高中物理新教材同步选修第三册课件+讲义 第3章 章末检测试卷(3)

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高中物理新教材同步课件选修第三册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第三章ZHANGMOJIANCESHIJUAN(SAN)章末检测试卷(三)(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.(2021·淮安市高二月考)关于热力学定律，下列说法正确的是A.一定质量的气体吸收热量，其内能一定增大B.一定质量的气体吸收热量，其内能不一定增大C.不可能使热量由低温物体传递到高温物体D.第二类永动机不仅违反了热力学第二定律，也违反了能量守恒定律123456789101112131415√161718123456789101112131415做功与传热是改变物体内能的两种方式，一定质量的气体吸收热量，如果气体同时对外做功，气体内能不一定增大，故A错误，B正确；不可能使热量自发地由低温物体传到高温物体，但在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，故C错误；第二类永动机不违反能量守恒定律但违反了热力学第二定律，故D错误.1617182.关于内能、温度和热量，下列说法正确的是A.物体的温度升高时，一定吸收热量B.物体沿斜面下滑时，内能将增大C.物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D.内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时传热停止123456789101112131415√1617183.在商场一些柜台前常见到一种气压凳(如图)，它的高度可以调节且舒适性好.其原理结构简化模型就是一个汽缸活塞模型，内部封闭一定质量的气体(视为理想气体，忽略与外界的热交换).如果有一个人坐上去，关于内部气体的说法正确的是A.外界对气体做功，内能增加B.气体对外界做功，内能增加C.体积减小，压强增大，温度不变D.体积减小，压强不变，温度升高123456789101112131415√161718123456789101112131415气体体积减小，外界对气体做功，与外界无热交换，根据热力学第一定律可知，内能增加，故A正确，B错误；由以上分析可知气体的内能增加，温度升高，气体被压缩，体积减小，根据理想气体状态方程可知，压强增大，故C、D错误.1617184.(2021·南京市高二期末)一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是A.体积不变 B.体积增大C.外界对气体做功 D.一定从外界吸收热量123456789101112131415√161718123456789101112131415161718由于题图图像是过坐标原点的直线，设斜率为k，因此表达式为p＝kt因此随着温度t的升高，气体的体积减小，外界对气体做功，气体的内能增加，根据热力学第一定律，无法判断是吸热还是放热，故选C.5.有一种在超市中常见的“强力吸盘挂钩”如图甲所示.图乙、图丙是其工作原理示意图.使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图乙)，然后把锁扣扳下(如图丙)，让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，使吸盘牢牢地被固定在墙壁上.若吸盘内气体可视为理想气体，且温度始终保持不变.则此过程中A.吸盘内气体压强增大B.吸盘内气体分子的密度增大C.吸盘内气体分子的平均速率增大D.吸盘内气体要吸收热量123456789101112131415√161718123456789101112131415吸盘内封闭了一定质量的理想气体，由题图可知，吸盘内的气体体积变大，吸盘内气体分子的密度减小，故B错误；温度不变，吸盘内气体分子的平均动能不变，平均速率不变，故C错误；161718123456789101112131415温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知，吸盘内气体压强减小，故A错误；理想气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内气体要吸收热量，故D正确.1617186.(2021·南通市高二期末)用图甲所示的装置探究注射器内封闭气体的压强与体积的关系，根据测得的实验数据作出p－ 图像如图乙所示，线段AB的延长线经过坐标原点O，BC段为曲线，环境温度保持不变.则下列说法中正确的是A.A→B过程，气体的内能增加B.A→B过程，气体吸收热量C.B→C过程，气体对外做正功D.B→C过程，可能出现了漏气123456789101112131415√161718123456789101112131415因AB的延长线过原点，可知A→B过程温度不变，气体的内能不变，即ΔU＝0；A→B过程体积减小，外界对气体做功，W＞0，根据ΔU＝Q＋W，可知Q＜O，故气体放出热量，选项A、B错误；B→C过程体积减小，则外界对气体做功，选项C错误；B→C过程中pV乘积减小，则可能出现了漏气，选项D正确.1617187.如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片.轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动.离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量123456789101112131415√161718123456789101112131415形状记忆合金进入水中后受热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒定律知，能量来源于热水，热水温度会降低，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故选D.1617188.(2021·连云港市高二期末)一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化.已知状态A的温度与状态C的温度相同，下列说法正确的是A.A→B过程气体温度升高，密度减小B.A→B过程外界对气体做功，气体温度降低C.A→B→C过程气体与外界的热交换为零D.A→B过程气体吸收的热量小于B→C过程气体放出的热量123456789101112131415√161718123456789101112131415161718A→B过程气体体积增大，气体对外界做功，气体温度升高，所以B错误；A、C状态气体的温度相同，气体的内能相同，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，由于气体膨胀对外界做功，W<0，则气体从外界吸收热量，所以C错误；由于A→B→C过程气体从外界吸收热量，则A→B过程气体吸收的热量大于B→C过程气体放出的热量，所以D错误.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.下列关于物体内能的说法正确的是A.改变物体内能有两种方式：做功和传热，两者在内能的改变上是等效 的，且实质也是相同的B.在有其他影响的情况下，可以把内能全部转化为有用功C.热量可以由低温物体转移到高温物体而不引起其他变化D.在内能的转化和转移过程中，虽然存在能量损失，但总能量依然守恒123456789101112131415√√161718由热力学第一定律知，改变物体的内能有两种方式，分别为做功和传热，两者在内能的改变上是等效的，但实质不同，故A错误；热力学第二定律指出不可能从单一热库取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故B正确；热力学第二定律指出不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故C错误；能量守恒定律指出能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量守恒，故D正确.12345678910111213141516171810.如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空，现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是A.气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内 能减少B.气体在向真空膨胀的过程中不对外做功，分子平均动能不变C.气体在向真空膨胀的过程中，气体体积增大，内能不变D.若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成 为真空123456789101112131415√√√161718气体在向真空膨胀的过程中，气体由左侧扩散到整个容器，所以体积变大，但右侧为真空，气体扩散过程没有做功，所以W＝0，另外，绝热过程，Q＝0，所以ΔU＝0，内能不变，温度不变，分子平均动能不变，A错误，B、C正确；123456789101112131415161718根据热力学第二定律，若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空，D正确.11.如图，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123456789101112131415√√√161718123456789101112131415161718在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B正确；在过程ab中气体体积不变，可知气体对外界做功为零，故C错误；在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体从外界吸收热量，故D正确.12.如图所示，一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中A.气体的内能增大B.气体吸热C.单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多D.若汽缸和活塞换成绝热材料，汽缸内气体分子平均动能增大√√123456789101112131415161718123456789101112131415金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，在活塞上堆放一定质量的沙土时气体等温压缩，温度不变，气体的内能不变，故A错误；气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体要向外放出热量，故B错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体分子密度增大，单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多，故C正确；若汽缸和活塞换成绝热材料，外界气体不吸热也不放热，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增大，气体温度升高，汽缸内气体分子平均动能增大，故D正确.161718三、非选择题：本题共6小题，共60分13.(6分)在热力学中有一种循环过程叫作焦耳循环.它由两个等压过程和两个绝热过程组成.图示为一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A→B→C→D→A)，已知某些状态的部分参数如图所示(见图中所标数据).试解决下列问题：123456789101112131415161718(1)从状态C→D过程气体分子的密度______，分子的平均动能会_____；(均选填“变大”“变小”或“不变”)变小变大从状态C→D过程，气体体积变大，气体质量不变，气体分子的密度变小；从状态C→D过程，压强不变，由盖－吕萨克定律得，气体的体积变大，温度升高，则气体分子的平均动能会变大；123456789101112131415161718123456789101112131415161718(2)已知状态A的温度TA＝250 K，求状态C的温度TC＝____ K；250123456789101112131415161718(3)若已知A→B过程放热Q＝80 J，则A→B过程中内能的变化量ΔUAB＝______ J，B→C过程外界对气体做的功WBC＝____ J.－2020123456789101112131415161718A→B过程外界对气体做功W＝pΔV＝1×105×(1.2－0.6)×10－3 J＝60 J气体放热Q＝80 J则A→B过程中内能的变化量ΔUAB＝W－Q＝－20 J；从A到C气体的内能不变，从B到C为绝热过程，则从B→C过程外界对气体做的功WBC＝80 J－60 J＝20 J.14.(10分)把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置.在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等.如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系.(1)关于瓶内气体，下列说法中正确的有________.A.温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变B.温度升高时，瓶内气体分子的动能均增大C.温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多D.温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体123456789101112131415161718AD123456789101112131415161718温度升高时，由于瓶内气体压强等于外界大气压，即压强不变，故瓶内气体体积增大，故A正确；温度升高时，瓶内气体分子的热运动的平均动能增大，但不是每个分子的动能均增大，故B错误；气体压强是分子对容器壁的频繁碰撞产生的，温度升高，分子热运动的平均动能增大，气体压强不变，故瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数减少，故C错误；温度不太低，压强不太大时，实际气体可视为理想气体，故D正确.(2)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V－T图像如图所示.已知大气压强p0＝1×105 Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为_____J.若此过程中气体吸收热量60 J，则气体的内能增加了_____J.1234567891011121314151617185010123456789101112131415161718由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为：W＝p·ΔV＝p0·ΔV＝1×105×(2.5×10－3－2×10－3) J＝50 J若此过程中气体吸收热量60 J，则气体的内能增加ΔU＝60 J－50 J＝10 J(3)已知1 mol任何气体在压强p0＝1×105 Pa、温度T0＝273 K时，体积约为V0＝22.4 L.瓶内空气的平均摩尔质量M＝29 g/mol，体积V1＝2.24 L，温度为T1＝25 ˚C.可估算出瓶内空气的质量为________ g.(结果保留3位有效数字)1234567891011121314151617182.6612345678910111213141516171812345678910111213141515.(9分)(2022·南京市高二月考)如图甲所示，一横截面积S＝10 cm2的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，不计活塞与汽缸间的摩擦.如图乙所示是气体从状态A缓慢变化到状态B的V－T图像.已知AB的反向延长线通过坐标原点O，气体在A状态的压强为p＝1.5×105 Pa，在从状态A变化到状态B的过程中，气体吸收的热量Q＝900 J，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)活塞的质量m；161718答案　5 kg处于状态A时，对活塞受力分析得pS＝mg＋p0S (2分)代入数据解得m＝5 kg (1分)123456789101112131415161718123456789101112131415(2)此过程中气体内能的增量ΔU.161718答案　600 J由题意知理想气体从状态A变化到状态B的过程中，发生的是等压变化，有 (2分)得VB＝8.0×10－3 m3 (1分)则气体对外界做功，W＝－pΔV＝－300 J (2分)内能的增量ΔU＝W＋Q＝600 J. (1分)12345678910111213141516171812345678910111213141516.(10分)(2021·盐城市高二期末)如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形汽缸直立在水平地面上，容积为2V0，一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从汽缸中顶出.现活塞位于汽缸中央，此时该气体温度为T0、密度为ρ，已知该气体的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，大气压强为p0，汽缸密封良好.(1)求汽缸内气体分子的总个数N；161718汽缸内气体分子的总个数N＝ (2分)123456789101112131415(2)现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到3T0时的压强p；答案　1.5p0161718123456789101112131415活塞到达缸口固定卡环之前压强不变，由盖—吕萨克定律得＝ (1分)活塞到达缸口被卡住后气体体积不变，由查理定律得＝ (2分)联立可得p＝1.5p0 (1分)161718123456789101112131415(3)该气体温度升高到3T0过程中，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量ΔU.答案　Q－p0V0161718在该气体温度升高到3T0过程中，气体对外界做功，W＝－p0V0 (2分)由热力学第一定律可得，此过程中气体内能的变化量为ΔU＝Q＋W＝Q－p0V0. (2分)12345678910111213141517.(12分)(2021·徐州市高二期末)如图所示，下端开口的圆柱形容器(导热性能良好)竖立在水面上，其上部封闭有一定质量的理想气体.当环境温度为T1时，容器底部与水面间的高度差为h1，容器内外水面间的高度差为h2；当环境温度升高到T2(未知)时，容器上升的高度为h，此过程中气体从环境中吸收的热量为Q.容器的横截面积为S，已知大气压强始终保持p0不变，水的密度为ρ，当地的重力加速度为g.求：(1)初状态时容器内部气体压强p；答案　p0＋ρgh2161718对容器内水面分析可得p＝p0＋ρgh2 (2分)123456789101112131415(2)环境温度T2；16171812345678910111213141516对容器底部受力分析得mg＋p0S＝pS (2分)1718123456789101112131415(3)环境温度从T1升高到T2过程中，气体内能的变化量ΔU.161718答案　Q－(p0＋ρgh2)Sh该过程中气体对外界做功，W＝－p(V2－V1)＝－(p0＋ρgh2)Sh (2分)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝Q－(p0＋ρgh2)Sh (2分)12345678910111213141518.(13分)一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，汽缸如图所示水平放置.活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始时汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝4 cm.外界气温为27 ˚C，大气压强为p0＝1.0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10 m/s2，求：(1)此时气体的温度为多少；答案　480 K或207 ℃161718123456789101112131415当汽缸水平放置时，p0＝1.0×105 Pa，V0＝L1S，T0＝300 K当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时，对活塞受力分析如图所示，有p1S＝p0S＋mg (1分)得p1＝1.2×105 Pa，V1＝(L1＋L2)S (1分)161718得T1＝480 K (1分)123456789101112131415(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝390 J的热量，则气体增加的内能ΔU为多少.答案　318 J161718123456789101112131415当汽缸口竖直向上，未加热时：由玻意耳定律得p0L1S＝p1LS (2分)得L＝10 cm (1分)加热后，气体做等压变化，外界对气体做功W＝－p0(L1＋L2－L)S－mg(L1＋L2－L)＝－72 J(2分)根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q (2分)得ΔU＝318 J. (1分)161718