核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)三十八選修3

1、核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)三十八熱力學(xué)定律與能量守恒（45分鐘 100分）-素養(yǎng)達(dá)標(biāo)一、選擇題（本題共9小題，每小題6分，共54分）1. 下列說(shuō)法中不正確的是（）A. 第一類永動(dòng)機(jī)無(wú)法制成是因?yàn)樗`背了能量守恒定律B. 教室內(nèi)看到透過(guò)窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵顆粒雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)，這是布朗運(yùn)動(dòng)C. 地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)（視為理想氣體），它與外界的熱交換忽略不 計(jì)。已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該空氣團(tuán)在此上升過(guò)程中體積增大，溫度降低D. 隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，但最終不能達(dá)到絕對(duì)零度【解析】選B。由于第一類永動(dòng)機(jī)是指不消耗能量，而能獲取能量的永動(dòng)機(jī)，可 見(jiàn)它是違背能量守恒定律的，選項(xiàng)

2、 A正確；粉塵顆粒的雜亂無(wú)章的運(yùn)動(dòng)，是由 空氣的流動(dòng)所帶動(dòng)的，不是布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是指分子撞擊微小顆粒而使顆 粒運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；地面附近有一正在上升的空氣團(tuán)（視為理想氣體），它與 外界的熱交換忽略不計(jì)，則在上升時(shí)，外界壓強(qiáng)變小，故空氣團(tuán)會(huì)膨脹，則它 對(duì)外做功，由于不計(jì)與外界的熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，貝康內(nèi)能會(huì)減少， 故溫度降低，選項(xiàng)C正確；絕對(duì)零度是熱力學(xué)的最低溫度，該溫度實(shí)際永遠(yuǎn)無(wú) 法達(dá)到，只能無(wú)限接近，選項(xiàng) D正確。2. （多選）（2019 安順模擬）景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖所示，用牛角做套 筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃。對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過(guò)程中（）

3、c : =QA. 氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B. 氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C. 外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能增加D. 外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減少E. 艾絨燃燒，放出熱量，氣體內(nèi)能增加【解析】選B C E。壓縮氣體時(shí)，外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加，溫度升高，體 積變小，壓強(qiáng)增大，故B、C正確，A D錯(cuò)誤；氣體吸收艾絨燃燒放出的熱量， 內(nèi)能增加，E正確。3. （多選）夏天，小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門(mén)芯拔出的時(shí)候，會(huì)覺(jué)得從輪胎里噴出的氣體涼，如果把輪胎里的氣體視為理想氣體，則關(guān)于氣體噴出的過(guò)程， 下列說(shuō)法正確的是 （）A. 氣體的內(nèi)能減少B. 氣體的內(nèi)能不變C. 氣體來(lái)不及與外界發(fā)生熱交換，對(duì)外做功，溫度

4、降低D. 氣體膨脹時(shí)，熱量散得太快，使氣體溫度降低了E. 氣體分子的平均動(dòng)能減小【解析】選A C、E。氣體噴出時(shí)，來(lái)不及與外界交換熱量，發(fā)生絕熱膨脹，Q=0 對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=W+Q可知內(nèi)能減少，溫度降低，溫度是分 子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則A C E正確。4. 關(guān)于一定質(zhì)量的氣體，下列說(shuō)法正確的是 （）A. 氣體放出熱量，其內(nèi)能一定減小B. 氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小C. 氣體的溫度降低，每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能一定減小D. 氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定減小【解析】選B根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=Q+V可知，單純的一方面即氣體放出熱 量或者氣體對(duì)外做功，不能推出其內(nèi)能一定減小

5、，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；溫度是氣體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一 定減小，但每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不一定減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。5. （多選）（2020 大同模擬）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài) A開(kāi)始，經(jīng)歷ABCD過(guò)程到達(dá)狀態(tài)E,其中BA的延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，BC與橫軸平行，DE與縱 軸平行。下列說(shuō)法正確的是（）A. AB過(guò)程中氣體的體積逐漸減小B. BC過(guò)程中氣體從外界吸熱C. CD過(guò)程氣體內(nèi)能不變D. DE過(guò)程氣體對(duì)外界做功E. 狀態(tài)A的體積比狀態(tài)E的體積小G【解析】選B D E。由理想氣體狀態(tài)方程整理得：p=-T, AB過(guò)程中圖象的斜率不變，故氣體的體

6、積不變，A錯(cuò)誤；BC過(guò)程為等壓過(guò)程，壓強(qiáng)不變，T增大,氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，理想氣體的內(nèi)能隨溫度升高而增大，由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q知?dú)怏w從外界吸熱，B正確；CD過(guò)程氣體溫度升高，內(nèi)能增大，C錯(cuò)誤；DE段為等溫過(guò)程，溫度不變，壓強(qiáng)降低，由 一二C可知，氣體體積增大，對(duì)外界做功，D正確；由一=C知二=，則p-T圖象斜率越小，氣體體積越大，故E正確。6. （多選）氣閘艙是載人航天器中供航天員進(jìn)入太空或由太空返回用的氣密性裝 置，其原理圖如圖所示。座艙A與氣閘艙B之間裝有閥門(mén)K,座艙A中充滿空氣, 氣閘艙B內(nèi)為真空。航天員從太空返回氣閘艙時(shí)，打開(kāi)閥門(mén) K A中的氣體進(jìn)入 B中，最終達(dá)到平衡

7、。假設(shè)此過(guò)程中系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換，艙內(nèi)氣體可視為理 想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A. 氣體并沒(méi)有對(duì)外做功，氣體內(nèi)能不變B. B中氣體可自發(fā)地全部退回到 A中C. 氣體溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小D. 氣體體積膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減小E. 氣體體積變大，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)艙壁單位面積碰撞的次數(shù)將變少【解析】選A C E。座艙A中空氣進(jìn)入處于真空狀態(tài)的氣閘艙 B,氣體并沒(méi)有 對(duì)外做功，即W=0由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q假設(shè)此過(guò)程中系統(tǒng)與外界沒(méi)有 熱交換，則Q=Q U= 0,則氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng) A正確，D錯(cuò)誤；按照熵增加 原理，B中氣體不可以自發(fā)地全部退回到 A中，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；作為理想氣體，

8、由pF于氣體內(nèi)能不變，所以氣體溫度不變，由理想氣體狀態(tài)方程 一二C,溫度T不變, 體積V增大，則壓強(qiáng)p減小，選項(xiàng)C正確；根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋，由于氣 體等溫膨脹，氣體分子的平均動(dòng)能不變，但由于氣體的體積變大，則氣體分子 的密集程度減小，則氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)艙壁單位面積碰撞的次數(shù)將變少， 也造成氣體壓強(qiáng)減小，選項(xiàng) E正確。【加固訓(xùn)練】（多選）（2019 東莞模擬）一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在透熱 的汽缸中，如圖所示。不計(jì)活塞與汽缸的摩擦，當(dāng)用外力向上緩慢拉動(dòng)活塞的 過(guò)程中，環(huán)境溫度保持不變。下列判斷正確的是（）riA. 外力對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能增加，吸收熱量B. 氣體對(duì)外做功，內(nèi)能不變，

9、吸收熱量C. 外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能不變，放出熱量D. 氣體吸收的熱量等于氣體對(duì)活塞做的功E. 氣體分子平均動(dòng)能不變，壓強(qiáng)變小【解析】選B D E?；钊徛弦频倪^(guò)程中，氣體膨脹對(duì)活塞做功，而氣體溫 度保持不變，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q=S, Q>0即吸收熱量, 故B D正確；由于溫度保持不變，故氣體分子平均動(dòng)能不變，氣體等溫膨脹， 由pV=CH，壓強(qiáng)變小，故 E正確。7. （多選）一定質(zhì)量的理想氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的變化圖象如圖所示， 下列說(shuō)法正確的是 （）A. Atb的過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增加B. A-B的過(guò)程中，氣體從外界吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量C

10、. B-C的過(guò)程中，氣體體積增大，對(duì)外做功D. B C的過(guò)程中，氣體對(duì)外界放熱，內(nèi)能不變E. B-C的過(guò)程中，氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加【解析】選B D E。A到B的過(guò)程，是等容升溫過(guò)程，氣體不對(duì)外做功，氣體從外界吸收熱量，使得氣體內(nèi)能增加，故 A錯(cuò)誤，B正確；B到C的過(guò)程是等溫 壓縮過(guò)程，壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對(duì)該氣體做功，內(nèi)能不改變，則氣體對(duì) 外界放熱，因壓強(qiáng)增大，故氣體分子與容器壁每秒碰撞的次數(shù)增加，故C錯(cuò)誤,D E正確。8. （多選）（2019 南昌模擬）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài) A變化到狀態(tài)B,再變 化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過(guò)程的p-V圖象如圖所示。已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時(shí)的溫

11、 度為300 K，則下列判斷正確的是（）jp/almrT aLI1亍 ：daA. 氣體處于狀態(tài)B時(shí)的溫度是900 KB. 氣體處于狀態(tài)C時(shí)的溫度是300 KC. 從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過(guò)程氣體內(nèi)能一直增大D. 從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過(guò)程氣體放熱E. 從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過(guò)程氣體放熱【解析】選A B、E。由題意知：Ta=300 K A-B過(guò)程為等壓變化，則有一一,代入數(shù)據(jù)解得：Tb=900 K，選項(xiàng)A正確；B-C過(guò)程是等容變化，則有二，代 入數(shù)據(jù)解得：Tc=300 K,選項(xiàng)B正確；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過(guò)程，氣體的溫度 先升高后降低，則氣體的內(nèi)能先增大后減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由A- B氣體的溫度升高，內(nèi)能

12、增大，體積增大，氣體對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律 U=W+知，氣體吸熱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；LC過(guò)程氣體的體積不變，不做功，溫度降低，氣體 的內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q 口，氣體放熱，選項(xiàng)E正確?！究偨Y(jié)提升】1. 氣體做功特點(diǎn)：(1) 一般計(jì)算等壓變化過(guò)程的功，即W二 V,然后結(jié)合其他條件，利用 U=W+Q 進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2) 注意符號(hào)正負(fù)的規(guī)定。若研究對(duì)象為氣體，對(duì)氣體做功的正負(fù)由氣體體積的變化決定。氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，W<0氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，W>02. 兩點(diǎn)注意：(1) 一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)：與熱力學(xué)溫度成正比。(2) 理想氣體狀態(tài)變化

13、與內(nèi)能變化的關(guān)系：V增大，對(duì)外做功(W<0)V減小，外界對(duì)氣體做功(W>0)T升高，內(nèi)能增大T降低，內(nèi)能減小9. （多選）（2020 荊州模擬）如圖所示，p-V圖中的每個(gè)方格均為正方形，一定質(zhì) 量的理想氣體從a狀態(tài)沿直線變化到b狀態(tài)，再沿直線變化到c狀態(tài)，最后沿A. 從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)能先增大后減小B. 從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中氣體的密度不斷增大C. 從b狀態(tài)變化到c狀態(tài)的過(guò)程中氣體一定吸熱D. 從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過(guò)程中氣體放出的熱量一定大于外界對(duì)氣體做的功E. 從c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過(guò)程中氣體的內(nèi)能不斷增大【解析】選A C D。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方

14、程丁二C,從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中pV值先增大后減小，溫度T也先增大后減小，對(duì)理想氣體，溫度越高，分 子平均動(dòng)能越大，選項(xiàng) A正確；從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)的過(guò)程中氣體的體積 V 不斷增大，氣體的密度不斷減小，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；從b狀態(tài)變化到c狀態(tài)的過(guò)程 中氣體做等容變化，外界對(duì)氣體做的功 W=0根據(jù)查理定律知?dú)怏w溫度不斷升高， U>0,由熱力學(xué)第一定律 U=Q+V得Q>0,即氣體一定吸熱，選項(xiàng) C正確；從 c狀態(tài)變化到a狀態(tài)的過(guò)程中，氣體等壓壓縮，外界對(duì)氣體做的功W>0根據(jù)蓋呂薩克定律知溫度降低， U<Q由熱力學(xué)第一定律 U二Q+W得Q<0且|Q|>W, 選項(xiàng)

15、D正確，E錯(cuò)誤。、計(jì)算題（16分，需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟）10. 如圖所示的p-V圖象中，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài) A經(jīng)過(guò)ACM程至狀態(tài)B,氣體對(duì)外做功280 J，吸收熱量410 J ;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過(guò)程回到狀 態(tài)A,這一過(guò)程中外界對(duì)氣體做功 200 J。貝y：卩LcOV(1) ACB過(guò)程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少？變化量是多少？(2) BDA過(guò)程中氣體是吸熱還是放熱？吸收或放出的熱量是多少?【解析】(1)ACB過(guò)程中W=-280 J , Q=410 J ,由熱力學(xué)第一定律得LB-Ua二W+Q=130 J ,故ACB過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加了 130 J。(2)因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只

16、與溫度有關(guān)，BDA過(guò)程中氣體內(nèi)能的變化量U-Ub=-130 J ,由題意知W=200 J，由熱力學(xué)第一定律得U-Ub二W+Q,代入數(shù)據(jù)解得Q=-330 J ,即BDA過(guò)程中氣體放出熱量330 J。答案：(1)增加 130 J (2)放熱 330 J【加固訓(xùn)練】(2018 江蘇高考)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài) A時(shí)壓 強(qiáng)為2.0 X 10 Pa,經(jīng)歷A-B-SA的過(guò)程，整個(gè)過(guò)程中對(duì)外界放出 61.4 J熱 量。求該氣體在A B過(guò)程中對(duì)外界所做的功。BC1 -:Pi1111iTK0ISO300【解析】整個(gè)過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功 W二W+WA,且W=Pa(VctVa)由熱力學(xué)第一定律 U=Q

17、+,得 W=-(Q+W)代入數(shù)據(jù)得 W=-138.6 J ,即氣體對(duì)外界做的功為138.6 J。答案：138.6 J能力拔高EA11. (14分)某同學(xué)利用廢舊物品制作了一個(gè)簡(jiǎn)易氣溫計(jì)：在一個(gè)空葡萄酒瓶中插入一根兩端開(kāi)口的玻璃管，玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)度可忽略的水銀柱，瓶口處用蠟 密封，將酒瓶水平放置，如圖所示。已知該酒瓶容積為480 cm3,玻璃管內(nèi)部橫截面積為0.4 cm2，瓶口外的有效長(zhǎng)度為48 cm。當(dāng)氣溫為7 C時(shí)，水銀柱剛好 處在瓶口位置。(1)求該氣溫計(jì)能夠測(cè)量的最高氣溫;(2)假設(shè)水銀柱從瓶口處緩慢移動(dòng)到最右端的過(guò)程中，密封氣體從外界吸收了 3 J熱量，則在這一過(guò)程中該氣體的內(nèi)能變化

18、了多少？(已知大氣壓強(qiáng)po=1.O x 105Pa)【解析】(1)封閉氣體發(fā)生等壓變化，則一=-即 4SOem3 _4£0匸皿耳十rm3解得：T2=291.2 K=18.2 C。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律 U=Q+/V外界對(duì)氣體做功W=-po V=-1.92 J ,解得 U=1.08 J。答案：(1)18.2 C (2)增加了 1.08 J12. (16分)如圖所示，一豎直放置、內(nèi)壁光滑的汽缸內(nèi)用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉一 定質(zhì)量的理想氣體，開(kāi)始時(shí)活塞距汽缸底部的高度為 h1=0.5 m，給汽缸加熱， 活塞緩慢上升到距離汽缸底部 h2=0.8 m處。(1)若封閉氣體在加熱前的溫度為27 C，試計(jì)算在此過(guò)程中氣體溫度的變化量(2)若在此過(guò)程中汽缸內(nèi)的氣體吸收了 450 J的熱量，試計(jì)算在此過(guò)程中汽缸內(nèi) 封閉氣體增加的內(nèi)能 U。(已知活塞的橫截面積S=5.0X 10-3 m2，大氣壓強(qiáng) po=1.O x 105 Pa。)【解析】(1)設(shè)活塞緩慢上升到距離汽缸底部 h2=0.8 m處時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度 為t C,此過(guò)程為等壓過(guò)程。由蓋一呂薩克定律得：(2734-27)K=(273+f)ir代入數(shù)據(jù)可解得t=207 C,此過(guò)程中氣體溫度的變化量t=180 C。氣體克服外界大氣壓力做功為：W=pA Vp°=1.0 x 105 Pa , V=(h2-hi)S=1.5 x 10