新高中物理 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ)章末檢測(cè)（含解析）粵教版選修33.doc

第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1下列說法正確的是()a機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的b第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功的原因是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式c根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體d從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的2關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)能的下列說法中正確的是()a物體內(nèi)所有分子的平均動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能 b當(dāng)一個(gè)物體的機(jī)械能發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能也一定發(fā)生變化c外界對(duì)系統(tǒng)做了多少功w，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即uwd系統(tǒng)從外界吸收了多少熱量q，系統(tǒng)的內(nèi)能就增加多少，即uq3一定量的氣體膨脹對(duì)外做功100j，同時(shí)對(duì)外放熱40j，氣體內(nèi)能的增量u是()a60jb60jc140jd140j4.圖1固定的水平汽缸內(nèi)由活塞b封閉著一定量的理想氣體，氣體分子之間的相互作用力可以忽略假設(shè)汽缸壁的導(dǎo)熱性能很好，外界環(huán)境的溫度保持不變?nèi)粲猛饬將活塞b緩慢地向右拉動(dòng)，如圖1所示，則在拉動(dòng)活塞的過程中，關(guān)于汽缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論，其中正確的是()a氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能減小b氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能不變c外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變d氣體向外界放熱，氣體內(nèi)能不變5密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶?jī)?nèi)空氣(不計(jì)分子勢(shì)能)()a內(nèi)能增大，放出熱量b內(nèi)能減小，吸收熱量c內(nèi)能增大，對(duì)外界做功d內(nèi)能減小，外界對(duì)其做功6給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面，在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體()a從外界吸熱b對(duì)外界做負(fù)功c分子平均動(dòng)能減小d內(nèi)能增加7.圖2帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如圖2vt所示設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc，在過程ab和ac中吸收熱量分別為qab和qac，則()apbpc，qabqacbpbpc，qabqaccpbqacdpbpc，qabqac8.圖3a、b兩裝置，均由一支一端封閉、一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進(jìn)入管內(nèi))水銀柱上升至圖3所示位置停止假設(shè)這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法正確的是()aa中水銀的內(nèi)能增量大于b中水銀的內(nèi)能增量bb中水銀的內(nèi)能增量大于a中水銀的內(nèi)能增量ca和b中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同da和b中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同9下列說法正確的是()a熱力學(xué)第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性b電流流過導(dǎo)體轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，反過來，可將內(nèi)能收集起來，再轉(zhuǎn)化成相同大小的電流c可以做成一種熱機(jī)，由熱源吸取一定的熱量而對(duì)外做功d冰可以熔化成水，水也可以結(jié)成冰，這個(gè)現(xiàn)象違背了熱力學(xué)第二定律10關(guān)于能源的利用，下列說法中錯(cuò)誤的是()a由于我國(guó)煤和石油的儲(chǔ)量十分豐富，所以太陽(yáng)能和核能的開發(fā)在我國(guó)并不十分重要b能源的利用過程，實(shí)質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)化和傳遞過程c現(xiàn)代人類社會(huì)使用的能源主要是煤、石油和天然氣d煤、石油和天然氣的化學(xué)能歸根到底來自太陽(yáng)能題號(hào)12345678910答案二、填空題(本題共2小題，共20分)11(8分)一定質(zhì)量的理想氣體沿圖4中所示的過程(p代表氣體的壓強(qiáng)，v代表氣體的體積)，從a狀態(tài)變化到b狀態(tài)，在此過程中氣體的內(nèi)能_(填“增加”或“減小”)，并_(填“吸收”或“放出”)熱量圖412(12分)如圖5是制冷機(jī)的工作原理圖，試分析每個(gè)工作過程中工作物質(zhì)的內(nèi)能改變情況和引起改變的物理過程：(1)工作物質(zhì)的內(nèi)能_，是_的過程；(2)工作物質(zhì)的內(nèi)能_，是_的過程；(3)工作物質(zhì)的內(nèi)能_，是_的過程(1)(3)(2)圖5三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分)13.(8分)圖6如圖6所示，pv圖中一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)過程變至狀態(tài)b時(shí)，從外界吸收熱量420j，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300j當(dāng)氣體從狀態(tài)b經(jīng)過程回到狀態(tài)a時(shí)外界壓縮氣體做功200j，求此過程氣體吸收或放出的熱量是多少焦？14.圖7(12分)如圖7所示，體積為v，內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4t0、壓強(qiáng)為1.2p0的理想氣體，p0和t0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度已知：氣體內(nèi)能u與溫度t的關(guān)系為ut，為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的求：(1)汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積v1；(2)在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量q.15.(10分)一顆質(zhì)量為10g的子彈以200m/s的速度射入放在光滑水平面上質(zhì)量為2 kg的木塊并穿出，穿出木塊時(shí)子彈的速度變?yōu)?0 m/s，木塊速度為0.8m/s，設(shè)子彈在木塊中所受的阻力不變，在此過程中子彈和木塊共獲得多少內(nèi)能？若這些內(nèi)能有30%被子彈吸收，則可以使子彈升溫多少度？子彈的比熱容c1.3102 j/(kg)16(10分)能源問題是當(dāng)前熱門話題，傳統(tǒng)的能源煤和石油，一方面儲(chǔ)量有限，有朝一日將要被開采完畢；另一方面，使用過程中也帶來污染尋找新的、無污染的能源是人們努力的方向利用潮汐發(fā)電即是一例關(guān)于潮汐，古人說：“潮者，據(jù)朝來也；汐者，言夕至也”圖8表示的是利用潮汐發(fā)電的過程，左方為陸地和海灣，中間為大壩，其下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)漲潮時(shí)，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道(圖a)，潮落至最低點(diǎn)時(shí)放水發(fā)電(圖b)待內(nèi)外水面高度相同，再堵住通道，直到下次漲潮至最高點(diǎn)，又放水發(fā)電(圖c)設(shè)海灣面積為5107m2，高潮與低潮間高度差3m，則一天內(nèi)水流的平均功率為多少？(g取10n/kg)圖8第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)1d機(jī)械能可以完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，摩擦生熱就是個(gè)例子，a錯(cuò)誤所謂的第二類永動(dòng)機(jī)是違背熱力學(xué)第二定律的機(jī)器，但不違背能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，b錯(cuò)誤采取其他措施可以把熱量從低溫物體傳到高溫物體，如空調(diào)機(jī)，通過做功將熱量從低溫物體傳到高溫物體，c選項(xiàng)錯(cuò)誤熱力學(xué)第二定律的表述是“不可能從單一熱源吸收熱量全部用來做功，而不引起其他變化”例如，理想氣體的等溫膨脹理想氣體可以把吸收的熱量全部用來做功，但是卻引起了其他變化，即理想氣體的體積膨脹了，d選項(xiàng)正確2a在分子動(dòng)理論中，我們把物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和定義為物體的內(nèi)能，a對(duì)物體的內(nèi)能與機(jī)械能是兩個(gè)不同的物理概念，兩者沒有什么關(guān)系，如物體的速度增加了，機(jī)械能可能增加，但如果物體的溫度不變，物體的內(nèi)能就可能不變，故b錯(cuò)只有當(dāng)系統(tǒng)與外界絕熱時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做的功才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量，同理，只有在單純的熱傳遞過程中，系統(tǒng)吸收(或放出)的熱量才等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量(或減少量)，故c、d錯(cuò)3c由熱力學(xué)第一定律得uwq100 j40 j140 j4b用力f緩慢拉活塞時(shí)，氣體膨脹，對(duì)外做功，但由于汽缸的導(dǎo)熱性很好，環(huán)境溫度又不變，汽缸會(huì)從外界吸收熱量而保持與環(huán)境溫度相同，因而氣體的內(nèi)能不變，故b選項(xiàng)正確5d本題考查熱力學(xué)第一定律知識(shí)對(duì)于瓶中的氣體，溫度降低而體積減小，可知其一定放出熱量因不計(jì)分子勢(shì)能，所以溫度降低，內(nèi)能一定減小，a、c項(xiàng)錯(cuò)；氣體體積減小，外界對(duì)氣體做正功，所以d項(xiàng)正確6a車胎內(nèi)的氣體的分子勢(shì)能不計(jì)，氣體只有動(dòng)能，則當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的內(nèi)能不變，d項(xiàng)錯(cuò)；灑水車質(zhì)量逐漸減小，車胎內(nèi)的氣體的壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律知，t不變，p減小，則v增大，氣體對(duì)外界做功，再由uwq知，氣體要從外界吸收熱量，a項(xiàng)對(duì)，b項(xiàng)錯(cuò)；溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則c項(xiàng)錯(cuò)7c體積溫度圖象中，某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越大表示壓強(qiáng)越小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律吸收的熱量等于內(nèi)能增量與對(duì)外做功之和，故c項(xiàng)正確8b大氣壓對(duì)水銀槽中水銀做功相同，這些功一部分轉(zhuǎn)化為水銀的內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為水銀的重力勢(shì)能a中水銀的重力勢(shì)能大于b中水銀的重力勢(shì)能，故b中水銀內(nèi)能增量大于a中水銀，b選項(xiàng)正確9c熱力學(xué)第二定律說明了一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的，但并沒有否認(rèn)以特殊方式利用能量的可能性，故a錯(cuò)；功和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性，其逆過程是不可能自發(fā)實(shí)現(xiàn)的，故b錯(cuò)；冰熔化成水，水結(jié)成冰，伴隨著能量的轉(zhuǎn)移，不是自發(fā)進(jìn)行的，沒有違背熱力學(xué)第二定律10a11減小放出解析從a到b，氣體的體積在減小，外界對(duì)氣體做功，但溫度卻在降低，所以氣體的內(nèi)能減少，說明氣體此過程放出熱量，且放出的熱量多于外界對(duì)氣體做的功12(1)增加做功(2)減小放熱(3)增加吸熱解析在(1)中，壓縮氣體，對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加；在(2)中，氣體液化要放出熱量，內(nèi)能減?。辉?3)中，是工作物質(zhì)的汽化過程，要吸收熱量，內(nèi)能增加13放出的熱量為320j解析一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)過程變至狀態(tài)b時(shí)，從外界吸收的熱量q1大于氣體膨脹對(duì)外做的功w1，氣體內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律，氣體內(nèi)能增加量為uq1w1420j(300) j120j氣體由狀態(tài)b經(jīng)過程回到狀態(tài)a時(shí)，氣體內(nèi)能將減少120j，而此過程中外界又壓縮氣體做了w2200j的功，因而氣體必向外界放熱，放出的熱量為q2uw2(120) j200j320j.14(1)v(2)p0vt0解析本題考查查理定律、蓋呂薩克定律、熱力學(xué)第一定律(1)在缸內(nèi)氣體由壓強(qiáng)p1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由t2.4t0變?yōu)閠1，由查理定律得在氣體溫度由t1變?yōu)閠0的過程中，體積由v減小到v1，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律得由式得v1v(2)在活塞下降過程中，活塞對(duì)氣體做的功為w