第三章 热力学定律 A卷 基础达标-【金试卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册&选择性必修第三册同步单元双测卷（人教版）

第三章 热力学定律 A卷 基础达标 测试建议用时：45分钟满分：100分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.每小题只有一个 幽 选项符合题目要求) 1.关于内能，下列说法正确的是 A.两物体质量和温度都相同，则内能也相同 密 B.物体吸收热量，内能一定增加 的 C.功可以全部转化为热，热不可以全部转化为功 封 D.热量自发地从高温物体传递到低温物体的过程是不可逆的 2.一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气 线 体的内能减少了1.2×105J,则下列各式中正确的是 ( ) A.W=8×104J,△U=1.2×105J,Q=4×104J 内 B.W=8×104J,△U=-1.2×105J,Q=-2×105J C.W=-8×104J,△U=1.2×105J,Q=2×105J 不 D.W=-8×104J,△U=-1.2×105J,Q=-4×104J 3.一定质量的气体膨胀对外做功100J,同时对外放热40J,气体内 設 准 能的增量△U为 ( ) A.60J B.-60J 答 C.-140J D.140J 4.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组 题 成.开箱时，密闭于汽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 ( 箱盖 气体 丝 汽缸 邻 活塞 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.对外做负功，内能减小 5.下列现象能够发生的是 A.一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热 B.氮气和氧气混合后会自动分开 C.桶中浑浊的泥水静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清 D.电冰箱不通电时热量也会自发从低温的箱内传到高温的箱外 6.泉城济南，以泉闻名.小张同学在济南七十二名泉之一的珍珠泉 游览时，发现清澈幽深的泉池底部，不断有气泡生成，上升至水面 破裂.气泡在泉水中上升过程中，假设泉水温度不变，以下判断正 确的是 ( A.气泡对泉水做正功，气泡吸收热量 B.气泡对泉水做正功，气泡放出热量 C.泉水对气泡做正功，气泡吸收热量 D.泉水对气泡做正功，气泡放出热量 7.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸 中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓 慢上升，直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则 在此过程中的下列说法中正确的是 A.气体对外做功，气体温度一定变化 B.气体对外做功，内能可能不变 C.气体压强可能增大，内能可能不变 D.气体从外界吸热，内能一定增大 8.图为利用钨锅炼铁的场景.若铁的质量大于钨锅的质量，起始时 铁的温度比钨锅的温度低，当它们接触在一起时，忽略它们和外 界交换的能量，下列说法正确的是 () A.达到热平衡时，钨锅的温度比铁的低 B.热传递的过程中，铁从钨锅吸收热量 C.达到热平衡时，钨锅内能的增加量小于铁内能的减少量 D.达到热平衡时，由于铁的质量大于钨锅的质量，则钨锅内能的 减少量大于铁内能的增加量 9.一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变 化到状态C,其一V图像如图所示.已知气体在状态A时温度 为27℃，以下判断正确的是 ( *p/(×10Pa) 1.5-4 B 1.0 0.5--1--C 0i广23v×10'm) A.气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104灯 B.气体在B→C过程中可能吸热 C.气体在状态B时温度为900℃ D.气体在A→C过程中吸收热量 10.一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b>c、c→a三个过 程后回到初始状态a,其p一V图像如图所示.已知三个状态的 坐标分别为a(V。,2p)、b(2V。,P。)、c(3V。,2p。).以下判断正确 的是 () 01 。2.37。立 选择性必修第三册47 A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界 做的功 B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从 外界吸收的热量 C.在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的 热量 D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增 加量 二、实验或填空题（本题共2小题，共22分） 11.(10分)利用空调将热量从温度较低的室内传递到温度较高 的室外环境，这个过程 （选填“是”或“不是”)自发 过程.该过程空调消耗了电能，空调排放到室外环境的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)从室内吸收的 热量. 12.(12分)一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、d、e 回到状态a.该过程气体变化的p一V图像如图所示.图中ab、 de与p轴平行，cd与V轴平行，bc的延长线过坐标原点O.该 气体由状态a到状态b的过程中，气体 (选填“放出”或 “吸收”)热量.气体从状态a回到状态a的过程中，气体与外界 发生热交换的热量为 J。 p(×105Pa) d 123456→V/1x103m) 48选择性必修第三册 三、计算题（本题共2小题，共38分） 13.(18分)如图所示是某气压式柱形保温瓶的结构 示意简图，现倒入热水，封闭活塞α，与液面间封 闭一定质量的理想气体，此时瓶内气体温度为出水口 T1,压强为。，经过一段时间温度降为T2,忽略 -- 这一过程中气体体积的变化， (1)求温度降为T,时瓶内气体的压强； (2)封闭气体温度由T降为T2过程中，其传递的热量为Q,则 气体的内能如何变化，求变化量的大小△U. 14.(20分)如图所示，一绝热汽缸竖直放置，汽缸内横 截面积S=100cm的光滑绝热活塞封闭着一定质 量的理想气体，在活塞上面放置一个物体，活塞和 物体的总质量为m=10kg,在汽缸内部有一个阻值U R=4Ω的电阻丝，电阻丝两端的电压U=12V,接 通电源10s后断开，活塞缓慢升高h=10cm,已知理想气体的 初始温度t。=27℃、体积V=3×10-3m3,大气压强=1.0X 105Pa,g取10m/s2,假设电阻丝产生的热量全部被气体吸收. (1)求活塞上升10cm后理想气体的温度； (2)从接通电源到活塞上升10cm的过程中理想气体的内能变 化量.均用力为20N,则快要被拉开时，对单个碗受力分析有，pr(号)+5×200N Px(号)，解得p=6,8X10Pa,故C错误；对豌里的气体分折，气体微等容支化， 费会-导（T-28K0,解得-423K-150℃，放D正确 12.答案细干燥明显 解析毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下 降的现象.在液体和毛细管材料一定的情况下，毛细管越细，毛细现象越明显；在砸 实的地基上铺油毡，是为了防止地下的水分沿着地基及砖墙的毛细管上升，从而使 得房屋保持干燥；如果地球自转加快，在其他条件一定的情况下，毛细管中的液体 受到的重力将减小，毛细现象更明显. 13.答案(1)D(2)图见解题思路(3)正比(4)系统误差(5)1.2 解析(1)推拉活塞时，动作要慢，使温度与环境温度保持一致，选项A错误；推拉 活塞时，手不能握住注射器筒，防止对其起加热作用，选项B错误；气压传感器与注 射器之间的软管脱落后，气体质量变化，需重新实验，选项C错误；活塞和注射器筒 之间的摩擦并不影响压强的测量，选项D正确. (2)根据表中数据描，点连线，如图所示： ↑VImL 2 15 10 0 0.20.40.60.810月(x10-5Pay (3)当温度不支时，V与方成正比. (4)由于在实验中未考虑软管中气体的体积，体积的测量值总是比实际值小，故实 验结果有一定的误差，此误差属于系统误差， (5)设软管中气体的体积为V,则有p(V+Vo)=C,C为定值，V=C-V。,可得软 管中气体的体积为图线纵轴截距的绝对值，由图像可得V。≈1.2mL 14.答案2.0×105Pa10m 解析由题意知玻璃瓶下潜前后密闭气体温度不变 下潜前密闭理想气体：p0=1.0×105Pa,V1=380mL-80mL=300mL=300cm3 下潜后密闭理想气体：V2=380mL一230mL=150mL=150cm3 由玻意耳定律知pV1=V2,得p=2p0=2.0X105Pa 又由p=p0十pgh,得h=10m 15.答案(1)0.4V2p0 (2)(W5-1)y3+5 4p0 解析（对气体B,由玻意耳定#有如V=加兰，代入数据解得P朗=2， 此时pA=pB+0.5p0=2.5p0 同理有pV=pAVA 代入数据解得VA=0.4V (2)设此时气体A、B的压强分别为pA1、pB1,体积分别为VA1、VB1,由玻意耳定律 V PAVA-PAIVAL,PB -PBIVBI VA1+VB1=2V,PA1+0.5P0=PB1 联立解得VA1=(W5-1)V =345n 90参考答案 16.答案1123℃(2号 解析(1)根据理想气体状态方程知，gV=1.2p×1.1Vg To 其中T。=(27+273)K=300K,解得T1=396K,即t1=123℃ (2)根据题意得，气体发生等温变化，则由玻意耳定律知，1.20×1.1V0=poV "-是-V-会 mo V。 -25 第三章热力学定律 A卷基础达标 1.D两物体的质量、温度均相等，它们的内能不一定相同，内能还与物体体积有关，故 A错误；物体吸收热量后，可能对外做功，内能不一定增加，故B错误；功可以全部转 化为热，热在引起外界变化的情况下也可以全部转化为功，故C错误；根据热力学第 二定律知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，不能自发地从低温物体传 递到高温物体，故D正确. 2.B外界对气体做了8×104J的功，则W=8×104J,气体内能减少了1.2×105J,则 △U=一1.2×105J,由热力学第一定律△U=W十Q可得Q=一2×105J,故B正确. 3.C由热力学第一定律得△U=W十Q=-100J-40J=-140J,故选项C正确. 4.A密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，即外界对气体做负功，则W<0,缸 内气体与外界无热交换，说明Q=0,忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分 子动能的总和.根据热力学第一定律△U=W十Q可知，内能增加量△U<0,故内能 减小，分子平均动能减小，温度降低，所以只有A正确. 5.C热量能自发地从高温物体传到低温物体，故一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变 凉，故A错误.扩散现象具有方向性，氯气和氧气混合后不能自动分开，故B错误.桶 中浑浊的泥水静置一段时间后，泥沙在重力的作用下下沉，上面的水变清，出现了泥 沙、水自动分离现象，故C正确.电冰箱只有在通电工作、消耗电能的情况下才能把 热量从低温的箱内传到高温的箱外，故D错误. 6.A气泡上升的过程中，外部的压强逐渐减小，气泡膨胀对外做功，由于外部恒温，在 上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，则内能不变，根据热力学第一定 律△U=W十Q可知，气泡内能不变，同时对外做功，所以必须从外界吸收热量，且吸 收的热量等于对外界所做的功，选项A正确，B、C、D错误. 7.B由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功， 可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变，但压强减小，故B正确。 8.B达到热平衡时，钨锅的温度与铁的温度相同，A错误；热传递的过程中，热量从高 温物体传到低温物体，则铁从钨锅吸收热量，B正确；达到热平衡时，根据能量守恒 定律，钨锅内能的减少量等于铁内能的增加量，C、D错误. 9.D气体在A→B过程中，压强不变体积增大，气体对外界做功W=pA(VB-VA)= 1.5×105×(0.3-0.1)J=3.0×104J,A错误；气体在B→C过程中体积不变，压强 减小，温度降低内能减小，由热力学第一定律可知气体一定放热，B错误；气体在A→ 有YA-Y,解得气体在状态B时温度为TB=900K=627℃，C错误气体 B过程，有TATB 在A→C的过程，由理想气体状态方程可知AVA-CVc,解得TA=Tc,故A和C TA Tc 两状态气体内能相同，由热力学第一定律△U=Q十W,可知气体对外界做功并且吸 收热量，D正确. 10.C状态a到状态b,体积变大，气体对外界做的功W1在数值上等于ab图线与横 轴围成图形的面积，同理，状态b到状态c,气体对外界做的功W2在数值上等于bc 图线与横轴围成图形的面积，故W1=W2,选项A错误；由理想气体状态方程y C结合p一V图像可知，Ta=T6<T,理想气体的内能由温度决定，即U。=U6< U,选项D错误；状态a到状态b,△U1=0,状态b到状态c,△U2>0,由热力学第一 定律，△U=W十Q可知Q1<Q2,故选项B错误；c→a过程为等压变化，体积减小， 温度降低，△U3<0,△U3=W3十Q3,由于体积减小，外界对气体做功，W3>0,则Q <0,且|Q3|>W3,故选项C正确 11.答案不是大于 解析热量不能自发地从低温环境传到高温环境；空调消耗的电能有一部分也会 转化成热量排出，所以空调排放到室外的热量大于从室内吸收的热量， 12.答案放出800 解析气体由状态a到状态b的过程中，体积不变，则气体不对外界做功，W=0,气 体压强减小，根据查理定律可知，气体温度降低，因此气体内能减小，根据热力学第 一定律可知，气体放出热量；气体从状态a回到状态a的过程中，内能不变，即△U =0,由p-V图线与横轴所围的面积可得W=Wx十Wa十Wa=600J-800J十1 000J=800J,则Q=一800J,气体与外界发生热交换的热量为800J. 1答案a票。(2)内能减少Q 解析（1)由李理定律得贺=是，解得D=异0 (2)温度由T1下降到T2过程为等容过程，W=0,温度降低，内能减少，由△U=W 十Q,得△U=Q 14.答案(1)127℃(2)250J 解析)活塞上升过程中，气体的压强保持不变，由盖一吕萨克定律得晶 =V+s% T 其中V=3×10-3m3,To=300K,S=100cm2,h=10cm 解得T-Vts7,=40K,即：=127℃ (2)选活塞和物体整体为研究对象，整体缓慢移动过程中受力平衡 根据平衡条件得：pS十mg=pS,解得p=1.1X105Pa 活塞在上升h=10cm的过程中外界对气体做功W=一Fh=一Sh=一110J U2 电阻丝在通电10s内产生的热量为Q=R=360J 根据热力学第一定律得△U=W十Q=250J B卷素养提升 1.C冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，但要消耗电能，因此遵循热力学第二 定律，故A错误；空调工作时消耗的电能大于室内温度降低所放出的热量，故B错 误；一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，故C正确；第一类永动机违背能量 守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，第二类永动 机不可能制造出来，D错误 2.D根据热力学第二定律，自然界的一切宏观热现象都具有方向性，故不可能将 流散到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化，故A错误；空 调机既能制热又能制冷，但要耗电，不是自发的过程，不能说明传热不存在方向 性，故B错误；一定量的理想气体在膨胀过程中对外做功，若同时温度降低，内 能减小，且内能的减少量大于气体对外做的功，则根据热力学第一定律△U=W 十Q,气体放出热量，故C错误；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一 种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，符合热力学定律，故在原理上是可 行的，故D正确. 3.A根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，选 项A正确；做功和热传递都可以改变内能，做功是其他形式的能和内能的转化，热传 递则是内能之间的转移，故二者本质不相同，选项B错误；第二类永动机没有违背能 量守恒定律，但违背了热力学第二定律，选项C错误；一定质量的理想气体在等压膨 胀的过程中时外微功，根据y=C可知T增大，故气体从外界吸枚热量，速项D 错误.