第三章 热力学定律 单元检测卷（培优版）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

绝密★启用前 第三章热力学定律单元检测卷（培优版）-人教版高中物理选修三 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．下列现象中，符合能量转化守恒定律但违反热力学第二定律的是（　　） A．电冰箱通电后能把箱内低温物体的热量传到箱外的高温物体 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．人类开发了潮汐发电技术，所获得的电能是由海水的机械能转化来的 D．一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却 2．关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性 B．将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为 C．对气体做功，其内能一定增加 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 3．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润 D．机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能 4．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示，闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（　　） A．充气过程中外界对储气室内气体做功，气体内能不变 B．只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴处喷出 C．喷液过程中，储气室内气体吸收热量并对外界做功 D．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力变大 5．一定质量的理想气体，从状态1（p1、V1、T1）可以经过不同的过程变化到状态2（p2、V2、T2）。已知1、2这两个状态气体的温度关系为，则在这些过程中（    ） A．气体一定都从外界吸收热量 B．气体和外界交换的热量一定是相等的 C．气体内能的变化量一定是相等的 D．外界对气体所做的功一定是相等的 6．下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大 C．物体的温度越高，分子的平均动能就越大 D．密闭容器内有一滴的水，蒸发变成了水蒸气，温度仍然是，它的内能保持不变 7．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程，先后到达状态b和c，最后回到原状态a，其p­T图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．从状态a到状态b的过程中，气体既不吸热也不放热 B．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加 C．从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变 D．a、b和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大 8．如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。A内有一定质量的理想气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入，最终达到平衡状态。在这个过程中，下列关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 9．洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（    ）    A．大小保持不变 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的无规则运动更加剧烈 D．气体内能保持不变 10．一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体的体积不变 B．从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C．c、d两状态的体积之比为2:3 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，利用特制的注射器做“探究气体等温变化时压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱（可认为是理想气体）相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明，实验时保持气体不漏出。 （1）某同学缓慢推动柱塞，注射器内空气温度保持不变而体积逐渐减小，则此过程单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数______（选填“增多”“不变”“减少”），注射器内空气热传递情况为：______（选填“吸热”“放热”“没有热传递”）； （2）另一同学多次缓慢推动柱塞，注射器内空气体积逐渐减小，根据测量结果描绘的图像如图所示的虚线，实线为一条双曲线，a为实线与虚线的交点，b为虚线上的一点。虚线与玻意耳定律不够吻合，若是温度改变引起的，则可以判断______。（选填“>”“<”）； 12．有组同学设计了一个如图所示的测温装置，C为测温泡，（内装有理想气体）用玻璃管将C与水银气压计相连，气压计A、B两管内的水银面在同一水平面上，气压计A、B两管的下端通过软管相连且充满水银（图中涂黑部分）。在A管上画上刻度。测温时调节B管的高度使A管中的液面位置保持在a处，此时根据A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度。假设该测温装置在制定刻度时候的大气压为76cmHg，测温泡所处环境的温度为。 (1)当测温泡放入较低温度的液体中，即测温泡中气体温度降低时，为使水银气压计A管中的液面位置保持在a处，则水银气压计的B管应向______（填“上”或“下”）移动； (2)上述过程稳定后C内的理想气体内能______（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将______（填“吸热”或“放热”）。 (3)该温度计的刻度是均匀的，则______。（填“温度上高下低”或“温度上低下高”） 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 13．地暖管道使用时间过久之后内壁一般都会结垢，工人利用如图所示地暖清洗，设备对管道进行清洗。清洗前先在地暖管道中注入一段清水。清洗机具有一个体积为V的封闭气箱，通过电机工作将外界气体压入封闭气箱，当气箱内气体压强为时，气箱与地暖之间的阀门瞬间打开，气体冲入暖气管，使暖气管中的水冲击水垢达到清洗目的。已知充气前箱内气体压强和大气压强均为。箱内原有气体和充入的气体均视为理想气体，充气过程中温度不变。 ①若充气过程中，气体向外界放出的热量为Q，求电机对气体所做的功； ②求电机将外界多少体积的气体充入气箱时，气箱阀门才能瞬间打开。 14．如图所示，两个截面积都为的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器，活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的热力学温度增加为原来的1.2倍，已知外界大气压强为，求此过程中活塞下降的距离和气体内能的增加量。 15．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。 （1）求该气体在状态B、C时的温度（用摄氏温度表示）； （2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？热量值为多少？ 16．火罐和抽气罐是中医拔罐的两种方式，如图所示，火罐下端开口，上端封闭；抽气罐下端开口，上端留有抽气阀门。用火罐时，先用火加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。用抽气罐时先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强，同样使抽气罐紧紧吸附在皮肤上。某次使用火罐时，罐内气体初始温度为400K，最终降到300K，内能的减小量为，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气罐，也可抽气后达到同样的效果。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求： （1）判断火罐内部气体从400K降温到300K过程中释放的热量Q与的大小关系？ （2）火罐内部降温到300K时内部压强是多少？ （3）用抽气罐拔罐时，抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值？    17．热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，源于人类对冷热现象的探索。关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．水银不浸润玻璃但浸润铅 B．尘埃颗粒在空气中的运动是布朗运动 C．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 D．一定质量的理想气体对外做功，其内能一定增大 18．下列说法正确的是（　　） A．物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小 B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向同性的特性 C．水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故 D．一定质量的理想气体等压升温的过程中，吸收的热量大于增加的内能 E．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大 19．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的图像如图所示，的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（　　） A．该气体在状态B时的压强为 B．该气体在状态C时的压强为 C．该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为100 J D．该气体从状态A到状态C的过程中放出的热量为200 J 试卷第6页，共8页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 第三章热力学定律单元检测卷（培优版）-人教版高中物理选修三 姓名 准考证号 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选绝不给分） 1．下列现象中，符合能量转化守恒定律但违反热力学第二定律的是（　　） A．电冰箱通电后能把箱内低温物体的热量传到箱外的高温物体 B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能 C．人类开发了潮汐发电技术，所获得的电能是由海水的机械能转化来的 D．一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却 【答案】B 【详解】A．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体，此过程中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，能发生。故A正确，与题意不符； B．蒸汽机的能量损失不可避免，不可能把蒸汽的内能全部转化为机械能，违背了热力学第二定律，不能发生。故B错误，与题意相符； C．人类开发了潮汐发电技术，所获得的电能是由海水的机械能转化来的，不违背热力学第二定律，能发生。故C正确，与题意不符； D．热传递具有方向性，热量能自发的从高温物体传到低温物体，故一杯热茶自然放置，茶水会慢慢冷却，不违背热力学第二定律。故D正确，与题意不符。 本题选错误的，故选B。 2．关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性 B．将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为 C．对气体做功，其内能一定增加 D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 【答案】D 【详解】A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了水分子运动的无规则性，故A错误； B．体积为V的油酸酒精溶液中所含油酸的体积小于V，所以该油酸分子直径小于，故B错误； C．改变内能的方式有两种：做功和热传递，根据热力学第一定律 对气体做功，其内能可能增加，可能减少，也可能不变，故C错误； D．根据热力学第二定律，热量从低温物体传到高温物体，一定会产生其他影响，故D正确。 故选D。 3．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是单晶体 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润 D．机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能 【答案】B 【详解】A．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，该现象说明云母片是单晶体，故A项错误； B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉，故B项正确； C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C项错误； D．机械能可以全部转化成内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能，但后者会引起其他变化，故D项错误。 故选B。 4．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示，闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（　　） A．充气过程中外界对储气室内气体做功，气体内能不变 B．只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴处喷出 C．喷液过程中，储气室内气体吸收热量并对外界做功 D．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力变大 【答案】C 【详解】A．理想气体内能由温度和质量决定，充气过程中外界对储气室内气体做功，气体的质量增加，虽然温度不变，但是气体内能增加，故A错误； B．只有当储气室内气体压强大于外界大气压强与喷嘴到液面这段导管内液体产生的压强之和时，消毒液才能从喷嘴处喷出，故B错误； C．喷液过程中，气体膨胀，对外做功，喷液过程中温度保持不变，气体质量不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，一定从外界吸收热量，故C正确； D．喷液过程中，由于温度不变，根据玻意耳定律，气体压强减小，即储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力减小，D错误。 故选C。 5．一定质量的理想气体，从状态1（p1、V1、T1）可以经过不同的过程变化到状态2（p2、V2、T2）。已知1、2这两个状态气体的温度关系为，则在这些过程中（    ） A．气体一定都从外界吸收热量 B．气体和外界交换的热量一定是相等的 C．气体内能的变化量一定是相等的 D．外界对气体所做的功一定是相等的 【答案】C 【详解】A．因为理想气体内能的大小只与温度有关，由题意知，，所以从状态1到状态2气体内能增大。而V1 和V2的大小关系未知，由热力学第一定律知，气体不一定从外界吸收热量，故A错误； BCD．因为经过不同的过程从状态1到状态2，则其做功和吸热情况都有可能不同，但是内能变化只与温度有关，因不同过程对应的温度变化相同，所以内能变化量一定相等，故BD错误，C正确。 故选C。 6．下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的速率都增大 C．物体的温度越高，分子的平均动能就越大 D．密闭容器内有一滴的水，蒸发变成了水蒸气，温度仍然是，它的内能保持不变 【答案】C 【详解】A．布朗运动是微小颗粒的无规则运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误； B．物体的温度升高，物体内分子热运动的平均速率增大，而不是每个分子。故B错误； C．温度是物体内部分子平均动能大小的标志，物体的温度越高，其内部分子的平均动能就一定越大，故C正确； D．15℃的水滴蒸发成15℃的水蒸气后，温度不变，分子的平均动能不变，该物态变化是吸热过程，分子势能增大，即内能增大，故D错误。 故选C。 7．一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程，先后到达状态b和c，最后回到原状态a，其p­T图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．从状态a到状态b的过程中，气体既不吸热也不放热 B．从状态b到状态c的过程中，气体的内能增加 C．从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变 D．a、b和c三个状态中，状态a时分子的平均动能一定最大 【答案】C 【详解】A．从状态a到状态b的过程中，气体压强不变，温度升高，内能增加，体积变大，气体对外做功，则根据 则气体吸热，选项A错误； B．从状态b到状态c的过程中，气体的温度不变，则内能不变，选项B错误； C．根据 可知，从状态c到状态a的过程中，气体的体积不变，选项C正确； D．a、b和c三个状态中，状态a时温度最低，可知该状态下分子的平均动能一定最小，选项D错误。 故选C。 8．如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。A内有一定质量的理想气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入，最终达到平衡状态。在这个过程中，下列关系图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，即 △Q=0 稀薄气体向真空扩散没有做功，即 W=0 根据热力学第一定律可知 △U=0 即气体内能不变，做等温变化。 故选B。 9．洪涝灾害时，可利用圆柱形塑料盆实施紧急漂浮自救，如图（a）所示。将盆口用力向下迅速竖直压入水面，如图（b）所示。设盆内气体可以视为理想气体，盆内气体压缩过程中与外界无热量交换。关于此过程说法正确的是（    ）    A．大小保持不变 B．气体压强与体积成反比 C．封闭气体分子的无规则运动更加剧烈 D．气体内能保持不变 【答案】C 【详解】A．将盆用力向下迅速竖直压入水面，受力分析有 即 因为下压过程为绝热压缩，气体体积减小、温度升高，压强增大，所以逐渐增大，故A错误； B．气体经历的是绝热压缩过程，不是等温过程，不满足玻意耳定律，故B错误； CD．由于竖直向下压盆过程中，外界对气体做功，忽略此过程中封闭气体与外界的热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，温度升高，气体分子的无规则运动更加剧烈，故C正确，D错误。 故选C。 10．一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为，bc和cd分别平行于横轴和纵轴，b、c、d三个状态的体积关系为，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体的体积不变 B．从b到c，单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加 C．c、d两状态的体积之比为2:3 D．从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量 【答案】D 【详解】A．根据得 可知图像的斜率与气体体积有关，从a到b，图线的斜率增大，则气体的体积减小。故A错误； B．从b到c，压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少。故B错误； C．d到a等容过程有 c到d等温过程有 联立解得 故C错误； D．由，联立解得 bcd过程的图如下 由图可知，b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功，显然 b到c，气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得 c到d，气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得 联立可得 故D正确。 故选D。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有 一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11．如图所示，利用特制的注射器做“探究气体等温变化时压强与体积的关系”的实验，已知压力表通过细管与注射器内的空气柱（可认为是理想气体）相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明，实验时保持气体不漏出。 （1）某同学缓慢推动柱塞，注射器内空气温度保持不变而体积逐渐减小，则此过程单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数______（选填“增多”“不变”“减少”），注射器内空气热传递情况为：______（选填“吸热”“放热”“没有热传递”）； （2）另一同学多次缓慢推动柱塞，注射器内空气体积逐渐减小，根据测量结果描绘的图像如图所示的虚线，实线为一条双曲线，a为实线与虚线的交点，b为虚线上的一点。虚线与玻意耳定律不够吻合，若是温度改变引起的，则可以判断______。（选填“>”“<”）； 【答案】 增多 放热 < 【详解】（1）[1]注射器内空气温度保持不变而体积逐渐减小根据 因此压强变大，而温度不变，分子平均动能不变，由压强的微观决定因素可知单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多。 [2]根据热力学第一定律可知，气体温度不变则内能不变，体积减小说明外界对气体做功，则可知气体放热。 （2）[3]结合图像可知由a到b过程，压缩气体过程中p与V的乘积增大，根据理想气体的状态方程，可分析出气体的温度升高了，即 12．有组同学设计了一个如图所示的测温装置，C为测温泡，（内装有理想气体）用玻璃管将C与水银气压计相连，气压计A、B两管内的水银面在同一水平面上，气压计A、B两管的下端通过软管相连且充满水银（图中涂黑部分）。在A管上画上刻度。测温时调节B管的高度使A管中的液面位置保持在a处，此时根据A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度。假设该测温装置在制定刻度时候的大气压为76cmHg，测温泡所处环境的温度为。 (1)当测温泡放入较低温度的液体中，即测温泡中气体温度降低时，为使水银气压计A管中的液面位置保持在a处，则水银气压计的B管应向______（填“上”或“下”）移动； (2)上述过程稳定后C内的理想气体内能______（填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将______（填“吸热”或“放热”）。 (3)该温度计的刻度是均匀的，则______。（填“温度上高下低”或“温度上低下高”） 【答案】(1)下 (2) 减小 放热 (3)温度上高下低 【详解】（1）液面位置保持在a处，则测温泡中的气体等容变化，测温泡中气体温度降低时，压强减小，因此B管向下移动。 （2）[1][2]C内的理想气体温度降低则内能减小。气体不对外做功，根据热力学第一定律可知气体将放热。 （3）测温泡所处环境的温度为时，热力学温度为，液面高度差为0，当摄氏温度为t时，热力学温度为T，液面高度差为，可得 即 该温度计刻度均匀，温度降低，B管向下移动，因此温度上高下低。 13．地暖管道使用时间过久之后内壁一般都会结垢，工人利用如图所示地暖清洗，设备对管道进行清洗。清洗前先在地暖管道中注入一段清水。清洗机具有一个体积为V的封闭气箱，通过电机工作将外界气体压入封闭气箱，当气箱内气体压强为时，气箱与地暖之间的阀门瞬间打开，气体冲入暖气管，使暖气管中的水冲击水垢达到清洗目的。已知充气前箱内气体压强和大气压强均为。箱内原有气体和充入的气体均视为理想气体，充气过程中温度不变。 ①若充气过程中，气体向外界放出的热量为Q，求电机对气体所做的功； ②求电机将外界多少体积的气体充入气箱时，气箱阀门才能瞬间打开。 【答案】①；② 【详解】①由充气过程中温度不变，内能不变 可得 解得 ②将外界气体充入气箱，气箱阀门瞬间打开 解得 14．如图所示，两个截面积都为的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连，容器，活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的热力学温度增加为原来的1.2倍，已知外界大气压强为，求此过程中活塞下降的距离和气体内能的增加量。 【答案】， 【详解】理想气体发生等压变化。设气体压强为p，活塞受力平衡 设气体初态的温度为T，系统达到新平衡时活塞下降的高度为x， 由盖-吕萨克定律得 解得 又系统绝热，即 外界对气体做功为 根据热力学第一定律有 所以 15．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27℃。 （1）求该气体在状态B、C时的温度（用摄氏温度表示）； （2）该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？热量值为多少？ 【答案】（1）﹣73℃，27℃；（2）放热，200J 【详解】（1）气体在状态A时的热力学温度为 对A→B过程根据盖—吕萨克定律有 解得 由图易知 根据理想气体状态方程 可知 所以 tB=（200－273）℃=﹣73℃ tC=tA=（300－273）℃=27℃ （2）该气体从状态A到状态C的过程中体积减小，外界对气体做功，而气体温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律可知气体放热。由 结合图像围成的面积表示外界对气体做的功，可得 所以 即气体放出的热量值为200J。 16．火罐和抽气罐是中医拔罐的两种方式，如图所示，火罐下端开口，上端封闭；抽气罐下端开口，上端留有抽气阀门。用火罐时，先用火加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。用抽气罐时先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强，同样使抽气罐紧紧吸附在皮肤上。某次使用火罐时，罐内气体初始温度为400K，最终降到300K，内能的减小量为，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气罐，也可抽气后达到同样的效果。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求： （1）判断火罐内部气体从400K降温到300K过程中释放的热量Q与的大小关系？ （2）火罐内部降温到300K时内部压强是多少？ （3）用抽气罐拔罐时，抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值？    【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据热力学第一定律 气体体积减小，，所以。 （2）设火罐内气体初始状态参量分别为、、，温度降低后状态参量分别为、、，罐的容积为，由题意知、、、、，由理想气体状态方程得 代入数据得 （3）对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为、，末态气体状态参量分别为、，罐的容积为，由题意知、、，由玻意耳定律得 代入数据得 设抽出的气体的体积为，由题意知 故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 代入数据得 四、多选题 17．热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，源于人类对冷热现象的探索。关于热学知识，下列说法正确的是（　　） A．水银不浸润玻璃但浸润铅 B．尘埃颗粒在空气中的运动是布朗运动 C．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 D．一定质量的理想气体对外做功，其内能一定增大 【答案】AC 【详解】A．水银不浸润玻璃但浸润铅，故 A正确； B．尘埃颗粒用肉眼就能看到，且最终会落到地面（或地面上的物体）上，故该运动不是布朗运动，故B错误； C．晶体和非晶体的区别在于内部分子排列，有的通过外界干预可以相互转化，如把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，它会变成柔软的非晶体，再过一段时间又会转化为晶体，故C正确； D．一定质量的理想气体对外做功，若其吸收的热量大于其对外做的功，则内能增大，故D错误。 故选AC。 18．下列说法正确的是（　　） A．物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小 B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向同性的特性 C．水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故 D．一定质量的理想气体等压升温的过程中，吸收的热量大于增加的内能 E．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大 【答案】ACD 【详解】A．根据热力学第一定律 物体从外界吸收热量的同时，对外界做功，则物体的内能可能在减小，所以A正确； B．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特性，所以B错误； C．水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故，所以C正确； D．一定质量的理想气体等压升温的过程中，根据盖吕萨克定律可知，温度升高时，体积增大，气体对外界做功，W为负值，根据热力学第一定律 可知， 吸收的热量大于增加的内能，所以D正确； E．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体的压强不一定增大，因为气体的体积也增大，单位体积所含有的分子数减小，则压强不一定增大，所以E错误； 故选ACD。 19．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的图像如图所示，的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为，下列说法正确的是（　　） A．该气体在状态B时的压强为 B．该气体在状态C时的压强为 C．该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为100 J D．该气体从状态A到状态C的过程中放出的热量为200 J 【答案】BC 【详解】A．气体从状态A到状态B，发生的是等容变化，由查理定律得 解得在状态B时的压强为 选项A错误； B．气体从状态B到状态C，发生的是等压变化，有 选项B正确； CD．由于状态A与状态C的温度相同，所以该气体从状态A到状态C的过程中，内能变化量，气体从状态A到状态B不做功，从状态B到状态C的过程中气体对外做功，做功大小为 由热力学第一定律知整个过程中吸收的热量 选项C正确，D错误。 故选项BC。 试卷第10页，共18页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $