高中物理 第三章 热力学基础章末质量评估 粤教版选修33

第三章 热力学基础章末质量评估(三)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的()A常规能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现C能源的开发和利用，必须要同时考虑其对环境的影响D通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径解析：能量虽然守恒，但耗散的能量无法重新收集利用，所以能源是有限的，特别是常规能源，故A的观点正确，B的观点错误；能源的开发和利用，不能以破坏环境为代价，故C的观点正确；合理开发和利用新能源可以缓解能源危机，故D的观点正确答案：B2在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是()A两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高B冬天暖气为房间供暖C点燃的爆竹在空中爆炸D汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：改变内能的方式有两种：做功和热传递热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错答案：B32013年，我国出现了大范围的雾霾天气，如何减少环境污染，已成为当务之急下列发电方式会加剧大气污染的是()A太阳能光伏发电B风力发电C水力发电 D火力发电解析：太阳能光伏电池属于清洁能源，不会带来大气污染，故A错误；风能属于清洁的新能源，无污染，故B错误；水力发电，属于清洁能源，不会带来大气污染，故C错误；火力发电要燃烧煤等化石能源，从而带来大量的烟尘造成大气污染，故D正确答案：D4崔牛先生向客户推销他设计的“超级推进器”，该推进器由超导体、激光器、制冷剂以及计算机控制系统组成，其神奇之处在于能通过自身的循环工作，源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源事实上，这是不可能实现的，因为他的设计违反了()A能量守恒定律 B电荷守恒定律C机械能守恒定律 D质量守恒定律解析：很多科学家致力于研究永动机，希望能造出不消耗能量而源源不断地向外输出能量的机器，但结果都以失败告终其原因是因为源源不断地获得动力，而不需要消耗任何能源的“永动机”违背了能量守恒定律答案：A5下列说法中，正确的是()A物体吸收热量，内能一定增加B物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变C热量不可能从低温物体传到高温物体D气体自由膨胀是可逆过程解析：改变内能的方式有做功和热传递，物体吸收热量，物体的内能不一定增大，故A错误；改变内能的方式有做功和热传递，物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变，故B正确；热量在一定的条件下可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故C错误；根据热力学第二定律，气体自由膨胀是不可逆过程，故D错误答案：B6下列说法中正确的是()A机械能可以全部转化为内能，内能也可能全部转化为机械能B电冰箱能制冷说明热量能自发地由低温物体传到高温物体C热量不能从低温物体传到高温物体D热力学第二定律说明热量只能由高温物体传向低温物体解析：机械能可以全部转化为内能，根据热力学第二定律知，在外界的影响下，内能也可能全部转化为机械能，故A正确根据热力学第二定律知，热量可以自发地由高温物体传到低温物体，不能自发地由低温物体传到高温物体电冰箱能制冷是在压缩机做功的情况下热量才由低温物体传到高温物体，热量不是自发地自低温物体传到高温物体，故B错误根据热力学第二定律知，在引起其他变化的情况下，热量能从低温物体传到高温物体，故C、D错误答案：A7对一些机械设备的科学性分析正确的是()A空调机既能制冷又能制热，说明热传递不存在方向性B第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律C即使科学技术有长足进步，将来的热机的效率也达不到100%D电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律解析：热传递存在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低温物体，空调的制冷过程是热量从温度较高的室内传到温度较低的制冷剂，再通过压缩制冷剂将热量传到室外，而制热过程也是这样进行的，故A错误第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，不违反能量守恒定律，故B错误根据热力学第二定律可知，即使科学技术有长足进步，将来的热机的效率也达不到100%，故C正确电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，同时要消耗一定的电能，所以不违背热力学第二定律，故D错误答案：C8. 以下说法正确的是()A电冰箱内的食品温度比室内温度低，说明在一定条件下热传导也可以由低温物体向高温物体进行B内能可以转化为机械能C能量降退否定了能量的转化与守恒定律D能量降退说明自然界的宏观过程不具有方向性解析：热传导只能从高温到低温，A不正确；由能量守恒定律可知，各种形式的能量之间可以相互转化，并且总能量守恒，所以B正确，C不正确；能量降退说明自然界的宏观过程有方向性，D错误答案：B9.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开管塞被冲开前()A外界对管内气体做功，气体内能增大B管内气体对外界做功，气体内能减小C管内气体内能不变，压强变大D管内气体内能增加，压强变大解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高进一步乙醚的温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大答案：D10用隔板将一容器隔成A和B两部分，A中盛有一定量的气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体将自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀则关于气体的自由膨胀，下列说法中正确的是()甲乙A在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同B在自由膨胀过程中，只要把握好隔板插入的时机，全部气体就能到达B部分C气体充满整个容器后，只要时间足够长，还能全部自动回到A部分D气体充满整个容器后，B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分解析：气体分子在永不停息地做无规则运动，在自由膨胀过程中也不例外，选项A错误；在自由膨胀过程中，气体分子将充满所能达到的空间，即整个容器，选项B错误；热力学第二定律指出具有大量分子参与的宏观过程都具有方向性，所以选项C错误；气体充满整个容器后，气体分子朝各个方向运动的机会均等，所以B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分，选项D正确答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)11一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则()A从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C达到热平衡时，铜块的温度TD达到热平衡时，两者的温度相等解析：一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止，而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A和D都正确，选项B错误根据热平衡方程c铜m(T1T)c铁 m(TT2)，解得T，由此可知选项C是错误的答案：AD12下列说法不正确的是()A热量不可能由低温物体传递到高温物体B外界对物体做功，物体的内能一定增加C第一类水动机违反了热力学第二定律D第二类水动机不能制成，说明自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性解析：热量在一定的条件下可以由低温物体传递到高温物体，比如电冰箱，故A错误；由公式UWQ知做功和热传递都能改变物体内能，外界对物体做功若同时放出热量，物体的内能一定增加，故B错误；第一类永动机不消耗能量而对外做功，违反了能量守恒定律，故C错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，说明自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确答案：ABC13如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程AB、等容过程BC、等温过程CA又回到了状态A，则()AAB过程气体降温BBC过程气体内能增加，可能外界对气体做了功CCA过程气体放热D全部过程气体做功为零解析：AB过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；BC过程气体等容升压，由C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W0，选项B错；CA过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；AB过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积BC过程气体不做功CA过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D错答案：AC 14.如图所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体将一个半导体NTC热敏电阻R置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的电源E和电流表组成闭合回路，汽缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是()A气体一定对外做功 B气体体积一定增大C气体内能一定增大 D气体压强一定增大解析：电流表读数增大时，说明热敏电阻温度升高，故气体温度升高，则内能一定增大，由于汽缸绝热，外界一定对气体做功，气体体积将减小，A、B错误，C正确；由恒量知，V减小T增大，气体压强一定增大，D正确答案：CD三、非选择题(本大题共5小题，共54分把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(6分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_(2)子弹打中木块，木块和子弹的温度升高，_(3)电流通过电炉丝，其温度升高，_(4)将烧红的铁块放入冷水中，水的温度升高，_解析：(1)中体积增大对外做功；(2)中子弹与木块摩擦做功；(3)中电流做功；(4)中属于热传递答案：(1)做功(2)做功(3)做功(4)热传递16(12分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是_(填写选项前的字母)A气体分子间的作用力增大 B气体分子的平均速率增大C气体分子的平均动能减小 D气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中气泡_(填“吸收”或“放出”)的热量是_J气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了_J.解析：(1)气泡上升过程中温度保持不变，压强减小体积增大，所以A、B、C选项均错，根据熵增加原理知D项正确(2)气泡上升过程中T不变，故U0，由热力学第一定律得气体吸收热量QW0.6 J.气泡到达湖面后温度上升，UQW0.3 J0.1 J0.2 J.答案：(1)D(2)吸收0.60.217(12分)如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l120 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h10 cm(环境温度不变，大气压强p075 cmHg)(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位)；(2)此过程中左管内的气体对外界_(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将_(选填“吸热”或“放热”)解析：(1)设U型管横截面积为S，右端与大气相通时，左管中封闭气体的压强为p，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.高为h的水银柱产生的压强为ph.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1p2V2，p1p0，p2pph，V1l1S，V2l2S.由几何关系得h2(l2l1)代入数据得p50 cmHg.(2)此过程中由于左管中的气体的体积变大，故左管内的气体对外界做正功，由于U型管导热良好，故此过程中，左管的气体做等温变化，气体的内能不变，由UWQ有W0，U0，故Q0即气体吸热答案：(1)50 cmHg(2)做正功吸热18(12分)如图所示，pV图中一定质量的理想气体从状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J当气体从状态B经过程回到状态A时外界压缩气体做功200 J，求此过程气体吸收或放出的热量是多少？解析：一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为U1Q1W1420 J(300 J)120 J气体由状态B经过程回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2U2W2(120 J)200 J320 J.答案：放出的热量为320 J19(12分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变成状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化已知VA0.3 m3，TATC300 K，TB400 K.(1)求气体在状态B时的体积；(2)说明BC过程压强变化的微观原因；(3)设AB过程气体吸收热量为Q1，BC过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小，并说明原因解析：(1)AB由气体定律得，则VBVA0.3 m30.4 m3.(2)BC气体体积不变，分子数不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小(3)AB，气体内能增加，由热力学第一定律：Q1WU，Q1UW.BC，气体体积不变，内能减少，Q2U，所以Q1Q2.答案：(1)0.4 m3(2)(3)见解析6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375