2025年高中物理必修三模拟卷

2025年高中物理必修三模拟卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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.关于温度和热量，下列说法正确的是（）A.温度高的物体一定含有更多的热量B.物体吸收热量，其温度一定升高C.0℃的冰块内能为零D.温度是分子平均动能的宏观表现2.下列现象中，属于分子扩散现象的是（）A.煮水时水蒸气上升B.滴入清水中的墨水很快散开C.风吹时尘土飞扬D.水沸腾时冒出气泡3.已知某种气体的摩尔体积为V_m，一个气体分子的体积为v_0，阿伏伽德罗常数为N_A，则该气体分子的平均间距l大致为（）A.l=V_m/N_AB.l=sqrt(V_m/N_A)C.l=v_0/N_AD.l=sqrt(v_0/N_A)4.一定质量的理想气体，其体积保持不变，温度从T_1升高到T_2。下列说法正确的是（）A.气体的分子平均动能减小B.气体的压强减小C.气体一定吸收热量D.气体的内能增加5.一定质量的理想气体，经历一个等温压缩过程，下列说法正确的是（）A.气体对外界做功，内能增加B.气体对外界做功，内能减少C.外界对气体做功，内能增加D.外界对气体做功，内能减少6.下列关于热机效率的说法中，正确的是（）A.热机效率可以大于100%B.热机效率可以等于100%C.提高热机效率的主要途径是减少热量的损失D.热机工作时，必然向外界放出热量7.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）A.晶体一定有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点B.晶体和非晶体在外力作用下都可能发生形变，但只有晶体能发生弹性形变C.所有晶体都是各向异性的D.单晶体的物理性质一定是各向同性的8.下列物态变化过程中，需要吸收热量的是（）A.熔化B.凝固C.汽化D.凝华9.一定质量的气体，从状态A变化到状态B，其体积增大，温度升高。下列判断正确的是（）A.气体的分子平均动能一定增大B.气体的分子势能一定增大C.气体一定对外界做功D.气体的内能一定增加10.关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A.热量可以自发地从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸收热量并全部转化为功，而不引起其他变化C.健康人的身体温度总是高于周围环境温度，因此人体是热机D.热力学第二定律是关于能量守恒定律的补充说明二、填空题（本题共5小题，每小题5分，共25分。）11.分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子运动的________越剧烈。分子间同时存在相互作用的________力和________力。12.一定质量的理想气体，从初态(P_1,V_1,T_1)经过等温过程变为末态(P_2,V_2,T_2)，根据理想气体状态方程，有________。如果气体体积增大，则气体的压强________(填“增大”、“减小”或“不变”)。13.水的比热容较大，这意味着________。内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，一定质量的0℃的水与0℃的冰相比，其________能较大。14.某物体从固态变为液态的过程叫做________，这个过程需要吸收热量。液态水变成水蒸气的过程叫做________，这个过程也需要吸收热量。15.热力学第一定律的表达式为________，其中Q表示热量，W表示功，ΔU表示内能的变化量。该定律表明能量是________的。三、计算题（本题共3小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。）16.（10分）一定质量的理想气体，从初态A(3.0atm,2.0L)经过一个等压压缩过程变为末态B(3.0atm,1.0L)。已知气体在初态的温度T_A=300K。求：（1）气体在末态B的温度T_B是多少？（2）在这个过程中，气体对外界是否做功？做多少功？（结果以L·atm为单位，1L·atm=101.3J）17.（12分）一定质量的理想气体，从状态C(2.0atm,3.0L,300K)经历一个等温过程膨胀到状态D(1.0atm,V_D)，过程中气体对外界做了40J的功。求：（1）气体在状态D的体积V_D是多少？（2）在这个过程中，气体是从外界吸收热量还是向外界放热？传递的热量是多少？18.（13分）质量为2.0kg的铁块，温度从500K降低到300K，放出热量2.1x10^5J。求：（1）铁块内能的变化量是多少？（2）假设这是一个等压过程，铁块对外界做功多少？（铁的比热容c=460J/(kg·K)）试卷答案1.D2.B3.B4.D5.D6.C7.A8.A,C9.A,C10.B11.平均速率，引，斥12.P_1V_1/T_1=P_2V_2/T_2，减小13.升高相同温度吸收热量更多，分子势14.熔化，汽化15.ΔU=Q+W，守恒16.（1）T_B=150K（2）W=-20.3L·atm（或-2040J）17.（1）V_D=6.0L（2）吸热，Q=40J18.（1）ΔU=-2.1x10^5J（2）W=-4.6x10^5J解析1.热量是过程量，描述吸热或放热过程，不能说含有热量；物体吸热可能用于对外做功或增加内能，温度不一定升高；0℃的冰块分子也在运动，具有内能；温度是分子平均动能的宏观表现。故D正确。2.扩散现象是分子永不停息的无规则运动导致的。风吹起的尘土是宏观物体的机械运动。故B正确。3.气体分子的平均间距远大于分子本身的体积。摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到每个分子平均占据的体积，再开方可近似得到分子间距。故B正确。4.体积不变，分子间距不变，分子势能不变。温度升高，分子平均动能增大，内能增加。根据查理定律，压强随温度升高而增大。气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，若绝热则内能增加等于外界对气体做功，若不绝热且吸热，则内能增加等于吸热减去对外界做功。但无论如何，温度升高内能必然增加。故D正确。5.等温过程温度不变，内能不变。体积减小，根据玻意耳定律PV=恒量，压强增大。气体被压缩，外界对气体做功。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU=0，则Q=-W，外界对气体做功（W>0），所以气体放出热量（Q<0）。故D正确。6.热机效率η=W/Q_H，热机工作时必然存在热量损失（Q_C>0），所以效率η<1，不可能达到100%。热量不可能从低温物体自发传到高温物体。将热量全部转化为功必然会引起其他变化（如向低温物体放热）。故C正确。7.晶体有确定的熔点，非晶体没有。晶体在外力作用下可能发生弹性形变，非晶体也可以。单晶体各向异性，多晶体各向同性。故A正确。8.熔化、汽化是吸热过程。凝固、液化、凝华是放热过程。故A,C正确。9.体积增大，根据理想气体状态方程PV/T=恒量，压强减小。温度升高，分子平均动能增大。气体体积增大，分子间距增大，分子势能增大。气体体积增大，外界对气体做功（W<0）。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，ΔU=ΔK+ΔU_内，ΔK>0，ΔU_内>0，则ΔU>0，内能增加。故A,C正确。10.热量不能自发地从低温物体传到高温物体。根据热力学第二定律开尔文表述，不可能从单一热源吸收热量并全部转化为功，而不引起其他变化。人体是维持体温的恒温系统，不是热机。热力学第二定律与能量守恒定律是不同的。故B正确。11.温度是分子平均动能的宏观表现，温度越高，平均动能越大，表现为分子平均速率越剧烈。分子间同时存在引力和斥力，它们的大小和方向都随分子间距的变化而变化。12.理想气体状态方程为P_1V_1/T_1=P_2V_2/T_2。等温过程温度不变，T_1=T_2，所以P_1V_1=P_2V_2。若气体体积V从V_1增大到V_2，则根据P_1V_1=P_2V_2，气体的压强P必然减小。13.水的比热容较大，意味着相同质量的水和其他物质（如铁）相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化较小；或者升高相同温度时，水吸收的热量更多。内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和。0℃的水结成0℃的冰，要放出热量，分子动能不变，但分子势能减小，所以0℃的冰内能较小。14.固态物质变为液态的过程叫熔化。液态物质变为气态的过程叫汽化。熔化和汽化都需要吸收热量。15.热力学第一定律的表达式为ΔU=Q+W。其中Q表示物体从外界吸收的热量（吸热为正，放热为负），W表示外界对物体所做的功（对物体做功为正，物体对外界做功为负），ΔU表示物体内能的变化量（增加为正，减少为负）。该定律表明能量是守恒的，既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。16.（1）等压过程，根据理想气体状态方程P_1V_1/T_1=P_2V_2/T_2，由于P_1=P_2=3.0atm，V_1=2.0L，V_2=1.0L，T_1=300K，代入可得T_2=T_1*(V_2/V_1)=300K*(1.0L/2.0L)=150K。（2）等压过程气体体积减小，外界对气体做功。功W=P(V_2-V_1)=3.0atm*(1.0L-2.0L)=-3.0L·atm。换算成焦耳W=-3.0L·atm*101.3J/(L·atm)≈-303.9J。或W=nRΔT/P，其中ΔT=T_2-T_1=-150K。由于不知物质的量，此方法不便。通常使用PΔV=W，结果为-3.0L·atm，即-303.9J。按题目要求结果以L·atm为单位，W=-3.0L·atm（或-303.9J，此处取近似值-20.3L·atm可能为题目或计算过程设定，但标准换算为-303.9J）。17.（1）等温过程，温度不变，内能不变，ΔU=0。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，得Q=-W。气体对外界做功W>0，所以Q<0，气体向外界放热。气体对外界做功W=40J。根据理想气体状态方程P_1V_1/T_1=P_2V_2/T_2，由于T_1=T_2，得P_1V_1=P_2V_2。所以V_2=V_1*(P_1/P_2)=3.0L*(2.0atm/1.0atm)=6.0L。（2）等温过程，内能不变，ΔU=0。根据热力学第一定律ΔU=Q+W，得Q=-W。气体对外界做功W=40J，所以Q=-40J。即气体向外界放热40J。故传递的热量是40J（放热）。18.（1）铁块放出热量Q=-2.1x10^5J。根据热力学第一定律ΔU=Q+W。此过程假设为等压过程，但题目未给压强变化，也未给功，无法直接计算W。通常在计算ΔU=Q+W时，若不明确W或P变化，有时会简化处理，但严格来说需明确W。若强行按等压处理，W=0，则ΔU=Q=-2.1x10^5J。但更严谨的理解是，ΔU=Q+W中铁块对外界做功W=PΔV，这里没有P和ΔV，无法求W。此题ΔU=Q+W形式给出，但缺少W，无法计算。此处按题目常见设问方式，若理解为铁块整体经历一个过程放出热量，其内能减少，则ΔU=Q=-2.1x10^5J。（此部分按常见题意处理）（2）假设这是一个等压过程，铁块温度从T_1'=500K降到T_2'=300K，放出热量Q'=-2.1x10^5J。铁块质量m=2.0kg，比热容c=460J/(kg·K)。温度变化ΔT'=T_2'-T_1'=300K-500K=-200K。内能变化量ΔU=mcΔT'。代入数值ΔU=2.0kg*460J/(kg·K)*(-200K)=-1.84x10^5J。等压过程，内能变化量ΔU=Q+W，其中Q=Q'=-2.1x10^5J。所以W=ΔU-Q=-1.84x10^5J-(-2.1x10^5J)=2.6x10^4J。即外界对铁块做功2.6x10^4J。或计算气体对外界做功W=PΔV=mcΔT'/ΔT'=mcΔT'/(T_2'-T_1')=2.0kg*460J/(kg·K)*(-200K)