新教材2024-2025学年高中物理第3章热力学定律测评鲁科版选择性必修第三册

第3章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。1.共享单车一般采纳电子锁,车锁内集成了GPS模块与物联网模块等,这些模块工作时须要电能。如图所示,单车车筐底部有太阳能电池板。关于太阳能电池板工作时的能量转化方式,下列说法正确的是()A.电池板把光能转化为电能B.电池板把电能转化为光能C.电池板把机械能转化为电能D.电池板把电能转化为机械能2.一木块沿斜面对下滑,下列说法正确的是()A.不管斜面是否光滑,下滑过程中重力对木块做了功,它的内能将增大B.若斜面光滑且不计空气阻力,木块滑到斜面底部时,速度增大,内能也将增大C.若斜面粗糙,木块在重力作用下虽然速度增大,但它的内能并不变更D.若斜面粗糙,木块的机械能减小,而它的内能将增大3.如图所示,直立容器内有被隔板隔开的A、B两部分体积相等的气体,A的密度小,B的密度较大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体匀称混合,设在此过程中气体汲取的热量为Q,气体内能增量为ΔE,则()A.ΔE=Q B.ΔE<QC.ΔE>Q D.无法比较4.在飞机起飞的过程中,由于高度快速变更,会引起机舱内气压变更,乘客小周同学视察发觉,在此过程中密封桶装薯片的薄膜盖子凸起,如图所示。若起飞前后桶内气体的温度保持不变,则下列关于桶内气体(可视为志向气体)的说法正确的是()A.桶内气体从外界汲取热量B.桶内气体分子平均动能变小C.桶内气体压强增大D.桶内气体对外做功,内能减小二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。5.下列过程可能发生的是()A.某工作物质从高温热源汲取20kJ的热量,全部转化为机械能B.打开一高压密闭容器,其内气体自发逸出后又自发跑进去,复原原状C.利用其他手段,使低温物体的温度更低,高温物体的温度更高D.两瓶不同液体自发混合,然后又自发地各自分开6.下列有关热力学其次定律的说法正确的是()A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行,是不行逆过程B.其次类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的C.空调既能制冷又能制热,说明热传递不具有方向性D.肯定质量的志向气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小7.肯定质量的志向气体,从状态A到状态B,再到状态C,最终回到状态A,其p-T图像如图所示。若气体在状态A时的体积为V0,则()A.气体在状态B时的体积为23VB.气体在状态C时的体积为2V0C.气体在B→C过程中对外界做的功为43p0VD.气体在C→A过程中向外界放出的热量为32p0V8.在我国,航天员太空闲逛已成为现实。在航天员出舱前先要“减压”,在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”,为此特地设计了“气闸舱”,其原理如图所示。两个相通的舱A、B间装有阀门K。指令舱A中充溢气体,气闸舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡。若将此气体近似看成志向气体,则()A.气体体积膨胀,对外做功B.气体分子势能减小,内能增加C.气体体积变大,温度不变D.B中气体不行能自发地全部退回到A中三、非选择题:共60分。考生依据要求作答。9.(4分)如图所示,在玻璃瓶中放入少量水,用中间插有玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口,然后往瓶中打气,当气压达到足够大时,橡皮塞从瓶口冲出,原来透亮的瓶内充溢了白雾。橡皮塞冲出且瓶内充溢白雾表明对做功,瓶内气体温度,内能。

10.(4分)如图所示,肯定质量的志向气体从状态a变更到状态b,其过程如p-T图像中从a到b的直线所示。在此过程中对做功,气体的内能,气体(选填“吸热”或“放热”)。

11.(6分)在将空气(可看成志向气体)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,瓶内空气的内能共减小kJ,空气(选填“汲取”或“放出”)的总热量为kJ。

12.(6分)如图所示,志向气体状态经验了从A到B再到C的过程,则从A到B气体分子的平均速率(选填“增加”“减小”或“不变”),从B到C气体(选填“汲取”或“放出”)能量。

13.(10分)气缸内封闭了肯定质量、压强为p=1.0×105Pa、体积为V=2.0m3的志向气体,现使气体保持压强不变,体积缓慢压缩至V'=1.0m3,此过程气体向外界释放了1.2×105J的热量,则:(1)压缩过程外界对气体做了多少功?(2)气体内能变更了多少?14.(12分)如图所示,一长为L、内横截面积为S的绝热气缸固定在水平地面上,气缸内用一质量为M的绝热活塞封闭了肯定质量的志向气体,活塞光滑且不漏气,起先时活塞固定在气缸正中心,气缸内被封闭气体压强为p,外界大气压强为p0(p>p0)。现释放活塞,测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v。(1)求此过程缸内气体克服大气压力所做的功。(2)活塞从释放到将要离开缸口,缸内气体内能变更了多少?15.(18分)如图所示,绝热容器A中有一根阻值为R=10Ω的电阻丝与电源相连,电源电动势为5V,电源内阻不计。A容器的体积为V0=2L。设电阻丝自身升温所需热量以及所占的体积忽视不计。A容器通过一绝热细管与一竖直的横截面积为S=100cm2的绝热容器C相连,容器C上有质量为m=10kg的绝热活塞封闭,活塞与C容器间无摩擦。现有肯定质量志向气体封闭在两容器中,起先时容器内气体温度为T0=300K,活塞离容器底高度为h0=10cm,大气压强为p0=1.01×105Pa,接通电源对电阻丝加热放出热量,使C中活塞缓慢移动,当稳定时容器气体温度为2T0,用时6min。不考虑容器汲取热量,g取10m/s2。试求:(1)达到平衡时容器C中活塞移动的位移;(2)容器中气体增加的内能。

第3章测评1.A太阳能电池板把光能转化为电能。故选A。2.D斜面光滑且不计空气阻力时,木块下滑过程中机械能守恒,内能不变;斜面粗糙,木块下滑时要克服摩擦力做功,故木块的机械能减小,由能量守恒定律知它的内能将增大,故D正确。3.BA部分气体密度小,B部分气体密度大,以整体为探讨对象,起先时,气体的重心在容器下部,混合匀称后,气体的重心应在容器中部,所以重力对气体做负功,气体的重力势能增大,由能量守恒定律可知,汲取的热量Q有一部分用于增加气体的重力势能,另一部分用于增加气体的内能,故B正确。4.A由于桶内气体温度不变,则内能不变,ΔU=0,桶内气体体积变大,气体对外做功,则W<0,依据热力学第肯定律ΔU=Q+W,可知Q>0,桶内气体从外界汲取热量,A正确,D错误;桶内气体的温度保持不变,则桶内气体分子平均动能不变,B错误;依据玻意耳定律可知,气体的体积变大,则桶内气体压强减小,C错误。5.AC依据热力学其次定律,在产生其他影响的前提下内能可以全部转化为机械能,故选项A正确;热量不行能从低温物体自发地传给高温物体,而不产生其他影响,但通过一些物理过程是可以实现的,故选项C正确;气体膨胀具有方向性,故选项B错误;扩散现象也有方向性,故选项D错误。6.AB与温度有关的一切热现象的宏观过程都是不行逆的,A项正确;其次类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学其次定律,所以制造不出来,B项正确;热量不能自发地由低温物体传到高温物体,空调机里的压缩机工作,消耗了电能,产生了其他影响,C项错误;肯定质量的志向气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵增大,D项错误。7.ABC由志向气体状态方程有2p0V03T0=p0VBT0,可得VB=2V03,故A正确;由玻意耳定律有2p0V0=p0VC,可得VC=2V0,故B正确;气体在B→C过程中对外界做的功为W=p02V0-23V0=43p8.CD当阀门K被打开时,A中的气体进入B中,由于B中为真空,所以气体体积自由膨胀,对外不做功,故A错误;又因为系统与外界无热交换,所以气体内能不变,则气体的温度也不变,B错误,C正确;由热力学其次定律知,真空中气体自由膨胀具有方向性,在无外界作用时,B中气体不能自发地全部退回到A中,故D正确。9.答案气体外界降低削减解析往瓶内打气,压缩瓶内气体做功,使瓶内气体内能增加,温度上升;当瓶塞冲出时,瓶内气体对瓶塞做功,瓶内气体的内能削减,温度降低,瓶内水蒸气因放热发生液化,生成小水滴,即“白雾”。10.答案外界气体不变放热解析由题图可知,由a到b过程气体温度保持不变,则气体内能不变,ΔU=0;而气体压强p增大,由玻意耳定律pV=C可知,气体体积V减小;外界对气体做功,W>0;由热力学第肯定律ΔU=W+Q可知Q=ΔU-W=-W<0,气体向外界放出热量。11.答案5放出29解析志向气体的内能仅与温度有关,故将空气压缩装入气瓶的过程中并不变更空气的内能,只有潜入海底过程才变更内能,所以两个过程中,瓶内空气的内能共减小5kJ,由热力学第肯定律ΔU=W+Q,知Q=-29kJ,故空气放出的总热量为29kJ。12.答案减小汲取解析从A到B气体温度降低,则气体分子的平均速率减小;从B到C气体温度不变,内能不变,而压强减小,依据玻意耳定律可知,气体体积变大,气体对外做功,由热力学第肯定律ΔU=Q+W知,从B到C气体要汲取热量。13.答案(1)1.0×105J(2)削减了2×104J解析(1)外界对气体做功W=p·ΔV=p(V-V')解得W=1.0×105J。(2)由热力学第肯定律得,气缸内气体内能的变更量ΔU=Q+W=(-1.2×105+1.0×105)J=-2×104J。即气体内能削减了2×104J。14.答案(1)p(2)削减了12Mv2+12p解析(1)设大气作用在活塞上的压力为F,则F=p0S则此过程大气压力所做的功W=-F·L2=-故此过程克服大气压力所做的功为p0(2)设活塞离开缸口时动能为Ek,则Ek=