人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE2章末檢測試卷(三)(滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2021·全國高二單元測試)關于內能，以下說法正確的是()A．做功和傳熱在改變物體內能的效果上是等效的B．只要物體溫度不變，它的內能就不變C．每個分子的內能等于這個分子的勢能和動能的總和D．物體只要與外界進行熱交換，其內能就一定變化〖答案〗A〖解析〗做功和傳熱在改變物體內能的實質不同，但效果上是等效的，故A正確；內能是一定宏觀量，是物體內所有分子的動能和分子勢能的總和，宏觀上取決于質量、溫度和體積，物體溫度不變，但體積變化導致分子勢能發生變化，那么物體的內能就要變化，故B、C錯誤；物體與外界進行熱交換，若同時外界對物體做功或物體對外界做功，其內能也有可能不發生變化，故D錯誤．2．(2020·上海市金山中學高二期末)關于能量的轉化，下列說法中正確的是()A．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發地進行B．不但能量的總量保持不變，而且能量的可利用性在逐步提高C．空調機既能制熱又能制冷，說明傳熱不存在方向性D．熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發生其他變化〖答案〗D〖解析〗根據熱力學第二定律，滿足能量守恒定律的物理過程不一定都能自發地進行，選項A錯誤；能量在轉化過程中會由高品質的能源轉化為低品質的能源，故可利用性會降低，選項B錯誤；空調機既能制熱又能制冷，但是要耗電，即傳熱有方向性，熱量只能自發地由高溫物體傳向低溫物體，熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發生其他變化，故C錯誤，D正確．3．關于內能、溫度和熱量，下列說法正確的是()A．物體的溫度升高時，一定吸收熱量B．物體沿斜面下滑時，內能將增大C．物體沿斜面勻速下滑時，內能可能增大D．內能總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當內能相等時傳熱停止〖答案〗C4．某駕駛員發現中午時車胎內的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大．若這段時間胎內氣體質量不變且可視為理想氣體，那么()A．外界對胎內氣體做功，氣體內能減小B．外界對胎內氣體做功，氣體內能增大C．胎內氣體對外界做功，內能減小D．胎內氣體對外界做功，內能增大〖答案〗D〖解析〗中午，車胎體積增大，故胎內氣體對外界做功，胎內氣體溫度升高，故胎內氣體內能增大，D項正確．5．如圖1所示，活塞將一定質量的氣體封閉在直立圓筒形導熱的汽缸中，活塞上堆放細沙，活塞處于靜止，現逐漸取走細沙，使活塞緩慢上升，直到細沙全部取走．若活塞與汽缸之間的摩擦可忽略，則在此過程中的下列說法中正確的是()圖1A．氣體對外做功，氣體溫度一定變化B．氣體對外做功，內能可能不變C．氣體壓強可能增大，內能可能不變D．氣體從外界吸熱，內能一定增大〖答案〗B〖解析〗由于汽缸是導熱的，則可以與外界進行熱交換，細沙減少時，氣體膨脹對外做功，可能由于與外界進行熱交換吸熱使內能不變，但壓強減小，故B正確．6.(2020·涿鹿中學高二月考)如圖2所示，導熱性良好的汽缸內密封的氣體(可視為理想氣體)在等壓膨脹過程中，下列關于氣體說法正確的是()圖2A．氣體內能可能減少B．氣體會向外界放熱C．氣體吸收的熱量大于對外界所做的功D．氣體分子的平均動能將減小〖答案〗C〖解析〗氣體等壓膨脹，根據eq\f(pV,T)＝C知T升高，氣體分子的平均動能將增大，故D錯誤；理想氣體的內能只與溫度有關，溫度升高則內能增大，故A錯誤；體積增大，則氣體對外界做功，即W<0，又內能增加，根據熱力學第一定律知氣體一定吸熱，即Q>0，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W>0，得Q>|W|，故B錯誤，C正確．7．如圖3所示的兩端開口的U形管中，盛有同種液體，并用閥門K將液體隔成左、右兩部分，左邊液面比右邊液面高．現打開閥門K，從打開閥門到兩邊液面第一次平齊的過程中，液體向外放熱為Q，內能變化量為ΔU，動能變化量為ΔEk；大氣對液體做功為W1，重力做功為W2，液體克服阻力做功為W3，由功能關系可得①W1＝0；②W2－W3＝ΔEk；③W2－W3＝Q＝ΔU；④W3－Q＝ΔU，其中，正確的是()圖3A．①②③ B．①②④C．②③ D．①③〖答案〗B〖解析〗由動能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，可知①②正確．由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝W3－Q，可知④正確，③錯誤，選項B正確．8.如圖4所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片．輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉輪轉動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能轉動較長時間，下列說法正確的是()圖4A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量〖答案〗D〖解析〗形狀記憶合金進入水中后受熱，形狀發生改變而攪動熱水，由能量守恒知，能量來源于熱水，熱水溫度會降低，故A、B、C錯誤；由能量守恒知，葉片吸收的能量一部分轉化成葉片的動能，一部分釋放于空氣中，故D正確．二、多項選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．(2020·山西高二期末)下列關于物體內能的各種說法中正確的是()A．物體內能的改變有兩種方式：做功和傳熱，兩者在內能的改變上是等效的B．在有其他影響的情況下，可以把內能全部轉化為有用功C．內能可以由低溫物體轉移到高溫物體而不引起其他變化D．在內能的轉化和轉移過程中，雖然存在能量損失，但總能量依然守恒〖答案〗ABD〖解析〗由熱力學第一定律知，改變物體的內能有兩種方式，分別為做功和傳熱，兩者在內能的改變上是等效的，故A正確；熱力學第二定律指出不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響，故B正確；內能的轉移是通過傳熱的方式完成的，熱力學第二定律指出不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響，故C錯誤；能量守恒定律指出能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化和轉移的過程中，能量的總量不變，故D正確．10．(2021·黑龍江哈爾濱市第六中學高二期中)景頗族的祖先發明的點火器如圖5所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨．猛推推桿，艾絨即可點燃．對筒內封閉的氣體，在此壓縮過程中()圖5A．氣體溫度升高，壓強不變B．氣體溫度升高，壓強變大C．外界對氣體做正功，氣體內能增加D．外界對氣體做正功，氣體內能減少〖答案〗BC〖解析〗由于套筒內封閉著一定質量的氣體，當猛推推桿時推桿迅速壓縮氣體，外界對氣體做正功．由于這一過程進行得很快，可以看成是一個近似絕熱過程，即整個系統來不及向外界傳遞熱量，由公式ΔU＝W＋Q，在瞬間Q＝0，W>0，所以內能增加，則溫度升高，又體積減小，壓強增大，故選B、C.11.(2020·張家口一中高二期中)如圖6，一定質量的理想氣體從狀態a出發，經過等容過程ab到達狀態b，再經過等溫過程bc到達狀態c，最后經等壓過程ca回到狀態a.下列說法正確的是()圖6A．在過程ab中氣體的內能增加B．在過程ca中外界對氣體做功C．在過程ab中氣體對外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量〖答案〗ABD〖解析〗從a到b等容升壓，根據eq\f(pV,T)＝C可知溫度升高，一定質量的理想氣體內能決定于氣體的溫度，溫度升高，則內能增加，故A正確；在過程ca中壓強不變，體積減小，所以外界對氣體做功，故B正確；在過程ab中氣體體積不變，根據W＝pΔV可知，氣體對外界做功為零，故C錯誤；在過程bc中，屬于等溫變化，氣體膨脹對外做功，而氣體的溫度不變，則內能不變；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體從外界吸收熱量，故D正確．12.如圖7所示，一導熱性能良好的金屬汽缸放置在水平面上，汽缸內封閉了一定質量的理想氣體，現緩慢地在活塞上堆放一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，活塞與汽缸壁間的摩擦不計，在此過程中()圖7A．氣體的內能增大B．氣體吸熱C．單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多D．若汽缸和活塞換成絕熱材料，汽缸內氣體分子平均動能增大〖答案〗CD〖解析〗金屬汽缸導熱性能良好，由于熱交換，汽缸內封閉氣體溫度與環境溫度相同，在活塞上堆放一定質量的沙土時氣體等溫壓縮，溫度不變，氣體的內能不變，故A錯誤；氣體溫度不變，內能不變，氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體要向外放出熱量，故B錯誤；汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，而質量不變，則汽缸內氣體分子密度增大，單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多，故C正確；若汽缸和活塞換成絕熱材料，外界氣體不吸熱也不放熱，氣體體積減小，對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能增大，氣體溫度升高，汽缸內氣體分子平均動能增大，故D正確．三、填空題(本題2小題，共16分)13．(6分)一定質量的非理想氣體(分子間的作用力不可忽略)，從外界吸收了4.2×105J的熱量，同時氣體對外做了6×105J的功，則：(1)氣體的內能________(選填“增加”或“減少”)，其變化量的大小為________J.(2)氣體的分子勢能________(選填“增加”或“減少”)．(3)分子平均動能如何變化？〖答案〗(1)減少(1分)1.8×105(1分)(2)增加(2分)(3)見〖解析〗(2分)〖解析〗(1)因氣體從外界吸收熱量，所以Q＝4.2×105J氣體對外做功6×105J，則外界對氣體做功W＝－6×105J由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105J所以氣體內能減少了1.8×105J.(2)因為氣體對外做功，體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負功，氣體的分子勢能增加．(3)因為氣體內能減少，而分子勢能增加，所以分子平均動能必然減少，且分子平均動能的減少量一定大于分子勢能的增加量．14.(10分)(2020·揚州中學月考)把一個小燒瓶和一根彎成直角的均勻玻璃管用橡皮塞連成如圖8所示的裝置．在玻璃管內引入一小段油柱，將一定質量的空氣密封在容器內，被封空氣的壓強跟大氣壓強相等．如果不計大氣壓強的變化，利用此裝置可以研究燒瓶內空氣的體積隨溫度變化的關系．圖8(1)關于瓶內氣體，下列說法中正確的有________．A．溫度升高時，瓶內氣體體積增大，壓強不變B．溫度升高時，瓶內氣體分子的動能都增大C．溫度升高，瓶內氣體分子單位時間碰撞到容器壁單位面積的次數增多D．溫度不太低，壓強不太大時，可視為理想氣體(2)改變燒瓶內氣體的溫度，測出幾組體積V與對應溫度T的值，作出V－T圖像如圖9所示．已知大氣壓強p0＝1×105Pa，則由狀態a到狀態b的過程中，氣體對外做的功為________J．若此過程中氣體吸收熱量60J，則氣體的內能增加了________J.圖9(3)已知1mol任何氣體在壓強p0＝1×105Pa，溫度t0＝0?C時，體積約為V0＝22.4L．瓶內空氣的平均摩爾質量M＝29g/mol，體積V1＝2.24L，溫度為T1＝25?C.可估算出瓶內空氣的質量為________．〖答案〗(1)AD(3分)(2)50(2分)10(2分)(3)2.66g(3分)〖解析〗(1)溫度升高時，由于氣壓等于外界大氣壓，不變，故瓶內氣體體積增大，故A正確；溫度升高時，瓶內氣體分子的熱運動的平均動能增大，但不是每個分子的動能均增大，故B錯誤；氣體壓強是分子對容器壁的頻繁碰撞產生的，溫度升高，分子熱運動的平均動能增大，氣體壓強不變，故瓶內氣體分子單位時間碰撞到容器壁單位面積的次數減少，故C錯誤；溫度不太低，壓強不太大時，實際氣體均可視為理想氣體，故D正確．(2)由狀態a到狀態b的過程中，氣體對外做的功為：W＝p·ΔV＝1.0×105×(2.5×10－3－2×10－3)J＝50J若此過程中氣體吸收熱量60J，則氣體的內能增加ΔU＝60J－50J＝10J(3)瓶內空氣體積V1＝2.24L，溫度為T1＝(25＋273)K＝298K，轉化為標準狀態，有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)解得：V2＝eq\f(V1T2,T1)物質的量為n＝eq\f(V2,V0)故質量：m＝nM＝eq\f(V1T2,T1V0)·M≈2.66g.四、計算題(本題4小題，共44分)15．(9分)如圖10所示，一定質量的理想氣體，從狀態A等容變化到狀態B，再等壓變化到狀態D.已知在狀態A時，氣體溫度tA＝327℃.圖10(1)求氣體在狀態B時的溫度；(2)已知由狀態B→D的過程，氣體對外做功W，氣體與外界交換熱量Q，試比較W與Q的大小，并說明原因．〖答案〗(1)27℃(2)Q>W原因見〖解析〗〖解析〗(1)氣體由狀態A變化到狀態B由查理定律eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)可得(2分)TB＝eq\f(pB,pA)TA＝eq\f(1,2)×(327＋273)K＝300K(2分)所以tB＝27℃.(1分)(2)由B→D的過程，氣體溫度升高，內能增大，由熱力學第一定律ΔU＝Q－W>0，可得Q>W.(4分)16.(10分)如圖11為一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為p0.經過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K.圖11(1)求此時氣體的壓強．(2)保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0.求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值．判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．〖答案〗(1)eq\f(7,6)p0(2)eq\f(6,7)吸熱原因見〖解析〗〖解析〗(1)由題意知，氣體體積不變，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)(2分)所以此時氣體的壓強p1＝eq\f(T1,T0)p0＝eq\f(350,300)p0＝eq\f(7,6)p0(2分)(2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設膨脹后氣體的總體積為V2，由玻意耳定律可得p1V0＝p0V2(2分)可得V2＝eq\f(p1V0,p0)＝eq\f(7,6)V0(1分)所以集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值為eq\f(ρV0,ρ·\f(7,6)V0)＝eq\f(6,7)(1分)因為抽氣過程中氣體溫度不變，故內能不變，而氣體的體積膨脹對外做功．由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體一定從外界吸收熱量．(2分)17.(12分)某壓力鍋結構如圖12所示．蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥被頂起時，停止加熱．圖12(1)假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1J，并向外界釋放了2J的熱量．鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？(2)已知大氣壓強p隨海拔高度H的變化滿足p＝p0(1－αH)，其中常數α>0.結合氣體實驗定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當壓力閥被頂起時鍋內氣體的溫度有何不同．〖答案〗(1)減少3J(2)溫度隨著海拔高度的增加而降低．〖解析〗(1)根據熱力學第一定律：ΔU＝W＋Q，氣體對外做功，W＝－1J；氣體向外放熱，熱量Q＝－2J．(2分)則有：ΔU＝W＋Q＝－3J，負號表示內能減少．鍋內原有氣體內能減少，減少了3J．(2分)(2)由p＝p0(1－αH)(其中α>0)，隨著海拔高度的增加，大氣壓強減??；(1分)鍋內氣體壓強p1＝p＋eq\f(mg,S)＝p0(1－αH)＋eq\f(mg,S)，隨著海拔高度的增加，閥門被頂起時鍋內氣體壓強減??；(4分)根據查理定律eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)可知，閥門被頂起時鍋內氣體溫度隨著海拔高度的增加而降低．(3分)18.(13分)(2020·安徽高二期末)一定質量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內，汽缸如圖13所示水平放置．活塞的質量m＝20kg，橫截面積S＝100cm2，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣，開始使汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L1＝12cm，離汽缸口的距離L2＝4cm.外界氣溫為27?C，大氣壓強為1.0×105Pa，將汽缸緩慢地轉到開口向上的豎直位置，待穩定后對缸內氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g＝10m/s2，求：圖13(1)此時氣體的溫度為多少；(2)在對缸內氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時吸收Q＝390J的熱量，則氣體增加的內能ΔU為多少．〖答案〗(1)480K(2)318J〖解析〗(1)當汽缸水平放置時，p0＝1.0×105Pa，V0＝L1S，T0＝300K當汽缸口向上，活塞到達汽缸口時，活塞的受力分析圖如圖所示，有p1S＝p0S＋mg(2分)則p1＝1.2×105Pa，V1＝(L1＋L2)S由理想氣體狀態方程得eq\f(p0L1S,T0)＝eq\f(p1L1＋L2S,T1)(2分)則T1＝480K(1分)(2)當汽缸口向上，未加熱穩定時：由玻意耳定律得p0L1S＝p1LS(2分)則L＝10cm(1分)加熱后，氣體做等壓變化，外界對氣體做功為W＝－p0(L1＋L2－L)S－mg(L1＋L2－L)＝－72J(2分)根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q(2分)得ΔU＝318J．(1分)章末檢測試卷(三)(滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2021·全國高二單元測試)關于內能，以下說法正確的是()A．做功和傳熱在改變物體內能的效果上是等效的B．只要物體溫度不變，它的內能就不變C．每個分子的內能等于這個分子的勢能和動能的總和D．物體只要與外界進行熱交換，其內能就一定變化〖答案〗A〖解析〗做功和傳熱在改變物體內能的實質不同，但效果上是等效的，故A正確；內能是一定宏觀量，是物體內所有分子的動能和分子勢能的總和，宏觀上取決于質量、溫度和體積，物體溫度不變，但體積變化導致分子勢能發生變化，那么物體的內能就要變化，故B、C錯誤；物體與外界進行熱交換，若同時外界對物體做功或物體對外界做功，其內能也有可能不發生變化，故D錯誤．2．(2020·上海市金山中學高二期末)關于能量的轉化，下列說法中正確的是()A．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發地進行B．不但能量的總量保持不變，而且能量的可利用性在逐步提高C．空調機既能制熱又能制冷，說明傳熱不存在方向性D．熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發生其他變化〖答案〗D〖解析〗根據熱力學第二定律，滿足能量守恒定律的物理過程不一定都能自發地進行，選項A錯誤；能量在轉化過程中會由高品質的能源轉化為低品質的能源，故可利用性會降低，選項B錯誤；空調機既能制熱又能制冷，但是要耗電，即傳熱有方向性，熱量只能自發地由高溫物體傳向低溫物體，熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體而不發生其他變化，故C錯誤，D正確．3．關于內能、溫度和熱量，下列說法正確的是()A．物體的溫度升高時，一定吸收熱量B．物體沿斜面下滑時，內能將增大C．物體沿斜面勻速下滑時，內能可能增大D．內能總是從高溫物體傳遞給低溫物體，當內能相等時傳熱停止〖答案〗C4．某駕駛員發現中午時車胎內的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大．若這段時間胎內氣體質量不變且可視為理想氣體，那么()A．外界對胎內氣體做功，氣體內能減小B．外界對胎內氣體做功，氣體內能增大C．胎內氣體對外界做功，內能減小D．胎內氣體對外界做功，內能增大〖答案〗D〖解析〗中午，車胎體積增大，故胎內氣體對外界做功，胎內氣體溫度升高，故胎內氣體內能增大，D項正確．5．如圖1所示，活塞將一定質量的氣體封閉在直立圓筒形導熱的汽缸中，活塞上堆放細沙，活塞處于靜止，現逐漸取走細沙，使活塞緩慢上升，直到細沙全部取走．若活塞與汽缸之間的摩擦可忽略，則在此過程中的下列說法中正確的是()圖1A．氣體對外做功，氣體溫度一定變化B．氣體對外做功，內能可能不變C．氣體壓強可能增大，內能可能不變D．氣體從外界吸熱，內能一定增大〖答案〗B〖解析〗由于汽缸是導熱的，則可以與外界進行熱交換，細沙減少時，氣體膨脹對外做功，可能由于與外界進行熱交換吸熱使內能不變，但壓強減小，故B正確．6.(2020·涿鹿中學高二月考)如圖2所示，導熱性良好的汽缸內密封的氣體(可視為理想氣體)在等壓膨脹過程中，下列關于氣體說法正確的是()圖2A．氣體內能可能減少B．氣體會向外界放熱C．氣體吸收的熱量大于對外界所做的功D．氣體分子的平均動能將減小〖答案〗C〖解析〗氣體等壓膨脹，根據eq\f(pV,T)＝C知T升高，氣體分子的平均動能將增大，故D錯誤；理想氣體的內能只與溫度有關，溫度升高則內能增大，故A錯誤；體積增大，則氣體對外界做功，即W<0，又內能增加，根據熱力學第一定律知氣體一定吸熱，即Q>0，根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W>0，得Q>|W|，故B錯誤，C正確．7．如圖3所示的兩端開口的U形管中，盛有同種液體，并用閥門K將液體隔成左、右兩部分，左邊液面比右邊液面高．現打開閥門K，從打開閥門到兩邊液面第一次平齊的過程中，液體向外放熱為Q，內能變化量為ΔU，動能變化量為ΔEk；大氣對液體做功為W1，重力做功為W2，液體克服阻力做功為W3，由功能關系可得①W1＝0；②W2－W3＝ΔEk；③W2－W3＝Q＝ΔU；④W3－Q＝ΔU，其中，正確的是()圖3A．①②③ B．①②④C．②③ D．①③〖答案〗B〖解析〗由動能定理可知W2－W3＋W1＝ΔEk，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，可知①②正確．由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝W3－Q，可知④正確，③錯誤，選項B正確．8.如圖4所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片．輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉輪轉動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能轉動較長時間，下列說法正確的是()圖4A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量〖答案〗D〖解析〗形狀記憶合金進入水中后受熱，形狀發生改變而攪動熱水，由能量守恒知，能量來源于熱水，熱水溫度會降低，故A、B、C錯誤；由能量守恒知，葉片吸收的能量一部分轉化成葉片的動能，一部分釋放于空氣中，故D正確．二、多項選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．(2020·山西高二期末)下列關于物體內能的各種說法中正確的是()A．物體內能的改變有兩種方式：做功和傳熱，兩者在內能的改變上是等效的B．在有其他影響的情況下，可以把內能全部轉化為有用功C．內能可以由低溫物體轉移到高溫物體而不引起其他變化D．在內能的轉化和轉移過程中，雖然存在能量損失，但總能量依然守恒〖答案〗ABD〖解析〗由熱力學第一定律知，改變物體的內能有兩種方式，分別為做功和傳熱，兩者在內能的改變上是等效的，故A正確；熱力學第二定律指出不可能從單一熱源取熱使之完全轉換為有用的功而不產生其他影響，故B正確；內能的轉移是通過傳熱的方式完成的，熱力學第二定律指出不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響，故C錯誤；能量守恒定律指出能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化和轉移的過程中，能量的總量不變，故D正確．10．(2021·黑龍江哈爾濱市第六中學高二期中)景頗族的祖先發明的點火器如圖5所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨．猛推推桿，艾絨即可點燃．對筒內封閉的氣體，在此壓縮過程中()圖5A．氣體溫度升高，壓強不變B．氣體溫度升高，壓強變大C．外界對氣體做正功，氣體內能增加D．外界對氣體做正功，氣體內能減少〖答案〗BC〖解析〗由于套筒內封閉著一定質量的氣體，當猛推推桿時推桿迅速壓縮氣體，外界對氣體做正功．由于這一過程進行得很快，可以看成是一個近似絕熱過程，即整個系統來不及向外界傳遞熱量，由公式ΔU＝W＋Q，在瞬間Q＝0，W>0，所以內能增加，則溫度升高，又體積減小，壓強增大，故選B、C.11.(2020·張家口一中高二期中)如圖6，一定質量的理想氣體從狀態a出發，經過等容過程ab到達狀態b，再經過等溫過程bc到達狀態c，最后經等壓過程ca回到狀態a.下列說法正確的是()圖6A．在過程ab中氣體的內能增加B．在過程ca中外界對氣體做功C．在過程ab中氣體對外界做功D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量〖答案〗ABD〖解析〗從a到b等容升壓，根據eq\f(pV,T)＝C可知溫度升高，一定質量的理想氣體內能決定于氣體的溫度，溫度升高，則內能增加，故A正確；在過程ca中壓強不變，體積減小，所以外界對氣體做功，故B正確；在過程ab中氣體體積不變，根據W＝pΔV可知，氣體對外界做功為零，故C錯誤；在過程bc中，屬于等溫變化，氣體膨脹對外做功，而氣體的溫度不變，則內能不變；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體從外界吸收熱量，故D正確．12.如圖7所示，一導熱性能良好的金屬汽缸放置在水平面上，汽缸內封閉了一定質量的理想氣體，現緩慢地在活塞上堆放一定質量的沙土，忽略環境溫度的變化，活塞與汽缸壁間的摩擦不計，在此過程中()圖7A．氣體的內能增大B．氣體吸熱C．單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多D．若汽缸和活塞換成絕熱材料，汽缸內氣體分子平均動能增大〖答案〗CD〖解析〗金屬汽缸導熱性能良好，由于熱交換，汽缸內封閉氣體溫度與環境溫度相同，在活塞上堆放一定質量的沙土時氣體等溫壓縮，溫度不變，氣體的內能不變，故A錯誤；氣體溫度不變，內能不變，氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體要向外放出熱量，故B錯誤；汽缸內封閉氣體被壓縮，體積減小，而質量不變，則汽缸內氣體分子密度增大，單位時間內撞擊汽缸壁單位面積的分子數增多，故C正確；若汽缸和活塞換成絕熱材料，外界氣體不吸熱也不放熱，氣體體積減小，對氣體做功，由熱力學第一定律可知，氣體內能增大，氣體溫度升高，汽缸內氣體分子平均動能增大，故D正確．三、填空題(本題2小題，共16分)13．(6分)一定質量的非理想氣體(分子間的作用力不可忽略)，從外界吸收了4.2×105J的熱量，同時氣體對外做了6×105J的功，則：(1)氣體的內能________(選填“增加”或“減少”)，其變化量的大小為________J.(2)氣體的分子勢能________(選填“增加”或“減少”)．(3)分子平均動能如何變化？〖答案〗(1)減少(1分)1.8×105(1分)(2)增加(2分)(3)見〖解析〗(2分)〖解析〗(1)因氣體從外界吸收熱量，所以Q＝4.2×105J氣體對外做功6×105J，則外界對氣體做功W＝－6×105J由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105J＋4.2×105J＝－1.8×105J所以氣體內能減少了1.8×105J.(2)因為氣體對外做功，體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負功，氣體的分子勢能增加．(3)因為氣體內能減少，而分子勢能增加，所以分子平均動能必然減少，且分子平均動能的減少量一定大于分子勢能的增加量．14.(10分)(2020·揚州中學月考)把一個小燒瓶和一根彎成直角的均勻玻璃管用橡皮塞連成如圖8所示的裝置．在玻璃管內引入一小段油柱，將一定質量的空氣密封在容器內，被封空氣的壓強跟大氣壓強相等．如果不計大氣壓強的變化，利用此裝置可以研究燒瓶內空氣的體積隨溫度變化的關系．圖8(1)關于瓶內氣體，下列說法中正確的有________．A．溫度升高時，瓶內氣體體積增大，壓強不變B．溫度升高時，瓶內氣體分子的動能都增大C．溫度升高，瓶內氣體分子單位時間碰撞到容器壁單位面積的次數增多D．溫度不太低，壓強不太大時，可視為理想氣體(2)改變燒瓶內氣體的溫度，測出幾組體積V與對應溫度T的值，作出V－T圖像如圖9所示．已知大氣壓強p0＝1×105Pa，則由狀態a到狀態b的過程中，氣體對外做的功為________J．若此過程中氣體吸收熱量60J，則氣體的內能增加了________J.圖9(3)已知1mol任何氣體在壓強p0＝1×105Pa，溫度t0＝0?C時，體積約為V0＝22.4L．瓶內空氣的平均摩爾質量M＝29g/mol，體積V1＝2.24L，溫度為T1＝25?C.可估算出瓶內空氣的質量為________．〖答案〗(1)AD(3分)(2)50(2分)10(2分)(3)2.66g(3分)〖解析〗(1)溫度升高時，由于氣壓等于外界大氣壓，不變，故瓶內氣體體積增大，故A正確；溫度升高時，瓶內氣體分子的熱運動的平均動能增大，但不是每個分子的動能均增大，故B錯誤；氣體壓強是分子對容器壁的頻繁碰撞產生的，溫度升高，分子熱運動的平均動能增大，氣體壓強不變，故瓶內氣體分子單位時間碰撞到容器壁單位面積的次數減少，故C錯誤；溫度不太低，壓強不太大時，實際氣體均可視為理想氣體，故D正確．(2)由狀態a到狀態b的過程中，氣體對外做的功為：W＝p·ΔV＝1.0×105×(2.5×10－3－2×10－3)J＝50J若此過程中氣體吸收熱量60J，則氣體的內能增加ΔU＝60J－50J＝10J(3)瓶內空氣體積V1＝2.24L，溫度為T1＝(25＋273)K＝298K，轉化為標準狀態，有eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)解得：V2＝eq\f(V1T2,T1)物質的量為n＝eq\f(V2,V0)故質量：m＝nM＝eq\f(V1T2,T1V0)·M≈2.66g.四、計算題(本題4小題，共44分)15．(9分)如圖10所示，一定質量的理想氣體，從狀態A等容變化到狀態B，再等壓變化到狀態D.已知在狀態A時，氣體溫度tA＝327℃.圖10(1)求氣體在狀態B時的溫度；(2)已知由狀態B→D的過程，氣體對外做功W，氣體與外界交換熱量Q，試比較W與Q的大小，并說明原因．〖答案〗(1)27℃(2)Q>W原因見〖解析〗〖解析〗(1)氣體由狀態A變化到狀態B由查理定律eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)可得(2分)TB＝eq\f(pB,pA)TA＝eq\f(1,2)×(327＋273)K＝300K(2分)所以tB＝27℃.(1分)(2)由B→D的過程，氣體溫度升高，內能增大，由熱力學第一定律ΔU＝Q－W>0，可得Q>W.(4分)16.(10分)如圖11為一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為p0.經過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K.圖11(1)求此時氣體的壓強．(2)保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0.求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值．判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因．〖答案〗(1)eq\f(7,6)p0(2)eq\f(6,7)吸熱原因見〖解析〗〖解析〗(1)由題意知，氣體體積不變，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)(2分)所以此時氣體的壓強p1