高中物理 單元測(cè)評(píng)（四）熱力學(xué)定律 新人教版選修3-3.doc

1、a單元測(cè)評(píng)(四)熱力學(xué)定律(時(shí)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(shí)例說(shuō)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(duì)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(guò)熱傳遞來(lái)改變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確答案：B2有一個(gè)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(guò)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(duì)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(guò)程中，重力和浮力的合力對(duì)氣泡做功，或者氣泡克服重力做功，它只能改變氣泡的機(jī)械能，而不影響氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能，故A、B錯(cuò)；在上升的過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體膨脹而對(duì)外界做功，使它的內(nèi)能減少，故C錯(cuò)誤，D正確答案：D3熱力學(xué)定律表明自然界中進(jìn)行的熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程()A有的只遵守?zé)崃W(xué)第一定律B有的只遵守?zé)崃W(xué)第二定律C有的既不遵守?zé)崃W(xué)第一定律，也不遵守?zé)崃W(xué)第二定律D所有的都遵守?zé)崃W(xué)第一、第二定律解析：熱力學(xué)第一、第二定律是熱力學(xué)的基本定律對(duì)所有涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都成立故選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤答案：D4(多選題)關(guān)于熱力學(xué)第二定律的理解，下列正確的是()A

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

4、燃機(jī)不可能把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：AD6下列說(shuō)法正確的是()A對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加B第二類永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)的C電流的能不可能全部轉(zhuǎn)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(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律，所以制造不出來(lái)，B正確；電流通過(guò)電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯(cuò)誤；在一定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯(cuò)誤答案：B7(多選題)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)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(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程解析：內(nèi)能的改變可以通過(guò)做功或熱傳遞進(jìn)行，故A對(duì)；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Γ珺對(duì)；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(cuò)；涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性，故D對(duì)答案：ABD8(多選題)下列宏觀過(guò)程能用熱力學(xué)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(guò)一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)B將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，墨水和清水不會(huì)自動(dòng)分開(kāi)aaC冬季的夜晚，放在室外的物體隨氣溫的降低，不會(huì)由內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化為機(jī)械

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

7、物體熱膨脹一定是吸收了熱量，對(duì)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(cuò)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(duì)于不同的絕熱方式，下面說(shuō)法正確的是()A對(duì)氣體所做的功不同B對(duì)氣體所做的功相同C對(duì)氣體不需做功，因?yàn)闆](méi)有熱的傳遞D以上三種說(shuō)法都不對(duì)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(guò)程，對(duì)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(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙)，這個(gè)過(guò)程稱為氣體的自由膨脹下列說(shuō)

8、法正確的是()甲乙A自由膨脹過(guò)程中，氣體分子只作定向運(yùn)動(dòng)aaB自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)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(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，能全部自動(dòng)回到A部分解析：自由膨脹時(shí)，氣體并不對(duì)外做功，絕熱容器又沒(méi)有做功過(guò)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(guò)膠塞插進(jìn)一只靈敏溫度計(jì)和一根氣針，另一端有個(gè)用卡子卡住的可移動(dòng)的膠塞用打氣筒慢慢向筒內(nèi)打氣，使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增加到一定程度，這時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)打開(kāi)卡子，膠塞沖出容器后()A溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少B溫度計(jì)示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加C溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明

9、氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減少D溫度計(jì)示數(shù)變小，實(shí)驗(yàn)表明外界對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加解析：根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，對(duì)外做了多少功，就意味著轉(zhuǎn)化了多少能量本例中由于是厚壁容器，打開(kāi)卡子后，氣體迅速膨脹，這樣的過(guò)程可以當(dāng)作絕熱過(guò)程，或者還沒(méi)有來(lái)得及進(jìn)行熱交換由此判斷，轉(zhuǎn)化的應(yīng)是系統(tǒng)的內(nèi)能，即對(duì)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(jì)算題(本題有4小題，共52分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(jì)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(jì)現(xiàn)通過(guò)電熱絲對(duì)氣體a緩慢加熱一段時(shí)間后，a、b各自達(dá)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(qiáng)、溫度、內(nèi)能各如何變化？答案：氣缸和隔板絕熱，電熱絲對(duì)氣體a加熱，a溫度升高，壓強(qiáng)增大，體積增大，內(nèi)能增大；(5分)a對(duì)b做功，b的體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)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(guò)等壓膨脹、等容降溫、等壓壓縮、等容升溫四個(gè)過(guò)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(guò)一個(gè)循環(huán)后回到初始狀

11、態(tài)，內(nèi)能不變，即U0.由熱力學(xué)第一定律UWQ可知，它是吸熱還是放熱，取決于外界對(duì)它的做功情況以下對(duì)在每個(gè)過(guò)程中外界對(duì)氣體做功W的情況逐個(gè)分析：等壓膨脹：氣體壓強(qiáng)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(qiáng)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(duì)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(yīng)氣體的狀態(tài)變化對(duì)本題作pV圖線如圖所示，氣體從A狀態(tài)經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)回到狀態(tài)A.由pV圖線可以看出，在等溫膨脹過(guò)

12、程AB中，氣體對(duì)外做的功等于矩形ABFE的面積；在等壓壓縮過(guò)程CD中，外界對(duì)氣體所做的功等于矩形CDEF的面積整個(gè)循環(huán)氣體對(duì)外做的功等于矩形ABCD的面積氣體內(nèi)能不變，對(duì)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(jiàn)解析15(14分)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮中，活塞對(duì)空氣做了2105 J的功，同時(shí)空氣的內(nèi)能增加了1.510aa5 J，這一過(guò)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(duì)象，根據(jù)熱力學(xué)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(fù)號(hào)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(xué)為測(cè)量地表植物吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一面積為0.1 m2的水盆盛6 kg的水，經(jīng)太陽(yáng)垂直照射15 min，溫度升高5 ，若地表植物每秒接收太陽(yáng)能的能力與水相等，試計(jì)算：(1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽(yáng)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(yáng)能可放出0