高中物理 第10章 热力学定律单元知能评估 新人教版选修3-3

第10章 热力学定律1下列哪些物理过程具有方向性？()A热传导过程B机械能和内能的转化过程C气体的扩散过程 D气体向真空中膨胀的过程解析：一切与热现象有关的自然现象都具有方向性，应选ABCD.答案：ABCD2用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是()A搓搓手会感到手暖和些 B汽油机气缸内被压缩的气体C车刀切下的炽热铁屑 D物体在阳光下被晒热解析：搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，A正确；气缸压缩气体，对气体做功，B正确；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，也是通过做功使内能发生改变，C正确；物体在阳光下被晒热，不是外力做功改变物体内能，D错误答案：ABC3关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A第二类永动机违反能量守恒定律B如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C外界对物体做功，则物体的内能一定增加D做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的解析：第二类永动机违反热力学第二定律，并不是违反能量守恒定律，故A错据热力学第二定律UQW知内能的变化由做功W和热传递Q两个方面共同决定，只知道做功情况或只知道传热情况无法确定内能的变化情况，故B、C项错误做功和热传递都可改变物体内能但做功是不同形式能的转化，而热传递是同种形式能间的转移，这两种方式是有区别的，故D正确答案：D4下列关于做功和热传递的说法中正确的是()A做功和热传递的实质是相同的B做功和热传递在改变物体内能上是等效的C做功和热传递是对同一过程中的两种说法D做功和热传递是不可能同时发生的解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量；热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确答案：B5将物体A与B相接触，发现A放出热量B吸收热量，则下述说法正确的是()AA的温度一定比B的温度高BA的内能一定比B的内能大CA的热量一定比B的热量多DA的比热一定比B的比热大解析：自发进行的传热的方向，一定是从高温物体传向低温物体，它与物体的质量大小、内能多少、比热大小均无关系，热量是传热过程中内能改变的量度，只有在传热过程中才有意义，只能是“吸收”或“放出”，而不是“具有”，所以只有A对答案：A6下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小解析：系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化，从微观角度看，热力学第二定律是一个统计规律，所以A对热力学第二定律的微观意义是“一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行”，所以B、C均错D是在引入熵之后对热力学第二定律微观意义的描述，D对答案：AD7下列说法中正确的有()A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源C若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D晶体都具有固定的熔点解析：第二类永动机违背热力学第二定律，A错误；气体压强与气体的体积和温度都有关，不由单个物理量决定，C错误答案：BD8关于一定量的气体，下列叙述正确的是()A气体吸收的热量可以完全转化为功B气体体积增大时，其内能一定减少C气体从外界吸收热量，其内能一定增加D外界对气体做功，气体内能可能减少解析：由热力学第二定律知，热量可以完全转化为功，但要引起其他变化，A选项对由热力学第一定律UWQ知，改变物体内能的两种方式是做功和热传递，B项只说明气体对外做功，没有考虑热传递；C项只说明气体从外界吸收热量，没有考虑做功情况，故B、C选项均错，D选项对答案：AD9给旱区送水的消防车停于水平地面上，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体()A从外界吸热 B对外界做负功C分子平均动能减小 D内能增加解析：胎内气体经历了一个温度不变、压强减小、体积增大的过程，温度不变，分子平均动能和内能不变体积增大，气体对外界做正功根据热力学第一定律，气体一定从外界吸热A正确答案：A10如图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中()A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变解析：a内气体向真空中扩散，体积膨胀，但不做功，A错误由于是绝热容器，不从外界吸收热量，据热力学第一定律UWQ可知气体内能不变，B正确a内气体为理想气体，理想气体内能只与温度有关，内能不变，气体的温度不变，由玻意耳定律知气体的压强减小，C错误、D正确答案：BD11 (1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时_A气体分子的体积增大B气体分子的动能增大C气体分子的平均动能增大D单位体积内分子数增多(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J的功，可使其温度升高5 K若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5 K，那么气体应吸收_J的热量如果对该气体做了2 000 J的功，使其温度升高了5 K，表明在该过程中，气体还_(选填“吸收”或“放出”)热量_ J.答案：(1)C(2)1 500放出50012.如图所示，一定质量理想气体由状态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经过回到状态A时，外界压缩气体做功200 J求过程中气体是吸热还是放热，热量是多少？解析：气体由状态A经过程过程又回到状态A，初末状态内能不变，由热力学第一定律得UWQ可得0420300200Q解得Q320 J所以，第二过程中气体放热320 J.答案：放热320 J13如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强p01105 Pa，不计活塞重力(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，则压缩后气体的压强是多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S1 cm2)解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L022 cm，L2 cm，V0L0S，VLS，缓慢压缩气体，温度不变，由玻意耳定律得p0V0pV解得p1.1106 Pa(2)大气压力对活塞做功W1p0S(L0L)2 J人对活塞做功W2100 J由热力学第一定律得UW1W2Q将Q20 J代入解得U82 J答案：(1)1.1106 Pa(2)82 J14如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，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(以“cmHg”为单位)(2)此过程中左管内的气体对外界_(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析：(1)设U形管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1，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.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1p2V2p1p0p2pphV1l1SV2l2S由几何关系得h2(l2l1)联立式，代入数据得p50 cmHg(2)左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，U0，根据热力学第一定律，UQW且W0，气体将吸热答案：(1)50 cmHg(2)做正功吸热