《2025年5年高考3年模拟高中物理选择性必修第三册人教版江苏专版》

$1.$关于系统的内能及其变化,下列说法中正确的是 (B)

A.系统的温度改变时,其内能必定改变
B.系统对外做功,其内能不一定改变;向系统传递热量,其内能不一定改变
C.对系统做功,系统内能必定改变;系统向外传递一定热量,其内能必定改变
D.若系统与外界不发生热交换,则系统的内能必定不改变

答案： 1.B 系统的温度改变时，其内能不一定改变，故A错误。根据热力学第一定律可知，系统对外做功或外界对系统做功，系统的内能不一定改变；向系统传递热量或系统向外传递一定热量，系统的内能不一定改变，故B正确，C错误。若系统与外界不发生热交换，系统对外做功或外界对系统做功，则系统的内能发生变化，故D错误。

$2.$如图所示健身球是一种内部充满气体的健身辅助器材,已知球内的气体可视为理想气体,当人体缓慢离开健身球时球内气体体积缓慢增大。当球内气体缓慢变化时可认为球内气体温度不变且能发生充分的热交换。则人体缓慢离开健身球过程中,下列说法正确的是 (A)


A.球内气体对外做功
B.球内气体压强变大
C.球内气体对外放热
D.球内气体分子热运动的平均动能增大

答案： 2.A 人体缓慢离开健身球过程中，球内气体体积缓慢增大，则球内气体对外做功，故A正确；人体缓慢离开健身球过程中，球内气体能与外界发生充分的热交换，球内气体的温度不变，而体积变大，由$pV = C$可知，球内气体压强变小，故B错误；人体缓慢离开健身球过程中，球内气体温度不变，则球内气体分子热运动的平均动能不变，球内气体内能不变，$\Delta U = 0$，球内气体对外做功，$W ＜ 0$，由热力学第一定律$\Delta U = W + Q$，可得$Q ＞ 0$，即球内气体从外界吸热，故C、D错误。

$3.$现利用固定在潜水器体外的一个密闭汽缸做验证性实验。如图,汽缸内封闭一定质量的理想气体,轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中,海水温度逐渐降低,则此过程中理论上 (A)


A.外界对气体所做的功小于气体向外界放出的热量
B.单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数减少
C.气体体积与潜水器下潜的深度成反比
D.气体压强与潜水器下潜的深度成正比

答案： 3.A 因为轻质导热活塞可自由移动，所以封闭气体的压强等于外界压强。在潜水器缓慢下潜过程中，外界压强增大，气体压强也增大，海水温度$T$逐渐降低，根据理想气体的状态方程$\frac{pV}{T}=C$可知，气体体积$V$减小，外界对气体做功，$W ＞ 0$，又因为温度降低，气体内能减小，即$\Delta U ＜ 0$，故由$\Delta U = W + Q$可知，气体向外界放热，外界对气体所做的功小于气体向外界放出的热量，故A正确；温度降低，气体分子的平均速率减小，但压强增大，故单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故B错误；设潜水器下潜深度为$h$，气体压强$p = p_0 + \rho gh$，由$\frac{pV}{T}=C$知当温度降低时，$V$与潜水器下潜的深度$h$不成反比，故C错误；由压强$p = p_0 + \rho gh$可知压强$p$与深度$h$是一次函数关系，但不是成正比关系，故D错误。

$4.$一定质量的理想气体从状态$a$开始,依次经状态$b$、$c$、$d$再次回到状态$a$的$p-V$图像如图所示。已知由$a$到$b$和由$c$到$d$均为等温过程、由$b$到$c$和由$d$到$a$均为等容过程,下列说法正确的是 (B)


A.由$a$到$b$的过程中,气体对外界做功
B.由$a$到$b$的过程中,气体向外界放热
C.由$d$到$a$的过程中,气体内能保持不变
D.由$d$到$a$的过程中,气体内能不断增大

答案： 4.B $a$到$b$的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，A错误；$a$到$b$的过程等温，气体内能不变，$\Delta U = 0$，外界对气体做功，$W ＞ 0$，由$\Delta U = Q + W$知$Q ＜ 0$，即气体向外界放热，B正确；$d$到$a$的过程，气体体积不变，压强减小，气体温度降低，气体内能减小，C、D错误。

$5.$保温壶内有少量热水,用壶盖将壶口盖住,壶内气体的压强为$1.2p_0$,温度为$87° C$。一段时间后,壶内气体压强降为$1.05p_0$,温度变为$57° C$。不计壶内水体积的变化及水的蒸发和凝结,将壶内气体看成理想气体,已知环境大气压强为$p_0$,温度为$20° C$,热力学温度$T$与摄氏温度$t$的关系为$T=t+273\ K$,则在这一过程中 (C)


A.壶内气体对外界不做功
B.壶内气体的质量保持不变
C.壶内气体发生了泄漏现象
D.单位时间内气体分子对壶内壁撞击的次数不变

答案： 5.C 壶内气体初始状态的温度$T_1 = (87 + 273) K=360 K$，末状态的温度$T_2 = (57 + 273) K=330 K$，根据理想气体状态方程有$\frac{1.2p_0V_1}{T_1}=\frac{1.05p_0V_2}{T_2}$，解得$\frac{V_1}{V_2}=\frac{21}{22}$，可知，气体体积变大，气体对外界做功，故A错误；根据题意，不计壶内水体积的变化及水的蒸发和凝结，结合上述，气体体积变大，反映了壶内气体发生了泄漏现象，壶内气体质量减小，故B错误，C正确；结合题意可知，气体体积增大，单位体积内气体分子数目减小，气体温度降低，气体分子运动的平均速率减小，则单位时间内气体分子对壶内壁碰撞的次数减少，故D错误。