2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三第二章《气体、固体和液体》综合练习（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三第二章《气体、固体和液体》综合练习（含答案）第二章《气体、固体和液体》综合练习一．选择题（共12小题）1．（2023春•扬州期末）人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是（）A．水滴因表面张力具有收缩趋势 B．水滴和防水布料发生了浸润现象 C．水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力 D．水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定2．（2023春•黎川县校级期末）下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动 B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故 C．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃ D．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动3．（2023春•上犹县校级期末）下列说法正确的是（）A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．石英、沥青、明矾、食盐、松香、蔗糖都是晶体 C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动 D．水的温度升高，并不是每一个水分子的运动速率都会增大4．（2023•七里河区校级开学）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润5．（2023春•宁乡市期末）一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为360cm3，吸管有效长度为50cm，横截面积为0.2cm2，当气温为25℃时，液柱离管口40cm，下列说法正确的是（）A．该“气温计”所能测量的最高气温约为32℃ B．该“气温计”所能测量的最高气温约为50℃ C．该“气温计”刻度一定不均匀 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小6．（2023春•潍坊期末）下列说法中正确的是（）A．把农田里地面的土壤锄松，是为了保存地下水分 B．昆虫水黾可以停在水面上，是因为所受浮力与重力平衡 C．边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状，因此它是单晶体 D．晶体和非晶体不可能相互转化7．（2023春•福州期末）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）A．具有各向同性的物体一定没有确定的熔点 B．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化 C．常见的金属在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体 D．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变8．（2023春•武汉期末）某同学用打气筒为体积为2.0L的排球充气，充气前排球呈球形，内部气压与外界大气压相等，均为1.0×105Pa．设充气过程中排球体积和内外气体温度不变，气筒容积为0.05L，要使球内气体压强达到1.5×105Pa，应至少打气多少次（）A．20次 B．30次 C．40次 D．60次9．（2023春•丰台区校级期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功 B．A→B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 C．B→C过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小 D．C→A过程中单位体积内分子数增加，分子的平均动能也增加10．（2023春•渝中区校级期中）一厚度为d＝2cm的实心圆柱体金属块卡在了长度l0＝20cm的洁净试管中，并封闭了一定量的理想气体，金属块底部到试管底部的距离l＝10cm，某学习小组想要将金属块从试管中取出，采用了以下两种方案：一、小明将试管底部放置在87℃的恒温热水中，想通过气体膨胀将金属块顶出，但最终失败了：二、小刚将试管倒置后，发现金属块仍然没有掉出试管，于是使整个试管向下做加速度为2g的匀加速直线运动，而后让试管突然停止，让金属块依靠自身惯性掉出，两种方案下室温均为27℃，不计金属块与试管之间的摩擦，大气压强对金属块产生的作用力正好是金属块重力的15倍。下列说法正确的是（）A．使用恒温热水加热试管底部的过程中，管内气体对外所做的功大于吸收的热量 B．使用恒温热水加热试管底部后，金属块下端离试管顶部的距离为6cm C．方案二中，试管倒置后，管内封闭的气体长度约为11.4cm D．方案二中，试管向下做加速运动时，管内封闭的气体长度将小于l11．（2023春•徐州期中）如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装满水，乙中充满空气，则下列说法正确的是（容器容积恒定）（）A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的 C．甲容器中pA＞pB，乙容器中pC＞pD D．当温度升高时，pA、pB不变，pC、pD都变大12．（2023春•龙凤区校级期中）如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确（）A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压减小，则气缸的上底面距地面的高度将减小 C．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 D．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小二．多选题（共3小题）（多选）13．（2023春•丰城市校级期末）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压（p0＝76cmHg）下，当温度t1为27℃时，x1＝16cm，将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（）A．在标准大气压下，当温度t1为27℃时，玻璃泡A内气体的压强p1＝60cmHg B．在标准大气压下，t2为﹣3℃的刻度线标记在x2＝20cm处 C．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高 D．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低（多选）14．（2023春•钦州期末）如图甲所示，一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置，用长为20cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体.封闭气柱长度为32cm，大气压强恒为76cmHg。现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°，如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°，如图丙所示。已知气体温度始终不变，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，下列说法正确的是（）A．图乙状态的气体压强小于图丙 B．若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将增加 C．图乙气柱长度为40cm D．图丙气柱长度为38cm（多选）15．（2023春•腾冲市校级期末）一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V﹣T图上所示，则（）A．在过程AC中，气体的压强不断变大 B．在过程CB中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大三．实验题（共3小题）16．（2023秋•北辰区月考）用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。（1）实验中，为找到体积与压强的关系，（选填“需要”或“不需要”）测空气柱的横截面积；（2）关于该实验的操作，下列说法正确的有；A．柱塞上应该涂润滑油B．应缓慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞D．注射器必须固定在竖直平面内（3）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标，1V为横坐标。在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的17．（2023秋•奉贤区期中）某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。（1）（多选）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是。A．要尽可能保持环境温度不变B．实验过程中应缓慢地推动活塞C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油（2）（多选）分别在环境温度为T1、T2（T1＜T2）时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是。（3）（单选）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是。A.实验时用手长时间握住注射器气体部分B.涂抹润滑剂过多，部分进入到密封气体腔内C.注射器与传感器连接直管内有部分气体D.实验时注射器内的气体发生了泄露（4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出V-1p图像可能是图中的（5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值（选填“A.偏大”“B.偏小”或“C.相等”）。18．（2023春•朝阳区校级期末）如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管（填“向上”或“向下”）移动，直至；（2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是四．解答题（共2小题）19．（2023秋•大连期末）如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为V＝2×10﹣2m3。工人师傅封装米粒的实物体积为V0＝4.5×10﹣3m3，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压强为p0＝1×105Pa。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。20．（2023•黎川县校级开学）如图所示为校园餐厅内装热牛奶的保温桶，其容积为18L，底部有一阀门，打开后牛奶可缓慢流出。现向内倒入12L热牛奶，立即用桶盖将其密封，此时桶内部气压可达到2.5p0（p0为当地大气压）。用容积为250mL的杯子接牛奶，假设桶内部气体质量不变，温度不变，忽略牛奶产生的压强。求：（1）接满6杯牛奶后，桶内气体压强；（2）最多可连续接满多少杯牛奶。第二章《气体、固体和液体》综合练习一．选择题（共12小题）1．（2023春•扬州期末）人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是（）A．水滴因表面张力具有收缩趋势 B．水滴和防水布料发生了浸润现象 C．水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力 D．水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定【解答】解：A．水滴因表面张力具有收缩趋势，故A正确；B．水滴和防水布料不发生浸润现象，故B错误；C．分子间的引力和斥力同时存在，水滴与防水布料不发生浸润，接触层内水分子之间的作用表现为引力，但存在分子间仍然存在引力，故C错误；D．浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用，不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关，故D错误。故选：A。2．（2023春•黎川县校级期末）下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动 B．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有间隙的缘故 C．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃ D．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，说明分子在做无规则的运动【解答】解：A．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，故A错误；B．用手捏面包，面包体积会缩小，是面粉颗粒之间的空隙的减小，不是分子间间距减小的缘故，故B错误；C．热力学温度是把﹣273.15℃定义为0K，且1℃＝1K，因此每小格的大小是相同的，故C错误；D．打开酒瓶后可嗅到酒的气味，是扩散现象，扩散现象说明酒精分子在做无规则的运动，故D正确。故选：D。3．（2023春•上犹县校级期末）下列说法正确的是（）A．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 B．石英、沥青、明矾、食盐、松香、蔗糖都是晶体 C．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动 D．水的温度升高，并不是每一个水分子的运动速率都会增大【解答】解：A、彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A错误。B、石英、明矾、食盐、蔗糖都是晶体，而沥青、松香非晶体，故B错误。C、扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，扩散现象是分子的运动，而布朗运动是小颗粒的运动，故C错误。D、温度是分子平均动能的标志，分子平均动能是大量分子的一种统计规律；水的温度升高，并分子的平均动能增大，但不是每一个水分子的运动速率都会增大，故D正确。故选：D。4．（2023•七里河区校级开学）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润【解答】解：A、因为液体表面张力的存在，而不是浮力作用，水黾才能在水面上行走自如，故A错误；B、将棉线圈中肥皂膜刺破后，由于表面张力作用，肥皂膜收缩，棉线圈扩成一个圆孔，故B正确；C、液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误；D、从题图丁中可以看出，酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D错误。故选：B。5．（2023春•宁乡市期末）一位同学自制一简易气温计：向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明细吸管，接口用密封胶密封，在吸管内引入一小段染色的液柱（长度可忽略，在吸管上标注温度值）。如果不计大气压的变化，即形成了一个简易气温计。已知罐的容积为360cm3，吸管有效长度为50cm，横截面积为0.2cm2，当气温为25℃时，液柱离管口40cm，下列说法正确的是（）A．该“气温计”所能测量的最高气温约为32℃ B．该“气温计”所能测量的最高气温约为50℃ C．该“气温计”刻度一定不均匀 D．如果气压降低了，则测量值将较真实值偏小【解答】解：AB．设该“气温计”所能测量的最高气温为Tmax根据题意，封闭气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可得V其中VT1＝（273+25）K＝298KVmax联立解得Tmax≈305K则有tmax＝（305﹣273）℃＝32℃，故A正确，B错误；C．根据盖—吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即L则有ΔT=又ΔT＝T2﹣T1＝（273+t2）﹣（273+t1）＝ΔtΔV＝V2﹣V1＝（V0+SL2）﹣（V0+SL1）＝SΔL联立可得Δt=即温度的变化量与距离的变化量成正比，则该“气温计”刻度分布均匀，故C错误；D．当气体温度不变，气压降低时，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2可知，气压降低，气体体积增大，细管内的染色液柱向右移动，测量的温度值偏大（真实温度其实没有变化），即温度测量值将较真实值偏大，故D错误。故选：A。6．（2023春•潍坊期末）下列说法中正确的是（）A．把农田里地面的土壤锄松，是为了保存地下水分 B．昆虫水黾可以停在水面上，是因为所受浮力与重力平衡 C．边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状，因此它是单晶体 D．晶体和非晶体不可能相互转化【解答】解：A、农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生，故A正确；B、昆虫水黾可以停在水面上，是因为所受液体表面张力的缘故，故B错误；C、边长10cm的立方体铁锭有规则的几何形状，这是宏观物体有一定的形状，但铁是多晶体，故C错误；D、物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故D错误。故选：A。7．（2023春•福州期末）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）A．具有各向同性的物体一定没有确定的熔点 B．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化 C．常见的金属在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体 D．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变【解答】解：A、多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，故A错误；B、晶体和非晶体在适当条件下可相互转化，故B正确；C、金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错误；D、晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，分子势能发生变化，故内能也变化，故D错误；故选：B。8．（2023春•武汉期末）某同学用打气筒为体积为2.0L的排球充气，充气前排球呈球形，内部气压与外界大气压相等，均为1.0×105Pa．设充气过程中排球体积和内外气体温度不变，气筒容积为0.05L，要使球内气体压强达到1.5×105Pa，应至少打气多少次（）A．20次 B．30次 C．40次 D．60次【解答】解：由题，充气过程的最后时刻，活塞以下的气体的压强：P＝1.5×105Pa其中：V＝2.0L；打气筒容积：V′＝0.05L；对打足气后球内的气体有：P0（V+nV′）＝PV0代入数据得：n＝20（次）。故A正确，BCD错误故选：A。9．（2023春•丰台区校级期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功 B．A→B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 C．B→C过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小 D．C→A过程中单位体积内分子数增加，分子的平均动能也增加【解答】解：A、根据一定质量理想气体状态方程可得pVT=C，解得：VB、气体在A→B过程中，由图像可知，气体压强保持不变，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，根据气体压强微观意义可知，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故B错误；C、B→C过程中气体做等容变化，气体的压强减小，气体分子的数密度不变，故C错误；D、C→A过程中气体体积减小、单位体积内分子数增加，气体温度不变，则分子的平均动能不变，故D错误。故选：A。10．（2023春•渝中区校级期中）一厚度为d＝2cm的实心圆柱体金属块卡在了长度l0＝20cm的洁净试管中，并封闭了一定量的理想气体，金属块底部到试管底部的距离l＝10cm，某学习小组想要将金属块从试管中取出，采用了以下两种方案：一、小明将试管底部放置在87℃的恒温热水中，想通过气体膨胀将金属块顶出，但最终失败了：二、小刚将试管倒置后，发现金属块仍然没有掉出试管，于是使整个试管向下做加速度为2g的匀加速直线运动，而后让试管突然停止，让金属块依靠自身惯性掉出，两种方案下室温均为27℃，不计金属块与试管之间的摩擦，大气压强对金属块产生的作用力正好是金属块重力的15倍。下列说法正确的是（）A．使用恒温热水加热试管底部的过程中，管内气体对外所做的功大于吸收的热量 B．使用恒温热水加热试管底部后，金属块下端离试管顶部的距离为6cm C．方案二中，试管倒置后，管内封闭的气体长度约为11.4cm D．方案二中，试管向下做加速运动时，管内封闭的气体长度将小于l【解答】解：A、使用恒温热水加热试管底部的过程中，封闭气体温度升高，则内能增大，ΔU＞0。根据热力学第一定律ΔU＝Q+W，依题意可知Q＞0，则W＜0，且Q＞|W|，故A错误；B、使用恒温热水加热试管底部后，管内封闭气体等压膨胀，设加热后封闭气体长度变为l1，试管横截面积为S，根据盖—吕萨克定律得V其中V0＝Sl，V1＝Sl1，T0＝27K+273K＝300K，T1＝87K+273K＝360K，解得：l1＝12cm此时金属块下端离试管顶部距离为s＝20cm﹣12cm＝8cm，故B错误；C、倒置前，以金属块为研究对象，受自身重力，向下的大气压力p0S和封闭气体对它向上的压力p1S，根据平衡方程得mg+p0S＝p1S已知p0S＝15mg则p1S＝16mg倒置后，仍以金属块为研究对象，受自身重力，向上的大气压力p0S和封闭气体对它向下的压力p2S，根据平衡方程得mg+p2S＝p0S解得p2S＝14mg封闭气体等温变化，设倒置后封闭气体长度为l2，根据玻意耳定律得p1lS＝p2l2S解得：l2≈11.4cm，故C正确；D、以金属块为研究对象，根据牛顿第二定律得p3S+mg﹣p0S＝ma解得：p3＝p1即压强与初始时相同，则封闭气体的长度仍然等于l，故D错误。故选：C。11．（2023春•徐州期中）如图所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中装满水，乙中充满空气，则下列说法正确的是（容器容积恒定）（）A．两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的 B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的 C．甲容器中pA＞pB，乙容器中pC＞pD D．当温度升高时，pA、pB不变，pC、pD都变大【解答】解：AB．甲容器中A、B处压强是由所装物质的重力而产生的，乙容器中C、D处压强是由分子撞击器壁而产生的，故AB错误；C．根据液体压强p＝ρgh，可知pA＞pB乙容器中气体分子气体分子撞击器壁的情况相同，故乙容器中pC＝pD，故C错误；D．当温度升高时，pA、pB不变，乙容器中气体等压升温，由pT=C，可知pC、p故选：D。12．（2023春•龙凤区校级期中）如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确（）A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B．若外界大气压减小，则气缸的上底面距地面的高度将减小 C．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 D．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小【解答】解：A、选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界大气压增大，则弹簧长度不发生变化，故A错误；B、选择气缸内气体为研究对象，竖直向下受重力和大气压力PS，向上受到缸内气体向上的压力P1S，物体受三力平衡：G+PS＝P1S，若外界大气压P增大，P1一定增大，根据理想气体的等温变化PV＝C（常数），当压强增大时，体积一定减小，所以气缸的上底面距地面的高度将减小，故B错误；CD、选择气缸和活塞为整体，那么整体所受的大气压力相互抵消，若外界气温升高，弹簧长度不发生变化，活塞距地面的高度不变。气温升高，则大气压下降。先把缸作为研究对象，对缸竖直方向受力分析：初状态：F上1＝F缸气1F下1＝F大气1+G缸F上1＝F上2末状态：F上2＝F缸气2（缸内的气体温度升高则压强变大，即F缸气2变大）F下2＝F大气2+G缸（F大气2小于F大气1）所以F上2大于F下2，又因活塞与缸内壁无摩擦，故气缸向上运动，即气缸的上底面距地面的高度将变大，故C正确，D错误。故选：C。二．多选题（共3小题）（多选）13．（2023春•丰城市校级期末）有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度x可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压（p0＝76cmHg）下，当温度t1为27℃时，x1＝16cm，将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（）A．在标准大气压下，当温度t1为27℃时，玻璃泡A内气体的压强p1＝60cmHg B．在标准大气压下，t2为﹣3℃的刻度线标记在x2＝20cm处 C．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高 D．由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低【解答】解：A、温度t＝27℃时，玻璃泡A内的气体压强p1＝p0﹣px1＝76cmHg﹣16cmHg＝60cmHg，故A正确；B、由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由题可知T1＝273+t1＝273K+27K＝300K温度t2为﹣3℃时对应的热力学温度T2＝273+t2＝273K﹣3K＝270K根据查理定律p1得p2气体末状态压强p2解得x2＝22cm即水银面的高度为22cm，故B错误；CD、当管内水银面的高度为x时，地面上标准大气压下温度为T，设高山上压强为p0，水银密度为ρ，温度为T′′，由查理定律得p0高山上压强减小，故温度的测量值比实际温度高，故C正确，D错误。故选：AC。（多选）14．（2023春•钦州期末）如图甲所示，一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置，用长为20cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体.封闭气柱长度为32cm，大气压强恒为76cmHg。现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°，如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°，如图丙所示。已知气体温度始终不变，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，下列说法正确的是（）A．图乙状态的气体压强小于图丙 B．若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将增加 C．图乙气柱长度为40cm D．图丙气柱长度为38cm【解答】解：A．图乙中封闭气体的压强为：p2＝p0﹣ρgh＝76cmHg﹣20cmHg＝56cmHg图丙中封闭气体的压强为：p3＝p0﹣ρghcos53°，解得p3＝64cmHg可知图乙状态的气体压强小于图丙，故A正确；B．若玻璃管从图乙状态自由下落，水银柱处于完全失重状态，封闭气体的压强等于大气压，由玻意耳定律：pV＝C，可知气体压强增大，体积减小，即气柱长度将减小，故B错误；CD．设乙、丙中的气体长度分别为L2、L3，根据玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S＝p3L3S其中：p1＝p0，L1＝32cm解得：L2≈43.4cm，L3＝38cm，故C错误，D正确。故选：AD。（多选）15．（2023春•腾冲市校级期末）一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V﹣T图上所示，则（）A．在过程AC中，气体的压强不断变大 B．在过程CB中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大【解答】解：A、AC过程中气体温度不变，体积减小，由理想气体状态方程PVTB、CB过程中，气体体积不变，温度升高，由理想气体状态方程PVTC、D、由A于B的分析可知，A状态的压强最小，B状态的压强最大。故C错误，D正确。故选：AD。三．实验题（共3小题）16．（2023秋•北辰区月考）用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。（1）实验中，为找到体积与压强的关系，不需要（选填“需要”或“不需要”）测空气柱的横截面积；（2）关于该实验的操作，下列说法正确的有AB；A．柱塞上应该涂润滑油B．应缓慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞D．注射器必须固定在竖直平面内（3）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标，1V为横坐标。在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的b【解答】解：（1）由于注射器的截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测体积；（2）A、柱塞上涂油既减小摩擦，又防止漏气，故A正确；B、若急速推拉活塞，则有可能造成漏气和等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故B正确；C、手握活塞造成温度变化，故C错误；D、压强由压力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要竖直放置，故D错误；故选：AB（3）反比例函数是曲线，正比例函数是过原点的直线，所以要画p-1V图像。由pVT=C，可得：p＝CT故答案为：（1）不需要；（2）AB；（3）b。17．（2023秋•奉贤区期中）某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。（1）（多选）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是AB。A．要尽可能保持环境温度不变B．实验过程中应缓慢地推动活塞C．实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞D．实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油（2）（多选）分别在环境温度为T1、T2（T1＜T2）时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是BD。（3）（单选）实验中发现，气体压强与体积的乘积pV越来越小，原因可能是D。A.实验时用手长时间握住注射器气体部分B.涂抹润滑剂过多，部分进入到密封气体腔内C.注射器与传感器连接直管内有部分气体D.实验时注射器内的气体发生了泄露（4）该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米，先用天平测出其质量，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出V-1p图像可能是图中的（5）该同学用第（4）问中图线与纵轴交点坐标（或坐标的绝对值）作为大米体积，由此求出大米的密度比真实值A.偏大（选填“A.偏大”“B.偏小”或“C.相等”）。【解答】解：（1）A.保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，环境温度不变，故A正确；B.实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故B正确；C.实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误；D.在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油作用是为了保证不漏气，不能保证温度不变，故D错误。故选：AB。（2）AB.对于一定质量的理想气体，当温度一定pV为定值，且温度越高，pV越大，故A错误，B正确；CD.对于一定质量的理想气体，当温度一定p与1V故选：BD。（3）A.实验时用手长时间握住注射器气体部分，温度变大，由克拉伯龙方程pV＝nRTpV会变大，故A错误；B.涂抹润滑剂过多，部分进入到密封气体腔内，气体体积变小，但是气体压强也会相应变大，当温度不变时，pV不会变化，故B错误；C.注射器与传感器连接直管内有部分气体，但是数据采集器的传感器能准确采集相应的气体的压强与体积，pV不会变化，故C错误；D.实验时注射器内的气体发生了泄露，由克拉伯龙方程pV＝nRTn减少，pV就会减少，故D正确。故选：D。（4）设大米的体积为V0，由理想气体方程得p(V-V化简得V=1温度不变，V-1故选：A。（5）因为软管的存在，故V0扁小，由密度ρ=M大米密度偏大。故答案为：（1）AB；（2）BD；（3）D；（4）A；（5）A.偏大。18．（2023春•朝阳区校级期末）如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。（1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将C管向下（填“向上”或“向下”）移动，直至B、C两管水银面等高；（2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是A【解答】解：（1）气体温度升高，压强变大，B管水银面下降，为保证气体压强不变，应适当降低C管，所以应将C管向下移动，直至B、C两管水银面等高，即保证了气体压强不变。（2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的温度，用Δh表示B管内水银面高度的改变量。压强不变时体积变化与温度变化的关系是成正比的，所以根据测量数据作出的图线是A。故答案为：（1）向下，B、C两管水银面等高；（2）A。四．解答题（共2小题）19．（2023秋•大连期末）如图所示，传统爆米花机的“爆米”原理是：密封铁炉内米粒和空气同时受热，米粒中的水分蒸发，与空气形成混合气，炉内产生高压，让米粒中水分继续蒸发受阻。打开铁炉，米粒突遇低温产生内外压力差，米粒中水分急剧膨胀使米粒爆炸形成爆米花。某型爆米花机的铁炉仓体积为V＝2×10﹣2m3。工人师傅封装米粒的实物体积为V0＝4.5×10﹣3m3，翻滚铁炉均匀加热，同时观察仪表，当炉内温度升高到1527℃时，决定开炉，只闻“砰”的一声响，洁白香脆的爆米花应声出炉。已知环境温度为27℃，大气压强为p0＝1×105Pa。忽略米粒因水分蒸发对自身体积的影响，将炉内气体视为理想气体，试求：（1）不计水蒸气的体积，开炉前瞬间炉内空气的压强是多少；（2）达到开炉温度时，水蒸气占混合气的体积比例为20%，则开炉前瞬间炉内混合气体的压强是多少。【解答】解：（1）对炉内空气系统，刚封装时，状态1：p1T1＝（27+273）K＝300K开炉前瞬间，状态2：T2＝（1527+273）K＝1800K因忽略米粒体积变化，不计水蒸气的体积，空气系统作等容变化，由查理定律得p1解得：p2＝6×105Pa（2）对炉内空气系统，刚封装时，状态1p1T1＝300KV1＝V﹣V0＝（2×10﹣2﹣4.5×10﹣3）m3＝1.55×10﹣2m3开炉前瞬间，因水蒸气占混合气的体积比例为20%，状态3T3＝T2＝1800KV3＝（1﹣20%）V1＝80%×1.55×10﹣2m3＝1.24×10﹣2m3由理想气体状态方程得p1代入数据解得P因炉内空气是混合气的一部分，在相同状态下，混合气的压强同为7.5×105Pa。答：（1）开炉前瞬间炉内空气的压强是6×105Pa；（2）开炉前瞬间炉内混合气体的压强是7.5×105Pa。20．（2023•黎川县校级开学）如图所示为校园餐厅内装热牛奶的保温桶，其容积为18L，底部有一阀门，打开后牛奶可缓慢流出。现向内倒入12L热牛奶，立即用桶盖将其密封，此时桶内部气压可达到2.5p0（p0为当地大气压）。用容积为250mL的杯子接牛奶，假设桶内部气体质量不变，温度不变，忽略牛奶产生的压强。求：（1）接满6杯牛奶后，桶内气体压强；（2）最多可连续接满多少杯牛奶。【解答】解：（1）以桶内封闭气体为研究对象，初始状态：p1＝2.5p0，V1＝18L﹣12L＝6L接满6杯牛奶后，设桶内气体压强为p2，体积：V2＝6L+0.25L×6＝7.5L气体温度不变，由玻意耳定律有：p1V1＝p2V2代入数据可得：p2＝2p0（2）假设最多可以连续接满n杯，设此时桶内气体压强为p3，则有：p3＝p0此时气体体积：V3＝6+0.25n（L）气体温度不变，由玻意耳定律有：p1V1＝p3V3代入数据可得：n＝36答：（1）接满6杯牛奶后，桶内气体压强为2p0；（2）最多可连续接满36杯牛奶。第三章《热力学定律》综合练习一．选择题（共12小题）1．下列说法正确的是（）A．热机中燃气的内能能够全部变成机械能 B．电流对电热丝做功消耗的电能可以全部转变成内能 C．第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律 D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行2．（2023秋•北辰区月考）一定质量的理想气体温度不变时，体积减小，压强增大，下列说法中正确的是（）A．气体分子的平均动能增大 B．气体的分子势能增大 C．单位时间内撞击器壁上单位面积的分子数增加 D．气体从外界吸收热量3．（2022秋•郴州期末）关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源 B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源 C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能 D．能量的转化、转移没有方向性4．（2022秋•杨浦区校级期末）目前，我国大力发展新能源汽车产业，新能源车的出现，在减少尾气排放、保护生态环境、节省油气资源等方面，产生立竿见影的效果，下列关于新能源汽车说法正确的是（）A．汽车充电时电能全部转化为汽车锂电池的化学能 B．汽车运动时消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒 C．汽车所用的电能是清洁能源，也是一次能源 D．汽车运动时，有一部分能量转化为内能，这些内能我们无法收集起来重新利用5．（2023•忻州开学）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程，该循环称为卡诺循环，下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体分子间的平均距离变小 B．B→C过程中气体分子的平均动能不变 C．C→D过程中气体的内能变大 D．卡诺循环气体需要向外界吸热6．（2023•天心区校级开学）2022年，兼顾低碳装置、环保宜居、复合空间、可拆卸、可移动、可长期使用的成都高新区“10m2的地球”低碳小屋在大源中央公园落成。如图所示，其顶部采用了太阳能光伏发电，可满足室内照明、多媒体播放的需求，是行走的低碳知识“宣传者”。关于光伏发电和“低碳”，下列说法正确的是（）A．光伏发电是将太阳表面发生核裂变释放的光能转化为电能 B．光伏发电利用的是不可再生能源，获得的电能是二次能源 C．太阳能、风能、地热能等清洁能源的转换效率可达到100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放会对环境造成破坏7．（2023秋•官渡区校级期中）“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的，由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达30%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J8．（2023秋•汕头期中）如图1所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，如图2是其水排装置图。当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动。a、b、c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）A．c点的线速度小于b点的线速度 B．a点的线速度大于b点的线速度 C．弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反 D．该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能9．（2023秋•莱芜区校级期中）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能一定变化的是（）A．等温增压后再等温膨胀 B．等压膨胀后再等温压缩 C．等容减压后再等压膨胀 D．等容增压后再等压压缩10．（2023春•弥勒市校级期末）抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104kW•h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为（）A．2.2×104kW•h B．2.8×104kW•h C．3.5×104kW•h D．5×104kW•h11．（2022秋•金华期末）下表是某共享电动汽车的主要参数，根据信息，下列说法正确的是（）空车质量800kg电池能量50kW•h标准承载200kg最大续航（充满电最大行驶路程）200km所受阻力与汽车总重比值（忽略空气阻力）0.09A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电池的化学能 B．电池充满电时的电荷量为1.8×108C C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min所用电能为2.4kW•h D．若标准承载下汽车以120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率不小于30kW12．（2023秋•兴庆区校级期中）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。则下列说法中正确的是（）A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能为12C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW•h D．若风场每年有5000h风速在6～10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×104kW•h二．多选题（共3小题）（多选）13．（2022秋•甘谷县校级期末）电动汽车是近几年国家提倡的流行汽车，其电池包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池等，现有一辆汽车装有镍基电池，对于其工作原理，下列说法正确的是（）A．工作时化学能转化为电能和内能 B．充电时化学能转化为电能和内能 C．工作时电能转化为化学能和内能 D．充电时电能转化为化学能和内能（多选）14．（2023春•泸西县校级期末）下列关于热机的说法中，正确的是（）A．热机是把内能转化成机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能（多选）15．（2023•和平区二模）气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子的升降，其简易结构如图所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接，可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力，设气体初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态B，然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体的状态为C（此过程中人的双脚一直悬空），下列判断正确的是（）A．从A到B的过程中气体从外界吸热 B．从A到B的过程中气体压强增大 C．从B到C的过程中气体压强增大 D．从B到C的过程中气体向外放热三．填空题（共3小题）16．（2023春•厦门期末）1834年，克拉伯龙发表了《论热的驱动能力》一文，指出效率最高的热机循环只能由绝热过程和等温过程构成。如图所示，一定量的理想气体从状态A经等温过程AB、绝热过程BC、等温过程CD、绝热过程DA后，又回到状态A。其中，过程AB中气体的温度为T1、过程CD中气体的温度为T2，则T1T2（选填“大于”或“小于”），过程AB中气体会（选填“释放”或“吸收”）热量。17．（2023•鲤城区校级一模）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，其压强随温度的变化关系如图所示，图线的横轴是摄氏温度t，已知热力学温度T＝t+273（K），则：（1）气体在状态A时的分子数密度（选填“大于”“小于”或“等于”）气体在状态C时的分子数密度。（2）气体从状态A经过状态B到状态C的全过程（选填“吸收”或“放出”）热量。18．（2023•鼓楼区校级二模）继共享单车进入人们的日常生活之后，共享电动汽车也在各个城市出现。如表所示为某款电动汽车的参数，若某次充满电后在平直路面驾驶时，该车载重为100kg，所受阻力为车与载重总重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。该电动汽车的最大行驶速度为km/h，该车以额定功率行驶时最长行驶时间为h，电池充满电后储存的能量为J。车身质量500kg输出电压60V电动机额定功率3000W电池容量250A•h充电电压220V充电时间8～10h四．计算题（共3小题）19．（2023春•富平县期末）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求：（1）U形细管内两侧水银柱的高度差；（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0，求此时的温度；（3）此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化。20．（2023•慈溪市校级开学）如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（如图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。（1）求上述压缩过程中气体内能的变化量；（2）燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（如图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。21．（2023•市中区校级一模）单级水火箭可以简化为如图（a）所示的下方开口的容器。容器中气体体积V＝3L，压强p0＝1×105Pa，下方水的深度h＝50cm。单向气阀（不计质量）是一个只能朝一个方向通入气体的装置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值f＝91.5N。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强p0＝1×105Pa，V1＝300ml的气体。当容器内的气体压强到达一定值时单向气阀和容器中的水被一起喷出，水火箭可以获得一定的速度发射。已知重力加速度g＝10m/s2，容器口的横截面积S＝3×10﹣4m2，水的密度ρ＝1×103kg/m3。假设容器中的气体为理想气体，充气和喷水时忽略温度的变化。（1）求水火箭刚好喷水时容器内气体压强p；（2）求水火箭刚好喷水时的充气次数；（3）水火箭喷水过程中，容器内气体的p﹣V图像如图（b）所示，试估算容器内气体从状态a到状态b从外部吸收的热量。第三章《热力学定律》综合练习一．选择题（共12小题）1．下列说法正确的是（）A．热机中燃气的内能能够全部变成机械能 B．电流对电热丝做功消耗的电能可以全部转变成内能 C．第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律 D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行【解答】解：A.热机中燃气的内能除了一部分转化为机械能外，还有很大一部分转化为热能而损失掉，故A错误；B.电流对电热丝做功能把电能全部转化为内能，故B正确；C.第二类永动机也不可能制成，虽然它不违反能量守恒定律，但它违背机械能和内能转化具有方向性的原理，故C错误；D.满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发进行，比如热量不能自发的从低温物体传递给高温物体，故D错误。故选：B。2．（2023秋•北辰区月考）一定质量的理想气体温度不变时，体积减小，压强增大，下列说法中正确的是（）A．气体分子的平均动能增大 B．气体的分子势能增大 C．单位时间内撞击器壁上单位面积的分子数增加 D．气体从外界吸收热量【解答】解：A、温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，故A错误；B、理想气体不考虑分子势能，故B错误；C、体积减小，单位体积内的分子数增加，温度不变，分子的平均动能不变，则单位时间内撞击器壁上单位面积的分子数增加，故C正确；D、一定质量的理想气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体对外界放出热量，故D错误。故选：C。3．（2022秋•郴州期末）关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源 B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源 C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能 D．能量的转化、转移没有方向性【解答】解：A．虽然能量是守恒的，但能量耗散使在环境中的内能再也不能被人类利用，即能量的可利用率越来越低，能量的品质越来越低，不能被人们利用，方便使用的能源在减少，故我们仍需要节约能源，故A错误；B．化石能源是不可再生能源，水能和风能都是可再生的能源，故B错误；C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能，故C正确；D．根据热力学第二定律可知，有些能量的转化、转移具有方向性，如机械能和内能的相互转化，故D错误。故选：C。4．（2022秋•杨浦区校级期末）目前，我国大力发展新能源汽车产业，新能源车的出现，在减少尾气排放、保护生态环境、节省油气资源等方面，产生立竿见影的效果，下列关于新能源汽车说法正确的是（）A．汽车充电时电能全部转化为汽车锂电池的化学能 B．汽车运动时消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒 C．汽车所用的电能是清洁能源，也是一次能源 D．汽车运动时，有一部分能量转化为内能，这些内能我们无法收集起来重新利用【解答】解：A．汽车充电时电能一部分转化为汽车锂电池的化学能，一部分会转化为充电过程产生的内能，即存在能量的耗散，故A错误；B．汽车运动时消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量守恒。故B错误；C．汽车所用的电能是清洁能源，是二次能源，不是一次能源，故C错误；D．汽车运动时，有一部分能量转化为内能，这些内能我们无法收集起来重新利用。故D正确。故选：D。5．（2023•忻州开学）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程，该循环称为卡诺循环，下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体分子间的平均距离变小 B．B→C过程中气体分子的平均动能不变 C．C→D过程中气体的内能变大 D．卡诺循环气体需要向外界吸热【解答】解：A、A→B过程中，理想气体等温膨胀，分子间的平均距离变大，故A错误；B、B→C过程为绝热膨胀，气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；C、C→D过程为等温压缩，分子的平均动能不变，内能不变，故C错误；D、A→C过程中气体对外界做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，所以在一个循环中气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体需要向外界吸热，故D正确。故选：D。6．（2023•天心区校级开学）2022年，兼顾低碳装置、环保宜居、复合空间、可拆卸、可移动、可长期使用的成都高新区“10m2的地球”低碳小屋在大源中央公园落成。如图所示，其顶部采用了太阳能光伏发电，可满足室内照明、多媒体播放的需求，是行走的低碳知识“宣传者”。关于光伏发电和“低碳”，下列说法正确的是（）A．光伏发电是将太阳表面发生核裂变释放的光能转化为电能 B．光伏发电利用的是不可再生能源，获得的电能是二次能源 C．太阳能、风能、地热能等清洁能源的转换效率可达到100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放会对环境造成破坏【解答】解：A、光伏发电是光能转化为电能，也就是将太阳内部发生核聚变释放的光能转化为电能，故A错误；B、光伏发电利用的是太阳能，太阳能属于可再生能源，获得的电能是二次能源，故B错误；C、实际生产和生活中转换效率不可能达到100%，故C错误；D、能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放会对环境造成破坏，故D正确。故选：D。7．（2023秋•官渡区校级期中）“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的，由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达30%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J【解答】解：每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是ΔE=IEt故选：C。8．（2023秋•汕头期中）如图1所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，如图2是其水排装置图。当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动。a、b、c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）A．c点的线速度小于b点的线速度 B．a点的线速度大于b点的线速度 C．弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反 D．该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能【解答】解：A.由图知c点与b点位于轮的边缘，且通过弦索传动，所以两者的线速度大小相等，故A错误；B.a点与b点在同一个轴上，两者的角速度相等，且线速度正比于半径，a点半径大于b点半径，所以a点线速度大于b点线速度，故B正确；C.弦索对小轮的摩擦力对小轮提供动力，方向和小轮的运动方向相同，故C错误；D.由于该装置存在摩擦阻力等影响，所以该装置不能将水的重力势能全部转化为水排的机械能，故D错误；故选：B。9．（2023秋•莱芜区校级期中）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能一定变化的是（）A．等温增压后再等温膨胀 B．等压膨胀后再等温压缩 C．等容减压后再等压膨胀 D．等容增压后再等压压缩【解答】解：A、等温增压后再等温膨胀，气体温度不变，内能不变，即初始状态的内能一定等于未状态的内能，故A错误；B、等压膨胀过程，由盖一吕萨克定律得，气体温度升高，则气体内能增大，等温压缩过程，温度不变，气体内能不变，则气体初始状态的内能一定小于末状态的内能，故B正确；C、等容减压过程，由查理定律得，气体温度降低，则气体内能减小，等压膨胀过程，由盖一吕萨克定律得，气体温度升高，则气体内能增大，气体内能先减小后增大，初始状态的内能与末状态的内能可能相等，故C错误；D、等容增压过程，由查理定律得，气体温度升高，则气体内能增大，等压压缩过程，由盖一吕萨克定律得，气体温度降低，则气体内能减小，气体内能先增大后减小，初始状态的内能与末状态的内能可能相等，故D错误；故选：B。10．（2023春•弥勒市校级期末）抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104kW•h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为（）A．2.2×104kW•h B．2.8×104kW•h C．3.5×104kW•h D．5×104kW•h【解答】解：此蓄能电站能给电网补充的电能为：Q＝5×104kW•h×（1﹣44%）＝2.8×104kW•h，故B正确，ACD错误。故选：B。11．（2022秋•金华期末）下表是某共享电动汽车的主要参数，根据信息，下列说法正确的是（）空车质量800kg电池能量50kW•h标准承载200kg最大续航（充满电最大行驶路程）200km所受阻力与汽车总重比值（忽略空气阻力）0.09A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电池的化学能 B．电池充满电时的电荷量为1.8×108C C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min所用电能为2.4kW•h D．若标准承载下汽车以120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率不小于30kW【解答】解：A、工作时，电动汽车的电动机是将电能转化成机械能，故A错误；B、由公式W＝Pt得电池充满电时的电能为W＝50kW•h＝50×1000×3600J＝1.8×108J所以50kW•h为充满电时的电能不是电荷量，根据题目已知信息无法求得电池充满电时的电荷量，故B错误；C、标准承载下，电动汽车以v＝72km/h＝20m/s的速度匀速行驶时，F＝0.09mg功率P＝Fv＝0.09mgv＝0.09×（800+200）×10×20W＝1.8×104W＝18kW如果电能全部转化为机械能时，根据W＝Pt＝18kW•1060但实际过程中电能不可能全部转化为机械能，所以耗电量大于3kW•h，故C错误；D、若标准承载下汽车速度能达120km/h，功率P＝Fv2＝0.09mgv2＝0.09×（800+200）×10×120故选：D。12．（2023秋•兴庆区校级期中）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。则下列说法中正确的是（）A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流动空气动能为12C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW•h D．若风场每年有5000h风速在6～10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×104kW•h【解答】解：AB、单位时间内流过面积A的流动空气体积：V0＝A•vt＝Av单位时间流过面积A的流动空气质量：m0＝ρV0＝ρAv单位时间流过面积A的流动空气动能：Ek=设转化效率为η，转化成的电能为：E＝η•Ek=12ηρ该风力发电机的输出电功率P=Et=1C、由于风力发电存在转化效率，若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量约为W＝η•Pt＝η×1.0×108kW×24h＝2.4η×109kW•h＜2.4×109kW•h，故C错误；D、由题意可知风力发电机在风速为v＝9m/s时，输出电功率为P＝405kW由P=Et=12代入数据可得风速为v1＝6m/s时的输出功率：P1＝120kW若风场每年有5000h风速在6～10m/s的风能资源，则该发电机年发电量：E′＝P1•t＝120kW×5000h＝6.0×105kW•h，故D正确；故选：D。二．多选题（共3小题）（多选）13．（2022秋•甘谷县校级期末）电动汽车是近几年国家提倡的流行汽车，其电池包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池等，现有一辆汽车装有镍基电池，对于其工作原理，下列说法正确的是（）A．工作时化学能转化为电能和内能 B．充电时化学能转化为电能和内能 C．工作时电能转化为化学能和内能 D．充电时电能转化为化学能和内能【解答】解：AC、电池工作时化学能转化为电能，同时由于用电元件发热，也转化为部分内能，故A正确，C错误；BD、充电时电能转化为化学能，同时由于用电元件发热，也转化为部分内能，故B错误，D正确。故选：AD。（多选）14．（2023春•泸西县校级期末）下列关于热机的说法中，正确的是（）A．热机是把内能转化成机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能【解答】解：AB.热机是把内能转化为机械能的装置，故A正确，B错误；CD.根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，因此内燃机的效率不可能达到百分百，即内燃机不能把内能全部转化为机械能，故C错误，D正确。故选：AD。（多选）15．（2023•和平区二模）气压式升降椅通过气缸上下运动来调节椅子的升降，其简易结构如图所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接，可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设气缸气密性、导热性良好，忽略摩擦力，设气体初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态B，然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体的状态为C（此过程中人的双脚一直悬空），下列判断正确的是（）A．从A到B的过程中气体从外界吸热 B．从A到B的过程中气体压强增大 C．从B到C的过程中气体压强增大 D．从B到C的过程中气体向外放热【解答】解：AB．分析题意可知，封闭气体经历A→B是等温变化，内能不变，人坐上椅面，理想气体体积减小，根据玻意耳定律P1V1＝P2V2，可知气体压强增大。因为压缩气体所以外界对气体做功，即W＞0，根据热力学第一定律可知ΔU＝Q+W＝0可知Q＜0即气体向外界放热。故A错误，B正确；CD．封闭气体经历从B→C的过程中，根据人的双脚一直悬空可知人对椅面的压