2019_2020学年高中物理第4章热力学定律与能量守恒章末过关检测四含解析沪教版选修3_3.doc

章末过关检测(四) (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分)1在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是 ()A两小球碰撞后粘合在一起，同时温度升高B冰在阳光下熔化成水C点燃的爆竹在空中爆炸D汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：选B.改变内能的方式有两种：做功和热传递热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错2下列关于内能与热量的说法中，正确的是()A马铃薯所含热量高B内能越大的物体热量也越多C热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D自然过程中热量总是从温度高的物体流向温度低的物体解析：选D.选项A是一种很常见的说法，在日常生活中看似无需计较，但从物理学的角度来看这种说法是不妥当的，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A有相同的错误，此外，物体的内能改变与可能传递的热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；自然过程中，两物体之间热量流向只与它们的温度有关，而与它们的内能无关，选项C错，D对3关于热力学定律，下列说法正确的是()A在一定条件下物体的温度可以降到0 KB物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功C吸收了热量的物体，其内能一定增加D压缩气体总能使气体的温度升高解析：选B.绝对零度无法达到，A项错；物体从单一热源吸收热量可以全部用于做功，但要引起其他变化，B项对；物体吸收热量，但同时对外做功，内能不一定增加，C项错；压缩气体，气体同时对外放热，温度不一定升高，D项错4一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则()A气泡对外做功，内能不变，同时放热B气泡对外做功，内能不变，同时吸热C气泡内能减少，同时放热D气泡内能不变，不吸热也不放热解析：选B.在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功5飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在50 以下在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团气团直径可达几千米由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略高空气团温度很低的原因可能是 ()A地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低B地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低C地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减小，气团温度降低D地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低解析：选C.由热力学第一定律，物体内能的变化U与做功W和热传递Q有关，满足UWQ，气团在上升的过程中，不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界的热传递作用对整个气团的影响可忽略，因而内能不断减小，所以气团的温度会降低6.如图所示，在两端开口的U形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分现打开阀门K，到液面相平的过程中，液体向外放热Q，内能变化量为U，液体动能变化量为Ek，大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得：W10；W2W3Ek；W2W3QU；W3QU.其中正确的是()ABC D解析：选B.由动能定理W2W3W1Ek，其中W1pV左pV右0，可知正确，根据热力学第一定律UWQ，由于放热UWQ，故正确，错误，故选B.二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每个小题给出的四个选项中，有多个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)7一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于()A物体势能的增加量B物体动能的增加量C物体动能的增加量加上物体势能的增加量D物体动能的增加量加上克服重力所做的功解析：选CD.在升降机加速上升的过程中，物体受重力 mg，地板施加的支持力N作用，重力对其做负功，支持力对其做正功，设升降机上升高度为h，由动能定理知WNmghEk.WNmghEk，其中mgh为物体势能的增加量，也等于物体克服重力所做的功，Ek为物体动能的增加量8.如图所示为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外，下列说法正确的是()A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：选BC.热力学第一定律适用于所有的热学过程，C正确，D错误；由热力学第二定律可知A错误，B正确9.如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度变化关系的Vt图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是()A气体的内能增大B气体的压强减小C气体的压强不变D气体对外做功，同时从外界吸收热量解析：选ABD.由状态A到状态B，温度升高，内能增大，A正确；由理想气体状态方程可知，由状态A到状态B，压强减小，B正确、C错误；气体内能增加，体积增大对外做功，由热力学第一定律知，从外界吸收热量，故D正确10对一定质量的气体，下列说法中正确的是()A温度升高，压强一定增大B温度升高，分子热运动的平均动能一定增大C压强增大，体积一定减小D吸收热量，可能使分子热运动加剧、气体体积增大解析：选BD.由理想气体状态方程C (常数)可知，A、C选项错误；温度是物体分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，B选项正确由热力学第一定律QWU可知，吸收热量，也可能气体膨胀对外做功，如果吸收的热量大于气体对外做的功，则内能增加，分子热运动加剧，故D选项正确三、非选择题(本题共3小题，共52分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(16分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm，现在用竖直向下的外力F压缩气体，使封闭空气柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p01×105 Pa，不计活塞重力问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩气体，求压缩后气体的压强多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S1 cm2)解析：(1)设压缩后气体的压强为p，活塞的横截面积为S，L022 cm，L2 cm，V0L0S，VLS缓慢压缩气体温度不变，由玻意耳定律得：p0V0pV解得：p1.1×106 Pa.(2)大气压力对活塞做功：W1p0S(L0L)2 J人做功W2100 J，由热力学第一定律：UW1W2Q将Q20 J代入解得U82 J.答案：(1)1.1×106 Pa(2)82 J12.(16分)如图所示pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280 J，吸收热量410 J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200 J求：(1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？(2)BDA过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？解析：(1)ACB过程内能增加ACB过程中W1280 J，Q1410 J由热力学第一定律UBUAW1Q1130 J气体内能的变化量为130 J.(2)BDA过程中气体放热因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数，BDA过程中气体内能变化量UAUB130 J又因外界对气体做功200 J由热力学第一定律UAUBW2Q2，Q2330 J放出热量330 J.答案：(1)增加130 J(2)放热330 J13(20分)氢气燃料汽车，氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应，是环保汽车有一辆氢气燃料汽车质量为6×103 kg，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，问：(g10 m/s2)(1)汽车以加速度a0.5 m/s2从静止匀加速启动，这个加速过程能持续多少时间？(2)最大行驶速度为多少？(3)若此车以最大速度行驶300 km，发动机效率为50%，则需要多少氢气做燃料？(每摩尔氢气燃烧后生成水蒸气并放出2.858×104 J的热量)解析：(1) t20 s.(2)v20 m/s.(3)Ffmg3×103 N，Wfs9×108 J，W总1.8×109 J.mH2 kg126 kg.答案：(1)20 s(2)20 m/s(3)126 kg5