高中物理人教版选修3-3作业题 第十章 热力学定律 章末检测题 Word版含解析
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| 名称 | 高中物理人教版选修3-3作业题 第十章 热力学定律 章末检测题 Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 252.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-16 16:19:16 | ||
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文档简介
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1．在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( )
A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高
B．冬天暖气为房间供暖
C．点燃的爆竹在空中爆炸
D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热
解析：改变内能的方式有两种：做功和热传递．热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错．正确答案为B.
答案：B
2．下列关于熵的说法中错误的是( )
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理
D．熵值越大，代表系统内分子运动越无序
解析：热力学第二定律表明，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的．例如，功转变为热是机械能向内能转化．
答案：B
3.作为新能源，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( ）
A.在自然界里存在氢气 B.氢气轻，便于携带
C.燃烧氢气无污染 D.氢气燃烧发热量高
答案：C
4．一定质量0 ℃的冰，全部变成0 ℃的水的过程中( )
A．分子的平均动能增大，吸收热量，内能不变
B．分子的平均动能减小，放出热量，内能增大
C．分子的平均动能不变，吸收热量，内能增大
D．分子的平均动能不变，放出热量，内能减小
解析：冰是晶体，在熔化过程中，温度保持不变，故分子平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，体积增大，分子势能增大．故A、B、D错误，C正确．
答案：C
5．下列说法中正确的是( )
A．物体吸热后温度一定升高
B．物体温度升高，内能一定增加
C．0 ℃的冰融化为0 ℃的水的过程中内能不变
D．100 ℃的水变为100 ℃的水汽的过程中内能增大
解析：物体吸收热量温度不一定升高，A错误；物体温度升高，分子平均动能增大，若分子势能减小，物体的内能可能减小或不变，B错误；0 ℃的冰融化成0 ℃的水的过程中吸热，内能增加，C错误；100 ℃的水变成100 ℃的水汽过程中吸热，内能增大，D正确．
答案：D
6.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前( )
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增加，压强变大
解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高．进一步乙醚的温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大．
答案：D
7.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
解析：胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W<0.由于没时间进行热交换，由ΔU＝W可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，故C正确．
答案：C
8.热力学第二定律常见的表述方式有两种：一是不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；二是不可能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．第一种表述方式可以用如右图示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是( )
解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体．
答案：B
9．某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( )
A．室内空气的压强比室外的小
B．室内空气分子的平均动能比室外的大
C．室内空气的密度比室外的大
D．室内空气对室外空气做了负功
解析：由于房间是未密封的，它与外界是相通的，故室内的空气压强与室外的空气压强相等，A错误；由于室内的空气温度高于室外的空气温度，而温度是分子平均动能的标志，故室内空气分子的平均动能比室外的大，B正确；室内空气的密度小于室外空气的密度，C错误；室内的空气会向室外膨胀，所以室内的空气对室外空气做正功，D错误．
答案：B
10.如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( )
A．Ep全部转换为气体的内能
B．Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C．Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D．Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
解析：以活塞为研究对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，横截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)．W为正，ΔU必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F弹′＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D正确．
答案：D
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)
11.为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( ）
A.禁止使用煤、石油和天然气
B.开发利用核能、太阳能
C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D.植树造林
解析：能源与环境是相互制约的，在目前能源比较短缺的情况下还不能禁止使用常规能源，A、C错，B正确；通过植树造林，可以把太阳辐射到地球的能量转化为生物的能量储存起来，又能吸收大气中的CO2，释放出O2，D正确.
答案：BD
12．温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来．海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家”，从而避免温室效应．在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是( )
A．压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大
B．二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少
C．二氧化碳分子平均动能会减少
D．每一个二氧化碳分子的动能都会减少
解析：本题考查热力学第一定律．压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A对．二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的．二氧化碳温度降低，分子平均动能减少，但不是每个分子的动能都减少，C正确，D错误．
答案：ABC
13.如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变
解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由ΔU＝W＋Q知内能不变，故选项A错误．选项B正确．稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p1V2和V1p2，即气体压强变小，故选项C错误，选项D正确．
答案：BD
14.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则( )
A．A→B过程气体降温
B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功
C．C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零
解析：A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；B→C过程气体等容升压，由＝C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，选项B错；C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．
答案：AC
三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(6分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：
(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_______．
(2)子弹打中木块，木块和子弹的温度升高，________．
(3)电流通过电炉丝，其温度升高，____________．
(4)将烧红的铁块放入冷水中，水的温度升高，________．
解析：(1)中体积增大对外做功；(2)中子弹与木块摩擦做功；(3)中电流做功；(4)中属于热传递．
答案：(1)做功 (2)做功 (3)做功 (4)热传递
16．(12分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________(填写相应的序号)．
①气体分子间的作用力增大
②气体分子的平均速率增大
③气体分子的平均动能减小
④气体组成的系统的熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡__________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.
解析：(1)气泡上升过程中温度保持不变，压强减小体积增大，所以①②③均错，根据熵增加原理知④正确．
(2)气泡上升过程中T不变，故ΔU＝0，由热力学第一定律得气体吸收热量Q＝W＝0.6 J.
气泡到达湖面后温度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3 J－0.1 J＝0.2 J.
答案：(1)④ (2)吸收 0.6 0.2
17.(12分）如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的pV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的热量传入系统，系统对外界做功126 J.
(1）若沿a→d→b过程，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时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？
解析：(1）沿a→c→b过程：
ΔU＝W＋Q＝(－126＋335） J＝209 J.
沿a→d→b过程：
ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42）] J＝251 J，即有251 J的热量传入系统.
(2）由b→a，ΔU′＝－209 J.
ΔU′＝W″＋Q″＝84 J＋Q″，
Q″＝(－209－84）J＝－293 J.
负号说明系统放出热量.
答案：(1）251 J (2）放热 293 J
18．(12分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．
(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．
①A→B过程中，外界对气体做功；
②B→C过程中，气体分子的平均动能增大；
③C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多；
④D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化．
(2)该循环过程中，内能减小的过程是__________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10 L，在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数(已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留一位有效数字)．
解析：(1)A→B过程中，气体温度不变，内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，①错误；B→C过程中，气体对外界做功，气体内能减少，温度降低，分子平均动能减小，②错误；C→D过程中，气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增加，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，③正确；D→A过程中，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，④错误．
(2)A→B、C→D都是等温过程，内能不变，B→C为绝热膨胀，Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＜0，内能减小，D→A为绝热压缩，同理内能增加，故选“B→C”．
由热力学第一定律：W＋Q1＋Q2＝ΔU，
W＝ΔU－Q1－Q2＝0－63 kJ－(－38 kJ)＝－25 kJ，
即气体完成一次循环对外做功25 kJ.
(3)A→B为等温过程，由玻意耳定律：
pAVA＝pBVB，
又pB＝pA，
故VB＝VA＝×10×10－3 m3＝1.5×10－2 m3.
则B状态时单位体积内的分子数为：
n＝＝4×1025个/m3.
答案：(1)③ (2)B→C 25
(3)4×1025个/m3
19.(12分）如图所示，一长为L、内横截面积为S的绝热汽缸固定在水平地面上，汽缸内用一质量为M的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时活塞固定在汽缸正中央，汽缸内被封闭气体压强为p，外界大气压为p0(p＞p0）.现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v.
(1）求此过程克服大气压力所做的功.
(2）活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？
解析：(1）设大气作用在活塞上的压力为F，则F＝p0S
根据功的计算式W＝
解得：W＝
(2）设活塞离开汽缸时动能为Ek，则Ek＝
根据能量守恒定律得：缸内气体内能改变
ΔU＝－－
即内能减少了mv2＋p0SL
答案：(1） (2）减少了mv2＋p0SL
1．在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是( )
A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高
B．冬天暖气为房间供暖
C．点燃的爆竹在空中爆炸
D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热
解析：改变内能的方式有两种：做功和热传递．热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错．正确答案为B.
答案：B
2．下列关于熵的说法中错误的是( )
A．熵是物体内分子运动无序程度的量度
B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行
C．热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理
D．熵值越大，代表系统内分子运动越无序
解析：热力学第二定律表明，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的．例如，功转变为热是机械能向内能转化．
答案：B
3.作为新能源，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( ）
A.在自然界里存在氢气 B.氢气轻，便于携带
C.燃烧氢气无污染 D.氢气燃烧发热量高
答案：C
4．一定质量0 ℃的冰，全部变成0 ℃的水的过程中( )
A．分子的平均动能增大，吸收热量，内能不变
B．分子的平均动能减小，放出热量，内能增大
C．分子的平均动能不变，吸收热量，内能增大
D．分子的平均动能不变，放出热量，内能减小
解析：冰是晶体，在熔化过程中，温度保持不变，故分子平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，体积增大，分子势能增大．故A、B、D错误，C正确．
答案：C
5．下列说法中正确的是( )
A．物体吸热后温度一定升高
B．物体温度升高，内能一定增加
C．0 ℃的冰融化为0 ℃的水的过程中内能不变
D．100 ℃的水变为100 ℃的水汽的过程中内能增大
解析：物体吸收热量温度不一定升高，A错误；物体温度升高，分子平均动能增大，若分子势能减小，物体的内能可能减小或不变，B错误；0 ℃的冰融化成0 ℃的水的过程中吸热，内能增加，C错误；100 ℃的水变成100 ℃的水汽过程中吸热，内能增大，D正确．
答案：D
6.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前( )
A．外界对管内气体做功，气体内能增大
B．管内气体对外界做功，气体内能减小
C．管内气体内能不变，压强变大
D．管内气体内能增加，压强变大
解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高．进一步乙醚的温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大．
答案：D
7.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
解析：胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W<0.由于没时间进行热交换，由ΔU＝W可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，故C正确．
答案：C
8.热力学第二定律常见的表述方式有两种：一是不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；二是不可能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．第一种表述方式可以用如右图示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是( )
解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体．
答案：B
9．某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( )
A．室内空气的压强比室外的小
B．室内空气分子的平均动能比室外的大
C．室内空气的密度比室外的大
D．室内空气对室外空气做了负功
解析：由于房间是未密封的，它与外界是相通的，故室内的空气压强与室外的空气压强相等，A错误；由于室内的空气温度高于室外的空气温度，而温度是分子平均动能的标志，故室内空气分子的平均动能比室外的大，B正确；室内空气的密度小于室外空气的密度，C错误；室内的空气会向室外膨胀，所以室内的空气对室外空气做正功，D错误．
答案：B
10.如图所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( )
A．Ep全部转换为气体的内能
B．Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
C．Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能
D．Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能
解析：以活塞为研究对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，横截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)．W为正，ΔU必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F弹′＝mg＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D正确．
答案：D
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)
11.为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( ）
A.禁止使用煤、石油和天然气
B.开发利用核能、太阳能
C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D.植树造林
解析：能源与环境是相互制约的，在目前能源比较短缺的情况下还不能禁止使用常规能源，A、C错，B正确；通过植树造林，可以把太阳辐射到地球的能量转化为生物的能量储存起来，又能吸收大气中的CO2，释放出O2，D正确.
答案：BD
12．温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来．海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家”，从而避免温室效应．在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是( )
A．压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大
B．二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少
C．二氧化碳分子平均动能会减少
D．每一个二氧化碳分子的动能都会减少
解析：本题考查热力学第一定律．压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A对．二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的．二氧化碳温度降低，分子平均动能减少，但不是每个分子的动能都减少，C正确，D错误．
答案：ABC
13.如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变
解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由ΔU＝W＋Q知内能不变，故选项A错误．选项B正确．稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p1V2和V1
答案：BD
14.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则( )
A．A→B过程气体降温
B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功
C．C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零
解析：A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；B→C过程气体等容升压，由＝C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，选项B错；C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D不正确．
答案：AC
三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(6分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：
(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_______．
(2)子弹打中木块，木块和子弹的温度升高，________．
(3)电流通过电炉丝，其温度升高，____________．
(4)将烧红的铁块放入冷水中，水的温度升高，________．
解析：(1)中体积增大对外做功；(2)中子弹与木块摩擦做功；(3)中电流做功；(4)中属于热传递．
答案：(1)做功 (2)做功 (3)做功 (4)热传递
16．(12分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________(填写相应的序号)．
①气体分子间的作用力增大
②气体分子的平均速率增大
③气体分子的平均动能减小
④气体组成的系统的熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡__________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.
解析：(1)气泡上升过程中温度保持不变，压强减小体积增大，所以①②③均错，根据熵增加原理知④正确．
(2)气泡上升过程中T不变，故ΔU＝0，由热力学第一定律得气体吸收热量Q＝W＝0.6 J.
气泡到达湖面后温度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3 J－0.1 J＝0.2 J.
答案：(1)④ (2)吸收 0.6 0.2
17.(12分）如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的pV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的热量传入系统，系统对外界做功126 J.
(1）若沿a→d→b过程，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时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？
解析：(1）沿a→c→b过程：
ΔU＝W＋Q＝(－126＋335） J＝209 J.
沿a→d→b过程：
ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42）] J＝251 J，即有251 J的热量传入系统.
(2）由b→a，ΔU′＝－209 J.
ΔU′＝W″＋Q″＝84 J＋Q″，
Q″＝(－209－84）J＝－293 J.
负号说明系统放出热量.
答案：(1）251 J (2）放热 293 J
18．(12分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．
(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．
①A→B过程中，外界对气体做功；
②B→C过程中，气体分子的平均动能增大；
③C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多；
④D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化．
(2)该循环过程中，内能减小的过程是__________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10 L，在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数(已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留一位有效数字)．
解析：(1)A→B过程中，气体温度不变，内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，①错误；B→C过程中，气体对外界做功，气体内能减少，温度降低，分子平均动能减小，②错误；C→D过程中，气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增加，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，③正确；D→A过程中，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，④错误．
(2)A→B、C→D都是等温过程，内能不变，B→C为绝热膨胀，Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＜0，内能减小，D→A为绝热压缩，同理内能增加，故选“B→C”．
由热力学第一定律：W＋Q1＋Q2＝ΔU，
W＝ΔU－Q1－Q2＝0－63 kJ－(－38 kJ)＝－25 kJ，
即气体完成一次循环对外做功25 kJ.
(3)A→B为等温过程，由玻意耳定律：
pAVA＝pBVB，
又pB＝pA，
故VB＝VA＝×10×10－3 m3＝1.5×10－2 m3.
则B状态时单位体积内的分子数为：
n＝＝4×1025个/m3.
答案：(1)③ (2)B→C 25
(3)4×1025个/m3
19.(12分）如图所示，一长为L、内横截面积为S的绝热汽缸固定在水平地面上，汽缸内用一质量为M的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时活塞固定在汽缸正中央，汽缸内被封闭气体压强为p，外界大气压为p0(p＞p0）.现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v.
(1）求此过程克服大气压力所做的功.
(2）活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？
解析：(1）设大气作用在活塞上的压力为F，则F＝p0S
根据功的计算式W＝
解得：W＝
(2）设活塞离开汽缸时动能为Ek，则Ek＝
根据能量守恒定律得：缸内气体内能改变
ΔU＝－－
即内能减少了mv2＋p0SL
答案：(1） (2）减少了mv2＋p0SL