2019高中物理 第十章 热力学定律章末质量评估 新人教版选修3-3.doc

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1、1第十章第十章 热力学定律热力学定律章末质量评估(四)(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)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两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高B冬天暖气为房间供暖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：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，是化学能转化为了内能，故 C 错；车轮与地面摩擦生

2、热，是机械能转化为内能，故 D 错正确答案为 B.答案：B2下列关于熵的说法中错误的是( )A熵是物体内分子运动无序程度的量度B在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行C热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理D熵值越大，代表系统内分子运动越无序解析：热力学第二定律表明，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的例如，功转变为热是机械能向内能转化答案：B3.作为新能源，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( ）A.在自然界里存在氢气 B.氢气轻，便于携带C.燃烧氢气无污染 D.氢气燃烧发热量高答案：C4一定质量 0 的冰，全部变成 0 的水的过程

3、中( )A分子的平均动能增大，吸收热量，内能不变B分子的平均动能减小，放出热量，内能增大C分子的平均动能不变，吸收热量，内能增大D分子的平均动能不变，放出热量，内能减小解析：冰是晶体，在熔化过程中，温度保持不变，故分子平均动能不变，但溶化过程要吸热，所以内能增大，体积增大，分子势能增大故 A、B、D 错误，C 正确2答案：C5下列说法中正确的是( )A物体吸热后温度一定升高B物体温度升高，内能一定增加C0 的冰融化为 0 的水的过程中内能不变D100 的水变为 100 的水汽的过程中内能增大解析：物体吸收热量温度不一定升高，A 错误；物体温度升高，分子平均动能增大，若分子势能减小，物体的内能可

4、能减小或不变，B 错误；0 的冰融化成 0 的水的过程中吸热，内能增加，C 错误；100 的水变成 100 的水汽过程中吸热，内能增大，D 正确答案：D6.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开管塞被冲开前( )A外界对管内气体做功，气体内能增大B管内气体对外界做功，气体内能减小C管内气体内能不变，压强变大D管内气体内能增加，压强变大解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高进一步乙醚的温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大答案：D7.如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有

5、个用卡子卡住的可移动胶塞，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数打开卡子，胶塞冲出容器口后( )A温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加3解析：胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，Wmgp1S，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由 UW(绝热)W为正，U必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F弹mgp2S，仍然具有一部分弹性势能，D 正确答案：

6、D二、多项选择题(本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)11.为了减缓大气中 CO2浓度的增加，可以采取的措施有( ）A.禁止使用煤、石油和天然气B.开发利用核能、太阳能C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气D.植树造林解析：能源与环境是相互制约的，在目前能源比较短缺的情况下还不能禁止使用常规能源，A、C 错，B 正确；通过植树造林，可以把太阳辐射到地球的能量转化为生物的能量储存起来，又能吸收大气中的 CO2，释放出 O2，D 正确.答案：BD12温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在

7、较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家” ，从而避免温室效应在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是( )A压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大B二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少C二氧化碳分子平均动能会减少5D每一个二氧化碳分子的动能都会减少解析：本题考查热力学第一定律压缩机压缩气体对气体做功，气体温度升高，内能增大，A 对二氧化碳压入海底时比海水温度高，因此将热量传递给海水而内能减小，B 是对的二氧化碳

8、温度降低，分子平均动能减少，但不是每个分子的动能都减少，C 正确，D错误答案：ABC13.如图，一绝热容器被隔板 K 隔开成a，b两部分已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空抽开隔板 K 后，a内气体进入b，最终达到平衡状态在此过程中( )A气体对外界做功，内能减少B气体不做功，内能不变C气体压强变小，温度降低D气体压强变小，温度不变解析：因b内为真空，抽开隔板 K 后，a内气体对外界不做功，由 UWQ知内能不变，故选项 A 错误选项 B 正确稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1p1V2和V1p2，即气体压强变小，故选项 C错误，选项 D 正确答案

9、：BD14.如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程AB、等容过程BC、等温过程CA又回到了状态A，则( )AAB过程气体降温BBC过程气体内能增加，可能外界对气体做了功CCA过程气体放热D全部过程气体做功为零解析：AB过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项 A 正确；BC过程气体等容升压，由 C(常量)可知，气体温度升高，其对p T应内能增加，因做功W0，选项 B 错；CA过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界6对气体做功，因此该过程中气体放热，选项 C 正确；AB过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积BC过程气体不做功CA过程外界

10、对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项 D不正确答案：AC三、非选择题(本题共 5 小题，共 54 分把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)15(6 分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_(2)子弹打中木块，木块和子弹的温度升高，_(3)电流通过电炉丝，其温度升高，_(4)将烧红的铁块放入冷水中，水的温度升高，_解析：(1)中体积增大对外做功；(

11、2)中子弹与木块摩擦做功；(3)中电流做功；(4)中属于热传递答案：(1)做功 (2)做功 (3)做功 (4)热传递16(12 分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是_(填写相应的序号)气体分子间的作用力增大气体分子的平均速率增大气体分子的平均动能减小气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J 的功，则此过程中气泡_(填“吸收”或“放出”)的热量是_J气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了 0.1 J 的功，同时吸收了 0.3 J 的热量，则此过程中，气泡

12、内气体内能增加了_J.解析：(1)气泡上升过程中温度保持不变，压强减小体积增大，所以均错，根据熵增加原理知正确(2)气泡上升过程中T不变，故 U0，由热力学第一定律得气体吸收热量QW0.6 J.气泡到达湖面后温度上升，UQW0.3 J0.1 J0.2 J.答案：(1) (2)吸收 0.6 0.217.(12 分）如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的pV图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有 335 J 的热量传入系统，系统对外界做功 126 J.7(1）若沿adb过程，系统对外做功 42 J，则有多少热量传入系统？(2）若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功 8

13、4 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析：(1）沿acb过程：UWQ(126335） J209 J.沿adb过程：UWQ，QUW209(42） J251 J，即有 251 J 的热量传入系统.(2）由ba，U209 J.UWQ84 JQ，Q(20984）J293 J.负号说明系统放出热量.答案：(1）251 J (2）放热 293 J18(12 分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，AB和CD为等温过程，BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)这就是著名的“卡诺循环” (1)该循环过程中，下列说法正确的是_AB过程中，外界对气体做功；

14、BC过程中，气体分子的平均动能增大；CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多；DA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是_(选填“AB” “BC” “CD”或“DA”)若气体在AB过程中吸收 63 kJ 的热量，在CD过程中放出 38 kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为_kJ.(3)若该循环过程中的气体为 1 mol，气体在A状态时的体积为 10 L，在B状态时压强8为A状态时的 .求气体在B状态时单位体积内的分子数(已知阿伏加德罗常数2 3NA6.01023 mol1，计算结果保留一位有效数字)解析：(1)AB过程中，气体温度不变，内

15、能不变，气体体积变大，气体对外界做功，错误；BC过程中，气体对外界做功，气体内能减少，温度降低，分子平均动能减小，错误；CD过程中，气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增加，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，正确；DA过程中，外界对气体做功，气体内能增大，温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，错误(2)AB、CD都是等温过程，内能不变，BC为绝热膨胀，Q0，由热力学第一定律 UW0，内能减小，DA为绝热压缩，同理内能增加，故选“BC” 由热力学第一定律：WQ1Q2U，WUQ1Q2063 kJ(38 kJ)25 kJ，即气体完成一次循环对外做功 25 k

16、J.(3)AB为等温过程，由玻意耳定律：pAVApBVB，又pBpA，2 3故VBVA 10103 m31.5102 m3.3 23 2则B状态时单位体积内的分子数为：n41025个/m3.1 6.0 1023 1.5 102答案：(1) (2)BC 25(3)41025个/m319.(12 分）如图所示，一长为L、内横截面积为S的绝热汽缸固定在水平地面上，汽缸内用一质量为M的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时活塞固定在汽缸正中央，汽缸内被封闭气体压强为p，外界大气压为p0(pp0）.现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v.(1）求此过程克服大气压力所做的功.(2）活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？解析：(1）设大气作用在活塞上的压力为F，则Fp0S根据功的计算式WFL 29解得：Wp0SL 2(2）设活塞离开汽缸时动能为Ek，则Ekmv2 2根据能量守恒定律得：缸内气体内能改变Umv2 2p0SL 2即内能减少了mv2p0SL1 21 2答案：(1） (2）减少了 mv2 p0SLp0SL21212