2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第三章第三章测评

第三章测评(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.关于能量和能源,下列说法正确的是()A.化石能源是清洁能源,水能是可再生能源B.人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造C.在能源的利用过程中,由于能量在数量上并未减少,所以不需要节约能源D.能量耗散现象说明:在能量转化的过程中,虽然能量的总量并不减少,但能量品质降低了答案D解析化石能源在燃烧时放出SO2、CO2等气体,形成酸雨和温室效应,破坏生态环境,不是清洁能源,选项A错误。能量是守恒的,既不会凭空产生,也不会凭空消失,但能量品质会下降,故要节约能源,选项B、C均错误,选项D正确。2.下列说法正确的是()A.物体吸收热量,内能一定增加B.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变C.热量不可能从低温物体传到高温物体D.气体自由膨胀是可逆过程答案B解析改变内能的方式有做功和热传递,物体吸收热量,内能不一定增大,故A错误。由ΔU=W+Q知,物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变,故B正确。热量在一定的条件下可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱,故C错误。根据热力学第二定律,气体自由膨胀是不可逆过程,故D错误。3.下列说法正确的是()A.并不是一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B.一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的C.由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D.一切物理过程都不可能自发地进行答案C解析能量转移和转化的过程都是具有方向性的,A错。第二类永动机不违反能量守恒定律,但是不能实现,B错。在热传递的过程中,能量可以自发地从高温物体传到低温物体,但其逆过程不可能自发地进行,C对,D错。4.下列说法正确的是()A.对物体做功,必定会使该物体的内能增加B.永动机是制造不出来的C.电流的能不可能全部转化为内能D.热量不可能从低温物体传到高温物体答案B解析由ΔU=W+Q可知,A错误。永动机违背能量守恒定律或热力学第二定律,所以制造不出来,B正确。电流通过电阻做功,电能可以全部转化为内能,C错误。在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体,D错误。5.如图所示,两端开口的U形管中,盛有同种液体,并用阀门K将液体隔成左、右两部分,左边液面比右边液面高。现打开阀门K,从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中,液体向外放热为Q,内能变化量为ΔU,动能变化量为ΔEk,大气对液体做功为W1,重力做功为W2,液体克服阻力做功为W3,由功能关系可得①W1=0,②W2W3=ΔEk,③W2W3=Q=ΔU,④W3Q=ΔU。其中,正确的是()A.①②③ B.①②④C.②③ D.①③答案B解析由动能定理可知W2W3+W1=ΔEk,其中W1=p·ΔV左p·ΔV右=0,可知①②正确。由热力学第一定律ΔU=W+Q得ΔU=W3Q,可知④正确,③错误。综合以上分析可知B正确。6.地面附近有一正在上升的空气团。它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变答案C解析随着气团上升,大气压强变小,外界对气团压力减小,气团膨胀,体积增大,气团对外做功,不考虑热交换,根据热力学第一定律,气团的内能减少,若不计分子势能,则内能减少体现为分子平均动能降低,宏观表现为温度降低。故C正确。7.关于物体内能变化的说法,正确的是()A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变答案C解析晶体熔化要吸热,温度不变,没有对外做功,故内能增加,A错误。由ΔU=W+Q知,一定质量的气体在体积膨胀的过程中,不知道W、Q如何变化,不能确定ΔU如何变化,故B错误。物体热膨胀一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确。物体的体积不变,温度可能改变,内能随之改变,D错误。8.下列有关能量转化的说法正确的是()A.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他的变化B.只要对内燃机不断改进,就可以使内燃机的效率达到100%C.满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行D.外界对物体做功,物体的内能必然增加答案A解析由热力学第二定律的开尔文表述可知,A对。热机效率总低于100%,B错。满足能量守恒定律的过程未必能自发进行,因为还要看是否满足热力学第二定律,C错。由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,W>0,ΔU不一定大于0,即内能不一定增加,D错。二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.列车运行的平稳性与车厢的振动密切相关,车厢底部安装的空气弹簧可以有效减振,空气弹簧主要由活塞、汽缸及内封的一定质量的气体构成。上下乘客及剧烈颠簸均能引起车厢振动,上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢,气体与外界有充分的热交换;剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快,气体与外界来不及热交换。若汽缸内气体视为理想气体,在气体压缩的过程中()A.上下乘客时,气体的内能不变B.上下乘客时,气体从外界吸热C.剧烈颠簸时,外界对气体做功D.剧烈颠簸时,气体的温度不变答案AC解析上下乘客时汽缸内气体的体积变化缓慢,气体与外界有充分的热交换,则气体温度不变、内能不变;在气体压缩的过程中,外界对气体做正功,气体的内能不变,根据热力学第一定律可知,气体对外放出热量,故A正确,B错误。剧烈颠簸时汽缸内气体的体积变化较快,气体与外界来不及热交换,在气体压缩的过程中,外界对气体做正功,气体的内能增加,温度升高,故C正确,D错误。10.如图所示,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量答案ABD解析ab过程是等容变化,在ab过程中气体压强增大,温度升高,气体内能增大,选项A正确。ab过程由于体积不变,气体对外界不做功,选项C错误。ca过程是等压变化,在ca过程中气体体积减小,外界对气体做功,选项B正确。bc过程是等温变化,在bc过程中气体内能不变,体积增大,气体对外界做功,则需要吸收热量,选项D正确。11.地球上有很多的海水,它的总质量约为1.4×1018t,如果这些海水的温度降低0.1℃,将要放出5.8×1023J的热量。有人曾设想利用海水放出的热量,使它完全变成机械能来解决能源危机,但这种机器是不能制成的,关于其原因,下列说法不正确的是()A.内能不能转化成机械能B.内能转化成机械能不满足热力学第一定律C.只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机械不满足热力学第二定律D.机械能可全部转化为内能,内能不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化答案AB解析内能可以转化成机械能,如热机,A错误,符合题意。内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律,B错误,符合题意。热力学第二定律告诉我们,不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,C、D正确,不符合题意。12.如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是()A.过程①中气体的压强逐渐减小B.过程②中气体对外界做正功C.过程④中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等答案BD解析过程①中,气体由状态a到状态b,体积V不变、T升高,则压强增大,A错。过程②中,气体由状态b到状态c,体积V变大,对外界做功,B对。过程④中,气体由状态d到状态e,温度T降低,内能ΔU变小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第一定律ΔU=Q+W得Q<0,即气体放出热量,C错。状态c、d温度相同,所以内能相同,D对。三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量。在上述两个过程中,空气的内能共减少kJ,空气(选填“吸收”或“放出”)的总热量为kJ。

答案5放出29解析将空气压入气瓶的过程中,因为温度不变,所以内能不变,外界做24kJ的功,气体放出24kJ的热量;在潜水员下潜过程中,瓶中空气质量不变、体积不变,放出5kJ的热量,所以内能减少5kJ;在这两个过程中,空气共放出24kJ+5kJ=29kJ的热量。14.(8分)一定质量的理想气体从状态A先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环,A、B、C状态参量如图所示,气体在状态A的温度为27℃,求:(1)气体在状态B的温度TB;(2)气体从A→B→C状态变化过程中与外界交换的总热量Q。答案(1)600K(2)2p0V0解析(1)A到B的过程是等压变化,有V代入数据解得TB=600K。(2)根据热力学第一定律有ΔU=Q+W气体从A→B→C状态变化过程中,W=2p0V0,ΔU=0解得Q=2p0V0。15.(8分)一定质量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量,内能增加了4.2×105J。(1)是气体对外界做了功,还是外界对气体做了功?做了多少功?(2)如果气体吸收的热量仍为2.6×105J不变,但是内能增加了1.6×105J,计算结果W=1.0×105J是负值,怎样解释这个结果?(3)在热力学第一定律ΔU=W+Q中,W、Q和ΔU的正、负各代表什么物理意义?答案见解析解析(1)根据ΔU=W+Q得W=ΔUQ,将Q=2.6×105J,ΔU=4.2×105J代入式中,得W=1.6×105J>0,说明外界对气体做了1.6×105J的功。(2)如果吸收的热量Q=2.6×105J,内能增加了1.6×105J,即ΔU=1.6×105J,则W=1.0×105J,说明气体对外界做功。(3)在公式ΔU=W+Q中,ΔU>0,物体内能增加;ΔU<0,物体内能减少。Q>0,物体吸热;Q<0,物体放热。W>0,外界对物体做功;W<0,物体对外界做功。16.(8分)如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105Pa,气体经历A→B→C→A的过程,在整个过程中对外界放出61.4J热量。求该气体在A→B过程中对外界所做的功。答案138.6J解析整个过程中,外界对气体做功W=WAB+WCA,且WCA=pA(VCVA)由热力学第一定律ΔU=Q+W,得WAB=(Q+WCA)代入数据得WAB=138.6J,即气体对外界做的功为138.6J。17.(14分)如图所示,一定质量的理想气体,从状态A等容变化到状态B,再等压变化到状态D。已知在状态A时,气体温度tA=327℃。(1)求气体在状态B时的温度。(2)已知由状态B→D的过程中,气体对外做功W,气体与外界交换热量Q,试比较W与Q的大小,并说明原因。答案(1)27℃(2)Q>W原因见解析解析(1)气体由状态A变化到状态B由查理定律pATB=pBpATA=12×(327+273)K所以tB=27℃。(2)由B→D的过程,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律ΔU=QW>0可得Q>W。18.(16分)在如图所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6J;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为9J。图线AC的反向延长线过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能