1、第十章 熱力學定律章末檢測卷(十)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1在下列現象中不是通過做功使物體內能改變的是()a用打氣筒給自行車打氣時，筒壁溫度升高b在陽光照射下，水的溫度升高c鐵錘打鐵塊，使鐵塊溫度升高d夏天在室內放幾塊冰，室內會變涼一些答案bd解析活塞與筒壁發生摩擦，摩擦力做功使筒壁溫度升高；在陽光照射下，水溫升高是靠太陽的熱輻射來升溫的；鐵錘打鐵塊是做功過程；室內放上冰塊是通過熱傳遞的方式來改變室內溫度的2柴油機使柴油燃料在它的氣缸中燃燒，產生高溫高壓的氣體，燃料的化學能轉化為氣體的內能，高溫高壓的氣體推動活塞做功，氣體的內能又轉化為

2、柴油機的機械能燃燒相同的燃料，輸出的機械能越多，表明柴油機越節能是否節能，是衡量機器性能好壞的重要指標，有經驗的柴油機維修師傅，不用任何儀器，只是將手伸到柴油機排氣管附近，去感知一下尾氣的溫度，就能夠判斷出這臺柴油機是否節能，關于尾氣的溫度跟柴油機是否節能之間的關系，你認為正確的是()a尾氣的溫度越高，柴油機越節能b尾氣的溫度越低，柴油機越節能c尾氣的溫度高低與柴油機是否節能無關d以上說法均不正確答案b解析氣體的內能不可能完全轉化為柴油機的機械能，柴油機使柴油燃料在它的氣缸中燃燒，產生高溫高壓的氣體，是一個高溫熱源；而柴油機排氣管排出的尾氣是一個低溫熱源根據能量守恒，這兩個熱源之間的能量差就是

3、轉換的機械能，燃燒相同的燃料，要想輸出的機械能越多，尾氣的溫度就要越低3景頗族的祖先發明的點火器如圖1所示，用牛角做套筒，木質推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點燃對筒內封閉的氣體，在此壓縮過程中()圖1a氣體溫度升高，壓強不變b氣體溫度升高，壓強變大c氣體對外界做正功，氣體內能增加d外界對氣體做正功，氣體內能減少答案b解析外界對氣體做正功，其內能增加，溫度升高，分子熱運動加劇、體積變小，單位體積內分子的密集程度增加，故其壓強變大正確選項為b.4對于一定質量的理想氣體，下列說法正確的是()a若氣體的壓強和體積都不變，其內能也一定不變b若氣體的溫度不斷升高，其壓強也一定不斷增大c若氣體溫度升高

4、1 k，其等容過程所吸收的熱量一定大于等壓過程所吸收的熱量d在完全失重狀態下，氣體的壓強為零答案a解析一定質量的理想氣體的內能與溫度有關，若氣體的壓強和體積都不變，則溫度不變，其內能也一定不變，a正確；由c知，氣體的溫度不斷升高，壓強不一定增大，b錯誤；根據熱力學第一定律有uqw，氣體溫度升高1 k，u相同，等容過程w0，等壓過程，體積增大，則w<0，故等容過程所吸收的熱量一定小于等壓過程所吸收的熱量，c錯誤；氣體的壓強是由于分子頻繁撞擊器壁而產生的，與是否失重無關，d錯誤5.固定的水平氣缸內由活塞b封閉著一定質量的理想氣體，氣體分子之間的相互作用力可以忽略假設氣缸壁的導熱性能很好，外界

5、環境的溫度保持不變若用外力f將活塞b緩慢地向右拉動，如圖2所示，則在拉動活塞的過程中，關于氣缸內氣體的下列結論，正確的是()圖2a氣體對外做功，氣體內能減小b氣體對外做功，氣體內能不變c外界對氣體做功，氣體內能不變d氣體向外界放熱，氣體內能不變答案b解析用力f緩慢拉活塞時，氣體膨脹，對外做功，但由于氣缸的導熱性很好，環境溫度又不變，氣體會從外界吸收熱量而保持與環境溫度相同，因而氣體的內能不變，故b選項正確6一木塊沿斜面向下滑，下列說法正確的是()a不管斜面是否光滑，下滑過程中重力對木塊做了功，它的內能將增大b若斜面光滑且不計空氣阻力，木塊滑到斜面底部時，速度增大，內能也將增大c若斜面粗糙，木塊

6、在重力作用下雖速度增大，但它的內能并不改變d若斜面粗糙，木塊的機械能減小，而它的內能將增大答案d解析斜面光滑且不計空氣阻力時，木塊下滑過程中機械能守恒，內能不變；斜面粗糙，木塊下滑時要克服摩擦力做功，故木塊的機械能減小，由能量守恒定律知它的內能將增大，故d正確7如圖3所示，是一定質量的理想氣體從狀態a經b至c的p圖線，則在此過程中()圖3a氣體的內能改變b氣體的體積增大c氣體向外界放熱d氣體對外界做功答案c解析由題圖可以看出，圖線延長線過原點，所以abc的變化過程為等溫過程，內能不變因為在此過程中，氣體體積是變小的，所以，外界對氣體做功，又因為氣體內能不變，由熱力學第一定律可知：氣體向外界放熱

7、8.如圖4所示，水平放置的密封氣缸內的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內無摩擦滑動，右側氣體內有一電熱絲氣缸壁和隔板均絕熱初始時隔板靜止，左、右兩邊氣體溫度相等現給電熱絲提供一較弱電流，通電一段時間后切斷電源當缸內氣體再次達到平衡時，與初始狀態相比()圖4a右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變b左、右兩邊氣體溫度都升高c左邊氣體壓強增大d右邊氣體內能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案bc解析當電熱絲通電后，右邊氣體溫度升高氣體膨脹，將隔板向左推，對左邊的氣體做功，根據熱力學第一定律，左邊氣體內能增加，氣體的溫度升高，壓強增大，選項b、c正確，選項a錯誤右邊氣體內能的增加量為電熱絲產生

8、的熱量減去對左邊的氣體所做的功，選項d錯誤9.如圖5所示，密閉絕熱容器內有一絕熱的具有一定質量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計，置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊(繩未畫出)，此時彈簧的彈性勢能為ep(彈簧處在自然長度時的彈性勢能為零)，現繩突然斷開，彈簧推動活塞向上運動，經過多次往復運動后活塞靜止，氣體達到平衡狀態經過此過程()圖5aep全部轉換為氣體的內能bep一部分轉換成活塞的重力勢能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能cep全部轉換成活塞的重力勢能和氣體的內能dep一部分轉換成活塞的重力勢能，一部分轉換為氣體的內

9、能，其余部分仍為彈簧的彈性勢能答案d解析彈簧靜止后仍有彈性勢能，最后活塞重心升高，重力勢能增加，由于氣體的體積變小，活塞對氣體做了功，氣體內能增加故正確答案為d.10.我國神九航天員的漫步太空已成為現實神九航天員漫步太空，此舉震撼世界，意義重大無比其中，飛船在航天員出艙前先要“減壓”，在航天員從太空返回進入航天器后要“升壓”，因此飛船將此設施專門做成了一個艙，叫“氣閘艙”，其原理如圖6所示，兩個相通的艙a、b間裝有閥門k，指令艙a中充滿氣體，氣閘艙b內為真空，整個系統與外界沒有熱交換打開閥門k后，a中的氣體進入b中，最終達到平衡，則()圖6a氣體體積膨脹，對外做功b氣體分子勢能減少，內能增加c

10、體積變大，溫度降低db中氣體不可能自發地全部退回到a中答案d解析當閥門k被打開時，a中的氣體進入b中，由于b中為真空，所以a中的氣體不會做功，則a錯誤；又因為系統與外界無熱交換，所以氣體內能不變，則氣體的溫度也不變，則b、c錯誤；由熱力學第二定律知，真空中氣體膨脹具有方向性，在無外界作用時，b中氣體不能自發地全部退回到a中故d正確二、填空題(本題共2小題，共14分)11(6分)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kj的功現潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質量保持不變，且放出了5 kj的熱量在上述兩個過程中，空氣的內能共減小_kj，空氣_(填“吸收”

11、或“放出”)的總熱量為_kj.答案5放出29解析理想氣體的內能僅與溫度有關，故將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中并不改變空氣的內能，只有潛入海底過程才改變內能，所以兩個過程中，空氣的內能共減小5 kj，由熱力學第一定律uwq，知q29 kj，故空氣放出的總熱量為29 kj.12(8分)一定質量的理想氣體，狀態從abcda的變化過程可用如圖7所示的pv圖描述，圖中p1、p2、v1、v2和v3為已知量圖7(1)氣體狀態從a到b是_(填“等容”“等壓”或“等溫”)過程；(2)氣體狀態從b到c的變化過程中，氣體的溫度_(填“升高”“不變”或“降低”)；(3)氣體狀態從c到d的變化過程中，氣體_(填“吸熱”或“

12、放熱”)(4)氣體狀態從abcd的變化過程中，氣體對外界所做的總功為_答案(1)等壓(2)降低(3)放熱(4)p2(v3v1)p1(v3v2)解析(1)從a到b壓強不變，所以是等壓過程(2)從b到c為等容過程，由查理定律可知溫度降低(3)從c到d為等壓壓縮過程，體積減小，溫度降低，因此外界對氣體做功，內能減小由熱力學第一定律uwq可知，氣體放出熱量(4)從a到b過程體積增大，氣體對外界做功w1p2(v3v1)從b到c過程體積不變，不做功從c到d，外界對氣體做功w2p1(v3v2)，所以從abcd過程中，氣體對外界所做的總功ww1w2p2(v3v1)p1(v3v2)三、計算題(本題共4小題，共4

13、6分)13(8分)氣缸內封閉了一定質量、壓強為p1.0×105 pa、體積為v2.0 m3的理想氣體，現使氣體保持壓強不變，體積緩慢壓縮至v1.0 m3，此過程氣體向外界釋放了q1.2×105 j的熱量，則：(1)壓縮過程外界對氣體做了多少功？(2)氣體內能變化了多少？答案1052×104解析封閉氣體做等壓變化的壓強為p外界對氣體做功：wfsps·hp·v解得：w105 j由熱力學第一定律得，氣缸內氣體內能的變化：uqw1.2×105105 j2×104 j14.(12分)如圖8所示，為一氣缸內封閉的一定質量的氣體的pv圖線

14、，當該系統從狀態a沿過程acb到達狀態b時，有335 j熱量傳入系統，系統對外界做功126 j求：圖8(1)若沿adb過程，系統對外做功42 j，則有多少熱量傳入系統？(2)若系統由狀態b沿曲線過程返回狀態a的過程中，外界對系統做功84 j，則系統是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？答案(1)251 j(2)放熱293 j解析(1)由熱力學第一定律可得acb過程系統增加的內能uwq(126335) j209 j，由adb過程有uwq得quw209(42) j251 j，為正，即有251 j的熱量傳入系統(2)由題意知系統由ba過程內能的增量uu209 j根據熱力學第一定律有quw(20984)

15、j293 j負號說明系統放出熱量，熱量傳遞為293 j.15.(12分)如圖9所示，一導熱氣缸放在水平面上，其內封閉一定質量的某種理想氣體活塞通過滑輪組與一重物連接，并保持平衡已知氣缸高度為h，開始活塞在氣缸中央，初始溫度為t攝氏度，活塞面積為s，大氣壓強為p0，物體重力為g，活塞質量及一切摩擦不計緩慢升高環境溫度，使活塞上升x，封閉氣體吸收了q的熱量(活塞、氣缸底的厚度不計，且氣缸始終未離開地面)求：圖9(1)環境溫度升高了多少度？(2)氣體的內能如何變化？變化了多少？答案(1)(273.15t)(2)氣體內能增加q(p0sg)x解析(1)活塞緩慢移動，任意時刻都處于平衡狀態，故氣體做等壓變

16、化，由蓋呂薩克定律可知：，得t(273.15t)(2)設氣缸內氣體壓強為p，由平衡條件得：psp0sg，封閉氣體對外做功wpsx(p0sg)x，由熱力學第一定律得：uq(w)q(p0sg)x.由于氣體的溫度升高，其內能增加16(14分)某壓力鍋結構如圖10所示蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起假定在壓力閥被頂起時，停止加熱圖10(1)假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1 j，并向外界釋放了2 j的熱量鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？(2)已知大氣壓強p隨海拔高度h的變化滿足pp0(1h)，其中常數>0.結合氣體實驗定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當壓力閥被頂起時鍋內氣體的溫度有何不同答案(1)減少3 j(2)溫度隨著海拔高度的增加而降低解析(1)根據熱力學第一定律：uwq，氣體對外做功，w1 j；向外放熱，熱量為負，q2 j.則有：u