第三章 热力学定律 单元检测卷（基础版）-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（基础）-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） 1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了的功，气体的内能减少了，则下列各式中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．产生酸雨的祸首是（　　） A．二氧化碳 B．氟利昂 C．二氧化硫 D．一氧化碳 3．下列说法正确的是（　　） A．理想气体放出热量，其内能一定减小 B．理想气体对外做功，其内能一定减小 C．理想气体吸收热量，同时对外做功，其温度可能不变 D．理想气体放出热量，同时对外做功，其内能一定不变 4．关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，气体内能一定增加 B．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定减少 C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变 5．从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是（　　） A．热量不可能从低温物体传到高温物体 B．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律 C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 D．单晶体溶解过程中温度恒定不变，多晶体溶解过程中温度一直升高 6．如图所示，某容器装有一定质量的理想气体，气体经历了A→B→C→A的循环过程，其中A→B是等温过程，B→C是绝热过程，则（　　） A．A→B过程，每个气体分子动能保持不变 B．B→C过程，气体温度升高 C．B→C过程，单位时间内气体碰撞单位面积器壁的分子数减少 D．整个循环过程中，气体放热 7．下列说法正确的是（　　） A．当分子间间距变大时，分子间斥力变小，引力变大 B．液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为斥力 C．一定质量理想气体的压强和体积都增大，该气体一定吸热 D．液体的汽化热只和液体温度有关 8．如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．气体的温度升高，压强不变 B．气体的体积减小，压强不变 C．气体对外界做功，气体内能增加 D．外界对气体做功，气体内能增加 9．下列说法正确的是（　　） A．液体不浸润固体的原因是附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏 B．运送沙子的卡车停于水平面，在缓慢卸沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外界放热 C．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 10．2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时用的气密性装置，其简化模型如图所示：固定的座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。打开阀门K，A中的气体进入B中，假设此过程中系统与外界没有热交换，则（　　） A．座舱A中气体膨胀对外做功 B．座舱A中气体温度降低 C．平衡后气体内能增加 D．平衡后气体内能不变 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．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能减小 B．绝热情况下，外界对物体做了正功，物体的内能也不一定增加 C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到接近-273℃ D．热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的 12．对于理想气体，下列说法正确的是（　　） A．绝热膨胀过程中，气体的内能减少 B．等压膨胀过程中，气体的内能减少 C．等温膨胀过程中，气体的内能不变 D．等容变化过程中，气体吸收的热量和内能的增加量相同 E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能一定变大 13．关于热现象和热力学规律，下列说法正确的是（　　） A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子所占据的平均空间大小 B．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，吸收热量，内能增大 C．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的 D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律 E．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。下表为小明和小曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号1~5为小明完成，操作序号5~9为小曹完成。 操作序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强 185.1 131.6 102.4 84.2 71.1 88.9 114.5 164.6 244.5       体积 5 7 9 11 13 11 9 7 5 pV乘积 925.5 921.2 921.6 926.2 924.3 977.9 1030.5 1152.2 1222.5 将表格数据绘制成右侧图像，曲线①对应小明的操作，曲线②对应小曹的操作，在曲线上找到气体的三个状态、、，其对应坐标如图所示。 (1)在的过程中_____ A．活塞对密封气体做正功 B．分子平均动能几乎不变 C．气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大 (2)气体处于、状态时温度分别为和，则可知_____。（图中字母表示） (3)在的过程中，密封气体从外界吸收了热量_____（选填小于/等于/大于）气体对活塞做的功W。 15．用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是________； A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 (2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）； (3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度________（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量________（填“>”、“<”或“=”）。 16．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞可沿汽缸无摩擦地滑动。活塞面积，质量m=2kg，汽缸竖直放置时，活塞相对于底部的高度为h=1.2m，室温等于27°C；现将汽缸置于77°C的热水中，已知大气压强，取g=10m/s2，求： （1）平衡时活塞离汽缸底部的距离 （2）此过程中内部气体吸收热量28.8J，气体内能的变化量 17．如图所示，导热良好的汽缸竖直放置，光滑轻质活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，当环境温度由上升到时，为保证活塞位置不动，需在活塞上放置一定质量的物体，在这一过程中，气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g。求： （1）当温度为时，需在活塞上放置物体的质量； （2）在这一过程中，气体内能改变量。 18．有一与汽缸固定连接的卡环，卡环到缸底的距离L=36cm。活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T0=300K、大气压强=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离L0=30cm，活塞的面积S=50cm2，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求： （1）封闭气体温度升高到T2=540K时的压强； （2）汽缸内的气体从300K升高到540K的过程中内能增加了20J，则此过程中气体是吸热还是放热？热量为多大？ 19．如图所示，一高H = 20cm的绝热汽缸的侧壁靠近底部安装有能通电加热的一段很短的电阻丝。开始时汽缸竖直放置，用一个质量为m、横截面面积S = 10cm2的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，此时活塞与汽缸底部的距离h = 5cm，气体温度为27℃。现将汽缸绕右下角沿顺时针方向缓慢旋转90°，使缸体水平放置在地面上，此过程中活塞向缸口移动了x = 4cm，缸内气体温度降为 - 3℃。待系统稳定后给电阻丝通电对气体缓慢加热，气体吸热7J时内能增加4J。已知外界大气压强p0= 1.0 × 105Pa，重力加速度g取10m/s2，T = t + 273K。求： （1）活塞的质量。 （2）加热后气体的摄氏温度。 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（基础）-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） 1．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了的功，气体的内能减少了，则下列各式中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由热力学第一定律可知，外界对气体做功则为正值，气体内能减少则 为负值，代入热力学第一定律表达式得 故选B。 2．产生酸雨的祸首是（　　） A．二氧化碳 B．氟利昂 C．二氧化硫 D．一氧化碳 【答案】C 【详解】酸雨的主要成份是亚硫酸，二氧化硫与空气中的水蒸气接触会生成亚硫酸。 故选C。 3．下列说法正确的是（　　） A．理想气体放出热量，其内能一定减小 B．理想气体对外做功，其内能一定减小 C．理想气体吸收热量，同时对外做功，其温度可能不变 D．理想气体放出热量，同时对外做功，其内能一定不变 【答案】C 【详解】A．理想气体放出热量，若外界对气体做功，则其内能可能增加，选项A错误； B．理想气体对外做功，若吸收热量，则其内能可能增加，选项B错误； C．理想气体若吸收的热量等于对外做功，则其内能不变，则温度不变，选项C正确； D．理想气体放出热量，同时对外做功，其内能一定减小，选项D错误。 故选C。 4．关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，气体内能一定增加 B．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定减少 C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 D．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变 【答案】D 【详解】A．活塞压缩气体的过程中，活塞对气体做功，据热力学第一定律可知，如果气体放出的热量大于活塞对气体做的功，气体内能也可能减少，A错误； B．根据理想气体状态方程可知，一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，故内能一定增加，B错误； C．有外界影响的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，C错误； D．根据热力学第一定律可知，若外界对物体做的功与物体向外界放出的热量相等，物体的内能可以不变，D正确。 故选D。 5．从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是（　　） A．热量不可能从低温物体传到高温物体 B．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律 C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 D．单晶体溶解过程中温度恒定不变，多晶体溶解过程中温度一直升高 【答案】C 【详解】A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但是当有外部条件影响时也能从低温物体传到高温物体，选项A错误； B．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了热力学第二定律，但是不违背能量守恒定律，选项B错误； C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项C正确； D．单晶体和多晶体溶解过程中温度都是恒定不变的，选项D错误。 故选C。 6．如图所示，某容器装有一定质量的理想气体，气体经历了A→B→C→A的循环过程，其中A→B是等温过程，B→C是绝热过程，则（　　） A．A→B过程，每个气体分子动能保持不变 B．B→C过程，气体温度升高 C．B→C过程，单位时间内气体碰撞单位面积器壁的分子数减少 D．整个循环过程中，气体放热 【答案】C 【详解】A．A→B过程，温度不变，说明气体分子平均动能不变，而并非指每个气体分子的动能均保持不变，故A错误； B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，故B错误； C．B→C过程，气体的体积增大，单位体积内的分子数变少，气体分子的密集程度降低，单位时间内对器壁的碰撞次数减少，故C正确； D．整个循环过程中，根据W=pΔV可知气体对外做功大于外界对气体做功，即 W<0 该循环过程中，气体内能不变，根据 ΔU＝Q＋W 可知气体吸热，故D错误。 故选C。 7．下列说法正确的是（　　） A．当分子间间距变大时，分子间斥力变小，引力变大 B．液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为斥力 C．一定质量理想气体的压强和体积都增大，该气体一定吸热 D．液体的汽化热只和液体温度有关 【答案】C 【详解】A．分子间距变大时，斥力和引力都变小，故A错误； B．液体表面张力的存在是因为液体表面层分子间作用力合力表现为引力，故B错误； C．一定质量理想气体的压强和体积都增大，则其温度增大，内能增大；而体积增大，气体对外做功，则气体一定吸热，故C正确； D．液体的汽化热不仅和液体温度有关，也和大气压有关，故D错误； 故选C。 8．如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少量的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．气体的温度升高，压强不变 B．气体的体积减小，压强不变 C．气体对外界做功，气体内能增加 D．外界对气体做功，气体内能增加 【答案】D 【详解】压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到棉花的燃点后，棉花会燃烧，即外界对气体做正功，气体内能增加。 故选D。 9．下列说法正确的是（　　） A．液体不浸润固体的原因是附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏 B．运送沙子的卡车停于水平面，在缓慢卸沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外界放热 C．叶面上的露珠呈球形是因为重力作用的结果 D．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 【答案】A 【详解】A．液体不浸润固体的原因是因受到固体分子的吸引比较弱，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，在附着层内就出现与表面张力相似的收缩力，这时附着层有缩小的趋势，形成不浸润现象，A正确； B．在缓慢卸沙时，若车胎不漏气，胎内气体的压强减小，温度不变，由玻意耳定律pV=C，可知气体体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体从外界吸热，B错误； C．叶面上的露珠呈球形是因为液体表面张力作用的结果，C错误； D．某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为，而气体分子所占据的空间，要远大于分子的实际体积，因此对某气体的阿伏加德罗常数不能用此式表示，D错误。 故选A。 10．2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回时用的气密性装置，其简化模型如图所示：固定的座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。打开阀门K，A中的气体进入B中，假设此过程中系统与外界没有热交换，则（　　） A．座舱A中气体膨胀对外做功 B．座舱A中气体温度降低 C．平衡后气体内能增加 D．平衡后气体内能不变 【答案】D 【详解】A．打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以气体不对外做功，A错误； CD．气体不对外做功，且系统与外界无热交换，所以气体内能不变，C错误，D正确； B．舱内空气视为理想气体，则气体分子间作用力忽略不计，所以分子势能不计，又因气体内能不变，所以气体分子平均动能不变，则气体温度不变， B错误。 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．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能减小 B．绝热情况下，外界对物体做了正功，物体的内能也不一定增加 C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到接近-273℃ D．热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的 【答案】CD 【详解】A．一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，需要吸收热量，融化过程中温度不变，平均动能不变，动能不变，内能增加，分子势能增加，故A错误； B．绝热情况下，物体与外界没有热交换，外界对物体做了正功，物体的内能一定增加，故B错误； C．根据热力学第三定律知，制冷机不可能使温度降到绝对零度，即-273℃，但制冷机却可以使温度降到接近-273℃，故C正确； D．根据热力学第二定律知，热量不能自发地由低温物体传到高温物体而不产生其他影响，只要产生其他影响，热量就能从低温物体传到高温物体，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的，故D正确。 故选CD。 12．对于理想气体，下列说法正确的是（　　） A．绝热膨胀过程中，气体的内能减少 B．等压膨胀过程中，气体的内能减少 C．等温膨胀过程中，气体的内能不变 D．等容变化过程中，气体吸收的热量和内能的增加量相同 E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能一定变大 【答案】ACD 【详解】A．绝热膨胀过程中，气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体的内能减少，故A正确； B．等压膨胀过程中，根据 可知气体温度升高，气体内能增大，故B错误； C．等温膨胀过程中，由于气体温度不变，则气体内能不变，故C正确； D．等容变化过程中，外界对气体不做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量和内能的增加量相同，故D正确； E．气体在被压缩的过程中，气体的温度不一定变大，气体分子的平均动能不一定变大，故E错误。 故选ACD。 13．关于热现象和热力学规律，下列说法正确的是（　　） A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子所占据的平均空间大小 B．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，吸收热量，内能增大 C．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的 D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律 E．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大 【答案】ABD 【详解】A．用气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子所占据的平均空间大小，选项A正确； B．一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，则温度升高，内能增加，气体对外做功，则吸收热量，选项B正确； C．布朗运动是由液体分子对悬浮在液体中的固体小颗粒频繁的碰撞产生的，选项C错误； D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，选项D正确； E．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能变大，但非物体的每一个分子的动能都增大，选项E错误。 故选ABD。 非选择题部分 三、非选择题(本题共5小题，共58分) 14．使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。下表为小明和小曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号1~5为小明完成，操作序号5~9为小曹完成。 操作序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强 185.1 131.6 102.4 84.2 71.1 88.9 114.5 164.6 244.5       体积 5 7 9 11 13 11 9 7 5 pV乘积 925.5 921.2 921.6 926.2 924.3 977.9 1030.5 1152.2 1222.5 将表格数据绘制成右侧图像，曲线①对应小明的操作，曲线②对应小曹的操作，在曲线上找到气体的三个状态、、，其对应坐标如图所示。 (1)在的过程中_____ A．活塞对密封气体做正功 B．分子平均动能几乎不变 C．气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大 (2)气体处于、状态时温度分别为和，则可知_____。（图中字母表示） (3)在的过程中，密封气体从外界吸收了热量_____（选填小于/等于/大于）气体对活塞做的功W。 【答案】(1)B (2) (3)大于 【详解】（1）A．在的过程中气体体积增大，活塞对密封气体做负功，故A错误； B．在的过程中是等温变化，温度不变，分子平均动能几乎不变，故B正确； C．在的过程中，气体压强减小，气体体积增大，分子数密度减小，温度不变，气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力减小，故C错误。 故选B。 （2）由图可知，a、c状态压强相等，根据盖吕—萨克定律有 解得 （3）在的过程中，最终体积增大，温度升高，可知气体对活塞做功，即；气体的内能增大，即；根据热力学第一定律 可知吸收的热量大于气体对活塞做的功W。 15．用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是________； A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 (2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体________（填“从外界吸热”或“向外界放热”）； (3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2图线所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度________（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量________（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】(1)BD (2)向外界放热 (3) 【详解】（1）A．从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A错误； B．在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B正确； C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C错误； D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故D正确。 故选BD。 （2）若封闭气体的压强缓慢增大，则外界对气体做功使气体的体积减小，，为了保证气体温度保持不变，则，根据热力学第一定律可知 故封闭气体向外界放热。 （3）[1]若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程可知可得 故图像的斜率为 由于 所以 [2]两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同时， 说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以 16．如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内，活塞可沿汽缸无摩擦地滑动。活塞面积，质量m=2kg，汽缸竖直放置时，活塞相对于底部的高度为h=1.2m，室温等于27°C；现将汽缸置于77°C的热水中，已知大气压强，取g=10m/s2，求： （1）平衡时活塞离汽缸底部的距离 （2）此过程中内部气体吸收热量28.8J，气体内能的变化量 【答案】（1）；（2）增加4.8J 【详解】（1）设活塞距汽缸底部的距离为h2，取封闭气体为研究对象，气体发生等压变化，由盖吕萨克定律 解得 （2）在此过程中气体对外做功 由热力学第二定律 解得 气体内能增加4.8J 17．如图所示，导热良好的汽缸竖直放置，光滑轻质活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为S，当环境温度由上升到时，为保证活塞位置不动，需在活塞上放置一定质量的物体，在这一过程中，气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g。求： （1）当温度为时，需在活塞上放置物体的质量； （2）在这一过程中，气体内能改变量。 【答案】（1）；（2）Q 【详解】（1）当气体温度由上升到时，据查理定律可得 其中 ， 联立解得需在活塞上放置物体的质量为 （2）由于气体体积没有变化，外界没有对气体做功，据热力学第一定律可得 故在这一过程中，气体内能增加Q。 18．有一与汽缸固定连接的卡环，卡环到缸底的距离L=36cm。活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体。当气体的温度T0=300K、大气压强=1.0×105Pa时，活塞与汽缸底部之间的距离L0=30cm，活塞的面积S=50cm2，不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热，使活塞缓慢上升，求： （1）封闭气体温度升高到T2=540K时的压强； （2）汽缸内的气体从300K升高到540K的过程中内能增加了20J，则此过程中气体是吸热还是放热？热量为多大？ 【答案】（1）；（2） 吸热，50J 【详解】（1）由活塞缓慢上升可知气体是等压膨胀，根据盖-吕萨克定律有 代入数据解得：； 封闭气体从360K上升到540K的过程中是等容变化，根据查理定律有 代入数据解得：   ②缸内气体对外做功的过程是活塞从图中位置上升至固定卡环的过程，根据功的公式有 由热力学第一定律得 解得：Q=50J，即气体吸热，热量为50J 19．如图所示，一高H = 20cm的绝热汽缸的侧壁靠近底部安装有能通电加热的一段很短的电阻丝。开始时汽缸竖直放置，用一个质量为m、横截面面积S = 10cm2的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，此时活塞与汽缸底部的距离h = 5cm，气体温度为27℃。现将汽缸绕右下角沿顺时针方向缓慢旋转90°，使缸体水平放置在地面上，此过程中活塞向缸口移动了x = 4cm，缸内气体温度降为 - 3℃。待系统稳定后给电阻丝通电对气体缓慢加热，气体吸热7J时内能增加4J。已知外界大气压强p0= 1.0 × 105Pa，重力加速度g取10m/s2，T = t + 273K。求： （1）活塞的质量。 （2）加热后气体的摄氏温度。 【答案】（1）10kg；（2）87℃ 【详解】（1）汽缸竖直放置时，对缸内气体有 ，V1= Sh，T1= 300K 汽缸水平放置时，对缸内气体有 p2= p0，V2= S(h + x)，T2= 270K 时针方向旋转过程中，由理想气体状态方程得 解得 m = 10kg （2）加热过程中气体发生等压膨胀，由热力学第一定律可知气体对外做的功为 W = Q - U 设加热时活塞移动的距离为y，则有 W = p0Sy 解得 y = 3cm 加热结束时，对缸内气体有 p3= p0，V3= S(h + x + y)，T3= t3 + 273K 由理想气体状态方程得 解得加热后气体的温度 t3= 87℃ 试卷第10页，共15页 试卷第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $