新教材同步系列2024春高中物理第三章熱力學(xué)定律達(dá)標(biāo)檢測卷粵教版選擇性必修第三冊(cè)

第三章達(dá)標(biāo)檢測卷(考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．關(guān)于物體內(nèi)能的變更，以下說法正確的是()A．物體放出熱量，內(nèi)能確定削減B．物體對(duì)外做功，內(nèi)能確定削減C．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D．物體吸取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變【答案】D【解析】物體放出熱量，若外界對(duì)物體做的功大于放出的熱量，其內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤；物體對(duì)外做功，猶如時(shí)從外界吸取的熱量，則內(nèi)能不愿定削減，B錯(cuò)誤；物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能確定減小，C錯(cuò)誤；物體吸取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，如二者相等，則內(nèi)能可能不變，D正確．2．下列說法中錯(cuò)誤的是()A．物體吸取熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加B．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．其次類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的【答案】B【解析】做功和熱傳遞都可以變更物體的內(nèi)能，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，可知物體吸取熱量，Q>0，同時(shí)對(duì)外做功，W<0，內(nèi)能可能增加，故A正確；依據(jù)熱力學(xué)其次定律可知，熱傳遞具有方向性，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故B錯(cuò)誤；氣體被壓縮，則W>0，假如放熱，W<0，依據(jù)熱力學(xué)第確定律可知，內(nèi)能可能不變，故C正確；其次類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)其次定律，是制造不出來的，故D正確．3．“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟趫?zhí)行某次試驗(yàn)任務(wù)時(shí)，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通．已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小B．氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的削減量C．氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D．氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力增大【答案】C【解析】氧氣的溫度降低則分子的平均動(dòng)能降低，并不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都降低，故A錯(cuò)誤；海水溫度隨深度增加而降低，則氧氣的溫度也降低，內(nèi)能降低，ΔU為負(fù)值；而汽缸內(nèi)的氧氣的壓強(qiáng)隨深度增加而增加，依據(jù)志向氣體的狀態(tài)方程可知氧氣的體積減小，則外界對(duì)氣體做功，W為正值；依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝Q＋W，可知氧氣放出的熱量大于其內(nèi)能的削減量，故B錯(cuò)誤；氧氣的溫度降低，則氧氣分子的平均動(dòng)能減小，單個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力減小，由于氧氣的壓強(qiáng)增大，依據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義可知，氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確，D錯(cuò)誤.4．如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢能，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列推斷正確的是()A．氣體A吸熱，對(duì)外做功，但內(nèi)能不變B．氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D．氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)削減【答案】D【解析】氣體A吸熱Q>0，體積不變，W＝0，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU>0，氣體溫度上升，故A錯(cuò)誤．對(duì)B上方活塞進(jìn)行受力分析，依據(jù)平衡條件可知，B氣體的壓強(qiáng)不變；由于隔板導(dǎo)熱性良好，B氣體會(huì)吸取A氣體的熱量后溫度上升，內(nèi)能增大；再由志向氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c，在壓強(qiáng)不變，溫度上升的狀況下，體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B錯(cuò)誤．氣體A和氣體B溫度都上升了，分子的平均動(dòng)能都增大；分子平均動(dòng)能是大量分子的一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，分子的平均動(dòng)能都增大，并非每一個(gè)分子的動(dòng)能都會(huì)增大，故C錯(cuò)誤．依據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義，氣體壓強(qiáng)和分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)、分子平均動(dòng)能有關(guān)；在壓強(qiáng)不變的狀況下，氣體B的分子平均動(dòng)能增大，氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)削減，故D正確．5．浙江最大抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)如圖所示．抽水蓄能電站有兩種工作模式，一種為抽水蓄能模式，居民用電低谷時(shí)(如深夜)，電站利用居民電網(wǎng)多余電能把水從下水庫抽到上水庫；另一種為放水發(fā)電模式，居民用電高峰時(shí)，再將上水庫中的水放到下水庫進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸送到居民電網(wǎng)供居民運(yùn)用．一抽一放起到了均衡電網(wǎng)負(fù)荷的作用．關(guān)于抽水蓄能電站下列說法正確的是()A．抽水蓄能的過程中，能量守恒B．放水發(fā)電的過程中，機(jī)械能守恒C．抽水蓄能電站建成之后，可以使能量增多D．抽水蓄能電站建成之后，就不會(huì)再有能源危機(jī)問題了【答案】A【解析】抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的，故A正確；放水發(fā)電的過程中，有部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；抽水蓄能，并不能使能量增多，總的能量保持不變，故C錯(cuò)誤；抽水蓄能電站，能夠合理調(diào)整用電高峰期和低峰期的調(diào)峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們?nèi)悦媾R著能源危機(jī)，還需節(jié)約能源，故D錯(cuò)誤．6．(2024年鹽城聯(lián)考)開口向上，導(dǎo)熱性能良好的氣缸，用活塞封閉了確定質(zhì)量的志向氣體，如圖所示．氣缸與活塞間的摩擦忽視不計(jì)，現(xiàn)緩緩向活塞上倒上細(xì)沙，則下列關(guān)于密封氣體的圖像中可能正確的是()ABCD【答案】D【解析】由于氣缸導(dǎo)熱性能良好，快速發(fā)生熱交換，氣缸內(nèi)的氣體溫度不變，緩緩向活塞上倒上細(xì)沙，氣體體積減小，壓強(qiáng)增大，由玻意耳定律得知，氣體體積與壓強(qiáng)成反比，ABC錯(cuò)誤，D正確．7．如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設(shè)水溫勻整且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計(jì)氣體分子間的相互作用，則被沉沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣確定()A．從外界吸熱 B．內(nèi)能增大C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小【答案】C【解析】本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第確定律，由于不計(jì)氣體分子之間的相互作用，且整個(gè)過程緩慢進(jìn)行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，B、D錯(cuò)誤．熱力學(xué)第確定律公式ΔU＝W＋Q，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中氣體體積減小，外界對(duì)氣體做了功，式中W取正號(hào)，ΔU＝0，所以Q為負(fù)，即氣體向外放熱，A錯(cuò)誤，C正確．8．地球上有許多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，假如這些海水的溫度降低0.1℃，將要放出5.8×1023J的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，關(guān)于其緣由下列說法中正確的是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿意熱力學(xué)第確定律C．只從單一熱源吸取熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)械不符合熱力學(xué)其次定律D．機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能不行能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變更【答案】CD【解析】本題考查熱力學(xué)第確定律和熱力學(xué)其次定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿意熱力學(xué)第確定律，即能量守恒定律，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)其次定律告知我們：不行能從單一熱源吸取熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變更，C、D正確．9．(2024年廣州開學(xué)考試)在飛機(jī)起飛的過程中，由于高度快速變更，會(huì)引起機(jī)艙內(nèi)氣壓變更，乘客小周同學(xué)視察發(fā)覺，在此過程中密封桶裝薯片的薄膜蓋子凸起，如圖所示．若起飛前后桶內(nèi)氣體的溫度保持不變，則下列關(guān)于桶內(nèi)氣體(可視為志向氣體)的說法中正確的是()A．桶內(nèi)氣體壓強(qiáng)p增大B．桶內(nèi)氣體分子平均動(dòng)能Ek不變C．桶內(nèi)氣體從外界吸取熱量D．桶內(nèi)氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小【答案】BC【解析】依題意，起飛前后桶內(nèi)氣體的溫度保持不變，在此過程中密封桶裝薯片的薄膜蓋子凸起，桶內(nèi)氣體體積增大，依據(jù)pV＝c可知，壓強(qiáng)p減小，A錯(cuò)誤；由于桶內(nèi)氣體溫度不變，則分子平均動(dòng)能Ek不變，B正確；由于桶內(nèi)氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外做功，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝Q＋W，當(dāng)ΔU不變，Q>0，W<0，C正確，D錯(cuò)誤．10．如圖，確定質(zhì)量的志向氣體從狀態(tài)a動(dòng)身，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最終經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a.下列說法正確的是()A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過程ca中外界對(duì)氣體做功C．在過程ab中氣體對(duì)外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸取熱量【答案】ABD【解析】過程ab，溫度T增加，內(nèi)能增加，A正確；過程ca，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，B正確；過程ab，體積V不變，氣體不做功，C錯(cuò)誤；過程bc，溫度T不變，ΔU＝0，體積V增加，對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第確定律ΔU＝Q＋W，得Q>0，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(8分)確定質(zhì)量的志向氣體閱歷了如圖所示的狀態(tài)變更．已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能削減了300J，氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC＝300K，則從A到B氣體放出的熱量是______J；氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為______K.【答案】12001200【解析】從A到B，外界對(duì)氣體做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10-3J＝900J，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，得Q＝ΔU－W＝－1200J，即從A到B氣體放出的熱量是1200J，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數(shù)據(jù)解得TA＝1200K．12．(9分)(2024年廣東模擬)空氣彈簧其貌不揚(yáng)，看起來就像個(gè)黑色救生圈，但它在列車行駛中的減震作用不行小覷．空氣彈簧主要由活塞、汽缸及內(nèi)封確定質(zhì)量的氣體構(gòu)成．當(dāng)乘客登上列車時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的體積變更較快，氣體與外界來不及熱交換．若汽缸內(nèi)氣體視為志向氣體，則在氣體被壓縮的過程中，氣體的平均分子動(dòng)能________(填“增大”“減小”或“不變”)，氣體的壓強(qiáng)______(填“增大”“減小”或“不變”).【答案】增大增大【解析】當(dāng)乘客登上列車時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的體積快速減小，外界對(duì)氣體做功；由熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q,W>0，Q＝0，則氣體的內(nèi)能ΔU>0，即氣體內(nèi)能增大，溫度上升，氣體的平均分子動(dòng)能增大；由eq\f(pV,T)＝c可知，體積減小，溫度上升，則氣體的壓強(qiáng)增大．13．(12分)如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為2T0的志向氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)．已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U＝aT(a為正的常數(shù)).在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內(nèi)能的削減量ΔU；(2)氣體放出的熱量Q.解：(1)由題意可知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U＝aT，所以起先時(shí)氣體的內(nèi)能U1＝a×2T0，末狀態(tài)U2＝aT0，內(nèi)能的削減量ΔU＝U1－U2＝aT0.(2)設(shè)溫度降低后的體積為V′，由蓋-呂薩克定律eq\f(V,2T0)＝eq\f(V′,T0)，外界對(duì)氣體做功W＝p0(V－V′)，依據(jù)熱力學(xué)第確定律ΔU＝W＋Q，解得氣體放出的熱量Q＝eq\f(1,2)p0V＋aT0.14．(11分)氣泡是魚在水中呼吸或進(jìn)食所形成的，隨著魚嘴一張一閉，魚嘴中的黏液包袱著魚體內(nèi)的空氣產(chǎn)生氣泡上浮到水面，有閱歷的釣友能依據(jù)氣泡推斷出魚的位置．假設(shè)魚在水面下某深度處吐出一氣泡，氣泡直徑為2cm，此處水溫為7℃，當(dāng)氣泡緩慢上升至水面時(shí)，氣泡直徑為3cm，已知水面溫度為27℃，大氣壓為1.0×105Pa，水的密度為1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，氣泡內(nèi)氣體視為志向氣體．問：(1)推斷魚的位置到水平面的垂直距離是多少？(2)氣泡在上升的過程中，是向外界放熱還是從