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粤教版高中物理选择性必修第三册第三章阶段检测含答案
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第三章 阶段评价查缺漏(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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.(2021·韶关调研)如图所示，给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小 D．内能增加解析：选A 缓慢放水过程中，车胎体积增大，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确。2．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是( )A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：选D 根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确。3．(2021·山东临沂平邑一中测试)“温泉水滑洗凝脂，冬浴温泉正当时”，在寒冷的冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢。设水温恒定，则温泉中正在缓慢上升的气泡(不考虑内部气体的分子势能)( )A．压强增大，体积减小，吸收热量B．压强增大，体积减小，放出热量C．压强减小，体积增大，吸收热量D．压强减小，体积增大，放出热量解析：选C 水温恒定，温泉中正在缓慢上升的气泡，压强减小，温度不变，由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，体积增大；温度不变，故内能不变，体积增大时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C正确。4.(2020·天津等级考)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )A．压强变大 B．对外界做功C．对外界放热 D．分子平均动能变大解析：选B 在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律pV＝C可知，罐内气体的压强减小， 选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，W<0，则Q>0，因此气体吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。5．一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能C．光能转化为电能 D．机械能转化为电能解析：选D 转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以压电陶瓷片将机械能转化为电能，所以D正确。6．(2022·湖北高考)一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p －V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是( )A．a→b是等温过程B．a→b过程中气体吸热C．a→c过程中状态b的温度最低D．a→c过程中外界对气体做正功解析：选B 根据理想气体的状态方程eq \f(pV,T)＝C，可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大，气体对外界做功，则W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知a→b过程中气体吸热，A错误，B正确；p －V图像的坐标值的乘积反映气体温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。7.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图所示。当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体( )A．体积增大，温度升高 B．动能增大，温度升高C．对外做功，温度降低 D．质量减少，温度降低解析：选C 压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，过程时间极短，可以认为是绝热过程，对外界没有吸放热，即Q＝0，瓶内气体膨胀，对外做功，W<0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W，可知ΔU<0，气体内能减小，温度降低，故C选项正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)8．下列说法正确的是( )A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能C．只有热传递才可以改变物体的内能D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大解析：选AD 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，A正确；分子势能存在于分子之间，单个的分子不存在分子势能，组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，故B错误；做功与热传递都可以改变物体的内能，故C错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，D正确。9.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有( )A．A→B的过程中，气体对外界做功B．A→B的过程中，气体放出热量C．B→C的过程中，气体压强不变D．A→B→C的过程中，气体内能增加解析：选BC 由题图可知，从A到B的过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，A项错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确；从B到C过程中eq \f(V,T)是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，C项正确，D项错误。10.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满理想气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则( )A．气体体积膨胀，内能不变B．气体内能增加C．气体压强可能不变D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中解析：选AD 气体的膨胀过程没有热交换，可以判断Q＝0；由于容器Q内为真空，所以气体是自由膨胀，虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即W＝0；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可以判断该过程ΔU＝0，即气体的内能不变，显然选项A正确，B错误；对一定质量理想气体，内能不变则温度不变，由eq \f(pV,T)＝C知，体积增大，则压强必然减小，C错误；宏观中的热现象都是不可逆的，所以D正确。三、非选择题(本题共4小题，共54分)11．(11分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，对物体做1 200 J的功可使物体温度升高3 ℃，如用热传递方式，也使物体温度升高3 ℃，也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃需要的功或热量应为E，由1 200 J＝cm×(3 ℃)，E＝cm×(5 ℃)，得E＝2 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量。答案：1 200 J 放出1 000 J的热量12．(12分)如图所示在绝热气缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ℃，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S＝50 cm2。现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 ℃。已知大气压强等于105 Pa，活塞与气缸间无摩擦，求：(1)加热后活塞到气缸底部的距离；(2)此过程中气体内能改变了多少。解析：(1)取被封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S，温度为：T1＝(273＋27)K＝300 K，末状态的体积为L2S，温度为：T2＝(273＋127)K＝400 K气体做等压变化，由盖吕萨克定律可得eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)，则：eq \f(L1S,T1)＝eq \f(L2S,T2)，代入数据得：L2＝12 cm。(2)在该过程中，气体对外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2 J＝15 J，由热力学第一定律：ΔU＝Q－W＝22 J－15 J＝7 J故此过程中气体内能增加了7 J。答案：(1)12 cm (2)增加了7 J13.(15分)如图所示，一篮球内气体的压强为p0、体积为V0、温度为T0，用打气筒对球充入压强为p0、温度为T0的气体，使球内气体压强变为3p0，同时温度升至2T0，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设篮球体积不变，气体内能U与温度的关系为U＝kT(k为正常数)，求：(1)打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积；(2)打气筒对篮球充气过程中打气筒对气体做的功。解析：(1)设打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积为V，以篮球内气体及充入的气体整体为研究对象，气体的初状态参量：p1＝p0、V1＝V0＋V、T1＝T0气体的末状态参量：p2＝3p0、V2＝V0、T2＝2T0根据理想气体状态方程有eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)，解得V＝0.5V0。(2)因为气体内能U与温度的关系为U＝kT所以打气过程内能变化ΔU＝k(2T0－T0)＝kT0由热力学第一定律得ΔU＝W－Q解得打气筒对气体做的功W＝Q＋kT0。答案：(1)0.5V0 (2)Q＋kT014．(16分)(2023·广东高考)在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的pV图像，气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B，然后从状态B绝热收缩到体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C，B到C过程中外界对气体做功为W。已知p0、V0、T0和W，求：(1)pB的表达式；(2)TC的表达式；(3)B到C过程，气泡内气体的内能变化了多少？解析：(1)由题可知，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB，解得pB＝eq \f(1,5)p0。(2)根据理想气体状态方程可得eq \f(pBVB,TB)＝eq \f(pCVC,TC)，解得TC＝1.9T0。(3)根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，因为B到C过程绝热，故Q＝0，故气体内能增加ΔU＝W。答案：(1)eq \f(1,5)p0 (2)1.9T0 (3)W
第三章 阶段评价查缺漏(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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.(2021·韶关调研)如图所示，给旱区送水的消防车停于水平地面。在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小 D．内能增加解析：选A 缓慢放水过程中，车胎体积增大，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确。2．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是( )A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响B．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：选D 根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确。3．(2021·山东临沂平邑一中测试)“温泉水滑洗凝脂，冬浴温泉正当时”，在寒冷的冬天里泡一泡温泉，不仅可以消除疲劳，还可扩张血管，促进血液循环，加速人体新陈代谢。设水温恒定，则温泉中正在缓慢上升的气泡(不考虑内部气体的分子势能)( )A．压强增大，体积减小，吸收热量B．压强增大，体积减小，放出热量C．压强减小，体积增大，吸收热量D．压强减小，体积增大，放出热量解析：选C 水温恒定，温泉中正在缓慢上升的气泡，压强减小，温度不变，由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，体积增大；温度不变，故内能不变，体积增大时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故C正确。4.(2020·天津等级考)水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体( )A．压强变大 B．对外界做功C．对外界放热 D．分子平均动能变大解析：选B 在水向外不断喷出的过程中，罐内气体体积增大，则气体对外做功，根据玻意耳定律pV＝C可知，罐内气体的压强减小， 选项A错误，B正确；由于罐内气体温度不变，故内能也不变，即ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，W<0，则Q>0，因此气体吸热，选项C错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，温度不变，分子平均动能不变，选项D错误。5．一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10 kV～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )A．化学能转化为电能 B．内能转化为电能C．光能转化为电能 D．机械能转化为电能解析：选D 转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以压电陶瓷片将机械能转化为电能，所以D正确。6．(2022·湖北高考)一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p －V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是( )A．a→b是等温过程B．a→b过程中气体吸热C．a→c过程中状态b的温度最低D．a→c过程中外界对气体做正功解析：选B 根据理想气体的状态方程eq \f(pV,T)＝C，可知a→b气体温度升高，内能增加，且体积增大，气体对外界做功，则W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知a→b过程中气体吸热，A错误，B正确；p －V图像的坐标值的乘积反映气体温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，a→c过程的温度先升高后降低，且状态b的温度最高，C错误；a→c过程气体体积增大，外界对气体做负功，D错误。7.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶，并用打气筒向饮料瓶内打气，装置如图所示。当压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结，产生这一现象的原因是饮料瓶中气体( )A．体积增大，温度升高 B．动能增大，温度升高C．对外做功，温度降低 D．质量减少，温度降低解析：选C 压强增大到一定程度时，橡皮塞冲出，过程时间极短，可以认为是绝热过程，对外界没有吸放热，即Q＝0，瓶内气体膨胀，对外做功，W<0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W，可知ΔU<0，气体内能减小，温度降低，故C选项正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)8．下列说法正确的是( )A．做功和热传递在改变物体内能上是等效的B．每一个分子都有势能和动能，分子动能与分子势能之和就是分子内能C．只有热传递才可以改变物体的内能D．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大解析：选AD 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，A正确；分子势能存在于分子之间，单个的分子不存在分子势能，组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能，故B错误；做功与热传递都可以改变物体的内能，故C错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，D正确。9.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图像如图所示。下列说法正确的有( )A．A→B的过程中，气体对外界做功B．A→B的过程中，气体放出热量C．B→C的过程中，气体压强不变D．A→B→C的过程中，气体内能增加解析：选BC 由题图可知，从A到B的过程中，气体的体积减小，外界对气体做功，A项错误；从A到B过程气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项正确；从B到C过程中eq \f(V,T)是一个常数，气体发生的是等压变化，气体的温度降低，内能减少，C项正确，D项错误。10.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满理想气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则( )A．气体体积膨胀，内能不变B．气体内能增加C．气体压强可能不变D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中解析：选AD 气体的膨胀过程没有热交换，可以判断Q＝0；由于容器Q内为真空，所以气体是自由膨胀，虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即W＝0；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可以判断该过程ΔU＝0，即气体的内能不变，显然选项A正确，B错误；对一定质量理想气体，内能不变则温度不变，由eq \f(pV,T)＝C知，体积增大，则压强必然减小，C错误；宏观中的热现象都是不可逆的，所以D正确。三、非选择题(本题共4小题，共54分)11．(11分)若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，对物体做1 200 J的功可使物体温度升高3 ℃，如用热传递方式，也使物体温度升高3 ℃，也应吸收1 200 J的热量。如对物体做功3 000 J，温度升高5 ℃，而物体温度升高5 ℃需要的功或热量应为E，由1 200 J＝cm×(3 ℃)，E＝cm×(5 ℃)，得E＝2 000 J，因此物体应放出1 000 J的热量。答案：1 200 J 放出1 000 J的热量12．(12分)如图所示在绝热气缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ℃，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S＝50 cm2。现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 ℃。已知大气压强等于105 Pa，活塞与气缸间无摩擦，求：(1)加热后活塞到气缸底部的距离；(2)此过程中气体内能改变了多少。解析：(1)取被封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S，温度为：T1＝(273＋27)K＝300 K，末状态的体积为L2S，温度为：T2＝(273＋127)K＝400 K气体做等压变化，由盖吕萨克定律可得eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)，则：eq \f(L1S,T1)＝eq \f(L2S,T2)，代入数据得：L2＝12 cm。(2)在该过程中，气体对外做功：W＝F·ΔL＝p0S(L2－L1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2 J＝15 J，由热力学第一定律：ΔU＝Q－W＝22 J－15 J＝7 J故此过程中气体内能增加了7 J。答案：(1)12 cm (2)增加了7 J13.(15分)如图所示，一篮球内气体的压强为p0、体积为V0、温度为T0，用打气筒对球充入压强为p0、温度为T0的气体，使球内气体压强变为3p0，同时温度升至2T0，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设篮球体积不变，气体内能U与温度的关系为U＝kT(k为正常数)，求：(1)打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积；(2)打气筒对篮球充气过程中打气筒对气体做的功。解析：(1)设打气筒对篮球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积为V，以篮球内气体及充入的气体整体为研究对象，气体的初状态参量：p1＝p0、V1＝V0＋V、T1＝T0气体的末状态参量：p2＝3p0、V2＝V0、T2＝2T0根据理想气体状态方程有eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)，解得V＝0.5V0。(2)因为气体内能U与温度的关系为U＝kT所以打气过程内能变化ΔU＝k(2T0－T0)＝kT0由热力学第一定律得ΔU＝W－Q解得打气筒对气体做的功W＝Q＋kT0。答案：(1)0.5V0 (2)Q＋kT014．(16分)(2023·广东高考)在驻波声场作用下，水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化，使小气泡周期性膨胀和收缩，气泡内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的pV图像，气泡内气体先从压强为p0、体积为V0、温度为T0的状态A等温膨胀到体积为5V0、压强为pB的状态B，然后从状态B绝热收缩到体积为V0、压强为1.9p0、温度为TC的状态C，B到C过程中外界对气体做功为W。已知p0、V0、T0和W，求：(1)pB的表达式；(2)TC的表达式；(3)B到C过程，气泡内气体的内能变化了多少？解析：(1)由题可知，根据玻意耳定律可得pAVA＝pBVB，解得pB＝eq \f(1,5)p0。(2)根据理想气体状态方程可得eq \f(pBVB,TB)＝eq \f(pCVC,TC)，解得TC＝1.9T0。(3)根据热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，因为B到C过程绝热，故Q＝0，故气体内能增加ΔU＝W。答案：(1)eq \f(1,5)p0 (2)1.9T0 (3)W
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