人教版(新教材)高中物理選擇性必修3第三章 熱力學定律章末檢測（三）

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1章末檢測(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共12個小題，1～8題為單選題，9～12題為多選題，每小題4分，共48分)1.地面附近有一正在上升的空氣團。它與外界的熱交換忽略不計。已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該氣團在此上升過程中(不計氣團內(nèi)分子間的勢能)()A.體積減小，溫度降低 B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低 D.體積增大，溫度不變〖解析〗隨著氣團上升，大氣壓強變小，外界對氣團壓力減小，氣團膨脹，體積變大，氣團對外做功，不考慮熱交換，根據(jù)熱力學第一定律，氣團的內(nèi)能減小，若不計分子勢能，則內(nèi)能減小體現(xiàn)為分子平均動能降低，宏觀表現(xiàn)為溫度降低。故C正確?！即鸢浮紺2.如圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；第二次讓B在光滑地面上自由滑動，這次F做的功為W2，生熱為Q2，則應有()A.W1<W2，Q1＝Q2 B.W1＝W2，Q1＝Q2C.W1<W2，Q1<Q2 D.W1>W2，Q1<Q2〖解析〗木塊A和木塊B相對位移不變，故熱量不變。第二次由于B在地面上滑動而使力F對應位移增大，故W2>W1，因此A正確?！即鸢浮紸3.能源利用的過程實質(zhì)上是()A.能量的消失過程B.能量創(chuàng)造過程C.能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程D.能量的轉(zhuǎn)化傳遞并且逐漸消失的過程〖解析〗能源利用的過程是做功或傳熱的過程，前者是能量的轉(zhuǎn)化，后者是能量的轉(zhuǎn)移，故C正確?！即鸢浮紺4.關(guān)于物體內(nèi)能變化的說法，正確的是()A.一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中內(nèi)能保持不變B.一定質(zhì)量的氣體在體積膨脹過程中內(nèi)能一定增加C.一定質(zhì)量的物體在熱膨脹過程中內(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程中，內(nèi)能一定不變〖解析〗晶體熔化要吸熱，溫度不變，也沒有對外做功，故內(nèi)能增加，A錯誤；一定質(zhì)量的氣體在膨脹過程中，可能吸熱，也可能不吸熱，但一定對外做功，即W<0，Q>0或Q＝0，由ΔU＝W＋Q，ΔU不確定，故B錯誤；物體的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；物體的體積不變，溫度可能改變，內(nèi)能隨之改變，D錯誤?！即鸢浮紺5.一定質(zhì)量的理想氣體(分子力不計)，體積由V1膨脹到V2。如果通過壓強不變的過程實現(xiàn)，對外做功大小為W1，傳遞熱量的值為Q1，內(nèi)能變化為ΔU1；如果通過溫度不變的過程來實現(xiàn)，對外做功大小為W2，傳遞熱量的值為Q2，內(nèi)能變化為ΔU2，則()A.W1>W2，Q1<Q2，ΔU1>ΔU2B.W1>W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2C.W1<W2，Q1＝Q2，ΔU1>ΔU2D.W1＝W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2〖解析〗在p－V圖像作出等壓過程和等溫過程的變化圖線，如圖所示，根據(jù)圖像與坐標軸所圍成的面積表示功，可知：W1>W2；第一種情況，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C(常數(shù))可知，氣體壓強不變，體積增大，因此溫度升高，ΔU1>0，根據(jù)熱力學第一定律有：ΔU1＝Q1－W1；第二種情況等溫過程，氣體等溫變化，ΔU2＝0，根據(jù)熱力學第一定律有：ΔU2＝Q2－W2，則得：Q2＝W2；由上可得：ΔU1>ΔU2，Q1>Q2，故B正確，A、C、D錯誤。〖答案〗B6.如圖所示，汽缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸壁是導熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與汽缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣，現(xiàn)將活塞桿緩慢向右移動，這樣氣體將等溫膨脹并通過活塞對外做功.若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是()A.氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對外做功，此過程違反熱力學第二定律B.氣體是從單一熱源吸熱，但并未全部用來對外做功，此過程不違反熱力學第二定律C.氣體是從單一熱源吸熱，全用來對外做功，此過程不違反熱力學第二定律D.以上三種說法都不對〖解析〗由于汽缸壁是導熱的，外界溫度不變，活塞桿與外界連接并使其緩慢地向右移動的過程中，有足夠時間進行熱交換，所以汽缸內(nèi)的氣體溫度也不變.要保持其內(nèi)能不變，該過程氣體是從單一熱源即外部環(huán)境吸收熱量，全部用來對外做功才能保證內(nèi)能不變，但此過程不違反熱力學第二定律。此過程由外力對活塞做功來維持，如果沒有外力對活塞做功，此過程不可能發(fā)生?！即鸢浮紺7.重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A.壓強增大，內(nèi)能減小B.吸收熱量，內(nèi)能增大C.壓強減小，分子平均動能增大D.對外做功，分子平均動能減小〖解析〗溫度是分子平均動能的宏觀標志，故在天然氣的溫度升高過程中，分子平均動能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢能，而氣體質(zhì)量不變，氣罐內(nèi)天然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動能增大，故內(nèi)能增大，A、D錯誤；由熱力學第一定律可知，氣體體積不變，內(nèi)能增大，則一定從外界吸收熱量，B正確；天然氣體積不變，隨溫度升高，氣體壓強增大，C錯誤?！即鸢浮紹8.某學生利用自行車內(nèi)胎、打氣筒、溫度傳感器以及計算機等裝置研究自行車內(nèi)胎打氣、打氣結(jié)束、突然拔掉氣門芯放氣與放氣后靜置一段時間的整個過程中內(nèi)能的變化情況，車胎內(nèi)氣體溫度隨時間變化的情況如圖所示。可獲取的信息是()A.從開始打氣到打氣結(jié)束的過程中由于氣體對外做功，內(nèi)能迅速增大B.打氣結(jié)束到拔出氣門芯前由于氣體對外做功，其內(nèi)能緩慢減少C.拔掉氣門芯后，氣體沖出對外做功，其內(nèi)能急劇減少D.放氣后靜置一段時間由于再次對氣體做功，氣體內(nèi)能增大〖解析〗從開始打氣到打氣結(jié)束的過程是外界對車胎內(nèi)氣體做功，故A錯誤；打氣結(jié)束到拔出氣門芯前由于傳熱車胎內(nèi)氣體溫度下降，故B錯誤；拔掉氣門芯后車胎內(nèi)氣體沖出對外界做功，氣體內(nèi)能急劇減少，故C正確；放氣后靜置一段時間由于傳熱車胎內(nèi)氣體溫度上升，故D錯誤?！即鸢浮紺9.關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是()A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B.氣體體積增大時，其內(nèi)能一定減少C.氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少〖解析〗根據(jù)熱力學第二定律可知，氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功，但一定要引起其他的變化，A正確；根據(jù)熱力學第一定律可知，B、C錯誤；根據(jù)熱力學第一定律可知，若外界對氣體做功的同時氣體放熱，則氣體的內(nèi)能可能減少，D正確?！即鸢浮紸D10.關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是()A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B.對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體〖解析〗改變內(nèi)能的方法有做功和傳熱兩種，所以為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量，選項A正確；對物體做功的同時向外界放熱，則物體的內(nèi)能可能不變或減小，選項B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律可知，在對外界有影響的前提下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，選項C正確；在有外界做功的條件下，可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，選項D錯誤?！即鸢浮紸C11.如圖所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的理想氣體(不考慮分子間的作用力)，用電阻絲緩慢對其加熱時，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是()A.單位時間內(nèi)氣體分子對活塞碰撞的次數(shù)減少B.電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內(nèi)能可能減少C.電流對氣體做功，氣體又對外做功，其內(nèi)能可能不變D.電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功〖解析〗由題意知，氣體壓強不變，活塞上升，體積增大，由理想氣體狀態(tài)方程知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，電流對氣體做的功一定大于氣體對外做的功，B、C錯誤，D正確；由氣體壓強的微觀解釋知，溫度升高，氣體分子對活塞的沖力增大，而壓強不變，單位時間內(nèi)對活塞的沖力不變，因此單位時間內(nèi)氣體分子對活塞的碰撞次數(shù)減少，A正確?！即鸢浮紸D12.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學定律，下列說法中哪些符合事實()A.布朗運動不是液體分子的熱運動，是小顆粒內(nèi)部分子運動所引起的懸浮小顆粒運動B.用活塞壓縮汽缸里的空氣，對空氣做功2.0×105J，若空氣向外界放出熱量1.5×105J，則空氣內(nèi)能增加5×104JC.第一類永動機不能制成是因為它違背了能量守恒定律D.一定質(zhì)量的氣體，如果保持溫度不變，體積越小壓強越大〖解析〗布朗運動是液體分子的熱運動引起的固體顆粒的運動，A錯誤；根據(jù)熱力學第一定律，B正確；第一類永動機違背了能量守恒定律，C正確；由氣體實驗定律知，D正確?！即鸢浮紹CD二、非選擇題(共6個題，共52分)13.(6分)能源利用的過程，實質(zhì)是________的過程。煤、石油、天然氣等燃料的________能，通過燃燒轉(zhuǎn)化為________能；這種能可以直接供給生產(chǎn)、生活的需要，也可以通過內(nèi)燃機、汽輪機轉(zhuǎn)化為________能，還可以進一步轉(zhuǎn)化為________能，然后被利用?！即鸢浮侥艿霓D(zhuǎn)化化學內(nèi)機械電14.(6分)大型抽水蓄能電站是一種配合主電站而建立的水蓄能發(fā)電站，它既是抽水站，又是發(fā)電站，電網(wǎng)負荷低時，利用剩余電力抽水；用電高峰時，利用蓄水發(fā)電。廣州抽水蓄能電站是為大亞灣核電站安全、穩(wěn)定運行而配套建設(shè)的電站，它的最大水位(上、下游水位差)為535m，總裝機容量為1.2×109W(發(fā)電機輸出功率)，電站發(fā)電效率為60%。假定全部機組運行每天必須發(fā)電4h，抽水泵總功率為1.0×109W，則每天至少抽水________h?！冀馕觥接蒔1t1＝P2t2×60%代入數(shù)據(jù)可得8h。〖答案〗815.(6分)一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到A，體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示，圖中TA、VA和TD為已知量。(1)從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是________過程(填“等溫”“等容”或“等壓”)(2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)從C到D的過程中，氣體對外________(填“做正功”“做負功”或“不做功”)，同時________(填“吸熱”或“放熱”)。(4)氣體在狀態(tài)D時的體積VD＝________?！冀馕觥?1)由題圖可知，從狀態(tài)A到B，氣體體積不變，故是等容變化。(2)從B到C溫度不變，即分子平均動能不變，該理想氣體的內(nèi)能不變。(3)從C到D氣體體積減小，外界對氣體做正功，W>0，所以氣體對外做負功，同時溫度降低，說明內(nèi)能減小，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知氣體放熱。(4)從D到A是等壓變化，由eq\f(VA,TA)＝eq\f(VD,TD)得VD＝eq\f(TD,TA)VA?！即鸢浮?1)等容(2)不變(3)做負功放熱(4)eq\f(TD,TA)VA16.(11分)在如圖所示的坐標系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體先后發(fā)生兩種狀態(tài)變化過程：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6J；第二種變化是從狀態(tài)A至狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9J。已知圖線AC的反向延長線通過坐標原點O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零。求：(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，外界對該氣體做的功W1和其內(nèi)能的增量ΔU1；(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量ΔU2及其從外界吸收的熱量Q2?！冀馕觥?1)由題意及題圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，氣體發(fā)生等容變化，外界對該氣體做的功W1＝0，根據(jù)熱力學第一定律有ΔU1＝W1＋Q1內(nèi)能的增量ΔU1＝Q1＝9J。(2)從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，體積減小，溫度升高該氣體內(nèi)能的增量ΔU2＝ΔU1＝9J根據(jù)熱力學第一定律有ΔU2＝W2＋Q2從外界吸收的熱量Q2＝ΔU2－W2＝3J?！即鸢浮?1)09J(2)9J3J17.(11分)如圖所示為一汽缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的p－V圖像，當該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過程a→c→b到達狀態(tài)b時，有335J的熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對外界做功126J，求：(1)若沿a→d→b過程，系統(tǒng)對外做功42J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)？(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過程返回狀態(tài)a時，外界對系統(tǒng)做功84J，問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞是多少？〖解析〗(1)沿a→c→b過程，ΔU＝W＋Q＝－126J＋335J＝209J。沿a→d→b過程，ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝209J－(－42)J＝251J，即有251J的熱量傳入系統(tǒng)。(2)由a→b，ΔU＝209J，由b→a，ΔU′＝－ΔU＝－209J，ΔU′＝W″＋Q″＝84J＋Q″，Q″＝－209J－84J＝－293J，負號說明系統(tǒng)放出熱量?！即鸢浮?1)251J(2)放熱293J18.(12分)如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時被封閉的氣體的長度為32