高中物理《選擇性必修第三冊》課后習題第三章測評

第三章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.(2022北京順義高二期末)一定質量的理想氣體,在溫度升高的過程中()A.氣體的內(nèi)能一定不變B.外界一定對氣體做功C.氣體一定從外界吸收熱量D.氣體分子的平均動能一定增大2.(2022上海金山中學高二期中)下述改變物體內(nèi)能的方法屬于做功的是()A.冷的物體接觸熱的物體后變熱 B.物體在火爐旁被烤熱C.電流通過燈絲使燈絲發(fā)熱 D.熱的物體放在通風地方?jīng)鱿聛?.關于一定量的氣體,下列說法正確的是()A.氣體吸熱,內(nèi)能一定增大B.氣體對外做功時,其內(nèi)能一定減小C.一定量的某種理想氣體在等壓壓縮過程中,內(nèi)能一定增加D.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加4.(2022山東實驗中學高三階段練習)內(nèi)燃機研發(fā)小組通過汽缸傳感器,調節(jié)汽缸內(nèi)一定質量的封閉氣體的壓強與體積,其關系如圖所示,在p-V圖像中AB是一條直線,已知A狀態(tài)時汽缸內(nèi)氣體溫度為27℃,標準大氣壓強p0=1×105Pa,氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,汽缸內(nèi)氣體的最高溫度設為T,外界向汽缸傳遞的熱量為Q,下列說法正確的是()A.T=468.75K,Q=-750J B.T=375K,Q=-750JC.T=468.75K,Q=750J D.T=375K,Q=750J5.(2022北京模擬預測)如圖所示,一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷兩個狀態(tài)變化過程,先后到達狀態(tài)b和c。下列說法正確的是()A.在a→b過程中氣體對外界做功B.在b→c過程中氣體對外界做功C.在a→b過程中氣體的內(nèi)能逐漸變大D.在b→c過程中氣體的內(nèi)能逐漸變小6.(2022黑龍江大慶期末)如圖所示,密封的礦泉水瓶中,距瓶口越近水的溫度越高。一開口向下、導熱良好的小瓶置于礦泉水瓶中,小瓶中封閉一段空氣。擠壓礦泉水瓶,小瓶下沉到底部;松開后,小瓶緩慢上浮,上浮過程中,小瓶內(nèi)氣體()A.內(nèi)能減少B.對外界做正功C.增加的內(nèi)能大于吸收的熱量D.增加的內(nèi)能等于吸收的熱量7.氣閘艙是空間站中供航天員進入太空或由太空返回用的氣密性裝置,其原理如圖所示。座艙A與氣閘艙B間裝有閥門K,A中充滿空氣,B內(nèi)為真空。航天員由太空返回B時,將B封閉,打開閥門K,A中的氣體進入B中,最終達到平衡。假設此過程中系統(tǒng)溫度保持不變,艙內(nèi)氣體可視為理想氣體,不考慮航天員的影響,則此過程中()A.氣體膨脹做功,內(nèi)能減小B.氣體從外界吸收熱量C.氣體分子在單位時間內(nèi)對A艙壁單位面積碰撞的次數(shù)減少D.一段時間后,A內(nèi)氣體的密度可以自發(fā)地恢復到原來的密度二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。全部選對得6分,選對但選不全的得3分,有錯選的得0分)8.器壁透熱的汽缸放在恒溫環(huán)境中,如圖所示。汽缸內(nèi)封閉著一定量的氣體,氣體分子間相互作用的分子力可以忽略不計,在緩慢推動活塞Q向左運動的過程中,下列說法正確的是()A.活塞對氣體做功,氣體的內(nèi)能增加B.活塞對氣體做功,氣體的平均動能不變C.氣體的單位分子數(shù)增大,壓強增大D.氣體向外散熱,內(nèi)能減少9.(2022重慶模擬預測)如圖所示為某同學設計的一個簡易溫度計,一根透明吸管插入導熱良好的容器,連接處密封,在吸管內(nèi)注入一小段油柱,外界大氣壓保持不變。將容器放入熱水中,觀察到油柱緩慢上升,下列說法正確的是()A.氣體對外做的功小于氣體吸收的熱量B.氣體對外做的功等于氣體吸收的熱量C.容器內(nèi)壁的單位面積上受到氣體分子的平均作用力增大D.容器內(nèi)壁的單位面積上受到氣體分子的平均作用力大小不變10.(2022河北張家口第一中學高二期中)一定質量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán),該過程每個狀態(tài)均可視為平衡態(tài),各狀態(tài)參數(shù)如圖所示。對此氣體,下列說法正確的是()A.A→B的過程中,氣體從外界吸熱,內(nèi)能不變B.B→C的過程中,氣體的壓強增大,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多C.C→D的過程中,氣體的壓強不變,氣體從外界吸熱D.D→A的過程中,氣體的壓強減小,分子的平均動能減小,單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變?nèi)?、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(6分)進行如下實驗:先把空的燒瓶放入冰箱冷凍,取出燒瓶,并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上,封閉了一部分氣體,然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖所示。若某時刻該密閉氣體的體積為V,密度為ρ,平均摩爾質量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該密閉氣體的分子個數(shù)為;若將該密閉氣體視為理想氣體,氣球逐漸膨脹起來的過程中,氣體對外做了0.8J的功,同時吸收了0.9J的熱量,則該氣體內(nèi)能變化了J,若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸,則該氣球內(nèi)氣體的溫度(選填“升高”或“降低”)。

12.(8分)(2022山西太原一模)如圖所示為一茶具。當向茶具中加上足夠多的開水,并在茶具頂端蓋上密封良好的蓋子后,泡茶幾分鐘水就會沿茶具口溢出。原因是茶濾內(nèi)的封閉空氣(可視為理想氣體)溫度升高,分子的平均動能(選填“變大”“變小”或“不變”),氣體的壓強(選填“大于”“小于”或“等于”)大氣壓強。茶具中的水被壓出的過程中,封閉空氣對水做(選填“正功”或“負功”)。

13.(12分)(2022廣東深圳光明區(qū)高級中學高三階段練習)地暖管道使用時間過久之后內(nèi)壁一般都會結垢,工人利用如圖所示地暖清洗,設備對管道進行清洗。清洗前先在地暖管道中注入一段清水。清洗機具有一個體積為V的封閉氣箱,通過電機工作將外界氣體壓入封閉氣箱,當氣箱內(nèi)氣體壓強為2.5p0時,氣箱與地暖之間的閥門瞬間打開,氣體沖入暖氣管,使暖氣管中的水沖擊水垢達到清洗目的。已知充氣前箱內(nèi)氣體壓強和大氣壓強均為p0。箱內(nèi)原有氣體和充入的氣體均視為理想氣體,充氣過程中溫度不變。(1)若充氣過程中,氣體向外界放出的熱量為Q,求電機對氣體所做的功。(2)求電機將外界多少體積的氣體充入氣箱時,氣箱閥門才能瞬間打開。14.(12分)(2022遼寧撫順一模)一定質量的理想氣體,由A狀態(tài)開始經(jīng)歷一次循環(huán)最終又回到A狀態(tài)。其p-V圖像如圖所示,其中A→B為絕熱過程、B→C為等壓過程、C→A為等容過程。已知TA=280K,A→B過程中外界對氣體做功34J。(1)求B、C狀態(tài)的溫度。(2)請判斷整個循環(huán)過程中氣體吸熱還是放熱,并計算吸收或者放出的熱量是多少。15.(16分)(2022江蘇蘇州一模)如圖所示,長方形容器體積為V,右上方有一開口與外界相連,活塞將導熱容器分成左右兩部分,外界溫度為27℃時,體積比為1∶2。當外界溫度緩慢上升,活塞就會緩慢移動。設大氣壓強為p0,且保持不變,不計活塞與容器間的摩擦。(1)活塞剛好移動到容器的正中央時,求外界的溫度。(2)若左邊容器中氣體的內(nèi)能與溫度的關系為U=kT,求活塞移動到容器正中央的過程中左邊容器內(nèi)氣體吸收的熱量。

第三章測評1.D溫度升高,氣體的內(nèi)能一定增加,A錯誤;根據(jù)熱力學第一定律,內(nèi)能增加可能是外界對氣體做功,也可能是氣體從外界吸收熱量,B、C錯誤;溫度是分子平均動能的標志,因此溫度升高,氣體分子的平均動能一定增大,D正確。2.C冷的物體接觸熱的物體后變熱,物體在火爐旁被烤熱,熱的物體放在通風地方?jīng)鱿聛?都是通過熱傳遞來改變內(nèi)能的,選項A、B、D錯誤;只有電流通過燈絲使燈絲發(fā)熱是通過電場力做功,從而改變燈絲內(nèi)能的,選項C正確。3.D根據(jù)熱力學第一定律ΔU=Q+W知,內(nèi)能的增量ΔU由Q和W共同決定,物體吸收熱量Q,但做功W不確定,所以其內(nèi)能不一定增加,故A錯誤;同理,氣體對外做功時,熱量傳遞Q不確定,其內(nèi)能也不一定減小,故B錯誤;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,一定量的某種理想氣體在等壓壓縮過程中,氣體的溫度一定降低,而一定量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關,所以其內(nèi)能一定減少,故C錯誤;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C可知,一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,氣體的溫度一定升高,而一定量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關,所以其內(nèi)能一定增加,故4.C氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,汽缸內(nèi)氣體的最高溫度設為T,此時壓強為p,氣體的體積為V,根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程有pAVATA=pVT,解得T=pVpAVATA可知,當pV取值最大時,T有最大值,由圖可知,pV=(-V+5)V=-V2+5V,可知當V=52L時,pV有最大值,此時T最大,聯(lián)立解得T=468.75K,氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程有pAVATA=pBVBTB,代入圖中數(shù)據(jù)可知TA=TB,可知,汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能不變,根據(jù)圖可知,圖線與坐標軸圍成的面積表示氣體做功,則氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)5.D由圖可知,a→b的過程中,氣體體積變小,故外界對氣體做功,A錯誤;由圖可知,b→c的過程中,氣體體積變小,故外界對氣體做功,B錯誤;根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程pVT=C可知,a→b的過程中,p增大,V減小,T不一定變大,故內(nèi)能不一定增大,C錯誤;根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程pVT=C可知,b→c的過程中,p不變,V減小,則T變小,則氣體的內(nèi)能逐漸變小6.B由于越接近礦泉水瓶口,水的溫度越高,因此小瓶上浮的過程中,小瓶內(nèi)溫度升高,內(nèi)能增加,A錯誤;在小瓶上升的過程中,小瓶內(nèi)氣體的溫度逐漸升高,壓強逐漸減小,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pVT=C,氣體體積膨脹,對外界做正功,B正確;由A、B分析,小瓶上升時,小瓶內(nèi)氣體內(nèi)能增加,氣體對外做功,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q,由于氣體對外做功,因此吸收的熱量大于增加的內(nèi)能,C、D7.C氣閘艙B內(nèi)為真空,打開閥門K,A中的氣體進入B中的過程中,A內(nèi)的氣體自由擴散,對外界不做功,同時系統(tǒng)溫度不變,根據(jù)熱力學第一定律ΔU=W+Q,可知氣體內(nèi)能不變,與外界也沒有熱交換,故A、B錯誤;氣體體積增大,溫度不變,氣體分子的密集程度減小,氣體分子單位時間對艙壁單位面積碰撞的次數(shù)減小,故C正確;根據(jù)熵增加原理可知,B中氣體不能自發(fā)地全部退回A中,即A內(nèi)氣體的密度不可能自發(fā)地恢復到原來的密度,故D錯誤。8.BC解決本題的關鍵是理解緩慢推動活塞Q的物理含義,推動活塞Q使活塞對氣體做功,本來氣體的溫度應升高,但是由于緩慢推動活塞,氣體增加的內(nèi)能又以熱量的形式釋放到周圍環(huán)境中,由于環(huán)境溫度恒定,所以汽缸內(nèi)氣體的溫度不變,內(nèi)能不變,氣體的平均動能不變,A、D錯誤,B正確;由于氣體被壓縮,氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大,所以單位面積上,汽缸受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多,因此氣體的壓強增大,C正確。9.AD將容器放入熱水中,氣體的溫度升高,內(nèi)能變大,由ΔU=Q+W知,氣體對外做的功小于氣體吸收的熱量,選項A正確,B錯誤;氣體的壓強保持不變,則容器內(nèi)壁的單位面積上受到氣體分子的平均作用力大小不變,選項C錯誤,D正確。10.ADA→B的過程中溫度不變,內(nèi)能不變,體積膨脹對外界做功,由熱力學第一定律得氣體從外界吸熱才可能保持內(nèi)能不變,故A正確;B→C的過程中,體積不變,單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變,溫度升高,分子的平均動能增大,壓強增大,故B錯誤;C→D的過程中,直線過原點,壓強不變,溫度降低,內(nèi)能減小,體積減小,外界對氣體做功,氣體放熱才可能內(nèi)能減小,故C錯誤;D→A的過程中,氣體的體積不變,單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變,溫度減小,壓強也減小,溫度是分子平均動能的標志,故分子的平均動能減小,故D正確。11.答案ρVMNA0.1解析氣體物質的量為n=ρVM,該密閉氣體的分子個數(shù)為N=nNA=ρVMNA;氣體對外做了0.8J的功,同時吸收了0.9J的熱量,根據(jù)熱力學第一定律,有ΔU=W+Q=-0.8J+0.9J=0.1J;若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸,氣體迅速對外做功,內(nèi)能減小12.答案變大大于正功解析溫度升高分子平均動能變大,根據(jù)pVT=C可知溫度升高、體積不變,則壓強增大,故氣體壓強大于大氣壓強;茶具中的水被壓出的過程中,氣體體積膨脹,13.答案(1)Q(2)1.5V解析(1)由充氣過程中溫度不變,內(nèi)能不變,可得ΔU=0ΔU=W-Q解得W=Q。(2)將外界氣體ΔV充入氣箱,氣箱閥門瞬間打開p0V+p0ΔV=2.5p0V解得ΔV=1.5V。14.答案(1)560K840K(2)吸熱26J解析(1)A→B根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程p解得TB=560KB→C是等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律V解得TC=840K。(2)根據(jù)題意WAB=34JB→C過程氣體膨脹,外界對氣體做功WBC=-pΔV=-p(VC-VB)=-60JC→A