．热传递是有方向性的
C．不可能使热量从低温物体传到高温物体
D．第二类永动机是可以制成的
10．关于热力学定律，下列表述正确的是（　　）
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B．效率为100%的热机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
C．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
D．外界对物体做功，物体的内能必定增加
11．（多选）如图，为一定质量的理想气体经过“卡诺循环”，即从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中与为等温过程，与为绝热过程（气体与外界无热量交换）。下列说法正确的是（　　）
A．过程气体从外界吸热
B．过程气体内能增加
C．过程气体从外界吸热
D．过程气体内能增加
12．（多选）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（　　）
A．对外做正功 B．气体的温度升高
C．分子平均动能增大 D．分子的平均动能减小
13．（多选）关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　）
A．热量可以从低温物体传到高温物体
B．在一定条件下，物体的温度可以降低到0K
C．第二类永动机违背了热力学第一定律，因而是不可能实现的
D．一个物体的内能增加，必定有其他物体对它做功或向它传递热量
14．（多选）如图，导热气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸的内壁光滑。现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．气体分子平均动能不变
B．气体内能减少
C．水平外力F逐渐变大
D．气体从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
15．（多选）空调即空气调节器，是通过压缩机等装置使热量在室内和室外转移。制冷时从室内吸收热量释放到室外，制热时从室外吸收热量释放到室内。图所示为某空调的铭牌，对空调、空调的铭牌以及热学的相关知识，以下说法中正确的是（　　）
A．空调的工作说明了热量可以从低温物体传到高温物体
B．热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体
C．空调工作是消耗较少的电能来“搬运”了更多的热量，并不违背能量守恒定律
D．可能通过改进技术，实现空调在制热时具有更小的制热功率和更大的制热量，但是制热功率不能减小到零
E．图示铭牌的标注有误，因为额定制冷（热）功率小于额定制冷（热）量，不符合能量守恒定律
16．（多选）下列关于热力学定律的理解正确的是（　　）
A．热量不可能从低温物体传到高温物体
B．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡
C．物体的摄氏温度变化了 ，其热力学温度变化了1 K
D．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
E．一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体向外界放热
二、填空题
17．如图为一茶具。当在茶具中加上足够多的开水，并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后，泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出。原因是茶滤内的封闭空气（可视为理想气体）温度升高，分子的平均动能______（填“变大”“变小”或“不变”），气体的压强_______（填“大于”“小于”或“等于”）大气压强。茶具中的水被压出的过程中，封闭空气对水做_______（填“正功”或“负功”）。
18．如图所示为一定质量的理想气体由状态A变为状态C，则气体从状态A变化到状态C的过程中，其内能___________（填“增大”、“减小”、或“不变”）。从B到C的过程中，气体向外放的热量为___________。
19．如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经状态b、c、d和e后回到状态a，图中ae、bc延长线过坐标原点O，cd平行于T轴，ab、de平行于V轴。该理想气体经过的a→b、b→c、c→d、d→e、e→a五个过程中，气体对外做功的过程有________；气体内能增加的过程有________；气体等压放热的过程有________。
20．如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则：Tb___________Tc，；Qab___________Qac。（选填“=”或“>”或“<”）
三、解答题
21．如图所示，在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体，中间用水银柱隔开。玻璃管静止时，A部分气柱长度为3L，压强为P0；B部分气柱长度为2L，水银柱产生的压强为0.5P0。已知大气压强为P0，环境温度保持不变。
（1）若将玻璃管沿竖直平面内缓慢转过90°，待稳定后求气柱A的长度；
（2）若在玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，现缓慢加热气体B，当气体B从外界吸收的热量为Q时，水银刚好到达小孔处，求该过程气体B内能的增量△U。
22．如图所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度H1＝0.60m，气体的温度T1＝300K；现给汽缸缓慢加热至T2＝480K，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度H2处，此过程中缸内气体增加的内能。已知大气压强p0＝1.0×105Pa，活塞横截面积S＝5.0×10－3m2。求：
（1）活塞距离汽缸底部的高度H2；
（2）此过程中缸内气体吸收的热量Q。
23．如图，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积，活塞的质量，厚度不计。在、两处设有限制装置，使活塞只能在、之间运动，下方气缸的容积，、之间的容积，大气压强，重力加速度。开始时活塞停在处，缸内气体的压强为，温度为，现缓慢加热缸内气体，直至。求：
（1）活塞刚离开处时气体的温度；
（2）缸内气体最后的压强；
（3）全过程中气体内能增加了，求气体吸收的热量。
参考答案：
1．B 2．A 3．D 4．A 5．C 6．A 7．C 8．A 9．B 10．C
11．AD 12．AD 13．AD 14．ACD 15．ACD 16．BCE
17． 变大 大于 正功
18． 增大 4J
19． a→b、b→c b→c、a→b b→c、c→d c→d、b→c e→a
20． = >
21．（1）l＝2.5L；（2）△U＝Q－4.5P0LS
22．（1）0.96 m；（2）480J
23．（1）；（2）；（3）
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