2021-2022学年新教材高中物理 第三章 热力学定律 单元评价（含解析）新人教版选择性必修第三册.docx

1、单元素养评价卷(三)时间：60分钟满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1下列实例中说明做功改变了系统的内能的是()A热水袋取暖B用双手摩擦给手取暖C把手放在火炉旁取暖D用嘴对手呵气给手取暖2下列对能量转化的描述，正确的是()A电暖器工作时，电能转化为动能B雨滴下落过程中，部分动能转化为重力势能C汽油发动机运转时，电能转化为化学能D水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能3如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开管塞被冲开前()A外界对管内气体做功，气体内能增大B管内气体对外

2、界做功，气体内能减小C管内气体内能不变，压强变大D管内气体内能增加，压强变大4下列过程中可能发生的是()A某种物质从高温热库吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发进去，恢复原状C利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开5下列说法中正确的是()A我们可以利用高科技手段，使热机的效率达到100%B利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C制冷系统能将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气而不引起其他变化D满足能量守恒定

3、律的客观过程都可以自发地进行6.在如图所示的柱形容器内封有一定质量的密闭气体，光滑活塞C(质量为m)与容器用良好的隔热材料制成另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B而静止在这一过程中，密闭气体内能的改变量U、外界对密闭气体所做的功W与物体和活塞的重力势能的变化关系是()AMghmghUWBUW，WMghmghCUW，WMghmghDUW，WMghmgh7图中的四个图像是一定质量的气体，按不同的方法由状态a变到状态b，则反映气体变化过程中从外界吸热的是(A中为双曲线的一支)()8如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过定滑轮与一重物m相连并处于静止状

4、态，此时活塞到缸口的距离h0.2 m，活塞面积S10 cm2，封闭气体的压强p5104 Pa，现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢上升直至缸口在此过程中封闭气体吸收了Q60 J的热量，假设汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞质量及一切摩擦力不计，则在此过程中气体内能的增加量为()A70 J B60 JC50 J D10 J二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分在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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9对于热力学定律，下列说法中正确的是()A第一类永动机不可能实现，因为它违背了能量守恒定律B热力学第一定律指出，一个热力学系统的内能增

5、量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和C热力学第二定律指出，不能从单一热库吸热全部用来对外做功而不产生其他影响D电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律10如图所示，一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若用竖直向上的力F将活塞缓慢向上拉一些距离则缸内封闭着的气体()A分子平均动能变小B单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C每个分子对缸壁的冲力都会减小D若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量11下列关于热学现象和热学规律说法正确的是()A根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可

6、能从低温物体传到高温物体B一定量100 的水变成100 的水蒸气，其分子势能增加C物体的温度为0 时，物体分子的平均动能为零D用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0105 J，同时空气的内能增加了2.0105 J，则空气向外界放出热量1.0105 J12一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的pV图像如图所示已知状态A时的温度为27 ，热力学温度与摄氏温度间的关系为Tt273 K，则下列判断正确的是()A气体处于状态B时的温度是900 KB气体处于状态C时的温度是300 KC从状态A变化到状态C过程理想气体内能增大D从状态A变化到状态B过程理想气体放热三、计

7、算题(本题共4小题，共60分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(12分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时被封闭的气体的长度为32 cm，某同学用力向下压缩气体，使封闭气体的长度变为12 cm，该同学对活塞做90 J的功，大气压强为p1105 Pa，活塞的横截面积S10 cm2，不计活塞的重力和摩擦，若以适当的速度压缩气体，在此过程中向外散热20 J，求气体内能变化了多少？14(14分) 爆米花酥脆可口、老少皆宜，是许多人喜爱的休闲零食，如图为高压爆米花的装置原理图，玉米在铁质的密闭容器内被加热，封闭气体被加热成高温高压气体，当打开容器盖后，“嘭”

8、的一声气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花设当地温度为t127 ，大气压为p0，已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.试分析：(1)容器内的气体看做理想气体，求容器内气体的温度(2)假定在一次打开的过程中，容器内气体膨胀对外界做功15 kJ，并向外释放了20 kJ的热量，容器内原有气体的内能如何变化？变化了多少？15.(16分)如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的pV图像，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J，求：(1)若沿adb过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回

9、状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？16(18分)如图所示，长为50 cm、内壁光滑的汽缸固定在水平面上，汽缸内用横截面积为100 cm2的活塞封闭有压强为1.0105 Pa、温度为27 的理想气体，开始时活塞位于距左侧缸底30 cm处现对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动(已知大气压强为1.0105 Pa)(1)试计算当温度升高到327 时，缸内封闭气体的压强(2)若在此过程中封闭气体共吸收了700 J的热量，试计算气体增加的内能单元素养评价卷(三)1答案：B2解析：电暖器工作时，电能转化为内能，故A错误；雨滴下落过程中，重力势能减小，部分动能转化为内

10、能，故B错误；汽油发动机运转时，部分化学能转化为机械能，故C错误；水力发电机工作时，水的部分机械能转化为电能，故D正确答案：D3解析：绳克服与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高通过传热，乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾；管塞会被冲开管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大，故选D.答案：D4解析：A错：不可能从单一热库吸热全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B错：打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后不能自发进去C对：利用其他手段，可以使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高，如电冰箱D错：两种不同的液体在一个容器中自发地混合，不能自发地各自分开答案：C5解析：A错：根据热力学第

11、二定律可知，利用高科技手段，也不可能使热机的效率达到100%.B对：利用浅层海水和深层海水间的温度差制造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C错：制冷系统通过做功的方式将冰箱内的热量传给外界温度较高的空气，同时消耗了电能D错：仅满足能量守恒定律的客观过程不一定可以自发地进行答案：B6解析：因活塞和容器用良好的隔热材料制成，容器内的密闭气体与外界无热交换，Q0，所以UW；但由于物体和活塞碰撞时损失一部分机械能，因此有WMghmgh，故C项正确虽然WMgh mgh，但仍遵守能量守恒定律，只不过减少的机械能不是全部转化为密闭气体的内能，而是有一部分在碰撞时转化为活塞和物体的

12、内能了，能的总量并未减少答案：C7解析：A项中体积减小，外界对气体做功，压强变大，气体做等温变化，温度不变内能不变，根据热力学第一定律UQW，可以得知Q为负值，气体一定向外界放热，A项错误；B项中体积和压强都在减小，外界对气体做功，根据理想气体状态方程C，温度一定减小，内能减小，QUW，Q为负值，气体向外放热，B项错误；C项中压强与温度成正比，气体发生等容变化，体积不变，外界做功为零，温度减小，说明内能减小，气体对外界放热，所以C项错误；D项为等温变化，内能不变，压强减小，体积一定增大，气体对外界做功，W为负值，Q一定为正值，气体吸热，所以D项正确答案：D8解析：活塞移动过程，汽缸内气体对外界

13、做功：WFxpSh5104101040.2 J10 J，由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化：UQ(W)(6010)J50 J汽缸内的气体内能增加了50 J，故C正确，A、B、D错误答案：C9解析：A对：第一类永动机既不消耗能量又能源源不断地对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成B对：据热力学第一定律UQW可知，一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和C对：热力学第二定律指出不能从单一热库吸热全部用来对外做功而不产生其他影响D错：电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，同时要消耗一定的电能，所以不违背热力学第二定律答案：ABC10解析：向上拉活塞时

14、，气体体积变大，气体对外做功，W0，由于汽缸与活塞是绝热的，在此过程中气体既不吸热，也不放热，则Q0，由热力学第一定律可知，UWQ0，气体内能减小，温度降低，分子平均动能变小，但并不是每一个分子动能都减小，不是每个分子对缸壁的冲力都会减小，故A正确，C错误；气体物质的量不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，故B正确；若活塞重力不计，则活塞质量不计，向上拉活塞时，活塞动能与重力势能均为零，拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量，故D错误答案：AB11解析：根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高

15、温物体，但要引起其他的变化，故A错误；一定量100 的水变成100 的水蒸气要吸收热量，而由于温度不变，故分子平均动能不变，分子总动能不变，则其分子势能增加，故B正确；分子在永不停息地做无规则运动，则当物体的温度为0 时，物体分子的平均动能不为零，故C错误；根据热力学第一定律，用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功3.0105 J，同时空气的内能增加了2.0105 J，则空气向外界放出热量1.0105J，故D正确答案：BD12解析：A对：由图示图像可知，AB过程为等压变化，有，已知TA(27273)K300 K，代入数据解得TB900 K.B对：BC过程为等容变化，有，代入数据解得TC300 K.

16、C错：AC过程，TA300 K，TC300 K，所以A、C两状态温度相同，内能相同，则内能变化U0.D错：从状态A变化到状态B过程，理想气体温度升高内能增大，体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律UQW得，一定要吸热答案：AB13解析：大气对活塞做功WpV1105(0.320.12)(10104)J20 J，该同学对气体做功W90 J，故外界对气体做功为W总W0W110 J，由热力学第一定律：UW总Q110 J(20)J90 J，即气体内能增加，增加了90 J.答案：增加了90 J14解析：(1)根据查理定律：p1p0，T1300 K，p24p0.整理得：T21 200 K，t2927 .(

17、2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ，故内能减少35 kJ.答案：(1)927 (2)减少35 kJ15解析：(1)沿acb过程，由热力学第一定律UWQ(126335)J209 J沿adb过程，由热力学第一定律UWQ，得QUW209 J(42)J251 J，即有251 J的热量传入系统(2)因为由ab，U209 J，所以由ba，UU209 J由热力学第一定律UWQ得QUW(20984)J293 J负号说明系统放出热量答案：(1)251 J(2)放热293 J16解析：(1)设活塞横截面积为S，封闭气体刚开始的温度为T1，体积为L1S，压强为p1，当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体的温度为T2，体积为L2S，压强p2p1，封闭气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律可得，解得T2500 K，即227 ；因为227 327 ，所以气体先发生等压变化，之后发生等容变化，设当温度达到T3(327273) K600 K时，封闭气体的压强为p3，根据查理定律可得：，代入数据解得p31.2105 Pa；(2)气体对外界做功：Wp0(L2L1)S，代入数据解得W200 J；根据热力学第一定律可得：UWQ，因为在此过程中封闭气体共吸收了700 J的热量，即Q700 J，解得：U(200700)J500 J.答案：(1)1.2105 Pa(2)500 J