XX省專用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律階段驗(yàn)收評(píng)估四熱力學(xué)定律含解析新人教選修

XX省專用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律階段查收評(píng)估四熱力學(xué)定律含分析新人教版選修XX省專用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律階段查收評(píng)估四熱力學(xué)定律含分析新人教版選修PAGEXX省專用學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律階段查收評(píng)估四熱力學(xué)定律含分析新人教版選修階段查收評(píng)估（四）熱力學(xué)定律(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分，第1～5小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第6～8小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．某校中學(xué)生參加電視臺(tái)“奇想天開”節(jié)目的活動(dòng)，他們提出了以下四個(gè)假想方案，從理論上講可行的是()A．制作一個(gè)裝置從海水中汲取內(nèi)能所適用來做功B．制作一種制冷設(shè)施，使溫度降至絕對(duì)零度以下C．汽車尾氣中各種有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想方法使它們自覺地分別，既潔凈了空氣，又變廢為寶D．將房子頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題分析：選D依據(jù)熱力學(xué)第二定律知道，在不產(chǎn)生其余影響時(shí)，內(nèi)能不可以夠全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，所以從海水中汲取內(nèi)能所適用來做功而不產(chǎn)生其余影響是不可以能實(shí)現(xiàn)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；絕對(duì)零度是溫度的極值，是不可以夠達(dá)到的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；有害氣體和空氣不可以能自覺地分別，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；利用太陽能最有前程的領(lǐng)域是經(jīng)過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉偌右岳?，選項(xiàng)D正確。2．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．物體吸熱后溫度必定高升B．物體溫度高升，內(nèi)能必定增添C．0℃的冰消融為0℃的水的過程中內(nèi)能不變D．100℃的水變?yōu)?00℃的水汽的過程中內(nèi)能增大分析：選D物體汲取熱量溫度不用然高升，A錯(cuò)誤；物體溫度高升，分子均勻動(dòng)能增大，若分子勢(shì)能減小，物體的內(nèi)能可能減小或不變，B錯(cuò)誤；0℃的冰消融成0℃的水的過程中吸熱，內(nèi)能增添，C錯(cuò)誤；100℃的水變?yōu)?00℃的水汽過程中吸熱，內(nèi)能增大，D正確。3.A、B兩裝置，均由一支一端封閉，一端張口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽構(gòu)成，除玻璃泡在管上的地點(diǎn)不一樣樣外，其余條件都相同。將兩管抽成真空后，張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))，水銀柱上漲至以以下圖地點(diǎn)停止，假定這一過程水銀與外界沒有熱互換，則以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量C．A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同D．A和B中水銀溫度向來相同，故內(nèi)能增量相同分析：選B外界大氣壓力對(duì)水銀做功，使水銀進(jìn)入試管內(nèi)，兩裝置將相同多的水銀壓入管中，故大氣壓力做功是相同的，這些功一部分增添了水銀的重力勢(shì)能，另一部分增添了水銀的內(nèi)能。因?yàn)锳管中水銀重心高，增添的重力勢(shì)能大，故A管中水銀內(nèi)能的增量小。4.以以下圖，必定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A→B、等容過程B→C、等溫過程C→A又回到了狀態(tài)A，則()A．A→B過程氣體降溫B．B→C過程氣體內(nèi)能增添，可能外界對(duì)氣體做了功C．C→A過程氣體吸熱D．全部過程氣體做功為零分析：選AA→B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，A正確；B→C過程氣體等容升壓，由eq\f(p,T)＝恒量可知，氣體溫度高升，其對(duì)應(yīng)的內(nèi)能增添，因氣體體積不變，做功W＝0，B錯(cuò)誤；C→A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，所以該過程中氣體放熱，C錯(cuò)誤；A→B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，B→C過程氣體不做功，C→A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，明顯全過程外界對(duì)氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，D錯(cuò)誤。5．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．任何物體的內(nèi)能就是構(gòu)成該物體的全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和B．只需對(duì)內(nèi)燃機(jī)精益求精，就能夠把內(nèi)燃機(jī)獲取的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能C．做功和熱傳達(dá)在改變內(nèi)能的方式上是不一樣樣的D．知足能量守恒定律的物理過程都能自覺進(jìn)行分析：選C內(nèi)能的改變有兩種方式：做功是不一樣樣形式的能間的轉(zhuǎn)變，熱傳達(dá)是同種能間的轉(zhuǎn)移，故C項(xiàng)正確。內(nèi)能是物體內(nèi)全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，故A項(xiàng)錯(cuò)。由熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)的效率不可以能達(dá)到100%，且全部與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是有方向性的，故B、D均錯(cuò)。6．對(duì)于必定量的氣體，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．氣體汲取的熱量能夠完滿轉(zhuǎn)變?yōu)楣．氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能必定減少C．氣體從外界汲取熱量，其內(nèi)能必定增添D．外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少分析：選AD假如氣體等溫膨脹，則氣體的內(nèi)能不變，汲取的熱量所適用來對(duì)外做功，A正確；當(dāng)氣體體積增大時(shí)，對(duì)外做功，若同時(shí)汲取熱量，且汲取的熱量大于或等于對(duì)外做功的數(shù)值時(shí)，內(nèi)能不會(huì)減少，所以B錯(cuò)誤；若氣體汲取熱量同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能也不用然增添，C錯(cuò)誤；若外界對(duì)氣體做功同時(shí)氣體向外放出熱量且放出的熱量多于外界對(duì)氣體所做的功，則氣體內(nèi)能減少，所以D正確。7．以下對(duì)于熵的說法中正確的選項(xiàng)是()A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無序程度的量度B．在孤立系統(tǒng)中，一個(gè)自覺的過程熵老是向減小的方向進(jìn)行C．熱力學(xué)第二定律的微觀實(shí)質(zhì)是熵的增添，所以熱力學(xué)第二定律又叫熵增添原理D．熵值越大，代表系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)越無序分析：選ACD熱力學(xué)第二定律表示，全部自然過程老是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)無序性增大的方向進(jìn)行的。比方，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崾菣C(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)變。8.(2016·海南高考)必定量的理想氣體從狀態(tài)M能夠經(jīng)歷過程1或許過程2抵達(dá)狀態(tài)N，其p-V圖像以以下圖。在過程1中，氣體向來與外界無熱量互換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對(duì)于這兩個(gè)過程，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低B．氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)能減小C．氣體在過程2中向來對(duì)外放熱D．氣體在過程2中向來對(duì)外做功E．氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同分析：選ABE氣體經(jīng)歷過程1，壓強(qiáng)減小，體積變大，膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，選項(xiàng)A、B正確。氣體在過程2中，依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，則開始時(shí)，氣體體積不變，壓強(qiáng)減小，則溫度降低，對(duì)外放熱；此后壓強(qiáng)不變，體積變大，膨脹對(duì)外做功，則溫度高升，吸熱，應(yīng)選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；不論是經(jīng)過過程1仍是過程2，初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，選項(xiàng)E正確。二、計(jì)算題(此題共3小題，共52分)9．(14分)圖中A、B汽缸的長(zhǎng)度和截面積分別為30cm和20cm2，C是可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)的、體積不計(jì)的活塞，D為閥門。整個(gè)裝置均由導(dǎo)熱資料制成。開初閥門封閉，A內(nèi)有壓強(qiáng)pA＝2.0×105Pa的氮?dú)?。B內(nèi)有壓強(qiáng)pB＝1.0×105Pa的氧氣。閥門翻開后，活塞C向右挪動(dòng)，最后達(dá)到均衡。(1)求活塞C挪動(dòng)的距離及均衡后B中氣體的壓強(qiáng)；(2)活塞C挪動(dòng)過程中A中氣體是吸熱仍是放熱？簡(jiǎn)要說明原因。(假定氧氣和氮?dú)饩鶠槔硐霘怏w，連結(jié)汽缸的管道體積可忽視)分析：(1)由玻意耳定律：對(duì)A部分氣體有：pALS＝p(L＋x)S，對(duì)B部分氣體有：pBLS＝p(L－x)S，代入有關(guān)數(shù)據(jù)解得：x＝10cm，p＝1.5×105Pa。(2)活塞C向右挪動(dòng)的過程中A中氣體對(duì)外做功，而氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第必定律W＋Q＝ΔU知Q＞0，故A中氣體從外界吸熱。答案：(1)10cm1.5×105Pa(2)吸熱原因看法析10.(18分)風(fēng)能是一種環(huán)保型能源。我國(guó)風(fēng)能儲(chǔ)量很大、散布面廣，新疆維吾爾自治區(qū)擁有得天獨(dú)厚的風(fēng)能資源。新疆擁有達(dá)坂城、小草湖、塔城老風(fēng)口、額爾齊斯河谷、羅布泊等九狂風(fēng)區(qū)，可開發(fā)利用的風(fēng)區(qū)總面積為15萬平方千米，可裝機(jī)容量總計(jì)在8000萬千瓦以上。當(dāng)前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)2640MW。據(jù)勘探我國(guó)的風(fēng)力資源最罕有2.53×105MW，所以風(fēng)力發(fā)電是很有前程的一種能源。以以下圖，風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｒ阎矬w的動(dòng)能與質(zhì)量、速度的關(guān)系式為Ek＝eq\f(1,2)mv2。設(shè)空氣的密度為ρ，水平風(fēng)速為v，風(fēng)力發(fā)電機(jī)每個(gè)葉片長(zhǎng)為L(zhǎng)，設(shè)經(jīng)過葉片旋轉(zhuǎn)所圍成的圓面積內(nèi)的全部風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男蕿棣?。求?1)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(2)若某地均勻風(fēng)速v＝10m/s，全部風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)L＝4m，空氣密度ρ＝1.3kg/m3，效率η＝25%，每日均勻發(fā)電20h，則每日能獲取多少電能？分析：(1)葉片旋轉(zhuǎn)所形成的圓面積為S＝πL2，t秒內(nèi)流過該圓面積的風(fēng)柱體的體積V＝Svt＝πL2vt，風(fēng)柱體的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)ρπL2v3t，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔蹺＝ηEk＝eq\f(1,2)ηρπL2v3t，發(fā)出的電功率P＝eq\f(E,t)＝eq\f(1,2)ηρπL2v3。(2)將已知數(shù)據(jù)代入可求得每日獲取的電能E＝Pt＝eq\f(1,2)×25%×1.3×3.14×42×103×20×3600J≈5.88×108J。答案：(1)P＝eq\f(1,2)ηρπL2v3(2)5.88×108J11.(20分)以以下圖，必定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A挨次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。此中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量互換)。這就是有名的“卡諾循環(huán)”。(1)該循環(huán)過程中，以下說法正確的選項(xiàng)是________。A．A→B過程中，外界對(duì)氣體做功B．B→C過程中，氣體分子的均勻動(dòng)能增大C．C→D過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增添D．D→A過程中，氣體分子的速率散布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是________(選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)。若氣體在A→B過程中汲取63kJ的熱量，在C→D過程中放出38kJ的熱量，則氣體達(dá)成一次循環(huán)對(duì)外做的功為________kJ。(3)若該循環(huán)過程中的氣體為1mol，氣體在A狀態(tài)時(shí)的體積為10L，在B狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為A狀態(tài)時(shí)的eq\f(2,3)。求氣體在B狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)。(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，計(jì)算結(jié)果保存一位有效數(shù)字)分析：(1)A→B過程中，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，氣體體積變大，氣體對(duì)外界做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B→C過程中，氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，分子均勻動(dòng)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C→D過程中，氣體溫度不變，分子運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈程度不變，體積減小，單位體積內(nèi)的分子個(gè)數(shù)增添，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增添，選項(xiàng)C正確；D→A過程中，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，溫度高升，氣體分子的速率散布曲線發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)A→B、C→D都是等溫過程，內(nèi)能不變，B→C為絕熱膨脹，Q＝0，由熱力學(xué)第必定律ΔU＝W＜0，內(nèi)能減小，D→A為絕熱壓縮，同理內(nèi)能增添，應(yīng)選“B→C”。由熱力學(xué)第必定律