周周练05 第三章热力学定律 综合测试 物理人教版选择性必修第三册

2025-2026学年高二物理（选择性必修3）周周练 第三章 周练05 热力学定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 一、选择题(本题共12小题，共48分。其中1～10题为单选题，每小题4分；11--12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．根据热力学定律，下列说法错误的是（　　） A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B．第一类永动机不可能制成，是因为其违背了热力学第一定律；第二类永动机不可能制成，是因为其违背了热力学第二定律 C．科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机 D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能 【答案】C 【详解】A. 电冰箱通过外界做功（电能驱动压缩机），使热量从低温物体（箱内）传递到高温物体（外部环境），符合热力学第二定律的克劳修斯表述，故A正确，不符合题意； B. 第一类永动机因违背热力学第一定律（能量守恒）无法制成；第二类永动机因违背热力学第二定律（无法从单一热源取热全部做功）无法制成，故B正确，不符合题意； C. 根据热力学第二定律的开尔文表述，不可能从单一热源吸热并全部转化为功而不引起其他变化。即使科技再进步，这一结论仍成立，故C错误，符合题意； D. 热力学第二定律指出，热机效率不可能达到100%，即使无能量损失，热量也无法全部转化为机械能，必须向低温热源放热，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选C。 2．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端黏着艾绒，猛推推杆，封闭的气体被迅速压缩，即可点燃艾绒。在此过程中（　　） A．气体温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．气体温度不变，气体分子的平均动能增大 C．气体压强增大，内能增加 D．气体压强不变，内能减少 【答案】C 【详解】封闭的气体被推杆压缩过程中，根据热力学第一定律有 猛推推杆，对气体做功，则W＞0，又因为时间很短，可认为Q＝0，所以气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增大，气体体积减小，压强增大，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法错误的是（　　）    A．气体自发扩散前后内能相同 B．气体在被压缩的过程中内能增大 C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功 D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功 【答案】D 【详解】AC．抽开隔板时，由于右方是真空，气体做自由扩散，气体没有对外做功，又没有热传递，则根据∆U=Q+W可知，气体的内能不变，故AC正确，该题是要找出错误的选项，故AC不选； BD．气体被压缩的过程中，外界对气体做功，又没有热传递，根据∆U=Q+W可知，气体内能增大，故B不选，D错误，符合题意。 故选D。 4．A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B球用同一种特殊材料制成，当温度稍微升高时，球的体积明显地增大，如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等，两球也不再上升，则（    ） A．A球吸收的热量多 B．B球吸收的热量多 C．A、B两球吸收的热量一样多 D．不能比较吸收热量的多少 【答案】B 【详解】A、B两球初末状态完全相同，故内能变化量△U相同；B球膨胀对水银做的功大于A球膨胀对水做的功，由热力学第一定律，所以B球吸收的热量大于A球吸收的热量，故B正确。 故选B。 5．“珍爱生命、预防溺水”。如图中的游泳浮漂是游泳爱好者自我保护的装备，采用高弹、环保的PVC材质，内置双气囊，使用时向里充气使之膨胀，充气后体积可视为不变且不漏气，气囊内气体可视为理想气体。当充气浮漂在水中温度降低时，则浮漂气囊内气体（　　） A．压强变大 B．内能增加 C．向外界放热 D．分子数密度减小 【答案】C 【详解】A．根据体积不变，温度降低，根据 可知，压强降低，故A错误； B．气囊内气体可视为理想气体，其内能的大小由温度决定，温度降低，内能减小，故B错误； C．根据 其中减小，，故，故气体向外界放热，故C正确； D．气体质量不变，分子数不变，体积不变，故单位时间内的分子数减小，故分子数密度不变，故D错误。 故选C。 6．卡诺循环是只有两个热源的简单循环。如图所示是卡诺循环的图像，卡诺循环包括四个过程：等温过程；绝热膨胀过程：等温过程；绝热压缩过程。整个过程中封闭气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．过程，气体对外界做负功 B．过程，气体吸收热量 C．过程温度为，过程温度为，则 D．过程气体对外做功为，过程外界对气体做功为，则 【答案】D 【详解】A．过程气体体积增大，气体对外界做功，故A错误； B．过程中，等温压缩，外界对气体做功，内能不变，根据热力学第一定律，气体放出热量，故B错误； C．过程温度为T1 ，过程温度为T2，由理想气体状态方程知，压强与体积的乘积越大，温度越高，则T1>T2，故C错误； D．过程和过程都是绝热过程，且气体温度变化大小相同，则内能增加减小量相同，根据热力学第一定律可知，过程气体对外做功为W1 ，过程外界对气体做功为W2，则W1=W2，故D正确。 故选D。 7．一定质量的理想气体从a状态开始，经过a→b、b→c、c→d、d→a四个过程后回到初状态a，p-T图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多 B．d状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多 C．b→c过程中气体与外界交换的热量小于气体d→a过程与外界交换的热量 D．a→b过程中气体吸收的热量小于气体c→d过程中向外界放出的热量 【答案】B 【详解】A．根据理想气体状态方程，得 可知p-T图像中图线上各点与原点的连线的斜率 则a→b过程中气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，气体分子平均速率变大，分子撞击容器壁的时间间隔减小，次数增多，故A错误； B．设单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数为n，单个气体分子单次撞击容器壁的平均冲量为I，则气体压强 由题图可知 d状态下气体分子平均速率比b状态下的小 单次撞击冲量 而由题图知压强 因此 故B正确； C．b→c过程中气体温度不变，， 过程放热 d→a过程中气体温度不变，， 过程吸热 因为，， 所以 故C错误； D．a→b、c→d过程中气体体积不变，外界对气体不做功，又因为 ， 因此， 故D错误； 故选B。 8．一定质量的理想气体的压强随热力学温度变化的图如图所示，已知ba的延长线过坐标原点，bc与横轴平行。则（　　） A．由的过程中，气体分子数密度变大 B．由的过程中，气体分子平均动能不变 C．由的过程中，气体从外界吸收热量 D．由的过程中，外界对该气体做正功 【答案】C 【详解】A．由题意可知ba的延长线过图的坐标原点，所以由气体发生等容变化，气体分子数密度不变，故A错误； B．由，气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，平均动能增大，故B错误； C．由，气体的体积不变，做功为零，但气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C正确； D．由，气体的压强不变做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，气体的体积增大，外界对该气体做负功，故D错误。 故选C。 9．一定质量的理想气体从状态变化到状态，其压强和体积倒数关系如图所示，则此过程中，气体（　　） A．内能减少 B．分子速率均变小 C．分子数密度变小 D．对外做功 【答案】A 【详解】AB．一定质量的理想气体从A到B的过程，由理想气体状态方程 整理得 可知，即气体的温度一直降低，则气体内能一直减小，气体分子平均动能减小，但并非所有分子速率均减小，故A正确B错误； C．体积减小，质量不变，所以分子数不变，分子数密度增大，故C错误； D．体积减小，外界对气体做功，故D错误。 故选A。 10．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是（　　） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量耗散 B．能量在转化过程中变少的现象叫能量耗散 C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源，而自然界的能量是守恒的 D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 【答案】AC 【详解】能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，但有方向性，机械能转化为内能后，我们无法将它们收集起来重新利用；故AC正确，BD错误； 故选AC。 11．下列关于熵的观点中正确的是 A．熵越大，系统的无序度越大 B．对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会减小 C．气体向真空扩散时，熵值减小 D．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 【答案】ABD 【详解】在一个孤立的系统，分子只能向无序方向发展，熵越大，系统的无序度越大，A正确；对于一个不可逆的绝热过程，其熵总不会减小，B正确；气体向真空扩散时，熵值增大，C错误； 自然过程中熵总是增加，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多，D正确；故选ABD． 点睛：理解熵增加原理：利用绝热过程中的熵是不变还是增加来判断过程是可逆还是不可逆的基本原理．在一个孤立的系统，分子只能向无序方向发展． 12．如图所示，装有热水的茶杯放置在水平桌面上，因茶杯底部粘有水，在茶杯底部与桌面间封闭了一定的气体，随着气体温度升高，封闭气体发生等压膨胀，吹起一小水泡，当水泡增大到一定体积时，水泡破裂，其他部分的水补充到破裂位置，将剩余气体封闭，依次往复，发出“噗噗”的声音。若水泡每次破裂前瞬间的体积恒定，茶杯底部与桌面间不断进入气体。下列说法正确的是（　　） A．在水泡破裂前，封闭气体的温度逐渐升高 B．每次水泡破裂，封闭气体减少的质量相同 C．每次水泡吹起过程，封闭气体对外做的功相同 D．相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量相同 【答案】AC 【详解】A．在水泡破裂前，封闭气体发生等压膨胀，体积增大，温度升高，故A正确； B．水泡破裂时，水泡内的部分气体逸出到外界，随着次数增加，封闭气体密度减小，每次封闭气体减少的质量减小，故B错误； C．水泡破裂后到下一个水泡吹起前，封闭气体的压强相等，同时水泡破裂前瞬间气体体积相等，则每次水泡吹起过程，封闭气体对外做功均为，故C正确； D．设封闭气体初始时体积为V1，初始时温度为T1，水泡即将破裂时体积增加了∆V，气体温度为T2，则有 变形可得 可知，第n次水泡破裂时气体温度与第（n-1）次水泡破裂时气体温度之比等于第（n+1）次水泡破裂时气体温度与第n次水泡破裂时气体温度之比，由此可知，相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量不相同，故D错误。 故选AC。 二、填空题（本题4小题，共19分） 13．（4分）如图所示，一带有抽气阀门的绝热密闭容器内，有一个充有一定量气体的气球（不漏气）。将容器和球内气体均视为理想气体且二者温度总相同。在抽气泵将容器内的气体缓慢抽出的过程中，气球的体积逐渐增大，则单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体分子个数__________（填“减少”或“增加”）；气球内部气体内能变化量大小__________（填“大于”“小于”或者“等于”）气球内部气体对外做功的大小。 【答案】 减少 大于 【详解】[1]抽气过程中，容器和球内气体的整体相当于是绝热膨胀过程，故二者温度降低，气球内部气体的密度减小，气体的平均动能减小，单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体分子个数减少； [2]气球膨胀过程中，气球内部气体对外放热，也同时对外做功，所以气球内部气体内能变化量大小等于气球内气体对外做功的大小和对外放热的大小之和。 14．（3分）如图所示是压缩式电冰箱的工作原理示意图。经过干燥过滤器后液体制冷剂进入蒸发器，汽化吸收箱体内的热量，压缩机使低温低压的制冷剂气体变成高温高压的气体，然后制冷剂在冷凝器中液化放出热量到箱体外。电冰箱将热量从低温物体转移到高温物体的工作过程___________（填“违背”或“不违背”）热力学第二定律。制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，做的功W___________（填“大于”“小于”或“等于”）零；分子的势能将___________（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】 不违背 小于 增大 【详解】[1]热力学第二定律的克劳修斯表述为热量不能自发地从低温物体传到高温物体，电冰箱依靠压缩机实现了将热量从低温物体转移到高温物体，不违背热力学第二定律。 [2]制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，体积膨胀，对外做功，W小于零； [3]膨胀过程中克服分子引力做功，分子势能增加。 15．（6分）如图所示是某款气压式升降椅及其气缸柱放大结构图，圆柱形气缸固定于底座，内部充有一定量的气体（可视为理想气体），气缸内部横截面积为。活塞上端被气缸上端卡环卡住，此刻气缸内部气体柱长，外部大气压为，气缸内部气体压强，活塞、连接杆、凳子面总质量为，，不计任何摩擦。 (1)若椅子上放了一个快递，椅子下降，一段时间后气缸内气体温度不变，此过程中，活塞对气体做功20J，判断整个过程中缸内气体是________（填“吸热”或“放热”），相应的热量为________J； (2)若椅子上不放任何东西，则活塞对卡环的作用力大小为________； (3)某同学坐在椅子（脚始终悬空）上后，经过足够长时间，椅子高度下降后平衡，求该同学的质量________。 【答案】(1) 放热 20J（2分） (2)550N（2分） (3) 【详解】（1）[1][2]由题知，椅子下降的过程，气缸内气体温度不变，则气体的内能不变，即 根据热力学第一定律有 其中活塞对气体做功为 解得 负号表示缸内气体放热；相应的热量为20J （2）活塞静止不动处于平衡状态，根据平衡条件有 解得 根据牛顿第三定律得到 活塞对卡环的力方向竖直向上 （3）根据玻意耳定律有 解得， 活塞静止不动处于平衡状态，根据平衡条件有 解得 16．（6分）一定质量的理想气体经历的循环过程，循环过程中的气体压强与气体的体积变化如图所示，图中的曲线I和II都是反比例函数图像的一部分，其中压强，则理想气体从的过程中__________（填“吸热”或“放热”），理想气体状态A时气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数__________（填“多于”“少于”或“等于”）在状态B时的；的过程中气体对外界做的功__________（填“大于”“小于”或“等于”“无法比较”）的过程中外界对气体做的功。 【答案】 放热 多于 等于 【详解】[1]由题意可知，理想气体D从A到的过程为等温变化，气体内能保持不变，气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律 由于 ， 可得 故理想气体从的过程中气体向外界放热； [2]理想气体从A到B的过程为等压变化，气体体积增大，根据 可知气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，由于气体压强不变，根据压强微观意义可知气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数减少，即理想气体状态A时气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数多于在状态B时的。 [3]ABCDA循环过程中，过程气体压强不变，体积增大，可知气体对外做功；过程气体压强不变，体积减小，得外界对气体做正功，而图线与横轴围成的面积表示做功，由图可知 从A到B气体对外做功 同理从C到D外界对气体做功 因为 可知 即的过程中气体对外界做的功等于的过程中外界对气体做的功。 三、解答题（本题3小题，共33分） 17．（6分）热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：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；第二种表述：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．图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？ 【答案】见解析 【分析】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零． 【详解】如下图所示； 实质：一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性； 或：一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性； 【点睛】本题关键熟悉热力学第二定律的各种表述，能够明确热力学第二定律的本质． 18．（12分）一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时气体的内能为U0。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p一V图象如图所示，其中AB是等温变化。求： （1）气体在状态B时的体积； （2）气体在状态C时的温度； （3）从状态B到状态C，气体对外界做多少功。 【答案】（1）；（2）3T0；（3） 【详解】（1）由题意可知，从状态A到状态B为等温变化过程，状态B时气体压强为pB=3p0，设体积为VB，由玻意耳定律得 p0V0=pBVB 解得 （2）由题图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，状态C时气体体积为VC=V0，设温度为TC，由盖-吕萨克定律得 解得 TC=3T0 （3）从状态B到状态C，气体对外界做功 故气体对外界做正功，大小为。 19．（15分）山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为M=0.4kg，活塞的质量为m=0.2kg，汽缸容积的横截面积为S=1cm2，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）若在第（2）题的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求。      【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入数据解得 （2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增大 气体对外做功 根据热力学第一定律有 解得 （3）当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 该由理想气态方程得有 代入数据解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二物理（选择性必修3）周周练 第三章 周练05 热力学定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 1、 选择题(本题共12小题，共48分。其中1～10题为单选题，每小题4分；11--12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．C 2．C 3．D 4．B 5．C 6．D 7．B 8．C 9．A 10．AB 11．ABD 12．AC 二、填空题（本题4小题，共19分） 13．（4分） 减少 大于 14．（3分）不违背 小于 增大 15．（6分） (1) 放热 20J（2分） (2)550N（2分） (3) 16．（6分） 放热 多于 等于 【详解】[1]由题意可知，理想气体D从A到的过程为等温变化，气体内能保持不变，气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律 由于， 可得 故理想气体从的过程中气体向外界放热； [2]理想气体从A到B的过程为等压变化，气体体积增大，根据 可知气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，由于气体压强不变，根据压强微观意义可知气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数减少，即理想气体状态A时气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数多于在状态B时的。 [3]ABCDA循环过程中，过程气体压强不变，体积增大，可知气体对外做功；过程气体压强不变，体积减小，得外界对气体做正功，而图线与横轴围成的面积表示做功，由图可知 从A到B气体对外做功 同理从C到D外界对气体做功 因为 可知 即的过程中气体对外界做的功等于的过程中外界对气体做的功。 三、解答题（本题3小题，共33分） 17．（6分） 【答案】见解析 【分析】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零． 【详解】如下图所示； 实质：一切与热现象有关的宏观过程在自发进行时都具有方向性； 或：一切与热现象有关的宏观自然过程在进行时都具有方向性； 【点睛】本题关键熟悉热力学第二定律的各种表述，能够明确热力学第二定律的本质． 18．（12分）（1）；（2）3T0；（3） 【详解】（1）由题意可知，从状态A到状态B为等温变化过程，状态B时气体压强为pB=3p0，设体积为VB，由玻意耳定律得 p0V0=pBVB 解得 （2）由题图可知，从状态B到状态C为等压变化过程，状态C时气体体积为VC=V0，设温度为TC，由盖-吕萨克定律得 解得 TC=3T0 （3）从状态B到状态C，气体对外界做功 故气体对外界做正功，大小为。 19．（15分）（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入数据解得 （2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有 该过程中内能增大 气体对外做功 根据热力学第一定律有 解得 （3）当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 该由理想气态方程得有 代入数据解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二物理（选择性必修3）周周练 第三章 周练05 热力学定律 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 一、选择题(本题共12小题，共48分。其中1～10题为单选题，每小题4分；11--12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．根据热力学定律，下列说法错误的是（　　） A．电冰箱的工作表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B．第一类永动机不可能制成，是因为其违背了热力学第一定律；第二类永动机不可能制成，是因为其违背了热力学第二定律 C．科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机 D．即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能 2．景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端黏着艾绒，猛推推杆，封闭的气体被迅速压缩，即可点燃艾绒。在此过程中（　　） A．气体温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．气体温度不变，气体分子的平均动能增大 C．气体压强增大，内能增加 D．气体压强不变，内能减少 3．如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法错误的是（　　）    A．气体自发扩散前后内能相同 B．气体在被压缩的过程中内能增大 C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功 D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功 4．A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B球用同一种特殊材料制成，当温度稍微升高时，球的体积明显地增大，如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等，两球也不再上升，则（    ） A．A球吸收的热量多 B．B球吸收的热量多 C．A、B两球吸收的热量一样多 D．不能比较吸收热量的多少 5．“珍爱生命、预防溺水”。如图中的游泳浮漂是游泳爱好者自我保护的装备，采用高弹、环保的PVC材质，内置双气囊，使用时向里充气使之膨胀，充气后体积可视为不变且不漏气，气囊内气体可视为理想气体。当充气浮漂在水中温度降低时，则浮漂气囊内气体（　　） A．压强变大 B．内能增加 C．向外界放热 D．分子数密度减小 6．卡诺循环是只有两个热源的简单循环。如图所示是卡诺循环的图像，卡诺循环包括四个过程：等温过程；绝热膨胀过程：等温过程；绝热压缩过程。整个过程中封闭气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．过程，气体对外界做负功 B．过程，气体吸收热量 C．过程温度为，过程温度为，则 D．过程气体对外做功为，过程外界对气体做功为，则 7．一定质量的理想气体从a状态开始，经过a→b、b→c、c→d、d→a四个过程后回到初状态a，p-T图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多 B．d状态下，单位时间内撞击单位面积容器壁的气体分子数比b状态下多 C．b→c过程中气体与外界交换的热量小于气体d→a过程与外界交换的热量 D．a→b过程中气体吸收的热量小于气体c→d过程中向外界放出的热量 故选B。 8．一定质量的理想气体的压强随热力学温度变化的图如图所示，已知ba的延长线过坐标原点，bc与横轴平行。则（　　） A．由的过程中，气体分子数密度变大 B．由的过程中，气体分子平均动能不变 C．由的过程中，气体从外界吸收热量 D．由的过程中，外界对该气体做正功 9．一定质量的理想气体从状态变化到状态，其压强和体积倒数关系如图所示，则此过程中，气体（　　） A．内能减少 B．分子速率均变小 C．分子数密度变小 D．对外做功 10．关于“能量耗散”的下列说法中，正确的是（　　） A．能量在转化过程中，有一部分能量转化为内能，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量耗散 B．能量在转化过程中变少的现象叫能量耗散 C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，即在能量的转化过程中，能量的数量并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源，而自然界的能量是守恒的 D．能量耗散表明，各种能量在不转化时是守恒的，但在转化时是不守恒的 11．下列关于熵的观点中正确的是（ ） A．熵越大，系统的无序度越大 B．对于一个不可逆绝热过程，其熵总不会减小 C．气体向真空扩散时，熵值减小 D．自然过程中熵总是增加的，是因为通向无序的渠道要比通向有序的渠道多得多 12．如图所示，装有热水的茶杯放置在水平桌面上，因茶杯底部粘有水，在茶杯底部与桌面间封闭了一定的气体，随着气体温度升高，封闭气体发生等压膨胀，吹起一小水泡，当水泡增大到一定体积时，水泡破裂，其他部分的水补充到破裂位置，将剩余气体封闭，依次往复，发出“噗噗”的声音。若水泡每次破裂前瞬间的体积恒定，茶杯底部与桌面间不断进入气体。下列说法正确的是（　　） A．在水泡破裂前，封闭气体的温度逐渐升高 B．每次水泡破裂，封闭气体减少的质量相同 C．每次水泡吹起过程，封闭气体对外做的功相同 D．相邻两次水泡破裂封闭气体温度变化量相同 二、填空题（本题4小题，共19分） 13．（4分）如图所示，一带有抽气阀门的绝热密闭容器内，有一个充有一定量气体的气球（不漏气）。将容器和球内气体均视为理想气体且二者温度总相同。在抽气泵将容器内的气体缓慢抽出的过程中，气球的体积逐渐增大，则单位时间内与气球内壁发生碰撞的气体分子个数__________（填“减少”或“增加”）；气球内部气体内能变化量大小__________（填“大于”“小于”或者“等于”）气球内部气体对外做功的大小。 14．（3分）如图所示是压缩式电冰箱的工作原理示意图。经过干燥过滤器后液体制冷剂进入蒸发器，汽化吸收箱体内的热量，压缩机使低温低压的制冷剂气体变成高温高压的气体，然后制冷剂在冷凝器中液化放出热量到箱体外。电冰箱将热量从低温物体转移到高温物体的工作过程___________（填“违背”或“不违背”）热力学第二定律。制冷剂在蒸发器中由液态变成气态的过程中，做的功W___________（填“大于”“小于”或“等于”）零；分子的势能将___________（填“增大”“不变”或“减小”）。 15．（6分）如图所示是某款气压式升降椅及其气缸柱放大结构图，圆柱形气缸固定于底座，内部充有一定量的气体（可视为理想气体），气缸内部横截面积为。活塞上端被气缸上端卡环卡住，此刻气缸内部气体柱长，外部大气压为，气缸内部气体压强，活塞、连接杆、凳子面总质量为，，不计任何摩擦。 (1)若椅子上放了一个快递，椅子下降，一段时间后气缸内气体温度不变，此过程中，活塞对气体做功20J，判断整个过程中缸内气体是________（填“吸热”或“放热”），相应的热量为________J； (2)若椅子上不放任何东西，则活塞对卡环的作用力大小为________； (3)某同学坐在椅子（脚始终悬空）上后，经过足够长时间，椅子高度下降后平衡，求该同学的质量________。 16．（6分）一定质量的理想气体经历的循环过程，循环过程中的气体压强与气体的体积变化如图所示，图中的曲线I和II都是反比例函数图像的一部分，其中压强，则理想气体从的过程中__________（填“吸热”或“放热”），理想气体状态A时气体分子在单位时间单位面积器壁上的碰撞次数__________（填“多于”“少于”或“等于”）在状态B时的；的过程中气体对外界做的功__________（填“大于”“小于”或“等于”“无法比较”）的过程中外界对气体做的功。 三、解答题（本题3小题，共33分） 17．（6分）热力学第二定律常见的表述有两种：第一种表述：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；第二种表述：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．图甲是根据热力学第二定律的第二种表述画出的示意图：热机从热源吸收热量，一部分用于做功，一部分会传给其周围的低温物体．请你根据第一种表述完成示意图乙．根据你的理解，热力学第二定律的实质是什么？ 18．（12分）一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时气体的内能为U0。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p一V图象如图所示，其中AB是等温变化。求： （1）气体在状态B时的体积； （2）气体在状态C时的温度； （3）从状态B到状态C，气体对外界做多少功。 19．（15分）山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为k=300N/m的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为M=0.4kg，活塞的质量为m=0.2kg，汽缸容积的横截面积为S=1cm2，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）若在第（2）题的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求。      / 学科网（北京）股份有限公司 $