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
J
8.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
②
③
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
④
⑤
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
⑧
14.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.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
1.两个物体之间发生了热传递，则一定是(
)
A.内能大的物体向内能小的物体传递热量
B.比热容大的物体向比热容小的物体传递热量
C.含热量多的物体向含热量少的物体传递热量
D.一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能
2.密封有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）(
)
A.内能增大，放出热量
B.内能减小，吸收热量
C.内能增大，对外界做功
D.内能减小，外界对其做功
3.下列关于内能及内能变化的说法正确的是(
)
A.温度是分子平均速率的标志
B.物体内每个分子都具有内能
C.当分子间距离增大时，分子势能也增大
D.做功改变内能的实质是其他形式的能转化为内能，热传递改变内能的实质是内能的转移
4.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是(
)
A.温度是分子动能的标志，其温度越高，分子的动能越大
B.分子势能跟物体的体积有关
C.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D.静止的物体没有内能
5.在一个密闭隔热的房间里,有一电冰箱正在工作,如果打开电冰箱的门,过一段时间后房间的温度会(???)
A.降低???????B.不变???????C.升高???????D.无法判断
6.有一位柴油机维修师傅,他介绍说不用任何仪器,只要将手伸到柴油机排气管附近,感知一下排出尾气的温度,他就能够判断这台柴油机是否节能,关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,你认为正确的是(??
)
A.尾气的温度越高,柴油机越节能
B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关
D.以上说法均不正确
7.根据热力学第二定律,下列说法中错误的是(??
)
A.电流的电能不可能全部变成内能
B.在火力发电中,燃气的内能不可能全部变为电能
C.在热机中,燃气的内能不可能全部变为机械能
D.在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
8.第二类永动机不可能制造出来的原因是其工作原理违背了(??
)
A.热力学第一定律?????????????????????B.能量守恒定律
C.热力学第二定律?????????????????????D.热力学第三定律
9.热传递的规律是(??
)
A.热量从内能大的物体传给内能小的物体
B.热量从内能较小的物体传给内能较大的物体
C.热量从温度高的物体传给温度低的物体
D.热量从高温内能大的物体传给低温内能小的物体
10.甲、乙两物体接触时,甲向乙传递热量的原因是(
)
A.甲的质量比乙大;??????????????????
B.甲的比热容比乙大;
C.甲的热量比乙大;??????????????????
D.甲的温度比乙高;
11.下面关于熵的说法错误的是(???
)
A.熵是物体内分子运动无序程度的量度
B.在孤立系统中,一个自发的过程熵总是向减少的方向进行
C.热力学第二定律的微观实质是熵是增加的
D.熵值越大,代表系统分子运动越无序
12.二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中(??
)
A.封闭气体对外界做正功
B.封闭气体向外界传递热量
C.封闭气体分子的平均动能增大
D.封闭气体在此过程中熵一定变大
13.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
14.对于孤立体系中发生的实际过程,下列说法中正确的是(
)
A.系统的总熵只能增大或不变,不可能减小
B.系统的总熵可能増大,可能不变,还可能减小
C.系统逐渐从比较打序的状态向更加无序的状态发展
D.系统逐渐从比较无序的状态向更加有序的状态发展
答案以及解析
1.答案：D
解析：两个物体之间发生了热传递，则两个物体间一定有温度差，即一个温度高一个温度低，而温度是物体分子平均动能的标志，故一定是一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能，故D正确.
2.答案：D
解析：气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减小，而塑料瓶变扁，内部气体体积减小，外界对其做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，D正确.
3.答案：D
解析：温度是分子平均动能的标志，不是分子热运动的平均速率的标志，故A错误；物体内所有分子由于运动而具有的分子动能，以及分子之间分子势能的总和称为内能，故B错误；当分子之间的距离小于平衡距离时，分子间距离增大时分子势能减小，故分子间距离增大时分子势能不一定变大，故C错误；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的转化过程，即内能和其他形式的能的相互转化，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是内能的转移过程，故D正确.
4.答案：B
解析：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，而不是动能越大，故A错误；分子的势能跟物体的体积有关，故B正确；物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体含有的内能多，也不能说含有的热量多，故C错误；物体的内能与物体是否静止无关，故D错误.
5.答案：C
解析：
电冰箱制冷过程中,使冰箱内的温度降低的同时,又使其外部温度升高(使冰箱内部内能转移到外部),此过程不可能自发地进行,同时又必须消耗电能,此部分电能最终也转变为内能,因此从总能量的角度看,内能增加,室内温度上升.故正确答案为C.
6.答案：B
解析：
气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能,柴油机使柴油在它的气缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源,根据能量守恒定律,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能,燃烧相同质量的柴油,要想输出的机械能越多,尾气的温度就要越低.
7.答案：A
解析：A、电流的电能可以全部变为内能,A错误;
B、火力发电机发电时,能量转化的过程为内能--机械能--电能,因为内能--机械能的转化过程中会对外放出热量.故燃气的内能必然不能全部变为电能,故B正确.
C、热机中,燃气内能不可能全部变为机械能.故C正确.
D、热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行,必须借助外界的帮助,结果会带来其他影响,这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想,故D正确.
本题选错误的,故选A.
8.答案：C
解析：第二类永动机是指能将吸收的热量完全变为有用的功而不引起其他变化的热机,显然其违背了热力学第二定律,故正确选项为
9.答案：C
解析：
10.答案：D
解析：热传递发生的本质是热量从高温物体传到低温物体,产生原因是两物体温度不同.一瓶热水比一盆冷水内能(热量)小,两者接触时,热水向冷水传递热量,可见决定热量传递方向的也不是比热容和热量的大小.
11.答案：B
解析：A、熵是物体内分子运动无序程度的量度,同种物质气态的熵大于液体和固体的,A正确;B、在孤立系统中,一个自发的过程熵总是向增加的方向进行,B错误;C、热力学第二定律的微观实质是熵是增加的,C正确;D、熵值越大,代表系统分子运动越无序,D正确;本题选错误的,故选B.
12.答案：B
解析：A、气体体积减为原来的一半,外界对气体做正功,故A错误.
B、温度不变,所以气体的气体分子的平均动能不变,故B错误,
C、封闭气体组成的系统的熵减小,故C错误.
D、根据热力学第一定律△U=W+Q,封闭气体向外界传递热量,故D正确.
故选D.
13.答案：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；鼓励私人购买和使用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.故A、C、D符合题意.
14.答案：AC
解析：根据熵增加原理在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少可知,A对,B错。根据热力学第二定律的微观解释可知,一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,所以C对,D错。
