高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修33章末檢測(cè)3 熱力學(xué)基礎(chǔ)

1、章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(每小題5分，共25分)1下列關(guān)于物體內(nèi)能變化的說(shuō)法，正確的是()A一定質(zhì)量的晶體在熔化過(guò)程中內(nèi)能保持不變B一定質(zhì)量的氣體在體積膨脹過(guò)程中內(nèi)能一定增加C一定質(zhì)量的物體在熱膨脹過(guò)程中內(nèi)能不一定增加D一定質(zhì)量的物體在體積保持不變的過(guò)程中，內(nèi)能一定不變答案C解析晶體在熔化過(guò)程中要吸熱，卻沒有對(duì)外做功，故內(nèi)能增加，A錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的氣體在膨脹過(guò)程中，可能吸熱，也可能不吸熱，還有可能放熱，但一定對(duì)外做功，由UQW不能確定U，故B錯(cuò)誤；物體熱膨脹一定是吸收了熱量，對(duì)外做功不一定小于吸收的熱量，內(nèi)能不一定增加，C正確；物體體積不變，溫度可能改變，內(nèi)能隨之

2、變化，D錯(cuò)誤2景頗族的祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖1所示，用牛角做套筒，木制推桿前端粘著艾絨，猛推推桿，艾絨即可點(diǎn)燃對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體，在此壓縮過(guò)程中()圖1A氣體溫度升高，壓強(qiáng)不變B氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大C氣體對(duì)外界做正功，氣體內(nèi)能增加D外界對(duì)氣體做正功，氣體內(nèi)能減少答案B解析對(duì)封閉氣體，猛推壓縮過(guò)程中，外界對(duì)氣體做正功，時(shí)間極短，熱傳遞不計(jì)，即Q0，由UWQ可知內(nèi)能增大，C、D均錯(cuò)誤；因氣體內(nèi)能等于所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能之和，其中分子勢(shì)能不變或減小，所以分子平均動(dòng)能增加，溫度升高，再由氣體狀態(tài)方程常量可知，氣體壓強(qiáng)變大，故A錯(cuò)誤、B正確3帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體氣體開始處于狀態(tài)a；然后經(jīng)

3、過(guò)過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過(guò)過(guò)程ac到達(dá)狀態(tài)c.b，c狀態(tài)溫度相同，如圖2所示設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為pb和pc，在過(guò)程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則()圖2Apb>pc，Qab>Qac Bpb>pc，Qab<QacCpb<pc，Qab>Qac Dpb<pc，Qab<Qac答案C解析由VT可知V­T圖線的斜率越大，壓強(qiáng)p越小，故pb<pc.由熱力學(xué)第一定律有：QUW，因TbTc，所以UabUac，而Wab>Wac，故Qab>Qac.綜上C正確4如圖3所示，氣缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸壁是導(dǎo)

4、熱的，缸外環(huán)境保持恒溫，活塞與氣缸的接觸是光滑的，但不漏氣現(xiàn)將活塞桿與外界連接使其緩慢向右移動(dòng)，這樣氣體將等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)外做功若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說(shuō)法正確的是()圖3A氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，因此此過(guò)程違反熱力學(xué)第二定律B氣體是從單一熱源吸熱，但并未全用來(lái)對(duì)外做功，所以此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律C氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律D以上三種說(shuō)法都不對(duì)答案C解析氣體等溫膨脹并通過(guò)桿對(duì)外做功，由于氣體等溫，所以內(nèi)能不變，對(duì)外做功，則要吸收熱量，即氣體是從單一熱源吸熱，全用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律，因?yàn)榇诉^(guò)程產(chǎn)生了

5、其他影響，所以沒有違反熱力學(xué)第二定律5如圖4所示，密閉絕熱容器內(nèi)有一絕熱的具有一定質(zhì)量的活塞，活塞的上部封閉著氣體，下部為真空，活塞與器壁的摩擦忽略不計(jì)置于真空中的輕彈簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，彈簧被壓縮后用繩扎緊，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep(彈簧處在自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零)現(xiàn)繩突然斷開，彈簧推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后活塞靜止，氣體達(dá)到平衡態(tài)，經(jīng)過(guò)此過(guò)程()圖4AEp全部轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能BEp一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能，其余部分仍為彈簧的彈性勢(shì)能CEp全部轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能和氣體的內(nèi)能DEp一部分轉(zhuǎn)換成活塞的重力勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)換為氣體的內(nèi)能，其余部分仍為彈簧的彈

6、性勢(shì)能答案D解析以活塞為研究對(duì)象，設(shè)氣體壓強(qiáng)為p1，活塞質(zhì)量為m，截面積為S，末態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為p2，初態(tài)F彈>mgp1S，由題意可得末態(tài)位置必須高于初位置，否則不能平衡，則由UW(絕熱)W為正，U必為正，溫度升高，內(nèi)能增加，活塞重力勢(shì)能增加，末態(tài)時(shí)，由力的平衡條件知F彈mgp2S，仍然具有一部分彈性勢(shì)能，D正確二、雙項(xiàng)選擇題(每小題5分，共25分)6電冰箱的制冷設(shè)備是用機(jī)械的方式制造人工低溫的裝置，壓縮機(jī)工作時(shí)，強(qiáng)迫制冷劑在冰箱內(nèi)外的管道中不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)制冷作用，那么下列說(shuō)法中正確的是()A打開冰箱門讓壓縮機(jī)一直工作，可使室內(nèi)溫度逐漸降低B在電冰箱的內(nèi)管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量C在電冰

7、箱的外管道中，制冷劑被劇烈壓縮放出熱量D電冰箱的工作原理違背了熱力學(xué)第二定律答案BC解析電冰箱工作過(guò)程中，消耗電能的同時(shí)部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故室內(nèi)溫度不可能降低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；制冷劑在內(nèi)管道膨脹吸熱，在外管道被壓縮放熱，選項(xiàng)B、C正確；電冰箱的工作原理并不違背熱力學(xué)第二定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7下列過(guò)程中，可能實(shí)現(xiàn)的是()A將海水溫度自動(dòng)下降時(shí)釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能B利用海洋不同深度的海水溫度不同來(lái)制造一種機(jī)器，把海水的內(nèi)能變?yōu)闄C(jī)械能C在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的物體，它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使物體溫度升高D靜止在光滑水平面上的物體，溫度降低時(shí)釋放的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，使物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)答案BC8關(guān)于一定量的

8、氣體，下列敘述正確的是()A氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B氣體體積增大時(shí)，其內(nèi)能一定減少C氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加D外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少答案AD解析根據(jù)熱力學(xué)第二定律：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其他變化即氣體吸收熱量在引起了其他變化的情況下，可以完全轉(zhuǎn)化為功，A對(duì)；一定量氣體的內(nèi)能的影響因素有體積和溫度，故氣體體積增大時(shí)，由于溫度變化情況未知，故內(nèi)能不一定減少，B錯(cuò)；內(nèi)能可以通過(guò)做功和熱傳遞改變，氣體從外界吸收熱量，由于對(duì)外做功情況未知，故內(nèi)能不一定增加，C錯(cuò)；同理外界對(duì)氣體做功，由于熱傳遞情況未知，故氣體內(nèi)能有可能減少，D對(duì)9在光滑水平面上運(yùn)

9、動(dòng)的物體，受到一個(gè)與速度同方向的推力，物體的溫度與環(huán)境溫度相同，在這個(gè)過(guò)程中，以物體為研究對(duì)象，則()A與熱傳遞等效的功是正功，物體的內(nèi)能增加B與熱傳遞等效的功是零，內(nèi)能不變C動(dòng)能定理中的功是正功，動(dòng)能增加D動(dòng)能定理中的功是零，動(dòng)能不變答案BC解析根據(jù)動(dòng)能定理，推力對(duì)物體做正功，物體動(dòng)能增加；沒有力做功實(shí)現(xiàn)其他形式能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，物體的內(nèi)能不變10關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是()A為了增加物體的內(nèi)能，必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量B對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程答案AE

10、解析做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，故A對(duì)根據(jù)熱力學(xué)第一定律當(dāng)對(duì)物體做功，同時(shí)物體對(duì)外放熱時(shí)，物體內(nèi)能可能保持不變，故B錯(cuò)由熱力學(xué)第二定律知，可以由單一熱源吸收熱量，使之完全轉(zhuǎn)化為功，但要產(chǎn)生其它影響，故C錯(cuò)熱量只是不能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體故D錯(cuò)一切與熱有關(guān)的宏觀物理過(guò)程都是不可逆的，故E對(duì)正確選項(xiàng)為AE.三、填空題(每小題5分，共10分)11質(zhì)量一定的某種物質(zhì)，在壓強(qiáng)不變的條件下，由液態(tài)到氣態(tài)(可看成理想氣體)變化過(guò)程中溫度(T)隨加熱時(shí)間(t)變化關(guān)系如圖5所示單位時(shí)間所吸收的熱量可看作不變圖5(1)以下說(shuō)法正確的是_A在區(qū)間，物質(zhì)的內(nèi)能不變B在區(qū)間，分子間的勢(shì)能不變C從區(qū)間到區(qū)

11、間，物質(zhì)的熵增加D在區(qū)間，物質(zhì)分子的平均動(dòng)能隨著時(shí)間的增加而增大(2)在區(qū)間，若將壓強(qiáng)不變的條件改為體積不變，則溫度升高_(dá)(變快、變慢或快慢不變)請(qǐng)說(shuō)明理由答案(1)BCD(2)變快，理由見解析解析根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW知理想氣體的狀態(tài)方程C可知，在吸收相同的熱量Q時(shí)，壓強(qiáng)不變的條件下，V增加，W<0，UQ|W|；體積不變的條件下，W0，UQ；所以U1<U2，體積不變的條件下溫度升高變快12如圖6所示，根據(jù)制冷機(jī)的工作原理，試分析每個(gè)工作過(guò)程中工作物質(zhì)的內(nèi)能改變情況和引起改變的物理過(guò)程：圖6(1)工作物質(zhì)的內(nèi)能_，是_的過(guò)程；(2)工作物質(zhì)的內(nèi)能_，是_的過(guò)程；(3)工作物質(zhì)的內(nèi)

12、能_，是_的過(guò)程答案(1)增加做功(2)減少放熱(3)增加吸熱解析(1)壓縮氣體，對(duì)氣體做功，內(nèi)能增加；(2)氣體液化要放出熱量，內(nèi)能減少；(3)工作物質(zhì)的汽化過(guò)程，需吸收熱量，內(nèi)能增加四、計(jì)算題(共4小題，共40分)13(8分)一定量的氣體從外界吸熱了2.6×105 J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105 J，是氣體對(duì)外界做了功，還是外界對(duì)氣體做了功？做了多少功？如果氣體吸收的熱量仍為2.6×105 J不變，但是內(nèi)能只增加了1.6×105 J，這一過(guò)程做功情況怎樣？答案外界對(duì)氣體做功，做功為1.6×105 J氣體對(duì)外界做功，做功為1.0×

13、;105 J解析由題意知Q2.6×105 J，U4.2×105 J，根據(jù)UQW，代入可得W1.6×105 J，W為正值，外界對(duì)氣體做功，做功為1.6×105 J.同理由題意可知Q2.6×105 J，U1.6×105 J，利用熱力學(xué)第一定律得W1.0×105 J，這說(shuō)明氣體對(duì)外界做功(氣體體積變大)，做功為1.0×105 J.14(10分)如圖7所示，p ­V圖中一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收熱量420 J，同時(shí)膨脹對(duì)外做功300 J當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀態(tài)A時(shí)，外界壓縮氣體做

14、功200 J，求此過(guò)程中氣體吸收或放出的熱量是多少圖7答案放出320 J的熱量解析一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)程變至狀態(tài)B時(shí)，從外界吸收的熱量Q1大于氣體膨脹對(duì)外界做的功W1，氣體內(nèi)能增加，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能的增加量為UQ1W1420 J(300)J120 J.氣體由狀態(tài)B經(jīng)過(guò)程回到狀態(tài)A時(shí)，氣體內(nèi)能將減少120 J，而此過(guò)程中外界又壓縮氣體做了W2200 J的功，因而氣體必須向外界放熱，Q2UW2(120)J200 J320 J.即此過(guò)程中氣體放出的熱量是320 J.15(10分)如圖8所示，為一氣缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的p­V圖線，當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過(guò)程acb到達(dá)

15、狀態(tài)b時(shí)，有熱量335 J傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)外界做功126 J求：圖8(1)若沿adb過(guò)程，系統(tǒng)對(duì)外做功42 J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)？(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過(guò)程返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功84 J，則系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞是多少？答案(1)251 J(2)放熱293 J解析(1)由熱力學(xué)第一定律可得acb過(guò)程系統(tǒng)增加的內(nèi)能UWQ(126335)J209 J，由adb過(guò)程有UWQ得QUW209(42)J251 J，為正，即有251 J的熱量傳入系統(tǒng)(2)由題意知系統(tǒng)由ba過(guò)程內(nèi)能的增量UU209 J根據(jù)熱力第一定律有QUW(20984)J293 J負(fù)號(hào)說(shuō)明系統(tǒng)放出熱量，熱量傳遞為293 J16(12分)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖9所示蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔上，給壓力鍋加熱，當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣體就把壓力閥頂起假定在壓力閥被頂起時(shí)，停止加熱圖9(1)若此時(shí)鍋內(nèi)氣體的體積為V，摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)為NA，寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式(2)假定在一次放氣過(guò)程中，鍋內(nèi)氣體對(duì)壓力閥及外界做功1 J，并向外界釋放了2 J的熱量鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？(3)已知大氣壓強(qiáng)p隨海拔高度H的變化滿足pp0(1H)，其中常數(shù)>0.結(jié)合氣體定律定性分析在不同的海拔高度使用壓力鍋，當(dāng)壓力閥被頂起時(shí)鍋內(nèi)氣體的溫度有何不同答案(1)nNA(2)減少了