(三)热力学定律-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修3同步周测卷（人教版）

U 物耀人敏质)透择性多修第三图第士页（具1万} O 衡水金海·先章驱·高二网步周测移目 物（人敏版}选择性必修第三项第2页[其页] A,如图甲所示为扩酸现象，表明分子间有间原和分子在攆水不停息的无规则运动 五如图乙所示为命朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子浴各方向撞击微 粒的数量越多，布明运动越明显 C,如图丙所示，石蜡在周体片上容化藏葡圆形，说明该固体是非品体 D.如图丁所示，“饮水小鸭“喝“完一口水后，直立起来，又会极慢俯下身去，再“弱“ 一口，如此循环往复，可见小鸭头部水蒸发时吸牧热量，使小鸭持接工作 所级 维名 分数 1 4 6 8 容案 三，非迹择显（木共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 以.(1分)如图所示为一定质量的理想气体从状态A变化到默态B,再由状态B变化到 默态C的-V图像，已知气体在款态A时的福度为27℃，热力学湿度与摄氏温度 间的关系为丁“t+273K,取1tm-1×10Pa 《1)求气体在状态B!的热力学祖度： (2)气体由状态B到状态C的过程中，是气体对外界做功还是外界对气体做功？做 了多少功： 物喱（人校版！送择性必修第三研第8页{共4页引 衡水金车·先享照 10,《16分》某梨号压力铜的结构知图所示。羞好密封锅盖，将横截面积为40mm的限 压国套在气孔2上，此时气孔1使铜内气体与外界连通，外界气体的压强为【× 10Pa,温度为300K。给压力铜加热，当锅内气体祖度升高到360K时，气孔1处 瓷会被活塞封闭，防止气体排出，对锅体产生密封作用。给压力锅推续加热，当制内 气体温度升高到动术时，限压阀会被演起，及时务锅内多余气体排出，保谨压力锅 的安全。不计一切摩擦，重力加速度e=0m/网，求： (1)当气孔1被密封时，此时气体的密度与加热前气体的密度之比： 《2)限压阁的质量. 晨压阀 11.《18分》如图甲所示，一导热性能良好，内壁光滑的气缸水平救置，横截面积S一2× 10m,质量m=4k展.厚度不计的话塞与气缸底部之间封闭了一第分理想气体， 此时济塞与气缸底年之问的距离1一24cm,在距活塞的右侧d-12cm处有一对与 气缸周定连接的卡环，气体的湿度T=30%K,大气压强=1×10P%。现将气缸 经直放置，知图乙所示，重力加速度g10m/, (1)气缸竖直救置后，求活塞与气虹：部之河的死离了1： (2)气缸版直收置后，求加热到540K时气休的压强P: 《3)若气缸竖直救置时气体压强为户，加热到630K时气体压强为：，济塞移动的 距肉为L,气体总共吸牧热量为Q.求气体内能的增量1，（选用以下物理量表示： Q,产，S,L,m) 商二月步周测荐三 物里[人餐版】选预程必修第三研第4页《其4页]高二周测卷 ·物理（人教版）选择性必修第三册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第三册（三） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理视念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) V ① ②③ 档次 系数 热力学温度，摄氏温度、绝对 1单项选择啊 6 易 0.85 零度 单项选择题 热现象 易 0.80 3 单项选择题 V-T图像 中 0.75 4 单项选择题 气体实验定律的应用 中 0.70 5 单项选择题 6 热现象 中 0.65 6 单项选择题 6 p-V图像 中 0.60 7 多项选择题 8 玻意耳定律 中 0.75 多项选择题 扩散现象、布朗运动，晶体和非 中 0.60 品体 9 非选择题 14 p-V图像 易 0.80 0 非选择题 16 压力锅 中 0.75 11 非选择题 18 理想气体状态方程的应用 难 0.55 香者答案及解析 一、单项选择题 耗散，其效率不可能达到100%，A项错误：热传递是 1.A【解析】摄氏温度有负值，因绝对零度是低温的极 靠能量的转移改变系统内能的，B项错误：系统达到 限，故热力学温度不可能取负值，A项正确：某物体热 热平衡的标志是温度相同，C项正确：分子动理论告 力学温度为20K,摄氏温度为(20一273.15)℃= 诉我们，物质是由分子组成的，分子永不停息地做无 一253.15℃，B项错误：热力学温标也称“绝对温 规则运动，但大量分子的运动遵从一定的统计规律， 标”，是由开尔文首先引人的，C项错误：热力学温度 如温度升高，分子的平均动能增大，D项错误。 由TK升至2TK对应的摄氏温度由(T一 3.C【解析】由图可知(Oab是一条过原点的直线，由 273.15)℃升高到(2T-273.15)℃，两者不是2倍 V-T图像特点可知，Oab直线上各点的压强相等，故 关系，D项错误。 p=p,气体从状态a到达状态c是等容变化，根据 2.C【解析】热机在工作过程中不可避免的要有能量 查理定律可得P,<p,故<p状态bc温度相同， ·67. ·物理（人教版）选择性必修第三册· 参考答案及解析 所以a→b和a→c的内能变化量△U相等，气体从状 二、多项选择题 态a到状态b,体积增大，气体对外做功，W为负值： 7.CD【解析】由于气体温度不变，所以气体内能不变， 气体从状态a到状态c,体积不变，对外不做功，W为 C项正确：吸盘内气体体积增大，气体对外界做功，故 零，根据热力学第一定律△U=W十Q,可知ab吸收 W<0,气体内能不变，有△U=0,根据热力学第一定 的热量更多，即Q>Q.,C项正确。 律△U=Q十W,可知Q>0,吸盘内气体要吸收热量， 4.A【解析】从A→B的过程中，桌子缓慢下降，由于 A项结误：吸盘内气体分子数不变，而气体体积变大， 气缸导热性能良好，可知气体等温压缩，体积减小，根 则吸盘内气体分子的密度减小，B项错误：吸盘内气 据玻意耳定律可知，压强增大，A项正确：从A→B的 体温度不变而体积变大，由玻意耳定律pV=C可知， 过程中，气体温度不变，内能不变、体积减小，外界对 吸盘内气体压强减小，D项正确。 气体做功，根据热力学第一定律可知，气体会向外界 8AD【解析】图甲是两种不同物质之间的扩散现象， 放热，B项错误：从B~C的过程中，电脑放在桌面上 表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运 保持不动，气体压强一定，根据盖一吕萨克定律可知， 动，A项正确：图乙为布朗运动产生原因的示意图，间 温度降低，体积一定减小，C项错误：从C·D的过程 接反映了液体分子的无规则运动，微粒越大，液体分 中，由于气缸导热性能良好，即温度不变，将电脑从桌 子沿各方向撞击微粒的数量越多，布朗运动越不明 子上拿起来，气体压强减小，根据玻意耳定律可知，气 显，微粒越小、温度越高，布朗运动越明显，B项错误： 体体积一定增大，可知从C·D的过程中，气体等温 图丙中石蜡在周体片上熔化成椭圆形，体现了各向异 降压，体积增大，D项错误。 性，说明该固体是单晶体，C项错误：图丁中的“饮水 5,C【解析】当分子间作用力表现为斥力时，距离增 小鸭”头部的毛毡“饮水"后，水蒸发吸热，导致头部温 大，则分子力做正功，分子势能减小，A项错误；无论 度降低，上段玻璃中的乙醚蒸气被液化，压强减小，液 是自然界还是实验室的温度只能无限靠近绝对零度 柱上升，小鸭重心上移，直到小鸭倾倒，处于倾倒位置 但却不能达到这个温度，B项错误：一定质量的理想 的小鸭头部再次被浸湿，上，下玻璃球内的气体相通， 气体经等温压缩后，根据理想气体状态方程得其压强 压强相等，乙醚流回下玻璃球内，重心下移，小鸭站 定增大，若气体经降温压缩后，压强不一定增大，C 立，如此往复，可见正是因为小鸭头部“饮水”后水不 项正确：发生热传递的条件是两物体有温度差，高温 断蒸发，吸收了察觉不到的气体的热量，才使小鸭能 物体的热量转移到低温物体，使高温物体降温，低温 够持续工作下去，D项正确 物体升温，直到两者温度相同，热传递才停止，与两物 三、非选择题 体比热容、体积和内能的大小均无关，D项错误。 9.【解析】(1)气体由状态A到状态B的过程，发生的是 6.C【解析】根据理想气体状态方程有 宁=C,对状态 等容变化，即会=光 (4分) a,c结合图像，可得气体在状态c时的温度为T,= 解得Tm=150K (4分) T三400K,A项错误：理想气体在a→6一c过 (2)气体从状态B到状态C的过程中，发生的是等压 变化，体积变大，气体对外做功，且做功大小为W= 程中，气体体积增大，则气体对外界做功，外界对气体 (6分) 做的功为W=-p△V=-2×10×(4-2)×103J= Pm△V=5X10'J 一400J,所以气体对外界做的功为400J,B项错误： 10,【解析】(1)根据pV=nRT (3分) 气体在状态a·b~c·a的过程中，外界对气体做的 当气孔1刚被密封时，此时锅内气体压强和体积均 与加热前锅内气体的压强和体积相等，则物质的量 功w=△2，△Y=100,根据热力学第一定律△U 之比等于温度的反比，而质量与物质的量成正比，且 W'+Q,可得Q=一100J,所以放出的热量为100J,C 体积不变，则密度与物质的量成正比，密度之比等于 项正确：气体在状态bc的过程中，气体压强不变， 温度的反比，即为300K:360K=5:6 (5分) 体积变大，则温度升高，分子平均动能增大，则单位时 (2)气孔1被密封后，对锅内气体，发生等容变化，刚 间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数变少，D项 密封时有T,=360K,p,=1×10Pa 错误。 限压阀刚被顶起前瞬间T:=450K ·68· 根报查理定律有宁一光 (3分) 解得l2=36cm l4=l十d=36cm (1分) 则此时锅内气体压强为p:=1.25×10Pa (1分) 假设成立，压强不变p=1.2×10Pa (2分) 对限压阀，根据平衡条件p:S=p,S十g (3分) (3)由(2)可知T:=630K时活塞到达卡环处(1分) 解得m=0.1kg (1分) 活塞到达卡环前气体压强不变，对外做功，W= 1.【解析】)竖直后，气体的压强为A=p,十零- 一pSL (2分) 1.2×10Pa 从气缸竖直到T=630K,气体吸收的总热量为Q (2分) 根据玻意耳定律可得pS。=p,S (1分) (2分) 解得14=20cm (1分) 根据热力学第一定律△U=W十Q (2分) (2)假设T=540K时活塞恰好到达卡环处，则满足 联立可得△U=Q一pSL (2分) 等压膨胀 根据理想气体状态方程可得兰一兴 (2分)