高中物理 第三章 熱力學基礎(chǔ)章末質(zhì)量評估 粵教版選修33

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1、 第三章 熱力學基礎(chǔ) 章末質(zhì)量評估(三) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得0分) 1．關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認為下列哪些觀點是錯誤的(　　) A．常規(guī)能源是有限的，無節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類，是一種盲目的短期行為 B．根據(jù)能量守恒定律，擔心能源枯竭是一種杞人憂天的表現(xiàn) C．能源的開發(fā)和利用，必須要同時考慮其對環(huán)境的影響 D．通過核聚變和平利用核能是目前開發(fā)新能源的一種新途徑 解析：能量雖然守恒，但耗散的能量無法重新收集利用，所以

2、能源是有限的，特別是常規(guī)能源，故A的觀點正確，B的觀點錯誤；能源的開發(fā)和利用，不能以破壞環(huán)境為代價，故C的觀點正確；合理開發(fā)和利用新能源可以緩解能源危機，故D的觀點正確． 答案：B 2．在以下事例中，通過熱傳遞的方式來改變物體內(nèi)能的是(　　) A．兩小球碰撞后粘合起來，同時溫度升高 B．冬天暖氣為房間供暖 C．點燃的爆竹在空中爆炸 D．汽車的車輪與地面相互摩擦發(fā)熱 解析：改變內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞．熱傳遞指內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，而不是其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，兩小球碰撞后粘在一起，溫度升高，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯；點燃的爆竹在空中爆炸，是化學能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，故C錯；車輪與地面摩擦

3、生熱，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯． 答案：B 3．2013年，我國出現(xiàn)了大范圍的霧霾天氣，如何減少環(huán)境污染，已成為當務(wù)之急．下列發(fā)電方式會加劇大氣污染的是(　　) A．太陽能光伏發(fā)電　 B．風力發(fā)電 C．水力發(fā)電 D．火力發(fā)電 解析：太陽能光伏電池屬于清潔能源，不會帶來大氣污染，故A錯誤；風能屬于清潔的新能源，無污染，故B錯誤；水力發(fā)電，屬于清潔能源，不會帶來大氣污染，故C錯誤；火力發(fā)電要燃燒煤等化石能源，從而帶來大量的煙塵造成大氣污染，故D正確． 答案：D 4．崔牛先生向客戶推銷他設(shè)計的“超級推進器”，該推進器由超導(dǎo)體、激光器、制冷劑以及計算機控制系統(tǒng)組成，其神奇之處在于能

4、通過自身的循環(huán)工作，源源不斷地獲得動力，而不需要消耗任何能源．事實上，這是不可能實現(xiàn)的，因為他的設(shè)計違反了(　　) A．能量守恒定律 B．電荷守恒定律 C．機械能守恒定律 D．質(zhì)量守恒定律 解析：很多科學家致力于研究永動機，希望能造出不消耗能量而源源不斷地向外輸出能量的機器，但結(jié)果都以失敗告終．其原因是因為源源不斷地獲得動力，而不需要消耗任何能源的“永動機”違背了能量守恒定律． 答案：A 5．下列說法中，正確的是(　　) A．物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加 B．物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變 C．熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體 D．氣體自由膨脹是可逆過程 解

5、析：改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，物體吸收熱量，物體的內(nèi)能不一定增大，故A錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變，故B正確；熱量在一定的條件下可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱中熱量會由低溫物體傳遞給高溫物體，故C錯誤；根據(jù)熱力學第二定律，氣體自由膨脹是不可逆過程，故D錯誤． 答案：B 6．下列說法中正確的是(　　) A．機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可能全部轉(zhuǎn)化為機械能 B．電冰箱能制冷說明熱量能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體 C．熱量不能從低溫物體傳到高溫物體 D．熱力學第二定律說明熱量只能由高溫物體傳向低溫物體 解析：機械能可以全部轉(zhuǎn)

6、化為內(nèi)能，根據(jù)熱力學第二定律知，在外界的影響下，內(nèi)能也可能全部轉(zhuǎn)化為機械能，故A正確．根據(jù)熱力學第二定律知，熱量可以自發(fā)地由高溫物體傳到低溫物體，不能自發(fā)地由低溫物體傳到高溫物體．電冰箱能制冷是在壓縮機做功的情況下熱量才由低溫物體傳到高溫物體，熱量不是自發(fā)地自低溫物體傳到高溫物體，故B錯誤．根據(jù)熱力學第二定律知，在引起其他變化的情況下，熱量能從低溫物體傳到高溫物體，故C、D錯誤． 答案：A 7．對一些機械設(shè)備的科學性分析正確的是(　　) A．空調(diào)機既能制冷又能制熱，說明熱傳遞不存在方向性 B．第二類永動機不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 C．即使科學技術(shù)有長足進步，將來的熱機的效

7、率也達不到100% D．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，違背了熱力學第二定律 解析：熱傳遞存在方向性是說熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，空調(diào)的制冷過程是熱量從溫度較高的室內(nèi)傳到溫度較低的制冷劑，再通過壓縮制冷劑將熱量傳到室外，而制熱過程也是這樣進行的，故A錯誤．第二類永動機不可能制成是因為它違反了熱力學第二定律，不違反能量守恒定律，故B錯誤．根據(jù)熱力學第二定律可知，即使科學技術(shù)有長足進步，將來的熱機的效率也達不到100%，故C正確．電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，同時要消耗一定的電能，所以不違背熱力學第二定律，故D錯誤． 答案：C 8. 以下說

8、法正確的是(　　) A．電冰箱內(nèi)的食品溫度比室內(nèi)溫度低，說明在一定條件下熱傳導(dǎo)也可以由低溫物體向高溫物體進行 B．內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機械能 C．能量降退否定了能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律 D．能量降退說明自然界的宏觀過程不具有方向性 解析：熱傳導(dǎo)只能從高溫到低溫，A不正確；由能量守恒定律可知，各種形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，并且總能量守恒，所以B正確，C不正確；能量降退說明自然界的宏觀過程有方向性，D錯誤． 答案：B 9.如圖所示，在紫銅管內(nèi)滴入乙醚，蓋緊管塞．用手拉住繩子兩端迅速往復(fù)拉動，管塞會被沖開．管塞被沖開前(　　) A．外界對管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大 B．管內(nèi)氣體對外界做

9、功，氣體內(nèi)能減小 C．管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強變大 D．管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強變大 解析：克服繩與金屬管間的摩擦做功，使管壁內(nèi)能增加，溫度升高．進一步乙醚的溫度升高，直至沸騰，管塞會被沖開．管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強變大． 答案：D 10．用隔板將一容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定量的氣體，B為真空(如圖甲所示)，現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體將自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個過程稱為氣體的自由膨脹．則關(guān)于氣體的自由膨脹，下列說法中正確的是(　　) 甲　　　乙 A．在自由膨脹過程中，所有氣體分子的運動方向相同 B．在自由膨脹過程中，只要把握好隔板插入的時機，全部氣體就

10、能到達B部分 C．氣體充滿整個容器后，只要時間足夠長，還能全部自動回到A部分 D．氣體充滿整個容器后，B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分 解析：氣體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，在自由膨脹過程中也不例外，選項A錯誤；在自由膨脹過程中，氣體分子將充滿所能達到的空間，即整個容器，選項B錯誤；熱力學第二定律指出具有大量分子參與的宏觀過程都具有方向性，所以選項C錯誤；氣體充滿整個容器后，氣體分子朝各個方向運動的機會均等，所以B部分中的某些氣體分子有可能再回到A部分，選項D正確． 答案：D 二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目

11、要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 11．一銅塊和一鐵塊，質(zhì)量相等，銅塊的溫度T1比鐵塊的溫度T2高，當它們接觸在一起時，如果不和外界交換能量，則(　　) A．從兩者開始接觸到熱平衡的整個過程中，銅塊內(nèi)能的減少量等于鐵塊內(nèi)能的增加量 B．在兩者達到熱平衡以前的任意一段時間內(nèi)，銅塊內(nèi)能的減少量不等于鐵塊內(nèi)能的增加量 C．達到熱平衡時，銅塊的溫度T＝ D．達到熱平衡時，兩者的溫度相等 解析：一個系統(tǒng)在熱交換的過程中，如果不與外界發(fā)生熱交換，溫度高的物體放出的熱量等于溫度低的物體吸收的熱量，直到溫度相等，不再發(fā)生熱交換為止，而熱量是熱傳遞過程中內(nèi)能的變化量

12、，所以選項A和D都正確，選項B錯誤．根據(jù)熱平衡方程c銅m(T1－T)＝c鐵 m(T－T2)，解得T＝，由此可知選項C是錯誤的． 答案：AD 12．下列說法不正確的是(　　) A．熱量不可能由低溫物體傳遞到高溫物體 B．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加 C．第一類水動機違反了熱力學第二定律 D．第二類水動機不能制成，說明自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 解析：熱量在一定的條件下可以由低溫物體傳遞到高溫物體，比如電冰箱，故A錯誤；由公式ΔU＝W＋Q知做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能，外界對物體做功若同時放出熱量，物體的內(nèi)能一定增加，故B錯誤；第一類永動機不消耗能量而對外做功，違

13、反了能量守恒定律，故C錯誤；第二類永動機違背了熱力學第二定律，說明自然界中涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故D正確． 答案：ABC 13．如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A→B、等容過程B→C、等溫過程C→A又回到了狀態(tài)A，則(　　) A．A→B過程氣體降溫 B．B→C過程氣體內(nèi)能增加，可能外界對氣體做了功 C．C→A過程氣體放熱 D．全部過程氣體做功為零 解析：A→B過程氣體絕熱膨脹，氣體對外界做功，其對應(yīng)的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降低，選項A正確；B→C過程氣體等容升壓，由＝C(常量)可知，氣體溫度升高，其對應(yīng)內(nèi)能增加，因做功W＝0，選項B錯；C→A過程

14、氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對氣體做功，因此該過程中氣體放熱，選項C正確；A→B過程氣體對外做功，其數(shù)值等于AB線與橫軸包圍的面積．B→C過程氣體不做功．C→A過程外界對氣體做功，其數(shù)值等于CA線與橫軸包圍的面積，顯然全過程對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，選項D錯． 答案：AC 14.如圖所示，帶有活塞的汽缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體．將一個半導(dǎo)體NTC熱敏電阻R置于汽缸中，熱敏電阻與汽缸外的電源E和電流表組成閉合回路，汽缸和活塞具有良好的絕熱(與外界無熱交換)性能．若發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)增大時，以下判斷正確的是(　　) A．氣體一定對外做功 B．氣體體積一定增大

15、 C．氣體內(nèi)能一定增大 D．氣體壓強一定增大 解析：電流表讀數(shù)增大時，說明熱敏電阻溫度升高，故氣體溫度升高，則內(nèi)能一定增大，由于汽缸絕熱，外界一定對氣體做功，氣體體積將減小，A、B錯誤，C正確；由＝恒量知，V減小T增大，氣體壓強一定增大，D正確． 答案：CD 三、非選擇題(本大題共5小題，共54分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15．(6分)指出下面例子中各是什么物理過程改變物體內(nèi)能： (1)瓶內(nèi)的高壓氣體將瓶塞沖開，瓶內(nèi)氣體的溫度降低，___

16、____． (2)子彈打中木塊，木塊和子彈的溫度升高，__________． (3)電流通過電爐絲，其溫度升高，____________． (4)將燒紅的鐵塊放入冷水中，水的溫度升高，____________． 解析：(1)中體積增大對外做功；(2)中子彈與木塊摩擦做功；(3)中電流做功；(4)中屬于熱傳遞． 答案：(1)做功　(2)做功　(3)做功　(4)熱傳遞 16．(12分)(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法中正確的是________(填寫選項前的字母)． A．氣體分子間的作用力增大 B．氣體分子的平均速率增大 C

17、．氣體分子的平均動能減小 D．氣體組成的系統(tǒng)的熵增加 (2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6 J的功，則此過程中氣泡__________(填“吸收”或“放出”)的熱量是________J．氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1 J的功，同時吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________J. 解析：(1)氣泡上升過程中溫度保持不變，壓強減小體積增大，所以A、B、C選項均錯，根據(jù)熵增加原理知D項正確． (2)氣泡上升過程中T不變，故ΔU＝0，由熱力學第一定律得氣體吸收熱量Q＝W＝0.6 J. 氣泡到達湖面

18、后溫度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3 J－0.1 J＝0.2 J. 答案：(1)D　(2)吸收　0.6　0.2 17．(12分)如圖所示，粗細均勻、導(dǎo)熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1＝20 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高．現(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10 cm(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75 cmHg)． (1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(用“cmHg”做單位)； (2)此過程中左管內(nèi)的氣體對外界________(選填“做正功”“做負功”或“不做功”)，氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”)．

19、 解析：(1)設(shè)U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時，左管中封閉氣體的壓強為p，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為p.高為h的水銀柱產(chǎn)生的壓強為ph. 左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得 p1V1＝p2V2， p1＝p0， p2＝p＋ph， V1＝l1S，V2＝l2S. 由幾何關(guān)系得h＝2(l2－l1)． 代入數(shù)據(jù)得p＝50 cmHg. (2)此過程中由于左管中的氣體的體積變大，故左管內(nèi)的氣體對外界做正功，由于U型管導(dǎo)熱良好，故此過程中，左管的氣體做等溫變化，氣體的內(nèi)能不變，由ΔU＝W＋Q有W＜0，ΔU＝0，

20、故Q＞0即氣體吸熱． 答案：(1)50 cmHg　(2)做正功　吸熱 18．(12分)如圖所示，pV圖中一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過程I變至狀態(tài)B時，從外界吸收熱量420 J，同時膨脹對外做功300 J．當氣體從狀態(tài)B經(jīng)過程Ⅱ回到狀態(tài)A時外界壓縮氣體做功200 J，求此過程氣體吸收或放出的熱量是多少？ 解析：一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過程I變至狀態(tài)B時，從外界吸收的熱量Q1大于氣體膨脹對外做的功W1，氣體內(nèi)能增加，由熱力學第一定律，氣體內(nèi)能增加量為ΔU1＝Q1＋W1＝420 J＋(－300 J)＝120 J．氣體由狀態(tài)B經(jīng)過程Ⅱ回到狀態(tài)A時，氣體內(nèi)能將減少120 J，而此過程中外

21、界又壓縮氣體做了W2＝200 J的功，因而氣體必向外界放熱，放出的熱量為Q2＝ΔU2－W2＝(－120 J)－200 J＝－320 J. 答案：放出的熱量為320 J 19．(12分)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C，其中A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K. (1)求氣體在狀態(tài)B時的體積； (2)說明B→C過程壓強變化的微觀原因； (3)設(shè)A→B過程氣體吸收熱量為Q1，B→C過程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小，并說明原因． 解析：(1)A→B由氣體定律得＝，則 VB＝VA＝0.3 m3

22、＝0.4 m3. (2)B→C氣體體積不變，分子數(shù)不變，溫度降低，分子平均動能減小，壓強減?。? (3)A→B，氣體內(nèi)能增加，由熱力學第一定律： Q1－W＝ΔU，Q1＝ΔU＋W. B→C，氣體體積不變，內(nèi)能減少，Q2＝ΔU， 所以Q1>Q2. 答案：(1)0.4 m3　(2)(3)見解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375