人教高中物理选修第十单元热力学定律测试题.docx

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人教高中物理选修第十单元热力学定律测试题

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：

每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：

用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、单选题

1．下列说法正确的是（   ）

A．由阿伏德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的大小

B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显

C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间斥力随分子间距离的增大而减小

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

2．下列说法正确的是（   ）

A．气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行

B．对于一定质量的理想气体，若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定增大

C．气体的压强是由气体分子间斥力产生的

D．热量不可能从分子平均动能小的物体传递到分子平均动能大的物体

3．能源短缺和环境恶化指的是（   ） 

①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限度的，这叫能源短缺

②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺

③煤炭和石油具有大量的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚存在空气中污染空气，使环境恶化

④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了成分使环境恶化

A．①③   B．①④   C．②③   D．②④

4．关于能量耗散，下列说法中正确的是（   ）

A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了

B．能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性

C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了

D．能量不可能耗散，能量守恒定律反映了自然界中能量转化的宏观过程可以有任意的方向性

5．下列说法正确的是（   ）

A．当两个分子间的距离小于平衡距离时，分子间的作用力表现为引力

B．物体的内能是物体中所有分子热运动动能之和

C．要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源

D．热机不可能把从单一热源吸收的热量全部转化为机械能，而不引起其他变化

6．二氧化碳是导致“温室效应”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。

若不计温度的变化，也不计分子间的作用力。

则此过程中（   ）

A．封闭气体的压强将变为原来的2倍   B．封闭气体分子的平均动能增大

C．封闭气体将从海水那里吸热   D．封闭气体的内能将增加

7．某同学夏天上体育课时把放在空调教室里的篮球带出去玩，不久会发现（   ）

A．球变硬了些，吸收热量，内能变大

B．球变软了些，吸收热量，内能不变

C．球变硬了些，温度升高，压强不变

D．球没有发生变化

8．关于分子动理论和内能，下列说法中正确的是（   ）

A．扩散现象是物体分子热运动的宏观表现

B．每一个分子都有势能和动能，两者之和就是分子内能

C．只有热传递才能改变物体的内能

D．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分

9．一定质量的理想气体初始状态为（P0，V0），分别经过三个不同的过程变到末状态（P0，2V0）．

①等温膨胀变为2V0，再等容升压到（P0，2V0），总共吸收热量为Q1；

②等压膨胀到（P0，2V0），吸收的热量为Q2；

③先等容降压到0.5P0，再等压膨胀到2V0，最后等容升压到（P0，2V0），总共吸收热量Q3；则Q1、Q2、Q3的大小关系是（   ）

A．Q1=Q2=Q3

B．Q1＞Q2＞Q3

C．Q2＞Q1＞Q3

D．Q3＞Q2＞Q1

二、多选题

10．对下列物理现象的描述，正确的是（   ）

A．0°C的冰和0°C的铁块的分子平均动能相同

B．装有气体的密闭容器自由下落时气体压强将减小

C．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

D．第二类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律

E．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

11．下列说法中正确是（   ）

A．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果

B．物体温度升高，组成物体的所有分子速率均增大

C．一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量

D．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

E．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

三、解答题

12．所示的皮筋轮子发动机将一结实而富有弹性的条形材料（塑料或薄纸板），围成一个直径为30cm的环，用一些皮筋固定在这个环和中心轴之间．该中心轴可以在两个支架上做摩擦很小的转动．如果轮子的一边接近一个热源，如一电灯，接收了更多热量的皮筋就会变短，迫使轮子变成椭圆形，重心不再位于旋转轴上，这就迫使轮子转动，其他的皮筋接近电灯，轮子持续变形就保证了运动无休止地进行下去．分析上述发动机能实现吗？

（该皮筋受热形变后不能自发地恢复原状）

13．在一个标准大气压下，1kg冰在0℃时吸收336kJ的热量后变成同温度的水，外界同时对系统做了11kJ的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量

M=18g•mol-1.问

（Ⅰ）此过程中系统的内能变化了多少？

（Ⅱ）1kg冰所含的分子数为多少？

（结果保留2位有效数字）

14．质量M=200g的木块，静止在光滑水平面上，质量m=20g的铅弹（铅的比热容c=126J/（㎏•℃））以水平速度v0=500m/s射入木块，当它射出木块时速度变为vt=300m/s.。

木块的速度20m/s。

若这一过程中损失的机械能全部转化为内能，其中42％被子弹吸收而使其升温，对铅弹穿过木块过程，求：

（1）子弹克服摩擦力做的功。

（2）摩擦力对木块做的功。

（3）产生的总热量。

（4）子弹升高的温度。

2018-2019学年高二下学期第十单元训练卷

物理

（一）答案

1．B

【解析】由于气体分子距离较大，因此根据阿伏德罗常数、气体的摩尔质量和密度只能计算出气体分子占有的平均体积，A错；悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，B对；分子间的引力和斥力都随着距离的增大而减小，C错；热量可以从低温物体传到高温物体，只是引起其他能量变化，D错；故选B

2．B

【解析】根据热力学第二定律：

气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，A错误；对于一定质量的理想气体，若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，分子的平均动能变大，则分子对器壁的作用力变大，则压强一定增大，选项B正确；气体的压强是大量的气体分子对器壁的碰撞作用产生的，选项C错误；热量不可能自发的从低温物体传向高温物体而不发生任何变化，也就是说热量不可能从分子平均动能小的物体传递到分子平均动能大的物体而不发生任何变化，选项D错误；故选B．

3．D

【解析】能源短缺简单地说就是能源储备量不能满足人类的需求。

它可以分为相对性短缺（技术性短缺）和绝对性短缺（资源性短缺）。

相对性短缺是指由于人的使用方式不恰当，使用效率不高造成的短缺；绝对性短缺是由于存储总量有限造成的。

环境恶化是指资源破坏、生态破坏、土地沙化、物种减少、人类环境恶化、沙尘暴、水土流失等等。

所以正确答案选D。

4．C

【解析】能量耗散的过程中能量向品质低的大气内能转变过程，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性，C正确；

5．D

【解析】当两个分子间距离小于平衡距离时，分子间的作用力的合力表现为斥力，故A错误；物体内能是物体内所有分子的动能和分子势能总和，故B错误；核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等不属于常规能源，故C错误；根据热力学第二定律，热机不可能将从单独一个热源吸收的热量全部转化为机械能，而不引起其他变化，故D正确；故选D。

6．A

【解析】本题考查气体压强、分子热运动问题。

不计温度的变化，也不计分子间的作用力，当体积减为一半时，压强变为原来二倍；温度不变，平均动能不变；内能不变；当体积减为一半时，气体对内做功，封闭气体将从海水那里散热

7．A

【解析】篮球温度升高，体积增大，球变硬了些，热量由高温物体传到低温物体，篮球内能变大，A对；

8．A

【解析】扩散现象是物体分子热运动的宏观表现，选项A正确；每一个分子都有动能，分子与分子之间具有分子势能，所有分子的分子动能和分子势能之和就是分子内能，选项B错误；做功和热传递都能改变物体的内能，选项C错误；物体的动能和重力势能都是机械能，与物体的内能无关，选项D错误选A。

9．C

【解析】由公式PV/T=C可知，三种情况温度变化相同，内能变化相同

在第二种情况中，等压膨胀，气体对外做功，则吸收的热量Q2=△U+P0V0

在第一种情况中，在等温膨胀的过程中，气体对外做功，在等容升压的过程气体对外不做功，等温膨胀时，由于体积增大，则压强减小，知压强小于P_0/2知该过程中气体对外做功小于P0V0，大于0.5P0V0，则Q1＜△U+P0V0

在第三种情况中，在等容变化的过程中气体对外不做功，则等压膨胀时，气体对外做功为0.5P0V0，则Q3=△U+0.5P0V0．所以Q2＞Q1＞Q3，故C正确，A、B、D错误。

10．AC

【解析】温度是分子的平均动能的标志，0℃的冰和0℃的铁块的分子平均动能相同，故A正确；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的，装有气体的密闭容器自由下落时气体压强将不变。

故B错误。

根据热力学第二定律可知，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性；故C正确；第二类永动机不可能制成，因为它违反了热力学第二定律，但没有违反能量守恒定律；故D错误；气体压强由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁形成持续压力而形成的；由压强的定义可知，气体的压强等于压力与面积的比值，即气体对器壁的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，不能说“就是”。

故E错误，故选AC。

11．ACD

【解析】气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果，选项A正确；物体温度升高，组成物体的所有分子的平均速率变大，并非所有分子的速率均增大，选项B错误；一定质量的理想气体等压膨胀过程中，温度升高，内能增大，对外做功，故气体一定从外界吸收热量，选项C正确；根据熵原理，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，选项D正确；饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大．故E错误；故选ACD.

12．这实际上是一架第二类永动机，希望从单一热源吸收能量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．轮子变形后，重心偏移，开始带动“机器”转动．随着轮子不同部位的靠近，轮子不断收缩变形，最后达到不可再变的程度，此时发动机不再运动．要使它继续运动，必须通过外界的能量使轮子重新恢复原状，但这违背了设计的初衷，即从单一热源吸收热量把它全部用来做功．所以这台发动机是不可制成的，它违背了热力学第二定律．

【解析】这实际上是一架第二类永动机，希望从单一热源吸收能量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．轮子变形后，重心偏移，开始带动“机器”转动．随着轮子不同部位的靠近，轮子不断收缩变形，最后达到不可再变的程度，此时发动机不再运动．要使它继续运动，必须通过外界的能量使轮子重新恢复原状，但这违背了设计的初衷，即从单一热源吸收热量把它全部用来做功．所以这台发动机是不可制成的，它违背了热力学第二定律．

13．（Ⅰ）347kJ（Ⅱ）3.3×1025个

【解析】（Ⅰ）△V=W+Q=11+336=347kJ

（Ⅱ）N=nNA=NA=3.3×1025个

本题考查热力学第二定律的应用分子动理论中分子数的求法，难度很小

14．1600J  40J   1560J  260℃

【解析】

（1）子弹克服摩擦力做的功:

W1=mv02-mvt2=×0.02×（5002-3002）J=1600J

（2）摩擦力对木块做的功:

W2=Mv2-0=×0.2×202J=40J

（3）这一过程中损失的机械能为:

W=W1-W2=（1600-40）J=1560J.已知损失的机械能全部转化为内能，则内能的增量，即产生的总热量Q为1560J

（4）已知产生的总热量中有42％被子弹吸收而使其升温，则子弹升高的温度为: