高中物理 第10章《热力学定律》章末测试3 新人教版选修33 (1).doc

（同步教学）2014年高中物理 第10章热力学定律章末测试3 新人教版选修3-3 一、选择题1. 在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是()a电流通过电炉而使温度升高b在阳光照射下，水的温度升高c铁锤打铁块，使铁块温度升高d夏天在室内放几块冰，室内温度会降低解析：电流通过电炉做功，使电能转化为内能；在阳光照射下，水温升高是靠太阳的热辐射来实现的；铁锤打铁块是做功过程；室内放上冰块是通过传热的方式来改变温度的答案：bd2(2011江苏物理)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，下列说法正确的是()a气体分子间的作用力增大b气体分子的平均速率增大c气体分子的平均动能减小d气体组成的系统的熵增加解析：气泡上升时，因压强减小，温度不变，故气体体积增大，分子间平均距离增大，分子间作用力减小，平均动能和平均速率不变，a、b、c均错误；分子间平均距离增大，分子做无规则热运动的空间增大，分子运动的混乱度增大，系统的熵增加，d正确答案：d3以下各种现象中能够发生的是()a一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热b蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能c桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离d电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体解析：选项a、b违背了热力学第二定律，故不能发生；选项c中泥水的分离是由于重力的作用 ，能够发生；选项d可以通过做功的方式实现，故能发生，应选c、d.答案：cd4下面关于能源的说法中正确的是()a能源是取之不尽、用之不竭的，尽量使用即可b大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡不利用能源c能量的利用过程实质上是能量的创造和消失过程d能量的利用过程实质上是能量的转化和转移过程解析：虽然在能量的利用过程中能的总量保持不变，但能量的品质会逐渐降低，可利用的能源会逐渐减少，所以应该节约能源，a、b错误；能量的利用过程的实质是能量的转化和转移，而不是能量的创造和消失，c错误，d正确答案：d5. 2012年，世界各地出现干旱、洪涝等自然灾害世界上日益严重的环境问题主要源于()a温室效应b厄尔尼诺现象c人类对环境的污染和破坏d火山喷发和地震解析：人类对环境的污染和破坏导致了环境恶化，温室效应、厄尔尼诺现象等的形成是环境恶化而引起的，所以c正确答案：c6如图所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体将一个半导体ntc热敏电阻r(温度降低，电阻变大)置于汽缸中，热敏电阻与容器外的电源e和电流表a组成闭合回路，汽缸和活塞固定且具有良好的绝热(与外界无热交换)性能若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是()a气体一定对外做功b气体体积一定增大c气体内能一定增大 d气体压强一定增大解析：电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，由于汽缸绝热，故气体温度升高，则内能一定增大，c正确答案：cd7给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变、不计分子间势能，则胎内气体()a从外界吸热 b对外界做负功c分子平均动能减小 d内能增加解析：选胎内气体为研究对象由于气体温度不变，气体状态变化遵循玻义耳定律放水前气体的压强大，在放水过程中，气体的压强逐渐减小，体积增大，气体对外界做正功，b错误由热力学第一定律知uwq，气体温度不变，分子的平均动能不变，内能不变，从外界吸收热量，a正确，c、d错误答案：a8一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用w1表示外界对气体做的功，w2表示气体对外界做的功，q1表示气体吸收的热量，q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有()aq1q2w2w1 bq1q2cw1w2 dq1q2解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化u0，根据热力学第一定律可知w1w2q1q2u0，即q1q2w2w1，故a正确答案：a9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，a正确；bc过程气体等容升压，由恒量可知，气体温度升高，其对应的内能增加，因气体体积不变，做功w0，b错误；ca过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，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，d错误答案：ac二、非选择题10一定质量的理想气体由状态a经状态b变为状态c，其中ab过程为等压变化，bc过程为等容变化已知va0.3 m3，tatc300 k，tb400 k.(1)求气体在状态b时的体积；(2)说明bc过程压强变化的微观原因；(3)设ab过程气体吸收热量为q1，bc过程气体放出热量为q2，比较q1、q2的大小并说明原因解析：(1)ab过程为等压变化，由盖吕萨克定律得vbva0.4 m3.(2)bc变化为等容变化，分子的密集程度不变，温度降低，气体分子运动的平均动能减小，则气体的压强减小(3)ab气体体积增大，气体对外做功，w0，由热力学第一定律有u1wq1，bc气体体积不变，w0，由热力学第一定律得u2q2气体内能为状态量，仅由温度决定，因tatc，则u1u20即u1u2，所以q1q2.答案：(1)0.4 m3(2)分子的密度不变，温度降低，气体的分子平均动能减少，所以气体压强减小(3)q1q211质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态到气态(可看成理想气体)变化过程中温度(t)随加热时间(t)变化关系如图所示单位时间所吸收的热量可看作不变(1)以下说法正确的是_a在区间，物质的内能不变b在区间，分子间的势能不变c从区间到区间，物质的熵增加d在区间，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高_(变快、变慢或快慢不变)请说明理由解析：根据热力学第一定律uqw，理想气体的状态方程c可知，在吸收相同的热量q时，压强不变的条件下，v增加，w0，uq|w|；体积不变的条件下，w0，uq；所以u1u2，体积不变的条件下温度升高变快答案：(1)bcd(2)变快12(1)下列说法正确的是()a气体的内能是气体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和b气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变c功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功d热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体(2)汽车在高速公路上行驶时，由于轮胎与地面、空气等之间的摩擦而温度升高，气压增大，会出现“爆胎”现象，有可能导致交通事故的发生， 已知某汽车轮胎所承受的最大压强为3 atm，如果轮胎在常温25 时充气气压为2.5 atm，求：汽车在行使的过程中，轮胎的温度不能超过多少？(不考虑温度升高时轮胎容积的变化)从微观角度解释轮胎内部气体压强变化的原因若气体吸收的热量为3 j，则气体内能变化了多少？ 解析：(2)设气体常温时的压强为p1，温度为t1；达最高温度时的压强为p2，温度为t2由查理定律：代入数值可得：t2357.6 k所以tt227384.6 答案：(1)ad(2)84.6 体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增加，所以压强增加气体对外做功为零，据热力学第一定律可知，内能增加3 j.高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(b卷)一、选择题1根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是()a气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈b气体的压强越大，气体分子的平均动能越大c气体分子的平均动能越大，气体的温度越高d气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大解析：由分子动理论知：气体的温度越高，气体分子无规则的热运动就越剧烈，所以选项a正确而气体压强越大，只能反映出单位面积的器壁上受到的撞击力越大，可能是分子平均动能大的原因，也可能是单位时间内撞击的分子数目多的原因，所以选项b错误温度是分子平均动能的标志，所以平均动能越大，则表明温度越高，所以选项c正确气体分子间的距离基本上已超出了分子作用力的作用范围，所以选项d错误答案：ac2根据热力学第二定律，下列说法中正确的是()a没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的b制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其他变化c热效率为100%的热机是不可能制成的d不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的解析：内能要全部转化为机械能必须借助于外界的帮助，因而必引起其他变化，故a、b错误；热机在工作过程中必然向外排出热量，c正确；d项，符合开尔文表述，也正确答案：cd3关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是()a布朗运动就是液体分子的热运动b用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0105 j，同时空气的内能增加1.5105 j，则空气从外界吸热0.5105 jc第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律d一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大解析：布朗运动是小颗粒的运动，只是间接反应了分子的无规则运动，故选项a是错误的由热力学第一定律uqw可知，空气向外界散热0.5105 j的热量，故选项b是错误的第一类永动机违背了能量守恒定律，故选项c是正确的一定质量的气体，在保持温度不变的条件下，体积越小，气体分子与容器壁碰撞的次数越多，故压强越大，因此选项d是正确的答案：cd4对一定质量的理想气体()a若保持气体的温度不变，则当气体的压强减小时，气体的体积一定会增大b若保持气体的压强不变，则当气体的温度减小时，气体的体积一定会增大c若保持气体的体积不变，则当气体的温度减小时，气体的压强一定会增大d若保持气体的温度和压强都不变，则气体的体积一定会不变解析：由状态方程恒量可知t不变，p减小v一定增大，故a正确；p不变t减小，v一定减小，b错；v不变t减小，p一定变小，c项错；若t、p不变，则v一定不变，故d项正确答案：ad5某同学觉得一只气球体积比较小，于是他用打气筒给气球继续充气，据有关资料介绍，随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，假设充气过程气球内部气体的温度保持不变，且外界大气压强也不变，则充气气球内部气体()a压强增大b单位体积内分子数增多c单位体积内分子数减少 d分子的平均动能增大解析：随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，充气气球内部气体的压强减小，故选项a是错误的温度不变，分子平均动能减小，压强又减小，所以单位体积内分子减小，故选项b是错误的，选项c是正确的选项d是错误的答案：c6一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：在气泡缓慢上升的过程中，气泡所受的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低但由于外部恒温，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答案：b7如图所示是一定质量的气体从状态a经b到状态c的vt图象，由图象可知()apapb bpcpbcvavb dtatb解析：由a到b的过程是等容变化，由c，因tbta，所以pbpa，故a、c项错误；由b到c的过程是等压变化，由c，因tbtc，所以vbvc，故b项错误答案：d8如图所示，实线表示一定质量的理想气体状态变化的pt图象，变化过程如图中箭头所示，则下列说法中正确的是()aab过程中气体内能增加，密度不变bbc过程中气体内能增加，密度也增大ccd过程中，分子平均动能不变dda过程中，气体内能增加，密度不变解析：理想气体没有分子势能，因此只要温度升高，内能就增加，因此ab、bc过程内能增加，cd过程内能不变，da过程内能减小，由于ab过程体积不变，故气体密度不变，a、c对；bc过程体积增大，密度减小，b错；cd过程体积增大，密度减小，da过程，体积减小，密度增大，d错；只有a、c对答案：ac9如图所示，甲分子固定在坐标原点o，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示图中分子势能的最小值为e0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是()a乙分子在p点(xx2)时，加速度最大b乙分子在p点(xx2)时，其动能为e0c乙分子在q点(xx1)时，处于平衡状态d乙分子的运动范围为xx1解析：分子势能是由于分子间有相互作用力而具有的能，当分子势能最小时，分子间的作用力最小，故xx2时，分子间的作用力最小为零，加速度最小，故a选项错，而xx1时，分子势能虽然为零，不是最小但分子间作用力不为零，乙分子不会处于平衡状态，故c选项错，因系统只受分子力作用，能量守恒，所以当xx2时eke0，选项b正确，xx1时，ep0，而xx1总能量大于零，违背能量守恒定律，故选项d正确答案：bd二、非选择题10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，则此过程中的气泡_(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，气泡内气体内能增加了_j.解析：气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大d项正确理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律uqw，物体对外做功0.6 j，则一定同时从外界吸收热量0.6 j，才能保证内能不变而温度上升的过程，内能增加了0.2 j.答案：吸收0.60.211吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体如图所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为2.0102 m，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0105 m3；按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为2.0106 m3，盘内气体可看作与大气相通，大气压强为p01.0105 pa.设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密