第三章 热力学定律 单元基础夯实综合检测训练（A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 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．热传递的实质是（    ） A．内能多的物体把热量传递给内能少的物体 B．热量多的物体把热量传递给热量少的物体 C．高温物体把热量传递给低温物体 D．质量大的物体把热量传递给质量小的物体 2．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲，水蒸气凝结成小水珠；乙，瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是    A．甲、乙、丙 B．乙、丙、甲 C．丙、甲、乙 D．乙、甲、丙 3．17世纪70年代，英国赛斯特城的约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔处又掉下。下列关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是（　　） A．满足能量守恒定律，所以可能实现 B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现 C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现 D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现 4．如图所示的实验装置中，把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒内底部，当很快向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明对物体（　　） A．做功可以增加物体的热量 B．做功可以改变物体的内能 C．做功一定会升高物体的温度 D．做功一定可以使物态发生变化 5．某一容器内封闭着一定质量的理想气体，在温度不变时，气体压强与体积变化关系如图所示，气体由状态A到状态B的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．外界对气体做功 B．气体向外界放热 C．因为气体温度不变，所以既不吸热也不放热 D．单位时间内、单位面积上碰撞容器壁的分子数减少 6．在下列家用电器中，把电能主要转化为机械能的是（　　） A．吸尘器 B．充电器 C．电水壶 D．电烤箱 7．如图所示，两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中接触点2插在冷水中，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于一现象，下列说法中正确的是（　　） A．这一实验过程违反了热力学第二定律 B．在实验过程中，热水和冷水的温差可以保持不变 C．在实验过程中，热水减少的内能等于冷水增加的内能 D．在实验过程中，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能 8．下列说法正确的是（　　） A．温度低的物体内能一定小 B．温度低的物体分子运动的平均速率小 C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 D．分子距离增大，分子势能一定增大 9．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成。开后备箱时，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（　　）    A．对外做负功，内能减小 B．对外做负功，内能增大 C．对外做正功，内能增大 D．对外做正功，内能减小 10．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站.三峡水库蓄水后，平均水位落差约为100m，用于发电的水流量约为.如果通过水轮机以后水的动能忽略不计，水流减少的机械能有90%转化为电能，按照以上数据估算，三峡发电站的发电功率最大数量级最接近 A．1010W B．108W C．107W D．105W 二、多选题 11．如图为焦耳实验装置示意图，用绝热性能良好的材料制作容器，重物下落时带动叶片转动，搅拌容器里的水，引起水温升高，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．该装置可测定做功和内能变化的关系 B．做功增加了水的热量 C．做功增加了水的内能 D．功和热量是完全等价的，无区别 12．如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内理想气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的（  ） A．内能增加600J B．内能减少200J C．温度升高 D．温度降低 13．子弹射入静止于光滑水平地面上的木头，则（　　） A．做功使木块的内能增大 B．热传递使木块的内能增大 C．子弹损失的机械能大于木块增加的内能 D．子弹损失的机械能等于木块增加的动能 14．对于孤立体系中发生的实际过程，下列说法中正确的是（　　） A．系统的总熵只能增大，不可能减小 B．系统的总熵可能增大，可能不变，还可能减小 C．系统逐渐从比较有序的状态向更无序的状态发展 D．系统逐渐从比较无序的状态向更有序的状态发展 15．关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　） A．一切物体都具有内能 B．物体的内能增加，温度不一定升高 C．0℃时物体没有内能 D．物体内能增加，一定吸收了热量 16．如图所示，一定质量的理想气体由状态a经状态b变化到状态c、已知气体从状态a变化到状态b的过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为；从状态b变化到状态c的过程中外界对气体做功为，与外界的热交换量为，下列说法不正确的是（　　） 。 A．气体在状态b的内能大于在状态a、c时的内能 B． C． D． 三、填空题 17．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。 18．一定质量的理想气体，状态经A→B→C→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述，其中C→A为等温过程，气体在状态A时温度为。该气体在状态B时的温度为______K，C→A过程中气体______（填“吸热”或“放热”）。 19．（1）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的___________，温度___________，体积___________。 （2）若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K。若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收___________J的热量。如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还___________（选填“吸收”或“放出”）___________J的热量。 20．列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关，车厢底部安装的空气弹簧可以有效减震，空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动，上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换：剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若外界环境温度保持不变，汽缸内气体视为理想气体，在气体压缩的过程中，当上下乘客时，气体的内能___________（填“增加”、“减少”、“不变”），气体从（向）外界___________（填“吸热”、“放热”）；剧烈颠簸时，___________（填“外界对气体”、“气体对外界”）做功，气体的温度___________（填“升高”、“降低”、“不变”）。 四、解答题 21．查阅资料，了解在发电过程中能量是怎么转化的。哪种形式的能量损失得最多？这些损失的能量最终去了哪里？请写出你的结论。 22．为什么热机的效率不可能达到100%？ 23．在下图焦耳的两个实验中，各是什么形式的能转化为系统的内能？ 24．某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第三章 热力学定律 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D B D A D C D A 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC AC AC AC AB BC 1．C 【详解】热传递的实质是高温物体把热量传递给低温物体，故C正确，ABD错误； 故选C。 2．B 【详解】根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．故顺序是乙、丙、甲，B正确． 3．D 【详解】维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。铁球上升过程中，磁场力对铁球做正功，使铁球增加了机械能；但铁球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现。 故选D。 4．B 【详解】当用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，当达到乙醚着火点时，筒内棉花就会燃烧起来，此实验说明了：外界对物体做功，物体的内能增加。 故选B。 5．D 【详解】ABC．根据题意，由图可知，气体由状态A到状态B的过程中，气体体积变大，气体对外界做功，由于气体的温度不变，则内能不变，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故ABC错误； D．根据题意可知，气体的温度不变，体积变大，则单位时间内、单位面积上碰撞容器壁的分子数减少，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】吸尘器装备有电动机，能够把电能转化为机械能；充电器是变压器，是升高或者降低电压的装置；电水壶、电烤箱是把电能转化为内能的电器。 故选A。 7．D 【详解】A．热力学第二定律由实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误； BCD．在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，热水减少的内能部分转化为电能，电能部分转化为冷水的内能,由于有电能产生，则热水减少的内能大于冷水增加的内能，故BC错误，D正确； 故选D。 8．C 【详解】A．温度低的物体分子平均动能小，但如果物质的量大，则内能也可能大，故A不符合题意； B．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，故B不符合题意； C．温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律。温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故C符合题意； D．分子距离增大，分子势能可能增大，也可能减小，故D不符合题意。 故选C。 9．D 【详解】密闭于汽缸内的压缩气体膨胀对外做正功，因而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 可知内能增加量 则内能减小。 故选D。 10．A 【分析】本题考查能量转化及功率的相关计算。 【详解】平均水位落差约为100m，单位时间内到达水轮机处水流的机械能为 机械能有90%转化为电能，所以发电功率 所以A正确，BCD错误； 故选A。 11．AC 【详解】A．该实验测定做功和内能变化的关系，故A正确； C．该实验是绝热过程，没有热传递，水内能的改变是由于做功，故C正确； BD．做功表示能量的转化，而热量表示热传递中内能的转移，二者有区别，故选项BD错误。 故选AC。 12．AC 【详解】由热力学第一定律可知 外界对气体做功 气体向外散热 故 理想气体内能增加，则温度升高；故AC正确，BD错误。 故选AC。 13．AC 【详解】AB．子弹射入木块时，子弹对木块做功，所以是靠做功改变木块的内能，故B错误，A正确； CD．根据能量守恒定律知，子弹损失的动能一部分转化为木块的动能，还有一部分转化为子弹和木块的内能，故D错误，C正确。 故选AC。 14．AC 【详解】AB．在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是增加的，它不可能减小，故A正确，B错误； CD．根据熵增加原理，系统总是自发的从比较有序的状态向更无序的状态发展，故C正确，D错误。 故选AC。 15．AB 【详解】AC．一切物体都由分子组成，分子间有作用力，分子在做永不停息的无规则运动，所以一切物体的分子都具有分子动能，而物体的内能包括分子动能和分子势能，所以一切物体都具有内能，A正确，C错误； B．物体的内能增加，温度不一定升高，如晶体熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，B正确； D．改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，D错误。 故选AB。 16．BC 【详解】A．根据可得，状态a、状态c等温，内能相等，状态b的温度大于状态a、c的温度，状态b的内能大于状态a、状态c的内能，故A正确，不符合题意； BD．图像中，压强与体积围成图形的面积表示外界对气体所做的功，因此气体从状态a变化到状态b的过程中 气体从状态b变化到状态c的过程中 因此可知，故B错误，符合题意；D正确，不符合题意； C．状态a、状态c等温，内能相等，根据得 ， 由上述解析可知 解得 故C错误，符合题意。 故选BC。 17． 不是 大于 【详解】[1]空调将热量从温度低的室内传递到温度较高的室外，这个过程要消耗电能，不是自发的过程； [2]由于空调的压缩机做功，使得空调排放到室外环境的热量大于从室内吸收的热量。 18． 600 放热 【详解】[1]A→B等压变化过程中，根据盖—吕萨克定律 代入已知条件，可得 [2]在C→A等温变化过程中 又由于体积减小，外界对系统做正功 根据热力学第一定律 可得 故气体放热。 19． 热量 升高 增大 1500 放出 500 【详解】（1）[1][2][3]依题意，气球逐渐膨胀起来是因为烧瓶内的气体要从热水中吸收热量，从而温度升高，体积增大。 （2）[4]做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的。若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体需要吸收1500J的热量。 [5]如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还放出了500J的热量。 20． 不变 放热 外界对气体 升高 【详解】[1]上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢，气体与外界有充分的热交换，则气体温度不变、内能不变，即ΔU=0； [2]在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，即W＞0，根据热力学第一定律 ΔU=Q+W 可得Q＜0，所以气体对外放出热量； [3]剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换，即Q=0，在气体压缩的过程中，外界对气体做正功，即W＞0； [4]根据热力学第一定律 ΔU=Q+W 可得ΔU＞0，即气体的内能增加，温度升高。 21．火力发电是化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能，在能量的转化过程中伴随着能量的损耗，在火力发电过程中，在内能转化为机械能的过程中能量损失的最多，损失的能量主要是通过热传递的方式转化为设备的内能； 水力发电过程中水的机械能转化为水轮机的机械能，水轮机的机械能转化为电能，在能量转化的过程中，水轮机的机械能转化为电能的过程中损失的能量最多，损失的能量通过摩擦生热的方式转化为各部零件的内能。 【详解】火力发电是化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能，在能量的转化过程中伴随着能量的损耗，在火力发电过程中，在内能转化为机械能的过程中能量损失的最多，损失的能量主要是通过热传递的方式转化为设备的内能；水力发电过程中水的机械能转化为水轮机的机械能，水轮机的机械能转化为电能，在能量转化的过程中，水轮机的机械能转化为电能的过程中损失的能量最多，损失的能量通过摩擦生热的方式转化为各部零件的内能。 22．见解析 【详解】热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%。 23．[1]物体下落，减少的重力势能转为物体的内能，[2]重物带动发电机工作，将机械能转化为电能，发电机工作，将电能转化为液体的内能。 【详解】.[1]物体下落，减少的重力势能转为物体的内能， [2]重物带动发电机工作，将机械能转化为电能，发电机工作，将电能转化为液体的内能。 24．（1）330K；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有 解得 （2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 解得 根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有 解得 （3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为 由热力学第一定律有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $