文档内容
第三章《热力学定律》单元测试卷（解析版）
注意事项：
1．测试范围：人教版2019 选择性必修三第3章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项
符合题目要求，第7~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得
0分。
1.海底火山活跃的海域，火山附近的海水会受到加热形成水蒸气从而产生气泡。当气泡浮上水面的过程中温
度下降，压强减小，体积减小。该过程中水蒸气可视作理想气体。下列关于该过程说法正确的是( )
A. 水蒸气上升过程中吸收热量 B. 水蒸气分子的平均动能增大
C. 水蒸气放出的热量大于其减小的内能 D. 该过程违反了热力学第二定律
2.下列说法中正确的是( )
A. 一定质量的理想气体在膨胀的同时吸收热量，气体分子的平均动能一定减小
B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C. 一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
D. 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
3.关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A. 热量不可能从低温物体传向高温物体
B. 从单一热源吸收热量，使之完全变为功是可能的
C. 机械能转化为内能的实际宏观过程是可逆过程
D. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
4.如图所示，一定质量的理想气体从状态𝒂开始，经历过程①、②、③到达状态𝒅。对此气体，下列说法错
误的是( )A. 过程①中，气体体积不断增大
B. 过程②中，气体从外界吸收热量
C. 过程③中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增加
D. 状态𝒂的体积大于状态𝒅的体积
5.一定质量的理想气体被质量为𝒎的绝热活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸中，活塞的面积为𝑺，与汽缸底部
相距𝑳，温度为𝑻 。现接通电热丝给气体缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离𝑳后停止加热，整个过程中，
𝟎
气体吸收的热量为𝑸，大气压强为𝒑 ，重力加速度为𝒈。则( )
𝟎
A. 初始时，气体压强𝒑 =𝒑
𝟏 𝟎
B. 停止加热时，气体的温度𝑻=𝟐𝑻
𝟎
C. 该过程中，气体内能增加量𝜟𝑼=𝑸―𝒎𝒈𝑳
D. 该过程中，气体内能增加量𝜟𝑼=𝑸―𝒑 𝑺𝑳
𝟎
6.根据热力学定律，可知下列说法中正确的是( )
A. 外界对物体做功，物体的内能必定增加
B. 随着科技的发展，机械效率是𝟏𝟎𝟎%的热机是可能制成的
C. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
D. 凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体
7.夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，
大气压强没有变化，将气泡内气体看做理想气体。则气泡上升过程中，以下说法正确的是( )
A. 气泡内气体对外界做功 B. 气泡内每个气体分子的动能都变大
C. 气泡内气体从外界吸收热量 D. 气泡内气体的压强可能不变
8.现在骑自行车成为一种流行的运动，而山地自行车更是受到大众的青睐。山地自行车前轮有气压式减震装
置来抵抗颠簸，其原理如图所示，随着骑行时自行车的颠簸，活塞上下振动，在气缸内封闭的气体的作
用下，起到延缓震动的目的，如果路面不平，下列关于该减震装置的说法正确的是( )
A. 活塞迅速下压时气缸内的气体温度不变
B. 活塞迅速下压时气缸内的气体压强增大
C. 活塞下压后迅速反弹时气缸内有些气体分子的速率增大
D. 活塞下压后迅速反弹时气缸内气体内能增加
9.斯特林循环是一种采用定容下回热的。热力学理论上最完善的闭式概括性卡诺循环，它包含两个等容变化
过程和两个等温变化过程，如图所示是一定质量的理想气体在该循环下的𝒑―𝑽图像，其中𝒂→𝒃和𝒄→𝒅是
等温过程。关于斯特林循环，下列说法正确的是( )
A. 𝒂→𝒃的过程中，气体从外界吸收热量
B. 𝒃→𝒄过程气体吸收的热量等于𝒅→𝒂过程气体释放的热量C. 𝒄→𝒅过程中，气体分子在单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数增加
D. 经历如图所示这一完整的循环过程，气体从外界吸收热量
10.带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体，其状态变化如图所示。气体开始处于状态𝑨，由过程𝑨→𝑩到
达状态𝑩，其内能减小了𝑬，后又经过程𝑩→𝑪到达状态𝑪。设气体在状态𝑨时的压强、体积和温度分别为𝒑 、
𝑨
𝑽 和𝑻 。在状态𝑩时的体积为𝑽 ，状态𝑪时的温度为𝑻 。则下列说法正确的是( )
𝑨 𝑨 𝑩 𝑪
A. 气体在状态𝑩时的温度𝑻 = 𝑻 𝑨 ⋅𝑽 𝑩
𝑩 𝑽
𝑨
B. 气体在状态𝑩时的温度𝑻 = 𝑻 𝑨 ⋅𝑽 𝑨
𝑩 𝑽
𝑩
C. 𝑨→𝑩过程中，气体放出的热量𝑸=𝒑 (𝑽 ―𝑽 )+𝑬
𝑨 𝑨 𝑩
D. 𝑨→𝑩过程中，气体放出的热量𝑸=𝒑 (𝑽 ―𝑽 )―𝑬
𝑨 𝑩 𝑨
11.一定质量的理想气体从状态𝒂开始，经历过程𝒂𝒃、𝒃𝒄、𝒄𝒂回到原状态，其𝑽―𝑻图像如图所示，𝒑 、𝒑 、
𝒂 𝒃
𝒑 分别表示状态𝒂、𝒃、𝒄的压强，下列判断正确的是 ( )
𝒄
A. 状态𝒂、𝒃、𝒄的压强满足𝒑 =𝒑 =𝟑𝒑
𝒄 𝒃 𝒂
B. 过程𝒂到𝒃中气体对外做功，吸收热量，内能增加
C. 过程𝒃到𝒄中外界对气体做功，气体内能增加
D. 过程𝒄到𝒂中气体吸收的热量等于气体对外做的功
12.在中国共产党成立𝟏𝟎𝟎周年庆祝大会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为
𝟓𝟎𝑳、压强为𝟐.𝟎×𝟏𝟎𝟕𝑷𝒂的氦气罐给气球充气，要求充气后气球体积为𝟏𝟎𝑳、压强为𝟏.𝟎×𝟏𝟎𝟓𝑷𝒂；气球
释放后飘向高空，当气球体积膨胀到𝟏𝟓𝑳时就会爆裂落回地面。已知高度每升高𝟏𝟎𝟎𝟎𝒎，大气温度下降𝟔
℃，高度每升高𝟏𝟎𝒎，大气压减小𝟏𝟏𝟎𝑷𝒂，庆祝现场地面空气温度为𝟐𝟕℃，大气压为𝟏.𝟎×𝟏𝟎𝟓𝑷𝒂，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是( )
A. 用氮气罐给气球充气过程中，氦气向外界释放热量
B. 用一个氦气罐可以充出𝟗𝟗𝟓个符合要求的气球
C. 当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为𝟑𝟒𝟒𝟖𝒎
D. 要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
第Ⅱ卷
二、计算题：本题共4小题，共52分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最
后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示，水平放置一个长方体汽缸，总体积为𝑽，用活塞将内部封闭的理想气体分为完全相同的𝑨、𝑩
两部分。活塞绝热，体积不计，且可在汽缸内无摩擦地自由滑动。初始时两部分气体压强均为𝒑，温度均
为𝑻。若使𝑨部分气体的温度升高𝜟𝑻，𝑩部分气体的温度保持不变，求：
(𝟏)𝑨部分气体的体积变为多少？
(𝟐)𝑩部分气体在该过程中是放热还是吸热？
14.如图为一定质量的理想气体的体积𝑽随热力学温度𝑻的变化关系图像。由状态𝑨变化到状态𝑩的过程中气
体吸收热量𝑸 =𝟐𝟐𝟎 𝑱，气体在状态𝑨的压强为𝒑 =𝟏.𝟎×𝟏𝟎𝟓𝑷𝒂。求：
𝟏 𝟎
(𝟏)气体在状态𝑩时的温度𝑻 ；
𝟐
(𝟐)气体由状态𝑩变化到状态𝑪的过程中，气体向外放出的热量𝑸 。
𝟐
15.一定质量的理想气体被绝热活塞封闭在绝热汽缸内，活塞的质量𝒎=𝟐𝟎 𝒌𝒈，横截面积𝑺=𝟏𝟎𝟎 𝒄𝒎𝟐，活
塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始使汽缸水平放置如图所示，活塞与汽缸底的距离𝑳 =𝟏𝟐 𝒄𝒎，
𝟏
离汽缸口的距离𝑳 =𝟒 𝒄𝒎.外界气温为𝟐𝟕℃，大气压强为𝟏.𝟎×𝟏𝟎𝟓𝑷𝒂，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖
𝟐
直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知𝒈=𝟏𝟎 𝒎/𝒔𝟐，求：(𝟏)此时气体的温度；
(𝟐)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收𝑸=𝟑𝟗𝟎 𝑱的热量，则气体增加的内能
𝜟𝑼多大．
16.如图所示，内部带有加热装置的绝热汽缸质量为𝑴，用绝热活塞封闭一定质量的气体，用绳将活塞和汽
缸竖直悬挂在空中，汽缸顶部有卡环，汽缸内部长为𝟐𝑳，活塞质量为𝒎、横截面积为𝑺，开始时气体温度为
𝟑𝟎𝟎 𝑲，活塞到缸底的距离为𝟏.𝟓𝑳，加热装置中电阻丝的电阻为𝑹，启动加热装置后电流为𝑰，气体缓慢
升温，经时间𝒕气体温度变为𝟒𝟓𝟎 𝑲，已知大气压强为𝒑 ，重力加速度为𝒈，活塞的厚度不计，求：
𝟎
(𝟏)当温度升高到𝟑𝟔𝟎 𝑲时活塞到缸底的距离；
(𝟐)气体温度由𝟑𝟎𝟎 𝑲升高到𝟒𝟓𝟎 𝑲的过程中内能的增加量．
