单元检测 第三章 热力学定律-【过习题】2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019选择性必修第三册）

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绝密★启用前《第三章 热力学定律》章末检测试卷(时间:60分钟　满分:100分)一、选择题：(本题共12个小题,每题4分,共48分。1-8是单选题,9-12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分。)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．(2021·淮安市高二月考)关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)A．一定质量的气体吸收热量，其内能一定增大B．一定质量的气体吸收热量，其内能不一定增大C．不可能使热量由低温物体传递到高温物体D．第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律2．关于内能、温度和热量，下列说法正确的是(　　)A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止3.在商场一些柜台前常见到一种气压凳(如图)，它的高度可以调节且舒适性好．其原理结构简化模型就是一个汽缸活塞模型，内部封闭一定质量的气体(视为理想气体，忽略与外界的热交换)．如果有一个人坐上去，关于内部气体的说法正确的是(　　)A．外界对气体做功，内能增加  B．气体对外界做功，内能增加C．体积减小，压强增大，温度不变  D．体积减小，压强不变，温度升高4．(2022·南京·期末)一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是(　　)A．体积不变    B．体积增大C．外界对气体做功    D．一定从外界吸收热量5．有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示．图乙、图丙是其工作原理示意图．使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图乙)，然后把锁扣扳下(如图丙)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上．若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变．则此过程中(　　)A．吸盘内气体压强增大  B．吸盘内气体分子的密度增大C．吸盘内气体分子的平均速率增大  D．吸盘内气体要吸收热量6．(2021·南通市高二期末)用图甲所示的装置探究注射器内封闭气体的压强与体积的关系，根据测得的实验数据作出p－图像如图乙所示，线段AB的延长线经过坐标原点O，BC段为曲线，环境温度保持不变．则下列说法中正确的是(　　)A．A→B过程，气体的内能增加B．A→B过程，气体吸收热量C．B→C过程，气体对外做正功D．B→C过程，可能出现了漏气7.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是(　　)A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量8.(2021·连云港市高二期末)一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知状态A的温度与状态C的温度相同，下列说法正确的是(　　)A．A→B过程气体温度升高，密度减小B．A→B过程外界对气体做功，气体温度降低C．A→B→C过程气体与外界的热交换为零D．A→B过程气体吸收的热量小于B→C过程气体放出的热量9．下列关于物体内能的说法正确的是(　　)A．改变物体内能有两种方式：做功和传热，两者在内能的改变上是等效的，且实质也是相同的B．在有其他影响的情况下，可以把内能全部转化为有用功C．热量可以由低温物体转移到高温物体而不引起其他变化D．在内能的转化和转移过程中，虽然存在能量损失，但总能量依然守恒10．如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空，现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是(　　)A．气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少B．气体在向真空膨胀的过程中不对外做功，分子平均动能不变C．气体在向真空膨胀的过程中，气体体积增大，内能不变D．若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空11.如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是(　　)A．在过程ab中气体的内能增加 B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功 D．在过程bc中气体从外界吸收热量12.如图所示，一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中(　　)A．气体的内能增大B．气体吸热C．单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多D．若汽缸和活塞换成绝热材料，汽缸内气体分子平均动能增大二、计算题(本题共6个小题。共60分。)13．(6分)在热力学中有一种循环过程叫作焦耳循环．它由两个等压过程和两个绝热过程组成．图示为一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A→B→C→D→A)，已知某些状态的部分参数如图所示(见图中所标数据)．试解决下列问题：(1)从状态C→D过程气体分子的密度________，分子的平均动能会________；(均选填“变大”“变小”或“不变”)(2)已知状态A的温度TA＝250 K，求状态C的温度TC＝____________ K；(3)若已知A→B过程放热Q＝80 J，则A→B过程中内能的变化量ΔUAB＝____________ J，B→C过程外界对气体做的功WBC＝____________ J.14.(10分)把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置．在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等．如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系．(1)关于瓶内气体，下列说法中正确的有________．A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变B．温度升高时，瓶内气体分子的动能均增大C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体(2)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V－T图像如图所示．已知大气压强p0＝1×105 Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为________J．若此过程中气体吸收热量60 J，则气体的内能增加了________J.(3)已知1 mol任何气体在压强p0＝1×105 Pa、温度T0＝273 K时，体积约为V0＝22.4 L．瓶内空气的平均摩尔质量M＝29 g/mol，体积V1＝2.24 L，温度为T1＝25 ˚C.可估算出瓶内空气的质量为________ g．(结果保留3位有效数字)15．(9分)(2022·南京市高二月考)如图甲所示，一横截面积S＝10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，不计活塞与汽缸间的摩擦．如图乙所示是气体从状态A缓慢变化到状态B的V－T图像．已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p＝1.5×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝900 J，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)活塞的质量m；(2)此过程中气体内能的增量ΔU.16．(10分)(2022·盐城·期末)如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形汽缸直立在水平地面上，容积为2V0，一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从汽缸中顶出．现活塞位于汽缸中央，此时该气体温度为T0、密度为ρ，已知该气体的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，大气压强为p0，汽缸密封良好．(1)求汽缸内气体分子的总个数N；(2)现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到3T0时的压强p；(3)该气体温度升高到3T0过程中，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量ΔU.17．(12分)(2022·徐州·期末)如图所示，下端开口的圆柱形容器(导热性能良好)竖立在水面上，其上部封闭有一定质量的理想气体．当环境温度为T1时，容器底部与水面间的高度差为h1，容器内外水面间的高度差为h2；当环境温度升高到T2(未知)时，容器上升的高度为h，此过程中气体从环境中吸收的热量为Q.容器的横截面积为S，已知大气压强始终保持p0不变，水的密度为ρ，当地的重力加速度为g.求：(1)初状态时容器内部气体压强p；(2)环境温度T2；(3)环境温度从T1升高到T2过程中，气体内能的变化量ΔU.18.(13分)一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，汽缸如图所示水平放置．活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝4 cm.外界气温为27 ˚C，大气压强为p0＝1.0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10 m/s2，求：(1)此时气体的温度为多少；(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝390 J的热量，则气体增加的内能ΔU为多少．