高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体综合与测试同步达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体综合与测试同步达标检测题，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第二单元 温度和内能


(时间：90分钟，满分：100分)


一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)


1．下列关于热力学温度的说法中，正确的是( )


A．热力学温度的零值等于－273.15 ℃


B．热力学温度的1 K的大小和摄氏温度的1 ℃的大小是相等的


C．绝对零度是低温的极限，永远达不到


D．1 ℃就是1 K


2．下列说法正确的是( )


A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量


B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡


C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量


D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理


3．下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是( )


A．开空调2分钟内教室内的气体处于平衡态


B．两个温度不同的物体相互接触，这两个物体组成的系统处于非平衡态


C．0 ℃的冰水混合物放入1 ℃的环境中，冰水混合物处于平衡态


D．压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态


4．有两瓶质量和温度都相等的氢气和氧气，则( )


A．两瓶中每个分子运动的动能都相等


B．两瓶中分子运动的总动能相等


C．氢气分子的总动能大于氧气分子的总动能


D．氢气分子的总动能小于氧气分子的总动能


5．一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中，体积变大，内能的变化是( )


A．分子平均动能增大，分子势能减小B．分子平均动能减小，分子势能增大


C．分子平均动能不变，分子势能增大D．分子平均动能不变，分子势能减小


6．回收“神舟十号”飞船的过程中，飞船在轨道上运行的高度逐渐降低进入大气层，最后安全着陆．由于与大气的高速摩擦，使得飞船壳体外表温度上升到近二千摄氏度，从分子动理论和能量方面下列理解正确的是( )


A．飞船壳体材料每个分子的动能均增大


B．飞船壳体材料分子的平均动能增大


C．飞船的内能向机械能转化


D．飞船的机械能向内能转化


7．关于内能和机械能的下列说法中正确的是( )


A．内能和机械能各自包含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的


B．运动物体的内能和机械能均不为零


C．一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零


D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变


8．下列关于温度、内能和热量的说法中正确的是( )


A．物体的温度越高，所含热量越多


B．物体的内能越大，所含热量越多


C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大


D．物体的温度不变，其内能也不变


9.如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是( )


A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力


B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力


C．当r等于r2时，分子间的作用力为零


D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功


10．严冬湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是( )


A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数


B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度


C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬挂在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数


D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出，立即读出示数


11．小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后如图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁找得对的是( )





A．不应倒入另一烧杯中，这会使温度降低


B．水倒得太少，温度计的玻璃泡不能完全浸没


C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视


D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读


12.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子在分子力作用下沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图所示．图中分子势能最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是( )


A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大


B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0


C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态


D．乙分子的运动范围为x≥x1


13．关于物体的内能，下列说法中正确的是( )


A．单个水分子的内能比冰分子的内能大


B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大


C．一定质量的0 ℃的水变成0 ℃的冰，内能一定减少


D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能


二、非选择题(本题共3小题，共35分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)


14.(10分)小明在家制作了简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下移动．当有色水柱下端分别与D和A对齐时，温度分别为20 ℃和80 ℃.A、D间刻度均匀分布．由图可知，图中有色水柱下端所示温度为多少℃？

















15.(10分)一木块静止在光滑的水平面上，被沿水平方向飞来的子弹击中，子弹进入木块的深度为d，木块相对于水平面移动了L，设木块对子弹的阻力恒为F，则产生的内能和子弹损失的动能分别为多大？两者的比值为多大？

















16.(15分)回答下列问题：


(1)已知某气体的摩尔体积为VA，摩尔质量为MA，阿伏加德罗常数为NA，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？


(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？


(3)在同一个坐标系中画出分子力F和分子势能Ep随分子间距离的变化图象，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势．

















参考答案与解析


1．[导学号：65430017] 解析：选ABC.根据热力学温标零值的规定可知A正确；热力学温度的1 K的大小和摄氏温度的1 °C的大小是相等的，但1 °C不是1 K，B正确，D错误；绝对零度是低温的极限，只能无限接近而永远不可能达到，C正确．


2．[导学号：65430018] 解析：选BCD.热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，所以A项错，C项正确；由热平衡定律知，若物体A与物体B处于热平衡，它同时也与物体C处于热平衡，则物体B与C的温度也相等，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项正确．


3．[导学号：65430019] 解析：选B.开空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化，故不是平衡状态，A错误；两物体温度不同，接触后高温物体会向低温物体传热，是非平衡态，B正确；0 °C的冰水混合物放入1 °C的环境中，周围环境会向冰水混合物传热，不是平衡态，C错误；压缩密闭容器中的空气，要对空气做功，机械能转化为热能，不是平衡态，D错误．


4．[导学号：65430020] 解析：选C.温度相同，分子平均动能相等，但分子的总动能还与分子数目有关，氢气分子数多，故氢气的分子总动能大；当温度相同时，每个分子动能未必相等．


5．[导学号：65430021] 解析：选D.温度相同，分子的平均动能相同，体积改变，分子势能发生了变化．由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况，不能从做功上来判断．由水变成冰是放出热量的过程，因此说分子势能减小．


6．[导学号：65430022] 解析：选BD.本题以飞船与大气摩擦为背景，考查了分子动能、分子平均动能、物体内能及其变化等相关知识，重点考查的是温度的微观意义(温度是分子平均动能的标志)．飞船壳体外表温度升高，说明分子的平均动能增大，故A错，B对；飞船的高度逐渐降低，与大气高速摩擦，机械能向内能转化，故C错，D对．


7．[导学号：65430023] 解析：选BCD.机械能包括宏观物体的动能、重力势能、弹性势能等，内能包括分子动能、分子势能，有本质的区别，A项错误；物体的分子在做永不停息的运动，内能不为零，运动物体的机械能也不为零，所以B、C项正确；机械能和内能在一定条件下可相互转化，物体的机械能变化时，它的内能可能保持不变，D项正确．


8．[导学号：65430024] 解析：选C.物体的内能是一个状态量，而热量是一个过程量，物体之间只发生热传递时内能的改变量才等于热量，故A、B项均错误；温度越高，分子的平均动能越大，C项正确；物体的内能由物质的量、温度、体积等因素共同决定，温度不变时，内能可能改变，故D项错误．


9．[导学号：65430025] 解析：选BC.分子间距等于r0时分子势能最小，即r2＝r0.当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，所以A错，B、C正确．在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功，分子势能减小，D错误．


10．[导学号：65430026] 解析：选C.要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡，再读出温度计的示数，但是隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡状态下的温度，所以选项A、D的做法不正确，选项C的做法正确．选项B的做法也失去了原来的热平衡，饮水瓶提出后，再用温度计测量，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度．


11．[导学号：65430027] 解析：选ABC.题中将少量水倒入另一烧杯测量，有两处错误：其一，少量水没能浸没温度计的玻璃泡，达到热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个新的热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个新的热平衡状态的温度，而不是待测水的温度．题中C选项读数时的错误小宁找得对，但是小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了．当把温度计取出来时，在空气中温度计与空气间存在温度差，有热传递，会破坏原来的热平衡，示数会变化．


12．[导学号：65430028] 解析：选BD.由题图知当x＝x2时，分子势能最小，所以此位置为分子平衡位置，分子力为零，加速度为零(最小)，则A、C错误；根据总能量为零，即Ep＋Ek＝0，乙分子在P点动能最大，为E0，在Q点动能最小(为零)，所以乙分子的运动范围为x≥x1，则B、D正确．


13．[导学号：65430029] 解析：选C.内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，所以研究单个分子的内能没有意义，A错误；内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，B、D错误；一定质量的0 °C的水变成0 °C的冰，放出热量，内能减小，C正确．


14．[导学号：65430030] 解析：由题图知A、D间共有15个格，每个格表示温度为eq \f(80－20,15)℃＝4 ℃.图中有色水柱的下端离D点3个格，即3×4 ℃＝12 ℃，所以温度为t＝20 ℃＋12 ℃＝32 ℃.


答案：32 ℃


15．[导学号：65430031] 解析：子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功，子弹的位移为打入深度d和木块移动的距离L之和，有：ΔEk＝F(d＋L)，产生的内能为：Q＝Fd.故有：eq \f(Q,ΔEk)＝eq \f(d,d＋L).


答案：Fd F(L＋d) eq \f(d,d＋L)


16．[导学号：65430032] 解析：(1)可估算出每个气体分子的质量m0＝eq \f(MA,NA)；由于气体分子间距较大，由V0＝eq \f(VA,NA)求得的是一个分子占据的空间而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；


由d＝eq \r(3,V0)＝eq \r(3,\f(VA,NA))可求出分子之间的平均距离．


(2)在r＞r0范围内，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；


在r＜r0范围内，当r增大时，分子力做正功，分子势能减小；


故不能说物体体积增大，分子势能一定增大，只能说当物体体积变化时，其对应的分子势能也变化．


(3)





答案：见解析


题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案