人教版物理选修3－3练习第十章检测（A）

第十章检测(A)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.对于热量、功和内能三者的说法正确的是()A.热量、功、内能三者的物理意义相同B.热量、功都可以作为物体内能的量度C.热量、功、内能的单位不相同D.热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的解析:物体的内能是指物体所有分子的动能和分子势能的总和,而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径,这三者的物理意义不同,选项A错误。热量是表示在热传递过程中物体内能变化多少的物理量,而功也是用做功的方式来量度改变物体内能多少的物理量,而不是内能的量度,选项B错误。三者单位都是焦耳,选项C错误。热量和功是过程量,内能是状态量,选项D正确。答案:D2.当把打足气的车胎内的气体迅速放出时,会发现车胎气嘴处的温度明显降低,这是因为这个过程中()A.气体对外做功,同时向外发散热量B.气体对外做功,胎内气体温度降低,从外界吸热C.外界对气体做功,胎内气体向外传递热量D.外界对胎内气体做功,同时向胎内气体传递热量解析:气体迅速放出时,气体体积膨胀对外做功,内能减小,温度降低,从外界吸热。答案:B3.景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃。对筒内封闭的气体,在此压缩过程中 ()A.气体温度升高,压强不变B.气体温度升高,压强变大C.气体对外界做正功,气体内能增加D.外界对气体做正功,气体内能减少解析:猛推推杆,封闭在套筒中的气体被压缩,外界对气体做功,套筒由牛角做成,导热能力很差,且压缩过程用时极短,故压缩过程可看作绝热过程。由ΔU=W可知气体的内能增加,温度升高,根据pVT=C可知因T增大,V减小,故p增大答案:B4.自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,下列说法正确的是 ()A.机械能守恒B.能量正在消失C.只有动能和重力势能的相互转化D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒解析:自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,说明机械能在减少,故选项A错误,选项C错误;而减少的机械能通过摩擦转化成了内能,故选项B错误,选项D正确。答案:D5.关于一定量的气体,下列叙述正确的是()A.气体吸收的热量可以完全转化为功B.气体体积增大时,其内能一定减少C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加D.外界对气体做功,气体内能可能减少解析:根据热力学第二定律可知,气体吸收的热量可以完全转化为功,但一定要引起其他的变化,选项A正确;根据热力学第一定律可知,选项B、C错误;根据热力学第一定律可知,若外界对气体做功的同时气体放热,则气体的内能可能减少,选项D正确。答案:AD6.下列说法正确的是()A.热量自发地从甲物体传到乙物体,甲的内能不一定比乙大B.汽油是一种清洁能源C.水能是可再生能源,所以可制造一台利用水能的机器,效率可达100%D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的解析:热量自发地从甲传到乙,说明甲的温度高于乙的温度,但物体的内能除与温度有关外,还与物体体积及物质的量等因素有关,甲的内能不一定大于乙的内能,选项A正确;汽油燃烧会引起一些化合物的产生,导致有毒气体的生成,选项B错误;水源虽然是可再生能源,由热力学第二定律可知,效率不可能达到100%,选项C错误;煤、石油等存量是有限的,是不可再生能源,选项D错误。答案:A7.如图为焦耳实验装置简图,用绝热性能良好的材料将容器包好。重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是()A.这个装置可粗略测定热功当量B.做功增加了水的热量C.做功增加了水的内能D.功和热量是完全等价的,无区别解析:使相同的水升高相同的温度可采用加热和做功两种方法,用这个装置测出叶片对水做的功,即可知道热功当量,选项A正确;对水做功可使水的内能变大,而与热量无关,选项B错误,选项C正确;功是不同形式的能量转化的量度,热量是同种能量(内能)转移的量度,选项D错误。答案:AC8.如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体()A.内能增加B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大解析:因气体为理想气体,温度升高时内能增大,选项A正确。温度升高时,气体做等压变化,体积膨胀,对外做功,选项B正确,C错误。体积膨胀后分子间距增大,分子引力和斥力都减小,选项D错误。答案:AB9.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是 ()A.第二类永动机违反能量守恒定律B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加C.外界对物体做功,则物体的内能一定增加D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析:第二类永动机违反热力学第二定律,并不是违反能量守恒定律,故选项A错误。据热力学第一定律ΔU=Q+W知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定,只知道做功情况或只知道热传递情况无法确定内能的变化情况,故选项B、C错误。做功和热传递都可改变物体内能。但做功是不同形式能的转化,而热传递是同种形式能间的转移,这两种方式是有区别的,故选项D正确。答案:D10.如图所示,a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,cd平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,下列说法正确的是()A.从状态d到c,气体不吸热也不放热B.从状态c到b,气体放热C.从状态a到d,气体对外做功D.从状态b到a,气体吸热解析:从状态d到c,温度不变,理想气体内能不变,但是由于压强减小,所以体积增大,对外做功,还要保持内能不变,一定要吸收热量,故选项A错误;气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程,同时体积减小,外界对气体做功,而气体的内能还要减小(降温),就一定要伴随放热的过程,故选项B正确;气体从状态a到状态d是一个等压、升温的过程,同时体积增大,所以气体要对外做功,故选项C正确;气体从状态b到状态a是一个等容变化过程,随压强的增大,气体的温度升高,内能增大,而在这个过程中气体的体积没有变化,就没有做功,气体内能的增大是因为气体吸热的结果,故选项D正确。答案:BCD二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)如图,一定质量的理想气体沿图中所示的过程(p代表气体的压强,V代表气体的体积),从A状态变化到B状态,在此过程中气体的内能(选填“增加”或“减小”),并(选填“吸收”或“放出”)热量。

解析:从A到B,气体的体积在减小,外界对气体做功,但温度却在降低,所以气体的内能减少,说明气体此过程放出热量,且放出的热量多于外界做功转化的热量。答案:减小放出12.(12分)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化,我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后,工质从高温热源吸热Q1,对外做功W,又向低温热源放热Q2,工质完全恢复初始状态,内能没有变化。根据热力学第一定律,在工质的一个循环中,Q1、Q2、W三者之间满足的关系是。热机的效率η=解析:由热力学第一定律,热量、做功、内能的符号规定得Q1+(Q2)+(W)=0,即Q1Q2=W。再由热力学第二定律知,内能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响。答案:Q1Q2=W内机械三、计算题(本题包含4小题,共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位)13.(8分)如图所示,pV图中一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收热量420J,同时膨胀对外做功300J。当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时外界压缩气体做功200J,求此过程气体吸收或放出的热量是多少焦?解析:一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时,从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1,气体内能增加,由热力学第一定律,气体内能增加量为ΔU=Q1+W1=420J+(300J)=120J气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时,气体内能将减少120J,而此过程中外界又压缩气体做了W2=200J的功,因而气体必向外界放热,放出的热量为Q2=ΔUW2=(120J)200J=320J。答案:放出的热量为320J14.(8分)太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4kW,今要用凹面镜制成的太阳灶烧水,并要使初温为20℃、质量为5kg解析:设凹面镜的直径为d,在t=1200s内太阳辐射到凹面镜的能量E=Pt·S=14×3.14d2×1400×1200=根据能量守恒可知50%E=cmΔt。1.3188×106d2×50%=4.2×103×5×(10020),d≈1.答案:115.(12分)一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳暴晒,气体温度由T0=300K升至T1=350K。(1)求此时气体的压强。(2)保持T1=350K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因。解析:(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得p代入数据得p1=76(2)抽气过程可等效为等温膨胀过程,设膨胀后气体的总体积为V,由玻意耳定律得p1V0=p0V ③联立②③式得V=设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k,由题意得k联立④⑤式得k=因为抽气过程中剩余气体温度不变,故内能不变,而剩余气体膨胀对外做功,所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。答案:(1)16.(12分)一颗质量为10g的子弹以200m/s的速度射入放在光滑水平面上质