高中物理 第5章 热力学定律章末综合测评 鲁科版选修3-3

第5章 热力学定律 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分在每小题给出的五个选项中有三项符合题目要求，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；选错1个扣3分，最低得分为0分)1下述做法不能改善空气质量的是()A以煤等燃料作为主要生活燃料B利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D限制使用电动车E大量使用核能发电、风力发电和水力发电【解析】以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多，限制使用电动车对改善空气质量无影响，核能发电、风力发电和水力发电能减少污染物故选A、C、D.【答案】ACD2我国拥有较丰富的地热资源，其开发利用前景广阔下列关于地热能说法正确的是()A可以用于洗浴、发电以及供暖等方面B与煤炭、石油、天然气一样都是化石能源C主要源于地球内部放射性元素衰变产生的能量D与地下水结合可形成热水型地热，释放形式之一是温泉E地热能不是一次能源，也不是新能源【解析】地热能的用途有采暖、发电、种植、养殖、医疗等多个方面；地热能是来自地球内部的能量，不属于化石能源，是地球内部放射性元素衰变释放的热能，是一次能源也是新能源；地热能与地下水结合就变成地下热水或蒸汽，这些地下热水沿着断层或裂隙上升到地表，就形成温泉等，故B、E错误【答案】ACD3酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是()A少用煤做燃料B燃料脱硫C在已经酸化的土壤中加石灰D多种植美人蕉、银杏等植物E鼓励大量购买私家车【解析】酸雨主要是由煤、石油等燃料，尤其是煤燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的，因而为减小酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力；汽车尾气不能减少酸雨的形成，故C、E错误，选A、B、D.【答案】ABD4自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是()A机械能守恒B机械能在减少C总能量守恒D只有动能和重力势能的相互转化E减少的机械能转化为内能，但总能量守恒【解析】自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，说明机械能在减少，减少的机械能通过克服阻力做功转化为内能，但总能量不变，故B、C、E选项正确【答案】BCE5.如图1所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体当环境温度升高时，缸内气体()【导学号：30110071】图1A内能增加B对外做功C压强增大D分子间的引力和斥力都增大E分子间除碰撞力外无斥力和引力【解析】因气缸导热良好，故环境温度升高时封闭气体温度亦升高，而一定质量的理想气体的内能只与温度有关，故封闭气体的内能增大，A正确；因气缸内壁光滑，由活塞受力平衡有p0SmgpS，即缸内气体的压强pp0不变，C错误；由盖吕萨克定律恒量可知气体体积膨胀，对外做功，B正确；理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力，故D错误，E正确【答案】ABE6根据热力学定律，下列说法中正确的是()A电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”E虽然能源不断消耗，但总能量保持不变，只不过能用的能量不断减少【解析】热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结果，选项A正确；第二是不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他影响，即第二类永动机不存在，选项B正确，选项C错误；由能量守恒定律知，能量总是守恒的，只是存在的形式不同，选项D错误，E正确【答案】ABE7如图2所示，带有活塞的气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置于气缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能热敏电阻发热不计若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是()【导学号：30110072】图2A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E气体体积一定减小【解析】电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，由于气缸绝热，故气体温度升高，则内能一定增大，C正确；气体压强也一定增大，D正确；由UWQ知，W为正，所以外界对气体做功，气体体积减小，E正确【答案】CDE8.如图3所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()图3A气体体积膨胀，内能不变B气体分子势能减少，内能增加C气体分子势能增加，压强可能不变D气体分子势能可认为不变，气体分子的平均动能也不变EQ中气体不可能自发地全部退回到P中【解析】据热力学第二定律，自然界涉及热现象的宏观过程都具有方向性，可知E项正确容器内气体自由膨胀，气体与外界之间不做功也没有热交换，故气体的内能不变，A正确，B不正确气体分子间作用力很弱，气体体积变化时，气体分子势能可认为不变，C项不正确内能不变，即温度不变，故分子的平均动能不变，D正确【答案】ADE二、非选择题(本题共4小题，共52分按题目要求作答)9(10分)如图4所示，内壁光滑的气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为p0.现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2.则在此过程中，(1)气体分子平均动能_(选填“增大”、“不变”或“减小”)，(2)气体内能变化了多少？图4【解析】加热后，气体温度升高，平均动能增大，UQWQp0S0dQp0(V2V1)【答案】(1)增大(2)Qp0(V2V1)10(12分)随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重据有关资料统计，汽车尾气排放造成的空气污染目前已占整个污染源的一半以上在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景如图6所示是某研究所研制的太阳能汽车，它是利用太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车设太阳光照射到电池板上的辐射功率为7 kW.在晴朗的天气里，电池板对着太阳时产生的电压为160 V，并对车上的电动机提供12 A的电流，请你求出：图6(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大？(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为180 N，则在1 min内这辆车行驶了多少米？【导学号：30110073】【解析】(1)电动机消耗的电功率PUI160 V12 A1 920 W.(2)由P得W电Pt1 92060 J115 200 J由题意W机W电115 200 J75%86 400 J又由WFs得汽车行驶的距离s m480 m.【答案】(1)1 920 W(2)480 m11. (15分)如图6所示，pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J求：图6(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？【解析】(1)ACB过程内能增加，ACB过程中W1280 J，Q1410 J由热力学第一定律UBUAW1Q1130 J气体内能的变化量为130 J.(2)BDA过程中气体放热因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，则BDA过程中气体内能变化量UAUB130 J又因外界对气体做功200 J由热力学第一定律UAUBW2Q2，Q2330 J，放出热量330 J.【答案】(1)增加130 J(2)放热330 J12(15分)如图7所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)这就是著名的“卡诺循环”图7(1)该循环过程中，下列说法正确的是_AAB过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是_(选填“AB”“BC”“CD”或“DA”)若气体在AB过程中吸收63 kJ的热量，在CD过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功是多少？【解析】(1)在AB的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A错误；BC的过程中，气体对外界做功，W0，且为绝热过程，Q0，根据UQW，知U0，根据UQW，U0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误(2)从AB、CD的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是BC，内能增大的过程是DA.气体完成一次循环时，内能变化U0，热传递的热量QQ1Q2(6338) kJ25 kJ，根据UQW，得WQ25 kJ，即气体对外做功25 kJ.【答案】(1)C(2)BC25 kJ