《2018-2019學年高中物理 第10章 熱力學定律 學業(yè)質量標準檢測 新人教版選修3-3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第10章 熱力學定律 學業(yè)質量標準檢測 新人教版選修3-3.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第十章　學業(yè)質量標準檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(廣東省深圳市沙井中學2017年高二下學期期末)下列說法中正確的是( C ) A．熱量能夠從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體 B．功、熱、內能是一樣的 C．不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它任何變化 D．凡是不違反能量守恒定律的過程一定能實現(xiàn) 解析：熱量也能從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他的變化，選項A錯誤；功、熱、內能三者只是單位相同，但是實質上有本質的不同，選項B錯誤；根據(jù)熱力學第二定律可知，選項C正確；凡是不違反能量守恒定律的過程不一定能實現(xiàn)，例如第二類永動機，選項D錯誤；故選C。 2．如圖為某種椅子與其升降部分的結構示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可沿N的內壁上下滑動，設筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，在M向下滑動的過程中( A ) A．外界對氣體做功，氣體內能增大 B．外界對氣體做功，氣體內能減小 C．氣體對外界做功，氣體內能增大 D．氣體對外界做功，氣體內能減小 解析：本題考查了熱力學第一定律，理解做功和熱傳遞可以改變物體的內能。筒內氣體不與外界發(fā)生熱交換，M向下滑的過程中，外界對氣體做功，由熱力學第一定律可知氣體內能增大，A正確。 3.熱力學第二定律常見的表述方式有兩種，其一是：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體而不引起其他變化；其二是：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化。第一種表述方式可以用如右圖示意圖來表示，根據(jù)你對第二種表述的理解，如果也用類似的示意圖來表示，你認為下列示意圖中正確的是( B ) 解析：第二種表述的意思是：熱機吸收熱量，對外做功，同時把熱量傳給低溫物體。 4.(山東壽光現(xiàn)代中學2017～2018學年高二下學期檢測)一定質量的理想氣體沿p－V坐標圖中曲線所示的方向發(fā)生變化，其中曲線ADB是以p軸、V軸為漸近線的雙曲線的一部分，則( C ) A．氣體由A變到B，一定是放熱的 B．氣體由B變?yōu)锳，一定是吸熱的 C．氣體由A變到B再變到A，吸熱多于放熱 D．氣體由A變到B再變到A，放熱多于吸熱 解析：由圖可知，由A經(jīng)C到B，中途體積增大，對外做功，同時溫度也升高，內能增大，所以一定要吸熱。而由B經(jīng)D到A，只是體積減小，溫度是不變的(是條等溫線)，所以雖然是放熱，但相對前面的由A到B過程，放出的熱量要少些，所以總的吸熱大于放熱，綜上所述選項C正確。 5．(山東濰坊2016年高三一模)飛機在萬米高空飛行時，艙外氣溫往往在－50℃以下。在研究大氣現(xiàn)象時可把溫度、壓強相同的一部分氣體作為研究對象，叫做氣團。氣團直徑可達幾千米。由于氣團很大，邊緣部分與外界的熱交換對整個氣團沒有明顯影響，可以忽略。高空氣團溫度很低的原因可能是( C ) A．地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，同時對外放熱，使氣團自身溫度降低 B．地面的氣團上升到高空的過程中收縮，同時從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低 C．地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，氣團對外做功，氣團內能大量減少，氣團溫度降低 D．地面的氣團上升到高空的過程中收縮，外界對氣團做功，故周圍溫度降低 解析：由熱力學第一定律，物體內能的變化ΔU與做功W和熱傳遞Q有關，滿足ΔU＝W＋Q，氣團在上升的過程中不斷膨脹，氣體對外做功，又由于氣團很大，其邊緣與外界的熱交換可忽略，因而其內能不斷減小，所以氣團的溫度會很低，故選C。 6．一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖所示的p－V圖上，氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化到b狀態(tài)，再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài)， a、c兩點位于與縱軸平行的直線上，以下說法中正確的是( D ) A．由a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中，氣體放出熱量，內能減少 B．由b狀態(tài)至c狀態(tài)過程中，氣體對外做功，內能減少 C．c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，c狀態(tài)分子平均距離較大，分子平均動能較大 D．b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)分子平均距離較小，分子平均動能相等 解析：由題意，ab是一條雙曲線，說明氣體由a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中發(fā)生了等溫變化，內能不變，氣體的體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，故A錯誤。由b狀態(tài)至c狀過程中，氣體的體積增大，對外做功，溫度升高，內能增大，故B錯誤。c狀態(tài)與a狀態(tài)相比，體積相同，分子平均距離相等，故C錯誤。b狀態(tài)與a狀態(tài)相比，b狀態(tài)體積小，分子平均距離較小，溫度相等，則分子平均動能相等，故D正確。 7．奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃氣罐(內有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成。當穩(wěn)壓閥打開以后，燃氣以氣態(tài)形式從氣罐里出來，經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進入燃燒室進行燃燒。則以下說法中正確的是( AC ) A．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功 B．燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少 C．燃氣在燃燒室燃燒的過程是熵增加的過程 D．燃氣燃燒后釋放在周圍環(huán)境中的能量很容易被回收再利用 解析：燃氣由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中體積膨脹，對外做功，故A選項正確；燃氣在膨脹過程中克服分子間引力做功，分子勢能增大，故B選項錯誤；由熵增加原理可知C選項正確；由能量耗散可知D選項錯誤。 8．用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分，先把活塞鎖住，將質量和溫度都相同的氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分，然后提起銷子S，使活塞可以無摩擦地滑動，當活塞平衡時( CD ) A．氧氣的溫度不變　　　 B．氫氣的壓強增大 C．氧氣的體積減小 D．氧氣的內能變大 解析：質量相同，則H2的分子數(shù)多，溫度相同表明兩氣體分子平均動能相同，則H2壓強大，釋放后，活塞右移，H2體積變大，同時對O2做功，O2的溫度升高，內能變大，故選CD。 9．(青島市2016年高二下學期三校聯(lián)考)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖象如圖所示，下列判斷正確的是( AD ) A．過程ab中氣體一定吸熱 B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 解析：從a→b為等容變化、溫度升高、內能增大，不做功，所以要吸熱，A對，過程bc為等溫膨脹，要吸熱，B不正確。ca過程為等壓降溫，體積減小，外界對氣體做功，而內能減小，所以要放熱，但W≠Q，C錯。由p＝nEk可知，由于pb>pc　Ek相等所以nb>nc，D對。 10.如圖是某研究小組為了探究“魚鰾的作用”所制作的裝置。具體制作方法如下：在大號“可樂瓶”中注入半瓶水，在一個小氣球中放入幾枚硬幣并充入少量空氣(忽略氣體的分子勢能)，將其裝入“可樂瓶”中。通過在水中放鹽改變水的密度后，使氣球恰好懸浮于水中，并擰緊瓶蓋。設初始時瓶中氣體、水及外界大氣的溫度相同。當用手擠壓“可樂瓶”的上半部分時，下列說法正確的是( AD ) A．快速擠壓時，瓶內氣體壓強變大 B．快速擠壓時，瓶內氣體溫度不變 C．快速擠壓時，瓶內氣體體積不變 D．緩慢擠壓時，氣球下降 解析：快速擠壓氣體時，外界對它做功，來不及熱傳遞，由W＋Q＝ΔU，內能增大，溫度上升，體積變小，瓶內壓強變大，則A項對，B、C兩項錯；緩慢擠壓時，溫度不變，體積變小，瓶內壓強變大，對氣球來說，壓強也增大，溫度不變，體積必然減小，則重力mg大于浮力ρgV氣球，氣球下降，則D項正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上) 11．(5分)根據(jù)制冷機的工作原理，試分析每個工作過程中工作物質的內能改變情況和引起改變的物理過程 ： (1)工作物質的內能增加，是做功的過程； (2)工作物質的內能減小，是放熱的過程； (3)工作物質的內能增加，是吸熱的過程。 解析：在(1)中，壓縮氣體，對氣體做功，內能增加；在②中，氣體液化要放出熱量，內能減小；在(3)中，是工作物質的汽化過程，要吸收熱量，內能增加。 12．(6分)一定質量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的pT圖像和VT圖像如圖所示，此過程中氣體的內能增加了100J，則此過程中氣體吸收(選填“吸收”或“放出”)的熱量為300J。 解析：由題圖知氣體發(fā)生的是等壓變化，由蓋－呂薩克定律有＝，所以V2＝V1，代入數(shù)值得V2＝8.010－3m3，此過程氣體膨脹對外做功為W＝p(V2－V1)＝200J，由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知氣體吸熱且Q＝300J。 13．(7分)開發(fā)利用太陽能，將會滿足人類長期對大量能源的需求。太陽能的光熱轉換是目前技術最為成熟、應用最廣泛的形式。太陽能熱水器的構造示意圖如圖所示，下方是象日光燈管似的集熱管，由導熱性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一塊光亮的鋁合金反光板，做成凹凸一定的曲面。 (1)說明太陽能熱水器哪些結構與其功能相適應，水箱為何安裝在頂部而非下部？ 答：日光燈管似的集熱管面積較大，便于吸收較多的太陽能；外有透明玻璃管，內有黑色管子，使陽光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管間有空隙，并抽成真空，減少兩管間因空氣對流引起的熱損失，減少熱傳導；集熱管的下方是一塊光亮的鋁合金板子，做成凹凸一定的曲面，使周圍及穿過管隙的陽光盡量聚焦在水管內，水箱安裝在頂部而非下部，便于水的對流。 (2)下圖中A是集熱器，B是儲水容器，在陽光直射下水將沿順時針方向流動，這是因為集熱器中的水被太陽光曬熱后密度變小，沿管向右上方運動。C是輔助加熱器，其作用是在陰天用電加熱的方式使水溫升高。請在下圖中適當位置安上進水閥門和出水閥門，并說明選擇位置的理由。在封閉的環(huán)形管道的左下方安上進水閥門，在貯水容器下方豎直管道上安出水閥門，可使熱水流出，冷水得以補充。 三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(9分)據(jù)《中國環(huán)境報》報道：從一份簡單科技攻關課題研究結果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的40%以上，研究結果還表明，我國農業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟損失高達15億多元。為了有效控制酸雨，目前國務院已批準《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)。 在英國進行的一項研究結果表明：高煙囪可有效地降低地面SO2濃度。在20世紀的60～70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的SO2增加了35%，但由于建造高煙囪的結果，地面濃度降低了30%之多。 (1)請你從全球環(huán)境保護的角度，分析這種做法是否可?。空f明其理由并舉出幾種控制酸雨的有效途徑。 (2)用傳統(tǒng)的煤、石油作燃料，其主要缺點是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油作燃料相比，哪種物質可以作為新能源？主要優(yōu)點是什么，缺點又是什么？ 答案：(1)這種做法不可取。建設高煙囪只能降低地面SO2的濃度，不能從根本上降低大氣中SO2的濃度?？刂扑嵊甑耐緩街饕腥齻€：一是對煤、石油等傳統(tǒng)能源進行處理，使其燃燒過程不產生SO2；二是對SO2回收；三是開辟“綠色能源”，主要是氫能源。 (2)傳統(tǒng)的燃料主要缺點是：①煤，石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的；②燃燒后產生的SO2、NO2等嚴重污染大氣，進而形成酸雨；③燃燒后產生的CO2又會造成溫室效應。與傳統(tǒng)的燃料相比，氫可以作為目前最理想的燃料，優(yōu)點：①H2可以用水作為原料來制取，取之不盡，用之不竭；②H2燃燒時放熱多，放出的熱量約為同質量汽油的3倍；③氫燃料的最大優(yōu)點是燃燒產物為水，不易污染環(huán)境，還可循環(huán)使用。 缺點：氫能源的提取、開發(fā)和利用的技術發(fā)明成為當務之急。 15．(10分)(山東濰坊市2016年高二下學期期中)如圖所示為一定質量理想氣體的p－V圖象，氣體狀態(tài)由A經(jīng)B到C的變化過程中，氣體吸收了420J熱量，對外做功400J。已知狀態(tài)A的溫度為300K。求氣體： (1)內能改變的數(shù)值； (2)狀態(tài)C的溫度TC。 答案：(1)增加20J　(2)240K 解析：(1)由熱力學第一定律 ΔU＝Q＋W＝420J－400J 解得ΔU＝20J Δv為正，則氣體內能增加 (2)由理想氣體狀態(tài)方程：＝ 解得狀態(tài)C的溫度：TC＝240K 16．(11分)如圖所示，一導熱汽缸放在水平地面上，其內封閉一定質量的某種理想氣體，活塞通過定滑輪與一重物連接，并保持平衡，已知汽缸高度為h，開始時活塞在汽缸中央，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)氣體的內能如何變化？變化了多少？ 答案：(1)(273＋t)K　(2)內能增加；ΔU＝Q－(p0S－G)Δx 解析：(1)活塞緩慢移動，任意時刻都處于平衡狀態(tài)，故氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律可知：＝ 得ΔT＝(273＋t)K (2)氣體溫度升高，內能增加。 設汽缸內壓強為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。 17．(12分)一太陽能空氣集熱器，底面及側面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內部封閉氣體的壓強為p0。經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K。 (1)求此時氣體的壓強。 (2)保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到p0。求集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因。 答案：(1)p0　(3)　吸熱　原因見解析 解析：(1)由題意知，氣體體積不變，由查理定律得 ＝ 所以此時氣體的壓強p1＝p0＝p0＝p0 (2)抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設膨脹后氣體的總體積為V2，由玻意耳定律可得p1V0＝p0V2 可得V2＝＝V0 所以集熱器內剩余氣體的質量與原來總質量的比值為＝ 因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內能不變，而剩余氣體的體積膨脹對外做功。由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q可知，氣體一定從外界吸收熱量。