2025-2026学年高二下学期物理同步周测2 （第三章 热力学定律）

2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第三章 热力学定律 一、单选题 1．下列说法中正确的是（    ） A．随着分子间距离增大，引力减小但斥力增大 B．温度越高，分子热运动平均动能越大 C．液体分子的无规则运动称为布朗运动 D．系统从外界吸收热量，系统内能一定增加 2．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸深度L，固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不计的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时汽缸内气体长，压强。现在活塞上施加一水平外力缓慢拉动活塞至L处，此过程中不漏气，则此时气体的压强（　　） A．等于 B．小于 C．大于 D．以上都有可能 3．下列说法中正确的是（　　） A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 B．热量不可能从低温物体传到高温物体 C．第二类永动机没有违背能量守恒定律，所以可以制造出来 D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大 4．一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（　　） A．气体的内能一定增加 B．外界一定对气体做功 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体分子的平均动能可能不变 5．对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力．当气体温度降低时，下列说法中正确的是（　　） A．气体一定向外界放出热量 B．气体一定对外界做功 C．气体的内能可能增加 D．气体分子的平均动能一定减小 6．下列唯一正确的说法是（　　） A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加 B．热量能够自发地从低温物传给高温物 C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能 D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 7．下列说法错误的是（　　） A．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 B．液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力 C．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 8．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态a依次经状态b、c、d，最终回到状态a的变化过程，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法正确的是（　　） A．状态c温度小于状态d温度 B．从状态b到状态c是等温变化 C．从状态c到状态a，气体对外界做功，内能减小 D．从状态a到状态b，气体吸收热量 二、多选题 9．下列车辆中,属于无污染车辆的是 (     　　   ) A．电车和酒精汽车 B．柴油车和氢气汽车 C．汽油车和柴油车 D．太阳能车和氢气汽车 10．下列说法正确的是（       ） A．在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体 B．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 C．水的饱和汽压与温度有关 D．第二类永动机违背了热力学第二定律 11．下列说法正确的是（　　） A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．浸润与不浸润是分子力作用的表现 D．热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体 12．下列叙述中，正确的是（　　） A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B．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 C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律 D．物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加 三、实验题 13．某同学设计了一种测温装置，其结构如图甲所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示： 环境温度t/℃ -27 0 27 54 81 100 汞柱高x/cm 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度t/℃ -27 0 27 54 81 100 该同学将上表中环境温度t（℃）和汞柱高x（cm）的数据输入图形计算器,绘制出x-T图像，如图乙所示。 （1）根据图像提供的信息，水银柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式为_____（x的单位为cm，T的单位为K）； （2）根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p0相当于_____cm水银柱产生的压强； （3）由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压p0'比上述大气压p0低，那么此次测出的温度测量值与其实际的真实值相比是_____（选填“偏大”或“偏小”）。 四、解答题 14．发生一次β衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为ν1和ν2的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损。 15．如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为44 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为4 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问： (1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？ (2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2) 16．一定质量的理想气体，按如图所示过程变化已知在状态A时的体积为1L，气体从状态A到状态D的过程内能增加了800J。（取标准大气压p0=1.0×105Pa） (i)求气体在状态D时的体积； (ii)气体从状态D到状态A的过程中是吸热还是放热，对应的热量是多少? 17．如图所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截面积为0.2m2，外界大气压强为105Pa，气体温度为27℃，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，当汽缸内温度升高到77℃时，活塞移动了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？ 18．如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求： （1）此过程中被封闭气体的内能变化了多少？ （2）汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？ （3）请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第三章 热力学定律 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A D D B D AD ACD 题号 11 12 答案 ACD ACD 1．B 【知识点】分子动能、分子间的相互作用力和距离的的关系图像、布朗运动、热力学第一定律的应用 【详解】随着分子间距离增大，引力和斥力减小同时减小，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动平均动能越大，所以B正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动；故C错误；根据热力学第一定律，系统从外界吸收热量的同时可能对外做功，故系统内能不一定增加；故D错误．故选B． 2．B 【详解】根据热力学第一定律，可知活塞运动过程中，气体对外界做功，汽缸本身绝热。其内能必定减少，即理想气体温度下降。 根据理想气体状态方程，有 整理得 其中， 故气体压强将小于 故选B。 3．D 【知识点】第二类永动机不可制成、影响分子热运动的因素、热力学第一定律的应用、热力学第二定律两种表述 【详解】A．改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，对某物体做功，如果同时物体向外放出热量，则物体的内能可能不变或减小，A错误； B．有外力做功时，热量可能从低温物体传到高温物体，B错误； C．第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制造出来，C错误； D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大，D正确。 故选D。 4．A 【详解】AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误； BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。故选A. 5．D 【详解】A．气体温度降低，内能减小，其原因可能是气体对外界做功，并不一定向外界放出热量，故A错误； B．温度降低，可能是向外界放出热量，但气体一定对外界做功，故B错误； C．温度降低，分子的平均动能变小，忽略分子间的相互作用力，则不考虑分子势能，故内能变小，故C错误； D．温度是气体分子的平均动能的标志，因气体温度降低，气体分子的平均动能一定减小；故D正确；故选D． 【点睛】本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志；温度越高，则理想气体的分子的平均动能增大． 6．D 【详解】A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，A错； B．热量能够自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，B错误； C．根据热力学第二定律，机械能能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化成机械能而不引起其他的变化，C错误； D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，D正确。 7．B 【知识点】热力学第二定律两种表述、分子势能、气体压强的微观意义、液体的表面张力 【详解】A．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故A正确； B．液体表面层内的分子之间距离大于，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力，故B错误； C．一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分子运动激烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C正确； D．当分子间距小于时，分子间作用力表现为斥力，分之间距离变大分子力做正功势能降低，当距离大于，分子力表现为引力，距离变大做负功势能增加，故D正确。 本题选错误的，故选B。 8．D 【知识点】气体等温变化的图象、热力学第一定律的应用 【详解】A．由克拉伯龙方程 知，n一定，，在图像中，状态d的pV乘积小于状态c的pV乘积，有 故A错误； B．根据玻意耳定律有 可知，等温变化的图像为双曲线，不是圆弧，因此从状态b到状态c不是等温变化，故B错误； C．从状态c到状态a，气体体积减小，外界对气体做功，由A选项分析可知 温度降低，气体内能减小，故C错误； D．从状态a到状态b，体积增大气体对外界做功，温度增加，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故D正确。故选D。 9．AD 【知识点】能源与可持续发展 【分析】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境． 【详解】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境．而太阳能汽车、电车没有尾气产生，无污染，酒精汽车、氢气汽车的尾气没有污染，故AD正确；故选AD． 【点睛】解决本题要明确各种机车的动力产生条件，据此判断是否会对环境产生污染． 10．ACD 【知识点】第二类永动机不可制成、饱和汽和饱和汽压、热力学第二定律两种表述 【详解】A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体，比如冰箱的工作，A正确． B.电冰箱消耗电能才能将热量从低温物体传递到高温物体，B错误． C.水的饱和汽压只与温度有关，C正确． D.第二类永动机不可能制成，是违背了热力学第二定律，D正确． 11．ACD 【知识点】热力学第二定律两种表述、null、浸润和不浸润、分子势能 【详解】A项：当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，A正确； B项：物体吸热温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中吸收热量，但是温度不变，B错误； C项：浸润和不浸润现象均是因为分子力作用的结果，故C正确； D项：热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故D正确． 【点睛】分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大，浸润和不浸润均是分子力作用的表现． 12．ACD 【知识点】第二类永动机不可制成 【详解】A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误； C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，选项C正确； D．物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，选项D正确。故选ACD。 13． x=75-0.2T 75 偏大 【知识点】状态参量 【详解】（1）[1]由图像看出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式为反比例函数，斜率为 所以关系式为 x=75-0.2T （2）[2]当T=0时，封闭气体变为固体，上方变为真空，水银柱高产生的压强等于大气压，故由纵轴的截距可知，大气压强值p0相当于75cm水银柱产生的压强。 （3）[3]大气压强p0'比上述大气压p0低，那么图像的斜率减小，测量的温度值偏大。 14．， 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为 释放的能量 根据得质量亏损为 15．(1)1.1×106 Pa (2)84J 【详解】试题分析：①缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同，气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强；②已知活塞对气体做功和气体向外散失的热量，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化． (1) 设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，l0=44cm，l=4cm，V0=l0S，V=LS．缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律： P0V0=pV 解得：p=1.1×106Pa ； (2) 大气压力对活塞做功W1=p0S（l0-l）=4J，人做功W2=l00J， 由热力学第一定律：△U=W1+W2+Q 将Q=-20J等代人，解得：△U=84J ． 点晴：对于气体状态变化问题，关键分析气体的状态参量，确定是何种变化过程，再列方程求解． 16．(i)VD=6L；(ii)放热1300J 【详解】(i)根据图象知TA=150K，由理想气体状态方程，解得 VD=6L (ii)D到A过程为等压过程，体积减少，外界对气体做功 W=p△V=500J 由热力学第一定律△U=Q+W，得 Q=－1300J 可知D到A过程为放热，放热1300J 17．5240J 【详解】活塞向右移动过程，外界对气体做功 气体内能增加量为 由热力学第一定律 可得 即电阻丝对气体提供的热量为5240J。 18．（1） ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL（2）（3） 【详解】(1)对活塞和砝码： ，得 气体对外做功 由热力学第一定律 得 (2) T1升高到T2，过程气体做等压变化，则， 解得 (3) 气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，V-T图所图所示： 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第三章热力学定律 一、单选题 1.下列说法中正确的是() A.随着分子间距离增大，引力减小但斥力增大 B.温度越高，分子热运动平均动能越大 C.液体分子的无规则运动称为布朗运动 D,系统从外界吸收热量，系统内能一定增加 2.如图所示，内壁光滑的绝热汽缸深度L,固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不 计的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时汽缸内气体长L=L/2,压强，。现在活塞上 施加一水平外力缓慢拉动活塞至工处，此过程中不漏气，则此时气体的压强() 77n7i7777n777n7777n777777 A.等于 B.小于 C.大于 D.以上都有可能 2 2 2 3.下列说法中正确的是() A.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 B.热量不可能从低温物体传到高温物体 C.第二类永动机没有违背能量守恒定律，所以可以制造出来 D.温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大 4.一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（) A.气体的内能一定增加 B.外界一定对气体做功 C.气体一定从外界吸收热量 D.气体分子的平均动能可能不变 5.对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力，当气体温度降低时，下列说法中正确 的是() A.气体一定向外界放出热量 B.气体一定对外界做功 C.气体的内能可能增加 D.气体分子的平均动能一定减小 试卷第1页，共5页 6.下列唯一正确的说法是（) A.一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加 B.热量能够自发地从低温物传给高温物 C.机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能 D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 7.下列说法错误的是() A.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 B.液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力 C.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 8.一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态α依 次经状态b、c、d,最终回到状态α的变化过程，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法 正确的是() A.状态c温度小于状态d温度 B.从状态b到状态c是等温变化 C.从状态c到状态a,气体对外界做功，内能减小 D.从状态a到状态b,气体吸收热量 二、多选题 9.下列车辆中，属于无污染车辆的是( A.电车和酒精汽车 B.柴油车和氢气汽车 C.汽油车和柴油车 D.太阳能车和氢气汽车 10.下列说法正确的是() A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体 B.电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 试卷第2页，共5页 C.水的饱和汽压与温度有关 D.第二类永动机违背了热力学第二定律 11.下列说法正确的是() A.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B.物体吸收热量，温度一定升高 C.浸润与不浸润是分子力作用的表现 D,热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体 12.下列叙述中，正确的是() A.同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B.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 C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力 学第二定律 D.物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加 三、实验题 13.某同学设计了一种测温装置，其结构如图甲所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体， 与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境 温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同 学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温 度刻度如下表所示： 环境温度t℃ -27 0 27 54 81 100 汞柱高x/cm 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度t/℃ -27 0 27 54 81 100 该同学将上表中环境温度t(℃)和汞柱高x(cm)的数据输入图形计算器，绘制出x-T图像， 如图乙所示。 ◆x(cm) 75 0 25 2733757衣) 试卷第3页，共5页 (1)根据图像提供的信息，水银柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式为 (x的单位为cm,T的单位为K): (2)根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p相当于cm水银柱产生的压强； (3)由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产 生误差，若有一次测量时大气压p比上述大气压p低，那么此次测出的温度测量值与其实 际的真实值相比是（选填“偏大”或“偏小”）。 四、解答题 14.0Co发生一次B衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为v1和v2的两个光子， 试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损。 15.如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为44cm, 现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为4cm,人对活塞做功100J,大 气压强为po=1×105Pa,不计活塞的重力.问： ()若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？ (2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20J,则气体的内能增加多少？（活塞的横 截面积S=1cm) 16.一定质量的理想气体，按如图所示过程变化已知在状态A时的体积为1L,气体从状态 A到状态D的过程内能增加了800J。(取标准大气压p=1.0×10Pa) (①求气体在状态D时的体积； (气体从状态D到状态A的过程中是吸热还是放热，对应的热量是多少？ ↑p/atm 450 900 TK 试卷第4页，共5页 17.如图所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截 面积为0.2m2,外界大气压强为10Pa,气体温度为27℃，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。 用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，当汽缸内温度升高到77C时，活塞移动 了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J,求电阻丝对气体提供的热 量为多少？ R 18.如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活 塞和砝码的总质量为.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T升高到T2,空气柱的 高度增加了L,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p.求： 甲 乙 (1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？ （2)汽缸内温度为时，气柱的长度为多少？ (3)请在图乙的一T图上大致作出该过程的图象（包括在图线上标出过程的方向）. 试卷第5页，共5页 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第三章热力学定律参考答案 题号 1 2 4 5 6 8 9 10 答案 B 0 A D D B D AD ACD 题号 11 12 答案 ACD ACD 1.B 【知识点】分子动能、分子间的相互作用力和距离的的关系图像、布朗运动、热力学第一定 律的应用 【详解】随着分子间距离增大，引力和斥力减小同时减小，故A错误；温度是分子热运动 平均动能的标志，温度越高，分子热运动平均动能越大，所以B正确；布朗运动是悬浮在 液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动；故C错误；根据热力学第一定律， 系统从外界吸收热量的同时可能对外做功，故系统内能不一定增加；故D错误.故选B. 2.B 【详解】根据热力学第一定律，可知活塞运动过程中，气体对外界做功，汽缸本身绝热。其 内能必定减少，即理想气体温度下降。 根据理想气体状态方程，有 P'LS 整理得p=至x T2 其中，T>T 故气体压强将小于马故选B。 2 3.D 【知识点】第二类永动机不可制成、影响分子热运动的因素、热力学第一定律的应用、热力 学第二定律两种表述 【详解】A.改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，对某物体做功，如果同时物体向 外放出热量，则物体的内能可能不变或减小，A错误； B.有外力做功时，热量可能从低温物体传到高温物体，B错误： C.第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制 造出来，C错误： D.温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大，D正确。故选D。 4.A 【详解】AD.理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A 答案第1页，共5页 正确，D错误： BC.温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。故选A 5.D 【详解】A.气体温度降低，内能减小，其原因可能是气体对外界做功，并不一定向外界放 出热量，故A错误； B.温度降低，可能是向外界放出热量，但气体一定对外界做功，故B错误： C.温度降低，分子的平均动能变小，忽略分子间的相互作用力，则不考虑分子势能，故内 能变小，故C错误； D.温度是气体分子的平均动能的标志，因气体温度降低，气体分子的平均动能一定减小： 故D正确；故选D. 【点睛】本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志：温度越高， 则理想气体的分子的平均动能增大， 6.D 【详解】A.一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，A错； B.热量能够自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，B 错误； C.根据热力学第二定律，机械能能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化成 机械能而不引起其他的变化，C错误： D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，D正确。 7.B 【知识点】热力学第二定律两种表述、分子势能、气体压强的微观意义、液体的表面张力 【详解】A,根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的 方向进行的，故A正确； B.液体表面层内的分子之间距离大于，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力， 故B错误； C.一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分 子运动激烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C正确： D.当分子间距小于时，分子间作用力表现为斥力，分之间距离变大分子力做正功势能降 低，当距离大于，分子力表现为引力，距离变大做负功势能增加，故D正确。 本题选错误的，故选B。 答案第2页，共5页 8.D 【知识点】气体等温变化的图象、热力学第一定律的应用 【详解】A.由克拉伯龙方程pV=nRT知，n一定，TapV,在p-V图像中，状态d 的pV乘积小于状态c的pV乘积，有T>T故A错误； B.根据玻意耳定律有pV=C可知，等温变化的p-V图像为双曲线，不是圆弧，因此从 状态b到状态c不是等温变化，故B错误： C.从状态c到状态a,气体体积减小，外界对气体做功，由A选项分析可知T。>T 温度降低，气体内能减小，故C错误； D.从状态α到状态b,体积增大气体对外界做功，温度增加，气体内能增加，根据热力学 第一定律可知，气体吸热，故D正确。故选D。 9.AD 【知识点】能源与可持续发展 【分析】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境。 【详解】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境.而太阳能汽车、电车没有尾气产生， 无污染，酒精汽车、氢气汽车的尾气没有污染，故AD正确；故选AD, 【点睛】解决本题要明确各种机车的动力产生条件，据此判断是否会对环境产生污染， 10.ACD 【知识点】第二类永动机不可制成、饱和汽和饱和汽压、热力学第二定律两种表述 【详解】A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体，比如冰箱的工作，A正确. B.电冰箱消耗电能才能将热量从低温物体传递到高温物体，B错误. C,水的饱和汽压只与温度有关，C正确 D.第二类永动机不可能制成，是违背了热力学第二定律，D正确， 11.ACD 【知识点】热力学第二定律两种表述、ull、浸润和不浸润、分子势能 【详解】A项：当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负 功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，A正确： B项：物体吸热温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中吸收热量，但是温度不变，B错误： C项：浸润和不浸润现象均是因为分子力作用的结果，故C正确： D项：热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志， 答案第3页，共5页 故D正确 【点睛】分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大，浸润和不浸润 均是分子力作用的表现. 12.ACD 【知识点】第二类永动机不可制成 【详解】A,同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少的分布规律，选项A正确： B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误： C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第 二定律，选项C正确； D.物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，选 项D正确。故选ACD。 13. x=75-0.2T 75 偏大 【知识点】状态参量 【详解】(1)[1]由图像看出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式为反比例函数，斜率 为k750.2所以关系式为x=75-021 (2)[2]当T=0时，封闭气体变为固体，上方变为真空，水银柱高产生的压强等于大气压， 故由纵轴的截距可知，大气压强值po相当于75cm水银柱产生的压强。 (3)[3]大气压强p比上述大气压p低，那么图像的斜率减小，测量的温度值偏大。 14.29C0→-9e+8Ni,△m=h+1h 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为9C0→9e+Ni 释放的能量△E=w1+w, 根据△E=△c2得质量亏损为△m=+加 c2 15.(1)1.1×106Pa(2)84J 【详解】试题分析：①缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同， 气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强：②已知活塞对气体做功和气体 向外散失的热量，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化。 (1)设压缩后气体的压强为P,活塞的横截面积为S,l。-44cm,I=4cm,Vo=lS,V=LS.缓 答案第4页，共5页 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第三章 热力学定律 一、单选题 1．下列说法中正确的是（   B  ） A．随着分子间距离增大，引力减小但斥力增大 B．温度越高，分子热运动平均动能越大 C．液体分子的无规则运动称为布朗运动 D．系统从外界吸收热量，系统内能一定增加 【知识点】热力学第一定律的应用、布朗运动、分子间的相互作用力和距离的的关系图像、分子动能 【详解】随着分子间距离增大，引力和斥力减小同时减小，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动平均动能越大，所以B正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动；故C错误；根据热力学第一定律，系统从外界吸收热量的同时可能对外做功，故系统内能不一定增加；故D错误．故选B． 2．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸深度L，固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不计的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时汽缸内气体长，压强。现在活塞上施加一水平外力缓慢拉动活塞至L处，此过程中不漏气，则此时气体的压强（　B　） A．等于 B．小于 C．大于 D．以上都有可能 【详解】根据热力学第一定律，可知活塞运动过程中，气体对外界做功，汽缸本身绝热。其内能必定减少，即理想气体温度下降。 根据理想气体状态方程，有 整理得 其中， 故气体压强将小于 故选B。 3．下列说法中正确的是（　D　） A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 B．热量不可能从低温物体传到高温物体 C．第二类永动机没有违背能量守恒定律，所以可以制造出来 D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大 【知识点】第二类永动机不可制成、影响分子热运动的因素、热力学第一定律的应用、热力学第二定律两种表述 【详解】A．改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，对某物体做功，如果同时物体向外放出热量，则物体的内能可能不变或减小，A错误； B．有外力做功时，热量可能从低温物体传到高温物体，B错误； C．第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制造出来，C错误； D．温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大，D正确。故选D。 4．一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（　A　） A．气体的内能一定增加 B．外界一定对气体做功 C．气体一定从外界吸收热量 D．气体分子的平均动能可能不变 【详解】AD．理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误； BC．温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。故选A. 5．对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力．当气体温度降低时，下列说法中正确的是（　D　） A．气体一定向外界放出热量 B．气体一定对外界做功 C．气体的内能可能增加 D．气体分子的平均动能一定减小 【详解】A．气体温度降低，内能减小，其原因可能是气体对外界做功，并不一定向外界放出热量，故A错误； B．温度降低，可能是向外界放出热量，但气体一定对外界做功，故B错误； C．温度降低，分子的平均动能变小，忽略分子间的相互作用力，则不考虑分子势能，故内能变小，故C错误； D．温度是气体分子的平均动能的标志，因气体温度降低，气体分子的平均动能一定减小；故D正确；故选D． 【点睛】本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志；温度越高，则理想气体的分子的平均动能增大． 6．下列唯一正确的说法是（　D　） A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加 B．热量能够自发地从低温物传给高温物 C．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能 D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 【详解】A．一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，A错； B．热量能够自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，B错误； C．根据热力学第二定律，机械能能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化成机械能而不引起其他的变化，C错误； D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，D正确。 7．下列说法错误的是（　B　） A．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 B．液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力 C．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 【知识点】热力学第二定律两种表述、分子势能、气体压强的微观意义、液体的表面张力 【详解】A．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故A正确； B．液体表面层内的分子之间距离大于，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力，故B错误； C．一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分子运动激烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C正确； D．当分子间距小于时，分子间作用力表现为斥力，分之间距离变大分子力做正功势能降低，当距离大于，分子力表现为引力，距离变大做负功势能增加，故D正确。 本题选错误的，故选B。 8．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态a依次经状态b、c、d，最终回到状态a的变化过程，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法正确的是（　D　） A．状态c温度小于状态d温度 B．从状态b到状态c是等温变化 C．从状态c到状态a，气体对外界做功，内能减小 D．从状态a到状态b，气体吸收热量 【知识点】气体等温变化的图象、热力学第一定律的应用 【详解】A．由克拉伯龙方程 知，n一定，，在图像中，状态d的pV乘积小于状态c的pV乘积，有 故A错误； B．根据玻意耳定律有 可知，等温变化的图像为双曲线，不是圆弧，因此从状态b到状态c不是等温变化，故B错误； C．从状态c到状态a，气体体积减小，外界对气体做功，由A选项分析可知 温度降低，气体内能减小，故C错误； D．从状态a到状态b，体积增大气体对外界做功，温度增加，气体内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故D正确。 故选D。 二、多选题 9．下列车辆中,属于无污染车辆的是 (     　AD　   ) A．电车和酒精汽车 B．柴油车和氢气汽车 C．汽油车和柴油车 D．太阳能车和氢气汽车 【知识点】能源与可持续发展 【分析】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境． 【详解】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境．而太阳能汽车、电车没有尾气产生，无污染，酒精汽车、氢气汽车的尾气没有污染，故AD正确；故选AD． 【点睛】解决本题要明确各种机车的动力产生条件，据此判断是否会对环境产生污染． 10．下列说法正确的是（    ACD   ） A．在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体 B．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 C．水的饱和汽压与温度有关 D．第二类永动机违背了热力学第二定律 【知识点】第二类永动机不可制成、饱和汽和饱和汽压、热力学第二定律两种表述 【详解】A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体，比如冰箱的工作，A正确． B.电冰箱消耗电能才能将热量从低温物体传递到高温物体，B错误． C.水的饱和汽压只与温度有关，C正确． D.第二类永动机不可能制成，是违背了热力学第二定律，D正确． 11．下列说法正确的是（　ACD　） A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．浸润与不浸润是分子力作用的表现 D．热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体 【知识点】分子势能、浸润和不浸润、热力学第二定律两种表述 【详解】A项：当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，A正确； B项：物体吸热温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中吸收热量，但是温度不变，故B错误； C项：浸润和不浸润现象均是因为分子力作用的结果，故C正确； D项：热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，故D正确． 【点睛】分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大，浸润和不浸润均是分子力作用的表现． 12．下列叙述中，正确的是（　ACD　） A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B．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 C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律 D．物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加 【知识点】第二类永动机不可制成 【详解】A．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误； C．第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，选项C正确； D．物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，选项D正确。故选ACD。 三、实验题 13．某同学设计了一种测温装置，其结构如图甲所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示： 环境温度t/℃ -27 0 27 54 81 100 汞柱高x/cm 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度t/℃ -27 0 27 54 81 100 该同学将上表中环境温度t（℃）和汞柱高x（cm）的数据输入图形计算器,绘制出x-T图像，如图乙所示。 （1）根据图像提供的信息，水银柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式为_____（x的单位为cm，T的单位为K）； （2）根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p0相当于_____cm水银柱产生的压强； （3）由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压p0'比上述大气压p0低，那么此次测出的温度测量值与其实际的真实值相比是_____（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】 x=75-0.2T 75 偏大 【知识点】状态参量 【详解】（1）[1]由图像看出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式为反比例函数， 斜率为 所以关系式为 x=75-0.2T （2）[2]当T=0时，封闭气体变为固体，上方变为真空，水银柱高产生的压强等于大气压，故由纵轴的截距可知，大气压强值p0相当于75cm水银柱产生的压强。 （3）[3]大气压强p0'比上述大气压p0低，那么图像的斜率减小，测量的温度值偏大。 四、解答题 14．发生一次β衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为ν1和ν2的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损。 【答案】， 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为 释放的能量 根据得质量亏损为 15．如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为44 cm，现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为4 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1×105 Pa，不计活塞的重力．问： (1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？ (2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S＝1 cm2)【答案】(1)1.1×106 Pa (2)84J 【详解】试题分析：①缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同，气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强；②已知活塞对气体做功和气体向外散失的热量，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化． (1) 设压缩后气体的压强为P，活塞的横截面积为S，l0=44cm，l=4cm，V0=l0S，V=LS． 缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：P0V0=pV 解得：p=1.1×106Pa ； (2) 大气压力对活塞做功W1=p0S（l0-l）=4J，人做功W2=l00J， 由热力学第一定律：△U=W1+W2+Q 将Q=-20J等代人，解得：△U=84J ． 点晴：对于气体状态变化问题，关键分析气体的状态参量，确定是何种变化过程，再列方程求解． 16．一定质量的理想气体，按如图所示过程变化已知在状态A时的体积为1L，气体从状态A到状态D的过程内能增加了800J。（取标准大气压p0=1.0×105Pa） (i)求气体在状态D时的体积； (ii)气体从状态D到状态A的过程中是吸热还是放热，对应的热量是多少? 【答案】(i)VD=6L；(ii)放热1300J 【详解】(i)根据图象知TA=150K，由理想气体状态方程，解得 VD=6L (ii)D到A过程为等压过程，体积减少，外界对气体做功 W=p△V=500J 由热力学第一定律△U=Q+W，得 Q=－1300J 可知D到A过程为放热，放热1300J 17．如图所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截面积为0.2m2，外界大气压强为105Pa，气体温度为27℃，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，当汽缸内温度升高到77℃时，活塞移动了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？ 【答案】5240J 【详解】活塞向右移动过程，外界对气体做功 气体内能增加量为 由热力学第一定律 可得 即电阻丝对气体提供的热量为5240J。 18．如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求： （1）此过程中被封闭气体的内能变化了多少？ （2）汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？ （3）请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)． 【答案】（1） ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL（2）（3）如下图 【详解】(1)对活塞和砝码： ，得 气体对外做功 由热力学第一定律 得 (2) T1升高到T2，过程气体做等压变化，则， 解得 (3) 气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，V-T图所图所示： 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第三章热力学定律 一、单选题 1.下列说法中正确的是(B) A.随着分子间距离增大，引力减小但斥力增大 B.温度越高，分子热运动平均动能越大 C.液体分子的无规则运动称为布朗运动 D,系统从外界吸收热量，系统内能一定增加 【知识点】热力学第一定律的应用、布朗运动、分子间的相互作用力和距离的的关系图像、 分子动能 【详解】随着分子间距离增大，引力和斥力减小同时减小，故A错误；温度是分子热运动 平均动能的标志，温度越高，分子热运动平均动能越大，所以B正确：布朗运动是悬浮在 液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动：故C错误；根据热力学第一定律， 系统从外界吸收热量的同时可能对外做功，故系统内能不一定增加；故D错误.故选B。 2.如图所示，内壁光滑的绝热汽缸深度L,固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不 计的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时汽缸内气体长L=L/2,压强B。现在活塞上 施加一水平外力缓慢拉动活塞至L处，此过程中不漏气，则此时气体的压强(B) L A.等于 B.小于 2 C.大于 D.以上都有可能 2 2 【详解】根据热力学第一定律，可知活塞运动过程中，气体对外界做功，汽缸本身绝热。其 内能必定减少，即理想气体温度下降。 根据理想气体状态方程，有名〈 P'LS 整理得p=王×B T 其中，T> 故气体压强将小于 故选B。 2 试卷第1页，共10页 3.下列说法中正确的是(D) A.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 B.热量不可能从低温物体传到高温物体 C.第二类永动机没有违背能量守恒定律，所以可以制造出来 D.温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大 【知识点】第二类永动机不可制成、影响分子热运动的因素、热力学第一定律的应用、热力 学第二定律两种表述 【详解】A.改变物体内能的方式有两种，做功和热传递，对某物体做功，如果同时物体向 外放出热量，则物体的内能可能不变或减小，A错误： B.有外力做功时，热量可能从低温物体传到高温物体，B错误： C.第二类永动机虽然没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，所以不可能制 造出来，C错误： D.温度越高的物体，分子热运动的平均动能越大，D正确。故选D。 4.一定质量的理想气体，在温度升高的过程中(A) A.气体的内能一定增加 B.外界一定对气体做功 C.气体一定从外界吸收热量 D.气体分子的平均动能可能不变 【详解】AD.理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A 正确，D错误； BC.温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。故选A. 5.对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力.当气体温度降低时，下列说法中正确 的是(D) A.气体一定向外界放出热量 B.气体一定对外界做功 C.气体的内能可能增加 D.气体分子的平均动能一定减小 【详解】A.气体温度降低，内能减小，其原因可能是气体对外界做功，并不一定向外界放 出热量，故A错误： B.温度降低，可能是向外界放出热量，但气体一定对外界做功，故B错误； C.温度降低，分子的平均动能变小，忽略分子间的相互作用力，则不考虑分子势能，故内 能变小，故C错误： D.温度是气体分子的平均动能的标志，因气体温度降低，气体分子的平均动能一定减小： 故D正确；故选D, 试卷第2页，共10页 【点睛】本题应明确理想气体分子势能忽略不变，故温度是理想气体内能的标志：温度越高， 则理想气体的分子的平均动能增大 6.下列唯一正确的说法是（D) A.一定量的理想气体在等压膨胀过程中，内能不一定增加 B.热量能够自发地从低温物传给高温物 C.机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能 D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 【详解】A.一定量的理想气体在等压膨胀过程中，温度一定升高，则内能一定增加，A错； B.热量能够自发地从高温物体传给低温物体，但不能自发地从低温物体传给高温物体，B 错误； C.根据热力学第二定律，机械能能全部转化为内能，但是内能无法全部用来做功以转化成 机械能而不引起其他的变化，C错误： D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，D正确。 7.下列说法错误的是(B) A.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的 B.液体表面层内分子间的相互作用力表现为斥力 C.若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 【知识点】热力学第二定律两种表述、分子势能、气体压强的微观意义、液体的表面张力 【详解】A.根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的 方向进行的，故A正确： B.液体表面层内的分子之间距离大于，所以表面层内分子间的相互作用力表现为引力， 故B错误； C.一定质量的理想气体被压缩，则分子数密集程度增加，同时吸收热量，则温度升高，分 子运动激烈，从压强的微观角度分析可知，压强一定增大，故C正确： D.当分子间距小于时，分子间作用力表现为斥力，分之间距离变大分子力做正功势能降 低，当距离大于，分子力表现为引力，距离变大做负功势能增加，故D正确。 本题选错误的，故选B。 试卷第3页，共10页 8.一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态α依 次经状态b、c、d,最终回到状态α的变化过程，图中两虚线分别与坐标轴平行，下列说法 正确的是(D) A.状态c温度小于状态d温度 B.从状态b到状态c是等温变化 C.从状态c到状态α，气体对外界做功，内能减小 D.从状态a到状态b,气体吸收热量 【知识点】气体等温变化的图象、热力学第一定律的应用 【详解】A.由克拉伯龙方程pV=nRT知，n一定，TcpV,在p-V图像中，状态d 的pV乘积小于状态c的pV乘积，有T>T,故A错误 B.根据玻意耳定律有pV=C可知，等温变化的p-V图像为双曲线，不是圆弧，因此从 状态b到状态c不是等温变化，故B错误： C.从状态c到状态α，气体体积减小，外界对气体做功，由A选项分析可知T>T 温度降低，气体内能减小，故C错误： D.从状态α到状态b,体积增大气体对外界做功，温度增加，气体内能增加，根据热力学 第一定律可知，气体吸热，故D正确。故选D。 二、多选题 9.下列车辆中，属于无污染车辆的是( AD A.电车和酒精汽车 B.柴油车和氢气汽车 C.汽油车和柴油车 D.太阳能车和氢气汽车 【知识点】能源与可持续发展 【分析】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境。 【详解】汽油和柴油燃烧后产生大量的废气，污染环境.而太阳能汽车、电车没有尾气产生， 无污染，酒精汽车、氢气汽车的尾气没有污染，故AD正确；故选AD, 【点睛】解决本题要明确各种机车的动力产生条件，据此判断是否会对环境产生污染。 10.下列说法正确的是(ACD) A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体 B.电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 C.水的饱和汽压与温度有关 试卷第4页，共10页 D.第二类永动机违背了热力学第二定律 【知识点】第二类永动机不可制成、饱和汽和饱和汽压、热力学第二定律两种表述 【详解】A.在一定条件下，热量可能从低温物体传递到高温物体，比如冰箱的工作，A正确. B.电冰箱消耗电能才能将热量从低温物体传递到高温物体，B错误. C.水的饱和汽压只与温度有关，C正确. D第二类永动机不可能制成，是违背了热力学第二定律，D正确。 11.下列说法正确的是(ACD) A.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 B.物体吸收热量，温度一定升高 C.浸润与不浸润是分子力作用的表现 D.热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体 【知识点】分子势能、浸润和不浸润、热力学第二定律两种表述 【详解】A项：当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负 功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，A正确： B项：物体吸热温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中吸收热量，但是温度不变，故B 错误； C项：浸润和不浸润现象均是因为分子力作用的结果，故C正确： D项：热量总是自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志， 故D正确， 【点睛】分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增大，浸润和不浸润 均是分子力作用的表现. 12.下列叙述中，正确的是(ACD) A.同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 B.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 C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力 学第二定律 D.物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加 【知识点】第二类永动机不可制成 【详解】A.同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少的分布规律，选项A正确： B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误： 试卷第5页，共10页 C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第 二定律，选项C正确： D.物体熔化时吸热，如果温度不变，物体内分子平均动能不变，比如晶体的熔化过程，选 项D正确。故选ACD。 三、实验题 13.某同学设计了一种测温装置，其结构如图甲所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体， 与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境 温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。该同 学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温 度刻度如下表所示： 环境温度℃ -27 0 27 54 81 100 汞柱高x/cm 25.8 20.4 15 9.6 4.2 0.4 温度刻度℃ -27 0 27 54 81 100 该同学将上表中环境温度t(C)和汞柱高x(cm)的数据输入图形计算器，绘制出x-T图像， 如图乙所示。 A x(cm) 75卡 50H 25 0 273375 衣 甲 乙 (1)根据图像提供的信息，水银柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式为 (x的单位为cm,T的单位为K); (2)根据图像和测温装置推断出实验时的大气压强值p相当于cm水银柱产生的压强： (3)由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产 生误差，若有一次测量时大气压p比上述大气压p低，那么此次测出的温度测量值与其实 际的真实值相比是（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】x=75-0.2T 75 偏大 试卷第6页，共10页 【知识点】状态参量 【详解】(1)[1]由图像看出汞柱高x随环境温度T变化的函数关系式为反比例函数， 斜率为k==0.2所以关系式为 1x=75-0.2T (2)[2]当T=0时，封闭气体变为固体，上方变为真空，水银柱高产生的压强等于大气压， 故由纵轴的截距可知，大气压强值po相当于75cm水银柱产生的压强。 (3)[3]大气压强p比上述大气压p低，那么图像的斜率减小，测量的温度值偏大。 四、解答题 14.0Co发生一次B衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为v和v2的两个光子， 试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损。 【答案】8C0→e+Ni,△m=+m 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为9Co→e+Ni 释放的能量△B=m+加，根据△E=△c'得质量亏损为△m=+, c2 15.如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为44cm, 现用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭的空气柱长度变为4c,人对活塞做功100J,大 气压强为po=1×105Pa,不计活塞的重力.问： (1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？ (2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20J,则气体的内能增加多少？（活塞的横 截面积S=1cm2)【答案】(1)1.1×106Pa(2)84J 【详解】试题分析：①缓慢压缩气体过程，由于热交换，封闭气体的温度与环境温度相同， 气体发生等温变化，根据玻意耳定律求解压缩后气体的压强；②已知活塞对气体做功和气体 向外散失的热量，根据热力学第一定律求解，该过程中气体内能的变化， 试卷第7页，共10页 (1)设压缩后气体的压强为P,活塞的横截面积为S,l=44cm,1=4cm,Vo=loS,V=LS. 缓慢压缩，气体温度不变，由玻意耳定律：PoVo-pV解得：p=1.1×10Pa; (2)大气压力对活塞做功W1pS(1-l)=4J,人做功W2l00J, 由热力学第一定律：△U=W1+W2+Q将Q=-20J等代人，解得：△U=84J 点晴：对于气体状态变化问题，关键分析气体的状态参量，确定是何种变化过程，再列方程 求解. 16.一定质量的理想气体，按如图所示过程变化已知在状态A时的体积为1L,气体从状态 A到状态D的过程内能增加了800J。(取标准大气压p=1.0×10Pa) (①求气体在状态D时的体积： (气体从状态D到状态A的过程中是吸热还是放热，对应的热量是多少？ ↑p/atm B 3 2 D A 0 450 900 T/K 【答案】()V=6L;()放热1300J 【详解10根据图象知T15OK,由理想气体状态方程P,火-P,火，解得6L TT。 (D到A过程为等压过程，体积减少，外界对气体做功W=p△=500J 由热力学第一定律△U=Q+W,得Q=一1300J 可知D到A过程为放热，放热1300J 试卷第8页，共10页 17.如图所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体。活塞的横截 面积为0.2m2,外界大气压强为10Pa,气体温度为27℃，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气。 用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，当汽缸内温度升高到77C时，活塞移动 了7.5cm。已知被封闭气体的温度每升高1℃，其内能增加74.8J,求电阻丝对气体提供的热 量为多少？ R 【答案】5240J 【详解】活塞向右移动过程，外界对气体做功W=-P,s1=-1500J 气体内能增加量为△U=(77-27)×74.8J=3740J 由热力学第一定律W+Q=△U 可得9=-W+△U=5240J 即电阻丝对气体提供的热量为5240J。 18.如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活 塞和砝码的总质量为.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T升高到T,空气柱的 高度增加了L,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p.求： 为 (1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？ (2)汽缸内温度为T时，气柱的长度为多少？ (3)请在图乙的V一T图上大致作出该过程的图象（包括在图线上标出过程的方向）. TAL 【答案】(1)△U=2-DS+g)△L(2) L-T (3)如下图 【详解】（①对活塞和砝码：mg+P,S=pS,得p=R,+竖 S 气体对外做功W=pS公L=(2,S叶g)△L 试卷第9页，共10页 由热力学第一定律W+Q=△U 得△U=Q-(PS+g)△L (2)T1升高到T2,过程气体做等压变化，则 ZS(L+△L)S 解得L= T△L (I,-T) (3)气体做等压变化，则体积随热力学温度成正比变化，VT图所图所示： V 0 T T,7 试卷第10页，共10页