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

1、第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ)章末質(zhì)量評(píng)估(三)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分)1關(guān)于能源的開發(fā)和節(jié)約，你認(rèn)為下列哪些觀點(diǎn)是錯(cuò)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(dān)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(shí)考慮其對(duì)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，所以能源是有限的，特別是常規(guī)能源，故a的觀點(diǎn)正確，b的觀點(diǎn)錯(cuò)誤

2、；能源的開發(fā)和利用，不能以破壞環(huán)境為代價(jià)，故c的觀點(diǎn)正確；合理開發(fā)和利用新能源可以緩解能源危機(jī)，故d的觀點(diǎn)正確答案：b2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(shí)溫度升高b冬天暖氣為房間供暖c點(diǎn)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故a錯(cuò)；點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，故c錯(cuò)；車輪與地面摩擦生熱，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故d錯(cuò)答案：b32013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

3、為當(dāng)務(wù)之急下列發(fā)電方式會(huì)加劇大氣污染的是()a太陽能光伏發(fā)電b風(fēng)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(huì)帶來大氣污染，故a錯(cuò)誤；風(fēng)能屬于清潔的新能源，無污染，故b錯(cuò)誤；水力發(fā)電，屬于清潔能源，不會(huì)帶來大氣污染，故c錯(cuò)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：d4崔牛先生向客戶推銷他設(shè)計(jì)的“超級(jí)推進(jìn)器”，該推進(jìn)器由超導(dǎo)體、激光器、制冷劑以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，其神奇之處在于能通過自身的循環(huán)工作，源源不斷地獲得動(dòng)力，而不需要消耗任何能源事實(shí)上，這是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)違反了()a能量守恒定律 b電荷守恒定律c機(jī)械能守恒定律 d質(zhì)量

4、守恒定律解析：很多科學(xué)家致力于研究永動(dòng)機(jī)，希望能造出不消耗能量而源源不斷地向外輸出能量的機(jī)器，但結(jié)果都以失敗告終其原因是因?yàn)樵丛床粩嗟孬@得動(dòng)力，而不需要消耗任何能源的“永動(dòng)機(jī)”違背了能量守恒定律答案：a5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(shí)對(duì)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(cuò)誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，物體吸收熱量，同時(shí)對(duì)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(huì)由低溫物體傳遞給高

5、溫物體，故c錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，氣體自由膨脹是不可逆過程，故d錯(cuò)誤答案：b6下列說法中正確的是()a機(jī)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(jī)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(xué)第二定律說明熱量只能由高溫物體傳向低溫物體解析：機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)熱力學(xué)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(jī)械能，故a正確根據(jù)熱力學(xué)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(jī)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(cuò)誤

6、根據(jù)熱力學(xué)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(cuò)誤答案：a7對(duì)一些機(jī)械設(shè)備的科學(xué)性分析正確的是()a空調(diào)機(jī)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(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律c即使科學(xué)技術(shù)有長足進(jìn)步，將來的熱機(jī)的效率也達(dá)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(xué)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(jìn)行的，故a錯(cuò)誤第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定

7、律，不違反能量守恒定律，故b錯(cuò)誤根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，即使科學(xué)技術(shù)有長足進(jìn)步，將來的熱機(jī)的效率也達(dá)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(shí)要消耗一定的電能，所以不違背熱力學(xué)第二定律，故d錯(cuò)誤答案：c8. 以下說法正確的是()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(jìn)行b內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)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

8、觀過程有方向性，d錯(cuò)誤答案：b9.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(dòng)，管塞會(huì)被沖開管塞被沖開前()a外界對(duì)管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大b管內(nèi)氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減小c管內(nèi)氣體內(nèi)能不變，壓強(qiáng)變大d管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強(qiáng)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(jìn)一步乙醚的溫度升高，直至沸騰，管塞會(huì)被沖開管塞被沖開前管內(nèi)氣體內(nèi)能增加，壓強(qiáng)變大答案：d10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(dòng)充滿整個(gè)容器(如圖乙所示)，這個(gè)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

9、正確的是()甲乙a在自由膨脹過程中，所有氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向相同b在自由膨脹過程中，只要把握好隔板插入的時(shí)機(jī)，全部氣體就能到達(dá)b部分c氣體充滿整個(gè)容器后，只要時(shí)間足夠長，還能全部自動(dòng)回到a部分d氣體充滿整個(gè)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(yùn)動(dòng)，在自由膨脹過程中也不例外，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；在自由膨脹過程中，氣體分子將充滿所能達(dá)到的空間，即整個(gè)容器，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；熱力學(xué)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(xiàng)c錯(cuò)誤；氣體充滿整個(gè)容器后，氣體分子朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)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(xiàng)d正確答案：d二、多

10、項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)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(dāng)它們接觸在一起時(shí)，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(gè)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(dá)到熱平衡以前的任意一段時(shí)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(dá)到熱平衡時(shí)，銅塊的溫度td達(dá)到熱平衡時(shí)，兩者的溫度相等解析：一個(gè)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

11、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，所以選項(xiàng)a和d都正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤根據(jù)熱平衡方程c銅m(t1t)c鐵 m(tt2)，解得t，由此可知選項(xiàng)c是錯(cuò)誤的答案：ad12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(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加c第一類水動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律d第二類水動(dòng)機(jī)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(cuò)誤；由公式uwq知做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能，外界對(duì)物體做功若同時(shí)放出熱量，物體的內(nèi)能一定增加，故b錯(cuò)誤；第一類永動(dòng)機(jī)不消耗能量而對(duì)外做功，違反了能量守

12、恒定律，故c錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)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：abc13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ab、等容過程bc、等溫過程ca又回到了狀態(tài)a，則()aab過程氣體降溫bbc過程氣體內(nèi)能增加，可能外界對(duì)氣體做了功cca過程氣體放熱d全部過程氣體做功為零解析：ab過程氣體絕熱膨脹，氣體對(duì)外界做功，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降低，選項(xiàng)a正確；bc過程氣體等容升壓，由c(常量)可知，氣體溫度升高，其對(duì)應(yīng)內(nèi)能增加，因做功w0，選項(xiàng)b錯(cuò)；ca過程氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對(duì)氣體做功，因此該過程中氣體放熱，選項(xiàng)c正確

13、；ab過程氣體對(duì)外做功，其數(shù)值等于ab線與橫軸包圍的面積bc過程氣體不做功ca過程外界對(duì)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(duì)氣體做的凈功為abc封閉曲線包圍的面積，選項(xiàng)d錯(cuò)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(gè)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(shí)，以下判斷正確的是()a氣體一定對(duì)外做功 b氣體體積一定增大c氣體內(nèi)能一定增大 d氣體壓強(qiáng)一定增大解析：電流表讀數(shù)增大時(shí)，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

14、熱，外界一定對(duì)氣體做功，氣體體積將減小，a、b錯(cuò)誤，c正確；由恒量知，v減小t增大，氣體壓強(qiáng)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(shí)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(jì)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，_(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(duì)外做功；(2)中子彈與

15、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(xiàng)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氣體分子的平均動(dòng)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(duì)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(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又對(duì)外界做了0.1 j的功，同時(shí)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

16、_j.解析：(1)氣泡上升過程中溫度保持不變，壓強(qiáng)減小體積增大，所以a、b、c選項(xiàng)均錯(cuò)，根據(jù)熵增加原理知d項(xiàng)正確(2)氣泡上升過程中t不變，故u0，由熱力學(xué)第一定律得氣體吸收熱量qw0.6 j.氣泡到達(dá)湖面后溫度上升，uqw0.3 j0.1 j0.2 j.答案：(1)d(2)吸收0.60.217(12分)如圖所示，粗細(xì)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l120 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h10 cm(環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p075 cmhg)(1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“

17、cmhg”做單位)；(2)此過程中左管內(nèi)的氣體對(duì)外界_(選填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)，氣體將_(選填“吸熱”或“放熱”)解析：(1)設(shè)u型管橫截面積為s，右端與大氣相通時(shí)，左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)為p.高為h的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)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p1v1p2v2，p1p0，p2pph，v1l1s，v2l2s.由幾何關(guān)系得h2(l2l1)代入數(shù)據(jù)得p50 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(duì)外界做正功，由于u型管導(dǎo)熱良好，故此過程中，左

18、管的氣體做等溫變化，氣體的內(nèi)能不變，由uwq有w0，u0，故q0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(shí)，從外界吸收熱量420 j，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300 j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(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u1q1w1420 j(300 j)120 j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120 j，而此過程中外界又壓縮氣體做了w2200 j的功，因而氣體必向外界放熱，放出的熱量為q2u2w2(120 j)200 j320 j.答案：放出的熱量為320 j19(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ab過程為等壓變化，bc過程為等容變化已知va0.3 m3，tatc300 k，tb400 k.(1)求氣體在狀態(tài)b時(shí)的體積；(2)說明bc過程壓強(qiáng)變化的微觀原因；(3)設(shè)ab過程氣體吸收熱量為q1，bc過程氣體放出熱量為q2，