2023春新教材高中物理第3章熱力學(xué)定律達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷粵教版選擇性

第三章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷(考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求．)1．關(guān)于物體內(nèi)能的變化，以下說法正確的是()A．物體放出熱量，內(nèi)能一定減少B．物體對(duì)外做功，內(nèi)能一定減少C．物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變D．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能可能不變【答案】D【解析】物體放出熱量，若外界對(duì)物體做的功大于放出的熱量，其內(nèi)能增加，故A錯(cuò)誤；物體對(duì)外做功，如同時(shí)從外界吸收的熱量，則內(nèi)能不一定減少，故B錯(cuò)誤；物體放出熱量，同時(shí)對(duì)外做功，內(nèi)能一定減小，故C錯(cuò)誤；物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，如二者相等，則內(nèi)能可能不變，故D正確．2．下列說法中錯(cuò)誤的是()A．物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能可能增加B．熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，也能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的【答案】B【解析】做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，可知物體吸收熱量，Q>0，同時(shí)對(duì)外做功，W<0，內(nèi)能可能增加，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱傳遞具有方向性，熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，故B錯(cuò)誤；氣體被壓縮，則W>0，如果放熱，W<0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能可能不變，故C正確；第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但違背了熱力學(xué)第二定律，是制造不出來的，故D正確．3．蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通．已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小B．氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量C．氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D．氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力增大【答案】C【解析】氧氣的溫度降低則分子的平均動(dòng)能降低，并不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都降低，故A錯(cuò)誤；海水溫度隨深度增加而降低，則氧氣的溫度也降低，內(nèi)能降低，ΔU為負(fù)值；而汽缸內(nèi)的氧氣的壓強(qiáng)隨深度增加而增加，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可知氧氣的體積減小，則外界對(duì)氣體做功，W為正值；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知氧氣放出的熱量大于其內(nèi)能的減少量，故B錯(cuò)誤；氧氣的溫度降低，則氧氣分子的平均動(dòng)能減小，單個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力減小，由于氧氣的壓強(qiáng)增大，根據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義可知，氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確，D錯(cuò)誤．4．如圖所示，汽缸和活塞與外界均無熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)．現(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是()A．氣體A吸熱，但對(duì)外做功，內(nèi)能不變B．氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C．氣體A和氣體B內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D．氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)減少【答案】D【解析】氣體A吸熱Q>0，體積不變，W＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，可知ΔU>0，氣體溫度升高，故A錯(cuò)誤．對(duì)B上方活塞進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件可知，B氣體的壓強(qiáng)不變；由于隔板導(dǎo)熱性良好，B氣體會(huì)吸收A氣體的熱量后溫度上升，內(nèi)能增大；再由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝c，在壓強(qiáng)不變，溫度升高的情況下，體積增大，則氣體對(duì)外做功，故B錯(cuò)誤．氣體A和氣體B溫度都上升了，分子的平均動(dòng)能都增大；分子平均動(dòng)能是大量分子的一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，分子的平均動(dòng)能都增大，并非每一個(gè)分子的動(dòng)能都會(huì)增大，故C錯(cuò)誤．根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義，氣體壓強(qiáng)和分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)、分子平均動(dòng)能有關(guān)；在壓強(qiáng)不變的情況下，氣體B的分子平均動(dòng)能增大，氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積碰撞次數(shù)減少，故D正確．5．浙江最大抽水蓄能電站結(jié)構(gòu)如圖所示．抽水蓄能電站有兩種工作模式，一種為抽水蓄能模式，居民用電低谷時(shí)(如深夜)，電站利用居民電網(wǎng)多余電能把水從下水庫(kù)抽到上水庫(kù)；另一種為放水發(fā)電模式，居民用電高峰時(shí)，再將上水庫(kù)中的水放到下水庫(kù)進(jìn)行發(fā)電，將產(chǎn)生的電能輸送到居民電網(wǎng)供居民使用．一抽一放起到了均衡電網(wǎng)負(fù)荷的作用．關(guān)于抽水蓄能電站下列說法正確的是()A．抽水蓄能的過程中，能量守恒B．放水發(fā)電的過程中，機(jī)械能守恒C．抽水蓄能電站建成之后，可以使能量增多D．抽水蓄能電站建成之后，就不會(huì)再有能源危機(jī)問題了【答案】A【解析】抽水蓄能的過程中，總的能量是守恒的，故A正確；放水發(fā)電的過程中，有部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；抽水蓄能，并不能使能量增多，總的能量保持不變，故C錯(cuò)誤；抽水蓄能電站，能夠合理調(diào)節(jié)用電高峰期和低峰期的調(diào)峰問題，但是能量總量并沒有增加，我們?nèi)悦媾R著能源危機(jī)，還需節(jié)約能源，故D錯(cuò)誤．6．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A→B、等容過程B→C、等溫過程C→A又回到了狀態(tài)A，則()A．A→B過程氣體降溫B．B→C過程氣體內(nèi)能增加，可能外界對(duì)氣體做了功C．C→A過程氣體吸熱D．全部過程氣體做功為零【答案】A【解析】A→B過程氣體絕熱膨脹，氣體對(duì)外界做功，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降低，A正確；B→C過程氣體等容升壓，由eq\f(p,T)＝c可知，氣體溫度升高，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)能增加，因氣體體積不變，做功W＝0，B錯(cuò)誤；C→A過程氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對(duì)氣體做功，因此該過程中氣體放熱，C錯(cuò)誤；A→B過程氣體對(duì)外做功，其數(shù)值等于AB線與橫軸包圍的面積，B→C過程氣體不做功，C→A過程外界對(duì)氣體做功，其數(shù)值等于CA線與橫軸包圍的面積，顯然全過程外界對(duì)氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，D錯(cuò)誤．7．如圖所示，某同學(xué)將空的薄金屬筒開口向下壓入水中．設(shè)水溫均勻且恒定，筒內(nèi)空氣無泄漏，不計(jì)氣體分子間的相互作用，則被淹沒的金屬筒在緩緩下降過程中，筒內(nèi)空氣體積減小，空氣一定()A．從外界吸熱 B．內(nèi)能增大C．向外界放熱 D．內(nèi)能減小【答案】C【解析】本題考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)第一定律，由于不計(jì)氣體分子之間的相互作用，且整個(gè)過程緩慢進(jìn)行，所以可看成溫度不變，即氣體內(nèi)能不變，故B、D錯(cuò)誤．熱力學(xué)第一定律公式ΔU＝W＋Q，因?yàn)樵谶@個(gè)過程中氣體體積減小，外界對(duì)氣體做了功，式中W取正號(hào)，ΔU＝0，所以Q為負(fù)，即氣體向外放熱，故A錯(cuò)誤，C正確．8．地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4×1018噸，如果這些海水的溫度降低0.1℃，將要放出5.8×1023J的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不能制成的，關(guān)于其原因下列說法中正確的是()A．內(nèi)能不能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能B．內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律C．只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)械不滿足熱力學(xué)第二定律D．機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)不引起其他變化【答案】CD【解析】本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī)，A錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，C、D正確．9．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，有如圖所示①、②兩個(gè)過程，則下列說法正確的是()A．狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)b的體積B．在過程①中，氣體對(duì)外界做功，同時(shí)氣體也向外界放熱C．過程①、②中氣體都對(duì)外界放出熱量，但過程②中氣體對(duì)外界放出的熱量比過程①中要少D．過程①、②中外界都對(duì)氣體做功，但過程②中外界對(duì)氣體做的功比過程①中要少【答案】ACD【解析】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，壓強(qiáng)增大，溫度降低，由eq\f(pV,T)＝c，可知，狀態(tài)a的體積大于狀態(tài)b的體積，A正確；在過程①中，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體向外界放熱，B錯(cuò)誤；外界對(duì)氣體做功可表示為W＝pΔV，對(duì)于每一個(gè)體積相等的狀態(tài)，過程②的壓強(qiáng)小于過程①的壓強(qiáng)，所以過程①外界對(duì)氣體做的功大于過程②外界對(duì)氣體做的功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，過程②中氣體對(duì)外界放出的熱量比過程①中要少，C、D正確．10．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a．下列說法正確的是()A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B．在過程ca中外界對(duì)氣體做功C．在過程ab中氣體對(duì)外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量【答案】ABD【解析】過程ab，溫度T增加，內(nèi)能增加，A正確；過程ca，體積V減小，外界對(duì)氣體做功，B正確；過程ab，體積V不變，氣體不做功，C錯(cuò)誤；過程bc，溫度T不變，ΔU＝0，體積V增加，對(duì)外做功，W<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得Q>0，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(8分)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化．已知從A到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J，氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC＝300K，則從A到B氣體放出的熱量是________J；氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為________K．【答案】12001200【解析】從A到B，外界對(duì)氣體做功，有W＝pΔV＝15×104×(8－2)×103J＝900J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，得Q＝ΔU－W＝－1200J，即從A到B氣體放出的熱量是1200J，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)，代入數(shù)據(jù)解得TA＝1200K．12．(9分)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個(gè)氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖．若某時(shí)刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常量為NA，則該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為__________；若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對(duì)外做了0.8J的功，同時(shí)吸收了0.9J的熱量，則該氣體內(nèi)能變化了__________J，若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體的溫度__________(填“升高”或“降低”)．【答案】eq\f(ρV,M)NA0.1降低【解析】氣體的物質(zhì)的量為n＝eq\f(ρV,M)，該密閉氣體的分子個(gè)數(shù)為N＝nNA＝eq\f(ρV,M)NA．氣體對(duì)外做了0.8J的功，同時(shí)吸收了0.9J的熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有ΔU＝W＋Q＝－0.8J＋0.9J＝0.1J．若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內(nèi)氣體迅速絕熱膨脹，對(duì)外做功，內(nèi)能減少，溫度降低．13．(12分)如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸內(nèi)．已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣溫度為T0，氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U＝aT(a為正的常數(shù))．在汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：(1)氣體內(nèi)能的減少量ΔU；(2)氣體放出的熱量Q．解：(1)由題意可知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U＝aT，所以開始時(shí)氣體的內(nèi)能U1＝a×2T0，末狀態(tài)U2＝aT0，內(nèi)能的減少量ΔU＝U1－U2＝aT0．(2)設(shè)溫度降低后的體積為V′，由蓋-呂薩克定律eq\f(V,2T0)＝eq\f(V′,T0)，外界對(duì)氣體做功W＝p0(V－V′)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，解得氣體放出的熱量Q＝eq\f(1,2)p0V＋aT0．14．(11分)氣泡是魚在水中呼吸或進(jìn)食所形成的，隨著魚嘴一張一閉，魚嘴中的黏液包裹著魚體內(nèi)的空氣產(chǎn)生氣泡上浮到水面，有經(jīng)驗(yàn)的釣友能根據(jù)氣泡判斷出魚的位置．假設(shè)魚在水面下某深度處吐出一氣泡，氣泡直徑為2cm，此處水溫為7℃，當(dāng)氣泡緩慢上升至水面時(shí)，氣泡直徑為3cm，已知水面溫度為27℃，大氣壓為1.0×105Pa，水的密度為1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2，氣泡內(nèi)氣體視為理想氣體．問：(1)判斷魚的位置到水平面的垂直距離是多少？(2)氣泡在