20182019学年粤教版高中物理选修12 第二章 能量的守恒与耗散 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修1-2 第二章 能量的守恒与耗散 单元测试一、单选题1.下列说法正确的是（） A.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律B.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点C.物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大D.一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，分子间的平均距离一定减小2.在下列叙述中，不正确的是（ ） A.熵是物体内分子运动无序程度的量度B.对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进行C.热力学第二定律的微观实质是：熵总是增加的D.熵值越大，表明系统内分子运动越无序3.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来其原因是( ) A.违背了能量守恒定律B.在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C.机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D.以上说法均不正确4.关于物体内能的变化情况，下列说法中正确的是（ ） A.吸热的物体，其内能一定增加B.体积膨胀的物体，其内能一定减少C.放热的物体，其内能一定减少D.绝热压缩的物体，其内能一定增加5.下列关于热现象的说法正确的是（ ） A.一定质量的100的水吸收热量后变成100的水蒸气，系统的内能保持不变B.对某物体做功，一定会使该物体的内能增加C.气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积D.功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功6.下列说法中正确的是（） A.随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到280B.热量不可以从低温物体传到高温物体C.随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%D.无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现7.有以下说法，其中错误的是（） A.气体的温度越高，分子的平均动能越大B.即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的C.对物体做功不可能使物体的温度升高D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关二、多选题8.如图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，其外界影响是有冷凝器放热C.制冷剂在整个循环过程中都是气体状态D.冷凝器放出的热量大于蒸发器从电冰箱中吸收的热量9.下列关于热机的说法中，正确的是（ ） A.热机是把内能转化为机械能的装置B.热机是把机械能转化为内能的装置C.只要对内燃机不断进行革新，它可以把气体的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气、也没有摩擦，内燃机也不能把内能全部转化为机械能10.下列说法中正确的是（ ） A.布朗运动间接反映了分子运动的无规则性B.两个相邻的分子间的距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小C.温度相同的氢气和氧气中，氢气分子和氧气分子的平均速率不同D.热量不能自发地从低温物体传到高温物体E.不能违背能量守恒定律的第二类永动机是有可能制成的三、填空题11.内燃机的工作原理是：燃料在气缸内燃烧，将_能转化为_能，产生的高温高压燃气推动活塞对外做功，又将燃气的_能转化为_能 12.热力学第三定律的内容为：热力学零度_摄氏温度为T=27相对应的热力学温度为T=_K 13.热力学第二定律常见的表述有两种第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化图（a）是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体请你根据第二种表述在答题卷上完成示意图_（b）根据你的理解，热力学第二定律的实质是_.四、解答题14.太阳能的特点是巨大、清洁、取之不尽如图为箱式太阳灶示意图分析这种太阳灶的原理思考人类有可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能吗？五、综合题15.如图所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30cm3 ， 气压表读数为1.1105Pa若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为2.2105Pa不计活塞与气缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变 （1）简要说明活塞移动过程中，被封闭气体的吸放热情况 （2）求活塞稳定后气体的体积 （3）对该过程中的压强变化做出微观解释 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】A、第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，故A错误；B、晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；C、物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子热运动的平均动能越大，但不是每个分子的动能都大，故C错误；D、根据 =C，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故D不正确；故选：B【分析】热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零又称“熵增定律”，表明了在自然过程中，一个孤立系统的总混乱度（即“熵”）不会减小2.【答案】B 【解析】【解答】A、D、熵是物体内分子运动无序程度的量度，系统内分子运动越无序，熵值越大故AD正确B、对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进行，故B错误C、根据热力学第二定律，扩散、热传递等现象与温度有关，是与热现象有关的宏观过程，具有方向性，其实质表明熵总是增加的，故C正确故选：B【分析】熵是物体内分子运动无序程度的量度，熵值越大，表明系统内分子运动越无序任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进行的，即一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的能量耗散是指能量的可利用率越来越低3.【答案】C 【解析】【分析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的。【点评】能量的转化具有方向性，这是热力学第二定律的关键，一切与宏观热现象有关的热力学问题都具有方向性，所以内能向其他形式的能转化时需要外界的其他帮助才能实现。4.【答案】D 【解析】【解答】解：A、吸热的物体，根据热力学第一定律U=W+Q，可知其内能不一定增加，还与做功情况有关，A不符合题意B、体积膨胀的物体，体积增大，分子势能不一定增大，温度的变化情况也未知，所以内能不一定减小，B不符合题意C、放热的物体，若外界对物体做功，而且功的数值大于热量的数值，根据热力学第一定律U=W+Q，可知物体的内能增加，C不符合题意D、绝热压缩的物体，外界对物体做功，W0，Q=0，U0，其内能一定增加，D符合题意故答案为：D【分析】该题目根据热力学第一定律U=W+Q，结合选项分析即可。5.【答案】C 【解析】【解答】A、水变成水蒸气，温度不变，分子平均动能不变；但由于体积增大，分子间距离增大；由于气体分子间间距接近10r0；故在变化过程中分子力做负功；分子势能增大，则内能增大；故A错误B、对某物体做功，不一定会使该物体的内能增大，还与热传递情况有关；故B错误；C、温度是气体分子热运动平均动能的标志，而分子间势能分别取决于气体的体积；故C正确；D、功可以全部转化为热；而热量也可以全部转化为功，但要引起其他方面的变化；故D错误；故选：C【分析】物态变化时，根据吸、放热分析内能的变化改变物体有两种方式：做功和热传递气体分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的温度和体积根据热力学第二定律分析功和热的关系6.【答案】D 【解析】【解答】A、热力学温度与分子的平均动能成正比，分子热运动的平均动能不可能为零，制冷机的制冷温度不可以降到273以下故A错误；B、随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体，故B错误；C、根据热力学第二定律，热机的效率不可以达到100%故C错误；D、不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，即第二类永动机都不可能实现；故D正确；故选：D【分析】热力学第二定律：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；做功和热传递都可以改变物体的内能7.【答案】C 【解析】【解答】A、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大；故A正确；B、相同温度下，并不是所有分子的动能都相同；即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的；故B正确；C、对物体做功时可以增加内能，从而可能使温度升高；故C错误；D、若不计分子间的相互作用；则分子势能可以忽略；只考虑分子动能，即内能只与温度有关；故D正确；故选：C【分析】温度是分子平均动能的标志；这是一统计规律；内能包括分子动能和分子势能；若不计分子间的作用力，则分子势能不计；热力第二定律告诉我们，不可能从单一热源持续不断的吸引热量，而全部将其转化为机械能二、多选题8.【答案】B,D 【解析】【解答】由热力学第二定律知，热量不能自 发的有低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部，需要压缩机的帮助并消耗电能故A错误，B正确；C、电冰箱制冷时液态的制冷剂经毛细管进入热交换器（室内机）汽化成气体；故C错误；D、在这一过程中，是消耗了电能，而使压缩机做功；由能量守恒定律可知，冷凝器放出的热量大于蒸发器从电冰箱中吸收的热量；故D正确；故选：BD【分析】在冰箱制冷中是因为压缩机消耗了电能，从而能使冰箱源源不断地向外界散热，而不是自发地向外界散热9.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、热机是把内能转化为机械能的装置，故A正确，B错误；C、根据热力学第二定律可知，内燃机的效率不可能达到百分百，即内燃机不能把内能全部转化为机械能，故C错误，D正确故选：AD【分析】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；明确热机的工作原理，知道热机的效率不可能达到100%10.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、布朗运动能证明分子永不停息地做无规则运动，但做布朗运动的是固体小颗粒，而不是分子的运动，但它反映了分子运动的无规则性，故A正确；B、当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快故表现为引力，故B错误；C、温度是分子平均动能的标志，故温度相同则平均动能一定相同；但氢分子与氧分子的质量不同，所以氢气分子和氧气分子的平均速率不同，故C正确；D、根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；E、第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律故E错误；故选：ACD【分析】布朗运动能证明分子永不停息地做无规则运动；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小；温度是分子平均动能的标志；热量的传导有一定的方向性，它不能自发地从低温物体传到高温物体；第二类永动机违背了热力学第二定律三、填空题11.【答案】化学；内；内；机械 【解析】【解答】内燃机的燃料在气缸内燃烧，燃烧燃料将化学能转化为内能生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能故答案为：化学；内；内；机械【分析】要解决此题，需要掌握内燃机的工作原理：将燃料的内能转化为机械能12.【答案】是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15 【解析】【解答】热力学第三定律的内容为：热力学温度的零度是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到，为273.15；摄氏温度为T=27相对应的热力学温度为T=273.15+27=300.15K；故答案为：是宇宙所能无限接近的绝对零度，此温度不可达到；300.15【分析】根据热力学第三定律的内容和热力学温标与摄氏温标的概念与区别，便可解答此题，两者大小关系为T=273.15（K）+T13.【答案】；一切宏观热现象都有方向性 【解析】【解答】（a）如图所示：（b）热力学第二定律常见的表述有多种第一种表述说明热传递的方向性；第二种表述说明能量转化的方向性；综上：一切宏观热现象都有方向性故答案为：（a）如图所示：（b）一切宏观热现象都有方向性【分析】热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零四、解答题14.【答案】太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律 【解析】【解答】黑色涂层吸收太阳辐射，使得太阳能转化为水的内能，使箱体内的水温上升人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响所以违反了热力学第二定律答：太阳灶吸收太阳能转化为水的内能，人类不可能把辐射到地球上的能量全部转化为电能，因为违反了热力学第二定律【分析】热力学第二定律告诉我们不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响五、综合题15.【答案】（1）在移动活塞的过程中，气体体积变小，外界对气体做功，W0；环境温度不变，活塞缓慢向下移动过程中，气体温度不变，气体温度内能不变，U=0；由热力学第一定律U=W+Q，可知Q=UW=W0，因此气体要放出热量。（2）气体发生了等温变化，由玻意耳定律可得：P1V1=P2V2 ， 即：1.1105Pa30cm3=2.2105PaV2 ， 解得：V2=15cm3。（3）气体温度不变，分子平均动能不变，每个分子对器壁的撞击力不变；在活塞向下移动的过程中，气体体积减小，分子密度增加，单位时间内撞击器壁的分子数增加，器壁单位面积受到的压力增大，即气体压强增大 【解析】【解答】