人教版 (新课标)选修3第十章 热力学定律综合与测试课后测评

这是一份人教版 (新课标)选修3第十章 热力学定律综合与测试课后测评，共5页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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．从单一热库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ΔU＝W
D．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即ΔU＝Q
3．一定量的气体膨胀对外做功100 J，同时对外放热40 J，气体内能的增量ΔU是( )
A．60 J B．－60 J
C．－140 J D．140 J
4.
图1
固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的理想气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设汽缸壁的导热性能很好，外界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1所示，则在拉动活塞的过程中，关于汽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地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )
A．从外界吸热 B．对外界做负功
C．分子平均动能减小 D．内能增加
7.
图2
带有活塞的汽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，如图2中V－T图线所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收热量分别为Qab和Qac，则( )
A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，QabC．pbQac D．pb8．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3所示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是( )
图3
A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同
9．下列说法正确的是( )
A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性
B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流
C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功
D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律
10．关于能源的利用，下列说法中正确的是( )
A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要
B．能源的利用过程，实质上是能的转化和传递过程
C．现代人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气
D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能
二、填空题(本题共2小题，共20分)
11.
图4
(8分)一定质量的理想气体沿图4中所示的过程(p代表气体的压强，V代表气体的体积)，从A状态变化到B状态，在此过程中气体的内能________(填“增加”或“减小”)，并________(填“吸收”或“放出”)热量．
12．(12分)如图5是制冷机的工作原理图，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．
eq \x(\a\al(电动机推动活塞压缩,气态工作物质的过程))
 (1) 
eq \x(\a\al(液态工作物质在蒸发,管中变为气态的过程))eq \x(\a\al(气态工作物质在冷凝管,中变为液态的过程))
(3) (2)
图5
三、计算题(本题共4小题，共40分)
13．(8分)
图6
如图6所示，p－V图中一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时外界压缩气体做功200 J，求此过程气体吸收或放出的热量是多少焦？
14.
图7
(12分)如图7所示，体积为V，内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体，p0和T0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：
(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q.
15.(10分)一颗质量为10 g的子弹以200 m/s的速度射入放在光滑水平面上质量为2 kg的木块并穿出，穿出木块时子弹的速度变为40 m/s，木块速度为0.8 m/s，设子弹在木块中所受的阻力不变，在此过程中子弹和木块共获得多少内能？若这些内能有30%被子弹吸收，则可以使子弹升温多少度？
16．(10分)能源问题是当前热门话题，传统的能源——煤和石油，一方面储量有限，有朝一日将要被开采完毕；另一方面，使用过程中也带来污染．寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向．利用潮汐发电即是一例．
关于潮汐，古人说：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也．”图8表示的是利用潮汐发电的过程，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，堵住通道(图a)，潮落至最低点时放水发电(图b)．待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电(图c)．设海湾面积为5×107 m2，高潮与低潮间高度差3 m，则一天内水流的平均功率为多少？(g取10 N/kg)
图8
第十章 热力学定律
1．D
2．A
3．C
4．B
5．D
6．A
7．C
8．B
9．C
10．BCD
11．减小 放出
解析 从A到B，气体的体积在减小，外界对气体做功，但温度却在降低，所以气体的内能减少，说明气体此过程放出热量，且放出的热量多于外界对气体做的功．
12．(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．放出的热量为320 J
解析 一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1，气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为
ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300) J＝120 J
气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将减少120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必向外界放热，放出的热量为
Q2＝ΔU－W2＝(－120) J－200 J＝－320 J.
14．(1)eq \f(1,2)V (2)eq \f(1,2)p0V＋αT0
解析 本题考查查理定律、盖—吕萨克定律、热力学第一定律．
(1)在缸内气体由压强p＝1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T＝2.4T0变为T1，由查理定律得eq \f(T1,T)＝eq \f(p0,p)①
在气体温度由T1变为T0的过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖—吕萨克定律得eq \f(V,V1)＝eq \f(T1,T0)②
由①②式得V1＝eq \f(1,2)V③
(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W＝p0(V－V1)④
在这一过程中，气体内能的减少为ΔU＝α(T1－T0)⑤
由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为Q＝W＋ΔU⑥
由②③④⑤⑥式得Q＝eq \f(1,2)p0V＋αT0⑦
15．44.16 ℃
解析 此过程中系统得到的内能为ΔU＝eq \f(m1v2,2)－eq \f(m1v\\al(2,1),2)－eq \f(m2v\\al(2,2),2)＝191.36 J
子弹升高的温度为Δt，有ηΔU＝cm1Δt 解得Δt＝44.16 ℃
16．1.0×108 W
解析 每次涨潮时流进海湾的海水的重力为
mg＝ρVg＝1.0×103×5×107×3×10 N＝1.5×1012 N
其重心的高度变化为h＝1.5 m
一天内海水两进两出，故水流功率为P＝eq \f(4mgh,t)＝eq \f(4×1.5×1012×1.5,24×3 600) W≈1.0×108 W

题号
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答案