第3章 热力学定律 单元测试卷 Word版含解析 (2份打包)

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2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册单元测试卷 第3章 热力学定律 B卷1.如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C.有关A、B和C三个状态温度和的关系，正确的是(   )A. B. C. D.2.一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示.已知三个状态的坐标分别为、、.以下判断正确的是(   )A.气体在过程中对外界做的功小于在过程中对外界做的功B.气体在过程中从外界吸收的热量大于在过程中从外界吸收的热量C.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量3.下列说法正确的是(   )A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变4.一定质量的某种物质，在压强不变的条件下，发生固、液、气三态变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，该物质单位时间吸收的热量可视为不变，下列说法正确的是(   )A.在时间内，该物质分子的平均动能随着时间的增大而增大B.在时间内，该物质分子势能随着时间的增大而增大C.在时间内，该物质发生了物态变化D.在时间内，该物质分子的热运动加剧5.下列说法正确的是(   )A.液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离B.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，分子平均动能减小C.理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的D.改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能6.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(   )A.若气体不和外界进行热传递，则气体内能一定不变B.若气体发生等温膨胀，则气体对外做功和吸收的热量数值相等C.足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果D.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零7.如图所示，一定质量的理想气体经历的等压过程，的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中过程中内能减少1 000 J，则过程中气体对外界做的总功为(   )A.1 600 J  B.400 J  C.1 000 J  D.600 J8.关于下列各图中实验及现象的说法，正确的是(   )A.甲图中薄板是非晶体B.乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且C.图丙反映了微粒分子的无规则运动D.丁图中水黾受到了水面对其竖直向上的表面张力作用9.下列说法中正确的是(   )A.随着科技的发展，永动机是可以制成的 B.能量守恒定律表明，节约能源是无意义的C.机械能守恒定律是自然界遵循的普遍规律 D.能量的耗散反映出了自然界宏观过程的方向性10.下列关于热学问题的说法正确的是(   )A.一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为有序B.当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大C.某气体的摩尔质量为M、密度为，用表示阿伏伽德罗常数，则每个气体分子的质量，每个气体分子的体积D.密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大11.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程、等容过程、等温过程又回到了状态A，则(   )A.过程气体降温B.过程气体内能增加，可能是外界对气体做了功C.过程气体放热D.全部过程气体做功为零12.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，由状态A变到状态D过程中(   )A.气体从A到D的过程，最终分子运动的平均速率增大B.气体体积增大，单位时间内与汽缸壁单位面积碰撞的分子数减少C.气体温度升高，大部分气体分子的动能都会增大D.气体的密度变大13.如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K.（1）求细管的长度；（2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度.14.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体在状态A时的压强，温度，线段与V轴平行，的延长线过原点.求：（1）气体在状态B时的压强；（2）气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；（3）气体在状态C时的压强和温度.


 
答案以及解析1.答案：C解析：由题图可知，为等压过程，根据理想气体状态方程可知，，因，所以，A错误；为等容过程，则有，因为，所以，B、D错误；对于两个状态，根据理想气体状态方程有，由题图可知，，，，，可得，C正确.2.答案：C解析：本题通过图像考查理想气体状态方程、热力学第一定律.图像中图线与V轴围成图形的面积表示气体对外界做功的大小，由题图可知，气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功，A错误；由理想气体状态方程可知，，则在、两过程中气体内能变化，，由热力学第一定律知，，由以上各式可知，B错误；在过程中，气体的压强不变，体积减小，外界对气体做功，由盖-吕萨克定律知，气体的温度降低，内能减少，由热力学第一定律知，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，C正确；理想气体的内能只与温度有关，，故气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，D错误.3.答案：A解析：本题考查热力学常识.温度是大量分子的平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，即物体内大量分子运动得越剧烈，故A正确；物体的内能是物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，故B错误；气体压强是大量气体分子与容器壁持续无规则撞击产生的，它与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度均有关系，故C错误；温度是分子平均动能的标志，气体膨胀对外做功且温度降低，则气体分子的平均动能一定减小，故D错误.4.答案：B解析：该物质有固定的熔点，所以是晶体；物质的内能是分子总动能与分子总势能之和，在时间内，物质温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量用来增加分子间的势能，所以分子势能随时间的增大而增大，故A错误，B正确；在时间内和在时间内，物质温度不变，分子热运动剧烈程度不变且发生物态变化，故C、D错误.5.答案：A解析：液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，选项A正确；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，对外做功，温度升高，则分子平均动能增大，选项B错误；理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，但是违背热力学第二定律，所以即使随着人类科学技术的进步，第二类永动机也不可能研制成功，选项C错误；根据热力学第二定律可知，热机的效率不能达到百分之百，即使改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终也不可能实现内能完全转化为机械能，选项D错误.6.答案：B解析：若气体不和外界进行热传递，如果外界对气体做功，则气体内能也会改变，A错误；若气体发生等温膨胀，内能不变，气体对外做功，根据热力学第一定律，可知气体对外做功和吸收的热量数值相等，B正确；足球充足气后很难压缩是足球内外存在压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关，C错误；气体对容器壁的压强是分子对容器壁的碰撞产生的，与气体的重力无关，故在完全失重的情况下，气体对容器壁仍有压强，D错误.7.答案：A解析：由题图可知，是等压过程，气体体积增大，气体对外做功为，则有，的过程中，，由热力学第一定律有，解得，所以在过程中，有，因此气体对外界做的总功大小为1 600 J，A正确，B、C、D错误.8.答案：B解析：题图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，某些单晶体的导热性能也是各向同性的，薄板可能是多晶体或单晶体，也可能是非晶体，A错误；温度越高，分子的平均速率越大，由题图乙可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确；题图丙反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映微粒分子的无规则运动，C错误；题图丁中水黾受到了水的表面张力作用，但是方向不是竖直向上的，是沿着水面的切线方向，D错误.9.答案：D解析：永动机违背了能量守恒定律，所以即使随着科技的发展，永动机也是不可能制成的，故A错误；虽然能量是守恒的，但可利用的能源不断减少，节约能源意义重大，故B错误；机械能守恒定律是有适用条件的，这个定律不是自然界遵循的普遍规律，故C错误；自然界自发进行的宏观过程具有方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故D正确.10.答案：D解析：根据熵增加原理，在自然过程中一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序，A错误.当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，B错误.每个气体分子的质量，每个气体分子平均占有的空间体积，它不是气体分子的体积，C错误.密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，由知压强变大，而分子数密度不变，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，D正确.11.答案：AC解析：过程是绝热过程，，体积变大，气体对外做功，，根据热力学第一定律，得，内能减小，温度下降，故A正确；过程中，气体体积不变，根据查理定律，压强增大，温度升高，内能增加，，根据热力学第一定律，体积不变则外界对气体不做功，，气体吸热，故B错误；过程是等温变化，内能不变，，体积减小，外界对气体做功，，根据热力学第一定律得，气体放热，故C正确；全部过程分三个阶段，A到B气体对外做功，，B到C，，C到A外界对气体做功，，根据图线与V轴围成的图形的面积表示气体做的功可知，从A到B气体对外界做的功小于从C到A外界对气体做的功，如图中阴影部分所示，则全部过程气体做功不为零，故D错误.12.答案：ABC解析：气体从状态A到状态D的过程，气体的温度升高，内能增大，分子运动的平均速率增大，A正确；由图可知气体的体积增大，状态的V与T成正比，由理想气体状态方程分析得知，两个状态的压强相等，体积增大，单位时间内与汽缸壁单位面积碰撞的分子数减少，B正确；气体温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个气体分子的动能都会增大，而是大部分气体分子的动能增大，C正确；气体的质量一定，体积增大，则密度减小，D错误.13.答案：（1）41 cm（2）312 K解析：本题考查理想气体状态方程的应用.（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为，压强为.由玻意耳定律有①由力的平衡条件有②③式中，分别为水银的密度和重力加速度的大小，为大气压强.由题意有④⑤由①②③④⑤式和题给条件得⑥（2）设气体被加热前后的温度分别为和T，由盖-吕萨克定律有⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得⑧14.答案：（1）（2）10 J（3）;解析：（1）气体从状态A到B为等温变化，根据玻意耳定律有，解得.（2）气体从状态A至状态B过程为等温变化，气体内能不变，即，气体对外界做功，则，根据热力学第一定律有，解得，即气体从外界吸收的热量为10 J.（3）气体从状态B到C为等压变化，根据盖-吕萨克定律得，解得，气体从状态A到C为等容变化，根据查理定律得，解得.