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

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1、 第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ) 章末質(zhì)量評估(三) (時間：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選項(xiàng)中，只有一個選項(xiàng)符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得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，必須要同時考慮其對環(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

2、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)錯誤；能源的開發(fā)和利用，不能以破壞環(huán)境為代價，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：B 2．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；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；車輪與地面摩擦

3、生熱，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯． 答案：B 3．2013年，我國出現(xiàn)了大范圍的霧霾天氣，如何減少環(huán)境污染，已成為當(dāng)務(wù)之急．下列發(fā)電方式會加劇大氣污染的是(　　) 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，不會帶來大氣污染，故A錯誤；風(fēng)能屬于清潔的新能源，無污染，故B錯誤；水力發(fā)電，屬于清潔能源，不會帶來大氣污染，故C錯誤；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：D 4．崔牛先生向客戶推銷他設(shè)計的“超級推進(jìn)器”，該推進(jìn)器由超導(dǎo)體、激光器、制冷劑以及計算機(jī)控制系統(tǒng)組成，其神奇之處在于能

4、通過自身的循環(huán)工作，源源不斷地獲得動力，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)量守恒定律 解析：很多科學(xué)家致力于研究永動機(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@得動力，而不需要消耗任何能源的“永動機(jī)”違背了能量守恒定律． 答案：A 5．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，同時對外做功，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

5、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錯誤；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，物體吸收熱量，同時對外做功，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，如電冰箱中熱量會由低溫物體傳遞給高溫物體，故C錯誤；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錯誤． 答案：B 6．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)

6、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錯誤．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錯誤． 答案：A 7．對一些機(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

7、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錯誤．第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，不違反能量守恒定律，故B錯誤．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，同時要消耗一定的電能，所以不違背熱力學(xué)第二定律，故D錯誤． 答案：C 8. 以下說

8、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觀過程有方向性，D錯誤． 答案：B 9.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，管塞會被沖開．管塞被沖開前(　　) A．外界對管內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大 B．管內(nèi)氣體對外界做

9、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：D 10．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中的氣體將自動充滿整個容器(如圖乙所示)，這個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)動方向相同 B．在自由膨脹過程中，只要把握好隔板插入的時機(jī)，全部氣體就

10、能到達(dá)B部分 C．氣體充滿整個容器后，只要時間足夠長，還能全部自動回到A部分 D．氣體充滿整個容器后，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，在自由膨脹過程中也不例外，選項(xiàng)A錯誤；在自由膨脹過程中，氣體分子將充滿所能達(dá)到的空間，即整個容器，選項(xiàng)B錯誤；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錯誤；氣體充滿整個容器后，氣體分子朝各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等，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選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)符合題目

11、要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得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，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，銅塊的溫度T＝ D．達(dá)到熱平衡時，兩者的溫度相等 解析：一個系統(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

12、，所以選項(xiàng)A和D都正確，選項(xiàng)B錯誤．根據(jù)熱平衡方程c銅m(T1－T)＝c鐵 m(T－T2)，解得T＝，由此可知選項(xiàng)C是錯誤的． 答案：AD 12．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．外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加 C．第一類水動機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律 D．第二類水動機(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錯誤；由公式ΔU＝W＋Q知做功和熱傳遞都能改變物體內(nèi)能，外界對物體做功若同時放出熱量，物體的內(nèi)能一定增加，故B錯誤；第一類永動機(jī)不消耗能量而對外做功，違

13、反了能量守恒定律，故C錯誤；第二類永動機(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：ABC 13．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)能增加，可能外界對氣體做了功 C．C→A過程氣體放熱 D．全部過程氣體做功為零 解析：A→B過程氣體絕熱膨脹，氣體對外界做功，其對應(yīng)的內(nèi)能必定減小，即氣體溫度降低，選項(xiàng)A正確；B→C過程氣體等容升壓，由＝C(常量)可知，氣體溫度升高，其對應(yīng)內(nèi)能增加，因做功W＝0，選項(xiàng)B錯；C→A過程

14、氣體等溫壓縮，故內(nèi)能變化為零，但外界對氣體做功，因此該過程中氣體放熱，選項(xiàng)C正確；A→B過程氣體對外做功，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，顯然全過程對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積，選項(xiàng)D錯． 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，以下判斷正確的是(　　) A．氣體一定對外做功 B．氣體體積一定增大

15、 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，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，由于汽缸絕熱，外界一定對氣體做功，氣體體積將減小，A、B錯誤，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，___

16、____． (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)中體積增大對外做功；(2)中子彈與木塊摩擦做功；(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

17、．氣體分子的平均動能減小 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，又對外界做了0.1 J的功，同時吸收了0.3 J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________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，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ΔU＝0，由熱力學(xué)第一定律得氣體吸收熱量Q＝W＝0.6 J. 氣泡到達(dá)湖面

18、后溫度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3 J－0.1 J＝0.2 J. 答案：(1)D　(2)吸收　0.6　0.2 17．(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l1＝20 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h＝10 cm(環(huán)境溫度不變，大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg)． (1)求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)(用“cmHg”做單位)； (2)此過程中左管內(nèi)的氣體對外界________(選填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)，氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”)．

19、 解析：(1)設(shè)U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時，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 p1V1＝p2V2， p1＝p0， p2＝p＋ph， V1＝l1S，V2＝l2S. 由幾何關(guān)系得h＝2(l2－l1)． 代入數(shù)據(jù)得p＝50 cmHg. (2)此過程中由于左管中的氣體的體積變大，故左管內(nèi)的氣體對外界做正功，由于U型管導(dǎo)熱良好，故此過程中，左管的氣體做等溫變化，氣體的內(nèi)能不變，由ΔU＝W＋Q有W＜0，ΔU＝0，

20、故Q＞0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，從外界吸收熱量420 J，同時膨脹對外做功300 J．當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過程Ⅱ回到狀態(tài)A時外界壓縮氣體做功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，從外界吸收的熱量Q1大于氣體膨脹對外做的功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ΔU1＝Q1＋W1＝420 J＋(－300 J)＝120 J．氣體由狀態(tài)B經(jīng)過程Ⅱ回到狀態(tài)A時，氣體內(nèi)能將減少120 J，而此過程中外

21、界又壓縮氣體做了W2＝200 J的功，因而氣體必向外界放熱，放出的熱量為Q2＝ΔU2－W2＝(－120 J)－200 J＝－320 J. 答案：放出的熱量為320 J 19．(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A→B過程為等壓變化，B→C過程為等容變化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K，TB＝400 K. (1)求氣體在狀態(tài)B時的體積； (2)說明B→C過程壓強(qiáng)變化的微觀原因； (3)設(shè)A→B過程氣體吸收熱量為Q1，B→C過程氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小，并說明原因． 解析：(1)A→B由氣體定律得＝，則 VB＝VA＝0.3 m3

22、＝0.4 m3. (2)B→C氣體體積不變，分子數(shù)不變，溫度降低，分子平均動能減小，壓強(qiáng)減?。? (3)A→B，氣體內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律： Q1－W＝ΔU，Q1＝ΔU＋W. B→C，氣體體積不變，內(nèi)能減少，Q2＝ΔU， 所以Q1>Q2. 答案：(1)0.4 m3　(2)(3)見解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375