第三章 热力学定律 单元测试卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

人教版高中物理选择性必修第三册 第3章：热力学定律 单元测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．考试范围：人教版选择性必修第三册第3章：热力学定律 第一部分（选择题 共43分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．下列说法中正确的是（ ） A．液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引 B．一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 C．物理性能各向同性的固体，可能是单晶体 D．分子运动的平均速率可能为零 2．酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是（　　） ①少用煤作燃料 ②燃料脱硫 ③在已经酸化的土壤中加石灰 ④多种植美人蕉、银杏等植物 ⑤开发新能源 ⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物 A．①②④⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥ 3．一定质量的理想气体沿p-V坐标图中曲线所示的方向发生变化，其中曲线ADB是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分，则（　　） A．气体由A经C到B，一定是放热的 B．气体由B经D到A，一定是吸热的 C．气体由A经C到B再经D到A，吸热多于放热 D．气体由A经C到B再经D到A，放热多于吸热 4．下列说法正确的是（　　） A．物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大 B．电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源 C．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体 D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 5．如图所示，绝热容器中用活塞封闭一定质量的理想气体（活塞绝热），现压缩气体，此过程中（　　） A．气体对外界做功，内能增加 B．外界对气体做功，内能减少 C．气体温度升高，压强增大 D．气体温度降低，压强增大 6．如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱”的结构示意图，其工作原理是通过挡位控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速挡——“1、2挡”时，最大车速为20~30km/h，当挡位挂到高速挡——“5挡”，汽车才能获得比较大的车速，则（　　） A．挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大 B．若保持发动机输出功率不变，从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间，汽车获得的牵引力瞬间减小 C．发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节，“压缩”气体时，气体体积变小，气体对外界做功 D．随着发动机技术的不断发展，将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能，即热机的效率达到100% 7．一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C，这一过程在V-T图中表示如图所示，则下述结论错误的是 （　　） A．在过程AB中，气体压强不断变大 B．在过程BC中，气体密度不断变大 C．在过程AB中，气体对外界做功 D．在过程BC中，外界对气体做功 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分． 8．下列说法中正确的是（ ） A．物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小 B．悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动 C．物体的机械能可以为零，而内能不可以为零 D．第二类永动机违反能量守恒定律 E．一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 9．下列说法正确的是（　　） A．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 B．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同 C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 D．不管分子间的距离是否大于r。（ro是平衡间距），只要分子力做正功，分子势能就减小，反之，分子势能就增大 E．浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，这样的液体与固体之间表现为浸润 10．下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C．热量不可能从低温物体传到高温物体 D．物体的体积增大，分子势能不一定增加 E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 第二部分（非选择题 共57分） 三、实验题（本题共2小题，每小题9分，共18分）。 11．（9分）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”）。 12．（9分）为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装置。操作步骤和实验数据如下。 a、打开阀门K、使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置； b、关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm，该过程封闭气体向外界放热为； c、打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K； d、向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为38.0cm，该过程封闭气体向外界放热为； 已知容器C和管A的总体积为，外界大气压强为，环境温度不变，实验装置导热性能良好。求： (1)b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体分子动能________（选填“均不变”、“均增大”、“均减小”或“增大和减小均有”），单位时间撞击单位面积容器壁的分子数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)被测固体的体积； (3)比较b与d两个过程中的放热与的大小关系，并给出必要的文字说明与定量的分析过程加以证明。 四、解答题（本题共3小题，共39分） 13．（12分）如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。 (1)过程气体对外做的功； (2)过程气体对外做的功； (3)A→B→C过程中气体对外界做的总功。 14．（13分）某种利用枪管内的封闭气体推动塑料子弹射出的玩具枪，其原理简化图如图所示，长为、横截面积为的圆柱形枪管左端封闭，右端与外界大气连通，枪管水平放置，质量为的球形子弹放置在枪口处，将子弹缓慢推至枪管中间后突然释放，子弹将从管口射出。已知外界大气压强为，温度为，枪管导热性良好，子弹进入枪管后与枪管密封良好，且忽略接触面间的摩擦，子弹大小对气体体积的影响忽略不计，枪管内气体可视为理想气体。 (1)子弹被缓慢推至枪管中间时，管内气体压强为多大？ (2)若子弹从管口弹出时，管内气体温度降至，子弹速度大小为。气体的内能满足（为常数），求子弹从释放到射出，气体从外界吸收的热量。 15．（14分）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理选择性必修第三册 第3章：热力学定律 单元测试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4．考试范围：人教版选择性必修第三册第3章：热力学定律 第一部分（选择题 共43分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．下列说法中正确的是（ ） A．液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引 B．一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 C．物理性能各向同性的固体，可能是单晶体 D．分子运动的平均速率可能为零 【答案】A 【详解】A、液体与大气相接触,表面层内分子间距离大于平衡距离,分子间的作用表现为引力,故A对 B、一定质量理想气体发生绝热膨胀时根据可知内能应该减小，故B错； C、物理性能各同向性的固体,可能是多晶体或非晶体,不可能是单晶体，故C错； D、分子永不停息的做无规则运动，所以分子运动的平均速率不可能为零，故D错；故选A 2．酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是（　　） ①少用煤作燃料 ②燃料脱硫 ③在已经酸化的土壤中加石灰 ④多种植美人蕉、银杏等植物 ⑤开发新能源 ⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物 A．①②④⑤ B．①②⑤⑥ C．①②③④⑤ D．①②③⑤⑥ 【答案】A 【详解】酸雨主要是由煤、石油等燃料尤其是煤燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的，因而为减少酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①②④⑤正确，故A正确，BCD错误。故选A。 3．一定质量的理想气体沿p-V坐标图中曲线所示的方向发生变化，其中曲线ADB是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分，则（　　） A．气体由A经C到B，一定是放热的 B．气体由B经D到A，一定是吸热的 C．气体由A经C到B再经D到A，吸热多于放热 D．气体由A经C到B再经D到A，放热多于吸热 【答案】C 【详解】A．由图可知，气体由A经C到B，体积增大，对外做功，由于A、B两点在同一条等温线上，初末状态温度相等，故初末状态内能相等，由热力学第一定律可知，该过程一定是吸热的，A错误； B．气体由B经D到A，温度不变，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，该过程一定是放热的，B错误； CD．p-V图线与横坐标所围的面积表示气体对外做的功（或外界对气体做的功），由图可知， 由A经C到B对外做的功大于由B经D到A外界对气体做的功，而初末状态内能相等，故吸热多于放热，C正确，D错误。故选C。 4．下列说法正确的是（　　） A．物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大 B．电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源 C．蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体 D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 【答案】D 【详解】A．物体内分子的平均动能反映的是分子热运动的情况，与温度有关，与物体宏观机械运动的速度大小无关，故A错误； B．一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，电能、焦炭（固体燃料的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得）、蒸汽都属于二次能源，故B错误； C．蔗糖是晶体，受潮后粘在一起形成的糖块属于多晶体，所以看起来没有确定的几何形状，故C错误； D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故D正确。故选D。 5．如图所示，绝热容器中用活塞封闭一定质量的理想气体（活塞绝热），现压缩气体，此过程中（　　） A．气体对外界做功，内能增加 B．外界对气体做功，内能减少 C．气体温度升高，压强增大 D．气体温度降低，压强增大 【答案】C 【详解】AB．压缩气体，外界对气体做功，处在绝热容器中，内能增大，温度升高，选项AB错误； CD．当用活塞压缩气体时，气体的体积减小；外界对气体做功，温度升高，根据理想气体的状态方程有 V减小，T增大，所以压强p一定增大。选项C正确，D错误。故选C。 6．如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱”的结构示意图，其工作原理是通过挡位控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速挡——“1、2挡”时，最大车速为20~30km/h，当挡位挂到高速挡——“5挡”，汽车才能获得比较大的车速，则（　　） A．挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大 B．若保持发动机输出功率不变，从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间，汽车获得的牵引力瞬间减小 C．发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节，“压缩”气体时，气体体积变小，气体对外界做功 D．随着发动机技术的不断发展，将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能，即热机的效率达到100% 【答案】A 【详解】A．挡位从“1挡”逐步增加到“5”挡过程中，由题图可知，主动齿轮的半径变大，从动齿轮的半径变小，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大，故A正确； B．若保持发动机输出功率不变，从“2挡”突然挂到“3挡”瞬间，车速瞬间不变，根据，可知汽车获得的牵引力瞬间不变，此后速度逐渐增大，牵引力会减小，故B错误； C．发动机工作时经历“吸气—压缩—做功—放气”四个环节，“压缩”气体时，气体体积变小，外界对气体做功，故C错误； D．根据热力学第二定律可知，即使随着发动机技术的不断发展，将来也不可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能，即热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选A。 7．一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C，这一过程在V-T图中表示如图所示，则下述结论错误的是 （　　） A．在过程AB中，气体压强不断变大 B．在过程BC中，气体密度不断变大 C．在过程AB中，气体对外界做功 D．在过程BC中，外界对气体做功 【答案】C 【详解】C．在过程AB中，为等容变化，气体对外界做功为零，C错误； A．根据理想气体状态方程，体积不变，温度升高过程中压强增大，A正确； D．在过程BC中，温度不变，体积减小，外界对气体做功，D正确； B．一定质量的气体，体积减小，密度增大，B正确。故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分． 8．下列说法中正确的是（ ） A．物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小 B．悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动 C．物体的机械能可以为零，而内能不可以为零 D．第二类永动机违反能量守恒定律 E．一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 【答案】ACE 【详解】A．根据分子动理论的内容可知，物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小，A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，B错误． C．物体的宏观速度相对于参考系的速度为0时，其动能可以为0；而内能是物体内所有分子的分子动能与分子势能的和，分子动能不可能为0，所以物体 的内能不可能为0，C正确； D．第二类永动机不违反能量守恒定律，D错误； E．一定质量的理想气体压强不变，温度升高时，根据理想气体的状态方程 可知气体的体积一定增大，所以气体对外做功，然后根据热力学第一定律可知，吸收的热量一定大于内能的增加量，E正确。故选ACE。 9．下列说法正确的是（　　） A．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 B．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同 C．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 D．不管分子间的距离是否大于r。（ro是平衡间距），只要分子力做正功，分子势能就减小，反之，分子势能就增大 E．浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，这样的液体与固体之间表现为浸润 【答案】BDE 【详解】A．物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，对一个或几个分子不存在内能这一概念，故A错误； B．石墨和金刚石都是晶体都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，形成了不同物质，选项B正确； C．通过做功的方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，故C错误； D．不管分子间距离是否等于r0（r0是平衡位置分子距离）只要分子力做正功分子势能就减小反之分子势能就增加，故D正确； E．浸润和不浸润是分子力作用的表现，液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离，附着层内分子间作用表现为斥力，故E正确。故选BDE。 10．下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C．热量不可能从低温物体传到高温物体 D．物体的体积增大，分子势能不一定增加 E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 【答案】BDE 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于小颗粒受到的液体分子撞击受力不平衡而引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故A错误； B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。故B正确； C．热量自发地由高温物体传到低温物体，在外界的影响下，也可以从低温物体传到高温物体，比如电冰箱，故C错误； D．若分子间的作用力表示斥力时，物体的体积增大，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减小；若分子间的作用力表示引力时，物体的体积增大，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加；故D正确； E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由 可知温度升高，则内能增加，体积增大，说明气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体一定吸热，故E正确。故选BDE。 第二部分（非选择题 共57分） 三、实验题（本题共2小题，每小题9分，共18分）。 11．（9分）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 【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。 12．（9分）为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装置。操作步骤和实验数据如下。 a、打开阀门K、使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置； b、关闭K，向上举D，使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm，该过程封闭气体向外界放热为； c、打开K，把被测固体放入C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K； d、向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为38.0cm，该过程封闭气体向外界放热为； 已知容器C和管A的总体积为，外界大气压强为，环境温度不变，实验装置导热性能良好。求： (1)b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体分子动能________（选填“均不变”、“均增大”、“均减小”或“增大和减小均有”），单位时间撞击单位面积容器壁的分子数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (2)被测固体的体积； (3)比较b与d两个过程中的放热与的大小关系，并给出必要的文字说明与定量的分析过程加以证明。 【答案】(1) 增大和减小均有 增大 (2)500cm3 (3) 【详解】（1）[1][2]b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体温度不变，则分子平均动能不变，但单个分子动能增大和减小均有；气体压强变大，体积减小，气体分子数密度增加，则单位时间撞击单位面积容器壁的分子数增大； （2）设C以及管内气体的体积为V，根据玻意耳定律，则 b过程有 d过程有 联立解得 （3）步骤b与步骤d两个过程中气体的体积变化量相同，均为 步骤b中气体压降从76cmHg变化到95cmHg,而步骤d中气体压降从76cmHg变化到114cmHg，根据可知步骤d中外界对气体做功较大，而气体温度不变，内能不变，则步骤b中气体放热Q1，比步骤d过程中气体放热Q2的小，即。 四、解答题（本题共3小题，共39分） 13．（12分）如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少900J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。 (1)过程气体对外做的功； (2)过程气体对外做的功； (3)A→B→C过程中气体对外界做的总功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】(1)过程为等压膨胀，所以气体对外做功为 (2)过程为绝热过程，气体对外做功为 (3)则气体对外界做的总功为 14．（13分）某种利用枪管内的封闭气体推动塑料子弹射出的玩具枪，其原理简化图如图所示，长为、横截面积为的圆柱形枪管左端封闭，右端与外界大气连通，枪管水平放置，质量为的球形子弹放置在枪口处，将子弹缓慢推至枪管中间后突然释放，子弹将从管口射出。已知外界大气压强为，温度为，枪管导热性良好，子弹进入枪管后与枪管密封良好，且忽略接触面间的摩擦，子弹大小对气体体积的影响忽略不计，枪管内气体可视为理想气体。 (1)子弹被缓慢推至枪管中间时，管内气体压强为多大？ (2)若子弹从管口弹出时，管内气体温度降至，子弹速度大小为。气体的内能满足（为常数），求子弹从释放到射出，气体从外界吸收的热量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）枪管导热性良好，子弹缓慢推进，为等温过程，根据玻意耳定律可得 解得 （2）子弹从释放到射出，以子弹为分析对象，设气体对子弹做的功为，大气对子弹做的功为，其中 由动能定理可得 对管内气体进行分析，根据热力学第一定律可得 其中， 解得 15．（14分）某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压，求气体。 （1）在状态B的温度； （2）在状态C的压强； （3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 【答案】（1）330K；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有 解得 （2）从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 解得 根据题意可知，气体由状态B变化到状态C的过程中，气体的体积不变，则有 解得 （3）根据题意可知，从状态A到状态C的过程中气体对外做功为 由热力学第一定律有 解得 学科网（北京）股份有限公司 $人教版高中物理选择性必修第三册 第3章：热力学定律单元测试卷 (考试时间：75分钟试卷满分：100分) 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在 本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.考试范围：人教版选择性必修第三册第3章：热力学定律 第一部分（选择题共43分) 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的 1.下列说法中正确的是() A.液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引 B.一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 C.物理性能各向同性的固体，可能是单晶体 D.分子运动的平均速率可能为零 【答案】A 【详解】A、液体与大气相接触，表面层内分子间距离大于平衡距离，分子间的作用表现为引力，故A 对 B、一定质量理想气体发生绝热膨胀时根据△U=W+Q可知内能应该减小，故B错： C、物理性能各同向性的固体，可能是多晶体或非晶体，不可能是单晶体，故C错； D、分子永不停息的做无规则运动，所以分子运动的平均速率不可能为零，故D错：故选A 2.酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是() ①少用煤作燃料 ②燃料脱硫 ③在已经酸化的土壤中加石灰 ④多种植美人蕉、银杏等植物 ⑤开发新能源 ⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物 A.①②④⑤ B.①②⑤⑥ C.①②③④⑤ D.①②③⑤⑥ 【答案】A 【详解】酸雨主要是由煤、石油等燃料尤其是煤燃烧所释放的$O2和氨氧化物在降水过程中溶入雨 水形成的，因而为减少酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；开发新能源也是减少煤使用 量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①②④⑤正确，故A正确，BCD错 误。故选A。 3.一定质量的理想气体沿卫-V坐标图中曲线所示的方向发生变化， 卫个 其中曲线ADB是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分，则( A.气体由A经C到B,一定是放热的 B.气体由B经D到A,一定是吸热的 C.气体由A经C到B再经D到A,吸热多于放热 O D.气体由A经C到B再经D到A,放热多于吸热 【答案】C 【详解】A.由图可知，气体由A经C到B,体积增大，对外做功，由于A、B两点在同一条等温 线上，初末状态温度相等，故初末状态内能相等，由热力学第一定律可知，该过程一定是吸热的， A错误； B.气体由B经D到A,温度不变，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， 该过程一定是放热的，B错误： CD.p-V图线与横坐标所围的面积表示气体对外做的功（或外界对气体做的功），由图可知， 由A经C到B对外做的功大于由B经D到A外界对气体做的功，而初末状态内能相等，故吸热多 于放热，C正确，D错误。故选C。 4.下列说法正确的是() A.物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大 B.电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源 C.蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体 D.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 【答案】D 【详解】A.物体内分子的平均动能反映的是分子热运动的情况，与温度有关，与物体宏观机械运 动的速度大小无关，故A错误： B.一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，电能、焦炭（固体燃料 的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得)、蒸汽都属于二次能源，故B错误： C.蔗糖是晶体，受潮后粘在一起形成的糖块属于多晶体，所以看起来没有确定的几何形状，故C 错误： D.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故D正确。故选D。 5.如图所示，绝热容器中用活塞封闭一定质量的理想气体（活塞绝热），现压缩气体，此过程中() A.气体对外界做功，内能增加 B.外界对气体做功，内能减少 C.气体温度升高，压强增大 D.气体温度降低，压强增大 【答案】C 【详解】AB.压缩气体，外界对气体做功，处在绝热容器中，内能增大，温度升高，选项AB错 误： CD.当用活塞压缩气体时，气体的体积减小：外界对气体做功，温度升高，根据理想气体的状态 方程有 pV -=C T V减小，T增大，所以压强卫一定增大。选项C正确，D错误。故选C。 6.如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱的结构示意图，其工作原理是通过挡位 控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速 挡一“1、2挡时，最大车速为20-30kmh,当挡位挂到高速挡一5挡'，汽车才能获得比较大 的车速，则() 5档手动变速箱结构示意图 3、4档同步圈 换档叉 换档杆 ① ②③ ④⑤ ® 1、2档同步圈 5档、倒档 同步圈 发动机动力 至差速器 动力输入轴 动力输出轴 主动轴 1档主动齿轮 倒档主动齿轮 A.挡位从“1挡”逐步增加到5挡过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大 B.若保持发动机输出功率不变，从“2挡”突然挂到3挡瞬间，汽车获得的牵引力瞬间减小 C.发动机工作时经历“吸气一压缩一做功一放气”四个环节，“压缩气体时，气体体积变小，气 体对外界做功 D.随着发动机技术的不断发展，将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能，即 热机的效率达到100% 【答案】A 【详解】A.挡位从“1挡”逐步增加到5挡过程中，由题图可知，主动齿轮的半径变大，从动齿轮 的半径变小，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大，故A正确： B.若保持发动机输出功率不变，从“2挡突然挂到3挡”瞬间，车速瞬间不变，根据P=,可知 汽车获得的牵引力瞬间不变，此后速度逐渐增大，牵引力会减小，故B错误： C.发动机工作时经历“吸气一压缩一做功一放气四个环节，“压缩气体时，气体体积变小，外界 对气体做功，故C错误： D.根据热力学第二定律可知，即使随着发动机技术的不断发展，将来也不可能实现把发动机的热 能全部转化为汽车的机械能，即热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选A。 7.一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C,这一过程在V-T图中表示如图所示，则 下述结论错误的是() A.在过程AB中，气体压强不断变大B.在过程BC中，气体密度不断变大 C.在过程AB中，气体对外界做功 D.在过程BC中，外界对气体做功 【答案】C 【详解】C.在过程AB中，为等容变化，气体对外界做功为零，C错误： A根据理想气体状态方程三C,体积不变，温度升高过程中压强增大，A正确 D.在过程BC中，温度不变，体积减小，外界对气体做功，D正确： B.一定质量的气体，体积减小，密度增大，B正确。故选C。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的选项中，有多项符合题 目要求.全部选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8.下列说法中正确的是() A.物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小 B.悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动 C.物体的机械能可以为零，而内能不可以为零 D.第二类永动机违反能量守恒定律 E.一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 【答案】ACE 【详解】A.根据分子动理论的内容可知，物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随 分子间距离的增大而减小，A正确： B.布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子 的无规则运动，B错误， C.物体的宏观速度相对于参考系的速度为0时，其动能可以为0：而内能是物体内所有分子的分 子动能与分子势能的和，分子动能不可能为0，所以物体的内能不可能为0，C正确： D.第二类永动机不违反能量守恒定律，D错误： E。一定质量的理想气体压强不变，温度升高时，根据理想气体的状态方程 pr -=C 可知气体的体积一定增大，所以气体对外做功，然后根据热力学第一定律可知，吸收的热量一定大 于内能的增加量，E正确。故选ACE。 9.下列说法正确的是() A.10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 B.石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同 C.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物 体，而不能从低温物体传递给高温物体 D.不管分子间的距离是否大于r。(0是平衡间距)，只要分子力做正功，分子势能就减小，反 之，分子势能就增大 E.浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离， 这样的液体与固体之间表现为浸润 【答案】BDE 【详解】A.物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，对一个或几个分子不存在内 能这一概念，故A错误： B.石墨和金刚石都是晶体都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，形成了不同物 质，选项B正确： C.通过做功的方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，故C错误： D.不管分子间距离是否等于o(a是平衡位置分子距离)只要分子力做正功分子势能就减小反之 分子势能就增加，故D正确： E.浸润和不浸润是分子力作用的表现，液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间距离小于 液体内部分子间距离，附着层内分子间作用表现为斥力，故E正确。故选BDE。 10.下列说法中正确的是() A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C.热量不可能从低温物体传到高温物体 D.物体的体积增大，分子势能不一定增加 E.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 【答案】BDE 【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于小颗粒受到的液体分子撞击受力不 平衡而引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故A错误： B.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。故B正确： C.热量自发地由高温物体传到低温物体，在外界的影响下，也可以从低温物体传到高温物体，比 如电冰箱，故C错误； D.若分子间的作用力表示斥力时，物体的体积增大，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减 小：若分子间的作用力表示引力时，物体的体积增大，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增 加：故D正确： E.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由 pV=nRT 可知温度升高，则内能增加，体积增大，说明气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体一定 吸热，故E正确。故选BDE。 第二部分（非选择题共57分） 三、实验题（本题共2小题，每小题9分，共18分）。 11.(9分)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 50 25 0 273375TK) 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c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 【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 =0.2 375 所以关系式为 x=75-0.27 (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。 12.(9分)为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装置。操作步 骤和实验数据如下。 a、打开阀门K、使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D,使左侧水银面到达刻度n的 位置； b、关闭K,向上举D,使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm, 该过程封闭气体向外界放热为马： c、打开K,把被测固体放入C中，上下移动D,使左侧水银面重新到达位置，然后关闭K: d、向上举D,使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为38.0cm,该过程封 闭气体向外界放热为Q: 已知容器C和管A的总体积为1000cm3,外界大气压强为P。=76cmHg,环境温度不变，实验装置 导热性能良好。求： (1)b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体分子动能 (选填“均不变”、“均增大”、“均 减小”或“增大和减小均有”)，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数 (选填增大”、“减小” 或“不变”)： (2)被测固体的体积： (3)比较b与d两个过程中的放热2与Q的大小关系，并给出必要的文字说明与定量的分析过程加 以证明。 【答案】(1) 增大和减小均有 增大 (2)500cm3 (3)g<2 【详解】(1)[1][2b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体温度不变，则分子平均动能不变， 但单个分子动能增大和减小均有；气体压强变大，体积减小，气体分子数密度增加，则单位时间撞 击单位面积容器壁的分子数增大： (2)设C以及管内气体的体积为V,根据玻意耳定律，则 b过程有P(V+)=(P。+h)V d过程有p,(V+V。-V)=p。+h,)W-V) 联立解得'.=250cm3V=500cm (3)步骤b与步骤d两个过程中气体的体积变化量相同，均为△V==250cm 步骤b中气体压降从76cmHg变化到95cmHg,而步骤d中气体压降从76cmHg变化到114cmHg,根 据W=p△V可知步骤中外界对气体做功较大，而气体温度不变，内能不变，则步骤b中气体放 热Q,比步骤d过程中气体放热Q2的小，即9<Q2。 四、解答题（本题共3小题，共39分） 13.(12分)如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界 无热量交换)，其中B→C过程中内能减少900J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。 (1)A→B过程气体对外做的功： (2)B→C过程气体对外做的功： (3)A→B→C过程中气体对外界做的总功。 P/10Pa B V/103m3 23 【答案】(1)600J:(2)900J:(3)1500J 【详解】(1)A→B过程为等压膨胀，所以气体对外做功为 W=p(V。-Va)=6x103×(3-2)×103J=600J (2)B→C过程为绝热过程，气体对外做功为 W2=-△U=900J (3)则气体对外界做的总功为 W=W+W,=1500J 14.(13分)某种利用枪管内的封闭气体推动塑料子弹射出的玩具枪，其原理简化图如图所示，长 为2L、横截面积为s的圆柱形枪管左端封闭，右端与外界大气连通，枪管水平放置，质量为的球 形子弹放置在枪口处，将子弹缓慢推至枪管中间后突然释放，子弹将从管口射出。已知外界大气压 强为卫。，温度为T,,枪管导热性良好，子弹进入枪管后与枪管密封良好，且忽略接触面间的摩擦， 子弹大小对气体体积的影响忽略不计，枪管内气体可视为理想气体。 (1)子弹被缓慢推至枪管中间时，管内气体压强为多大？ (2)若子弹从管口弹出时，管内气体温度降至T,子弹速度大小为v。气体的内能满足U-红(k为 常数)，求子弹从释放到射出，气体从外界吸收的热量Q。 【答案】(1)P1=2P @Q-ki-T)+w+p.Is 【详解】(1)枪管导热性良好，子弹缓慢推进，为等温过程，根据玻意耳定律可得P。·2LS=PLS 解得p=2Po (2)子弹从释放到射出，以子弹为分析对象，设气体对子弹做的功为W,大气对子弹做的功为W, 其中W2=-PLS 由动能定理可得m+m,=-0 2 对管内气体进行分析，根据热力学第一定律可得△U=W+Q 其中△U=k(T-T),W=-W 1 解得2=k(☑-T)+2m+PLS 15.(14分)某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面 积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处 于温度T=300K、活塞与容器底的距离h,=30c的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热， 活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继 续加热至温度T。=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了 △U=158。取大气压P,=0.99x10Pa,求气体。 (1)在状态B的温度： (2)在状态C的压强： (3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 连接 报警器 活塞 ho 7777777777777 【答案】(1)330K;(2)1.1×10Pa;(3)188J 【详解】(1)根据题意可知，气体由状态A变化到状态B的过程中，封闭气体的压强不变，则有 V4= TT 解得 aT=330K V (2)从状态A到状态B的过程中，活塞缓慢上升，则 P:S=PoS+mg 解得 p。H1×10Pa人教版高中物理选择性必修第三册 第3章：热力学定律单元测试卷 (考试时间：75分钟试卷满分：100分) 班级： 姓名： 成绩： 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在 本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.考试范围：人教版选择性必修第三册第3章：热力学定律 第一部分（选择题共43分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的 1.下列说法中正确的是() A.液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引 B.一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变 C.物理性能各向同性的固体，可能是单晶体 D.分子运动的平均速率可能为零 2.酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是() ①少用煤作燃料 ②燃料脱硫 ③在已经酸化的土壤中加石灰 ④多种植美人蕉、银杏等植物 ⑤开发新能源 ⑥多种植法国梧桐、柠檬等植物 A.①②④⑤ B.①②⑤⑥ C.①②③④⑤ D.①②③⑤⑥ 3.一定质量的理想气体沿p-V坐标图中曲线所示的方向发生变化，其中曲线ADB是以p轴、V轴 为渐近线的双曲线的一部分，则() A.气体由A经C到B,一定是放热的 B.气体由B经D到A,一定是吸热的 C.气体由A经C到B再经D到A,吸热多于放热 D.气体由A经C到B再经D到A,放热多于吸热 4.下列说法正确的是() A.物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大 B.电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源 C.蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体 D.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 5.如图所示，绝热容器中用活塞封闭一定质量的理想气体（活塞绝热），现压缩气体，此过程中() A.气体对外界做功，内能增加 B.外界对气体做功，内能减少 C.气体温度升高，压强增大 D.气体温度降低，压强增大 6.如图所示是某款八缸四冲程汽油车的“五挡手动变速箱的结构示意图，其工作原理是通过挡位 控制来改变连接发动机动力轴的主动齿轮和连接动力输出轴的从动齿轮的半径比。当挡位挂到低速 挡一“1、2挡时，最大车速为2030kmh,当挡位挂到高速挡一“5挡'，汽车才能获得比较大 的车速，则() 5档手动变速箱结构示意图 3、4档同步圈 换档叉 换档杆 ① ②③ ④5 R 1、2档同步圈 5档、倒档 同步圈 发动机动力 至差速器 动力输入轴 动力输出轴 主动轴 1档主动齿轮 倒档主动齿轮 A.挡位从“1挡”逐步增加到5挡过程中，主动齿轮和从动齿轮的半径比变大 B.若保持发动机输出功率不变，从“2挡'突然挂到3挡瞬间，汽车获得的牵引力瞬间减小 C.发动机工作时经历吸气一压缩一做功一放气”四个环节，“压缩气体时，气体体积变小，气 体对外界做功 D.随着发动机技术的不断发展，将来有可能实现把发动机的热能全部转化为汽车的机械能，即 热机的效率达到100% 7.一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C,这一过程在VT图中表示如图所示，则 下述结论错误的是() A.在过程AB中，气体压强不断变大B.在过程BC中，气体密度不断变大 C.在过程AB中，气体对外界做功D.在过程BC中，外界对气体做功 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的选项中，有多项符合题 目要求。全鄗选对的得5分，部分选对的得3分，有选错的得0分。 8.下列说法中正确的是() A.物体是由大量分子组成的，分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小 B.悬浮在水中的花粉颗粒运动不是水分子的运动，而是花粉分子的运动 C.物体的机械能可以为零，而内能不可以为零 D.第二类永动机违反能量守恒定律 E.一定质量的理想气体压强不变，温度升高时吸收的热量一定大于内能的增加量 9.下列说法正确的是() A.10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能 B.石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同 C.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物 体，而不能从低温物体传递给高温物体 D.不管分子间的距离是否大于r。(0是平衡间距)，只要分子力做正功，分子势能就减小，反 之，分子势能就增大 E.浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离， 这样的液体与固体之间表现为浸润 10.下列说法中正确的是() A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C.热量不可能从低温物体传到高温物体 D.物体的体积增大，分子势能不一定增加 E.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 第二部分（非选择题共57分） 三、实验题（本题共2小题，每小题9分，共18分）。 11.(9分)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(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。 ◆x(cm) 75 50 2 人 0 2733757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po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”)。 12.(9分)为了测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，可用如下图所示装置。操作步 骤和实验数据如下。 a、打开阀门K、使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D,使左侧水银面到达刻度n的 位置； b、关闭K,向上举D,使左侧水银面达到刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm, 该过程封闭气体向外界放热为Q; c、打开K,把被测固体放入C中，上下移动D,使左侧水银面重新到达位置，然后关闭K: d、向上举D,使左侧水银面重新到达刻度处，这时测得两管水银面高度差为38.0c,该过程封 闭气体向外界放热为O: 已知容器C和管A的总体积为1000cm3,外界大气压强为P。=76cnHg,环境温度不变，实验装置 导热性能良好。求： (1)b过程中，被阀门K封闭的这部分气体，气体分子动能 (选填均不变”、“均增大”、“均 减小”或增大和减小均有”)，单位时间撞击单位面积容器壁的分子数 （选填“增大”、“减小” 或“不变)； (2)被测固体的体积： (3)比较b与d两个过程中的放热只与Q2的大小关系，并给出必要的文字说明与定量的分析过程加 以证明。 四、解答题（本题共3小题，共39分） 13.(12分)如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界 无热量交换)，其中B→C过程中内能减少900J。求A→B→C过程中气体对外界做的总功。 (1)A→B过程气体对外做的功： (2)B→C过程气体对外做的功： (3)A→B一→C过程中气体对外界做的总功。 p/10Pa B V/10-3m3 2 3 14.(13分)某种利用枪管内的封闭气体推动塑料子弹射出的玩具枪，其原理简化图如图所示，长 为2L、横截面积为$的圆柱形枪管左端封闭，右端与外界大气连通，枪管水平放置，质量为的球 形子弹放置在枪口处，将子弹缓慢推至枪管中间后突然释放，子弹将从管口射出。已知外界大气压 强为P。,温度为T,,枪管导热性良好，子弹进入枪管后与枪管密封良好，且忽略接触面间的摩擦， 子弹大小对气体体积的影响忽略不计，枪管内气体可视为理想气体。 L L ()子弹被缓慢推至枪管中间时，管内气体压强为多大？ (2)若子弹从管口弹出时，管内气体温度降至T,子弹速度大小为v。气体的内能满足-江(k为 常数)，求子弹从释放到射出，气体从外界吸收的热量9。 15.(14分)某探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面 积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处 于温度Ta=300K、活塞与容器底的距离h=30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热， 活塞缓慢上升d=3c恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继 续加热至温度T。=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了 △U=158J。取大气压p。=0.99×10Pa,求气体。 (1)在状态B的温度： (2)在状态C的压强： (3)由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。 连接 报警器 活塞 ho 77777777元