人教版高中物理選修33第十章《熱力學定律》單元檢測題（解析版）

/?熱力學定律?單元檢測題一、單項選擇題1.如下圖容器中,A、B各有一個可自由移動的輕活塞,活塞下面是水,上面為空氣,大氣壓恒定.A、B底部由帶有閥門K的管道相連,整個裝置與外界絕熱.原先A中的水面比B中高,翻開閥門,使A中的水逐漸向B中流,最后到達平衡.在這個過程中()A．大氣壓力對水做功,水的內(nèi)能增加B．水克服大氣壓力做功,水的內(nèi)能減少C．大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能不變D．大氣壓力對水不做功,水的內(nèi)能增加2.以下各物體在所經(jīng)歷的過程中,內(nèi)能沒有增加的有()A．在光滑斜面上由靜止釋放而下滑的物體B．水平飛行并射穿木塊的子彈C．在絕熱的條件下被壓縮的氣體D．在光滑水平面上運動的兩個小球,碰撞后以共同的速度運動3.理想氣體在等壓變化中()A．一定對外做正功B．外界一定對氣體做正功C．假設溫度升高,一定對外做正功D．可能既不對外做功,外界也不對氣體做功4.作為新能源,從環(huán)保角度來看,氫氣具有的突出特點是()A．在自然界里存在氫氣B．氫氣輕,便于攜帶C．燃燒氫氣無污染D．氫氣燃燒發(fā)熱量高5.如下圖,將完全相同的A、B兩球,分別浸沒在初始溫度相同的水和水銀的同一深度處,A、B兩球用同一種特殊的材料制成,當溫度稍微升高時,球的體積會明顯地變大.現(xiàn)讓兩種液體的溫度同時緩慢地升高到同一值,發(fā)現(xiàn)兩球膨脹后,體積相等.假設忽略繩子、水和水銀由于溫度的變化而引起的體積膨脹,那么以下判斷正確的選項是()A．因為同一深度處水的壓強較小,所以A球膨脹過程中對外做的功較多B．因為同一濃度處水銀的壓強較大,所以B球膨脹過程中內(nèi)能增加較多C．膨脹過程中,A球吸收的熱量較多D．膨脹過程中,B球吸收的熱量較多6.如下圖為沖擊擺實驗裝置,一飛行子彈射入沙箱后與沙箱合為一體,共同擺起一定的高度,那么下面有關能量的轉化的說法中正確的選項是()A．子彈的動能轉變成沙箱和子彈的內(nèi)能B．子彈的動能轉變成了沙箱和子彈的熱能C．子彈的動能轉變成了沙箱和子彈的動能D．子彈的一局部動能轉變成沙箱和子彈的內(nèi)能,另一局部動能轉變成沙箱和子彈的機械能7.以下關于熱現(xiàn)象的描述正確的選項是()A．根據(jù)熱力學定律,熱機的效率可以到達100%B．做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內(nèi)能的C．溫度是描述熱運動的物理量,一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)到達熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同D．物體由大量分子組成,其單個分子的運動是無規(guī)那么的,大量分子的運動也是無規(guī)律的8.某同學用橡皮塞塞緊飲料瓶,并用打氣筒向飲料瓶內(nèi)打氣,裝置如下圖.當壓強增大到一定程度時,橡皮塞沖出,發(fā)現(xiàn)飲料瓶內(nèi)壁中有水蒸氣凝結,產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是飲料瓶中氣體()A．體積增大,壓強減小B．動能增大,溫度升高C．對外做功,溫度降低D．質量減少,溫度降低9.“可燃冰〞又稱“天然氣水合物〞,它是在海底的高壓、低溫條件下形成的,外觀像冰.1體積“可燃冰〞可貯載100～200體積的天然氣.下面關于“可燃冰〞的表達不正確的選項是()A．“可燃冰〞有可能成為人類未來的重要能源B．“可燃冰〞是一種比擬潔凈的能源C．“可燃冰〞提供了水可能變成油的例證D．“可燃冰〞的主要可燃成分是甲烷10.電動打氣筒的壓縮機在一次壓縮過程中,活塞對空氣做了3.0×105J的功,同時空氣的內(nèi)能增加了5×104J.以下說法正確的選項是()A．空氣從外界吸收的熱量是0.5×105JB．空氣對外界放出的熱量是2.5×105JC．空氣從外界吸收的熱量是3.5×105JD．空氣對外界放出的熱量是3.5×105J11.一定質量的氣體,從狀態(tài)A變化到另一個狀態(tài)B的過程中,內(nèi)能增加了160J,那么以下關于內(nèi)能變化的可能原因的說法中不可能的是()A．從A到B的絕熱過程中,外界對氣體做功160JB．從A到B的單純熱傳遞過程中,外界對氣體傳遞了160J的熱量C．從A到B過程中吸熱280J,并對外做功120JD．從A到B過程中放熱280J,外界對氣體做功120J12.以下關于物體內(nèi)能變化的說法,正確的選項是()A．一定質量的晶體在熔化過程中內(nèi)能保持不變B．一定質量的氣體在體積膨脹過程中內(nèi)能一定增加C．一定質量的物體在熱膨脹過程中內(nèi)能不一定增加D．一定質量的物體在體積保持不變的過程中,內(nèi)能一定不變二、多項選擇題13.以下關于做功和熱傳遞的說法中正確的()A．做功和熱傳遞的實質是相同的B．做功和熱傳遞可以同時發(fā)生C．做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的D．做功和熱傳遞是對同一過程中的兩種說法14.以下關于第二類永動機的說法中正確的選項是()A．第二類永動機違背了能量守恒定律B．第二類永動機的效率是100%C．第二類永動機是指能夠把吸收的熱量全部用來做功而不引起其他變化的熱機D．第二類永動機違背了熱力學第二定律15.以下有關能量轉化的說法中錯誤的選項是()A．不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他的變化B．只要對內(nèi)燃機不斷改良,就可以使內(nèi)燃機的效率到達100%C．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)的進行D．外界對物體做功,物體的內(nèi)能必然增加16.以下說法正確的選項是()A．如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率,那么B分布更無序B．如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布,那么A分布更無序C．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布,那么該過程是可逆的D．大量分子的集合能自發(fā)地從A分布進入B分布,那么該過程是不可逆的17.對于一定質量的理想氣體,以下說法正確的選項是()A．不考慮分子間的相互作用力和分子勢能B．在絕熱膨脹過程中,內(nèi)能不變C．溫度升高時一定是從外界吸收了熱量D．體積不變,壓強減小時,物體一定向外界放出了熱量三、計算題18.一輛汽車的發(fā)動機輸出功率為66.15kW,每小時消耗柴油14kg,請計算發(fā)動機的效率.(柴油的燃燒值為4.3×107J/kg)19.內(nèi)壁光滑的導熱汽缸豎直浸入在盛有冰水混合物的水槽中,用不計質量的活塞封閉壓強為1.0×105Pa、體積為2.0×10－3m3的理想氣體,現(xiàn)在活塞上緩慢倒上沙子,使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话?(1)求汽缸內(nèi)氣體的壓強；(2)假設封閉氣體的內(nèi)能僅與溫度有關,在上述過程中外界對氣體做功145J,封閉氣體吸收還是放出熱量？熱量是多少？20.一個飛行速度是500m/s的子彈,當它射入物體時,產(chǎn)生熱量的一半被子彈吸收,那么子彈升高的溫度是________.[子彈是銅質的,銅的比熱為390J/(kg·℃)]答案解析1.【答案】D【解析】大氣壓力對左面A的水做正功,而對B中水做負功；A內(nèi)水面下降,體積減小,與B內(nèi)上升增加的體積相同,因此大氣壓力對水做功的代數(shù)和為零；水的重心降低重力勢能減小,由能量守恒定律知水的內(nèi)能增加,應選D.2.【答案】A【解析】子彈在射穿木塊的過程中,摩擦生熱使內(nèi)能增加；在絕熱的條件下被壓縮的氣體,外界對氣體做功,氣體內(nèi)能增加；運動的兩個小球碰撞時損失的機械能轉化為內(nèi)能.3.【答案】C【解析】由理想氣體方程知,當氣體溫度升高時體積變大,即ΔV>0.又氣體對外界做的功為W＝FΔl＝ΔV＝pΔV>0,故氣體一定對外界做正功.4.【答案】C【解析】氫氣燃燒產(chǎn)生水,不會對環(huán)境產(chǎn)生污染.5.【答案】D【解析】A、B兩球所處的環(huán)境初末狀態(tài)一致,故兩球的體積增量和溫度增量均相同,所以內(nèi)能增量相同,選項B錯誤.但A球位于水中,B球位于水銀中,由于同一深度處水的壓強較小,故A球膨脹過程中對外做功較少,選項A錯誤,由ΔU＝W＋Q的關系可知,B球膨脹過程中對外做功較多,故B球膨脹過程中吸收熱量較多,選項D正確.6.【答案】D【解析】子彈在射入沙箱瞬間,要克服摩擦阻力做功,一局部動能轉變成沙箱和子彈的內(nèi)能,另一局部動能轉變成沙箱和子彈的機械能.7.【答案】C【解析】根據(jù)熱力學第二定律可知,熱機的效率不可能到達100%,A錯.做功是通過能量轉化改變系統(tǒng)內(nèi)能的,而熱傳遞是通過能量的轉移改變系統(tǒng)內(nèi)能的,B錯.根據(jù)熱力學定律,溫度相同是到達熱平衡的標準,C正確.單個分子的運動是無規(guī)那么的,但大量分子的運動具有統(tǒng)計規(guī)律,D錯.8.【答案】C【解析】由題意知,因瓶內(nèi)氣體膨脹,對外界做功,故橡皮塞沖出,W<0.又因時間很短,可得吸放熱Q≈0,根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝W＋Q,得ΔU<0,所以內(nèi)能減小,溫度降低,應選C.9.【答案】C【解析】可燃冰實際上是甲烷,根本不會變成油,故C錯誤.10.【答案】B【解析】由題意知,W＝2.0×105J,ΔU＝5×104J,由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q,得Q＝－2.5×105J,負號表示放熱,應選項B正確.11.【答案】D【解析】由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知A、B、C對,D錯.12.【答案】C【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.一定質量的氣體在膨脹過程中,可能吸熱,也可能放熱,還有可能既不吸熱也不放熱,但一定對外做功,由ΔU＝Q＋W不能確定ΔU,故B錯誤.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,溫度可能改變,內(nèi)能隨之變化,D錯誤.13.【答案】BC【解析】做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,但有著本質區(qū)別,做功是內(nèi)能和其他形式能量間的相互轉化,外界對物體做功,其他形式的能量轉化為物體的內(nèi)能,物體對外界做功,物體的內(nèi)能轉化為其他形式的能量；而熱傳遞是將高溫物體的內(nèi)能傳遞給低溫物體,或是將同一物體高溫局部的內(nèi)能傳遞給低溫局部,且做功和熱傳遞互不影響,所以,二者可以同時進行.14.【答案】BCD【解析】第二類永動機不違反熱力學第一定律及能量守恒定律,但違反熱力學第二定律,其思想是不付代價地從單一熱庫吸熱,使之全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響,即熱機的效率等于1,這是不可能實現(xiàn)的,選B、C、D.15.【答案】BCD【解析】由熱力學第二定律的開爾文表述可知,A對,熱機效率總低于100%,B錯.滿足能量守恒的過程未必能自發(fā)進行,因為還要看是否滿足熱力學第二定律,C錯,由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知,W>0,ΔU不一定大于0,即內(nèi)能不一定增加,D錯.16.【答案】AD【解析】一切自然過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行.如果大量分子的集合從A分布進入B分布的概率大于從B分布進入A分布的概率,那么說明B分布更無序一些,A正確,B錯誤.大量分子的集合自發(fā)的運動過程是不可逆的,D正確,C錯誤.17.【答案】AD【解析】由理想氣體的特點可知A對；體積變化是做功的標志,體積增大,表示對外做功,體積減小表示外界對氣體做功,絕熱膨脹,顯然內(nèi)能減少,B錯；溫度升高,內(nèi)能增加,可能是吸熱,也可能是外界對物體做功,C錯；V不變,由＝常量,p減小,T減小,內(nèi)能減少,由于V不變,W＝0,物體不對外界做功,所以內(nèi)能減少,一定是向外界放出了熱量,D對.18.【答案】39.5%【解析】發(fā)動機每小時做的功W＝Pt＝66150×3600J≈2.38×108J.完全燃燒14kg柴油放出的熱量Q總＝mq＝14×4.3×107J＝6.02×108J.所