第三章 热力学定律单元自测题 Word版含解析

选择性必修三 第三章 热力学定律
1.关于热力学定律,下列说法中正确的是(?? )
A.在一定条件下物体的温度可以降到绝对零度
B.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
C.热机的效率可以达到100%
D.在热传递中,热量不可能自发地从低温物体传给高温物体
2.如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历四个过程到达状态e，其中的延长线经过原点，连线与横轴平行，连线与纵轴平行。下列说法正确的是( )
A.过程中气体分子热运动平均动能增加
B.过程中气体分子单位时间内撞击容器壁次数不变
C.过程中气体从外界吸热小于气体内能增量
D.过程中气体对外放出热量，内能不变
3.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。下列关于能量耗散的说法中正确的是( )
A.能量耗散说明能量不守恒
B.能量耗散不符合热力学第二定律
C.能量耗散过程中能量不守恒
D.能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性
4.下列说法正确的是( )
A.热量不能由低温物体传递到高温物体
B.外界对物体做功，物体的内能必定增加
C.效率为100%的热机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
D.不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功，而不产生其他影响
5.一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为。以下判断正确的是( )
A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功
B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量
C.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量
6.如图所示，一定质量的理想气体沿不同路径由状态A变到状态B，已知，则下列说法正确的是( )
A.气体在过程Ⅰ中对外界做的功大于在过程Ⅱ中对外界做的功
B.在过程Ⅰ中外界对气体做的功等于在过程Ⅱ中外界对气体做的功
C.气体在过程Ⅰ中内能的变化量大于在过程Ⅱ中内能的变化量
D.气体在过程Ⅰ中吸收的热量小于在过程Ⅱ中吸收的热量
7.如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出。气缸外部温度恒定不变，则( )
A．缸内的气体压强减小，内能减小
B．缸内的气体压强增大，内能减小
C．缸内的气体压强增大，内能不变
D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加
8.如图所示为内燃机的示意图，其原理结构简化模型就是一个汽缸活塞模型，活塞上部封闭一定质量的理想气体。如果活塞向上运动，关于内部气体（忽略与外界热交换）的说法正确的是( )
A.体积减小，压强不变，温度升高 B.气体对外界做功，内能增大
C.体积减小，压强增大，温度不变 D.外界对气体做功，内能增大
9.关于第二类永动机，下列说法中正确的是( )
A.它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律
B.它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律
C.它不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律
D.它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律
10.下列说法中正确的有(?? ?)
A.第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
B.热机的效率从原理上讲可达100%
C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的
D.自然界中的能量尽管是守恒的,但有的能量便于利用,有的不便于利用,故要节约能源
答案以及解析
1.答案：D
解析：A、绝对零度是一切低温物体的极限,不可能达到,故A错误;B、第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机违背了热力学第二定律,但并不违反能量守恒定律,故B错误;C、根据热力学第二定律,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,即热机的效率不能达到100%,故C错误;D、由热力学第二定律可知,在热传递中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体,故D正确;故选:D。
2.答案：A
解析：过程气体温度升高，分子平均动能增大，故A正确。过程温度升高，压强不变，则气体分子平均动能增大，为保持压强不变，单位时间内气体分子与器壁碰撞次数减少，故B错误。过程气体体积增大，对外做功，又温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量且大于内能增量，故C错误。过程气体体积增大，对外做功，因温度不变，内能不变，则气体从外界吸收热量，故D错误。
3.答案：D
解析：能量耗散是指能量在转化的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来加以利用，其满足能量守恒定律，也符合热力学第二定律。能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了。能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，所以A、B、C错误，D正确。
4.答案：D
解析：根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传到高温物体。在发生其他变化的前提下，热量可以由低温物体传到高温物体。例如电冰箱制冷时，压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以A错误。外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以B错误。热机的效率为100%，并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，因此它不可能制成，所以C错误。D选项中的表述就是热力学第二定律的一种表述形式，所以D正确。
5.答案：C
解析：本题通过图像考查理想气体状态方程、热力学第一定律。图像中图线与V轴围成图形的面积表示气体对外界做功的大小，由题图可知，气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功，A错误；由理想气体状态方程可知，，则在、两过程中气体内能变化，，由热力学第一定律知，，由以上各式可知，B错误；在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功，由盖-吕萨克定律知，气体的温度降低，内能减少，由热力学第一定律知，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，C正确；理想气体的内能只与温度有关，，故气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误。
6.答案：D
解析：本题以图像为情境考查热力学定律等知识。根据气体对外界做的功的大小等于图线与V轴围成的面积可知，气体在过程Ⅰ中对外界做的功小于在过程Ⅱ中对外界做的功，A、B错误；对于一定质量的理想气体，内能的大小由温度决定，又因为气体的初、末状态温度相同，则两个过程中气体内能的变化量相同，C错误；沿不同路径由状态A变到状态B，由热力学第一定律知，在内能变化相同的情况下，气体对外做的功越多（），则吸收的热量越多（），即气体在过程Ⅰ中吸收的热量小于在过程Ⅱ中吸收的热量，D正确。
7.答案：C
解析：设活塞与装满砂子的砂桶的总重力为G,活塞横截面积为S,大气压为,则以活塞为研究对象,根据力的平衡条件得:气缸内气体的压强,由于G减小,则p增大,即气体被压缩,外界对气体做功。由于气缸是导热的,气体的温度与环境温度相等,保持不变,其内能不变。故选项C正确。
8.答案：D
解析：本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律的应用。活塞向上运动，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，，，则气体内能增大，故D正确，B错误；由上述分析可知气体的内能增大，则温度升高，气体被压缩，体积减小，根据理想气体状态方程可知，气体压强增大，故A、C错误。
9.答案：C
解析：第一类永动机违反了热力学第一定律，即能量守恒定律，不可能实现；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，即能量的转化具有方向性，故C正确.
10.答案：D
解析：第二类永动机并不违反能量守恒,A错误;热机在工作过程中必然排出部分热量,热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量,因而热机的效率不可能达100%,B错误;根据热力学第二定律在,虽然能量不会减小但能源会越来越少,所以要节约能源,C错误、D正确。