优化设计学年高中物理第十章热力学定律单元测评新人教版选修33.docx
- 文档编号:16741664
- 上传时间:2023-07-17
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:55.55KB
优化设计学年高中物理第十章热力学定律单元测评新人教版选修33.docx
《优化设计学年高中物理第十章热力学定律单元测评新人教版选修33.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《优化设计学年高中物理第十章热力学定律单元测评新人教版选修33.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
优化设计学年高中物理第十章热力学定律单元测评新人教版选修33
第十章热力学定律
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分;在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对得5分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)
1.如图为焦耳实验装置简图,用绝热性能良好的材料将容器包好。
重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。
关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.这个装置可粗略测定热功当量
B.做功增加了水的热量
C.做功增加了水的内能
D.功和热量是完全等价的,无区别
解析:
使相同的水升高相同的温度可采用加热和做功两种方法,用这个装置测出叶片对水做的功,即可知道热功当量,A对;对水做功可使水的内能变大,而与热量无关,B错,C对;功是不同形式的能量转化的量度,热量是同种能量(内能
)转移的量度,D错。
答案:
AC
2.高温物体甲和低温物体乙发生热传递,最后达到热平衡,这个过程的实质是( )
A.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者温度相等
B.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者内能相等
C.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者内能相等
D.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者温度相等
解析:
宏观上甲的温度降低,乙的温度升高,因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度,而实质上是甲将内能传递给了乙,因而选项A、C错误;热传递完成后,最后甲、乙两物体达到热平衡,即两者温度相同,并不是内能相等,选项B错误,而选项D正确。
答案:
D
3.(2011·广东理综)如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体,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.外界对气体做功,气体内能增加
B.外界对气体做功,气体内能减少
C.气体对外界做功,气体内能增加
D.气体对外界做功,气体内能减少
解析:
M筒向下滑动的过程中压缩气体,对气体做功,又由于气体不与外界发生热交换,根据热力学第一定律可知气体的内能增加,选项A正确。
答案:
A
4.以一副扑克牌为例,关于有序和无序、宏观态和微观态的理解,下列说法中正确的是( )
A.按照黑桃、红桃、梅花、方块的顺序,而且从大到小将扑克牌排列起来,扑克牌此时是有
序的
B.一副扑克牌是一个宏观态,将扑克牌洗牌一次就是一个微观态
C.将扑克牌按照奇数和偶数分成两部分,扑克牌是无序的,每部分内部是有序的
D.一副扑克牌按照奇数和偶数分成两部分是一个宏观态,从偶数部分抽出一张放到奇数部分是该宏观态对应的一个微观态
解析:
扑克牌的排列是有确定规则的,是有序的,故
A对;一副扑克牌是一个系统,是一个宏观态,洗牌一次,该状态为这副扑克牌宏观态对应的一个微观态,故B对;按照奇数和偶数分成两部分是有序的,内部是无序的,故C错;奇数与偶数分开是一种宏观态,从偶数部分抽出一张放到奇数部分时,原宏观态被破坏,故D错。
答案:
AB
5.(2014·西宁高二检测)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.制作一种制冷设备,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
解析:
本题考查的是对热力学相关问题的研究。
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不可能的,因为它违反了热力学第二定律,A错误;制作一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下是不可能的,B错误;将房屋顶盖上太阳能板,可直接
用太阳能来解
决照明和热水问题是可行的,C正确;汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,使它们自发地分离是不可能的,D错误。
答
案:
C
6.如图所示,一演示用的“永动机”
转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片。
轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而“划水”,推动转轮转动。
离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。
下列
说法正确的是( )
A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形
状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
解析:
转轮转动,机械能增加,必须从外界吸收能量,A、B错误;转动叶片从水中吸收能量,水温降低,C错误;叶片吸收的热量一部分转化为机械能,选项D正确。
答案:
D
7.把一个物体竖直向下抛出,不考虑空气阻力,下列哪种情况是在下落的过程中发生的( )
A.物体的动能增加,分子的平均动能也增加
B.物体的重力势能减少,分子势能增加
C.物体的机械能保持不变
D.物体的内能保持不变
解析:
物体下落的过程,不考虑空气阻力,只有系统内的重力做功,机械能守恒;物体下落过程中,物体的温度和体积也没有发生变化,所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变,所以A、B错误,C
、D正确。
答案:
CD
8.(2013·广东理综)
如图为某同学设计的喷水
装置。
内部装有2L水,上部密封
1atm的空气0.5L,保持阀门关闭,再充入1atm的空气0.1L。
设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变。
下列说法正
确的有( )
A.充气后,密封气体压强增
加
B.充气后,密封气体的分子平均动能增加
C.打开阀门后,密封气体对外界做正功
D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光
解析:
温度不变,分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大,选项A对,B错;打开阀门后,水减少,气体膨胀,密封气体对水做正功,选项C对;如果水全排出,气体压强为p3,p3(2+0.5)=p1(0.5+0.1)得p3=0.24p1 答案: AC 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 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,则=恒量可知,气体温度升高,其对应内能增加,因做功W=0,故选项B错误;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错误。 答案: AC 10.如图所示,两个相通的容器P、Q间装有阀门K,P中充满气体,Q为真空,整个系统与外界没有热交换。 打开阀门K后,P中的气体进入Q中,最终达到平衡,则( ) A.气体体积膨胀,内能增加 B.气体分子势能减少,内能增加 C.气体分子势能增加,压强可能不变 D.Q中气体不可能自发地全部退回到P中 解析: 气体的膨胀过程没有热交换,可以判断Q=0;由于容器Q内为真空,所以气体是自由膨胀,虽然体积变大,但是气体并不对外做功,即W=0;根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由以上可以判断该过程ΔU=0,即气体的内能不变,显然选项A、B错误。 由于气体分子间的作用力表现为引力,所以气体体积变大时分子引力做负功,分子势能增加,由此进一步推断分子动能减小,温度降低;体积变大、温度降低,则气体压强变小,所以选项C错误。 宏观中的热现象都是不可逆的,所以D正确。 答案: D 二、填空题(本题共2小题,共16分。 把答案填在题中的横线上) 11.(10分) (1)孤立系统在一定条件下的 态,对应热力学概率为最大值的宏观状态,亦即该系统内分子运动 的状态。 熵的大小反映了某一宏观态所对应的 的数目的多少。 (2)若孤立系统的初态S Smax(填“<”“>”或“=”),则该初态为非平衡态,系统将自发地向着分子运动无序的方向过渡,并最后到达具有Smax的宏观态,即 内进行的自然过程总是沿着使系统的S增大的方向进行。 答案: (1)平衡 最无序 微观态 (2)< 孤立系统 12.(6分)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作 时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化,我们把这些气体称为工质。 某热机经过一个循环后,工质从高温热源吸热Q1,对外做功W,又向低温热源放热Q2,工质完全恢复初始状态,内能没有变化。 根据热力学第一定律,在工质的一个循环中,Q1、Q2、W三者之间满足的关系是 。 热机的效率η=不可能达到100%,从能量转化的角度,说明 能不能完全转化为 能。 解析: 由热力学第一定律,热量、做功、内能的符号规定得Q1+(-Q2)+(-W)=0,即Q1-Q2=W。 再由热力学第二定律知,内能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响。 答案: Q1-Q2=W 内 机械 三、解答题(本题共3小题,共34分。 解答应写出必要的文字说明、方程式 和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10分)(2014·南宁高二检测)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。 (1)若把容器内的气体看作理想气体,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15kJ,并向外释放了20kJ的热量,容器内原有气体的内能如何变化? 变化了多少? 解析: (1)根据查理定律: p1=p0,T1=300K,p2=4p0 整 理得: T2=1200K,t2=927℃。 (2)由热力学第一定律ΔU=Q+W 得ΔU=-20kJ-15kJ=-35kJ 故内能减少35kJ。 答案: (1)927℃ (2)减少 35kJ 14.(12分)(2013·平顶山高二检测) 如图所示,一长为L、内横截面积为S的绝热汽缸固定在水平地面上,汽缸内用一质量为m的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体,开始时活塞用销钉固定在汽缸正中央,汽缸内被封闭气体压强为p,外界大气压为p0(p>p0)。 现释放活塞,测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v。 求: (1)此过程克服大气压力所做的功; (2)活塞从释放到将要离开缸口,缸内气体内 能改变了多少? 解析: (1)设大气作用在活塞上的压力为F,则: F=p0S 根据功的计算式W=Fl得: W=p0LS (2)设活塞离开汽缸时动能为Ek,则: Ek=mv2 根据能量守恒定律得: ΔU=-mv2-p0LS=-(mv2+p0LS) 即内能减 少了(mv2+p0LS)。 答案: (1)p0LS (2)内能减少了(mv2+p0LS) 15.(12分)(2013·江苏单科)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。 其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。 这就是著名的“卡诺循环”。 (1)该循环过程中,下列说法正确的是 。 A.A→B过程中,外界对气体做功 B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大 C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化 (2)该循环过程中,内能减小的过程是 (选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)。 若气体在A→B过程中吸收63kJ的热量,在C→D过程中放出38kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 kJ。 (3)若该循环过程中的气体为1mol,气体在A状态时 的体积为10L,在B状态时压强为A状态时的。 求气体在B状态时单位体积内的分子数。 (已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol -1,计算结果保留一位有效数字) 解析: (1)A→B过程中,气体温度不变,内能不变,气体体积变大,气体对外界做功,选项A错误;B→C过程中,气体对外界做功,气体内能减少,温度降低,分子平均动能减小,选项B错误;C→D过程中,气体温度不变,分子 运动的剧烈程度不变,体积减小,单位体积内的分子个数增加,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确;D→A过程中,外界对气体做功,气体内能增大,温度升高,气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误。 (2)从 (1)的分析中可知,内能减少的过程是B→C;一次循环过程中,内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q,即0=W+63kJ-38kJ,解得W=-25kJ,即气体对外做功25kJ。 (3)等温过程pAVA=pBVB,单位体积内的分子数n=。 解得n=,代入数据得 n=4×1025m-3。 答案: (1)C (2)B→C 25 (3)4×1025m-3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 优化 设计 学年 高中物理 第十 热力学 定律 单元 测评 新人 选修 33