人教版物理選修3-3：第10章熱力學(xué)定律學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測含解析

1、第十章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第I卷（選擇題）和第H卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第1卷（選擇題共40分）一、選擇題（共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第 16小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求，第710小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得 0分）.（廣東省深圳市沙井中學(xué) 2017年高二下學(xué)期期末）下列說法中正確的是（C ）A.熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體.功、熱、內(nèi)能是一樣的C.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它任何變化D.凡是不違反能量守恒定律的過程一定能實(shí)

2、現(xiàn)解析：熱量也能從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他的變化，選項(xiàng) A錯誤；功、熱、內(nèi)能三者只是單位相同，但是實(shí)質(zhì)上有本質(zhì)的不同，選項(xiàng) B錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，選項(xiàng)C正確；凡是不違反能量守恒定律的過程不一定能實(shí)現(xiàn)，例如第二類永動機(jī)，選項(xiàng)D錯誤；故選Co2.如圖為某種椅子與其升降部分的結(jié)構(gòu)示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質(zhì)量的氣體，M可沿N的內(nèi)壁上下滑動，設(shè)筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中（A ）A.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大B.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能減小C.氣體對外界做功，氣體內(nèi)能增大D.氣體對外界做功，氣體內(nèi)能減小解析：本題考查了熱力學(xué)第一定律，理解做功和熱傳遞可以改

3、變物體的內(nèi)能。筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑的過程中，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增大，A正確。3.熱力學(xué)第二定律常見的表述方式有兩種，其一是：不可能使熱量由低 溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化；其二是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。第一種表述方式可以用如右圖示意圖來表示,你認(rèn)為下列示意圖中正確的是根據(jù)你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖來表示,（B ）島溫物體|高福物體|高一物體|X（熱機(jī)）祗孤物體他溫梅林1低溫物俳1AEC解析：第二種表述的意思是：熱機(jī)吸收熱量，對外做功，同時把熱量傳給低溫物體。4.（山東壽光現(xiàn)代中學(xué) 2017

4、2018學(xué)年高二下學(xué)期檢測）一定質(zhì)量的理想氣體與& p V坐標(biāo)圖中曲線所示的方向發(fā)生變化，其中曲線 ADB是以p軸、V軸為漸近線的雙曲線的一部分，則（c）屋A.氣體由A變到B, 一定是放熱的“B.氣體由B變?yōu)锳, 一定是吸熱的C.氣體由A變到B再變到A,吸熱多于放熱D.氣體由A變到B再變到A,放熱多于吸熱解析：由圖可知，由 A經(jīng)C到B,中途體積增大，對外做功，同時溫度也升高，內(nèi)能增大，所以一定要吸熱。而由 B經(jīng)D到A,只是體積減小，溫度是不變的 （是條等溫線），所 以雖然是放熱，但相對前面的由A到B過程，放出的熱量要少些，所以總的吸熱大于放熱，綜上所述選項(xiàng)C正確。.（山東濰坊2016年高三一模

5、）飛機(jī)在萬米高空飛行時，艙外氣溫往往在 50c以下。 在研究大氣現(xiàn)象時可把溫度、 壓強(qiáng)相同的一部分氣體作為研究對象， 叫做氣團(tuán)。氣團(tuán)直徑可 達(dá)幾千米。由于氣團(tuán)很大，邊緣部分與外界的熱交換對整個氣團(tuán)沒有明顯影響，可以忽略。高空氣團(tuán)溫度很低的原因可能是 （C）A.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，同時對外放熱，使氣團(tuán)自身溫度降低B.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，同時從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低C.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，氣團(tuán)對外做功，氣團(tuán)內(nèi)能大量減少，氣團(tuán)溫 度降低D.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，外界對氣團(tuán)做功，故周圍溫度降低解析：由熱力學(xué)第一定律，物體內(nèi)能的變化AU與做功

6、W和熱傳遞Q有關(guān)，滿足 AU =W+ Q,氣團(tuán)在上升的過程中不斷膨脹，氣體對外做功，又由于氣團(tuán)很大，其邊緣與外界Co的熱交換可忽略，因而其內(nèi)能不斷減小，所以氣團(tuán)的溫度會很低，故選. 一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖所示的pV圖上，氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化到 b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到 c狀態(tài)，a、c兩點(diǎn)位 于與縱軸平行的直線上，以下說法中正確的是 （D ）A .氧氣的溫度不變C.氧氣的體積減小B.氫氣的壓強(qiáng)增大D.氧氣的內(nèi)能變大A.由a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中，氣體放出熱量，內(nèi)能減少B.由b狀態(tài)至c狀態(tài)過程中，氣體對外做功，內(nèi)能減少c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，c狀態(tài)分子平均距離

7、較大，分子平均動能較大b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)分子平均距離較小，分子平均動能相等解析：由題意，ab是一條雙曲線，說明氣體由 a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中發(fā)生了等溫變化,內(nèi)能不變，氣體的體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量, 故A錯誤。由b狀態(tài)至c狀過程中，氣體的體積增大，對外做功，溫度升高，內(nèi)能增大, 故B錯誤。c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，體積相同，分子平均距離相等，故 C錯誤。b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)體積小，分子平均距離較小，溫度相等，則分子平均動能相等，故 D正確。.奧運(yùn)祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃?xì)夤蓿▋?nèi)有液態(tài)丙烷卜穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成。當(dāng)穩(wěn)壓閥打開以后， 燃?xì)庖詺鈶B(tài)形式從

8、氣罐里出來，經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒。則以下說法中正確的是（AC ）A.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少C.燃?xì)庠谌紵胰紵倪^程是嫡增加的過程D.燃?xì)馊紵筢尫旁谥車h(huán)境中的能量很容易被回收再利用解析：燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹，對外做功，故 A選項(xiàng)正確；燃?xì)庠谂蛎涍^程中克服分子間引力做功，分子勢能增大，故 B選項(xiàng)錯誤；由嫡增加原理可知C選項(xiàng)正確；由能量耗散可知 D選項(xiàng)錯誤。.用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷子S,使活塞可以無摩擦地滑動，當(dāng)活塞

9、平衡時（CD ）H2解析：質(zhì)量相同，則 H2的分子數(shù)多，溫度相同表明兩氣體分子平均動能相同，則壓強(qiáng)大，釋放后，活塞右移，H2體積變大，同時對 O2做功，O2的溫度升高，內(nèi)能變大，故選CD。（青島市2016年高二下學(xué)期三校聯(lián)考）一定量的理想氣體從狀態(tài) a開始，經(jīng)歷三個過 程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其 p T圖象如圖所示，下列判斷正確的是（AD ）TA .過程ab中氣體一定吸熱過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D. b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：從a-b為等容變化、溫度升高、內(nèi)能增大，不做功，所以要吸熱，A

10、對，過程 bc為等溫膨脹，要吸熱，B不正確。ca過程為等壓降溫，體積減小，外界對氣體做功，而內(nèi)能減小，所以要放熱，但 Ww Q, C錯。由p=2nEk可知，由于pbpc Ek相等所以小血,3D對。如圖是某研究小組為了探究“魚螺的作用”所制作的裝置。具體制作方法 如下：在大號“可樂瓶”中注入半瓶水，在一個小氣球中放入幾枚硬幣并充入少 量空氣（忽略氣體的分子勢能），將其裝入“可樂瓶”中。通過在水中放鹽改變水 的密度后，使氣球恰好懸浮于水中，并擰緊瓶蓋。設(shè)初始時瓶中氣體、水及外界 大氣的溫度相同。當(dāng)用手?jǐn)D壓“可樂瓶”的上半部分時，下列說法正確的是（AD ）A .快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變大 B.快速

11、擠壓時，瓶內(nèi)氣體溫度不變 C.快速擠壓時，瓶內(nèi)氣體體積不變D.緩慢擠壓時，氣球下降解析：快速擠壓氣體時，外界對它做功，來不及熱傳遞，由 W+ Q= AU,內(nèi)能增大,溫度上升，體積變小，瓶內(nèi)壓強(qiáng)變大，則 A項(xiàng)對，B、C兩項(xiàng)錯；緩慢擠壓時，溫度不變,體積變小，瓶內(nèi)壓強(qiáng)變大，對氣球來說，壓強(qiáng)也增大，溫度不變，體積必然減小，則重力mg大于浮力p gVc球，氣球下降，則 D項(xiàng)正確。第n卷（非選擇題 共60分）二、填空題（共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上）（5分）根據(jù)制冷機(jī)的工作原理，試分析每個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：電動機(jī)推動括塞氏解氣態(tài)T作物質(zhì)|的過腳 |,/、

12、棘恚工作物|氣毒壬作畫質(zhì)在激發(fā)管質(zhì)在冷舞管中變?yōu)闅鈶B(tài) 中變?yōu)橐簯B(tài)|的后戒 | |一過一 |工作物質(zhì)的內(nèi)能增加，是做功的過程；（2）工作物質(zhì)的內(nèi)能減小，是放熱的過程;（3）工作物質(zhì)的內(nèi)能增加，是吸熱的過程。解析：在中，壓縮氣體，對氣體做功，內(nèi)能增加；在中，氣體液化要放出熱量, 內(nèi)能減??；在（3）中，是工作物質(zhì)的汽化過程，要吸收熱量，內(nèi)能增加。（6分）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的p-T圖像和V-T圖像如圖所示，此過程中氣體的內(nèi)能增加了100J,則此過程中氣體吸收（選填“吸收”或“放出”）的熱量為300J。p/10sPa1.0t-0-.200300400 T/K解析：由題圖知?dú)怏w發(fā)生的是

13、等壓變化，由蓋一呂薩克定律有V1 = T1,所以V2=T2V1,V2 T2T1代入數(shù)值得V2=8.0X10-3m3,此過程氣體膨脹對外做功為W= p（V2-V1） = 200J,由熱力學(xué)第一定律 AU = W+ Q知?dú)怏w吸熱且 Q=300J。（7分）開發(fā)利用太陽能，將會滿足人類長期對大量能源的需求。太陽能的光熱轉(zhuǎn)換是目前技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最廣泛的形式。太陽能熱水器的構(gòu)造示意圖如圖所示，下方是象日光燈管似的集熱管，由導(dǎo)熱性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一塊光亮的鋁合金反 光板，做成凹凸一定的曲面。（1）說明太陽能熱水器哪些結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)，水箱為何安裝在頂部而非下部？答：日光燈管似的集熱管

14、面積較大，便于吸收較多的太陽能； 外有透明玻璃管，內(nèi)有黑色管子，使陽光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管間有空隙，并抽成真空，減少兩管間因空氣對流引起的熱損失，減少熱傳導(dǎo)；集熱管的下方是一塊光亮的鋁合金水箱安裝在頂部板子，做成凹凸一定的曲面， 使周圍及穿過管隙的陽光盡量聚焦在水管內(nèi), 而非下部，便于水的對流。鈉合金集熱伸(2)下圖中A是集熱器，B是儲水容器，在陽光直射下水將沿順時立方向流動，這是因?yàn)榧療崞髦械乃惶柟鈺駸岷竺芏茸冃。毓芟蛴疑戏竭\(yùn)動。C是輔助加熱器，其作用是在陰天用電加熱的方式使水溫升高。請?jiān)谙聢D中適當(dāng)位置安上進(jìn)水閥門和出水閥門，并說明選擇位置的理由。在封閉的環(huán)

15、形管道的左下方安上進(jìn)水閥門，在貯水容器下方豎直管道上安出水閥門，可使熱水流出，冷水得以補(bǔ)充。三、論述 計(jì)算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)(9分)據(jù)中國環(huán)境報(bào)報(bào)道：從一份簡單科技攻關(guān)課題研究結(jié)果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的 40%以上，研究結(jié)果還表明，我國農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟(jì)損 失高達(dá)15億多元。為了有效控制酸雨，目前國務(wù)院已批準(zhǔn)酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控 制區(qū)劃分方案等法規(guī)。在英國進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可有效地降低地面 SO2濃度。在20世紀(jì)的6070年代的10年

16、間，由發(fā)電廠排放的 SO2增加了 35%,但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面濃度 降低了 30%之多。(1)請你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種做法是否可??？說明其理由并舉出幾種控制 酸雨的有效途徑。(2)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃料，其主要缺點(diǎn)是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油作燃料相比，哪種物質(zhì)可以作為新能源？主要優(yōu)點(diǎn)是什么，缺點(diǎn)又是什么？答案：(1)這種做法不可取。建設(shè)高煙囪只能降低地面SO2的濃度，不能從根本上降低大氣中SO2的濃度。控制酸雨的途徑主要有三個：一是對煤、石油等傳統(tǒng)能源進(jìn)行處理，使其燃燒過程不產(chǎn)生 SO2；二是對SO2回收；三是開辟“綠色能源”，主要是氫能源。(2)傳統(tǒng)的燃料主要缺點(diǎn)是：煤，石油

17、是不易再生的化工燃料，其資源是有限的； 燃燒后產(chǎn)生的SO2、NO2等嚴(yán)重污染大氣，進(jìn)而形成酸雨；燃燒后產(chǎn)生的 CO2又會造成溫 室效應(yīng)。與傳統(tǒng)的燃料相比，氫可以作為目前最理想的燃料，優(yōu)點(diǎn)：H2可以用水作為原料來制取，取之不盡，用之不竭；H2燃燒時放熱多，放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍;氫燃料的最大優(yōu)點(diǎn)是燃燒產(chǎn)物為水，不易污染環(huán)境，還可循環(huán)使用。缺點(diǎn)：氫能源的提取、開發(fā)和利用的技術(shù)發(fā)明成為當(dāng)務(wù)之急。（10分）（山東濰坊市2016年高二下學(xué)期期中）如圖所示為一定質(zhì)量理想氣體的p-V圖象，氣體狀態(tài)由 A經(jīng)B到C的變化過程中，氣體吸收了420J熱量，對外做功400J。已知狀態(tài)A的溫度為300K。求氣體

18、:p/XiaaPa 500-4-ri-1 2 3 d 5 V/XlQ-=mJ（1）內(nèi)能改變的數(shù)值；（2）狀態(tài)C的溫度Tc。答案：（1）增加 20J （2）240K解析：（1）由熱力學(xué)第一定律AU = Q + W= 420J 400J解得AU = 20J加為正，則氣體內(nèi)能增加（2）由理想氣體狀態(tài)方程：pTVApcVcTc解得狀態(tài)C的溫度：Tc= 240K（11分）如圖所示，一導(dǎo)熱汽缸放在水平地面上，其內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體,h,開始時活塞在汽缸中央,活塞通過定滑輪與一重物連接，并保持平衡，已知汽缸高度為 初始溫度為t攝氏度，活塞面積為 S,大氣壓強(qiáng)為Po。物體重力為 G,活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì)，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞上升Ax,封閉氣體吸收了 Q的熱量。（汽缸始終未離開地面）求:（1）環(huán)境溫度升高了多少度？（2）氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少?2Ax答案:(273 + t)K (2)內(nèi)能增加；AU=Q-(pS G) Ax解析:(1)活塞緩慢移動，任意時刻都處于平衡狀