2025高考物理 人教版選擇性必修第3冊專項(xiàng)復(fù)習(xí)第2章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第3冊專項(xiàng)復(fù)習(xí)第2章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測含答案學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共12小題，其中第1～8小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每小題3分，第9～12小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(2024·江蘇揚(yáng)州高三開學(xué)考試)下列三幅圖對應(yīng)的說法中正確的是(B)A．圖甲中T1>T2B．圖甲中兩條曲線下的面積相等C．圖乙中玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍，原因是分子間存在著相互作用的斥力D．圖丙是玻璃管插入某液體發(fā)生的現(xiàn)象，是由于該液體分子間的相互作用比液體與玻璃的相互作用強(qiáng)造成的答案：B解析：圖甲中分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的最大值向速度大的方向遷移，可知T1<T2，兩條曲線下的面積相等均為1，故A錯(cuò)誤，B正確；圖乙中，玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，細(xì)玻璃棒尖端放在火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂惺挂后w表面繃緊即減小表面積的作用，故C錯(cuò)誤；在附著層處液體和玻璃間的相互作用比液體分子間的相互作用強(qiáng)，發(fā)生了浸潤現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。2．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷a→b、b→c、c→d、d→a四個(gè)過程，下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)→b過程中氣體壓強(qiáng)減小B．b→c過程中氣體壓強(qiáng)增大C．c→d過程中氣體壓強(qiáng)增大D．d→a過程中氣體壓強(qiáng)減小答案：C解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，V＝eq\f(C,p)T，在V－T圖像中，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率與壓強(qiáng)有關(guān)，斜率越大，壓強(qiáng)越小。a→b過程，圖線的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，為等壓線，所以壓強(qiáng)不變，A錯(cuò)誤；b→c過程，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率越來越大，故壓強(qiáng)越來越小，即pb>pc，B錯(cuò)誤；c→d過程，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率越來越小，故壓強(qiáng)越來越大，即pd>pc，故C正確；d→a過程，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率越來越小，故壓強(qiáng)越來越大，即pa>pd，D錯(cuò)誤。故選C。3．下列敘述中錯(cuò)誤的是(D)A．晶體的各向異性是由于它的微粒是按各自的規(guī)則排列著的B．單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)律排列C．非晶體的內(nèi)部微粒是無規(guī)則排列的D．石墨的硬度與金剛石差很多，是由于它的微粒沒有按空間點(diǎn)陣分布答案：D解析：晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)決定著晶體的物理性質(zhì)不同，也正是由于它的微粒按一定規(guī)律排列，使單晶體具有規(guī)則的幾何外形，選項(xiàng)A、B正確；非晶體的內(nèi)部微粒是無規(guī)則排列的，選項(xiàng)C正確；石墨與金剛石的硬度相差甚遠(yuǎn)是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同，石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地松軟，而金剛石的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其中碳原子間的作用力很強(qiáng)，所以金剛石有很大的硬度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選D。4．(2023·徐州高二階段練習(xí))如圖所示，一粗細(xì)均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，左、右兩管都封有一定質(zhì)量的理想氣體A、B，水銀面a、b間的高度差為h1，水銀柱cd的長度為h2，且h2＝h1，a面與c面恰處于同一高度。若在右管開口端注入少量水銀，系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，則(C)A．A氣體的壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)B．B氣體的壓強(qiáng)變化量小于A氣體的壓強(qiáng)變化量C．水銀面c下降的高度大于水銀面a上升的高度D．水銀面a、b間新的高度差大于右管上段新水銀柱的長度答案：C解析：注入水銀前，A氣體壓強(qiáng)pA＝p0＋ρgh2－ρgh1＝p0，當(dāng)在右管開口端注入少量水銀時(shí)，h2增大，A、B氣體壓強(qiáng)均變大，即A氣體的壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)，A錯(cuò)誤；右管注入水銀后，兩部分封閉氣體壓強(qiáng)均變大，由玻意耳定律p1V1＝p2V2，A、B氣體體積均變小。假設(shè)B氣體體積不變，則水銀面a上升的高度等于水銀面c下降的高度，等于b下降的高度，由于B氣體體積同時(shí)要變小，故水銀面c下降的高度大于水銀面a上升的高度，C正確；假設(shè)注入Δh高度的水銀，則B氣體的壓強(qiáng)變化量一定為ΔpB＝ρgΔh，假設(shè)A、B氣體的體積均不變，則A氣體的壓強(qiáng)變化量也為ΔpA＝ρgΔh，壓強(qiáng)增大后，根據(jù)玻意耳定律，體積要變小，故A氣壓變化量小于ρgΔh，即B氣體的壓強(qiáng)變化量大于A氣體的壓強(qiáng)變化量，B錯(cuò)誤；注入水銀前，A氣體壓強(qiáng)pA＝p0＋ρgh2－ρgh1＝p0，右管中注入少量水銀達(dá)到平衡后，封閉氣體A、B氣體壓強(qiáng)均變大，注入水銀后，設(shè)右管上段新水銀柱的長度為h2′，a、b間新的高度差為h1′，根據(jù)平衡可得pA′＋ρgh1′＝p0＋ρgh2′，由于pA′>p0，所以h2′>h1′，水銀面a、b間新的高度差小于右管上段新水銀柱的長度，D錯(cuò)誤。故選C。5．(2024·云南昆明一模)如圖所示，質(zhì)量相等的同種理想氣體甲和乙分別用絕熱活塞封閉在兩個(gè)相同的絕熱汽缸中，兩汽缸固定在同一水平面上，開口分別豎直向上和水平向右，活塞質(zhì)量不能忽略且可沿汽缸無摩擦滑動(dòng)。甲、乙兩氣體的體積相等，它們的壓強(qiáng)分別用p甲、p乙表示，溫度分別用T甲、T乙表示。下列關(guān)系正確的是(A)A．p甲>p乙，T甲>T乙B．p甲>p乙，T甲<T乙C．p甲<p乙，T甲>T乙D．p甲<p乙，T甲<T乙答案：A解析：對甲圖活塞受力分析有mg＋p0S＝p甲S，乙圖活塞受力分析有p乙S＝p0S，由題知質(zhì)量相等的同種理想氣體甲乙兩氣體的體積相等，則根據(jù)eq\f(p甲,T甲)＝eq\f(p乙,T乙)，可知p甲>p乙，T甲>T乙，故A正確。6．真空輪胎(無內(nèi)胎輪胎)，又稱“低壓胎”“充氣胎”，在輪胎和輪圈之間封閉著空氣，輪胎鼓起對胎內(nèi)表面形成一定的壓力，提高了對破口的自封能力。若某個(gè)輪胎胎內(nèi)氣壓只有1.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，要使胎內(nèi)氣壓達(dá)到2.8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，用氣筒向胎里充氣，已知每次充氣能充入1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體0.5L，輪胎內(nèi)部空間的體積為3×10－2m3，且充氣過程中保持不變，胎內(nèi)外氣體溫度也始終相同，氣體看成理想氣體，則需要充氣的次數(shù)為(B)A．66 B．72C．76 D．82答案：B解析：根據(jù)題意知，氣體做等溫變化p1V＋np0V0＝p2V，即1.6p0×3×10－2＋np0×0.5×10－3m3＝2.8p0×3×10－2m3，解得n＝72，故B正確。7．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測溫裝置，用于測量室內(nèi)的氣溫(室內(nèi)的氣壓為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于76cm汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng))，結(jié)構(gòu)如圖所示，大玻璃泡A內(nèi)有一定量的氣體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，當(dāng)室內(nèi)溫度為27℃時(shí)，B管內(nèi)水銀面的高度為16cm，B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計(jì)，則以下說法正確的是(C)A．該測溫裝置利用了氣體的等壓變化的規(guī)律B．B管上所刻的溫度數(shù)值上高下低C．B管內(nèi)水銀面的高度為22cm時(shí)，室內(nèi)的溫度為－3℃D．若把這個(gè)已經(jīng)刻好溫度值的裝置移到高山上，測出的溫度比實(shí)際偏低答案：C解析：根據(jù)受力分析可知pA＋x＝p0，又B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計(jì)，故可知?dú)怏w做等容變化，故A錯(cuò)誤；溫度越高，由eq\f(p,T)＝C可知壓強(qiáng)越大，故而溫度越高，刻度x的數(shù)值就越小，應(yīng)為上低下高，故B錯(cuò)誤；由pA1＋x＝p0，得pA1＝60cmHg，又pA2＝54cmHg，eq\f(pA1,T1)＝eq\f(pA2,T2)，T1＝300K得T2＝270K＝－3℃，故C正確；若把該裝置放到高山上，p0′會(huì)減小，x′＝p0′－pA會(huì)減小，根據(jù)刻度上低下高，測出的溫度偏高，故D錯(cuò)誤。8．(2024·河北二模)如圖所示，一水槽內(nèi)盛有某種液體，一粗細(xì)均勻的導(dǎo)熱良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液體中，玻璃瓶內(nèi)外液面高度差為h，若環(huán)境溫度緩慢升高，大氣壓強(qiáng)始終不變，下列說法正確的是(C)A．玻璃瓶內(nèi)外液面高度差h變大B．玻璃瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大C．玻璃瓶逐漸上浮D．玻璃瓶受到的浮力變大答案：C解析：玻璃瓶內(nèi)氣體對玻璃瓶底的壓力等于大氣對玻璃瓶底的壓力和玻璃瓶重力之和，故玻璃瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，玻璃瓶內(nèi)外液面高度差不變，故A、B錯(cuò)誤；瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變、溫度升高，故體積變大，玻璃瓶逐漸上浮，故C正確；玻璃瓶受到的浮力等于玻璃瓶的重力，故瓶內(nèi)氣體溫度緩慢升高的過程中，玻璃瓶受到的浮力不變，故D錯(cuò)誤。9．下列說法正確的是(A)A．只要減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低B．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零C．由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，所以存在浸潤現(xiàn)象D．夏季天旱時(shí)，給莊稼松土是為了破壞土壤中的毛細(xì)管，防止水分蒸發(fā)答案：AD解析：溫度就是量度分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈溫度越高，反之亦然，故A正確；在完全失重情況下，氣體分子也在撞擊容器壁，所以依然存在壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；液體表層分子間距大于液體內(nèi)部分子間距時(shí)，液體表面有表面張力；而浸潤現(xiàn)象是器壁分子對附著層分子作用力大于內(nèi)層子分子對附著層分子力，導(dǎo)致附著層分子增多，分子間距小于r0體現(xiàn)出斥力，故C錯(cuò)誤；干旱的時(shí)候，土壤中存在毛細(xì)管，加速土壤水分蒸發(fā)；給土壤松土后破壞了毛細(xì)管，減弱了毛細(xì)現(xiàn)象，從而防止土壤內(nèi)層的水分蒸發(fā)，故D正確。故選AD。10．(2023·高密市第一中學(xué)高二期末)如圖所示為豎直放置的上粗下細(xì)的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔為A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量的絕對值為ΔVA、ΔVB，壓強(qiáng)變化量為ΔpA、ΔpB，則下列說法正確的是(重力加速度為g)(A)A．初始狀態(tài)滿足pB＝pA＋ρgh，ρ為水銀的密度，h為水銀柱長度B．ΔVA>ΔVBC．ΔpA<ΔpBD．液柱將向上移動(dòng)答案：AD解析：初始狀態(tài)滿足pB＝pA＋ρgh，ρ為水銀的密度，h為水銀柱長度，A正確；由于氣體的總體積不變，因此ΔVA＝ΔVB，B錯(cuò)誤；首先假設(shè)液柱不動(dòng)，則A、B兩部分氣體發(fā)生等容變化，由查理定律，對氣體A：ΔpA1＝eq\f(pA,T)ΔT，對氣體B：ΔpB1＝eq\f(pB,T)ΔT，由于pB>pA所以，ΔpB1>ΔpA1，則液柱將向上移動(dòng)，則液體壓強(qiáng)減小，液體穩(wěn)定后有pB′＝pA′＋ρgh′，則pB′－pB＝pA′－pA＋ρg(h′－h(huán))，即ΔpB＝ΔpA＋ρg(h′－h(huán))<ΔpA，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。11．(2024·河南周口二模)如圖，容積為V0的汽缸豎直放置，導(dǎo)熱良好，右上端有一閥門連接抽氣孔。汽缸內(nèi)有一活塞，初始時(shí)位于汽缸底部eq\f(1,6)高度處，下方密封有一定質(zhì)量、溫度為T0的理想氣體?，F(xiàn)將活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門，然后緩慢加熱活塞下方氣體。已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為eq\f(1,2)p0，活塞體積不計(jì)，忽略活塞與汽缸之間摩擦。則在加熱過程中(A)A．開始時(shí)，活塞下方體積為eq\f(1,2)V0B．溫度從T0升至1.5T0，氣體對外做功為eq\f(1,6)p0V0C．溫度升至2T0時(shí)，氣體壓強(qiáng)為eq\f(3,2)p0D．溫度升至3T0時(shí)，氣體壓強(qiáng)為eq\f(3,4)p0答案：AD解析：由于初始時(shí)位于汽缸底部eq\f(1,6)高度處，則初始時(shí)，活塞下方體積為eq\f(1,6)V0，由于大氣壓強(qiáng)為p0，活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為eq\f(1,2)p0，則初始時(shí)，氣體的壓強(qiáng)p1＝p0＋eq\f(1,2)p0＝eq\f(3,2)p0，將活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門過程，末狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)為eq\f(1,2)p0，根據(jù)玻意耳定律有p1eq\f(1,6)V0＝eq\f(1,2)p0V1，解得V1＝eq\f(1,2)V0，即加熱開始時(shí)，活塞下方體積為eq\f(1,2)V0，故A正確；若活塞上方緩慢抽至真空并關(guān)閉閥門之后緩慢加熱，活塞恰好到達(dá)汽缸頂部，與頂部沒有相互作用的彈力，氣體壓強(qiáng)始終為eq\f(1,2)p0，此時(shí)，根據(jù)蓋—呂薩克定律有eq\f(\f(1,2)V0,T0)＝eq\f(V0,T1)，解得T1＝2T0，可知，溫度從T0升至1.5T0過程，活塞沒有到達(dá)頂部，氣體做等壓變化，則有eq\f(V1,T0)＝eq\f(V2,1.5T0)，解得V2＝eq\f(3,4)V0，則溫度從T0升至1.5T0，氣體對外做功為W＝eq\f(1,2)p0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(V2－V1))＝eq\f(1,8)p0V0，故B錯(cuò)誤；結(jié)合上述可知，溫度升至2T0時(shí)，活塞恰好到達(dá)汽缸頂部，與頂部沒有相互作用的彈力，氣體壓強(qiáng)為eq\f(1,2)p0，故C錯(cuò)誤；結(jié)合上述可知，溫度升至3T0時(shí)，活塞已經(jīng)到達(dá)汽缸頂部，與頂部有相互作用的彈力，溫度由2T0升高至3T0過程為等容過程，根據(jù)查理定律有eq\f(\f(1,2)p0,2T0)＝eq\f(p2,3T0)，解得p2＝eq\f(3,4)p0，故D正確。12．(2024·河北保定一模)一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷B、C兩個(gè)狀態(tài)又回到狀態(tài)A，壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖像如圖所示，BC與橫軸平行，等腰△ABC的面積為S0，AB的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，已知?dú)怏w在狀態(tài)C的溫度為T0，再根據(jù)圖像所提供的其他已知信息，下列說法正確的是(A)A．氣體在狀態(tài)A的體積為2V0B．氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為eq\f(4S0,V0)C．氣體在狀態(tài)A的溫度為eq\f(4,3)T0D．從狀態(tài)B到狀態(tài)C，外界對氣體做的功為5S0答案：AC解析：根據(jù)題意已知等腰△ABC做∠CAB的角平分線會(huì)垂直平分底邊BC，得VA＝2V0，故A正確；設(shè)氣體在狀態(tài)A、B的體積分別為VA、VB，AB的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，由正比例函數(shù)關(guān)系可得eq\f(pA,VA)＝eq\f(pB,VB)，三角形ABC的面積為S0，則有S0＝eq\f(1,2)(pB－pA)(VB－VC)，聯(lián)立解得pA＝eq\f(2S0,V0)，pB＝eq\f(3S0,V0)，故B錯(cuò)誤；由C到A由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(pCVC,TC)＝eq\f(pAVA,TA)，已知TC＝T0，由圖可知pB＝pC，聯(lián)立解得TA＝eq\f(4,3)T0，故C正確；由功的定義可得氣體對外界做的功等于p－V關(guān)系圖像與橫軸所圍成的面積，則氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C，外界對氣體做的功為W＝pB(VB－VC)，解得W＝6S0，故D錯(cuò)誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(本題共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)13．(6分)用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的有________。A．該實(shí)驗(yàn)用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律B．應(yīng)快速推拉柱塞C．為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握注射器再推拉柱塞D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標(biāo)注單位(2)測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，以p為縱坐標(biāo)，以eq\f(1,V)為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖。小明所在的小組壓縮氣體時(shí)漏氣，則用上述方法作出的圖線應(yīng)為圖乙中的________(選填“①”或“②”)。(3)為更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng)，小華用壓強(qiáng)傳感器和注射器相連，得到某次實(shí)驗(yàn)的p－V圖如圖丙中的直線AB所示，究其原因，溫度發(fā)生了怎樣的變化________。A．一直下降 B．先上升后下降C．先下降后上升 D．一直上升答案：(1)AD(2)②(3)B解析：(1)該實(shí)驗(yàn)是研究質(zhì)量一定的氣體在溫度不變情況下，壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系，采用了控制變量法，故A正確；快速推拉或用手握住注射器，會(huì)導(dǎo)致氣體溫度發(fā)生變化，不符合實(shí)驗(yàn)條件，故B、C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)只需要關(guān)注圖像的斜率變化即可探究壓強(qiáng)跟體積的關(guān)系，所以注射器旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標(biāo)注單位，故D正確。(2)因漏氣，導(dǎo)致氣體質(zhì)量減小，在一定體積時(shí)的壓強(qiáng)會(huì)變小，也就是圖像的斜率變小，故選②。(3)根據(jù)圖像與等溫線的關(guān)系，可知?dú)怏w溫度先升高再降低。故選B。14．(8分)(2024·山東東營高二期末)如圖甲，某同學(xué)用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律。操作步驟如下：①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)連接起來；②緩慢推進(jìn)活塞至某位置，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。(1)下列操作是為保證實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度不變的是________(填選項(xiàng)代號)。A．推進(jìn)活塞要緩慢B．用橡皮帽堵住注射器的小孔C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，不要用手握注射器D．在注射器活塞一周涂潤滑油(2)由于實(shí)驗(yàn)操作有誤，導(dǎo)致推進(jìn)活塞過程中存在漏氣現(xiàn)象，則實(shí)驗(yàn)得到的p－eq\f(1,V)圖像應(yīng)是________(填選項(xiàng)代號)。(3)該同學(xué)進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，其中一組得到的p－V圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實(shí)驗(yàn)氣體的溫度大小關(guān)系為T1________T2(填“<”“>”或“＝”)：另一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的V－eq\f(1,p)圖線如圖丙所示，若他們的實(shí)驗(yàn)操作無誤，造成圖線不過原點(diǎn)的原因可能是________。答案：(1)AC(2)B(3)>實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮注射器前端連接處的氣體解析：(1)移動(dòng)活塞要緩慢，使注射器內(nèi)的空氣與外界充分進(jìn)行熱交換，保持注射器內(nèi)氣體溫度不變，故A正確；用橡皮帽堵住注射器的小孔是為了控制氣體的質(zhì)量不變，不是控制氣體溫度不變，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)，不要用手握注射器可以保持注射器內(nèi)氣體溫度不變，故C正確；在注射器活塞一周涂潤滑油是防止注射器漏氣，保持注射器內(nèi)氣體質(zhì)量不變，故D錯(cuò)誤。(2)一個(gè)等溫變化，由pV＝C得p＝Ceq\f(1,V)，對應(yīng)的p－eq\f(1,V)圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，由于漏氣，pV乘積減小，即圖像的斜率變小，故A錯(cuò)誤，B正確。(3)根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，可知pV的乘積越大，則氣體的溫度越高，所以T1>T2，另一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的V－eq\f(1,p)圖線如圖丙所示，若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，造成圖像不過原點(diǎn)的原因可能是試管中的氣體的體積小于實(shí)際的封閉氣體的體積，結(jié)合實(shí)驗(yàn)器材可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)未考慮注射器前端封有橡膠套處有多余氣體。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15．(10分)如圖所示，為一個(gè)帶有閥門K、容積為2L的汽缸。先打開閥門讓其與大氣連通，再用打氣筒向里面打氣，打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1×105Pa、200mL的空氣，忽略打氣和用氣時(shí)氣體的溫度變化，外界大氣的壓強(qiáng)p0＝1×105Pa。(1)若要使氣體壓強(qiáng)增大到5.0×105Pa，應(yīng)打氣多少次？(2)若上述容器中裝的是5.0×105Pa的氧氣，現(xiàn)用它給容積為700mL的真空瓶充氣，使瓶中的氣壓最終達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)的2.0×105Pa，則可充滿多少瓶？答案：(1)40次(2)4瓶解析：(1)設(shè)需要打氣n次，因每次打入的氣體相同，故可視n次打入的氣體一次性打入，則氣體的初狀態(tài)p1＝1.0×105Pa，V1＝V0＋nΔV末狀態(tài)p2＝5.0×105Pa，V2＝V0其中V0＝2L，ΔV＝0.2L由玻意耳定律p1V1＝p2V2代入數(shù)據(jù)解得n＝40次。(2)設(shè)氣壓為2.0×105Pa時(shí)氣體的體積為V3，則p3＝2.0×105Pa由玻意耳定律有p2V2＝p3V3代入數(shù)據(jù)解得V3＝5L真空瓶的容積為V瓶＝0.7L因eq\f(V3－V2,V瓶)＝4eq\f(2,7)故可充滿4瓶。16．(10分)(2024·山西太原一模)如圖所示，粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管豎直倒置，豎直高度為20cm，水平寬度為5cm，左端開口，右端封閉。用長度為10cm的水銀柱在右側(cè)管內(nèi)封閉了長為10cm的理想氣體，初始狀態(tài)環(huán)境溫度為258K，大氣壓強(qiáng)為76cmHg。現(xiàn)緩慢升高環(huán)境溫度，有6cm長的水銀柱進(jìn)入左側(cè)豎直細(xì)管，細(xì)玻璃管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于其自身的長度。求：(1)此時(shí)管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)此時(shí)環(huán)境的溫度。答案：(1)70cmHg(3)441K解析：(1)升溫后有6cm長的水銀柱進(jìn)入左側(cè)豎直細(xì)管，水銀柱高h(yuǎn)2＝6cm空氣柱長l2＝21cm封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，則p2＋ρgh2＝p0所以p2＝70cmHg。(2)升溫前水銀柱高h(yuǎn)1＝10cm溫度為T1＝258K空氣柱長為l1＝10cm封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，則p0＋ρgh1＝p1解得p1＝86cmHg根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p1l1S,T1)＝eq\f(p2l2S,T2)解得T2＝441K。17．(12分)(2024·黑龍江齊齊哈爾二模)“拔火罐”是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的一種治療手段。操作時(shí)，醫(yī)生用點(diǎn)燃的酒精棉球加熱一個(gè)小罐內(nèi)的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上(如圖)。假設(shè)加熱后小罐內(nèi)的空氣溫度為87℃，當(dāng)時(shí)的室溫為27℃，大氣壓為p0＝1×105Pa，小罐開口部位的面積S＝3×10－3m2。當(dāng)罐內(nèi)空氣溫度變?yōu)槭覝貢r(shí)，求：(不考慮因皮膚被吸入罐內(nèi)導(dǎo)致空氣體積變化的影響)(1)小罐內(nèi)的空氣對皮膚的壓力大?。?2)某次拔罐時(shí)由于醫(yī)生操作不當(dāng)，小罐未緊貼在皮膚上，當(dāng)罐內(nèi)空氣變?yōu)槭覝貢r(shí)，進(jìn)入罐內(nèi)空氣與原有空氣質(zhì)量之比為多少。答案：(1)250N(2)eq\f(1,5)解析：(1)加熱后小罐內(nèi)的空氣p1＝p0＝1×105PaT1＝87＋273K＝360K罐內(nèi)空氣溫度變?yōu)槭覝貢r(shí)T2＝27＋273K＝300K氣體做等容變化，則eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝eq\f(5,6)×105Pa小罐內(nèi)的空氣對皮膚的壓力大小為F＝p2S＝eq\f(5,6)×105×3×10－3N＝250N。(2)設(shè)小罐的體積為V1，小罐未緊貼在皮膚上，氣體做等壓變化，則eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)罐內(nèi)空氣溫度變?yōu)槭覝貢r(shí)，原先小罐內(nèi)的空氣的體積變?yōu)閂2＝eq\f(5,6)V1進(jìn)入罐內(nèi)空氣與原有空氣質(zhì)量之比為eq\f(Δm,m)＝eq\f(ρV1－V2,ρV2)＝eq\f(1,5)。18．(14分)如圖，一水平放置的汽缸中由橫截面積為S的活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時(shí)，A、B兩部分氣柱的長度均為L0，壓強(qiáng)均等于大氣壓p0，已知隔板與汽缸壁間的最大靜摩擦力為fm，隔板與汽缸壁間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。氣體溫度始終保持不變，向右緩慢推動(dòng)活塞。(1)當(dāng)活塞向右移動(dòng)多大距離時(shí)隔板開始移動(dòng)？(2)若隔板向右緩慢移動(dòng)了eq\f(L0,2)的距離，則活塞向右移動(dòng)了多大的距離？答案：(1)eq\f(L0fm,p0S＋fm)(2)eq\f(4p0L0S＋3L0fm,4p0S＋2fm)解析：(1)對于氣體A，初態(tài)pA1＝p0，VA1＝L0S設(shè)當(dāng)活塞向右移動(dòng)x1距離時(shí)隔板開始移動(dòng)，則pA2＝p0＋eq\f(fm,S)體積VA2＝L0S－Sx1根據(jù)玻意耳定律可得pA1VA1＝pA2VA2即p0L0S＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(p0＋\f(fm,S)))(L0S－Sx1)解得x1＝eq\f(L0fm,p0S＋fm)。(2)對于氣體B，初態(tài)pB1＝p0，VB1＝L0S設(shè)當(dāng)活塞向右移動(dòng)x2距離時(shí)隔板向右移動(dòng)eq\f(L0,2)，體積VB2＝L0S－S·eq\f(L0,2)根據(jù)玻意耳定律可得pB1VB1＝pB2VB2解得pB2＝2p0此時(shí)氣體A的壓強(qiáng)為pA3＝pB2＋eq\f(fm,S)＝2p0＋eq\f(fm,S)體積VA3＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L0＋\f(L0,2)－x2))S根據(jù)玻意耳定律可得pA1VA1＝pA3VA3即p0L0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2p0＋\f(fm,S)))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)L0－x2))解得x2＝eq\f(4p0L0S＋3L0fm,4p0S＋2fm)。第三章1.基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．(多選)如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(A)A．這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量B．做功增加了水的熱量C．做功增加了水的內(nèi)能D．功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別答案：AC解析：將做功過程和吸熱過程在同等條件下比較，可測出熱功當(dāng)量，故A正確；做功增加了水的內(nèi)能，熱量只是熱傳遞過程中內(nèi)能改變的量度，故B錯(cuò)誤，C正確；做功和熱傳遞產(chǎn)生的效果相同，但功和熱量是不同的概念，故D錯(cuò)誤。2．(多選)(2024·天津北辰高三期中)夏季天氣溫差比較大，充足的車胎經(jīng)過正午陽光的暴曬易爆胎。若車胎內(nèi)的氣體可視為理想氣體，爆胎前車胎內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，爆胎過程時(shí)間極短，可看作絕熱過程。關(guān)于車胎內(nèi)的氣體，下列說法正確的是(A)A．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大B．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能不變C．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小D．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度升高答案：AC解析：爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)增大；爆胎前氣體體積不變，沒有對外做功，故A正確，B錯(cuò)誤；爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能減小，同時(shí)溫度降低，壓強(qiáng)減小，故C正確，D錯(cuò)誤。3．(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是(B)A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變C．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)D．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加答案：BCD解析：質(zhì)量和溫度都相同的氣體，因氣體的種類不一定相同，則物質(zhì)的量不一定相同，內(nèi)能不一定相同，故A錯(cuò)誤；氣體被壓縮時(shí)，若氣體對外傳熱，則氣體的內(nèi)能可能不變，故B正確；一定量的某種理想氣體的分子勢能可視為零，則內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故C正確；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度一定升高，則內(nèi)能一定增加，故D正確。4．下列關(guān)于熱量、功和內(nèi)能的說法中，錯(cuò)誤的是(A)A．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位相同D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的答案：A解析：熱量和功可作為物體內(nèi)能改變的量度，故A錯(cuò)誤，B正確；熱量、功、內(nèi)能的單位都是焦耳，故C正確；熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，故D正確。5．(多選)(2024·山東省濟(jì)南市部分重點(diǎn)中學(xué)高二檢測)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是(A)A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功答案：AD解析：由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功，B、C錯(cuò)誤，D正確；由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，溫度升高，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)減少，A正確。6．采取絕熱的方式使一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，對于不同的變化方式，下列說法正確的是(B)A．對氣體所做的功不同B．對氣體所做的功相同C．對氣體不需做功，因?yàn)闆]有能量的傳遞D．以上說法都不正確答案：B解析：對一定質(zhì)量的氣體，不管采取哪一種方式，由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，都是絕熱過程。在這一過程中，氣體在狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能U1，在狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能U2，由絕熱過程中ΔU＝W＝U2－U1知，W為恒量，所以選項(xiàng)B正確。7．(多選)如圖所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法正確的是(C)A．初始時(shí)氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小答案：CD解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，分子的平均動(dòng)能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時(shí)，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動(dòng)能相同，A錯(cuò)誤；從松開固定栓至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，先是氫氣對氧氣做功，氫氣內(nèi)能減少、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度升高，由于存在溫度差，故會(huì)發(fā)生熱傳遞，最后兩者溫度相同，氧氣內(nèi)能又減小，整個(gè)過程為絕熱過程，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時(shí)相同，B錯(cuò)誤，C、D正確。8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，面積為0.1m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa，g取10m/s2)答案：1030J解析：由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功等于氣體增加的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1J＋1.01×105×0.1×0.1J＝1030J。能力提升練9．絕熱過程中，外界壓縮氣體，對氣體做功20J，下列說法正確的是(A)A．氣體內(nèi)能一定增加20JB．氣體內(nèi)能增加量必定小于20JC．氣體內(nèi)能增加量可能小于20JD．氣體內(nèi)能可能不變答案：A解析：絕熱過程中，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做了多少功，內(nèi)能就變化多少，故外界對氣體做功20J，氣體內(nèi)能一定增加20J，A正確。10．(多選)下列關(guān)于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是(A)A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．分子動(dòng)理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)做了功，但氣體的內(nèi)能不變答案：AB解析：系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定，選項(xiàng)A正確；因?yàn)閮?nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動(dòng)理論中引入的內(nèi)能和熱力學(xué)中引入的內(nèi)能是一致的，選項(xiàng)B正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體在大氣中做絕熱膨脹時(shí)對外界做了功，且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11．(多選)天然氣水合物是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源。如圖所示，它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時(shí)產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，有“可燃冰”“固體瓦斯”之稱，開采時(shí)只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體?？扇急男纬蛇^程可簡化為把甲烷氣體壓縮到低溫的“容器”中，開采時(shí)通過升溫再把甲烷氣體從“容器”中釋放出來，不考慮分子勢能，以下說法正確的是(B)A．可燃冰在開采時(shí)氣體對外做功，內(nèi)能變小B．可燃冰在開采時(shí)氣體對外做功，又從外界吸熱，內(nèi)能變大C．可燃冰在形成時(shí)外界對氣體做功，內(nèi)能變大D．可燃冰在形成時(shí)外界對氣體做功，氣體又對外放熱，內(nèi)能變小答案：BD解析：由題意可知，可燃冰在開采過程中要對其加熱升溫，氣體溫度升高，體積變大，對外做功，同時(shí)又從外界吸熱，內(nèi)能變大，故A錯(cuò)誤，B正確；可燃冰的形成條件是低溫高壓，所以形成可燃冰過程中外界對氣體做功，但氣體溫度降低，對外放熱，內(nèi)能減少，故C錯(cuò)誤，D正確。12．關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(D)A．圖甲，迅速下壓活塞，棉花會(huì)燃燒起來，說明熱傳遞可以使物體的溫度升高B．圖乙，重物下落帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，由于葉片向水傳遞熱量而使水的溫度升高C．圖丙，降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流對液體做功使液體的溫度升高D．由以上實(shí)驗(yàn)可知，外界對系統(tǒng)做功可以使系統(tǒng)的內(nèi)能增加答案：D解析：題圖甲中迅速下壓活塞，棉花會(huì)燃燒起來，說明做功可以改變氣體的內(nèi)能，進(jìn)而使溫度升高，A錯(cuò)誤；題圖乙中重物下落帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌容器中的水，水由于摩擦生熱而溫度上升，B錯(cuò)誤；題圖丙中降落的重物使發(fā)電機(jī)發(fā)電，電流通過電阻絲放熱使液體升溫，C錯(cuò)誤；題圖所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)本質(zhì)上均是外界對系統(tǒng)做功而使系統(tǒng)的內(nèi)能增加，D正確。13．(多選)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發(fā)生熱交換)容器中，容器內(nèi)裝有一可以活動(dòng)的絕熱活塞，今對活塞施以一豎直向下的壓力F，使活塞緩慢向下移動(dòng)一段距離后，氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力，則對被密封的氣體，下列說法不正確的是(A)A．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減少B．分子的平均動(dòng)能增加，分子對器壁的單位面積碰撞的沖力增大C．溫度升高，壓強(qiáng)增大，內(nèi)能增加D．溫度降低，壓強(qiáng)減小，內(nèi)能增加答案：AD解析：用壓力F向下壓活塞時(shí)，外界對氣體做功，因和外界沒有熱交換，可知?dú)怏w的內(nèi)能增加；氣體的溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增加，分子對器壁單位面積碰撞的沖力增大；由理想氣體狀態(tài)方程可知，溫度升高、氣體體積減小，故氣體的壓強(qiáng)增大，B、C正確，不符合題意；A、D錯(cuò)誤，故選AD。14．(2023·上海嘉定高三測試)如圖所示，將半徑為R的自行車輪架空，原地轉(zhuǎn)動(dòng)起來后測試制動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)片以大小為N的力壓在車輪上，車輪轉(zhuǎn)過圓心角θ后停止。這一過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為何種形式的能？若知道制動(dòng)片和車輪之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，可估算車輪在剎車前的動(dòng)能是多少？答案：內(nèi)能μθRN解析：當(dāng)制動(dòng)片制動(dòng)時(shí)，車輪要克服摩擦力做功，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。車輪轉(zhuǎn)過的弧長s＝θR，由動(dòng)能定理得－μN(yùn)s＝0－Ek，解得Ek＝μθRN。第三章1.基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．(多選)如圖所示為焦耳實(shí)驗(yàn)裝置圖，用絕熱性能良好的材料將容器包好，重物下落帶動(dòng)葉片攪拌容器里的水，引起水溫升高。關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(A)A．這個(gè)裝置可測定熱功當(dāng)量B．做功增加了水的熱量C．做功增加了水的內(nèi)能D．功和熱量是完全等價(jià)的，無區(qū)別答案：AC解析：將做功過程和吸熱過程在同等條件下比較，可測出熱功當(dāng)量，故A正確；做功增加了水的內(nèi)能，熱量只是熱傳遞過程中內(nèi)能改變的量度，故B錯(cuò)誤，C正確；做功和熱傳遞產(chǎn)生的效果相同，但功和熱量是不同的概念，故D錯(cuò)誤。2．(多選)(2024·天津北辰高三期中)夏季天氣溫差比較大，充足的車胎經(jīng)過正午陽光的暴曬易爆胎。若車胎內(nèi)的氣體可視為理想氣體，爆胎前車胎內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，爆胎過程時(shí)間極短，可看作絕熱過程。關(guān)于車胎內(nèi)的氣體，下列說法正確的是(A)A．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大B．爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能不變C．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小D．爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，溫度升高答案：AC解析：爆胎前隨著氣溫的升高，車胎內(nèi)氣體吸收熱量，溫度升高，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)增大；爆胎前氣體體積不變，沒有對外做功，故A正確，B錯(cuò)誤；爆胎過程中，車胎內(nèi)氣體體積增大，氣體對外做功，內(nèi)能減小，同時(shí)溫度降低，壓強(qiáng)減小，故C正確，D錯(cuò)誤。3．(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是(B)A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變C．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)D．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加答案：BCD解析：質(zhì)量和溫度都相同的氣體，因氣體的種類不一定相同，則物質(zhì)的量不一定相同，內(nèi)能不一定相同，故A錯(cuò)誤；氣體被壓縮時(shí)，若氣體對外傳熱，則氣體的內(nèi)能可能不變，故B正確；一定量的某種理想氣體的分子勢能可視為零，則內(nèi)能只與溫度有關(guān)，故C正確；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度一定升高，則內(nèi)能一定增加，故D正確。4．下列關(guān)于熱量、功和內(nèi)能的說法中，錯(cuò)誤的是(A)A．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能的量度B．熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度C．熱量、功、內(nèi)能的單位相同D．熱量和功是由過程決定的，而內(nèi)能是由物體狀態(tài)決定的答案：A解析：熱量和功可作為物體內(nèi)能改變的量度，故A錯(cuò)誤，B正確；熱量、功、內(nèi)能的單位都是焦耳，故C正確；熱量和功是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量，故D正確。5．(多選)(2024·山東省濟(jì)南市部分重點(diǎn)中學(xué)高二檢測)如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是(A)A．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)減少B．電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能減少C．電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變D．電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功答案：AD解析：由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功，B、C錯(cuò)誤，D正確；由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知，溫度升高，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強(qiáng)不變，因此單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)減少，A正確。6．采取絕熱的方式使一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，對于不同的變化方式，下列說法正確的是(B)A．對氣體所做的功不同B．對氣體所做的功相同C．對氣體不需做功，因?yàn)闆]有能量的傳遞D．以上說法都不正確答案：B解析：對一定質(zhì)量的氣體，不管采取哪一種方式，由狀態(tài)A變化至狀態(tài)B，都是絕熱過程。在這一過程中，氣體在狀態(tài)A有一確定的內(nèi)能U1，在狀態(tài)B有另一確定的內(nèi)能U2，由絕熱過程中ΔU＝W＝U2－U1知，W為恒量，所以選項(xiàng)B正確。7．(多選)如圖所示，絕熱汽缸中間用固定栓將可無摩擦移動(dòng)的導(dǎo)熱隔板固定，隔板質(zhì)量不計(jì)，左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時(shí)，兩室氣體的溫度相等，氫氣的壓強(qiáng)大于氧氣的壓強(qiáng)，松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡，下列說法正確的是(C)A．初始時(shí)氫氣分子的平均動(dòng)能大于氧氣分子的平均動(dòng)能B．系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氫氣的內(nèi)能比初始時(shí)的小C．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，有熱量從氧氣傳遞到氫氣D．松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，氧氣的內(nèi)能先增大后減小答案：CD解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，分子的平均動(dòng)能相同，與分子質(zhì)量無關(guān)。初始時(shí)，兩部分氣體溫度相同，故分子的平均動(dòng)能相同，A錯(cuò)誤；從松開固定栓至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中，先是氫氣對氧氣做功，氫氣內(nèi)能減少、溫度降低，氧氣內(nèi)能增加、溫度升高，由于存在溫度差，故會(huì)發(fā)生熱傳遞，最后兩者溫度相同，氧氣內(nèi)能又減小，整個(gè)過程為絕熱過程，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能不變，等于初始值，所以兩種氣體的內(nèi)能與初始時(shí)相同，B錯(cuò)誤，C、D正確。8．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為20kg的絕熱汽缸豎直放置，絕熱活塞的質(zhì)量為5kg，面積為0.1m2，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)被封閉氣體的高度為50cm，現(xiàn)在活塞上方加一15kg的物體，待穩(wěn)定后，被封閉氣體的高度變?yōu)?0cm。求在這一過程中氣體的內(nèi)能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa，g取10m/s2)答案：1030J解析：由于汽缸及活塞均絕熱，故外界對氣體所做的功等于氣體增加的內(nèi)能，即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物體)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15