第三章 热力学定律 单元测试 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 2025-2026学年高三物理选择性必修第三册第三章热力学定律单元卷，以自动监测装置、充气救生船等真实情境为载体，覆盖气体状态变化、热力学定律等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|气体压强、内能、分子动能|结合环境气压监测、救生船充气等情境，考查热力学第一定律应用| |多选|3/18|气体状态方程、内能变化|以心脏起搏器、均热板为背景，辨析压强与内能关系，体现科学论证| |非选择|5/54|玻义耳定律、p-V图像、热力学第一定律|深度计设计（实验探究）、轮胎胎压计算（综合应用），融合模型建构与科学推理|

2025-2026学年第二学期高三物理人教版（2019） · 选择性必修 第三册 第三章 热力学定律 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．一款自动监测环境气压的装置由粗细均匀、导热良好的U形管和自动监测系统组成。如图所示，竖直放置的U形管右端开口，左侧管内用水银封闭了一定质量、可视为理想气体的空气。监测系统通过监测右侧液面的变化，结合温度即可得到环境气压。若外界温度下降的同时环境气压也发生了变化，导致U形管右侧液面上升.忽略水银体积变化，则封闭气体的 A．内能增加 B．压强增大 C．分子的数密度减少 D．分子热运动的平均动能不变 2．充气救生船是船只在海上航行时的必备装备，使用时先要向浮筒内充入气体，浮筒导热性能良好，充满气后密闭浮筒内气体的体积可视为不变，气体可视为理想气体。关于充满气后的浮筒内的气体在夜间气温缓慢下降的过程中，下列说法正确的是（　　） A．对外做功 B．放出热量 C．对单位面积浮筒内壁的平均撞击力大小不变 D．内能减小，所有分子热运动的速率都减小 3．一瀑布的水流量为，水位落差约100m，若利用该瀑布水位落差发电，发电效率为70%，则发电功率约为（　　） A．W B．W C．W D．W 4．在生产和生活中使用的许多设备都可以看作能量转换器，它们把能量从一种形式转化为另一种形式。下列电器设备在工作中可以实现把电能转化为机械能的是（　　） A．电饭煲 B．电热水器 C．电熨斗 D．电风扇 5．水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体，气体从状态Q等温膨胀至状态R，再绝热收缩至状态S，其图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体内能减小 B．过程中，气体对外做功 C．过程中，气体内能不变 D．过程中，气体温度降低 6．如图甲为一气缸，其升降部分由M、N两筒组成，两筒间密闭了一定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻气缸内气体所对应的曲线为b。若用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（　　） A．气体对外界做功，内能减少 B．密闭气体压强增大，分子平均动能不变 C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加 D．密闭气体的分子速率分布曲线可能会由b曲线变成a曲线 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7．心脏起搏器电池附近的内部腔体，封闭有保护电池的惰性气体（可视为理想气体）。起搏器植入人体后，由于受人体体温影响，腔内气体温度升高，忽略腔体的体积变化，则该过程腔内惰性气体（　　） A．压强增大 B．压强减小 C．内能增大 D．对外做功 8．如图，一块高功率芯片上方紧贴着一个均热板散热器。均热板是一个完全密封的扁平纯铜空腔，空腔内部注有微量的水。在正常工作过程中，水从高温芯片处吸收热量汽化，水蒸气在低温冷凝端放出热量变回液态水，并回流到底部。下列说法正确的是 A．空腔内高温处所有水分子的运动速率都比低温处水分子的运动速率大 B．一定量的水吸收热量变成相同温度的水蒸气，内能变大 C．该均热板可以从高温物体吸热，向低温物体放热，不对外界做功 D．该均热板可以从低温物体吸热，向高温物体放热，而不产生其他影响 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 9．某小组设计了一个简易深度计，如图所示，其构造为一导热良好的刚性柱形容器，顶端有卡口，用质量忽略不计的薄活塞，密封一部分理想气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，水对活塞产生挤压使其向下移动，根据图中向下移动的距离d可求得深度计所到达的深度，容器内部底面积，内部高度，忽略水的温度随深度的变化，深度计在水中与水达到热平衡后，活塞位于顶端卡口处，此时封闭气体压强为，已知外界大气压强，且p0相当于10m高的水柱产生的压强。 （1）某次实验中测得长度，求此时深度计所处的深度H； （2）若深度计由水深70m处缓慢下降至90m处的过程中，其气体状态变化过程对应为等温线上a点到b点的过程，如图乙所示，ab段可近似看成一段倾斜直线，求在该过程中气体向外界释放的热量Q。 10． 如图所示为压缩点火装置，密闭汽缸的底部放置了一小块浸有乙醚的硝化棉。汽缸内的气体看作理想气体。 （1）若缓慢推动活塞压缩汽缸内的气体，硝化棉不会被点燃：此过程汽缸内的气体温度保持不变。下列P-V图与T-P图中，哪些符合上述过程（　　） A． B． C． D． （2）若快速猛推活塞压缩汽缸内气体，硝化棉会被点燃；这是因为（　　） A．气体从环境中吸收的热量更少 B．气体释放到环境中的热量更少 C．气体从环境中吸收的热量更多 D．气体释放到环境中的热量更多 （3）若在温度不变的情况下，将汽缸内气体的体积压缩到原来的一半以下；下列物理量会发生变化（　　） A．气体的内能 B．气体分子的热运动剧烈程度 C．单位体积内的气体分子个数 D．气体分子间的平均作用力 11．某种卡车轮胎的标准胎压范围为。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度为时，体积和压强分别为、；当胎内气体温度升高到为时，体积增大到为，气体可视为理想气体。 （1）求此时胎内气体的压强； （2）若该过程中胎内气体吸收的热量Q为，求胎内气体的内能增加量。 12．如图所示，一汽缸固定在水平桌面上，汽缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞横截面积为。活塞与汽缸壁导热良好，活塞可在汽缸中无摩擦滑动，轻绳跨过定滑轮将活塞和地面上质量为的重物连接。开始时绳子刚好伸直且张力为零，活塞离缸底距离为，温度，外界大气压强。取重力加速度，缓慢降低缸内气体的温度，不计绳与滑轮间的摩擦，求： （1）重物刚好离开地面时，缸内气体的温度； （2）缸内气体的温度缓慢降低到时，活塞对封闭气体做的功。 参考答案 1．【答案】C 2．【答案】B 3．【答案】A 4．【答案】D 5．【答案】B 6．【答案】C 7．【答案】A,C 8．【答案】B,C 9．【答案】（1）解：根据题意可知，封闭气体等温变化，由玻义耳定律有 解得 又有 解得 则有 （2）解：根据题意可知，70m深处，封闭气体的压强为 由玻义耳定律有 可得 90m深处，封闭气体的压强为 由玻义耳定律有 解得 过程中，外界对气体做功为 可得 由热力学第一定律有 得 即放出的热量。 10．【答案】（1）A；D （2）B （3）C；D 11．【答案】（1）气体可视为理想气体，根据理想气体状态方程 整理代入数据得 （2）p-V图线与y轴围成的面积代表做功的大小，该过程气体体积增大，则气体对外做功，可得外界对气体做功为 由热力学第一定律 代入数据可得 12．【答案】（1）解：重物刚好离开地面时，对活塞受力分析，得 解得 该过程为等容变化，根据查理定律， 解得 （2）解：当温度小于270 K时，气体做等压变化，由盖—吕萨克定律，得 解得 活塞移动的距离 活塞对封闭气体做的功 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $