人教版高中物理选择性必修第三册第三章测评含答案

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第三章测评(时间:75分钟　满分:100分)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.(2022北京顺义高二期末)一定质量的理想气体,在温度升高的过程中(　　)A.气体的内能一定不变B.外界一定对气体做功C.气体一定从外界吸收热量D.气体分子的平均动能一定增大2.(2022上海金山中学高二期中)下述改变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.热的物体放在通风地方凉下来3.关于一定量的气体,下列说法正确的是(　　)A.气体吸热,内能一定增大B.气体对外做功时,其内能一定减小C.一定量的某种理想气体在等压压缩过程中,内能一定增加D.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加4.(2022山东实验中学高三阶段练习)内燃机研发小组通过汽缸传感器,调节汽缸内一定质量的封闭气体的压强与体积,其关系如图所示,在p-V图像中AB是一条直线,已知A状态时汽缸内气体温度为27 ℃,标准大气压强p0=1×105 Pa,气体由状态A到状态B的过程中,汽缸内气体的最高温度设为T,外界向汽缸传递的热量为Q,下列说法正确的是(　　)A.T=468.75 K,Q=-750 J B.T=375 K,Q=-750 JC.T=468.75 K,Q=750 J D.T=375 K,Q=750 J5.(2022北京模拟预测)如图所示,一定量的理想气体从状态a开始,经历两个状态变化过程,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过程中气体的内能逐渐变大D.在b→c过程中气体的内能逐渐变小6.(2022黑龙江大庆期末)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,小瓶下沉到底部;松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体(　　)A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量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中充满空气,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,舱内气体可视为理想气体,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.气体从外界吸收热量C.气体分子在单位时间内对A舱壁单位面积碰撞的次数减少D.一段时间后,A内气体的密度可以自发地恢复到原来的密度二、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,选对但选不全的得3分,有错选的得0分)8.器壁透热的汽缸放在恒温环境中,如图所示。汽缸内封闭着一定量的气体,气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计,在缓慢推动活塞Q向左运动的过程中,下列说法正确的是(　　)A.活塞对气体做功,气体的内能增加B.活塞对气体做功,气体的平均动能不变C.气体的单位分子数增大,压强增大D.气体向外散热,内能减少9.(2022重庆模拟预测)如图所示为某同学设计的一个简易温度计,一根透明吸管插入导热良好的容器,连接处密封,在吸管内注入一小段油柱,外界大气压保持不变。将容器放入热水中,观察到油柱缓慢上升,下列说法正确的是(　　)A.气体对外做的功小于气体吸收的热量B.气体对外做的功等于气体吸收的热量C.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力增大D.容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变10.(2022河北张家口第一中学高二期中)一定质量的理想气体经历了如图所示的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)进行如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图所示。若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为　　　;若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了0.8 J的功,同时吸收了0.9 J的热量,则该气体内能变化了　　　 J,若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度　　　(选填“升高”或“降低”)。 12.(8分)(2022山西太原一模)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。原因是茶滤内的封闭空气(可视为理想气体)温度升高,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”)。 13.(12分)(2022广东深圳光明区高级中学高三阶段练习)地暖管道使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理想气体,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.(12分)(2022辽宁抚顺一模)一定质量的理想气体,由A状态开始经历一次循环最终又回到A状态。其p-V图像如图所示,其中A→B为绝热过程、B→C为等压过程、C→A为等容过程。已知TA=280 K,A→B过程中外界对气体做功34 J。(1)求B、C状态的温度。(2)请判断整个循环过程中气体吸热还是放热,并计算吸收或者放出的热量是多少。       15.(16分)(2022江苏苏州一模)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央时,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,求活塞移动到容器正中央的过程中左边容器内气体吸收的热量。 
第三章测评1.D　温度升高,气体的内能一定增加,A错误;根据热力学第一定律,内能增加可能是外界对气体做功,也可能是气体从外界吸收热量,B、C错误;温度是分子平均动能的标志,因此温度升高,气体分子的平均动能一定增大,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,热的物体放在通风地方凉下来,都是通过热传递来改变内能的,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,从而改变灯丝内能的,选项C正确。3.D　根据热力学第一定律ΔU=Q+W知,内能的增量ΔU由Q和W共同决定,物体吸收热量Q,但做功W不确定,所以其内能不一定增加,故A错误;同理,气体对外做功时,热量传递Q不确定,其内能也不一定减小,故B错误;根据理想气体状态方程=C可知,一定量的某种理想气体在等压压缩过程中,气体的温度一定降低,而一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关,所以其内能一定减少,故C错误;根据理想气体状态方程=C可知,一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,气体的温度一定升高,而一定量的理想气体的内能仅仅与温度有关,所以其内能一定增加,故D正确。4.C　气体由状态A到状态B的过程中,汽缸内气体的最高温度设为T,此时压强为p,气体的体积为V,根据理想气体气态方程有,解得T=TA可知,当pV取值最大时,T有最大值,由图可知,pV=(-V+5)V=-V2+5V,可知当V= L时,pV有最大值,此时T最大,联立解得T=468.75 K,气体由状态A到状态B的过程中,根据理想气体气态方程有,代入图中数据可知TA=TB,可知,汽缸内气体的内能不变,根据图可知,图线与坐标轴围成的面积表示气体做功,则气体由状态A到状态B的过程中,气体体积变大,气体对外做功W=750 J,又根据ΔU=Q+W可知,汽缸从外界吸收热量,则Q=750 J,故选C。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;根据理想气体气态方程=C可知,a→b的过程中,p增大,V减小,T不一定变大,故内能不一定增大,C错误;根据理想气体气态方程=C可知,b→c的过程中,p不变,V减小,则T变小,则气体的内能逐渐变小,D正确。6.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,小瓶内温度升高,内能增加,A错误;在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压强逐渐减小,根据理想气体状态方程=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,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由于气体对外做功,因此吸收的热量大于增加的内能,C、D错误。7.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,根据热力学第一定律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;根据熵增加原理可知,B中气体不能自发地全部退回A中,即A内气体的密度不可能自发地恢复到原来的密度,故D错误。8.BC　解决本题的关键是理解缓慢推动活塞Q的物理含义,推动活塞Q使活塞对气体做功,本来气体的温度应升高,但是由于缓慢推动活塞,气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中,由于环境温度恒定,所以汽缸内气体的温度不变,内能不变,气体的平均动能不变,A、D错误,B正确;由于气体被压缩,气体单位体积内的分子数增大,所以单位面积上,汽缸受到气体分子的碰撞次数增多,因此气体的压强增大,C正确。9.AD　将容器放入热水中,气体的温度升高,内能变大,由ΔU=Q+W知,气体对外做的功小于气体吸收的热量,选项A正确,B错误;气体的压强保持不变,则容器内壁的单位面积上受到气体分子的平均作用力大小不变,选项C错误,D正确。10.AD　A→B的过程中温度不变,内能不变,体积膨胀对外界做功,由热力学第一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,温度升高,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志,故分子的平均动能减小,故D正确。11.答案 NA　0.1　降低解析 气体物质的量为n=,该密闭气体的分子个数为N=nNA=NA;气体对外做了0.8 J的功,同时吸收了0.9 J的热量,根据热力学第一定律,有ΔU=W+Q=-0.8 J+0.9 J=0.1 J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,气体迅速对外做功,内能减小,温度降低。12.答案 变大　大于　正功解析 温度升高分子平均动能变大,根据=C可知温度升高、体积不变,则压强增大,故气体压强大于大气压强;茶具中的水被压出的过程中,气体体积膨胀,对水做正功。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)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)560 K　840 K　(2)吸热　26 J解析 (1)A→B根据理想气体状态方程解得TB=560 KB→C是等压变化,根据盖-吕萨克定律解得TC=840 K。(2)根据题意WAB=34 JB→C过程气体膨胀,外界对气体做功WBC=-pΔV=-p(VC-VB)=-60 JC→A过程气体体积不变WCA=0整个循环过程W=WAB+WBC+WCA=-26 J由于理想气体内能只与温度有关,所以经历一个循环过程后,内能不变,即ΔU=0根据热力学第一定律ΔU=W+Q解得Q=26 J所以此循环过程气体吸热26 J。15.答案 (1)450 K　(2)150k+解析 (1)左边容器中气体初始体积为,初始温度为T0=300 K当体积为时,气体等压变化,由=C可得解得外界的温度为T=450 K。(2)左边容器中气体对外做功为W=p0SL=p0()=由能量守恒可得气体吸收的能量为Q=k(T-T0)+W解得Q=150k+。