第3章 专题提升课3 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

1．(多选)采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则(　　) A．绝热过程中，气体分子平均动能增加 B．绝热过程中，外界对气体做负功 C．等压过程中，外界对气体做正功 D．等压过程中，气体内能不变 解析：选AC。一定质量的理想气体经过绝热过程被压缩，可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体温度升高，气体分子平均动能增加，故A正确，B错误；一定质量的理想气体经过等压过程回到初始温度，可知气体温度降低，气体内能减少，根据＝C可知气体体积减小，外界对气体做正功，故C正确，D错误。 2．如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，其中a→b为等温过程，状态b、c的体积相同，则(　　) A．状态a的内能大于状态b B．状态a的温度高于状态c C．a→c过程中气体吸收热量 D．a→c过程中外界对气体做正功 解析：选C。由于a→b过程为等温过程，即状态a和状态b温度相同，分子平均动能相同，对于理想气体，状态a的内能等于状态b的内能，故A错误；由于状态b和状态c体积相同，且pb＜pc，根据理想气体状态方程＝可知Tb＜Tc，又因为Ta＝Tb，故Ta＜Tc，故B错误；因为a→c过程气体体积增大，气体对外界做正功，而气体温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q可知气体吸收热量，故C正确，D错误。 3．(多选)一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态。其p－T图像如图，ac的延长线过坐标原点，ab垂直于T轴，bc平行于T轴。下列判断正确的是(　　) A．过程ab中气体体积增大 B．过程ab中气体一定吸收热量 C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D．a、b和c三个状态中，状态c分子平均动能最小 解析：选ABD。过程ab中气体温度不变，压强减小，则体积增大，A正确；过程ab中气体温度不变，内能不变，体积增大，对外做功，则气体一定吸收热量，B正确；过程ca中气体体积不变，则外界对气体不做功，C错误；a、b和c三个状态中，状态c温度最低，则分子的平均动能最小，D正确。 4．(2025·甘肃兰州市期末)空气炸锅是利用高温空气循环技术加热食物。图为某型号空气炸锅简化模型图，其内部有一气密性良好的内胆，封闭了质量、体积均不变且可视为理想气体的空气。已知初始气体压强p0＝1.0×105 Pa，温度t0＝27 ℃，加热一段时间后气体温度升高到t＝147 ℃，此过程中气体吸收的热量为5.2×103 J，则(　　) A．升温后所有气体分子的动能都增大 B．升温后胆中气体的压强为1.2×105 Pa C．此过程胆中气体的内能增加量为5.2×103 J D．此过程中气体对外界做正功 解析：选C。升温后气体分子的平均动能增大，并不是所有气体分子的动能都增大，故A错误；根据题意可知，气体的体积不变，气体发生等容变化，气体可视为理想气体，根据查理定律可得＝，代入数据可得p＝1.4×105 Pa，故B错误；由于气体的体积不变，气体做功W＝0，气体吸收的热量Q＝5.2×103 J，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q＝5.2×103 J，故C正确，D错误。 5．(多选)(2025·河北唐山市期末)一定质量的理想气体由状态A变为状态B的V－T图像如图所示，已知气体在状态A时的压强是1.5×105 Pa。根据上述信息，下列说法正确的是(　　) A．气体在状态A时的温度是200 K B．气体在状态B时的压强是2.25×105 Pa C．气体由状态A到状态B的过程中从外界吸收热量 D．气体由状态A到状态B的过程中向外界放出热量 解析：选AC。从A到B过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变，即pA＝pB＝1.5×105 Pa，根据盖-吕萨克定律＝，代入数据解得TA＝200 K，故A正确，B错误；从状态A到状态B的过程中，温度升高，内能变大，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体从外界吸收热量，故C正确，D错误。 6．游客去高海拔景区旅游时，多数会出现高原反应，而通过吸氧可以缓解高原反应。如图是一种便携式氧气罐，某游客按压该氧气罐喷出气体过程中(假定罐内气体可视为理想气体且温度保持不变)，下列说法正确的是(　　) A．罐内气体的平均动能减小 B．罐内气体的压强减小 C．外界对罐内气体做功 D．罐内气体放出热量 解析：选B。根据题意可知温度不变，平均动能不变，罐内气体分子数减少了，故总内能减小，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，喷出气体瞬间，气体膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，此时罐内气体需要吸收热量，使得罐内气体温度保持不变，故A、C、D错误；喷出气体过程中，相当于罐内和喷出的气体总体积膨胀，温度不变，根据理想气体状态方程＝C，可知气体压强减小，故B正确。 7．一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程气体与外界无热量交换，b→c过程为等容过程，c→a过程为等温过程。下列说法正确的是(　　) A．a→b过程，气体压强和体积的乘积减小 B．b→c过程，气体从外界吸收的热量等于内能的增加量 C．c→a过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D．a→b→c→a过程，气体向外界放出的热量等于从外界吸收的热量 解析：选C。a→b过程气体与外界无热量交换，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体内能增加，温度升高，由理想气体状态方程pV＝nRT，气体压强和体积的乘积增大，故A错误；b→c过程，气体体积不变，外界对气体不做功，气体压强减小，由pV＝nRT可知，温度降低，内能减小，气体向外界放热，故B错误；c→a过程气体内能不变，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，故C正确；p－V图像与坐标轴所围图形的面积表示外界对气体做的功，W>0，由于全过程内能的变化量为0，所以a→b→c→a过程Q<0，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，D错误。 8．(多选)(2025·天津和平区期末)如图所示，侧壁光滑的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，现缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，忽略环境的温度变化。在此过程中，关于汽缸内气体的状态变化，下列说法正确的是　(　　) A．如果汽缸、活塞导热良好，汽缸内气体的内能一定增大 B．如果汽缸、活塞导热良好，汽缸内气体一定向外放热 C．如果汽缸、活塞绝热良好，汽缸内气体分子的平均动能一定增大 D．如果汽缸、活塞绝热良好，汽缸内气体压强可能不变 解析：选BC。如果汽缸、活塞导热良好，由于环境温度不变，则气体温度不变，则汽缸内气体的内能一定不变，故A错误；如果汽缸、活塞导热良好，缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，活塞下移，外界对气体做功，结合上述，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故B正确；如果汽缸、活塞绝热良好，则有Q＝0，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，则气体温度升高，可知汽缸内气体分子的平均动能一定增大，故C正确；对活塞与活塞上侧的细沙进行分析有pS＝mg＋p0S，解得p＝＋p0，缓慢地向活塞上倒一定质量的细沙，m增大，则气体压强一定增大，故D错误。 9．(12分)(2025·甘肃白银市期末)如图所示，汽缸水平固定，汽缸右端有挡板，活塞(厚度不计)可以在汽缸内无摩擦地移动且不能离开汽缸，汽缸内封闭着一定质量的理想气体，初始时活塞到汽缸右端的距离x＝0.4 m。现加热汽缸内的气体，活塞缓慢移动，活塞刚好移到汽缸右端时，汽缸内的气体的热力学温度T1＝290 K，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为p2＝2×105 Pa。已知活塞的横截面积S＝0.02 m2，外部大气压强恒为p1＝1×105 Pa，整个加热过程中封闭气体吸收的热量为900 J，求： (1)等压变化过程中气体对外做的功；(4分) (2)加热后汽缸内气体的热力学温度；(4分) (3)封闭气体的内能变化量。(4分) 解析：(1)由题意可知，气体先发生等压变化，待活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程中气体对外做功，做的功W＝p1Sx，代入数据解得W＝800 J。 (2)活塞到达挡板处后气体发生等容变化，由查理定律有＝，代入数据解得T2＝580 K。 (3)由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量ΔU＝－W＋Q，解得ΔU＝100 J。 答案：(1)800 J　(2)580 K　(3)100 J 10．(12分)如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为p0和T0。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求： (1)内能的增加量ΔU；(6分) (2)最终温度T。(6分) 解析：(1)活塞移动时受力平衡p1S＝p0S＋f，气体对外界做功W＝p1SL，根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝Q－(p0S＋f)L。 (2)活塞发生移动前，发生等容过程，有＝，活塞向右移动了L，发生等压过程，有＝，且V2＝2V1，解得T＝T0。 答案：(1)Q－(p0S＋f)L　(2)T0 11．(12分)(2025·湖南郴州市期末)如图所示，一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135 J，由B→C的过程外界对气体做了90 J的功。已知状态A时气体的压强pA＝1.5×105 Pa。求： (1)状态B时气体的压强pB；(4分) (2)从状态A到状态C的过程中，气体与外界热交换的热量。(8分) 解析：(1)从状态A到状态B为等容变化过程 根据查理定律有＝ 代入数据得pB＝4.5×105 Pa。 (2)根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q 从状态A到状态B为等容变化，WAB＝0 又WAC＝WAB＋WBC＝90 J，ΔUAC＝135 J 联立解得Q＝45 J，故气体从外界吸收热量45 J。 答案：(1)4.5×105 Pa　(2)45 J 学科网（北京）股份有限公司 $