2022届高考物理一轮复习热学---热机和制冷机基础过关（2）

2022届高考物理一轮复习热学---热机和制冷机基础过关（2）

练习

一、单选题，共10小题

1．下列关于热现象的描述正确的是（　　）

A．根据热力学定律，热机的效率可能达到100%

B．做功和传热都是通过能量转化的方式改变系统内能的

C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

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

2．下列关于热现象的描述正确的是（　　）

A．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

B．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律

D．能量耗散过程中能量不守恒

3．某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，它可能是（   ）

A．空调器

B．电冰箱

C．电视机

D．电风扇

4．下列说法正确的是

A．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力

B．可以利用高科技手段，制作效率是100％的热机

C．布朗运动反映了固定分子永不停息做无规则的热运动

D．用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数

5．当夏日炎炎时，我们使用空调来降低室内的温度，如图所示．当冬日严寒时，我们又可以使用空调来提高室内的温度．你觉得在使用的过程中，空调的风向应怎样调节最有利于整个室内温度尽快达到预设要求（   ）

A．夏天，应将空调出风口向上调节，让凉风向上吹出

B．冬天，应将空调出风口向上调节，让暖风向上吹出

C．无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向下调节

D．空调出风口风向并不影响制冷或制热的效果，所以无论冬天、夏天均可随意调节

6．关于能量的转化，下列说法中正确的是（　　）

A．摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的

B．空调既能制热又能制冷说明热传递不存在方向性

C．永动机不存在的原因是能量在某些特殊情况下是不守恒的

D．由于能量的转化过程符合守恒定律，所以不会发生能源危机

7．关于以下四幅图片，说法正确的是（　　）

A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了大气压力的影响

B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大

C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明蜂蜡对于导热性存在着各向异性

D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100%

8．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）   

A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些

B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显

C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的

D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%

9．下列说法正确的是

A．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力

B．可以利用高科技手段，制作效率是100％的热机

C．布朗运动反映了固定分子永不停息做无规则的热运动

D．用油膜法测出油酸分子直径后，还需知道油酸的摩尔体积就可估算出阿伏伽德罗常数

10．某家用电器正常工作时的功率约为2千瓦，它可能是（   ）

A．空调器

B．电冰箱

C．电视机

D．电风扇

二、多选题，共3小题

11．法正确的是       。

A．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性

B．对于确定的液体和确定材质的毛细管，管的内径越细，毛细现象越明显

C．扩散现象是化学反应的结果

D．玻璃器皿中的水银呈近似球形，是由于表面张力的作用

E.在无漏气、无摩擦，也无机体热量损失的情况下，热机的效率才可以达到100%

12．下列说法中正确是（  ）

A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能

B．橡胶无固定熔点，是非晶体

C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关

D．热机的效率总小于1

E.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大

13．下列说法正确的是（　　）

A．物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功

B．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小

C．知道某物质的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可求出分子的体积

D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

三、填空题，共3小题

14．阅读下面的短文，回答问题：

空气能热水器

空气能热水器（如圈甲）是吸收空气的热能来制造热水的装里．其耗能约为电热水器的四分之一．空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势．图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、泠凝器等部件组成．制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、泠凝器之间循环过程与我们所热悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：

A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能．

B．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．

C．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化．

制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升．

空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值．能效比越高，说明热水器的制热效果越好．

请回答下列问题：

（1）制冷剂在________中汽化，在___________中液化．

（2）制冷剂在工作循环过程中，将______中的热能不断地“搬运”至_______中．

（3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：

从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作可产生的热水的体积为_____L（水的比热容为，水的密度为）．

15．一台汽油机工作时的功率为P，在t时间内烧掉汽油的质量为m，如果汽油的热值是q，则这台汽油机的效率是_____，这段时间做的额外功是__________．

16．煤炭和石油的燃烧对环境的危害∶

（1）燃烧时增加了大气中________的含量，加剧了温室效应。

（2）因为煤炭和石油中含有硫，燃烧时形成二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成“_____”。

（3）内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮的氧化物和碳氢化合物。这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——________。

四、解答题，共4小题

17．一辆汽车沿着长为 9.2km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时 6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油 1kg（汽油的热值 q=4.6 107J/kg）．求：

(1)汽车行驶的速度是多少 km/h？

(2)汽车发动机牵引力的功率多少 W？

(3)汽车发动机的效率是多大？

18．一间面积为30m2的房间内的空气质量约120kg，根据表中的数据可知，该空调机以最大功率进行制冷，在5min内可以使房间内的空气温度下降约多少℃．[假设房间与外界处于隔热状态，取空气的比热容c=1.0×103J/（kg•℃）]．

19．一辆汽车沿着长为 9.2km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时 6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油 1kg（汽油的热值 q=4.6 107J/kg）．求：

(1)汽车行驶的速度是多少 km/h？

(2)汽车发动机牵引力的功率多少 W？

(3)汽车发动机的效率是多大？

20．一辆汽车沿着长为 9.2km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时 6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油 1kg（汽油的热值 q=4.6 107J/kg）．求：

(1)汽车行驶的速度是多少 km/h？

(2)汽车发动机牵引力的功率多少 W？

(3)汽车发动机的效率是多大？

参考答案

1．C

【详解】

A．根据热力学定律，热机的效率不可能达到100%，A错误；

B．做功是通过能量转化的方式改变系统内能，传热是通过能量转移的方式改变系统内能，B错误；

C．达到热平衡的两系统温度相同，C正确；

D．由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，热量不可以自发地从低温物体传到高温物体，但在外界的影响下热量能从低温物体传到高温物体，D错误。

故选C。

2．B

【详解】

A．热传递是通过能量转移的方式改变系统内能的，做功是通过能量转化的方式改变系统内能的，故A错误；

B．达到热平衡的两系统温度相同，故B正确；

C．空调机作为制冷机使用时，在压缩机做功的情况下，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不违反热力学第二定律，故C错误；

D．能量耗散过程中能量也守恒，故D错误。

故选B。

3．A

【解析】在家用电器中空调器的功率约为2000W；电冰箱的功率约为200W；电视机的功率约为120W；电风扇的功率约为60W，故A正确，BCD错误。

4．D

【详解】

试题分析：气体能充满任何容器是因为分子间的距离较大，分子间相互作用较小，故每个分子都是自由的，在做无规则运动，故可以充满任何容器，A错误；根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的客观过程具有方向性，不可能将散失到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化，B错误；固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，C错误；已知油酸的摩尔体积，用油膜法测出油酸分子的直径后，可以估算出阿伏加德罗常数，D正确；

考点：考查了分子热运动，布朗运动，阿伏伽德罗常数的计算

【名师点睛】掌握布朗运动的实质，知道布朗运动是固体颗粒的运动；气体能充满任何容器是因为分子在做无规则运动，

5．A

【解析】夏天使用空调是为了致冷，而冷的空气密度大，因此应将空调出风口向上调节，将其吹向高处，再让其自然下降，达到循环的目的，使室内均衡降温，故A正确，CD错误；冬天使用空调是为了致热，而热的空气密度小，因此应将空调出风口向下调节，将其吹向低处，再让其自然上升，达到循环的目的，使室内尽快暖起来，故B错误。 所以A正确，BCD错误。

6．A

【详解】

A．根据热力学第二定律可知，摩擦生热的过程在任何情况下都是不可逆的，A正确；

B．空调既能制热又能制冷，但是消耗电能，说明在不自发地条件下热传递方向可以逆向，不违背热力学第二定律，B错误；

C．永动机不存在的原因是违背了能量守恒定律，C错误；

D．由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机，D错误。

故选A。

7．D

【详解】

A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了水的张力的影响，故A错误；

B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，气体压强越来越大，故B错误；

C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性，故C错误；

D．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功等，热机的效率仍无法达到100%，故D正确。

故选D。

8．C

【详解】

A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，油酸滴到痱子粉上能尽可能的散开，故A错误；

B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；

C．气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故C正确；

D．丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。

故选C。

9．D

【详解】

试题分析：气体能充满任何容器是因为分子间的距离较大，分子间相互作用较小，故每个分子都是自由的，在做无规则运动，故可以充满任何容器，A错误；根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的客观过程具有方向性，不可能将散失到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其它变化，B错误；固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，C错误；已知油酸的摩尔体积，用油膜法测出油酸分子的直径后，可以估算出阿伏加德罗常数，D正确；

考点：考查了分子热运动，布朗运动，阿伏伽德罗常数的计算

【名师点睛】掌握布朗运动的实质，知道布朗运动是固体颗粒的运动；气体能充满任何容器是因为分子在做无规则运动，

10．A

【解析】在家用电器中空调器的功率约为2000W；电冰箱的功率约为200W；电视机的功率约为120W；电风扇的功率约为60W，故A正确，BCD错误。

11．ABD

【详解】

A．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性，故A正确；

B．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润的液体在细管中下降的现象，内径越细现象越明显，故B正确；

C．扩散现象是分子的无规则运动的结果，不是化学反应的结果，故C错误；

D．玻璃器皿中的水银呈近似球形，是由于表面张力作用的结果，故D正确；

E．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，故E错误；

故选ABD。

12．BDE

【详解】

A．物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能；故A错误；

B．橡胶是非晶体，没有固定的熔点；故B正确；

C．饱和气压与温度有关，且随着温度的升高而增大．故C错误；

D．热机的效率无法达到100%；故D正确；

E．温度是分子平均动能的标志；温度越高，分子平均动能越大；故E正确。

故选BDE．

【点睛】

分子运动论、内能及晶体的性质、热力学第二定律、温度的微观意义等，要注意明确内能包括分子动能和分子势能；而温度是分子平均动能的标志．

13．AD

【解析】

分析：解答本题需要掌握：正确利用热力学第二定律的各种表述；气体分子间距离很大，分子力为零，因此分子势能也为零；对于气体分子我们无法求出其体积大小，只能求出分子活动空间所占体积；能量的转化和守恒是自然界普遍存在的规律．

解答：解：A、在引起其它变化的情况下，物体可以从单一热源吸收热量全部用来做功，故A正确；

B、由于气体分子之间距离大，分子力为零，分子势能也为零，因此当气体的温度变化时，其分子的平均动能变化，但是分子势能不变，故B错误；

C、对气体而言我们无法求出其分子体积大小，只能求出分子活动空间，故C错误；

D、一定量的气体，在压强不变时，随着温度降低体积在减小，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数在增加，故D正确

故答案选AD

14．蒸发器    冷凝器    空气    水    68   

【详解】

试题分析：（1）空气能热水器制冷的过程实质上是利用制冷剂在蒸发器内汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使温度降低．

（2）空气能热水器是吸收空气的热能，并传给水从而来制造热水．

（3）电功率，工作时间，则消耗电能；

水箱中的水吸收的热能（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值为3．4，即，则．

由得水的质量；

由得水的体积．

考点：汽化及汽化吸热的特点、液化及液化现象、热量的计算

【名师点睛】

此题主要考查学生对空气能热水器的工作过程和热量的计算以及电功的计算的理解和掌握，空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件，都是中考的热点，一定要关注．

15．       

【详解】

在t时间内汽油完全燃烧，能放出的热量，
汽油机工作对外所做的功为有用功，由功率得：，
则，所以．

点睛：燃料燃烧时得到的总能量，用得出，汽油机工作时对外做功的功率为P，则工作时间t后所做的功为有用功利用求得，则利用机械效率公式可得汽油机的效率；额外功就是总功减去有用功．

16．二氧化碳    酸雨    光化学烟雾   

【详解】

（1）[1]燃烧时增加了大气中二氧化碳的含量，加剧了温室效应。

（2）[2]因为煤炭和石油中含有硫，燃烧时形成二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成“酸雨”。

（3）[3]内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮的氧化物和碳氢化合物。这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——光化学烟雾。

17．（1）92km/h；（2）4.6×104（3）36%

【解析】

【分析】

已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度；已知牵引力和行驶的距离根据W=Fs可以求出发动机做的功，知道时间，根据公式，可求功率；已知汽油的热值和质量，根据Q=qm可以计算出燃烧汽油释放的能量，根据就可以算出汽车发动机的效率。

【详解】

（1）汽车行驶的速度：。

（2）汽车发动机牵引力所做的功：W=Fs=1800N×9200m=1.656×107J，汽车发动机牵引力的功率：.

（3）汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
发动机的效率：。

【点睛】

本题考查速度、功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。

18．9

【解析】

试题分析：先计算出吸收的总热量，再根据Q=cm△t求出下降的温度．

制冷机吸收的热量为：Q=P制冷量t=3600W×300s=1080000J，由Q=cm△t可得，在5min内可以使房间内的空气温度下降的度数： ．

点睛：本题主要考查了制冷机原理，通过计算即可求出温度．

19．（1）92km/h；（2）4.6×104（3）36%

【解析】

【分析】

已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度；已知牵引力和行驶的距离根据W=Fs可以求出发动机做的功，知道时间，根据公式，可求功率；已知汽油的热值和质量，根据Q=qm可以计算出燃烧汽油释放的能量，根据就可以算出汽车发动机的效率。

【详解】

（1）汽车行驶的速度：。

（2）汽车发动机牵引力所做的功：W=Fs=1800N×9200m=1.656×107J，汽车发动机牵引力的功率：.

（3）汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
发动机的效率：。

【点睛】

本题考查速度、功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。

20．（1）92km/h；（2）4.6×104（3）36%

【解析】

【分析】

已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度；已知牵引力和行驶的距离根据W=Fs可以求出发动机做的功，知道时间，根据公式，可求功率；已知汽油的热值和质量，根据Q=qm可以计算出燃烧汽油释放的能量，根据就可以算出汽车发动机的效率。

【详解】

（1）汽车行驶的速度：。

（2）汽车发动机牵引力所做的功：W=Fs=1800N×9200m=1.656×107J，汽车发动机牵引力的功率：.

（3）汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
发动机的效率：。

【点睛】

本题考查速度、功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。