人教版高中物理选修3-3测试题及答案解析全册(2)

D．温度能描述系统的热学性质

解析：选BCD 描述运动物体的状态可以用速度、加速度、位移等参量，A错；描述系统的力学性质可以用压强、电场强度、磁感应强度等来描述，B对；描述气体的性质可用温度、体积、压强等参量，C对；温度是用来描述物体冷热程度的物理量，可以描述系统的热学性质，D对。

2．当甲、乙两物体相互接触后，热量从甲物体流向乙物体，这样的情况表示甲物体具有( ) A．较高的热量 B．较大的比热容 C．较大的密度 D．较高的温度

解析：选D 热量总是从高温物体传到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，因此决定热量传播的决定因素是温度，A、B、C各选项所提到的条件均与此无关，故D项正确。

3．(多选)下列说法正确的是( )

A．用温度计测量温度是根据热平衡的原理

B．温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡 C．若a与b、c分别达到热平衡，则b、c 之间也达到了热平衡 D．两物体温度相同，可以说两物体达到热平衡

解析：选ACD 当温度计的液泡与被测物体紧密接触时，如果两者的温度有差异，它们之间就会发生热交换，高温物体将向低温物体传热，最终使二者的温度达到相等，即达到热平衡。A、D对；温度相同，不会进行热传递，B错；若a与b、c分别达到热平衡，三者温度就相等了，所以b、c之间也达到了热平衡，C对。

4．(多选)下列说法中正确的有( )

A．处于热平衡的两个系统的状态参量不再变化

B．达到热平衡的两个系统分开后，再接触时有可能发生新的变化 C．两个未接触的系统不可能处于热平衡 D．处于热平衡的几个系统的温度一定相等

解析：选AD 根据热平衡的定义，两个处于热平衡的系统，无论分开，还是再接触，系统的状态参量都不再发生变化，故A正确、B错误；一切达到热平衡的系统一定都具有相同的温度，两个未接触的系统也可能处于热平衡，故C错误、D正确。

5．有关温标的说法正确的是 ( )

A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的 B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同 C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据

D．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系

解析：选A 温标不同，测量同一系统的温度数值一般不同，A正确，B错误；每一种温标的规定都有一定意义，如摄氏温标的0 ℃表示一个标准大气压下冰的熔点，100 ℃为一个标准大气压下水的沸点，C错误；热力学温标和摄氏温标的数值关系有T＝t＋273 K，D错误。

6．下列关于热力学温标说法不正确的是( )

A．热力学温度的零度是－273.15 ℃，叫做绝对零度

B．热力学温度的每一度的大小和摄氏温度的每一度大小是相同的 C．绝对零度是低温的极限，永远达不到 D．1 ℃等于1 K

解析：选D 热力学温度和摄氏温度的每一度大小是相同的，两种温度的区别在于它们的零值规定不同，所以A、B、C均正确；根据T＝t＋273.15 K知，1 ℃为274.15 K，所以D不正确。

7．“在测铜块的比热容时，先把质量已知的铜块放入沸水中加热，经过一段时间后把它迅速放入质量已知、温度已知的水中，并用温度计测量水的温度，当水温不再上升时，这就是铜块与水的共同温度，根据实验的数据就可以计算铜块的比热容。”以上的叙述中，哪个地方涉及了“平衡态”和“热平衡”的概念？

解析：铜块放入水中加热经过一段时间后铜块和沸水各自达到“平衡态”，它们这两个系统达到“热平衡”，铜块的温度就等于沸水的温度。当把铜块和温度计放入质量已知、温度已知的水中时，铜块、温度计和水三者发生热传递，当水温不再上升时，水、铜块和温度计各自达到“平衡态”，三者达到“热平衡”。

答案：见解析

8．假设房间向环境传递热量的速率正比于房间和环境之间的温度差，暖气片向房间传递热量的速度

也正比于暖气片与房间之间的温度差。暖气片温度恒为T0，当环境温度为－5 ℃时，房间温度保持在22 ℃。当环境温度为－15 ℃时，房间温度保持为16.5 ℃。

(1)求暖气片的温度 T0；

(2)给房子加一层保温材料，使得温差一定时房间散热的速率下降 20%，求环境温度为－15 ℃时房间的温度。

解析：(1)设两次房间温度分别为T1＝22 ℃，T1′＝16.5 ℃，环境温度分别为T2＝－5 ℃，T2′＝－15 ℃；设暖气片向房间的散热系数为k1，房间向环境的散热系数为k2，当房间温度平衡时暖气片向房间的散热速率与房间向环境的散热速率相同，则有：

k1(T0－T1)＝k2(T1－T2)①

k1(T0－T1′)＝k2(T1′－T2′)② 整理得：

T2T1′－T2′T1

T0＝

T1′－T2′－?T1－T2?－5×16.5－?－15?×22＝℃＝55 ℃ 16.5－?－15?－[22－?－5?](2)设此时房间的温度为T1″

则k1(T0－T1″)＝(1－20%)k2(T1″－T2′)③

k1T1－T222－?－5?9

由①式可知，＝＝＝

k2T0－T11155－22

则由③式得

k1T0＋0.8k2T2′T1″＝

k1＋0.8k2

9×55＋0.8×11×?－15?＝≈20.4 ℃。

9＋0.8×11

答案：(1)55 ℃ (2)20.4 ℃

课时跟踪检测（五） 内能

1．(多选)有关“温度”的概念，下列说法中正确的是( ) A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度 B．温度是分子平均动能的标志

C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高 D．温度升高时物体的某个分子的动能可能减小

解析：选BD 温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度来衡量。故A错而B、D对。温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰融化为同温度的水就是一个例证，故C错。

2．一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是( ) A．分子平均动能增加，分子势能减少 B．分子平均动能减小，分子势能增加 C．分子平均动能不变，分子势能增加 D．分子平均动能不变，分子势能减少

解析：选D 温度相同，分子的平均动能相同，体积改变，分子势能发生了变化。由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况，不能从做功上来判断。水变成冰是放出热量的过程，因此说势能减少。D对。

3．下面有关机械能和内能的说法中正确的是( ) A．机械能大的物体，内能一定也大

B．物体做加速运动时，其运动速度越来越大，物体内分子平均动能必增大 C．物体降温时，其机械能必减少 D．摩擦生热是机械能向内能的转化

解析：选D 机械能与内能有着本质的区别，对于同一物体，机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的，而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定的。

4．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图1中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是( )

图1

A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小 B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大 D．在r＝r0时，分子势能为零 解析：选AC 在r＞r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，选项A正确；在r＜r0阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B错误；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子力做功，分子动能和势能之和保持不变，在r＝r0时，分子势能为负值，选项D错误。

5．(多选)回收“神舟十号”飞船的过程中，飞船在轨道上运行的高度逐渐降低进入大气层，最后安全着陆。由于与大气的高速摩擦，使得飞船壳体外表温度上升到近二千摄氏度，从分子动理论和能量方面下列理解正确的是( )

A．飞船壳体材料每个分子的动能均增大 B．飞船壳体材料分子的平均动能增大 C．飞船的内能向机械能转化 D．飞船的机械能向内能转化

解析：选BD 本题以飞船与大气摩擦为背景，考查了分子动能、分子平均动能、物体内能及其变化等相关知识，重点考查的是温度的微观意义(温度是分子平均动能的标志)。飞船壳体外表温度升高，说明分子的平均动能增大，故A错，B对；飞船的高度逐渐降低，与大气高速摩擦，机械能向内能转化，故C错，D对。

6．(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是________。(填正确答案标号)

A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功 C．分子动能先增大，后减小 D．分子势能先增大，后减小 E．分子势能和动能之和不变

解析：选BCE 本题考查分子力、分子力做功和分子势能的概念，意在考查考生对分子力、分子力做功与分子势能关系的掌握情况。分子力应先增大，后减小，再增大，所以A选项错；分子力先为引力，做正功，再为斥力，做负功，B选项正确；根据动能定理可知分子动能先增大后减小，分子势能先减小后增大，分子动能和分子势能之和保持不变，所以C、E选项正确，D错误。

7．一木块静止在光滑的水平面上，被水平方向飞来的子弹击中，子弹进入木块的深度为d，此时木块相对于水平面移动了L，设木块对子弹的阻力恒为F，求产生的内能和子弹损失的动能之比。

解析：产生的内能等于阻力与两者相对位移大小的乘积，即Q＝F·d

子弹损失的动能等于它克服阻力所做的功，在子弹受到阻力的过程，它发生的位移等于打入深度d与木块移动的距离L之和，则有E损＝F·(d＋L)

所以Q：E损＝d：(d＋L) 答案：d：(d＋L)

8．重1 000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg的铁块上，要使铁块的温度升高40 ℃，气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时60%的机械能损失用来升高铁块的温度[取g＝10 m/s2，铁的比热容c＝0.462×103 J/(kg·℃)]。

解析：气锤从2.5 m高处下落到铁块上损失的机械能：ΔE＝mgh＝1 000×10×2.5 J＝2.5×104 J。 气锤撞击铁块后用来升高铁块温度的能量为： Wη＝W×60%＝1.5×104 J。

使铁块温度升高40 ℃所需的热量 Q＝cmΔt＝0.462×103×200×40 J

＝3.696×106 J。

设气锤应下落n次，才能使铁块温度升高40 ℃，则由能的转化和守恒定律得n·Wη＝Q。

6

Q3.696×10

所以，n＝＝＝246.4。

Wη1.5×104所以至少需要247次才能使铁块温度升高40 ℃。 答案：247次

课时跟踪检测（六） 气体的等温变化

1．描述气体状态的参量是指( ) A．质量、温度、密度 B．温度、体积、压强 C．质量、压强、温度 D．密度、压强、温度 解析：选B 气体状态参量是指温度、压强和体积，B对。

2．(多选)一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则( ) A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度变为原来的2倍 C．气体的体积变为原来的一半 D．气体的分子总数变为原来的2倍

解析：选BC 温度是分子平均动能的标志，由于温度T不变，故分子的平均动能不变，

1

据玻意耳定律得p1V1＝2p1V2，V2＝V1。

2

mmρ1＝，ρ2＝，

V1V2

即ρ2＝2ρ1，故B、C正确。

3．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小2 atm时，体积变化4 L，则该气体原来的体积为( )

4A. L B．2 L 38C. L D．8 L 3解析：选B 由题意知p1＝3 atm，p2＝1 atm，当温度不变时，一定质量气体的压强减小则体积变大，所以V2＝V1＋4 L，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2，解得V1＝2 L，故B正确。

4.如图1所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高。则细管中被封闭的空气 ( )

图1

A．体积不变，压强变小 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小

解析：选B 由题图可知空气被封闭在细管内，缸内水位升高时，气体体积减小；根据玻意耳定律，气体压强增大，B选项正确。

5. (多选)如图2所示，是某气体状态变化的p-V图像，则下列说法正确的是( )

图2

A．气体做的是等温变化

B．从A到B气体的压强一直减小 C．从A到B气体的体积一直增大 D．气体的三个状态参量一直都在变 解析：选BCD 一定质量的气体的等温过程的p-V图像即等温曲线是双曲线，显然图中所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化，A选项不正确。从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，则B、C选项正确。又因为该过程不是等温过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，D选项正确。

6.如图3所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸筒的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0。现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的重量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若将汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则( )

图3

mg

，F＝mg Smg

B．p＝p0＋，F＝p0S＋(m＋M)g

SMg

C．p＝p0－S，F＝(m＋M)g

Mg

D．p＝p0－S，F＝Mg

解析：选C 对整体有F＝(M＋m)g；

Mg

对汽缸有Mg＋pS＝p0S，p＝p0－，选C。

SA．p＝p0＋

7.长为100 cm的、内径均匀的细玻璃管，一端封闭、一端开口，当开口竖直向上时，用20 cm 水银柱封住l1＝49 cm长的空气柱，如图4所示。当开口竖直向下时(设当时大气压强为76 cmHg，即1×105 Pa)，管内被封闭的空气柱长为多少？

图4

解析：设玻璃管的横截面积为S，初状态：p1＝(76＋20) cmHg，V1＝l1S；设末状态时(管口向下)无水银溢出，管内被封闭的空气柱长为l2，有p2＝(76－20) cmHg，V2＝l2S，根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2，解得l2＝84 cm

因84 cm＋20 cm＝104 cm＞100 cm(管长)，这说明水银将要溢出一部分，原假设末状态时(管口向下)无水银溢出，不合理，求出的结果是错误的，故必须重新计算。

设末状态管内剩余的水银柱长为x cm则p2＝(76－x) cmHg， V2＝(100－x)S

根据玻意耳定律p1V1＝p2V2

得(76＋20)×49 S＝(76－x)(100－x)S 即x2－176 x＋2 896＝0， 解得x＝18.4， x′＝157.7(舍去)

所求空气柱长度为100 cm－x cm＝81.6 cm。 答案：81.6 cm

8.如图5，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动 ，稳定时发现活塞相

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