【名師一號】2021年人教版物理雙基限時練-選修3-3：第十章《熱力學定律》章末檢測

《熱力學定律》章末檢測(時間：60分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題60分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．把符合題意的選項前的字母填寫在題后括號內(nèi)．)1．下列實例說明做功轉(zhuǎn)變系統(tǒng)內(nèi)能的是()A．熱水袋取暖B．用雙手摩擦給手取暖C．把手放在火爐旁取暖D．用嘴對手呵氣給手取暖解析雙手摩擦做功，使手的內(nèi)能增加，感到溫存；A、C、D都是通過熱傳遞來轉(zhuǎn)變系統(tǒng)的內(nèi)能，選項B正確．答案B2．(多選題)肯定質(zhì)量的氣體從外界吸取了20J的熱量，它的內(nèi)能變化可能是()A．20J B．10JC．5J D．0解析由熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝20J則ΔU由W和Q共同打算，故A、B、C、D選項都正確．答案ABCD3．下列說法正確的是()A．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加B．其次類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的C．電流的能不行能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．熱量不行能從低溫物體傳到高溫物體解析由ΔU＝W＋Q可知，A錯誤；其次類永動機違反了熱力學其次定律，所以制造不出來，B正確；電流通過電阻做功電能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯誤；在肯定條件下熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，D錯誤．答案B4．(多選題)如圖所示，肯定質(zhì)量的抱負氣體，從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程A→B，等容過程B→C，等溫過程C→A，又回到狀態(tài)A，則()A．A→B過程氣體體積增大，內(nèi)能減小B．B→C過程內(nèi)能增加，可能外界對氣體做了功C．氣體在B狀態(tài)的溫度高于在A狀態(tài)的溫度D．C→A為等溫變化，內(nèi)能不變，所以此過程氣體既不吸熱也不放熱解析A→B為絕熱過程壓強減小，體積膨脹，氣體對外做功，沒有熱量交換，由熱力學第肯定律可知，內(nèi)能減小，故A選項正確；B→C過程氣體等容升壓，由eq\f(p,T)＝恒量可知，氣體溫度上升，其內(nèi)能增加，W＝0，故B選項錯誤；C→A過程等溫壓縮，TA＝TC，而TB＞TC，故TB＞TA，選項C正確；C→A為等溫變化，內(nèi)能不變，但體積減小，外界對氣體做功，W＞0，由熱力學第肯定律可知，C→A為放熱過程，故D選項錯誤．答案AC5．肯定質(zhì)量的抱負氣體吸熱膨脹，保持壓強不變，它的內(nèi)能增加，那么()A．它吸取的熱量等于內(nèi)能的增量B．它吸取的熱量小于內(nèi)能的增量C．它吸取的熱量大于內(nèi)能的增量D．它吸取的熱量可以大于內(nèi)能的增量，也可以小于內(nèi)能的增量解析氣體膨脹對外做功，W<0，已知ΔU>0，由熱力學第肯定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W，Q>0且Q>ΔU，故C選項正確，A、B、D選項錯誤．答案C6．(多選題)下列說法正確的是()A．從微觀的角度看，熱力學其次定律是一個統(tǒng)計規(guī)律B．熵值越大代表越有序C．在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵不會減小D．一切自然過程總是沿著分子熱運動無序性減小的方向進行解析由熱力學其次定律可知，A、C選項正確，D選項錯誤，由熵的定義可知，B選項錯誤．答案AC7．(多選題)對肯定質(zhì)量的氣體，可能發(fā)生的過程是()A．等壓壓縮，溫度降低B．等溫吸熱，體積不變C．放出熱量，內(nèi)能增加D．絕熱壓縮，內(nèi)能不變解析由抱負氣體狀態(tài)方程和熱力學第肯定律來分析，等壓壓縮，則體積減小，由eq\f(V,T)＝C(常數(shù))可知溫度必降低，故A選項正確；等溫吸熱，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，吸取熱量，氣體必對外做功，體積增大，故B選項錯誤；放出熱量，內(nèi)能增加則必需體積減小，外界對氣體做功，故C選項正確；絕熱壓縮內(nèi)能肯定增加，故D選項錯誤．答案AC8．接受絕熱(即不交換熱量)的方式使肯定量的氣體由初態(tài)A變化至終態(tài)B.對于不同的絕熱方式，下面說法正確的是()A．對氣體所做的功不同B．對氣體所做的功相同C．對氣體不需做功，由于沒有熱的傳遞D．以上三種說法都不對解析初態(tài)A和終態(tài)B的內(nèi)能的變化是相同的，而Q＝0，所以不管什么過程，對氣體所做的總功都是相同的．答案B9．隔板將絕熱的氣缸分為A、B兩部分，A內(nèi)充有氣體，B內(nèi)為真空(如圖甲)．現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動布滿整個容器(如圖乙)，這個過程稱為氣體的自由膨脹．下列說法正確的是()甲乙A．自由膨脹過程中，氣體分子只作定向運動B．自由膨脹前后，氣體的壓強不變C．自由膨脹前后，氣體的溫度不變D．容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi)，能全部自動回到A部分解析自由膨脹時，氣體并不對外做功，絕熱容器又沒有做功過程，所以內(nèi)能不變，則氣體的溫度保持不變．答案C10．如右圖所示，木塊A放在木塊B的左端，用恒力F將A拉至B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功為W1，生熱為Q1；其次次讓B在光滑地面上自由滑動，這次F做的功為W2，生熱為Q2，則應有()A．W1<W2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2 D．W1>W2，Q1<Q2解析設B板長為L，A、B間摩擦力為f，當B固定時，W1＝FL，Q1＝fs相＝fL；當B不固定時，如圖，由于A對B有摩擦力使B向右移動了sB，則A的位移為(L＋sB)．所以W2＝F(L＋sB)，Q2＝fs相＝fL，A正確．答案A第Ⅱ卷(非選擇題40分)二、計算題(本題包括3個小題，共40分，要求寫出必要的文字和重要步驟及物理量的單位)11．(12分)已知地球半徑為6400km，已知太陽輻射向空間的總功率為3.8×1026W，輻射到地球的太陽能總功率為1.7×1017W．估量地球到太陽的距離，并計算太陽的質(zhì)量．(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)解析設地球到太陽的距離為R，由能量安排可得E總eq\f(πr2,4πR2)＝E因E總＝3.8×1026W，E＝1.7×1017W，所以R＝eq\f(r,2)eq\r(\f(E總,E))＝eq\f(6.4×106,2)eq\r(\f(3.8×1026,1.7×1017))m＝1.5×1011已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，由萬有引力定律得：Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(4π2,T2)·RM＝eq\f(4π2R3,GT2)＝eq\f(4×9.86×1.5×10113,6.67×10－11×3.15×1072)kg＝2×1030kg.答案1.5×1011m212．(14分)某同學為測量地表植物吸取太陽能的本事，做了如下試驗：用一面積為0.1m2的水盆盛6kg的水，經(jīng)太陽垂直照射15min，溫度上升5(1)每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為多少焦耳？(2)若綠色植物在光合作用下每吸取1kJ的太陽能可放出0.05L的氧氣，則每公頃綠地每秒可放出多少氧氣？(1公頃＝104解析據(jù)水升溫吸取的熱量，便可求出單位面積單位時間吸取的太陽能，進而可求出每公頃綠地每秒放出的氧氣．(1)單位面積單位時間吸取的太陽能為P＝eq\f(cmΔt,St)＝eq\f(4.2×103×6×5,0.1×15×60)J/(m2·s)＝1.4×103J/(m2·s)．(2)氧氣的體積為V＝eq\f(104×1.4×103,103)×0.05L＝700L.答案(1)1.4×103J/(m2·s)(2)700L13．(14分)如圖所示，為一汽缸內(nèi)封閉的肯定質(zhì)量的氣體的p－V圖線，當該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過程a→c→b到達狀態(tài)b時，有335J的熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對外界做功126J，求：(1)若沿a→d→b過程，系統(tǒng)對外做功42J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)？(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過程返回狀態(tài)a時，外界對系統(tǒng)做功84J，問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞是多少？解析(1)沿a→c→b過程ΔU＝W＋Q＝(－126＋33