2016高中物理_第10章_热力学定律限时检测_新人教版选修3-3
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人教版高中物理选修3-3第十章《热力学定律》检测卷 学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本题有8小题,每小题4分,共32分) 1.一定质量的理想气体,在温度1T 和2T 下的压强p 与体积倒数1V的关系图像如图所示,气体由状态A 等压变化到状态B 的过程中,下列说法正确的是( )A .温度升高,吸收热量B .温度升高,放出热量C .温度降低,吸收热量D .温度降低,放出热量2.如图所示,水平放置的封闭绝热气缸,被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a 、b 两部分。
已知a 部分气体为1mol 氧气,b 部分气体为2mol 氧气,两部分气体温度相等,均可视为理想气体。
解除锁定,活塞滑动一段距离后,两部分气体各自再次达到平衡态时,它们的体积分别为V a 、V b ,温度分别为T a 、T b 。
下列说法正确的是( )A .V a >V b ,T a >T bB .V a >V b ,T a <T bC .V a <V b ,T a <T bD .V a <V b ,T a>T b 3.一定量的理想气体从状态M 开始,经状态N P Q 、、回到状态M ,如p T 图所示。
下列说法正确的是( )→过程,气体放热A.N P→过程,气体体积变大B.M NC.气体在N时的体积比在Q时的体积小→过程,单位时间内撞击器壁单位面积的分子数增加D.P M4.下列说法正确的是()A.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功B.液晶的光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性C.花粉在液体中做布朗运动的剧烈程度仅与液体的温度有关D.一块0C︒的冰逐渐熔化成0C︒的水的过程中分子势能会减小5.根据热力学定律和分子动理论,可知下列说法中正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动B.第二类永动机是不可能制成的是因为违背了能量转化与守恒C.密封在体积不变的容器中的气体,若温度升高,则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D.根据热力学第二定律可知,热量能够从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体6.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p—V图像如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴,M、N在同一等温线上。
第十章热力学定律综合测试卷一、选择题(每小题3分,共51分。
在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。
全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分。
)1.下列过程,可能发生的为()A.物体吸收热量,对外做功,同时内能增加B.物体吸收热量,对外做功,同时内能减少C.外界对物体做功,同时物体吸热,内能减少D.外界对物体做功,同时物体放热,内能增加2.物体从高处落下,由于受空气阻力的影响,则它的()A.机械能减少,内能减少 B.机械能减少,内能增加C.机械能增加,内能也增加 D.机械能和内能都不变3.某物体温度升高了,这说明()A.该物体一定吸收了热量 B.该物体可能放出了热量C.外界对物体可能做了功 D.物体可能吸收了热量4.下列物理过程中,通过做功改变内能的有()A.燃料在气缸内燃烧,气缸内气体推动活塞运动,缸内气体温度降低的过程B.子弹射入木块,子弹升温的过程C.将重物加速举高,物体的重力势能和动能同时增大的过程(不计空气阻力)D.冰在阳光照射下,熔化为水的过程5.热传递的规律是()A.热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体B.热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体C.热量总是从内能较多的物体传递给内能较少的物体D.热量总是从比热较大的物体传递给比热较小的物体6.下列说法中正确的是()A.吸收热量多的物体温度变化一定大B.温度恒定时,物体的内能也可能改变C.温度高的物体比温度低的物体内能大D.吸收热量多的物体内能增量大7.关于物体的内能,下列说法中正确的是()A.手感到冷时,搓搓手就会感到暖和些,这是利用做功来改变物体的内能B.物体沿光滑斜面下滑时速度增大,是利用做功来使物体内能增大C.阳光照晒衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体的内能D.用打气筒打气,筒内气体变热,是利用热传递来改变物体的内能8.A物体的质量是B物体质量的n倍,B的比热是A的k倍,若A吸收的热量是B吸收热量的m 倍,则A 物体升高的温度是B 物体升高温度的 ( )A .m nk 倍B .k nm 倍C .nmk 倍 D .nkm 倍 9.第一类永动机是不可能制成的,这是因为第一类永动机 ( )A .不符合机械能守恒定律B .违背了能的转化和守恒定律C .没有合理的设计方案D .找不到合适的材料10.一定量气体膨胀做功100J ,同时对外放热40J ,气体内能的增量ΔU 是 ( )A .60JB .-60JC .-140JD .140J11.下列说法中正确的是 ( )A .核能是一种常规能源B .煤、石油、天然气叫做常规能源C .大量消耗常规能源产生了“温室效应”D .燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高,形成酸雨12.下列说法中正确的是 ( )A .水流能和风能是“可再生能源”B .太阳能是一种清洁能源C .沼气是一种新能源D .核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大13.关于第二类永动机,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叫做第二类永动机B .第二类永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成C .第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化为机械能D .第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化为机械能,同时不引起其他变化14.热传导的方向性是指 ( )A .热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能从低温物体传递到高温物体B .热量只能从低温物体传递到高温物体,而不能从高温物体传递到低温物体C .热量既能从高温物体传递到低温物体,又可以从低温物体传递到高温物体D .热量会自发地从高温物体传递到低温物体,而不会自发地从低温物体传递到高温物体15.关于能源的开发和利用,下列说法中错误的为 ( )A .能源是有限的,无节制地利用常规能源,是一种盲目的短期行为B .根据能量守恒,能源应该是取之不尽,用之不竭的C .能源的开发和利用,必须同时考虑其对生态环境的影响D .不断开发新能源,是缓解能源危机,加强环境保护的重要途径16.关于热力学第二定律,下列说法正确的是()A.物体可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化B.热传导是有方向性的C.不可能使热量由低温物体传到高温物体D.以上说法都不对17.下列过程中,可能实现的是()A.将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B.利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器,把海水的内能变为机械能C.在粗糙水平面上运动的物体,它的动能转化为内能,使物体温度升高D.静止在光滑水平面上的物体,温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能,使物体运动起来二、填空题(共12分。
章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个是正确的,全选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.下列关于物体内能变化的说法,正确的是( ).A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变解析晶体在熔化过程中要吸热,却没有对外做功,故内能增加,A错误.一定质量的气体在膨胀过程中,可能吸热,也可能不吸热,还有可能放热,但一定对外做功,由ΔU =Q+W不能确定ΔU,故B错误.物体热膨胀一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确.物体体积不变,温度可能改变,内能随之变化,D错误.答案 C2.下列说法正确的是( ).A.若两物体接触但没有传热,则两物体所包含的热量相等B.做功和传热的共同点是都能使系统内能发生改变C.一物体先后经过几个不同的物理过程,其温度均从t1升高到t2,则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量D.高温物体内能多,低温物体内能少解析两物体没有发生传热是因为两物体温度相等,A错误;做功和传热都是改变物体内能的方式,B正确;物体温度从t1升高到t2,内能的改变可能是由于吸收了热量,也可能是对物体做了功,C错误;高温物体分子的平均动能大,但内能不一定大,D错误.答案 B3.根据热力学定律和分子动理论可知,下列说法正确的是( ).A.可以利用高科技手段,将流散到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B.理想气体状态变化时,温度升高,气体分子的平均动能增大,气体的压强可能减小C.布朗运动是液体分子的运动,温度越高布朗运动越剧烈D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,这在原理上是可行的解析根据热力学第二定律知机械能可以完全转化为内能,而内能向机械能的转化是有条件的,A项错,温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,而气体压强大小宏观上取决于气体的温度与体积,温度升高,若体积增大,气体的压强可能减小,B项正确.布朗运动是布朗颗粒的运动而非液体分子的运动,但它反映了液体分子运动的无规则性,温度越高,布朗运动越显著,C项错误.利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能,理论上满足热力学第一、第二定律,这在原理上是可行的,D项正确.答案BD4.电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置,压缩机工作时,强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环,实现制冷作用,那么下列说法中正确的是( ).A.打开冰箱门让压缩机一直工作,可使室内温度逐渐降低B.在电冰箱的内管道中,制冷剂迅速膨胀并吸收热量C.在电冰箱的外管道中,制冷剂被剧烈压缩放出热量D.电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律解析电冰箱工作过程中,消耗电能的同时部分电能转化为内能,故室内温度不可能降低,选项A错误;制冷剂在内管道膨胀吸热,在外管道被压缩放热,选项B、C正确;电冰箱的工作原理并不违背热力学第二定律,选项D错误.答案BC5.(2011·全国,14)关于一定量的气体,下列叙述正确的是( ).A.气体吸收的热量可以完全转化为功B.气体体积增大时,其内能一定减少C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加D.外界对气体做功,气体内能可能减少解析由热力学第二定律知吸收的热不能自发地全部转化为功,但通过其他方法可以全部转化为功,故A正确;气体体积增大,对外做功,若同时伴随有吸热,其内能不一定减少,B错误;气体从外界吸热,若同时伴随有做功,其内能不一定增加,C错误;外界对气体做功,若同时气体放热,其内能可能减少,D正确.答案AD6.如图1所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞,用打气筒通过气针慢慢向容器内打气,使容器内的压强增大到一定程度,这时读出温度计示数.打开卡子,胶塞冲出容器口后( ).图1A.温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少B.温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加C.温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少D.温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加解析胶塞冲出容器口后,气体膨胀,对外做功,W<0.由于没时间进行热交换,由ΔU =W可知内能减小.内能等于分子动能与势能之和,由于体积增大,势能增大,由此可知分子平均动能减小,所以温度降低,故C正确.答案 C7.关于物体内能,下列说法中正确的是( ).A.相同质量的两个物体,升高相同的温度内能增量一定相同B.在一定条件下,一定量0 ℃的水结成0 ℃的冰,内能一定减小C.一定量的气体体积增大,但既不吸热也不放热,内能一定减小D.一定量气体吸收热量而保持体积不变,内能一定减小解析升高相同的温度,分子的平均动能增量相同,而物体的内能是物体内所有的分子的动能和势能的总和.分子的平均动能增量相同,分子数不同,分子的势能也不一定相同,所以内能增量一定相等是不正确的,即A错.0 ℃水变成0 ℃冰,需放出热量,因温度不变,所以分子的平均动能不变,分子的势能就必须减小,因而内能就一定减少,即B正确.一定质量的气体体积增大,气体对外做功,又因不吸热不放热,所以,内能一定减少,即C正确.一定量气体吸热但体积不变,即不对外做功,外界也不对气体做功,内能一定增加,即D错.答案BC8.下列过程中,可能实现的是( ).A.将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B.利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器,把海水的内能变为机械能C.在粗糙水平面上运动的物体,它的动能转化为内能,使物体温度升高D.静止在光滑水平面上的物体,温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能,使物体运动起来答案BC9.(2012·广东理综)景颇族的祖先发明的点火器如图2所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃.对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( ).图2A .气体温度升高,压强不变B .气体温度升高,压强变大C .气体对外界做正功,气体内能增加D .外界对气体做正功,气体内能减少解析 对封闭气体,猛推压缩过程中,外界对气体做正功,时间极短,热传递不计,即Q =0,由ΔU =W +Q 可知内能增大,C 、D 均错误.因气体内能等于所有分子动能与分子势能之和,其中分子势能不变或减小,所以分子平均动能增加,温度升高,再由气体状态方程pV T=常量可知,气体压强变大,故A 错误、B 正确.答案 B10.如图2所示,密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计.置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为E p (弹簧处在自然长度时的弹性势能为零).现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平衡态,经过此过程( ).图2A .E p 全部转换为气体的内能B .E p 一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能C .E p 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D .E p 一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能解析 以活塞为研究对象,设气体压强为p 1,活塞质量为m ,截面积为S ,末态时压强为p 2,初态F 弹>mg +p 1S ,由题意可得末态位置必须高于初位置,否则不能平衡,则由ΔU =W (绝热).W 为正,ΔU 必为正,温度升高,内能增加,活塞重力势能增加,末态时,由力的平衡条件知F 弹′=mg +p 2S ,仍然具有一部分弹性势能,D 正确.答案 D二、非选择题(本题共2小题,每小题15分,共30分.计算题要求有必要的文字叙述,列出必要的方程和演算步骤)11.(2010·浙江自选模块)质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由液态Ⅰ到气态Ⅲ(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4所示.单位时间所吸收的热量可看作不变.图4(1)以下说法正确的是______.A .在区间Ⅱ,物质的内能不变B .在区间Ⅲ,分子间的势能不变C .从区间Ⅰ到区间Ⅲ,物质的熵增加D .在区间Ⅰ,物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ,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ΔU =Q +W ,理想气体的状态方程PV T=C可知,在吸收相同的热量Q 时,压强不变的条件下,V 增加,W <0,ΔU =Q -|W |; 体积不变的条件下,W =0,ΔU =Q ;所以ΔU 1<ΔU 2,体积不变的条件下温度升高变快.答案 (1)BCD (2)变快,理由见解析12.如图5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a ―→c ―→b 到达状态b 时,有335 J 的热量传入系统,系统对外界做功126 J ,求:图5(1)若沿a―→d―→b过程,系统对外界做功42 J,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84 J,问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?解析(1)沿a―→c―→b过程,ΔU=W+Q=(-126+335)J=209 J,沿a―→d―→b过程,ΔU=W′+Q′,Q′=ΔU-W′=[209-(-42)] J=251 J,即有251 J的热量传入系统.(2)由a―→b,ΔU=209 J,由v―→a,ΔU′=-ΔU=-209 J,ΔU′=W″+Q″=84 J+Q″,Q″=(-209-84)J=-293 J,负号说明系统放出热量.答案(1)251 J (2)放热放出293 J热量。
新人教版选修3-3《第10章热力学定律》课时作业物理试卷一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)1. 下列说法正确的是()A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的2. 关于系统内能的下列说法中正确的是()A.物体内所有分子的平均动能与分子势能的总和叫物体的内能B.当一个物体的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化C.外界对系统做了多少功W,系统的内能就增加多少,即△U=WD.系统从外界吸收了多少热量Q,系统的内能就增加多少,即△U=Q3. 一定量气体膨胀做功100J,同时对外放热40J,气体内能的增量△U是()A.60JB.−60JC.−140JD.140J4. 固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体,气体分子之间的相互作用力可以忽略。
假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变。
若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动,如图所示,则在拉动活塞的过程中,关于气缸内气体的下列结论,其中正确的是()A.气体对外做功,气体内能减小B.气体对外做功,气体内能不变C.外界对气体做功,气体内能不变D.气体向外界放热,气体内能不变5. 密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)()A.内能增大,放出热量B.内能减小,吸收热量C.内能增大,对外界做功D.内能减小,外界对其做功6. 给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体()A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减少D.内能增加7. 带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a;然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,V−T图如图所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为P b和P c,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac,则()A.p b>p c,Q ab>Q acB.p b>p c,Q ab<Q acC.p b<p c,Q ab<Q acD.p b<p c,Q ab>Q ac8. A、B两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。
第十章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ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,第1~6小题只需一个选项符合题目要求,第7~10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.(广东省深圳市沙井中学2017年高二下学期期末)以下说法中正确的是( C )A.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体B.功、热、内能是一样的C.不可能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引发其它任何变化D.凡是不违犯能量守恒定律的过程必然能实现解析:热量也能从低温物体传到高温物体,但要引发其他的变化,选项A错误;功、热、内能三者只是单位相反,但是实质上有本质的不同,选项B 错误;根据热力学第二定律可知,选项C正确;凡是不违犯能量守恒定律的过程不必然能实现,例如第二类永动机,选项D错误;故选C。
2.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了必然质量的气体,M可沿N的内壁上下滑动,设筒内气体不与外界发生热交换,在M向下滑动的过程中( A )A.外界对气体做功,气体内能增大B.外界对气体做功,气体内能减小C.气体对外界做功,气体内能增大D.气体对外界做功,气体内能减小解析:本题考查了热力学第必然律,理解做功和热传递可以改变物体的内能。
筒内气体不与外界发生热交换,M向下滑的过程中,外界对气体做功,由热力学第必然律可知气体内能增大,A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发其他变化;其二是:不可能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引发其他变化。
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,假如也用类似的示意图来表示,你认为以下示意图中正确的是( B )解析:第二种表述的意思是:热机汲取热量,对外做功,同时把热量传给低温物体。
达标测试(十三)(建议用时:45分钟)[业达标]1.下列说法正确的是( )A.外界对气体做功,气体的内能一定增大B.气体从外界吸收热量,气体的内能一定增大.气体温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大D.做功和热传递对改变物体的内能是等效的E.温度是气体分子无规则运动平均动能的标志【解析】物体内能的变与做功和热传递两个因素有关.外界对气体做功,同时物体有可能向外界放出热量,内能有可能不变甚至减小,故A错;同,气体从外界吸收热量,同时也有可能对外界做功,气体的内能不一定增大,故B错;而温度是物体分子热运动平均动能的标志,气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大,故、D、E对.【答案】DE2.下列所述现象中属于利用热传导的方式传热的是 ( )A.冬天,用手去拿室外的铁块,手感到冷B.夏天,开空调后一段时间整个房间内温度降低.在地面上晒小麦D.冬天,用暖水袋暖手E.用金属柄的铁勺子舀沸腾的热水时烫手【解析】冬天,室外的铁块温度低,手温度高,用手拿铁块时,手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上.用暖水袋暖手,道同上.开空调后整个房间内温度降低,是空气通过对流的方式使热空气降温.晒小麦是依靠太阳热辐射吸收热量的,所以A、D、E正确.【答案】ADE3.(2016·长沙高二检测)关于温度、热量、内能,以下说法中不正确的是( )【导号:11200083】A.一个铁块的温度升高,其内能增大B.物体吸收热量,其温度一定升高.热量是热传递过程中物体内能变的量度D.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多E.温度总是从物体热的部分传递至冷的部分【解析】B选项中,物体吸收热量,温度不一定就升高,例如晶体熔、液体沸腾这些过程;D选项中热量是在热传递过程中传递能量的多少,是过程量,因此不能说物体含有热量;E选项中,在热传递的过程中,传递的是能量,不是温度,温度变是能量变的表象.【答案】BDE4.在外界不做功的情况下,物体的内能增加了50 J,下列说法中正确的是( )A.一定是物体放出了50 J的热量B.一定是物体吸收了50 J的热量.一定是物体分子动能增加了50 JD.物体的分子平均动能可能不变E.物体的分子势能可能增加了50 J【解析】在外界不做功的情况下,系统内能的改变等于传递的热量,内能增加,一定是吸收了相等能量的热量,故A错,B对;物体内能包括所有分子的动能和势能,内能由分子、分子平均动能、分子势能共同决定,所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J.物体的分子平均动能有可能不变,这时吸收的50 J热量全部用增加分子势能.【答案】BDE5.器壁透热的汽缸放在恒温环境中,如图1015所示.汽缸内封闭着一定量的气体,气体分子间相互作用的分子力可以忽略不计.当缓慢推动活塞(忽略摩擦)Q向左运动的过程中,有下列说法:【导号:11200084】图1015①活塞对气体做功,气体的平均动能增加;②活塞对气体做功,气体的平均动能不变;③气体的单位体积内的分子增大,压强增大;④气体的单位体积内的分子增大,压强不变.⑤活塞对气体做功.气体的内能不变其中不正确的是( )A.①③B.①④.②③D.②④E.③⑤【解析】解决本题的关键是解缓慢推动活塞Q的物含义.推动活塞Q使活塞对气体做功,本气体的温度应升高,但是由于缓慢推动活塞,所以使气体增加的内能又以热量的形式释放到周围环境中,由于环境温度恒定,所以汽缸内气体的温度不变,气体的平均动能不变,忽略分子力时,气体的内能不变,①错误,②⑤正确.由于气体被压缩,气体单位体积内的分子增大,所以单位面积上汽缸受到气体分子的碰撞次增多,因此,气体的压强增大,③正确,④错误.【答案】ABD6.如图1016所示,瓶内装有少量的水,瓶口已塞紧,水上方空气中有水蒸气,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳出时,瓶内出现“白雾”,这一现象产生的原因可以用下面三句话解释:甲,水蒸气凝结成小水珠;乙,瓶内气体推动瓶塞做功,内能减小;丙,温度降低.三句话正确的顺序是________.(填序号)图1016【解析】根据题意,因果顺序的进程为空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液成小水珠即“白雾”,而瓶塞跳起是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致.【答案】乙丙甲7.如图1017所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等,则A球吸收的热量________B球吸收的热量.(填“大于”或“小于”或“等于”)【导号:11200085】图1017【解析】两球初、末态温度分别相同,初、末态体积也相同,所以内能增量相同,但水银中的B球膨胀时对外做功多,所以吸热较多.【答案】小于8.(2016·济南模拟)(1)远古时代,取火是一件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步,出现了“钻木取火”等方法“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能,把________转为内能.(2)某同做了一个小实验:先把空的烧瓶放到冰箱冷冻,1小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起,如图1018,这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________,温度__________,体积________.图1018【解析】(1)钻木取火是通过做功方式把机械能转为内能的.(2)将烧瓶放进热水中,烧瓶内的气体吸热膨胀.【答案】(1)做功机械能(2)热量升高增大[能力提升]9.(2016·上海高二检测)如图1019所示,A、B两装置均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同.将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止.假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法不正确的是( )图1019A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B.A管内水银的重力势能大于B管的.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量D.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同E.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同【解析】大气压对水银槽内的水银做相同的功,因为玻璃管内吸进的水银一样多,所以水银槽内的液面下降相同的高度,A管重心高于B管,A管内水银重力势能大于B管的,故A管内水银的内能增量小于B管的,B、正确.【答案】ADE10.如图10110所示,活塞将汽缸分成甲、乙两气室,汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气.用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中的下列说法不正确的是( )【导号:11200087】图10110A.E甲不变,E乙减小B.E甲不变,E乙增大.E甲增大,E乙不变D.E甲增大,E乙减小E.甲中内能的增加量大于乙中内能的减少量【解析】本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都经历绝热过程,内能的改变取决于做功的情况.对于甲室内的气体,在拉杆缓慢向外拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲室气体做功,其内能应增大;对乙室内的气体,活塞左移,气体膨胀,气体对外界做功,内能应减小;外力做的正功应等于甲、乙内能变量的代和,故E正确.【答案】AB11.如图10111所示,绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,S与汽缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体和b气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过电热丝对气体缓慢加热一段时间后,、b各自达到新的平衡状态.试分析、b两部分气体与初状态相比,体积、压强、温度、内能各如何变?【导号:11200088】图10111【解析】汽缸和隔板绝热,电热丝对气体加热,温度升高,压强增大,体积增大,内能增大;对b做功,b的体积减小,温度升高,压强增大,内能增大.【答案】见解析12.某同想要估测每秒钟太阳辐射到地球表面上的能量,他用一个横截面积S=32 d2的保温圆筒,筒内装有质量为=04 g的水,让太阳光垂直照射=3 ,水升高的温度Δ=22 ℃,已知水的比热容c=42×103J/(g·℃),地球半径为R=6 400 ,试求出太阳向地球表面辐射能量的功率.【解析】水吸收的能量:Q=cΔ=42×103×04×22 J=3 696 J太阳光在1 内垂直照射到S0=1 2面积上的功率:P=QS=3 69632×10-2×3×60W=64×102 W太阳辐射到地球表面上能量的功率:P′=P×πR2S=64×102×314×(6 400×103)2 W=82×1016 W【答案】82×1016 W。
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第十章过关检测(一)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1。
下列说法正确的是()A.能量耗散说明能量在不断减少B.能量耗散从能量转化角度反映出自然界的宏观过程具有方向性C.热量不可能从低温物体传给高温物体D。
根据热力学第二定律,在火力发电机中,燃气的内能全部转化为电能解析:能量耗散是指能量的可利用率越来越低,由于能量守恒,故能量不会减少,选项A错误;根据热力学定律可知,宏观自然过程自发进行有其方向性,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,选项B正确;根据热力学定律可知,能量转化和转移具有方向性,热量不能自发地从低温物体传给高温物体,选项C错误;火力发电机发电时,能量转化的过程为化学能-—内能——机械能——电能,因为内能-—机械能的转化过程中会对外放出热量。
故燃气的内能必然不能全部变为电能,选项D错误。
答案:B2.如图是密闭的汽缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800 J,同时气体向外界放热200 J,缸内气体的()A.温度升高,内能增加600 JB.温度升高,内能减少200 JC。
达标测试(十六)(建议用时:45分钟)[业达标]1.煤、石油、天然气作为能的共同特点的下列说法正确的是( )A.可再生能,取之不尽,用之不竭B.不可再生能,用一点,少一点.自太阳辐射的能量D.污染环境的能E.正在开发的新能【解析】煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能,它是由动、植物转而的,其可追溯到太阳能,故B、、D正确.【答案】BD2.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( )A.气体分子间的作用力可能先增大后减小B.气体分子的平均速率增大.气体分子的平均动能减小D.气体组成的系统的熵增加E.气体一定吸热【解析】考虑气体分子间作用力时,若分子力是引力,分子间距从r0增大,则分子力先增大后减小,A正确.气泡上升过程中温度不变,分子平均动能不变,分子平均速率也不变,B、错误.气泡上升过程中体积膨胀,分子势能增加,内能增大,而对外做功,故气体一定吸收热量,又因为温度不变,故其熵必增加,D、E正确.【答案】ADE3.下列说法中正确的是( )A.机械能和内能之间的转是不可逆的B.气体向真空的自由膨胀是不可逆的.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说明这个“宏观态”是比较有序的D.如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多,就说明这个“宏观态”是比较无序的E.无序意味着各处一样,平均、没有差别【解析】热现象的宏观过程都是不可逆的,故A错、B对,微观态越多越无序,因为无序是各处都一样,平均没有差别,故D、E正确,错误.【答案】BDE4.(2016·烟台高二检测)对于一定质量的想气体,下列说法正确的是( )A.温度升高,分子的平均动能增大,每次碰撞对容器壁的作用力增大,但压强不一定增大B.体积减小,单位体积内的分子增多,气体的内能一定增大.绝热压缩一定质量的想气体时,外界对气体做功,内能增加,压强一定增大D.一定质量的想气体向真空自由膨胀时,体积增大,熵减小E.在等温膨胀中一定从外界吸热【解析】对于一定质量的想气体,由p VT=知,温度升高,如果气体体积增大,压强不一定增大,A对;体积减小,单位体积内的分子增多,如果对外放热,气体的内能可能减小,B错;孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,D错,对;气体在等温膨胀中,对外界做功,而内能不变,则一定吸热,故E 对.【答案】AE5.(2016·济南高二检测)下列哪些现象能够发生,并且不违背热力第二定律( )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为机械能.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E.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量【解析】A、B都违背了热力第二定律,都不能发生.中系统的势能减少了,D中消耗了电能,所以不违背热力第二定律,均能发生;不可能从单一热吸收热量便之完全变为功,而不产生其他影响,故E正确.【答案】DE6.对气体向真空中扩散的规律,下列说法中正确的是( )A.气体分子越少,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大B.气体分子越多,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大.扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀,其宏观态对应的微观态目越大D.扩散到真空中的分子在整个容器中分布越不均匀,其宏观态对应的微观态目越大E.气体向真空中扩散时,总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行【解析】气体分子越多,其宏观态对应的微观态目越多,无序性越大,故回到原状态的可能性越小,故A、、E对,B、D错.【答案】AE7.以下说法正确的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的最初可追溯到太阳能B.汽油是一种清洁能.水能是可再生能D.煤、石油等常规能是取之不尽,用之不竭的E.石燃(煤、石油、天然气)会严重污染环境.【解析】煤、石油、天然气等是动植物转成的,其可追溯到太阳能,A对;汽油燃烧会引起一些合物的产生,导致有毒气体的生成,B错;水能是可再生能,对;煤、石油、天然气等存量是有限的,是不可再生能,D错;石燃料会严重污染环境,故E对.【答案】AE8.据《中国环境报》报道:从一份技攻关课题研究结果显示,我国酸雨区已占国土面积的40%以上,研究结果还表明,我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元.为了有效控制酸雨,目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧硫污染控制区划分方案》等法规.(1)在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可有效地降低地面SO2浓度,在20世纪60~70年代的10年间,由发电厂排放的SO2增加了35%,但由于建造高烟囱的结果,地面浓度降低了30%之多,请你从全球环境保护的角度,分析这种做法是否可取?说明由.(2)用传统的煤、石油作燃料,其主要缺点是什么?与传统的煤、石油作燃料相比,哪种物质可以作为新能?主要优点是什么,缺点又是什么?【解析】(1)减少酸雨的产生是要杜绝污染,而不是建造高烟囱转移污染,而杜绝酸雨的污染途径一般有三个:一是对煤、石油等传统能进行处,使其在燃烧过程中不产生SO2;二是对污染物SO2进行回收利用;三是开发新能.(2)传统燃料的主要缺点是:①煤、石油是不易再生的工燃料,其资是有限的;②燃烧后产生的SO2、NO2等严重污染大气,进而形成酸雨;③燃烧后产生的O2又会造成温室效应.与传统的燃料相比,氢可以作为目前最想的燃料,优点:①H2可以用水作为原料制取,取之不尽,用之不竭;②H2燃烧时放热多,放出的热量约为同质量汽油的3倍;③氢燃料的最大优点是燃烧产物为水,不易污染环境,还可循环使用.缺点:氢能的提取、开发和利用的技术发明成为当务之急.【答案】(1)不可取,因为SO2的排放总量并没有减少,进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害 (2)见解析[能力提升]9.下列关于能量耗散的说法,正确的是( )A.能量耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律B.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用.各种形式的能量向内能的转,是能够自动全额发生的D.能量耗散导致能量品质的降低E.能量耗散说明能量不能凭空产生,但可以任空消失【解析】能量耗散是能量在转的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收,遵守能量守恒定律,但使得能量品质降低,故A错,D对;耗散的内能无法再被利用,B项对;其他形式的能可以自发全部转为内能,项对;故选B、、D;能量耗散能量既没有减少,也没有消失,故E错.【答案】BD10.用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分,A中盛有一定质量的想气体,B 为真空(如图1052甲).现把隔板抽去,A中的气体自动充满整个容器(如图1052乙),这个过程称为气体的自由膨胀.下列说法正确的是( ) 【导号:11200099】甲乙图1052A.自由膨胀过程中,气体分子只做定向运动B.自由膨胀后,气体的压强减小.自由膨胀前后,气体的温度不变D.容器中的气体在足够长的时间内,能全部自动回到A部分E.自由膨胀过程中,气体不做功【解析】气体向真空膨胀,不对外做功,在充满整个容器过程中也没有热交换,根据热力第一定律知内能不变,温度不变,正确;气体膨胀后体积增大,温度不变,根据想气体状态方程可知气体压强减小,B正确;自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转的过程,但其逆过程却不能自动地进行,A、D错误;自由膨胀过程中由于不受阻力,因此气体不做功,E对.【答案】BE11.设计在风力资丰富的甘肃河西走廊西端的玉门建一个大型风力发电场,其单机的额定功率为600 W通过实验测得风力发电机的功率与风速的关系曲线如图1062所示.从图示资料可知:当平均风速大于______/时就可以发电,当平均风速达到______/时达到额定功率.气象资料显示:河西走廊常年平均风速为v =12 /,则一台风力发电机的年发电量约为______W·【导号:11200100】图1062【解析】由题图可知,横坐标为风速、纵坐标为功率,起点处纵坐标为零,横坐标在2~3之间,所以当平均风速大于2 /时,就有电功率输出,就能发电.再由图线可知,在风速达到14 /时,电功率稳定,所以此时达到额定功率.风速v=12 /时,对应电功率为530 W,应用W=P公式,将据代入求解整可得W=464×106W·【答案】 2 14 464×10612.能问题是当前热门话题,传统的能——煤和石油,由于储量有限,有朝一日要被开采完,同时在使用过程中也会带污染,寻找新的、无污染的能是人们努力的方向,利用潮汐发电即为一例.如图1063表示的是利用潮汐发电,左方为陆地和海湾,中间为大坝;其下有通道,水经通道可带动发电机.涨潮时,水进入海湾,待内外水面高度相同时,堵住通道,如图甲.潮落至最低点时放水发电,如图乙.待内外水面高度相同时,再堵住通道,直到下次涨潮至最高点,又进水发电,如图丙.设海湾面积为50×1072,高潮与低潮间高度差为30 ,则一天内流水的平均功率为____MW图1063【解析】潮汐发电其实质就是将海水的重力势能转为电能.每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力为g=ρSg=10×103×50×107×3×10 N =15×1012 N,其重心高度变为′=15一天内海水两进两出,故水流功率为P=4g′=4×15×1012×1524×3 600W=10×108 W=100 MW【答案】100。
人教版选修3-3 第十章达标检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱,下列说法正确的是( )A.煤、石油、天然气、太阳能等都是不可再生能源B.核电站是利用原子核聚变所释放的能量来发电C.手机利用电磁波传递信息D.LED灯的核心元件发光二极管是由超导材料制成的2.如图所示,木块A放在木块B的左端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为W1,产生热量为Q1;第二次让B在光滑地面上自由滑动,这次F做的功为W2,产生热量为Q2,则应有( )A.W1<W2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2D.W1>W2,Q1<Q23.(多选)下列说法正确的是( )A.分子间距离增大,分子势能一定减小B.一个热力学系统,如果从外界吸热,内能可能减少C.气体温度升高,体积一定增大D.同温度下,未饱和汽的压强小于饱和汽压4.(多选)在研究性学习的过程中,针对能源问题、大气污染问题,同学们提出了如下四个活动方案,从理论上讲不可行的是( )A.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的全部内能转化为机械能是可能的B.制造一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下C.将房屋顶盖上太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝5.一定质量的理想气体(分子力不计),体积由V膨胀到V',如果通过压强不变的过程实现,对外做功大小为W1,传递热量的值为Q1,内能变化为ΔU1,如果通过温度不变的过程来实现,对外做功大小为W2,传递热量的值为Q2,内能变化为ΔU2,则( )A.W1>W2,Q1<Q2,ΔU1>ΔU2B.W1>W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU2C.W1<W2,Q1=Q2,ΔU1>ΔU2D.W1=W2,Q1>Q2,ΔU1>ΔU26.(多选)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成。
章末综合检测(第十章)时间:60分钟满分:100分一、选择题(本题共14小题,1~10题为单项选择题,11~14题为多项选择题,每小题4分,共56分.)1.热力学定律表明自然界中进行的热现象的宏观过程( )A.有的只遵守热力学第一定律B.有的只遵守热力学第二定律C.有的既不遵守热力学第一定律,也不遵守热力学第二定律D.所有的都遵守热力学第一、第二定律2.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体,若此气体的温度随其内能的增大而升高,则( )A.将热量传给气体,其温度必升高B.压缩气体,其温度必升高C.压缩气体,同时气体向外界放热,其温度必不变D.压缩气体,同时将热量传给气体,其温度必升高3.下列说法正确的是( )A.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的C.电流的能不可能全部转化为内能D.热量不可能从低温物体传到高温物体4.在给自行车轮胎打气时,会发现胎内空气温度升高,这是因为( )A.胎内气体压强不断增大,而容积不变B.轮胎从外界吸热C.外界空气温度本来就高于胎内气体温度D.打气时,外界不断地对胎内气体做功5.下列有关焦耳及焦耳实验的说法正确的是( )A.焦耳是法国物理学家,他的主要贡献是焦耳定律及热功当量B.焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C.焦耳实验的研究对象是容器中的水D.焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度,实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同,但做功必须相同6.如图所示,直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分体积相等的气体,A的密度小,B 的密度较大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设在此过程中气体吸收的热量为Q,气体内能增量为ΔU,则( )A.ΔU=Q B.ΔU<QC.ΔU>Q D.无法比较7.下列关于物体内能变化的说法,正确的是( )A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变8.如图所示,用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分,甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气,在达到平衡时,它们的温度必相等,若分子势能可忽略,则甲、乙中( )A.气体的压强相等B.气体分子的平均动能相等C.气体的内能相等D.气体分子的平均速率相等9.金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外溢出,待筒内外压强相等时,立即关闭开关.在外界保持恒温的条件下,经过一段较长的时间后,再次打开开关,这时出现的现象是( )A.筒外空气流向筒内B.筒内空气流向筒外C.筒内外有空气交换,处于动平衡状态,筒内空气质量不变D.筒内外无空气交换10.在如图所示的柱形容器内封有一定质量的密闭气体,光滑活塞C(质量为m)与容器用良好的隔热材料制成.另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点B而静止.在这一过程中,密闭气体内能的改变量ΔU、外界对密闭气体所做的功W与物体和活塞的重力势能的变化关系是( )A.Mgh+mgΔh=ΔU+WB.ΔU=W ,W=Mgh+mgΔhC.ΔU=W,W<Mgh+mgΔhD.ΔU≠W ,W=Mgh+mgΔh11.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.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12.我国航天员漫步太空已成为现实,已知飞船在航天员出舱前先要“减压”,在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”,因此将此设施专门做成了飞船的一个舱,叫“气闸舱”,其原理如图所示.两个相通的舱A、B间装有阀门K.指令舱A中充满气体,气闸舱B内为真空,整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后,A中的气体进入B中,最终达到平衡.若将此气体近似看成理想气体,则此过程( )A.气体体积膨胀,对外做功B.气体分子势能减少,内能增加C.气体体积变大,温度不变D.B中气体不可能自发地全部退回到A中13.某同学做了如下实验:先把空烧瓶放入冰箱冷冻,取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上,再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球膨胀起来,如图所示,与烧瓶放进热水前相比,放进热水后密闭气体的( )A.内能减小B.分子平均动能增大C.分子对烧瓶底的平均作用力变大D.体积是所有气体分子的体积之和14.如图所示,一定质量的理想气体,从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A,则( )A.A→B过程气体降温B.B→C过程气体内能增加,可能外界对气体做了功C.C→A过程气体放热D.全部过程气体做功为零二、非选择题(本题共4个小题,共44分)15.(8分)如图所示是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时被封闭的气体的长度为32 cm,某同学用力向下压缩气体,使封闭气体的长度变为12 cm,该同学对活塞做90 J的功,大气压强为p=1×105 Pa,活塞的横截面积S=10 cm2,不计活塞的重力和摩擦,若以适当的速度压缩气体,在此过程中向外散热20 J,求气体内能变化了多少?16.(10分)爆米花酥脆可口、老少皆宜,是许多人喜爱的休闲零食,如图为高压爆米花的装置原理图,玉米在铁质的密闭容器内被加热,封闭气体被加热成高温高压气体,当打开容器盖后,“嘭”的一声气体迅速膨胀,压强急剧减小,玉米粒就“爆炸”成了爆米花.设当地温度为t1=27 ℃,大气压为p0,已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0.试分析:(1)容器内的气体看做理想气体,求容器内气体的温度.(2)假定在一次打开的过程中,容器内气体膨胀对外界做功15 kJ,并向外释放了20 kJ 的热量,容器内原有气体的内能如何变化?变化了多少?17.(12分)如图所示为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p V图象,当该系统从状态a 沿过程a→c→b到达状态b时,有335 J的热量传入系统,系统对外界做功126 J,求:(1)若沿a→d→b过程,系统对外做功42 J,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84 J,问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?18.(14分)如图所示,长为50 cm、内壁光滑的汽缸固定在水平面上,汽缸内用横截面积为100 cm2的活塞封闭有压强为1.0×105 Pa、温度为27 ℃的理想气体,开始时活塞位于距左侧缸底30 cm处.现对封闭的理想气体加热,使活塞缓慢向右移动.(已知大气压强为1.0×105 Pa)(1)试计算当温度升高到327 ℃时,缸内封闭气体的压强.(2)若在此过程中封闭气体共吸收了700 J的热量,试计算气体增加的内能.章末综合检测(第十章)1.解析:热力学第一、第二定律是热力学的基本定律,对所有涉及热现象的宏观过程都成立.选项D正确.答案:D2.解析:由热力学第一定律ΔU=W+Q知,当压缩气体,同时将热量传给气体,其内能增加,温度必升高,D正确;若压缩气体的同时向外界放热,内能增加或减少的情况无法确定,温度变化也无法确定,C错误;而A、B只是考虑了或W或Q的一个方面而忽略了另一方面,故不正确.答案:D3.解析:由ΔU=W+Q可知,A错误;第二类永动机违背了热力学第二定律,所以制造不出来,B正确;电流通过纯电阻电路可使电能全部转化为内能,C错误;在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体,D错误.答案:B4.解析:给自行车轮胎打气,人对胎内气体做功,气体内能增加,所以温度升高.答案:D11。
2016高中物理第10章热力学定律限时检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ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,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10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.(上海理工大学附中2014~2015学年高二下学期期中)下列说法中正确的是( ) A.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,因此做功与热传递是没有区别的B.虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,但我们还是可以通过分析改变前后的物体的内能,来区别是做功还是热传递改变内能的C.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,表明要使物体的内能发生变化,既可以通过做功来实现,也可以通过热传递来实现D.做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,说明人在出汗散热时,还可以通过对外做功来代替出汗改变内能答案:C解析:做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,但做功是能量的转化,热传递是能量的转移,故A错误;虽然做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,但不可以通过分析改变前后的物体的内能,来区别是做功还是热传递改变内能的,故B错误;做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,表明要使物体的内能发生变化,既可以通过做功来实现,也可以通过热传递来实现,故C正确。
做功和热传递在改变内能的效果上是等效的,但是在人出汗散热时,不可以通过对外做功来代替出汗改变内能,故D错误。
2.如图是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。
假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体( )A.内能增大B.体积增大C.压强不变D.温度不变答案:A解析:向下压a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确。
向下压a的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误。
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.如图所示,有一导热性良好的气缸放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计,气缸内用一定质量的活塞封闭了一定质量的气体,忽略气体分子间的相互作用(即分子势能视为零),忽略环境温度的变化,现缓慢推倒气缸,在此过程中( )A.气体吸收热量,内能不变B.气缸内分子的平均动能增大C.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多D.气缸内分子撞击气缸壁的平均作用力增大答案:A解析:由题图可知,该过程气体对外做功,由于忽略环境温度变化,温度不变,内能不变,由热力学第一定律可知,气体吸收热量。
内能不变。
A正确。
5.下面提供了科技发展的四则信息。
①低温技术已有重大突破,1933年低温已达0.25K,1957年达到了2×10-5K,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1×10-8K。
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;②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;③一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;④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600~1000m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( )A.①②B.②④C.①③D.③④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①项违背了热力学第二定律,即绝对零度不可达到;②项中同步卫星只能定点在赤道正上方;③项中光速与介质有关,光在不同介质中传播速度不相同;④项中叙述符合能量守恒定律而不违背其他物理原理。
6.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.气体压强不变,温度不变答案:B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ΔU=W+Q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p1V1=p1V2和V1<V2知p1>p2,即气体压强变小,故选项C、D错误。
7.据××报报道:天津一小男孩睡觉时,将压在臀部下面的打火机焐炸,丁烷气体外泄,致使屁股局部速冻成伤。
请你运用学过的热学知识判断下列说法正确的是( ) A.焐炸是因为打火机内丁烷液体变热汽化,体积增加,压强增大而爆炸B.焐炸的过程符合热力学第一定律C.××报关于局部速冻成伤的报道不符合科学道理D.爆炸后,丁烷外泄并迅速汽化吸热,由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤答案:ABD解析:丁烷液体变热汽化,体积增加,压强增大而爆炸,由于吸热速度快而使屁股局部速冻成伤。
8.导热气缸开口向下,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,并缓慢降低气缸外部环境温度,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ΔU=W+Q知Q<0,即向外放热。
9.如图所示,一定质量的理想气体,从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A,则( )A.A→B过程气体降温B.B→C过程气体内能增加,可能外界对气体做了功C.C→A过程气体放热D.全部过程气体做功为零答案:AC解析:A→B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;B→C过程气体等容升压,由p/T=C(常量)可知,气体温度升高,其对应内能增加,因做功W=0,选项B错;C→A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;A→B过程气体对外做功,其数值等于AB线与横轴包围的面积。
B→C过程气体不做功。
C→A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。
10.(济南市2014~2015学年部分高中高二联考)下列四幅图的有关说法中正确的是( )A.分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力B.水面上的单分子油膜,在测量油膜直径d大小时可把分子当做球形处理C.食盐晶体中的钠离子、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性D.猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做正功答案:BC解析:分子间同时存在引力和斥力,分子间距离为r0时,分子力的合力为零,故A错误;从B图可以看出,水面上的单分子油膜,在测量油膜直径d大小时可把分子当做球形处理,故B正确;从C图可以看出,食盐晶体中的钠离子、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,故C正确;猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,外界对气体做正功,故D错误。
第Ⅱ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.(5分)某同学做了如图所示的探究性实验,U形管左管口套有一小气球,管内装有水银,当在右管内再注入一些水银时,气球将鼓得更大。
假设封闭气体与外界绝热,则在注入水银时,封闭气体的体积________________,压强________________,温度________________,内能________________。
(均选填“增大”“减小”“升高”“降低”或“不变”)答案:减小增大升高增大解析:注入水银,封闭气体的压强变大,水银对气体做功,气体体积减小,由于封闭气体与外界绝热,所以温度升高,内能增大。
12.(6分)根据制冷机的工作原理,试分析每个工作过程中工作物质的内能改变情况和引起改变的物理过程:(1)工作物质的内能________________,是________________的过程;(2)工作物质的内能________________,是________________的过程;(3)工作物质的内能________________,是________________的过程。
答案:(1)增加做功(2)减小放热(3)增加吸热解析:在(1)中,压缩气体,对气体做功,内能增加;在②中,气体液化要放出热量,内能减小;在(3)中,是工作物质的汽化过程,要吸收热量,内能增加。
13.(7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,下方是象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。