2023-2024学年粤教版选择性必修3第三章 热力学定律 单元测试B卷（含答案）

保密★启用前
2023-2024学年 粤教版 选择性必修3 第三章《热力学定律》单元测试B卷
试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．下列说法中错误的是（　　）
A．不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
D．晶体在熔化过程中温度保持不变，内能增加
2．关于热学，下列说法正确的是（　　）
A．当一定质量的理想气体吸热时，其内能一定减小
B．当一定质量的理想气体体积增大时，其压强一定增大
C．物体的速度增大时，物体的内能一定增大
D．热量可以从低温物体传到高温物体
3．下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．一定质量的理想气体，内能与温度和体积有关
C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
4．某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V-T图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是（　　）

A．从B到C过程中，气体吸收热量
B．从C到D过程中，气体的压强增大
C．从D到A过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
D．从C到D过程中，若气体内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体向外界放出热量2kJ
5．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经等温过程A→B、等容过程B→C、绝热过程C→A又回到了状态A，则（　　）
A．A→B过程气体放热
B．B→C过程气体内能减小
C．C→A过程气体内能减小，气体可能对外界做功
D．全部过程中气体对外界做的功小于外界对气体做的功
6．的某种理想气体，沿如图图像中箭头所示方向，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，再回到状态A。已知气体处于状态A时的温度为，的该种理想气体内能为（其中R为普适气体常数，T为气体的热力学温度），大气压，下列判断正确的是（　　）
A．该气体处于状态B时的温度是
B．从状态A变化到状态B，该气体一定向外界放出热量
C．从状态B变化到状态C，该气体向外界放出热量
D．从状态A→B→C→A的过程中，外界对该气体做功
7．如图，一定质量的理想气体从状态a（p0、V0、T0）经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a，且外界环境为非真空状态。则下列说法错误的是（　　）
A．b、c两个状态气体温度相同
B．bc过程中，气体温度先升高后降低
C．bc过程中，气体一直放热
D．ab过程中，在单位时间内气体分子对单位器壁面积的平均作用力增加
评卷人得分
二、多选题
8．下述做法不能改善空气质量的是(　 　)
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
E．大量使用核能发电、风力发电和水力发电
9．下列说法中正确的是（　　）
A．晶体具有确定的熔点
B．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
C．某物体温度高，组成该物体的某些分子速率可能很小
D．理想气体从外界吸热，则内能一定增大
E．压缩气体需要用力表明气体分子间存在斥力
10．如图所示，一定质量的理想气体从状态P（，，）经热力学过程PQ、QS、SP后又回到状态P，则下列说法正确的是（　　）
A．P、Q、S三个状态中，Q状态的温度最高且为
B．P、S两状态的气体内能相等
C．SP过程中，气体分子的平均动能保持不变
D．QS过程中，气体内能的减少量大于气体向外界放出的热量
E．整个过程中，气体需要从外界吸收的热量
11．如图，一定质量的理想气体从a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　）
A．在过程ab中气体从外界吸收热量
B．在过程bc中气体对外界放出热量
C．在过程ca中外界对气体做功
D．在过程ab中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
E．在过程ca中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图甲所示的装置。在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等。如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。
（1）关于瓶内气体，下列说法中正确的有 ；
A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变
B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大
C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多
D．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数减少
（2）改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出图像如图乙所示。已知大气压强，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为 J，若此过程中气体吸收热量60J，则气体的内能增加了 J。
13．在聊城一中举办的首届科创节上，同学们进行了水火箭的制作与发射比赛。装置如图所示。可乐瓶内封闭了一定质量的气体，比赛中通过打气筒向瓶内多次打气，直到瓶内气体的压力冲开瓶塞，瓶内水从瓶口快速喷出，瓶身因反冲获得向上的速度射向空中。已知瓶塞的截面积为S，瓶中气体未打气时压强为p0（大气压强），体积为V0，每次打气均是把打气筒中压强为p0，体积为kV0的一筒气体全部打入瓶中。忽略打气过程中气体温度的变化，同时忽略水及瓶塞重力产生的压强。假设打了N次气后，水恰好冲开瓶塞，水火箭成功发射。在瓶塞被冲开，水快速喷出时，气体的内能将 （选填“增大”或“减小”），温度将 （选填“升高”或“降低”）。瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强p= ，瓶塞与瓶颈间的最大摩擦力fm= 。
评卷人得分
四、解答题
14．一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的p-V图像如图所示。已知图线的AD段是双曲线的一部分，且该气体在状态A时的温度为270K。
（1）求气体在状态C时的温度TC和在循环过程中气体的最高温度Tm；
（2）若由状态C到状态D过程中吸收热量75J，则求此过程中内能的变化量ΔU。
15．如图所示是两幅宣传节约能源的图片，请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
16．有一物理研究小组为了估测太阳对地球的辐射功率，做了以下实验：他们取了一个圆筒，其横截面积为3 dm2，在筒内装了0.6 kg水，在太阳光下垂直照射2 min后，筒内水的温度升高了1℃。
（1）计算在阳光直射时，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量。
（2）如果已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，能由此估算出太阳辐射的功率吗？如果能，太阳对地球的辐射功率大约是多少？是否还需要其他数据？
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
解析：A．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用功而不引起其它变化，故A正确，不符合题意要求；
B．布朗运动是悬浮在液体里的小颗粒的运动，能反映液体分子的无规则运动，故B错误，符合题意要求；
C．第一类永动机是指不消耗能量却源源不断对外做功的机器，是违背能量守恒定律的，故C正确，不符合题意要求；
D．晶体有固定的熔点，在熔化的过程温度保持熔点不变，分子平均动能不变；但是吸收热量，分子势能增加，内能增加，故D正确，不符合题意要求。
答案：B。
2．D
解析：A．根据
可知，当一定质量的理想气体吸热时，其内能不一定减小，选项A错误；
B．根据
可知，当一定质量的理想气体体积增大时，其压强不一定增大，选项B错误；
C．微观物体的内能与宏观物体的机械能无关，选项C错误；
D．根据热力学第二定律，热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项D正确。
答案：D。
3．C
解析：A．物体吸收热量，若同时对外做功，则其温度不一定升高，选项A错误；
B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关，选项B错误；
C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式，选项C正确；
D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，选项D错误。
答案：C。
4．C
解析：A．从状态B到C过程气体发生等温变化，内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故A错误；
B．从C到D过程气体发生等压变化，故B错误；
C．从D到A过程中，气体温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少造成的，故C正确；
D．根据热力学第一定律
可得
气体从外界吸收8kJ热量，故D错误。
答案：C。
5．B
解析：A．A到B等温膨胀，气体的内能不变，由于气体对外界做功，所以该过程一定吸热，故A错误；
B．B到C体积不变，压强减小，根据理想气体的状态方程可知，温度一定降低，所以气体的内能减小，故B正确；
C．C到A的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；
D．图像中，图线与坐标轴围成的面积等于该过程做的功，由图像可知，A到B的过程中气体对外界做的功大于C到A的过程中外界对气体做的功，B到C体积不变不做功，所以全部过程中气体对外界做的功大于外界对气体做的功，故D错误。
答案：B。
6．C
解析：A．根据理想气体状态方程
解得
故A错误；
B．从状态A变化到状态B，体积膨胀气体对外界做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，故B错误；
C．根据理想气体状态方程
解得
从状态B变化到状态C过程,温度降低，气体不做功，则放热
故C正确；
D．从状态A→B→C→A的过程中，外界该气体做功
故D错误。
答案：C。
7．C
解析：A．根据理想气体状态方程
可得
根据图像中对应的值，可知道两种状态下的压强和体积，代入得到
，
所以b、c两个状态气体温度相同，A正确；
B．由图像可知，bc过程气体压强与体积的乘积pV先增大后减小，由理想气体状态方程
可知，气体温度先升高，后降低，B正确；
C．bc过程中，体积增大，气体对外做功，则
B选项中已知，温度先升高，后降低，则内能先增大后减小，根据热力学第一定律有
可知，气体先吸热，后放热或仍然吸热，但吸收的热量小于气体对外做的功，C错误；
D．ab过程中，体积不变，压强增大，根据查理定律
所以ab过程中，温度升高，分子平均动能增大，在单位时间内气体分子对单位器壁面积的平均作用力增加，D正确；
答案：C。
8．ACD
解析：以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多；限制使用电动车对改善空气质量无影响；太阳能、核能、风能和氢能等属于清洁能源，可以减少污染物排放．
答案：ACD．
9．ABC
解析：A．根据晶体特性，晶体具有确定的熔点，故A正确；
B．液体存在表面张力，有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状就是由于液体表面张力的作用，故B正确；
C．温度是分子平均动能的标志，是由大量分子统计出来的，遵循统计学规律，对于个别分子无意义，分子运动是无规则的，某些分子速率可能很小，故C正确；
D．由热力学第一定律ΔU=W+Q可知，气体吸热的同时又对外界做功，内能不一定增大，故D错误；
E．气体分子间距很大，分子力很小，可以忽略不计，压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差。故E错误。
答案：ABC。
10．ABE
解析：A．由理想气体状态方程可得
从P到Q，等压膨胀，温度升高，从Q到S，等容降压，温度降低，由于S与P对应的pV乘积相等，故温度相等，可知Q状态的温度最高，从P到Q可得
解得
A正确；
B．P、S两状态的温度相等，由于是理想气体，内能只跟温度有关，故两状态的气体内能相等，B正确；
C．从S到P，pV乘积先增大后减小，故温度先升高再降低，故SP过程中，气体分子的平均动能先增大再减小，初末状态相等，C错误；
D．QS过程中，温度降低，内能减小，体积不变，气体没有做功，故气体内能的减少量等于气体向外界放出的热量，D错误；
E．P到Q气体对外做的功为
S到P过程中，图线与横轴所围的面积表示外界对气体做的功，故S到P外界对气体做的功为
而初末状态温度相等，内能相等，故整个过程中，气体需要从外界吸收的热量，E正确。
答案：ABE。
11．ACE
解析：A. 在过程ab中，气体的体积不变，气体对外做功为零，气体的温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量，A正确；
B. 在过程bc中，气体的温度不变，内能不变，体积增大，气体对外做功，气体从外界吸收热量，B错误；
C. 在过程ca中，气体的体积减小，外界对气体做功，C正确；
D. 在过程ab中，气体的体积不变，分子的密度不变，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数不变，D错误；
E. 在过程ca中，气体的体积减小，分子的密度增大，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加，E正确。
答案：ACE。
12． AD/DA 50 10
解析：（1）[1]
A．根据盖吕萨克定律可知，当压强不变时，对于一定质量的理想气体其不变，所以温度升高时，被封空气的压强跟大气压强相等保持不变，可知瓶内气体体积增大，A正确；
B．温度升高时，瓶内气体分子的平均动能增大，而不是每个气体分子的动能都增大，B错误；
CD．温度升高，瓶内气体分子的平均动能增大，由于气体压强保持不变，根据气体压强的微观意义可得瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数减少，C错误，D正确。
答案：AD。
（2）[2][3]设水平玻璃管的横截面积为S，油柱从状态a到状态b的过程中移动的长度为，可得气体对外做的功为
根据热力学第一定律，气体的内能增加了
13． 减小 降低
解析：[1] [2] 由热力学第一定律可知，在瓶塞被冲开，水快速喷出时，不考虑气体与外界热交换，气体对外做功，气体的内能将减小，温度将降低。
[3]由玻意耳定律
得瓶塞刚被冲开时瓶内气体的压强
[4] 瓶塞刚被冲开时，对瓶塞受力分析，不计活塞重力
得
14．（1）337.5K，675K；（2）100J
解析：(1)图线的AD段是双曲线的一部分,即从D到A，理想气体等温变化，有
由图可知，从C到D，理想气体等压变化，有
代入数据，有
对于给定质量的理想气体，根据理想气体状态方程易知变化过程中横纵坐标乘积最大时，其温度最高。由图可知状态B时温度最高，理想气体从A到B是等压过程，有
代入数据，可得
(2)由状态C到状态D过程是等压变化，外界对气体做功，有
根据热力学第一定律，有
代入数据，得
15．能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量
解析：略
16．（1）；（2），
解析：（1）在太阳光垂直照射2min，水吸热
地面每平方厘米每分钟获得的能量
（2）查阅得太阳表面到地球表面的距离为。地面每平方米每秒获得的能量
根据能量关系可得
解得太阳辐射功率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页