高中物理 單元測評（四）熱力學定律 新人教版選修3-3.doc

1、a單元測評(四)熱力學定律(時間：90分鐘滿分：100分)第卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分)1下列實例說明做功改變系統(tǒng)內(nèi)能的是()A熱水袋取暖B用雙手摩擦給手取暖C把手放在火爐旁取暖D用嘴對手呵氣給手取暖解析：雙手摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，感到暖和；A、C、D都是通過熱傳遞來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項B正確答案：B2有一個小氣泡從水池底緩慢地上升，氣泡跟水不發(fā)生熱傳遞，而氣泡內(nèi)氣體體積不斷增大在小氣泡上升的過程中()A由于氣泡克服重力做功，則它的內(nèi)能減少B由于重力和浮力的合力對氣泡做功，則它的內(nèi)能增加C由于氣泡內(nèi)氣體膨脹做功，則它的內(nèi)能增加D由于氣泡內(nèi)氣體膨脹

2、做功，則它的內(nèi)能減少解析：在小氣泡上升的過程中，重力和浮力的合力對氣泡做功，或者氣泡克服重力做功，它只能改變氣泡的機械能，而不影響氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能，故A、B錯；在上升的過程中，氣泡內(nèi)氣體膨脹而對外界做功，使它的內(nèi)能減少，故C錯誤，D正確答案：D3熱力學定律表明自然界中進行的熱現(xiàn)象的宏觀過程()A有的只遵守熱力學第一定律B有的只遵守熱力學第二定律C有的既不遵守熱力學第一定律，也不遵守熱力學第二定律D所有的都遵守熱力學第一、第二定律解析：熱力學第一、第二定律是熱力學的基本定律對所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都成立故選項D正確，A、B、C錯誤答案：D4(多選題)關于熱力學第二定律的理解，下列正確的是()A

3、宏觀與熱有關的自發(fā)的物理過程都是不可逆的B所有熱過程都是從有序變?yōu)闊o序C熵增加原理說明自然的物理過程具有方向性aaD熱運動是一種最無序的運動，內(nèi)能是最無序運動所對應的能量，因此機械能可以全部轉變?yōu)閮?nèi)能，但不可能將內(nèi)能100%全部轉變?yōu)闄C械能且不能引起其他變化答案：ACD5(多選題)下列關于熱機的說法中，正確的是()A熱機是把內(nèi)能轉化成機械能的裝置B熱機是把機械能轉化為內(nèi)能的裝置C只要對內(nèi)燃機不斷進行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉化為機械能D即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機也不可能把內(nèi)能全部轉化為機械能解析：由熱機的定義可知A正確，B錯誤內(nèi)燃機工作時內(nèi)能的損失有多種途徑，所以內(nèi)

4、燃機不可能把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉化為機械能，故D選項正確，C選項錯誤答案：AD6下列說法正確的是()A對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加B第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的C電流的能不可能全部轉化為內(nèi)能D熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體解析：由UWQ可知，A錯誤；第二類永動機違背了熱力學第二定律，所以制造不出來，B正確；電流通過電阻做功電能可以全部轉化為內(nèi)能，C錯誤；在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯誤答案：B7(多選題)關于熱力學定律，下列說法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣不可

5、能使熱量從低溫物體傳向高溫物體D功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程解析：內(nèi)能的改變可以通過做功或熱傳遞進行，故A對；在引起其他變化的情況下，可以從單一熱源吸收熱量，將其全部變?yōu)楣?，B對；在引起其他變化的情況下，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，C錯；涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故D對答案：ABD8(多選題)下列宏觀過程能用熱力學第二定律解釋的是()A大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時間大米、小米不會自動分開B將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會均勻擴散到整杯水中，經(jīng)過一段時間，墨水和清水不會自動分開aaC冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會由內(nèi)能自發(fā)地轉化為機械

6、能而動起來D隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會使汽車熱機的效率達到100%解析：熱力學第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A不屬于熱現(xiàn)象，A錯；由熱力學第二定律可知B、C、D正確答案：BCD9關于物體內(nèi)能變化的說法，正確的是()A一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中內(nèi)能保持不變B一定質(zhì)量的氣體在體積膨脹過程中內(nèi)能一定增加C一定質(zhì)量的物體在熱膨脹過程中內(nèi)能不一定增加D一定質(zhì)量的物體在體積保持不變的過程中，內(nèi)能一定不變解析：晶體在熔化過程中要吸熱，卻沒有對外做功，故內(nèi)能增加，A錯誤一定質(zhì)量的氣體在膨脹過程中，可能吸熱，也可能不吸熱，還有可能放熱，但一定對外做功，內(nèi)能不一定增加，故B錯誤

7、物體熱膨脹一定是吸收了熱量，對外做功不一定小于吸收的熱量，內(nèi)能不一定增加，C正確物體體積不變，溫度可以改變，內(nèi)能隨之變化，D錯誤答案：C10采用絕熱(即不交換熱量)的方式使一定量的氣體由初態(tài)A變化至終態(tài)B.對于不同的絕熱方式，下面說法正確的是()A對氣體所做的功不同B對氣體所做的功相同C對氣體不需做功，因為沒有熱的傳遞D以上三種說法都不對解析：初態(tài)A和終態(tài)B的內(nèi)能的變化是相同的，而Q0，所以不管什么過程，對氣體所做的總功都是相同的答案：B11隔板將絕熱的氣缸分為A、B兩部分，A內(nèi)充有氣體，B內(nèi)為真空(如圖甲)現(xiàn)把隔板抽去， A中的氣體自動充滿整個容器(如圖乙)，這個過程稱為氣體的自由膨脹下列說

8、法正確的是()甲乙A自由膨脹過程中，氣體分子只作定向運動aaB自由膨脹前后，氣體的壓強不變C自由膨脹前后，氣體的溫度不變D容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到A部分解析：自由膨脹時，氣體并不對外做功，絕熱容器又沒有做功過程，所以內(nèi)能不變，則氣體的溫度保持不變答案：C12如圖所示，厚壁容器的一端通過膠塞插進一只靈敏溫度計和一根氣針，另一端有個用卡子卡住的可移動的膠塞用打氣筒慢慢向筒內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強增加到一定程度，這時讀出溫度計示數(shù)打開卡子，膠塞沖出容器后()A溫度計示數(shù)變大，實驗表明氣體對外界做功，內(nèi)能減少B溫度計示數(shù)變大，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加C溫度計示數(shù)變小，實驗表明

9、氣體對外界做功，內(nèi)能減少D溫度計示數(shù)變小，實驗表明外界對氣體做功，內(nèi)能增加解析：根據(jù)功是能量轉化的量度，對外做了多少功，就意味著轉化了多少能量本例中由于是厚壁容器，打開卡子后，氣體迅速膨脹，這樣的過程可以當作絕熱過程，或者還沒有來得及進行熱交換由此判斷，轉化的應是系統(tǒng)的內(nèi)能，即對外做功，系統(tǒng)的內(nèi)能減少，溫度降低選C.答案：C第卷(非選擇題，共52分)二、計算題(本題有4小題，共52分解答應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)13(10分)如圖所示，絕熱隔板S把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的

10、兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體aaa和b.氣體分子之間相互作用可忽略不計現(xiàn)通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后，a、b各自達到新的平衡狀態(tài)試分析a、b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強、溫度、內(nèi)能各如何變化？答案：氣缸和隔板絕熱，電熱絲對氣體a加熱，a溫度升高，壓強增大，體積增大，內(nèi)能增大；(5分)a對b做功，b的體積減小，溫度升高，壓強增大，內(nèi)能增大(5分)14(12分)一定質(zhì)量的理想氣體，在經(jīng)過等壓膨脹、等容降溫、等壓壓縮、等容升溫四個過程后回到初始狀態(tài)，它是吸熱還是放熱？解析：解法一：由于一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能是否變化決定于溫度是否發(fā)生了變化，所以經(jīng)過一個循環(huán)后回到初始狀

11、態(tài)，內(nèi)能不變，即U0.由熱力學第一定律UWQ可知，它是吸熱還是放熱，取決于外界對它的做功情況以下對在每個過程中外界對氣體做功W的情況逐個分析：等壓膨脹：氣體壓強為p1，體積增大了V1，則W1p1V1；(2分)等容降溫：體積不變，所以W20.(2分)等壓壓縮：氣體壓強為p2，體積減小了V2，則W3p2V2.(2分)等容升溫：體積不變，所以W40.(2分)外界對氣體做的總功為WW1W2W3W4p1V1p2V2(2分)由于p1p2，V1V2，所以W0，即氣體吸熱(2分)解法二：用圖線直觀地反應氣體的狀態(tài)變化對本題作pV圖線如圖所示，氣體從A狀態(tài)經(jīng)過一個循環(huán)回到狀態(tài)A.由pV圖線可以看出，在等溫膨脹過

12、程AB中，氣體對外做的功等于矩形ABFE的面積；在等壓壓縮過程CD中，外界對氣體所做的功等于矩形CDEF的面積整個循環(huán)氣體對外做的功等于矩形ABCD的面積氣體內(nèi)能不變，對外做功，必然吸熱而且氣體所吸收的熱量也等于矩形ABCD的面積答案：見解析15(14分)空氣壓縮機在一次壓縮中，活塞對空氣做了2105 J的功，同時空氣的內(nèi)能增加了1.510aa5 J，這一過程中空氣向外界傳遞的熱量是多少？解析：選擇被壓縮的空氣為研究對象，根據(jù)熱力學第一定律有UWQ.(4分)由題意可知W2105 J，U1.5105 J，(4分)代入上式得QUW1.5105 J2105 J5104 J(4分)負號表示空氣向外界釋放熱量，即空氣向外界傳遞的熱量為5104 J(2分)答案：5104 J16(16分)某同學為測量地表植物吸收太陽能的本領，做了如下實驗：用一面積為0.1 m2的水盆盛6 kg的水，經(jīng)太陽垂直照射15 min，溫度升高5 ，若地表植物每秒接收太陽能的能力與水相等，試計算：(1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為多少焦耳？(2)若綠色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太陽能可放出0