高中物理 第10章《热力学定律》章末测试4 新人教版选修33 (1).doc

第十章限时检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1下列说法中正确的是()a热传导的过程是有方向性的b第二类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律c第二类永动机不可能制成，因为机械能和内能的转化过程具有方向性d热力学第二定律表明，所有物理过程都具有方向性答案：ac解析：热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行。要实现向相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而会产生其他影响或引起其他变化，所以a选项正确。第二类永动机并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，所以b选项错，c选项正确。并不是所有的物理过程都具有方向性，所以d选项错。2(2010唐山二中高二下学期期中)关于物体的内能，以下说法中不正确的是()a物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和b物体不从外界吸收热量，其内能也可能增加c外界对物体做功，物体的内能一定增加d物体内能的多少，跟物体的温度和体积都有关系答案：c解析：根据物体内能的定义可知a项正确；根据热力学第一定律可判b、d正确，c项不正确。3.热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：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；其二是：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。第一种表述方式可以用如右图示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是()答案：b解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体。4(2012大庆高二检测)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体()a对外做正功，分子的平均动能减小b对外做正功，内能增大c对外做负功，分子的平均动能增大d对外做负功，内能减小答案：a解析：该题考查热力学第一定律，绝热过程中，气体膨胀，对外做功；内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，a选项正确。5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，温度不变答案：bd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。6如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达平衡时，与初始状态相比()a右边气体温度升高，左边气体温度不变b左右两边气体温度都升高c左边气体压强增大d右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量答案：bc解析：当电热丝通电后，右边气体温度升高气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，根据热力学第一定律，内能增加，气体的温度升高。根据气体定律左边的气体压强增大，bc正确，右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，d错。7(2010南通市高二检测)导热汽缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现在把沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，并缓慢降低汽缸外部环境温度，则()a气体压强增大，内能可能不变b外界对气体做功，气体温度降低c气体体积减小，压强增大，内能一定减小d外界对气体做功，气体内能一定增加答案：bc解析：由平衡条件知活塞受到的沙桶拉力减小，其他力如活塞重力、大气压力不变，则气体压强增大、体积减小，外界对气体做功，由于环境温度缓慢降低，则气体内能减少，由uwq知q0，即向外放热。8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d每一个二氧化碳分子的动能都会减少答案：abc解析：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。9下面提供了科技发展的四则信息。低温技术已有重大突破，1933年低温已达0.25k,1957年达到了2105k,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1108k。随着低温技术的出现和发展，科学家一定能把热力学温度降到绝对零度以下；随着火箭技术的发展，人类一定能够在地球上任意位置的上空发射一颗同步卫星；一个国际科研小组正在研制某种使光速大大降低的介质，这些科学家希望在不久的将来能使光的速度降到每小时40m左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度相仿；由于太阳的照射，海洋表面的温度可达30左右，而海洋深处的温度要低得多，在水深6001000m的地方，水温约4，因此人们正在研制一种抗腐蚀的热交换器，利用海水温差发电，并取得了成功。请辨别、判断以上信息中正确的是()abcd答案：d解析：四则信息均为与当今科技发展前沿相关的信息，但项违背了热力学第二定律，即绝对零度不可达到；项中同步卫星只能定点在赤道正上方；项中光速与介质有关，光在不同介质中传播速度不相同；项中叙述符合能量守恒定律而不违背其他物理原理。10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答案：ac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p/tc(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，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。第卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)11(4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，_。答案：(1)做功(2)做功(3)做功(4)热传递12(2012泰安模拟)(6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_。(填写选项前的字母)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(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0.6j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0.1j的功，同时吸收了0.3j的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了_j。答案：(1)d(2)吸收0.60.2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a、b、c选项均错，根据熵增加原理d项正确。(2)气泡上升过程 t不变 u0，由热力学第一定律得气体吸收热量qw0.6j。气泡到达湖面后温度上升，uqw0.3j0.1j0.2j13(8分)开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求。太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式。太阳能热水器的构造示意图如图所示，下方是像日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一块光亮的铝合金反光板，做成凹凸一定的曲面。(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？答：_(2)下图中a是集热器，b是储水容器，在阳光直射下水将沿_时针方向流动，这是因为_。c是辅助加热器，其作用是_。请在下图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由。答案：(1)日光灯管似的集热管面积较大，便于吸收较多的太阳能；外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流。(2)顺；集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，沿管向右上方运动；在阴天用电加热的方式使水温升高；在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。三、论述计算题(共4小题，42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(10分)我国东部季风区某新建城市分布如图所示，城市的四周都有广阔地带，现要在城市附近建一座比较大型的火力发电厂。(1)请在图中a、b、c、d、e、f处选一最佳建厂处，说明理由。(2)请你预测此工厂将有哪些方面会对环境造成污染？(3)请你用物理、化学、生物等方面的知识设计一个保护环境、控制污染的方案。答案：(1)应选在d处建厂。原因：在季风区工厂应建在位于垂直于盛行风风向的郊外，可尽量减少粉尘，有毒气体在居民区的污染。在河的下游，水源充足。紧靠铁路和公路，交通便利。(2)有废气、废渣和废水。(3)利用该厂的废渣可在附近建一个矿渣水泥厂或砖厂，变废为宝。根据可产生废水的情况，在建厂的同时，建一个利用化学分解和生物降解的废水处理设备。根据该厂将产生粉尘和有毒气体较严重的情况，在厂区里多栽一些如美人蕉、月季、丁香、菊花等能吸收有毒气体的植物，搞好厂区绿化保护，在工厂周围和居民区之间建立森林防护林带，尽量选一些生长快能吸收粉尘和有毒气体的树种作为绿化的主要品种。15(10分)如图所示为焦耳测定热功当量的实验装置，若重物p、p的质量共为m26.320kg，每次下落的高度均为h160.5cm，共下落n20次，量热器及其中的水和其他物体的平均热容量为c6316cal/，实验中测得温度升高t0.31，试根据这些数据算出热功当量的值。(热功当量j)答案：4.23j/cal解析：重物下落n20次共做功wnmgh量热器中的水及容器等温度升高t需吸热qct由热功当量的定义得j4.23j/cal。16(10分)如图所示，为一汽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335j的热量传入系统，系统对外界做功126j，求：(1)若沿adb过程，系统对外做功42j，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84j，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？答案：(1)251j(2)放热293j解析：(1)沿acb过程uwq(126335)j209j。沿adb过程，uwq，quw209(42)j251j，即有251j的热量传入系统。(2)由ba，u209j。uwq84jq，q(20984)j293j。负号说明系统放出热量。17(12分)(聊城模拟)某同学家新买了一台双门电冰箱，冷藏室容积107l，冷冻室容积118l，假设室内空气为理想气体。(1)若室内空气摩尔体积为22.5103m3/mol，阿伏加德罗常量为6.01023mol1，在家中关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？(2)若室内温度为27，大气压为1105pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室温度降为6，冷冻室温度降为9