第三章 热力学定律章末质量检测 （时间：90 分钟 分值：100 分） 一、单项选择题：本题 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. 下列关于物体内能变化的说法正确的是（ ） A 一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变 B 一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加 C 一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加 D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变 2. 下列说法正确的是（ ） A 热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B 功、热、内能是一样的 C 不可能从单一热库吸收热量，并把它全部用来做功而不引起其他任何变化 D 凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现 3. 如图所示，两个相通的容器 P、Q 间装有阀门 K，P 中充满气体，气体分子间 的相互作用力可以忽略，Q 为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门 K 后，P 中的气体进入 Q 中，最终达到平衡状态，则（　　） A． 气体体积膨胀，内能增加 B． 气体分子势能减小，内能增加 C. 气体分子势能增加，压强可能不变 D.Q 中的气体不可能自发的全部退回到 P 中 4. 如图所示，为一定质量的理想气体的状态变化过程的 p-V 图像。气体先由 a 状态沿双曲线经等温过程变化到 b 状态。再沿与横轴平行的直线变化到 c 状态。 a、c 两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法正确的是 A 由 a 状态至 b 状态过程中,气体放出热量，内能减少 B 由 b 状态至 c 状态过程中，气体对外做功，内能减少 C c 状态与 a 状态相比，c 状态分子平均距离较大，分子平均动能较大 D b 状态与 a 状态相比，b 状态分子平均距离较小，分子平均动能相等 5. 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 闭着理想气体，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 全部转化为气体的内能 B．Ep 一部分转化成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 C．Ep 一部分转化成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能 D．Ep 一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍 为弹簧的弹性势能 6. 如图所示，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过定滑轮与一质量为 m 的重物相连并处于静止状态，此时活塞距缸口的距离 h=0.2m，活塞面积 S=10c m2，封闭气体的压 p=5×104Pa．现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢上 升直至缸口。在此过程中封闭气体吸收了 Q=60J 的热量，假设气缸壁和活塞都 是绝热的，活塞质量及一切摩擦不计，则在此过程中气体内能增加量为 A. 70J B.60J C.50J D.10J 7. 根据热力学定律，下列判断正确的是 A．利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内 能转换为机械能，这在原理是可行的 B．制冷系统能将冰箱内的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其它变化 C．满足能量守恒定律的客观过程都可以自发地进行 D.以上判断均错误 8. 根据热力学定律，下列判断正确的是 A.效率为 100%的热机是不可能制成的 B 从单一热库吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用小方法 C 吸收了热量的物体，其内能一定增加 D 以上说法均正确 二、多项选择题，本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个 选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分， 有选错的得 0 分. 9. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。开箱时， 密闭于气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，分子的平均动能减小 B. 对外做正功，内能增大 C. 对外做负功，分子的平均动能增大 D. 对外做正功，内能减小 10. 下列过程可能实现的是 A 将海水温度自动下降时，释放的内能全部转变为机械能 B 空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C 在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高 D 静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能， 使物体运动起来 11. 电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强 迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，实现制冷作用，那么下列说法中正确 的是（　　） A 打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低 B 在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量 C 在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量 D 电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 12. 关于一定质量的气体，下列叙述正确的是 A 气体吸收的热量可以完全转化为功 B 气体体积增大时，其内能一定减少 C 气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D 外界对气体做功，气体内能可能减少 13. 用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞用插销 S 锁住，将 质量和温度都相同的氢气(H2)和氧气（O2）分别充入容器的两部分，然后提起 插销 S，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时( ) A. 氧气的温度不变 B. 氢气的压强增大 C. 氧气的体积增大 D. 氧气的内能变大 三、非选择题：本题共 5 小题，共 56 分 14.（8 分）质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态 I 到气态Ⅲ （可看成理想气体）变化过程中温度（T）随加热时间（t）变化关系如图所示． 单位时间所吸收的热量可看作不变． (1)（多选）以下说法正确的是（ ） A．在区间Ⅱ，物质的内能不变 B．在区间Ⅲ，分子间的势能变大 C．从区间 I 到区间Ⅲ，物质的熵增加 D．在区间 I，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大 (2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高 快”“变慢”或“快慢不变”），请说明理由 （选填“变 。 15.（10 分）在一个标准大气压下，水在沸腾时，1g 的水由液态变成同温度的 水汽，其体积由 1.043 cm3 变为 1676 cm3。该过程中 1g 水吸热 2263.8J， 已知大气压强为 1.013×105Pa,求： (1)体积膨胀时，气体对外界做的功 W； (2)气体增加的内能∆U。 16.（12 分）如图所示，为一定质量理想气体的 p-V 图像，气体状态由 A 经 B 到 C 的变化过程中吸收了 420J 热量，对外做功 400J，已知状态 A 的温度为 300K，求气体: （1）内能改变的数值 （2）状态 C 的温度 TC 17. 如图所示，以导热气缸放在水平地面上，其内封闭一定质量的某种理想气体。 活塞通过定滑轮与重物连接并保持平衡。已知气缸高度为 h，开始时活塞在气 缸中央，初始温度为 t（摄氏温度），活塞面积为 S，大气压强为 p0，物体重力 为 G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升∆x(∆x< h/2） 封闭气体吸收了 Q 的热量，气缸始终未离开地面，问： (1)环境温度升高了多少度? (2)气体的内能如何变化？变化了多少？ 18.（14 分） 某压力锅结构如图所示，盖好密封锅盖，将限压阀套在出气孔上， 给压力锅加热。当锅内气体压强达到一定值时，气体就把限压阀顶起．假定在 压力阀被顶起时，停止加热。 （1）若此时锅内气体的体积为 V’，摩尔体积为 V，阿伏加德罗常数为 NA，写 出锅内气体分子数的估算表达式。 （2）假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功 1J,并向外界释放 了 2J 的热量。锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？ （3）已知大气压强 p 随海拔高度 H 的变化满足 p=p0（1-αH），其中常数 α＞ 0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅 内气体的温度有何不同。 参考答案 1.C 2.C 3.D 4.D 5. D 6.C 7.A 8.A 9.AD 10.BC 11.BC 12AD 13.CD 14.（1）BCD (2)变快 在吸收相同热量时，压强不变，体积增大，气体对外 界做功，∆U1=Q-|W|；若体积不变，W=0，∆U2=Q，∆U1<∆U2。 15.（1）等压膨胀时做功 W=p(V2-V1)=169.7J (2)∆U=-W+Q=-169.7J+2263.8J=2094.1J 16(1) ∆U=Q+W= 420J-400J=20J p AVA pCVC  （2） TA TC 解得 TC=240K 17.(1)活塞缓慢移动，任意时刻处于平衡状态。气体等温变化 V V  T T 2 x T  (273  t )K 解得 h 则 ∆t= T  2x (273  t )℃ h (2)气体温度升高，内能增加。设气缸内压强为 p， pS=p0S-G 封闭气体对外做功为 W=pS∆x=( p0S-G) ∆x 由热力学第一定律得 ∆U=Q-W=Q-( p0S-G) ∆x V' N 18.（1）锅内气体分子数 n= V A (2)气体对外做功，W=-1J；向外放热 Q=-2J 根据热力学第一定律∆U=W+Q= -3J 内能减少 3J （3）海拔高度增加，大气压强减少。 由 p1=p + mg/S=p0(1-αH)+mg/S 知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气 p1 p2  体压强减小。根据查理定律 T1 T2 可知，阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔 高度的增加而降低。