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

第三章热力学定律单元检测同步练习（提升卷） 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．如图所示，烧瓶上通过橡胶塞连接一根水平放置的玻璃管。玻璃管中有一段水柱。用手捂住烧瓶后水柱缓慢向外移动，该过程瓶内气体（　　） A．压强变大 B．温度不变 C．内能增加 D．对外放热 2．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．该段时间内，外界对轮胎内气体做正功 B．该段时间内，轮胎内气体对外界做正功 C．轮胎内气体的内能减小 D．轮胎内气体分子平均速率增大 3．从2026年起，我国停止生产水银体温计。关于水银体温计，下列说法正确的是（　　） A．水银液柱最上端呈凸面，这是因为水银不浸润玻璃 B．水银吸热温度升高后，所有水银分子热运动速率都会加快 C．玻璃泡中的液体内部的水银分子间距离较近，彼此间只存在斥力 D．体温计测温时只能自发从高温物体吸热不能自发对高温物体放热，这体现了热力学第一定律 4．如图所示为某次实验过程中一定质量的理想气体经历a→b→c→d的变化过程。下列说法正确的是（　　） A．a到b的过程，是等温变化 B．b到c的过程，是等压变化 C．c到d的过程，气体对外做功 D．整个过程中，c点的温度最高 5．在热学中，下列说法正确的是（　　） A．热力学第二定律告诉我们：机械能可以转化为内能，而内能不能转化为机械能 B．热量只能从高温物体传向低温物体，而不能从低温物体传向高温物体 C．第一类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 D．第二类永动机不可制成是由于它违背了能量守恒定律 6．一定质量的理想气体的p—T图像如图所示。从a到b过程中，下列说法正确的是（　　） A．内能增大 B．气体一定吸收热量 C．气体对外界做正功 D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数增多 7．一定质量的理想气体从A状态开始，经过，最后回到初始状态A，各状态参量如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从A状态到C状态，气体放出热量 B．从B状态到C状态，气体分子的平均动能增加 C．过程气体对外做功大于过程外界对气体做功 D．气体在整个过程中从外界吸收的总热量数值上等于ABCD的面积 二、多选题 8．如图所示，白炽灯内部密封有惰性气体（视为理想气体），不考虑通电前后灯泡体积的变化和灯丝的升华。当白炽灯通电工作较长时间后，白炽灯内的气体与通电前相比（　　） A．分子的数密度不变 B．分子的平均动能增大 C．吸收的热量小于内能的增加量 D．每个分子热运动的速率一定增大 9．薯片包装袋采用真空充氮技术实现食品与外界隔绝，既抑制微生物繁殖与氧化反应，又能缓冲运输冲击。一包薯片从陇南到甘南，海拔升高，袋内气体膨胀。已知袋内气体的温度不变，视为理想气体。则（    ） A．袋内气体压强减小 B．袋内气体内能减小 C．袋内气体对外界做正功 D．袋内气体向外界放出热量 10．一理想气体系统经历一循环过程a→b→c→d→a，其p–V图如图所示，其中d→a过程气体温度不变。下列说法正确的是（　　） A．a→b过程气体分子的平均动能增加 B．b→c过程气体向外界放出热量 C．状态c、a的体积和压强满足 D．a→b→c→d→a过程气体从外界吸收热量 三、实验题 11．小丽利用如图1所示的甲、乙和丙三套装置完成热学实验，液体1和2的质量相同，燃料A和B的质量也相同。 (1)同时点燃三套装置的燃料，对液体进行加热，每隔半分钟记录液体升高的温度，直至燃料全部烧完。小丽根据记录的数据绘制出对应装置中液体升高温度与时间关系图线，如图2所示（设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收，同种燃料燃烧情况完全相同）。 ①通过图1中______（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较燃料A和B的热值，燃料完全燃烧放出的热量，是通过______（选填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映； ②通过图1中的______（选填“甲”“乙”或“丙”）两套装置，可比较液体1和液体2的比热容； ③图2中图线c表示的是燃料______（选填“A”或“B”）对液体加热的过程； ④若液体1的比热容大于液体2的比热容，则乙装置对应的图线是图2中的______（选填“a”“b”或“c”）。 (2)若图1甲烧杯中为500g水，用10g酒精完全燃烧，放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，水的比热容为J/（kg·℃），则酒精的热值是______J/kg，实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值比实际值______（选填“大”或“小”）。 12．某同学用注射器和传感器探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。注射器一端连接压强传感器，另一端利用活塞封闭一定量的气体，如图1所示。推动活塞压缩气体，记录多组注射器上的体积刻度和传感器的压强示数。 (1)为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，应该（　　） A．推拉活塞时，要用手握注射器 B．推拉活塞时，要缓慢推拉活塞 C．推拉活塞时，要快速推拉活塞 (2)某同学在一次实验中，计算机屏幕上显示出如图2所示的图线（其中实线是实验所得图线，虚线为一根参考双曲线），仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是________（选填“活塞处漏气”或“环境温度升高”）； (3)根据（2）中的判断，为了减小误差，应采取的措施是________； (4)调整好器材后，该同学在不同温度下完成实验，得到了如图3所示的图线，并在图像中找到了气体的三个状态、、。 ①气体处于、状态时温度分别为和，则可知________；（用图中字母表示） ②在的过程中，密封气体从外界吸收了热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）气体对活塞做的功。 四、解答题 13．如图1所示，导热性良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止，此时汽缸内空气柱长度为；当汽缸按如图2所示开口向上静置在地面上时，汽缸内的空气柱长度为。已知汽缸的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，环境温度保持不变。 (1)求活塞的质量； (2)现用外力缓慢向上拉图2的活塞（汽缸始终未离开地面），当汽缸内空气柱的长度再次变为时，外力做的功为，求汽缸内气体从环境中吸收的热量。 14．如图所示，用轻质活塞（厚度不计）在导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度，气体的温度；现给汽缸缓慢加热至，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度处，此过程中缸内气体增加的内能。已知该装置周围大气压强，活塞横截面积。求： (1)活塞距离汽缸底部的高度； (2)此过程中缸内气体吸收的热量。 15．如图所示，一根劲度系数的轻质弹簧上端固定，下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。气缸内部高为、底面积为，缸内气体初始温度为，活塞到气缸底部的距离为，弹簧被拉伸了。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为，重力加速度为，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求： (1)绝热气缸的总质量； (2)活塞恰好到达气缸顶部时封闭气体的温度； (3)已知在整个加热过程中，气体吸收的热量为，求气体内能的变化量。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A C C C D AB AC ABC 11．(1) 甲丙 温度计上升的示数 甲乙 B b (2) J/kg 小 12．(1)B (2)活塞处漏气 (3)活塞处涂抹润滑油（表述的措施能够达到改善漏气的均可得分） (4) 大于 13．(1) (2) 【详解】（1）对题图1中的活塞受力分析，有 对题图2中的活塞受力分析，有 对汽缸内的气体，由玻意耳定律，有 联立解得 （2）设汽缸内气体对活塞做的功为，对活塞由动能定理可得 则活塞对气体做的功 环境温度不变，由热力学第一定律可知 联立解得汽缸内气体从环境中吸收的热量为 14．(1)1.0m (2)500J 【详解】（1）由题意知，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律得 其中体积，体积 联立解得 （2）在缓慢加热过程中，气体膨胀对外做功为 根据热力学第一定律可得气体内能的变化量为 解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）温度为时，对活塞分析 解得 对气缸分析 解得 （2）活塞恰好到达气缸顶部的过程中，气体做等压变化 可解得 （3）当气体温度为时，体积为；当活塞恰好到达气缸顶部时，气体温度为，所以气体温度由加热到的过程中，气体作等压变化，故气体对外做功为 根据热力学第一定律可得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $