2020年教科版高中物理选修3-3章末检测卷含答案（第四章、第五章）

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1、章末检测卷四章末检测卷四(第四章第四章、第五章第五章) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分) 1.在下列现象中不是通过做功使物体内能改变的是( ) A.用打气筒给自行车打气时，筒壁温度升高 B.在阳光照射下，水的温度升高 C.铁锤打铁块，使铁块温度升高 D.夏天在室内放几块冰，室内会变凉一些 答案 BD 解析 活塞与筒壁发生摩擦，摩擦力做功使筒壁温度升高；在阳光照射下，水是靠太阳的热 辐射来升温的； 铁锤打铁块是做功过程； 室内放上冰块是通过热传递的方式来改变室内温度 的. 2.下面关于能源的说法中正确的是( ) A.一切能源是

2、取之不尽，用之不竭的 B.能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等 C.大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源 D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤碳大 答案 BC 解析 尽管能量守恒，但耗散的内能无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能 源.A 错、B 对.常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大.C 对、D 错. 3.柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的 内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能.燃烧相同的燃 料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能.是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标，

3、 有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾 气的温度， 就能够判断出这台柴油机是否节能， 关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关 系，你认为正确的是( ) A.尾气的温度越高，柴油机越节能 B.尾气的温度越低，柴油机越节能 C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关 D.以上说法均不正确 答案 B 解析 气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能， 柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧， 产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源.根据 能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械 能越多，尾气的

4、温度就要越低. 4.关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D.不可能使热量从低温物体传向高温物体 E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 答案 ACE 解析 由热力学第一定律 UWQ，可知 A 正确，B 错误；由热力学第二定律知，C、D 这些过程在借助于外界帮助的情况下是可以实现的，所以 C 正确，D 错误；由于自然界中 一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，所以 E 正确. 5.景颇族的祖先发明的点火器如图 1 所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘

5、着艾绒，猛推推 杆，艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( ) 图 1 A.气体温度升高，压强不变 B.气体温度升高，压强变大 C.气体对外界做正功，气体内能增加 D.外界对气体做正功，气体内能减少 答案 B 解析 外界对气体做正功，其内能增加，温度升高，分子热运动加剧，体积变小，单位体积 内分子的密集程度增加，故其压强变大.正确选项为 B. 6.一木块沿斜面向下滑，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

6、并不改变 D.若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大 答案 D 解析 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. 7.如图 2 所示， 是一定质量的理想气体从状态 A 经 B 至 C 的 p1 V图线， 则在此过程中( ) 图 2 A.气体的内能改变 B.气体的体积增大 C.气体向外界放热 D.气体对外界做功 答案 C 解析 由题图可以看出，图线延长线过原点，所以 ABC 的变化过程为等温过程，内能 不变.因为在此过程中，气体体积是变小的，所以，外界对气体做功，

7、又因为气体内能不变， 由热力学第一定律可知：气体向外界放热. 8.如图 3 所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在汽 缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝.汽缸壁和隔板均绝热.初始时隔板静止，左、右两 边气体温度相等.现给电热丝提供一较弱电流，通电一段时间后切断电源.当缸内气体再次达 到平衡时，与初始状态相比( ) 图 3 A.右边气体温度升高，左边气体温度不变 B.左、右两边气体温度都升高 C.左边气体压强增大 D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 答案 BC 解析 当电热丝通电后，右边气体温度升高气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功， 根据热力学

8、第一定律，左边气体内能增加，气体的温度升高，压强增大，选项 B、C 正确， A 错误.右边气体内能的增加量为电热丝产生的热量减去对左边的气体所做的功，选项 D 错 误. 9.如图 4 所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体， 下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部， 另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧(绳未画出)，此时弹簧的弹性势能为 Ep(弹簧 处在自然长度时的弹性势能为零)，现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复 运动后活塞静止，气体达到平衡状态.经过此过程( ) 图 4 A.Ep全部转换为气体的内能

9、B.Ep一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能 C.Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能 D.Ep一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性 势能 答案 D 解析 弹簧静止后仍有弹性势能， 最后活塞重心升高， 重力势能增加， 由于气体的体积变小， 活塞对气体做了功，气体内能增加.故正确答案为 D. 10.我国神九航天员的漫步太空已成为现实.其中，飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航 天员从太空返回进入飞船后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸 舱”，其原理如图 5 所示，两个相通的舱 A、B 间装有阀门 K，指令舱 A 中充

10、满气体，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，则( ) 图 5 A.气体体积膨胀，对外做功 B.气体分子势能减少，内能增加 C.体积变大，温度降低 D.B 中气体不可能自发地全部退回到 A 中 答案 D 解析 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 A 中的气体不会 做功，则 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， 则 B、C 错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，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. 二

11、、填空题(本题共 2 小题，共 14 分) 11.(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 24 kJ 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 5 kJ 的热 量.在上述两个过程中，空气的内能共减小_kJ，空气_(填“吸收”或“放 出”)的总热量为_kJ. 答案 5 放出 29 解析 理想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改变空气的内能， 只有潜入海底过程才改变内能，所以两个过程中，空气的内能共减小 5 kJ，由热力学第一定 律 UWQ，知 Q29 kJ，故空气放出的总热量为 29 kJ. 12.(

12、8 分)一定质量的理想气体， 状态从 ABCDA 的变化过程可用如图 6 所示的 pV 图描述，图中 p1、p2、V1、V2和 V3为已知量. 图 6 (1)气体状态从 A 到 B 是_(填“等容”、“等压”或“等温”)过程； (2)气体状态从 B 到 C 的变化过程中，气体的温度_(填“升高”、“不变”或“降 低”)； (3)气体状态从 C 到 D 的变化过程中，气体_(填“吸热”或“放热”) (4) 气 体 状 态 从ABCD的 变 化 过 程 中 ， 气 体 对 外 界 所 做 的 总 功 为 _. 答案 (1)等压 (2)降低 (3)放热 (4)p2(V3V1)p1(V3V2) 解析

13、(1)从 A 到 B 压强不变，所以是等压过程. (2)从 B 到 C 为等容过程，由查理定律p1 T1 p2 T2可知温度降低. (3)从 C 到 D 为等压压缩过程，体积减小，温度降低，因此外界对气体做功，内能减小.由热 力学第一定律 UWQ 可知，气体放出热量. (4)从 A 到 B 过程体积增大，气体对外界做功 W1p2(V3V1).从 B 到 C 过程体积不变，不做 功.从 C 到 D，外界对气体做功 W2p1(V3V2)，所以从 ABCD 过程中，气体对外界 所做的总功 WW1W2p2(V3V1)p1(V3V2). 三、计算题(本题共 4 小题，共 46 分) 13.(8 分)一质

14、量为 M2 kg 的木块， 放在高 h0.8 m 的光滑桌面上， 被一个水平方向飞来的 子弹打落在地面上(子弹留在木块中).设子弹的初速度为 804 m/s，落地点与桌边的水平距离 s1.6 m，子弹的质量 m10 g.若子弹射入木块时产生的热量的 90%被子弹吸收，则子 弹的温度升高多少？设子弹的比热容为 3.78 102 J/(kg )，取 g10 m/s2，空气阻力不 计 答案 766 解析 由平抛运动的规律可知 h1 2gt 2，xv 1t 联立解得：v14 m/s 碰撞过程中损失的机械能转化为内能 即1 2mv 2 01 2(Mm)v 2 190%c mt 代入数据，解得：t766

15、. 14.(12 分)如图 7 所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的 pV 图线，当该系统从状态 a 沿过程 acb 到达状态 b 时，有 335 J 热量传入系统，系统对外界做功 126 J.求： 图 7 (1)若沿 adb 过程，系统对外做功 42 J，则有多少热量传入系统？ (2)若系统由状态 b 沿曲线过程返回状态 a 的过程中，外界对系统做功 84 J，则系统是吸热 还是放热？传递的热量是多少？ 答案 (1)251 J (2)放热 293 J 解析 (1)由热力学第一定律可得 acb 过程系统增加的内能 UWQ(126335) J 209 J，由 adb 过程有 UWQ 得 QUW

16、209(42) J251 J，为正，即有 251 J 的热量传入系统. (2)由题意知系统由 ba 过程内能的增量 UU209 J 根据热力学第一定律有 QUW(20984) J293 J 负号说明系统放出热量，热量传递为 293 J. 15.(12 分)如图 8 所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体.活塞 通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡.已知汽缸高度为 h，开始时活塞在汽缸中央，初始温 度为 t 摄氏度，活塞面积为 S，大气压强为 p0，物体重力为 G，活塞质量及一切摩擦不计. 缓慢升高环境温度，使活塞上升 x， 封闭气体吸收了 Q 的热量.(活塞、汽缸底的厚度不

17、计， 且汽缸始终未离开地面)求： 图 8 (1)环境温度升高了多少度？ (2)气体的内能如何变化？变化了多少？ 答案 (1)2x h (273.15t) (2)气体内能增加 Q(p0SG)x 解析 (1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖吕萨克定律 可知： V T V T，得 T 2x h (273.15t). (2)设汽缸内气体压强为 p，由平衡条件得： pSp0SG， 封闭气体对外做功 WpSx(p0SG)x， 由热力学第一定律得： UQ(W)Q(p0SG)x. 由于气体的温度升高，其内能增加. 16.(14 分)某压力锅结构如图 9 所示.盖好密封锅盖， 将压力

18、阀套在出气孔上， 给压力锅加热， 当锅内气体压强达到某一值时，气体就把压力阀顶起.假定在压力阀被顶起时，停止加热. 图 9 (1)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功 1 J，并向外界释放了 2 J 的热量. 锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？ (2)已知大气压强 p 随海拔高度 H 的变化满足 pp0(1aH)，其中常数 a0.结合气体实验定 律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时，锅内气体的温度有何不同. 答案 (1)减少 3 J (2)温度随着海拔高度的增加而降低 解析 (1)根据热力学第一定律：UWQ，气体对外做功，功为负，W1 J； 向外放热，热量为负，Q2 J. 则有：UWQ3 J，负号表示内能减少. 锅内气体内能减少，减少了 3 J. (2)由 pp0(1aH)(其中 a0)，随着海拔高度的增加，大气压强减小； 由 p1pmg S p0(1aH)mg S ， 随着海拔高度的增加， 压力阀被顶起时锅内气体压强减小； 根据查理定律p1 T1 p2 T2可知，压力阀被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低.