同步備課套餐之物理教科3-3復(fù)習(xí)講義：章末檢測(cè)（四、五） 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測(cè)(四、五)（時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1．（多選）在下列現(xiàn)象中不是通過(guò)做功使物體內(nèi)能改變的是（）A．用打氣筒給自行車打氣時(shí)，筒壁溫度升高B．在陽(yáng)光照射下，水的溫度升高C．鐵錘打鐵塊，使鐵塊溫度升高D．夏天在室內(nèi)放幾塊冰，室內(nèi)會(huì)變涼一些答案BD解析活塞與筒壁發(fā)生摩擦,摩擦力做功使筒壁溫度升高；在陽(yáng)光照射下,水是靠太陽(yáng)的熱輻射來(lái)升溫的；鐵錘打鐵塊是做功過(guò)程;室內(nèi)放上冰塊是通過(guò)熱傳遞的方式來(lái)改變室內(nèi)溫度的．2．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說(shuō)法正確的是（)A．若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B．若氣體的溫度不斷升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大C．若氣體溫度升高1K，其等容過(guò)程所吸收的熱量一定大于等壓過(guò)程所吸收的熱量D．在完全失重狀態(tài)下，氣體的壓強(qiáng)為零答案A解析一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能與溫度有關(guān),若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，則溫度不變，其內(nèi)能也一定不變，A正確；由eq\f（pV,T）＝C知，氣體的溫度不斷升高,壓強(qiáng)不一定增大，B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU＝Q＋W，氣體溫度升高1K，ΔU相同，等容過(guò)程W＝0，等壓過(guò)程,體積增大，則W〈0,故等容過(guò)程所吸收的熱量一定小于等壓過(guò)程所吸收的熱量，C錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)是由于分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生的，與是否失重?zé)o關(guān)，D錯(cuò)誤．3．(多選）關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是（）A．為了增加物體的內(nèi)能,必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B．對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程答案ACE解析由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知A正確，B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知，C、D這些過(guò)程在借助于外界幫助的情況下是可以實(shí)現(xiàn)的，所以C正確,D錯(cuò)誤；由于自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是不可逆的，所以E正確．4．景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖1所示，用牛角做套筒，木質(zhì)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（）圖1A．氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B．氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C．氣體對(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加D．外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減少答案B解析外界對(duì)氣體做正功，其內(nèi)能增加,溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，體積變小，單位體積內(nèi)分子的密集程度增加,故其壓強(qiáng)變大．正確選項(xiàng)為B.5.固定的水平汽缸內(nèi)由活塞B封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，氣體分子之間的相互作用力可以忽略．假設(shè)汽缸壁的導(dǎo)熱性能很好，外界環(huán)境的溫度保持不變．若用外力F將活塞B緩慢地向右拉動(dòng),如圖2所示，則在拉動(dòng)活塞的過(guò)程中,關(guān)于汽缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論，正確的是(）圖2A．氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減小B．氣體對(duì)外做功,氣體內(nèi)能不變C．外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變D．氣體向外界放熱,氣體內(nèi)能不變答案B解析用力F緩慢拉活塞時(shí)，氣體膨脹，對(duì)外做功，但由于汽缸的導(dǎo)熱性很好，環(huán)境溫度又不變，氣體會(huì)從外界吸收熱量而保持與環(huán)境溫度相同，因而氣體的內(nèi)能不變，故B選項(xiàng)正確．6．柴油機(jī)使柴油燃料在它的汽缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能,高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功，氣體的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能．燃燒相同的燃料，輸出的機(jī)械能越多，表明柴油機(jī)越節(jié)能．是否節(jié)能,是衡量機(jī)器性能好壞的重要指標(biāo),有經(jīng)驗(yàn)的柴油機(jī)維修師傅，不用任何儀器，只是將手伸到柴油機(jī)排氣管附近，去感知一下尾氣的溫度,就能夠判斷出這臺(tái)柴油機(jī)是否節(jié)能，關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，你認(rèn)為正確的是(）A．尾氣的溫度越高，柴油機(jī)越節(jié)能B．尾氣的溫度越低，柴油機(jī)越節(jié)能C．尾氣的溫度高低與柴油機(jī)是否節(jié)能無(wú)關(guān)D．以上說(shuō)法均不正確答案B解析氣體的內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能，柴油機(jī)使柴油燃料在它的汽缸中燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的氣體，是一個(gè)高溫?zé)嵩?；而柴油機(jī)排氣管排出的尾氣是一個(gè)低溫?zé)嵩矗鶕?jù)能量守恒，這兩個(gè)熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機(jī)械能，燃燒相同的燃料，要想輸出的機(jī)械能越多，尾氣的溫度就要越低．7．一木塊沿斜面向下滑,下列說(shuō)法正確的是（）A．不管斜面是否光滑，下滑過(guò)程中重力對(duì)木塊做了功，它的內(nèi)能將增大B．若斜面光滑且不計(jì)空氣阻力,木塊滑到斜面底部時(shí)，速度增大，內(nèi)能也將增大C．若斜面粗糙，木塊在重力作用下雖然速度增大，但它的內(nèi)能并不改變D．若斜面粗糙，木塊的機(jī)械能減小,而它的內(nèi)能將增大答案D解析斜面光滑且不計(jì)空氣阻力時(shí)，木塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒,內(nèi)能不變；斜面粗糙，木塊下滑時(shí)要克服摩擦力做功，故木塊的機(jī)械能減小，由能量守恒定律知它的內(nèi)能將增大，故D正確．8。如圖3所示，是一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)B至C的p－eq\f(1，V）圖線,則在此過(guò)程中（）圖3A．氣體的內(nèi)能改變B．氣體的體積增大C．氣體向外界放熱D．氣體對(duì)外界做功答案C解析由題圖可以看出，圖線延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)，所以A→B→C的變化過(guò)程為等溫過(guò)程，內(nèi)能不變．因?yàn)樵诖诉^(guò)程中，氣體體積是變小的，所以，外界對(duì)氣體做功，又因?yàn)闅怏w內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知：氣體向外界放熱．9．(多選)如圖4所示，水平放置的密封汽缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．汽缸壁和隔板均絕熱．初始時(shí)隔板靜止，左、右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲提供一較弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源．當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比（)圖4A．右邊氣體溫度升高,左邊氣體溫度不變B．左、右兩邊氣體溫度都升高C．左邊氣體壓強(qiáng)增大D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案BC解析當(dāng)電熱絲通電后，右邊氣體溫度升高氣體膨脹，將隔板向左推，對(duì)左邊的氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律,左邊氣體內(nèi)能增加，氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大，選項(xiàng)B、C正確，A錯(cuò)誤．右邊氣體內(nèi)能的增加量為電熱絲產(chǎn)生的熱量減去對(duì)左邊的氣體所做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．10．我國(guó)神九航天員的漫步太空已成為現(xiàn)實(shí)．其中，飛船在航天員出艙前先要“減壓",在航天員從太空返回進(jìn)入飛船后要“升壓"，因此飛船將此設(shè)施專門做成了一個(gè)艙，叫“氣閘艙”,其原理如圖5所示，兩個(gè)相通的艙A、B間裝有閥門K，指令艙A中充滿氣體，氣閘艙B內(nèi)為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換．打開閥門K后，A中的氣體進(jìn)入B中,最終達(dá)到平衡，則(）圖5A．氣體體積膨脹,對(duì)外做功B．氣體分子勢(shì)能減少,內(nèi)能增加C．體積變大，溫度降低D．B中氣體不可能自發(fā)地全部退回到A中答案D解析當(dāng)閥門K被打開時(shí)，A中的氣體進(jìn)入B中,由于B中為真空，所以A中的氣體不會(huì)做功，則A錯(cuò)誤；又因?yàn)橄到y(tǒng)與外界無(wú)熱交換，所以氣體內(nèi)能不變,則氣體的溫度也不變，則B、C錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律知,真空中氣體膨脹具有方向性,在無(wú)外界作用時(shí)，B中氣體不能自發(fā)地全部退回到A中，故D正確．二、填空題(本題共2小題，共14分）11．（6分）在將空氣壓縮裝入氣瓶的過(guò)程中,溫度保持不變,外界做了24kJ的功．現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過(guò)程中,瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，且放出了5kJ的熱量．在上述兩個(gè)過(guò)程中，空氣的內(nèi)能共減小________kJ，空氣__________（填“吸收"或“放出”)的總熱量為________kJ.答案5放出29解析理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，故將空氣壓縮裝入氣瓶的過(guò)程中并不改變空氣的內(nèi)能，只有潛入海底過(guò)程才改變內(nèi)能，所以兩個(gè)過(guò)程中，空氣的內(nèi)能共減小5kJ，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q,知Q＝－29kJ，故空氣放出的總熱量為29kJ。12．(8分)一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過(guò)程可用如圖6所示的p－V圖描述,圖中p1、p2、V1、V2和V3為已知量．圖6(1）氣體狀態(tài)從A到B是________(填“等容"“等壓”或“等溫"）過(guò)程；（2）氣體狀態(tài)從B到C的變化過(guò)程中，氣體的溫度________(填“升高”“不變”或“降低"）;（3）氣體狀態(tài)從C到D的變化過(guò)程中，氣體________(填“吸熱"或“放熱”）(4）氣體狀態(tài)從A→B→C→D的變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界所做的總功為________________________．答案（1）等壓（2）降低(3）放熱（4)p2（V3－V1)－p1(V3－V2）解析(1）從A到B壓強(qiáng)不變，所以是等壓過(guò)程．(2)從B到C為等容過(guò)程,由查理定律eq\f(p1,T1）＝eq\f(p2，T2)可知溫度降低．(3)從C到D為等壓壓縮過(guò)程,體積減小，溫度降低，因此外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能減?。蔁崃W(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體放出熱量．(4)從A到B過(guò)程體積增大，氣體對(duì)外界做功W1＝p2（V3－V1）．從B到C過(guò)程體積不變，不做功．從C到D,外界對(duì)氣體做功W2＝p1（V3－V2）,所以從A→B→C→D過(guò)程中,氣體對(duì)外界所做的總功W＝W1－W2＝p2(V3－V1)－p1(V3－V2)．三、計(jì)算題(本題共4小題，共46分）13．（10分）汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量、壓強(qiáng)為p＝1.0×105Pa、體積為V＝2。0m3的理想氣體，現(xiàn)使氣體保持壓強(qiáng)不變，體積緩慢壓縮至V′＝1。0m3,此過(guò)程氣體向外界釋放了Q＝1。2×105J的熱量，則：（1）壓縮過(guò)程外界對(duì)氣體做了多少功?(2)氣體內(nèi)能變化了多少？答案（1）105J(2）減少了2×104J解析(1）封閉氣體做等壓變化的壓強(qiáng)為p外界對(duì)氣體做功：W＝FS＝pS·Δh＝p·ΔV解得：W＝105J(2)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化：ΔU＝Q＋W＝－1.2×105J＋105J＝－2×104J。14．（10分）如圖7所示，一導(dǎo)熱汽缸放在水平面上,其內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體．活塞通過(guò)滑輪組與一重物連接，并保持平衡．已知汽缸高度為h，開始時(shí)活塞在汽缸中央，初始溫度為t攝氏度，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，物體重力為G，活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)．緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞上升Δx,封閉氣體吸收了Q的熱量．（活塞、汽缸底的厚度不計(jì)，且汽缸始終未離開地面）求：圖7（1）環(huán)境溫度升高了多少度？（2）氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少?答案(1）eq\f（2Δx，h)（273。15＋t）(2)氣體內(nèi)能增加Q－(p0S－G）Δx解析（1)eq\f(V,T）＝eq\f（ΔV，ΔT），得ΔT＝eq\f(2Δx，h）(273。15＋t)．(2）設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p，由平衡條件得：pS＝p0S－G，封閉氣體對(duì)外做功W＝pSΔx＝（p0S－G）Δx,由熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋（－W)＝Q－（p0S－G）Δx。由于氣體的溫度升高，其內(nèi)能增加．15。（12分）如圖8所示，為一汽缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的p－V圖線，當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過(guò)程a→c→b到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，有335J熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)外界做功126J．求：圖8(1)若沿a→d→b過(guò)程，系統(tǒng)對(duì)外做功42J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)?(2）若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過(guò)程返回狀態(tài)a的過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)做功84J，則系統(tǒng)是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？答案（1）251J(2)放熱293J解析（1)由熱力學(xué)第一定律可得a→c→b過(guò)程系統(tǒng)增加的內(nèi)能ΔU＝W＋Q＝(－126＋335）J＝209J，由a→d→b過(guò)程有ΔU＝W′＋Q′得Q′＝ΔU－W′＝[209－（－42）]J＝251J,為正，即有251J的熱量傳入系統(tǒng)．（2）由題意知系統(tǒng)由b→a過(guò)程內(nèi)能的增量ΔU′＝－ΔU＝－209J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有Q″＝ΔU′－W″＝(－209－84）J＝－293J負(fù)號(hào)說(shuō)明系統(tǒng)放出熱量，傳遞的熱量為293J。圖916．（14分）某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖9所示．蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時(shí)，停止加熱．（1)假定在一次放氣過(guò)程中，鍋內(nèi)氣體對(duì)壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量．鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？(2）已知大氣壓強(qiáng)p隨海拔高度H的變化滿足p＝p0（1－aH)，其中常數(shù)a>0。結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋,當(dāng)壓力閥被頂起時(shí)鍋內(nèi)氣體的溫度有何不同．答案（1)減少3J(2)溫度隨著海拔高度的增加而降低．解析（1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝W＋Q，氣體對(duì)外做功，W＝－1J；向外放熱，熱量為負(fù),Q＝－2J。則有：ΔU＝W＋Q＝－3