主题三 热现象及能量守恒（B卷·能力提升卷）-《物理（通用类）》（高教版第三版）单元过关卷(原卷版+解析版)

编写说明：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题三 热现象及能量守恒 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45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) 1．一瓶密封气体在桌上放置很久后，瓶内气体分子 A．因没有外界推动而停止运动 B．都沉到瓶底并保持静止 C．只沿竖直方向运动 D．仍然不停地做无规则运动 2．关于温度为 的冰，下列说法正确的是 A．分子的无规则运动已经停止 B．分子仍在做无规则运动 C．分子间不再有相互作用 D．冰一定没有内能 3．两块金属相互接触，达到相同温度后保持温度不变。此时下列说法正确的是 A．两块金属的分子均停止运动 B．两块金属的内能一定相同 C．两者之间不再有净热量传递 D．两块金属的分子数一定相同 4．常温下静止在地面上的钢块，正确的判断是 A．钢块仍具有内能 B．钢块内所有分子速度都为零 C．钢块静止，所以内能为零 D．只有钢块被抬高才会具有内能 5．一杯热水在室内自然冷却，且没有做功。热水减少的内能主要 A．在冷却中消失 B．转化为热水增加的内能 C．使房间的总能量凭空减少 D．转移到周围环境 6．在记录金属块向冷水传热的过程时，需要正确使用“热量”这一概念。下列理解符合其物理含义的是 A．温度高的物体含有的热量一定多 B．热量是由于温度差而传递的能量 C．同一物体的热量始终固定不变 D．物体内能等于它所含的热量 7．为比较温度对液体扩散快慢的影响，四组方案均采用相同容器、等量同种水和同一种色素，且设法排除水的宏观流动。下列方案中最合理的是 A．水温不同，加入色素等量，均不搅拌 B．水温相同，加入色素等量，均不搅拌 C．水温不同，加入色素的量也不同 D．水温不同，一杯搅拌而另一杯不搅拌 8．一团气体吸收热量 ，同时对外做功 ，无其他能量交换。由此可知 A．气体与外界没有能量交换 B．气体内能增加 C．气体内能不变 D．气体内能减少 9．保温加热装置一次获得能量 ，其中 用于加热目标物，其余全部传给环境，装置自身储能不变。环境获得的能量为 A． B． C． D． 10．某系统吸收热量 ，外界同时对系统做功 ，系统又对外做功 。除这些过程外无其他能量交换，内能增加量为 A． B． C． D． 11．密封容器内的液体向环境放出热量 ，同时受搅拌器做功，最终内能比初始减少 。无其他能量交换，搅拌器对液体所做的功为 A． B． C． D． 12．输能系统有两级：第一级把输入能量的 交给第二级，第二级把收到能量的 交给目标物。系统最初输入 ，则目标物最终获得的能量为 A． B． C． D． 13．储能盒初存能量 。每轮工作必须先从盒中取出 ，其中 交给目标物，余下 在本轮结束时全部返回盒中；盒中不足 时不能开始下一轮。全程没有外界补充和其他能量变化，最多能完成的整轮数为 A． B． C． D． 14．某装置获得能量 ，首先将其中 用于目标任务，又把剩余能量的 回收并用于同一任务，最终无储能变化。定义总利用率为两次用于目标任务的能量之和与输入能量之比，其值为 A． B． C． D． 15．气体经历两个阶段后回到初始内能。第一阶段吸热 并对外做功 ；第二阶段向外放热 ，同时外界对它做功。两阶段均无其他能量交换，第二阶段外界做功为 A． B． C． D． 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．两种不同金属长期紧密接触后，在接触处可发现彼此的成分逐渐进入对方。这属于______现象。 17．用于表征物体分子热运动平均剧烈程度的物理量是______。 18．甲、乙两个相同系统的初始内能相等。甲只接受外界做功 ，乙只吸收热量 ，两者均无其他能量交换。过程结束后，甲的内能比乙大______ 。 19．某设备一段时间内对外做功 ，并向环境传热 ，自身储能比初始减少 。除此之外，设备还从外界得到一笔输入能量且没有其他交换，这笔输入能量为______ 。 20．储能装置初存能量 。第一次工作又接收外界输入 ，向目标物输送 、向环境输送 ；第二次不再接收输入，只把剩余储能的 输送给同一目标物，其余输送给环境，直至储能用完。两次均无其他能量交换，目标物两次共获得______ 。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．把温度较高的金属块甲与温度较低的金属块乙放在同一个绝热容器中，并使它们接触。忽略容器吸热，两金属块不做功、无物质交换，最终达到热平衡。求： （1）开始时能量在两金属块之间自发传递的方向 （2）若甲在此过程中内能减少 ，乙的内能增加量 （3）达到热平衡后两者温度的关系，以及分子是否停止热运动。 22．一定量气体的初内能为 。第一阶段气体吸热 ，并对外做功 ；第二阶段外界对气体做功 ，气体同时放热 。全程没有其他能量交换，内能采用同一参考标准。求： （1）第一阶段气体内能的增加量 （2）第二阶段结束时气体的内能 （3）全过程外界通过做功向气体输入的净能量（扣除气体对外做功输出的能量）。 23．太阳能装置接收太阳辐射能 ，其中 传给目标物用于加热， 储存在装置中，其余能量传给周围环境。目标物和环境均不向所考察系统外输出能量，整个过程无其他能量交换。求： （1）传给环境的能量 （2）用于目标物加热的能量利用率（定义为目标物获得能量与太阳输入能量之比） （3）把装置、目标物和周围环境作为一个系统，且不把太阳包含在内，该系统总能量的增加量。 24．某加热装置一次从外界获得能量 。第一阶段把 直接传给工件，余下 暂存于回收器；第二阶段把回收器所存能量的 传给同一工件，其余全部传给环境。过程结束时装置和回收器的储能均恢复初值，工件不散热、不做功，也无其他能量交换，内能共增加 。求： （1）第一阶段结束时回收器暂存的能量（用 表示） （2）总利用率（定义为工件所得能量与外界输入能量之比） （3）外界输入能量 以及最终传给环境的能量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题三 热现象及能量守恒 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45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) 1．一瓶密封气体在桌上放置很久后，瓶内气体分子 A．因没有外界推动而停止运动 B．都沉到瓶底并保持静止 C．只沿竖直方向运动 D．仍然不停地做无规则运动 【答案】D 【解析】密封和静置只限制了宏观物质交换与整体运动，不会使分子热运动停止，D正确；A、B把分子热运动当作需要外界持续推动的宏观运动，C错误地限定了运动方向。 2．关于温度为 的冰，下列说法正确的是 A．分子的无规则运动已经停止 B．分子仍在做无规则运动 C．分子间不再有相互作用 D．冰一定没有内能 【答案】B 【解析】 并不表示分子停止热运动，B正确、A错误；冰中分子间仍存在相互作用，C错误；冰具有内能，D错误。 3．两块金属相互接触，达到相同温度后保持温度不变。此时下列说法正确的是 A．两块金属的分子均停止运动 B．两块金属的内能一定相同 C．两者之间不再有净热量传递 D．两块金属的分子数一定相同 【答案】C 【解析】温度相同的物体达到热平衡，两者之间没有由温度差引起的净热量传递，C正确；分子仍在运动，A错误；同温不代表总内能相同，也不代表分子数相同，B、D错误。 4．常温下静止在地面上的钢块，正确的判断是 A．钢块仍具有内能 B．钢块内所有分子速度都为零 C．钢块静止，所以内能为零 D．只有钢块被抬高才会具有内能 【答案】A 【解析】钢块虽无整体运动，其内部分子仍有热运动和相互作用，因此具有内能，A正确；B、C混淆了宏观静止与微观热运动，D把内能与重力势能混淆。 5．一杯热水在室内自然冷却，且没有做功。热水减少的内能主要 A．在冷却中消失 B．转化为热水增加的内能 C．使房间的总能量凭空减少 D．转移到周围环境 【答案】D 【解析】热水通过热传递向周围环境释放能量，D正确；A、C违背能量守恒，B与热水内能减少的事实相矛盾。 6．在记录金属块向冷水传热的过程时，需要正确使用“热量”这一概念。下列理解符合其物理含义的是 A．温度高的物体含有的热量一定多 B．热量是由于温度差而传递的能量 C．同一物体的热量始终固定不变 D．物体内能等于它所含的热量 【答案】B 【解析】热量描述热传递过程中转移的能量，B正确；热量不是物体某一状态下“含有”的量，A、C错误；内能是状态量，不能与过程中的热量等同，D错误。 7．为比较温度对液体扩散快慢的影响，四组方案均采用相同容器、等量同种水和同一种色素，且设法排除水的宏观流动。下列方案中最合理的是 A．水温不同，加入色素等量，均不搅拌 B．水温相同，加入色素等量，均不搅拌 C．水温不同，加入色素的量也不同 D．水温不同，一杯搅拌而另一杯不搅拌 【答案】A 【解析】比较温度的影响，应只改变温度而控制其他条件相同，A正确；B没有改变研究变量，C同时改变了色素量，D引入了搅拌造成的宏观混合，均不能单独比较温度的影响。 8．一团气体吸收热量 ，同时对外做功 ，无其他能量交换。由此可知 A．气体与外界没有能量交换 B．气体内能增加 C．气体内能不变 D．气体内能减少 【答案】C 【解析】气体既获得又输出能量，内能变化为 ，C正确；A把状态量不变误认为没有交换，B、D没有按能量输入与输出来相减。 9．保温加热装置一次获得能量 ，其中 用于加热目标物，其余全部传给环境，装置自身储能不变。环境获得的能量为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】传给环境的比例为 ，能量为 ，D正确；A将全部输入都计作损失，B算的是目标物获得的能量，C把百分比数值误当作能量。 10．某系统吸收热量 ，外界同时对系统做功 ，系统又对外做功 。除这些过程外无其他能量交换，内能增加量为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】吸热和外界做功是输入，对外做功是输出，故 ，A正确；B把输出也计为输入，C漏计外界做功，D错误地抵消了输入能量。 11．密封容器内的液体向环境放出热量 ，同时受搅拌器做功，最终内能比初始减少 。无其他能量交换，搅拌器对液体所做的功为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】设搅拌器做功为 ，能量收支满足 ，得 ，C正确；A将放热与内能减少量相加，B漏计内能变化，D把内能减少量直接当作功。 12．输能系统有两级：第一级把输入能量的 交给第二级，第二级把收到能量的 交给目标物。系统最初输入 ，则目标物最终获得的能量为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】第二级收到 ，目标物得到 ，B正确；A只计算第一级，C把第二级比例直接用于最初输入，D错误地把两级比例相加。 13．储能盒初存能量 。每轮工作必须先从盒中取出 ，其中 交给目标物，余下 在本轮结束时全部返回盒中；盒中不足 时不能开始下一轮。全程没有外界补充和其他能量变化，最多能完成的整轮数为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】每完成一轮盒内能量净减少 ，完成第8轮后尚有 ，还能开始第9轮；第9轮结束后仅余 ，不足以开始第10轮，D正确。A忽略了回收能量，B少计了可开始的一轮，C只用总能量除以每轮净消耗而忽略启动条件。 14．某装置获得能量 ，首先将其中 用于目标任务，又把剩余能量的 回收并用于同一任务，最终无储能变化。定义总利用率为两次用于目标任务的能量之和与输入能量之比，其值为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】首次利用 ，剩余 中又利用 ，故总利用率 ，A正确；B直接相加两个不同基准的百分比，C只计回收部分，D漏计回收部分。 15．气体经历两个阶段后回到初始内能。第一阶段吸热 并对外做功 ；第二阶段向外放热 ，同时外界对它做功。两阶段均无其他能量交换，第二阶段外界做功为 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】第一阶段内能增加 ，故第二阶段应减少 ；设第二阶段外界做功为 ，则 ，得 ，C正确。A将放热量与前一阶段内能增加量相加，B只算放热量与对外功之差，D把放热量与对外功相加，均未满足全过程内能不变的条件。 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．两种不同金属长期紧密接触后，在接触处可发现彼此的成分逐渐进入对方。这属于______现象。 【答案】扩散 【解析】不同物质的微粒通过热运动相互进入对方的现象是扩散，固体中也能发生扩散。 17．用于表征物体分子热运动平均剧烈程度的物理量是______。 【答案】温度 【解析】温度越高，分子热运动平均越剧烈；不能用总内能代替温度来比较分子热运动的平均剧烈程度。 18．甲、乙两个相同系统的初始内能相等。甲只接受外界做功 ，乙只吸收热量 ，两者均无其他能量交换。过程结束后，甲的内能比乙大______ 。 【答案】 【解析】甲、乙的内能分别增加 和 ，因初始内能相等，最终之差为 。 19．某设备一段时间内对外做功 ，并向环境传热 ，自身储能比初始减少 。除此之外，设备还从外界得到一笔输入能量且没有其他交换，这笔输入能量为______ 。 【答案】 【解析】总输出为 ，其中 由自身储能提供，故外界输入为 。 20．储能装置初存能量 。第一次工作又接收外界输入 ，向目标物输送 、向环境输送 ；第二次不再接收输入，只把剩余储能的 输送给同一目标物，其余输送给环境，直至储能用完。两次均无其他能量交换，目标物两次共获得______ 。 【答案】 【解析】第一次结束后的储能为 ；第二次目标物获得 ，两次合计 。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．把温度较高的金属块甲与温度较低的金属块乙放在同一个绝热容器中，并使它们接触。忽略容器吸热，两金属块不做功、无物质交换，最终达到热平衡。求： （1）开始时能量在两金属块之间自发传递的方向 （2）若甲在此过程中内能减少 ，乙的内能增加量 （3）达到热平衡后两者温度的关系，以及分子是否停止热运动。 【答案】（1）从甲传向乙；（2）；（3）温度相同，分子不停止热运动。 【解析】（1）能量自发地从高温的甲传向低温的乙（3分）。（2）容器绝热且不吸热，甲减少的内能全部转给乙，故乙的内能增加 （3分）。（3）热平衡时两者温度相同（2分），但分子仍不停地做无规则运动（2分）。 22．一定量气体的初内能为 。第一阶段气体吸热 ，并对外做功 ；第二阶段外界对气体做功 ，气体同时放热 。全程没有其他能量交换，内能采用同一参考标准。求： （1）第一阶段气体内能的增加量 （2）第二阶段结束时气体的内能 （3）全过程外界通过做功向气体输入的净能量（扣除气体对外做功输出的能量）。 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】（1）第一阶段内能变化 （3分）。（2）第二阶段内能变化为 （2分），末内能 （2分）。（3）外界通过做功输入的净能量为 （3分）。 23．太阳能装置接收太阳辐射能 ，其中 传给目标物用于加热， 储存在装置中，其余能量传给周围环境。目标物和环境均不向所考察系统外输出能量，整个过程无其他能量交换。求： （1）传给环境的能量 （2）用于目标物加热的能量利用率（定义为目标物获得能量与太阳输入能量之比） （3）把装置、目标物和周围环境作为一个系统，且不把太阳包含在内，该系统总能量的增加量。 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】（1）环境获得能量 （3分）。（2）能量利用率 （3分）。（3）太阳是该系统的外部能量来源（2分），系统总能量增加 （2分）。 24．某加热装置一次从外界获得能量 。第一阶段把 直接传给工件，余下 暂存于回收器；第二阶段把回收器所存能量的 传给同一工件，其余全部传给环境。过程结束时装置和回收器的储能均恢复初值，工件不散热、不做功，也无其他能量交换，内能共增加 。求： （1）第一阶段结束时回收器暂存的能量（用 表示） （2）总利用率（定义为工件所得能量与外界输入能量之比） （3）外界输入能量 以及最终传给环境的能量。 【答案】（1）；（2）；（3），环境获得 。 【解析】（1）第一阶段回收器暂存能量为 （3分）。（2）工件共得到 ，故总利用率为 （能量关系2分，利用率1分）。（3）由 得 （2分），环境所得能量为 （2分）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $