《2018－2019學年高中物理 第三章 熱力學第一定律 階段質量檢測（三）熱力學基礎（含解析）粵教版選修3-3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018－2019學年高中物理 第三章 熱力學第一定律 階段質量檢測（三）熱力學基礎（含解析）粵教版選修3-3（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、熱力學基礎 (時間：90分鐘　滿分：100分) 第Ⅰ卷(選擇題，共48分) 一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求) 1．下述做法能改善空氣質量的是(　　) A．以煤等燃料作為主要生活燃料 B．利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源 C．鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車 D．限制使用電動車 解析：選B　以煤為燃料會有SO2等物質生成，污染空氣，燃油車增多，污染物排放越多，空氣質量下降，故A，C錯誤；使用電動車和用太陽能、風能和氫能，無污染物排放，不影響空氣質量，故B正確，D錯誤。 2．關于熱力學第一定律和

2、熱力學第二定律，下列論述正確的是(　　) A．熱力學第一定律指出內(nèi)能可以與其他形式的能相互轉化，而熱力學第二定律則指出內(nèi)能不可能完全轉化為其他形式的能，故這兩條定律是相互矛盾的 B．內(nèi)能可以轉化為其他形式的能，只是會產(chǎn)生其他影響，故兩條定律并不矛盾 C．兩條定律都是有關能量的轉化規(guī)律，它們不但不矛盾，而且沒有本質區(qū)別 D．其實，能量守恒定律已經(jīng)包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律 解析：選B　熱力學第一定律和熱力學第二定律并不矛盾，對于機械能和內(nèi)能的轉化所具有的方向性也是存在的，故B正確。 3．下列過程中，可能發(fā)生的是(　　) A．某工作物質從高溫熱源吸收20 kJ的熱量，全部轉

3、化為機械能，而沒有產(chǎn)生其他任何影響 B．打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進去，恢復原狀 C．利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高 D．將兩瓶不同液體混合，然后它們又自發(fā)地各自分開 解析：選C　根據(jù)熱力學第二定律，熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體，而不引起其他的變化，但通過一些物理手段是可以實現(xiàn)的，故C項正確；內(nèi)能轉化為機械能不可能自發(fā)地進行，要使內(nèi)能全部轉化為機械能必定要引起其他影響，故A項錯；氣體膨脹具有方向性，故B項錯；擴散現(xiàn)象也有方向性，D項也錯。 4.如圖所示，A、B是兩個完全相同的球，分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi)。當溫度稍微升

4、高時，球的體積會明顯變大。如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時緩慢升高同一值，兩球膨脹后，體積相等。則(　　) A．A球吸收的熱量較多 B．B球吸收的熱量較多 C．兩球吸收的熱量一樣多 D．無法確定 解析：選B　A、B兩球升高同樣的溫度，體積又相同，則二者內(nèi)能的變化相同，而B球是處在水銀中的，B球膨脹時受到的壓力大，對外做功多，因此B球吸收熱量多。故B項正確。 5．“綠色、環(huán)保、低碳”是當今世界的關鍵詞，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源。關于能源與能量，下列說法正確的是(　　) A．能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約能源 B．自然界中石油、煤炭等能源是可再生資源，可供人

5、類長期使用 C．能量被使用后雖然沒有減少，但可利用的品質下降了，所以要節(jié)約能源 D．人類可以不斷開發(fā)和利用風能、太陽能等新的能源，所以能量可以被創(chuàng)造 解析：選C　能量守恒定律告訴我們，能量是不會減少的，煤炭、石油、天然氣等化石能源使用后，化學能轉化為內(nèi)能耗散了，雖然總能量沒有減少，但是可以利用的品質降低了，故依然要節(jié)約能源，選項A錯誤，C正確；自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故會不斷減少，選項B錯誤；人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，如風能、太陽能，本質上都來源于太陽，符合能量守恒定律，選項D錯誤。 6．某校中學生參加電視臺“異想天開”節(jié)目的活動，他們提出了下列四個設想方案，從理論上講可

6、行的是(　　) A．制作一個裝置從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功 B．制作一種制冷設備，使溫度降至絕對零度以下 C．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既清潔了空氣，又變廢為寶 D．將房屋頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題 解析：選D　根據(jù)熱力學第二定律知道，在不產(chǎn)生其他影響時，內(nèi)能不能全部轉化為機械能，因此從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響是不可能實現(xiàn)的，選項A錯誤；絕對零度是溫度的極值，是不能達到的，選項B錯誤；有害氣體和空氣不可能自發(fā)地分離，選項C錯誤；利用太陽能最有前途的領域是通過太陽能電池將太陽能轉化為電能再加以利用

7、，選項D正確。 7.A、B兩裝置，均由一支一端封閉，一端開口且?guī)в胁Ａ莸墓軤钊萜骱退y槽組成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他條件都相同。將兩管抽成真空后，開口向下豎直插入水銀槽中(插入過程沒有空氣進入管內(nèi))，水銀柱上升至如圖所示位置停止，假設這一過程水銀與外界沒有熱交換，則下列說法中正確的是(　　) A．A中水銀的內(nèi)能增量大于B中水銀的內(nèi)能增量 B．B中水銀的內(nèi)能增量大于A中水銀的內(nèi)能增量 C．A和B中水銀體積保持不變，故內(nèi)能增量相同 D．A和B中水銀溫度始終相同，故內(nèi)能增量相同 解析：選B　外界大氣壓力對水銀做功，使水銀進入試管內(nèi)，兩裝置將同樣多的水銀壓入管中，故大氣壓力做功

8、是相同的，這些功一部分增加了水銀的重力勢能，另一部分增加了水銀的內(nèi)能。由于A管中水銀重心高，增加的重力勢能大，故A管中水銀內(nèi)能的增量小。 二、多項選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 8．如果將自行車內(nèi)胎充氣過足，又放在陽光下暴曬，車胎極易爆裂，關于這一現(xiàn)象的描述，下列說法正確的是(暴曬過程中內(nèi)胎容積幾乎不變)(　　) A．車胎爆裂，是車胎內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結果 B．在爆裂前的過程中，氣體溫度升高，分子無規(guī)則熱運動加劇，氣體壓強增大 C．在車胎突然爆

9、裂的瞬間，氣體內(nèi)能增加 D．在車胎突然爆裂的瞬間，氣體內(nèi)能減少 解析：選BD　這是一個等容變化，溫度升高，壓強增大，在車胎爆裂的瞬間，氣體對外做功，內(nèi)能減少，故選項B、D正確。 9．下列關于系統(tǒng)的內(nèi)能的說法正確的是(　　) A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的 B．分子動理論中引入的系統(tǒng)內(nèi)能和熱力學中引入的系統(tǒng)內(nèi)能是一致的 C．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但單純地對系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能 D．氣體在大氣中做絕熱膨脹時做了功，但氣體的內(nèi)能不變 解析：選AB　系統(tǒng)的內(nèi)能是一個只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A選項正確；因為內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，所以分子動理論中引

10、入的內(nèi)能和熱力學中引入的內(nèi)能是一致的，B選項正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，C選項錯誤；氣體做絕熱膨脹時對外界做了功，且與外界沒有熱交換，所以系統(tǒng)的內(nèi)能要減少，故D選項錯誤。 10．對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是(　　) A．若氣體的壓強和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變 B．若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變 C．若氣體的溫度隨時間不斷升高，其壓強也一定不斷增大 D．氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關 E．當氣體溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大 解析：選ADE　p、V不變，則T不變，氣體的內(nèi)能不變，故選項A正確；內(nèi)能不變，溫度不變，p、V可能變化，選

11、項B錯誤；氣體溫度升高，壓強不一定增大，選項C錯誤；氣體溫度每升高1 K吸收的熱量與氣體對外做功多少有關，即與經(jīng)歷的過程有關，故選項D正確；溫度升高，理想氣體的內(nèi)能一定增大，選項E正確。 11.如圖所示，水平固定不動、導熱性能良好的氣缸內(nèi)用活塞封閉著一定質量的空氣，外界溫度恒定。一條細線的左端連接在活塞上，另一端跨過定滑輪后連接在一個小桶上，開始時活塞靜止?，F(xiàn)在不斷向小桶中添加細砂，使活塞緩慢向右移動(活塞始終未被拉出氣缸)。忽略氣體分子間的相互作用，則在活塞移動過程中，下列說法正確的是(　　) A．氣缸內(nèi)氣體分子的平均動能變小 B．氣缸內(nèi)氣體的壓強變小 C．氣缸內(nèi)氣體向外放出熱量

12、D．氣缸內(nèi)氣體從外界吸收熱量 解析：選BD　將活塞作為研究對象有p0S＝pS＋T。 向小桶中添加細砂時，拉力T增大，則p減小，B正確，因活塞緩慢移動，又氣缸導熱性能良好，則氣體溫度不變，內(nèi)能不變，分子的平均動能不變，A錯，向右移動時氣體對外做功，由熱力學第一定律可知，氣體吸熱，D對、C錯。 12.(2016·海南高考)一定量的理想氣體從狀態(tài)M可以經(jīng)歷過程1或者過程2到達狀態(tài)N，其p-V圖像如圖所示。在過程1中，氣體始終與外界無熱量交換；在過程2中，氣體先經(jīng)歷等容變化再經(jīng)歷等壓變化。對于這兩個過程，下列說法正確的是(　　) A．氣體經(jīng)歷過程1，其溫度降低 B．氣體經(jīng)歷過程1，其內(nèi)能減小

13、 C．氣體在過程2中一直對外放熱 D．氣體在過程2中一直對外做功 E．氣體經(jīng)歷過程1的內(nèi)能改變量與經(jīng)歷過程2的相同 解析：選ABE　氣體經(jīng)歷過程1，壓強減小，體積變大，膨脹對外做功，內(nèi)能減小，故溫度降低，選項A、B正確。氣體在過程2中，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C，則開始時，氣體體積不變，壓強減小，則溫度降低，對外放熱；然后壓強不變，體積變大，膨脹對外做功，則溫度升高，吸熱，故選項C、D錯誤；無論是經(jīng)過過程1還是過程2，初、末狀態(tài)相同，故內(nèi)能改變量相同，選項E正確。 第Ⅱ卷(非選擇題，共52分) 三、非選擇題(本題共5小題，共52分。填空題要把正確結果填在相應橫線上或按要求作答；計算題

14、要有必要的文字說明和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 13．(6分)(江蘇高考)如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，一定質量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2。則在此過程中，氣體分子平均動能________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了________。 解析：氣體等壓膨脹，由＝C可知T增大，所以氣體分子平均動能增大。由熱力學第一定律可得：ΔU＝Q－p0(V2－V1)。 答案：增大　Q－p0(V2－V1) 14．(10分)(1)遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃。隨著人類

15、文明的進步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法。“鉆木取火”是通過________方式改變物體的內(nèi)能，把________轉變成內(nèi)能。 (2)某同學做了一個小實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的________，溫度________，體積________。 解析：(1)“鉆木”的過程是做功的過程，是把機械能轉化為內(nèi)能的過程。 (2)燒瓶里的氣體吸收熱量后，由熱力學第一定律知，氣體的內(nèi)能增加，因而溫度升高，體積增大。 答案：(1)做功　機械能　(2)熱量　升高　增

16、大 15．(10分)鉛彈以速度v＝200 m/s射入木塊后停在木塊中，木塊沒有移動。增加的內(nèi)能的80%使鉛彈的溫度升高，鉛彈溫度升高多少？[c鉛＝0.13×103 J/(kg·℃)] 解析：鉛彈在射入木塊的過程中，子彈克服阻力做功，機械能減少，子彈剛好靜止時，機械能已完全轉化為內(nèi)能。 鉛彈在射入木塊的過程中：W＝ΔU＝mv2① 對鉛彈：80%×ΔU＝c鉛 mΔt② 由①②兩式得：Δt＝＝ ℃≈123 ℃。 所以鉛彈溫度升高123 ℃。 答案：123 ℃ 16．(12分)如圖所示A、B汽缸的長度和截面積分別為30 cm和20 cm2，C是可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動的、體積不計的活塞，D

17、為閥門。整個裝置均由導熱材料制成。起初閥門關閉，A內(nèi)有壓強pA＝2.0×105 Pa的氮氣。B內(nèi)有壓強pB＝1.0×105 Pa的氧氣。閥門打開后，活塞C向右移動，最后達到平衡。 (1)求活塞C移動的距離及平衡后B中氣體的壓強； (2)活塞C移動過程中A中氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由。(假定氧氣和氮氣均為理想氣體，連接汽缸的管道體積可忽略) 解析：(1)由玻意耳定律： 對A部分氣體有：pALS＝p(L＋x)S， 對B部分氣體有：pBLS＝p(L－x)S， 代入相關數(shù)據(jù)解得： x＝10 cm，p＝1.5×105 Pa。 (2)活塞C向右移動的過程中A中氣體對外做功，而氣體發(fā)生等

18、溫變化，內(nèi)能不變，由熱力學第一定律W＋Q＝ΔU知Q<0，故A中氣體從外界吸熱。 答案：(1)10 cm　1.5×105 Pa　(2)吸熱　理由見解析 17.(14分)如圖所示，一導熱汽缸放在水平面上，其內(nèi)封閉一定質量的某種理想氣體，活塞通過滑輪組與一重物連接，并保持平衡，已知汽缸高度為h，開始活塞在汽缸中央，初始溫度為t攝氏度，活塞面積為S，大氣壓強為p0。物體重力為G，活塞質量及一切摩擦不計，緩慢升高環(huán)境溫度，使活塞上升Δx，封閉氣體吸收了Q的熱量。(汽缸始終未離開地面) 求：(1)環(huán)境溫度升高了多少度？ (2)氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？ 解析：(1)活塞緩慢移動，任意狀態(tài)都處于平衡狀態(tài)，故氣體做等壓變化，由蓋·呂薩克定律可知：＝ 得ΔT＝·T＝·(273＋t)＝(273＋t)。 (2)設汽缸內(nèi)壓強為p， 由平衡條件得：pS＝p0S－G 封閉氣體對外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx 由熱力學第一定律得： ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx。 答案：(1) (273＋t) (2)內(nèi)能增加Q－(p0S－G)Δx - 7 -