2019-2020学年高中物理 阶段测试7 热力学定律和能量守恒（含解析）新人教版选修3-3

阶段测试7热力学定律与能量守恒一、选题(正题共10小题，各题6分，共60分。 每个小题给出的4个选项中，第16题只有1个满足主题的要求，第710题多个项目满足主题的要求，所有选择对象的得分为6分，选择对象不完全的得分为3分，选择对象错误的得分为0分)。1 .如果迅速释放充气轮胎内的气体，可以看出轮胎气口的温度显着降低。 这是在此过程中()a .煤气向外部工作，同时向外部散发热量b .气体对外工作，胎内气体温度下降，从外部吸热c .外界对煤气工作，胎气向外传热d .外界对胎气工作，同时向胎气传热【回答】b分析：气体快速释放时，气体的体积膨胀在向外部工作的同时，温度下降从外部吸热2 .飞机在万米高空飞行时，船外气温往往在-50 以下。 研究大气现象时，可以以部分温度、压力相同的气体为研究对象。 被称为气团。 气团的直径达数千米。 由于气团大，边缘部分与外界的换热对整个气团无明显影响，可忽略不计。 气团温度低的原因可能是()a .地上的气团在上升到上空的过程中膨胀的同时，向外部散热，降低气团自身的温度b .地上的气团在上升到上空的过程中收缩的同时，从周围吸收热量，降低周围的温度c .地面气团在上空上升过程中膨胀，气体对外工作，气团内大量减少，气团温度下降d .地面气团在上空上升的过程中收缩，外界对气团工作，因此周围的温度下降【回答】c解析：热力学第一定律表明，物体内的变化u与功w和热传递q有关，满足u=w q，气团在上升过程中，气体不断膨胀，气体做对外功，而且气团大，因此其边缘和外界的热传递作用可以忽略不计，气团的温度会逐渐降低在下一个过程中，哪个是可逆的()a .慢慢摩擦两片0 的冰，使其变成0 的水b .气缸和活塞的组合中有气体，活塞上没有外力时，活塞和气缸的摩擦较大，气体缓慢膨胀c .忽略空气阻力时的垂直向上运动d .桶中上层为清水，下层为砂土，不断搅拌，静置一段时间后【回答】c分析：根据热力学第二定律，a、b、d过程都是有方向性的，不可逆的4 .关于以下热现象的说法，正确的是()a .外界对物体工作，在物体内必然增加b .气体温度升高，气体压力必定增大c .在任何条件下，热量都不会从低温物体传递到高温物体d .任何热机都不能将燃料释放的热量完全转化为机械能【回答】d分析：外界对物体起作用，即使在物体中增加、减少，还是要看吸热情况，因为a错误的气压与温度和体积两个因素有关，所以在b错误的一定条件下，根据能够从低温物体向高温物体如冰箱、c错误传热的热力学第二定律5 .封入理想气体的热传导缸的开口部向下垂直悬挂，活塞下方附着钩形线p，系统整体处于静止状态。 如图所示，如果大气压一定，则系统状态变化十分缓慢a .外部气温升高，气体压力必定增大b .外部温度升高，外部可能对气体正常工作c .保持气体内不变，提高钩线质量，气体一定吸热d .保持气体内不变，增加钩的质量，必然减少气体体积【回答】c分析：汽缸的热传导和全过程充分缓慢，汽缸内气体的温度始终与外气温度相等，理想气体内与气体的分子平均动能无关，根据活塞的受力平衡p0s=ps (m m)g，气体的压力不变， 由于温度上升时气体的体积增大而工作，所以选择a、b不改变错误物体的内部能量，也就是说不改变气体的温度，使钩子的质量增加，也就是说使气体的压力减少，使气体的体积增大而进行外部工作，使内部能量减少，这是一个问题设定条件6 .如图所示，两个共用的容器p、q之间装有阀门k，p充满气体，q内为真空，系统整体不与外部进行热交换。 打开阀k后，p的气体进入q中，最终取得平衡()a .气体体积膨胀，向内增加b .气体分子势能减少，可以向内增加c .气体分子势增加，压力可能不变d.q中的气体不能自发地全部返回p中【回答】d分析：气体自由膨胀、不工作、绝热，热力学第一定律表明内无变化，a、b错误气体体积膨胀、压力减小，c错误热力学第二定律表明d正确7 .以下关于熵的说法正确的是()a .熵是热力学中的状态量b .熵是热力学中的过程量c .熵值越大，无序度越大d .熵值越小，无序度越大【回答】ac分析：熵的定义表明a、c是正确的8 .一定质量的理想气体从状态a经过状态c变化为状态b的过程如v-t图所示()a .在过程ac中，外部对煤气工作，内部不变b .在过程cb中，外界对气体工作，可以在内部增加c .在工艺ac中，气压增大d .在工艺cb中，气压变小【回答】ac分析：由图可知，ac过程为等温压缩，cb过程为等容升温。 从气体方程式可以看出，ac过程的气体体积变小，外界对气体起作用，气体内不变，气压变大的cb工艺气体体积不变，内部增加，气体从外部吸热，气压增加。9 .某物体的温度上升时()a .这个物体一定会吸收热量b .这个物体可能会放出热量c .外界不能对物体工作d .物体可能吸收热量【回答】bd分析：用u=w q分析，物体的温度升高，必然物体的内部能量增加，要满足u0.u0，可能有多种情况： (1)w0，q=0； (2)w=0，q0； (3)w0，q0； (4)w0，q0，w|q|； (5)w0，q0，q|w|.(1)否定选项a与(4)选项b一致(2)、(3)、(5)与选择项d一致，因此b、d是正确的10 .如图所示，当某种质量的理想气体从状态a经过绝热过程ab、等容过程bc、等温过程ca再次返回状态a时()a.ab工艺气体的降温b.bc的过程中气体增加，有可能从外部对气体进行了工作c.ca工艺气体的发热d .所有工艺气体均为零【回答】ac分析： ab过程的气体绝热膨胀，气体对外界工作，在其对应内必然减少，即气体温度下降，选择a正确的bc工艺气体等容量升压，从=一定量可以看出，气体温度上升，可以相应增加，工作w=0， 即由于选择项b错误的ca过程气体等温压缩，内部能量变为零，但由于外部作用于气体，因此该过程气体发热，选择项c正确的ab过程气体作用于外部，其数值等于ab线和横轴所包围的面积。 bc工艺气体不工作。 ca工艺气体向外部成功，其数值等于ca线和横轴包围的面积。 显然全过程气体成功的是被abc闭合曲线包围的面积，选项d错误。二、非选题(正题2小题，共40分，答题应写必要的文字说明，方程式和主要演算或推导程序，有数值计算的问题需要相应的单位，只应写最后的答题，不应写非答题)。11.(20分钟) (1)孤立系统在一定条件下的_状态对应于热力学概率为最大值的宏观状态，即该系统中的分子运动_的状态.(2)如果是孤立系统的初始状态s_smax，则其初始状态为非平衡状态，系统自发地向分子运动的无序方向转移，最终具有smax的宏观状态，也就是说，在_内进行的自然过程始终沿着使系统的s增大的方向进行(“微观状态”“最序列”“最无序”“增大”“减少”)【回答】(1)平衡最无序的微观状态(2)孤立系统12.(20分钟)现代典型燃煤电厂总效率一般为40%。 拥有大型的煤炭火力发电站，发电1.0109 j的电力的话，就可以在大城市使用。 图示了这个发电厂的能量流动。 请回答(1)煤供应的能量等于哪个能量之和？(2)图中烟囱废气所具有的能量未显示，请进行计算。 请添加到图中(三)计算该电厂的总效率；(4)根据图像发电厂的能源流向，在哪里加以改善，能够提高发电厂的总效率呢？【回答】(1)诊断意见分析(2)0.3109 j诊断意见分析(3)40% (4)见分析分析： (1)煤的热量等于进入涡轮机的能量和从烟囱排出的能量(2)通过(1)中的分析可以得到烟囱废气的能量e=2.