《第三章 热力学定律》试卷及答案_高中物理选择性必修 第三册_人教版_2024-2025学年.docxVIP

《第三章热力学定律》试卷(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、下列关于热力学第一定律的描述中，正确的是（）。

A.热能可以完全转化为机械能，且不引起其他变化。

B.热量可以从高温物体传递到低温物体，而不需要外界做功。

C.热机的效率可以达到100%，将内能全部转化为机械能。

D.在一个闭合循环过程中，系统的内能变化量为零。

2、在一定质量的理想气体经历一个绝热膨胀过程时，下列描述正确的是（）。

A.气体对外做功且内能增加。

B.气体对外做功且内能减少。

C.气体不做任何功且内能增加。

D.气体不做任何功且内能减少。

3、一固定质量的理想气体，从初状态P?、V?变化到末状态P?、V?。下列哪种说法一定正确？

A.如果P?V?P?V?，则内能增加

B.如果P?V?≥P?V?，则内能减小

C.如果P?V?P?V?，则内能增加

D.如果P?V?≤P?V?，则内能减小

4、一个密闭的绝热容器内有等质量的理想气体A和理想气体B，它们在绝热条件下发生混合。混合后的容器内气体压强与混合前的气体A的压强相比，以下哪种情况一定发生？

A.混合后的压强一定大于气体A的压强

B.混合后的压强一定等于气体A的压强

C.混合后的压强一定小于气体A的压强

D.无法确定混合后的压强

5、一个理想气体在等压过程中，其内能的变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系是（）

A、ΔU=C_v*ΔT

B、ΔU=C_p*ΔT

C、ΔU=C_v*(ΔT-ΔP)

D、ΔU=C_p*(ΔT+ΔP)

6、一个物体从温度为T1的热源吸收热量Q，然后将其中的热量Q/4释放到温度为T2的冷源，物体的最终温度为（）

A、T1

B、(T1+T2)/2

C、T2

D、(3T1-T2)/4

7、一个绝热容器内装有一定量的理想气体，当气体被外力压缩时，容器内的温度会如何变化？

A、升高

B、降低

C、不变

D、无法确定

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、下列关于热力学第一定律的说法正确的是：

A、热力学第一定律说明了能量守恒和转化定律在自然界中的普遍性。

B、热力学第一定律的表达式中，系统的内能变化等于外界对系统做的功加上系统吸收的热量。

C、热力学第一定律并没有明确指出能量转化的具体途径。

D、热力学第一定律指出，能量不能从一种形式转化为另一种形式。

2、关于热力学第二定律的以下说法中，正确的是：

A、热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。

B、热机的效率越高，wasteheat（废气或废热）的产生越少。

C、所有真实的热机都不可能达到100%的效率。

D、在可逆过程中，系统的熵变为零。

3、以下哪些过程属于等压过程？

A.冰融化成水

B.水沸腾成水蒸气

C.水蒸气冷凝成水

D.水蒸气等温膨胀

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

题目

在绝热容器中，有一定量的理想气体，经历了一个不可逆的绝热压缩过程，最终气体的体积减小了一半。已知压缩前气体的温度为300?

已知条件

理想气体

绝热过程

压缩前气体温度T

压缩后气体体积减小了一半

要求

1.利用热力学定律计算压缩后气体的温度T2

2.解释在绝热过程中的能量转换情况。

解析

绝热过程中，理想气体遵守绝热方程：

T

其中κ=CPCV为比热容比。对于单原子理想气体，C

根据题意，气体经历一个绝热过程，初态和终态满足以下关系：

T

已知V2

300

简化后得：

300

约去共同因子V1

300

解得：

T

第二题

某理想气体在密闭容器中，从初态P1、V1、T1经过一系列等压变化、等温变化、等体积变化后达到终态P2、V2、T2。已知气体初始时的温度为T0，初始压强为P0。

（1）请推导出气体经历等压变化和等温变化后的温度和压强；

（2）根据热力学第一定律，写出气体从初态到终态的过程中内能的变化ΔU；

（3）若气体在整个过程中对外不进行功（即W=0），请利用热力学第一定律，推导出气体在整个过程中的内能变化ΔU与热量交换Q的关系。

第三题

题目：

一密闭容器内盛有一定量的理想气体，气体压强为P0，温度为T0。现将容器水平放置，气体体积减小至原来的1/4，同时气体温度升高至T0的3倍。求：

（1）此时气体的压强P；

（2）若气体体积减小至原来的1/8，同时气体温度仍为T0的3倍，求此时气体的压强P’。

第四题

题目

一个气缸内装有一定质量的理想气体，初始时气缸的容积为V0，压强为p0，温度为T0。设气缸的绝热壁使得整个过程中气缸不与外界进行热交换。起初，气缸的活塞被固定，气体的温度通过加热装置慢慢升高到T1。随后，将固定活塞的装置移