新教材2024-2025学年高中物理第3章热力学定律测评新人教版选择性必修第三册

第三章测评一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.肯定质量的志向气体,在温度上升的过程中()A.气体的内能肯定不变B.外界肯定对气体做功C.气体肯定从外界汲取热量D.气体分子的平均动能肯定增大2.下述变更物体内能的方法属于做功的是()A.冷的物体接触热的物体后变热B.物体在火炉旁被烤热C.电流通过灯丝使灯丝发热D.热的物体放在通风处凉下来3.(2024河北衡水高二模拟)利用钨锅炼铁的场景如图所示。若铁的质量大于钨锅的质量,起始时铁的温度比钨锅的温度低,当它们接触在一起时,忽视它们和外界交换的能量,下列说法正确的是()A.达到热平衡时,钨锅的温度比铁的低B.热传递的过程中,铁块从钨锅汲取热量C.达到热平衡时,钨锅内能的削减量小于铁内能的增加量D.达到热平衡时,由于铁的质量大于钨锅的质量,钨锅内能的削减量大于铁内能的增加量4.消杀喷药装置如图所示,内部装有2L药液,上部密封压强为1×105Pa的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入压强为1×105Pa的空气0.1L。假设在全部过程中空气可看作志向气体,且温度不变,外部大气压强为1×105Pa,下列说法正确的是()A.充气后,密封气体压强变为1.1×105PaB.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,密封气体向外界放热5.如图所示,肯定量的志向气体从状态a起先,经验两个状态变更过程,先后到达状态b和c。下列说法正确的是()A.在a→b过程中气体对外界做功B.在b→c过程中气体对外界做功C.在a→b过程中气体的内能渐渐变大D.在b→c过程中气体的内能渐渐变小6.如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉究竟部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体()A.内能削减B.对外界做正功C.增加的内能大于汲取的热量D.增加的内能等于汲取的热量7.气闸舱是空间站中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理如图所示。座舱A与气闸舱B间装有阀门K,A中充溢空气,B内为真空。航天员由太空返回B时,将B封闭,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统温度保持不变,舱内气体可视为志向气体,不考虑航天员的影响,则此过程中()A.气体膨胀做功,内能减小B.气体从外界汲取热量C.气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数削减D.一段时间后,A内气体的密度可以自发地复原到原来的密度二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.(2024山东烟台高二期中)关于能量和能源,下列说法正确的是()A.科学探讨发觉,一切与热现象有关的宏观过程都具有可逆性B.在能源的利用过程中,能量在总量上并未削减,但能量的品质降低了C.能量耗散是从能量转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性D.风能、水能和核能都属于可再生能源,因此我国近年来不断地开发利用这些新能源9.在飞机起飞的过程中,由于高度快速变更,会引起机舱内气压变更,乘客小周同学视察发觉,在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起,如图所示。若起飞前后桶内气体的温度保持不变,则下列关于桶内气体(可视为志向气体)的说法正确的是()A.桶内气体压强p增大B.桶内气体分子平均动能Ek不变C.桶内气体从外界汲取热量D.桶内气体对外做功,内能减小10.肯定质量的志向气体经验了如图所示的A→B→C→D→A循环,该过程每个状态均可视为平衡态,各状态参数如图所示。对此气体,下列说法正确的是()A.A→B的过程中,气体从外界吸热,内能不变B.B→C的过程中,气体的压强增大,单位体积内的分子数增多C.C→D的过程中,气体的压强不变,气体从外界吸热D.D→A的过程中,气体的压强减小,分子的平均动能减小,单位体积内的分子数不变三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(6分)如图所示为一茶具。当向茶具中加上足够多的开水,并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后,泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出。缘由是茶滤内的封闭空气(可视为志向气体)温度上升,分子的平均动能(选填“变大”“变小”或“不变”),气体的压强(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强。茶具中的水被压出的过程中,封闭空气对水做(选填“正功”或“负功”)。

12.(8分)(2024广东广州高二期末)列车运行的平稳性与车厢的振动亲密相关,车厢底部安装的空气弹簧可以有效减震,空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的肯定质量的气体构成。乘客上下及猛烈颠簸均能引起车厢振动,乘客上下时汽缸内气体的体积变更缓慢,气体与外界有充分的热交换:猛烈颠簸时汽缸内气体的体积变更较快,气体与外界来不及热交换。若外界环境温度保持不变,汽缸内气体视为志向气体,在气体压缩的过程中,当乘客上下时,气体的内能(选填“增加”“削减”或“不变”),气体从(向)外界(选填“吸热”或“放热”);猛烈颠簸时,(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功,气体的温度(选填“上升”“降低”或“不变”)。

13.(10分)地暖管道运用时间过久之后内壁一般都会结垢,工人利用如图所示地暖清洗设备对管道进行清洗。清洗前先在地暖管道中注入一段清水。清洗机具有一个体积为V的封闭气箱,通过电机工作将外界气体压入封闭气箱,当气箱内气体压强为2.5p0时,气箱与地暖之间的阀门瞬间打开,气体冲入暖气管,使暖气管中的水冲击水垢达到清洗目的。已知充气前箱内气体压强和大气压强均为p0。箱内原有气体和充入的气体均视为志向气体,充气过程中温度不变。(1)若充气过程中,气体向外界放出的热量为Q,求电机对气体所做的功。(2)求电机将外界多少体积的气体充入气箱时,气箱阀门才能瞬间打开。14.(14分)如图甲所示,具有肯定导热性能的柱形汽缸竖直放置,外界温度保持T0=300K不变。肯定质量的志向气体被横截面积为S=100cm2的轻质活塞封闭在汽缸内,此时活塞距汽缸底部的距离为L0=5cm,汽缸内气体温度为T0=300K。先用外力缓慢地拉动活塞,上升L0的距离被挡块AB拦住。再通过电热丝对汽缸内气体快速加热,缸内气体汲取Q=100J热量后,温度上升到2T0。此时撤去外力,经过足够长时间,活塞缓慢回到初始位置。已知大气压强p0=1.0×105Pa,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动,该志向气体经验的三个过程的p-V图像,如图乙所示。(1)请在图丙中画出该志向气体经验的三个过程的V-T图。(2)在电热丝加热的过程中,汽缸内气体内能变更了多少?(3)撤去外力后汽缸内的气体放出多少热量?15.(16分)如图所示,长方形容器体积为V,右上方有一开口与外界相连,活塞将导热容器分成左、右两部分,外界温度为27℃时,体积比为1∶2。当外界温度缓慢上升,活塞就会缓慢移动。设大气压强为p0,且保持不变,不计活塞与容器间的摩擦。(1)活塞刚好移动到容器的正中心时,求外界的温度。(2)若左边容器中气体的内能与温度的关系为U=kT(k为已知常数),求活塞移动到容器正中心的过程中左边容器内气体汲取的热量。第三章测评1.D温度上升,气体的内能肯定增加,A错误;依据热力学第肯定律,内能增加可能是外界对气体做功,也可能是气体从外界汲取热量,B、C错误;温度是分子平均动能的标记,因此温度上升,气体分子的平均动能肯定增大,D正确。2.C冷的物体接触热的物体后变热,物体在火炉旁被烤热,热的物体放在通风处凉下来,都是通过热传递来变更内能的,选项A、B、D错误;只有电流通过灯丝使灯丝发热是通过电场力做功,从而变更灯丝内能的,选项C正确。3.B达到热平衡时,钨锅的温度和铁的温度相同,故A错误;热传递的过程中,铁块从钨锅汲取热量,故B正确;达到热平衡时,依据能量守恒可知钨锅内能的削减量等于铁内能的增加量,故C、D错误。4.C把充入的气体和原气体作为整体,气体做等温变更,依据玻意耳定律可得p0(V1+V2)=p1V1,解得p1=1.2×105Pa,故A错误;温度是分子平均动能的标记,温度不变,所以分子的平均动能不变,故B错误;充气后封闭气体压强变为1.2×105Pa,大于大气压强,所以打开阀门后,气体膨胀,对外界做功,故C正确;打开阀门后,密封气体对外做功,温度不变,内能不变,则气体从外界吸热,故D错误。5.D由图可知,a→b的过程中,气体体积变小,故外界对气体做功,A错误;由图可知,b→c的过程中,气体体积变小,故外界对气体做功,B错误;a→b过程为等温变更,内能不变,C错误;依据志向气体状态方程pVT=C可知,b→c的过程中,p不变,V减小,则T6.B由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶上浮的过程中,小瓶内温度上升,内能增加,A错误;在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度渐渐上升,压强渐渐减小,依据志向气体状态方程pVT=C,气体体积膨胀,对外界做正功,B正确;由A、B分析,小瓶上升时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,依据热力学第肯定律ΔU=W+Q7.C气闸舱B内为真空,打开阀门K,A中的气体进入B中的过程中,A内的气体自由扩散,对外界不做功,同时系统温度不变,依据热力学第肯定律ΔU=W+Q,可知气体内能不变,与外界也没有热交换,故A、B错误;气体体积增大,温度不变,气体分子的密集程度减小,气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数减小,故C正确;依据熵增加原理可知,B中气体不能自发地全部退回A中,即A内气体的密度不行能自发地复原到原来的密度,故D错误。8.BC科学探讨发觉,一切与热现象有关的宏观自然过程都具有不行逆性,A错误;在能源的利用过程中,能量在总量上并未削减,但能量的品质降低了,B正确;能量耗散是从能量转化角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,C正确;风能、水能属于可再生能源,核能属于不行再生能源,D错误。9.BC依题意,起飞前后桶内气体的温度保持不变,在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起,桶内气体体积增大,依据pV=C可知,压强p减小,故A错误;由于桶内气体温度不变,则分子平均动能Ek不变,故B正确;由于桶内气体温度不变,则气体内能不变,体积增大,气体对外做功,依据热力学第肯定律ΔU=Q+W可知,桶内气体从外界汲取热量,故C正确,D错误。10.ADA→B的过程中温度不变,内能不变,体积膨胀对外界做功,由热力学第肯定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变,故A正确;B→C的过程中,体积不变,单位体积内的分子数不变,温度上升,分子的平均动能增大,压强增大,故B错误;C→D的过程中,直线过原点,压强不变,温度降低,内能减小,体积减小,外界对气体做功,气体放热才可能内能减小,故C错误;D→A的过程中,气体的体积不变,单位体积内的分子数不变,温度减小,压强也减小,温度是分子平均动能的标记,故分子的平均动能减小,故D正确。11.答案变大大于正功解析温度上升分子平均动能变大,依据pVT=C12.答案不变放热外界对气体上升解析乘客上下时汽缸内气体的体积变更缓慢,气体与外界有充分的热交换,则气体温度不变、内能不变,即ΔU=0;在气体压缩的过程中,外界对气体做正功,即W>0,依据热力学第肯定律ΔU=Q+W,可得Q<0,所以气体对外放出热量;猛烈颠簸时汽缸内气体的体积变更较快,气体与外界来不及热交换,即Q=0,在气体压缩的过程中,外界对气体做正功,即W>0;依据热力学第肯定律ΔU=Q+W,可得ΔU>0,即气体的内能增加,温度上升。13.答案(1)Q(2)1.5V解析(1)由充气过程中温度不变,内能不变,可得ΔU=0ΔU=W-Q解得W=Q。(2)设将外界气体ΔV充入气箱,气箱阀门瞬间打开,p0V+p0ΔV=2.5p0V解得ΔV=1.5V。14.答案(1)见解析(2)增加100J(3)150J解析(1)该志向气体经验的三个过程的V-T图。(2)加热过程中,气体温度从T0上升到2T0,气体的体积不变,则W=0缸内气体汲取热量Q=100J则气体的内能增加ΔE=Q=1