2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册:第三章 热力学定律 单元测试(含解析)

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2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册:第三章 热力学定律 单元测试(含解析)

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第三章 热力学定律 单元测试 -2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关现象的描述或判断正确的是( )
A.露珠通常呈现球状,是水的表面张力作用的结果
B.气体可以被压缩,但又不能无限地被压缩说明气体分子间存在相互作用的斥力
C.悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动就是分子热运动
D.在一个孤立的系统内,一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
2.如图所示是焦耳研究热与功之间关系的两个典型实验,那么从焦耳的这两个实验中可得出的结论是(  )
A.系统状态的改变只能通过传热来实现
B.机械能守恒
C.在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变与做功方式无关,仅与做功数量有关
D.在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变不仅与做功方式有关,还与做功数量有关
3.下列有关能量转化规律的说法正确的是(  )
A.能量通过做功可以产生,但不会凭空消失
B.之所以生活中倡导节能意识,是因为能量在转化过程中总量是不守恒的
C.国家发改委提出“节能减排”标准,是因为能量在转化过程中可利用性在降低
D.能量总量不变,故节能并没有多大意义
4.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,又由状态C变为状态A,其相应的V-T图像如图所示。已知理想气体的内能与热力学温度成正比,气体在状态A时的内能为U。则(  )
A.由状态A至状态B过程中,外界对气体做正功
B.由状态B至状态C过程中,气体对外界做功为120J
C.由状态A至状态B过程中,气体吸收的热量可能小于
D.由状态C至状态A过程中,气体释放的热量大于U
5.一定质量的理想气体,由状态A经状态B变为状态C,其中过程为等压变化,过程为等容变化。已知状态A的温度与状态C的温度相同,下列说法正确的是(  )
A.过程气体温度升高,密度减小
B.过程外界对气体做功,气体温度降低
C.过程气体与外界的热交换为0
D.过程气体吸收的热量小于过程气体放出的热量
6.一定质量的理想气体从状态A开始,经历四个过程AB、BC、CD、DA回到原状态,其p-V图像如图所示,其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是(  )
A.A→B外界对气体做功
B.B→C气体对外界做功
C.C→D气体从外界吸热
D.D→A容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数变多
7.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,三点在同一直线上。则(  )
A.由状态A变到状态B过程中,气体放出热量
B.由状态B变到状态C过程中,气体从外界吸收热量,内能增加
C.C状态气体的压强小于D状态气体的压强
D.D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少
二、多选题
8.下列说法正确的是(  )
A.在水的表面张力作用下,荷叶上的小露珠趋近于球形
B.各向同性的一定是非晶体
C.一定质量的理想气体吸收热量后内能一定增加
D.第一类永动机违背了能量守恒定律
9.下列有关热现象的叙述中正确的是(  )
A.机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程
B.气体可以从单一热源吸收热量,全部用来对外做功
C.第二类永动机没有违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律
D.热量可以从低温物体传到高温物体,但是不可能不引起其它变化
10.根据热力学第二定律可知,下列说法中正确的是(  )
A.不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化
B.没有冷凝器,只有单一的热库,能将从单一热库吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机是可以实现的
C.制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中,而不引起其他变化
D.不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化
三、实验题
11.一定量的理想气体从状态a开始.经历ab、bc、ca三个过程回到原状态,其V-T图象如图所示.下列判断正确的是
A.ab过程中气体一定放热
B.ab过程中气体对外界做功
C.bc过程中气体内能保持不变
D.bc过程中气体一定吸热
E.ca过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小
12.一定质量的理想气体,从初始状态经状态、、再回到状态,其体积与温度的关系如图所示。图中、和为已知量。
(1)从状态到状态,气体经历的是 过程(填“等温”“等容”或“等压”);
(2)从到的过程中,气体的内能 (填“增大”“减小”或“不变”);
(3)从到的过程中,气体对外 (填“做正功”“做负功”或“不做功”),同时 (填“吸热”或“放热”);
(4)气体在状态时的体积 。
13.现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关,下列关于材料、能源的说法正确的是 (填选项前的编号)
①化石能源为清洁能源
②纳米材料的粒度在1-100μm之间
③半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间
④液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向同性
《第三章 热力学定律 单元测试 -2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C C D A D D AD ABD AD
1.A
【详解】A.露珠通常呈现球状,是水的表面张力作用的结果,A正确;
B.气体可以被压缩,但又不能无限地被压缩说明分子之间有间距,当气体分子间距被压缩到最小,分子本身的大小就不可以压缩了 因此不能被无限压缩,B错误;
C.悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动间接反映并证明了分子热运动,C错误;
D.根据热力学第二定律一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行,D错误。
故选A。
2.C
【详解】焦耳通过多次实验,最后得到的结论是∶在各种不同的绝热过程中,系统状态的改变与做功方式无关,仅与做功数量有关。故选C。
3.C
【详解】A.能量不会凭空产生也不会凭空消失;做功时也会消耗其他形式的能量;故A错误;
B.能量一定是守恒的;因为能量的品质会降低,所以要节约能源;故B错误;
CD.能量在转化过程会由高品质能源转化为低品质的能源,故可用性会降低;应注意节约能源;故C正确;D错误;
故选C。
4.D
【详解】A.由状态A至状态B为等压膨胀过程,外界对气体做负功,A错误;
B.由状态B至状态C为等容过程,气体对外界不做功,B错误;
C.由
解得
TA=200K

解得
UB=1.5U
UC=2U
由状态A至状态B外界对气体做负功,根据热力学第一定律可知,气体吸收的热量大于,C错误;
D.由状态C至状态A外界对气体做正功,根据热力学第一定律可知,气体释放的热量大于U,D正确。
故选D。
5.A
【详解】A.根据等压变化有
可知,过程气体体积增大,温度升高,密度减小,所以A正确;
B.过程气体体积增大,气体对外界做功,气体温度升高,所以B错误;
C.过程气体的温度不变,气体的内能不变,根据热力学第一定律有
由于气体膨胀对外界做功 ,则气体从外界吸引热量,所以C错误;
D.由于过程气体从外界吸引热量,则过程气体吸收的热量大于过程气体放出的热量,所以D错误;
故选A。
6.D
【详解】A.A→B过程,气体体积变大,气体对外做功,故A错误;
B.B→C过程,气体体积不变,气体对外不做功,故B错误;
C.C→D过程,气体压强不变,体积减小,故气体温度降低,即外界对气体做功,同时气体内能减小,所以气体向外界放热,故C错误;
D.D→A过程为等温变化,而气体压强变大,故单位面积单位时间,气体撞击器壁次数变多,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.气体从状态A到状态B体积不变,发生的是等容变化,气体不做功
温度升高,内能增加
根据热力学第一定律

气体吸收热量,故A错误;
B.由状态B变到状态C的过程中,温度不变,内能不变
体积变大,气体对外界做功,根据热力学第一定律

气体吸收热量,故B错误;
C.气体从C到D发生等容变化,根据查理定律知,所以C状态气体的压强大于D状态气体的压强,故C错误;
D.A点和D点在过原点的连线上,说明气体由A到D压强不变,体积增大,分子的密集程度减小,状态D温度高,分子的平均动能大,状态A和状态D压强相等,根据压强的微观解释可知,D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少,故D正确。
故选D。
8.AD
【详解】A.水的表面张力表现为引力效果,因此在水的表面张力作用下,荷叶上的小露珠趋近于球形,故A正确;
B.非晶体与多晶体均表现为各向同性,因此各向同性的可能是非晶体,也可能是多晶体,故B错误;
C.根据热力学第一定律有
一定质量的理想气体吸收热量、同时又对外做功后,气体的内能可能增加,可能减小,还可能不变,故C错误;
D.第一类永动机这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断的对外做功,其违背了能量守恒定律,故D正确。
故选AD。
9.ABD
【详解】A.根据热力学第二定律知,机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程,故A正确;
B.在外界的影响下,气体可以从单一热源吸收热量,全部用来对外做功,故B正确;
C.第二类永动机没有违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律,故C错误;
D.根据热力学第二定律知,热量可以从低温物体传到高温物体,但是不可能不引起其它变化,故D正确。
故选ABD。
10.AD
【详解】AB.热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性,机械能和内能的转化过程具有方向性,机械能可以全部转化为内能,而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助,即会引起其他变化,A正确,B错误;
CD.热传递过程也具有方向性,热量能自发地从高温物体传给低温物体,但是热量要从低温物体传到高温物体,必然要引起其他变化(外界对系统做功),C错误,D正确。
故选AD。
11.ADE
【详解】A. 由图示图象可知,ab过程气体发生等温变化,气体内能不变,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律△U=Q+W可知,气体放出热量,故A正确,B错误;由图象可知,bc过程气体体积不变而温度升高,气体内能增大,气体不做功,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故C错误,D正确;ca过程中,温度降低,分子热运动的平均动能减小;体积增大,而分子数密度减小,故气体分子对器壁单位面积上的平均作用力减小,故E正确。
故选ADE.
12. 等容 不变 做负功 放热
【详解】(1)[1]由题图可知,从状态到状态,气体体积不变,是等容变化。
(2)[2]从到是等温变化,即分子平均动能不变,对理想气体来说内能不变。
(3)[3][4]从到气体体积减小,外界对气体做正功
所以气体对外做负功;同时温度降低,说明内能减小,由热力学第一定律
可知气体放热。
(4)[5]从到是等压变化,由

13.③
【详解】①.化石能源燃烧时产生二氧化碳,造成温室气体效应;煤炭和石油中含有硫,燃烧时产生二氧化硫等物质使雨水的酸度增高等等,说明化石能源不是清洁能源;①错误;
②.纳米材料的粒度在1-100nm,而不是1-100μm,②错误;
③.半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间,③正确;
④.液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向异性(不是同性),④错误。
故选③。

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