云南省2020屆高三物理 《熱力學(xué)定律與能量守恒》單元測試 新人教版

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1、云南省新人教版物理2020屆高三單元測試33 《熱力學(xué)定律與能量守恒》 (時間：90分鐘 滿分：100分) 一、選擇題 1．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(　　) A．在一定條件下物體的溫度可以降到0 K B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 【答案】B 【詳解】根據(jù)熱力學(xué)第三定律的絕對零度不可能達(dá)到可知A錯誤；物體從外界吸收熱量、對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減小和不變，C錯誤；壓縮氣體，外界對氣體做正功，可能向外界放熱，內(nèi)能可能減少、溫度降低，D錯誤；物體從單一熱源吸收的

2、熱量可全部用于做功而引起其他變化是可能的，B正確． 2．下面說法正確的是(　　) A．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能一定增加 B．我們可以制造一種熱機(jī)，將流散到周圍環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化 C．假設(shè)兩個液體分子從緊靠在一起開始相互遠(yuǎn)離，直到無窮遠(yuǎn)處，在這一過程中分子力先做正功后做負(fù)功 D．空調(diào)制冷，雖然是人為的使熱量由低溫處傳到高溫處，但這不違背熱力學(xué)第二定律 【答案】CD 【詳解】根據(jù)熱力學(xué)第一定律，物體吸收熱量但同時對外做功時，物體內(nèi)能有可能減少，A錯； B選項中描述的現(xiàn)象要實現(xiàn)必須引起其他變化．否則就違背了熱力學(xué)第二定律，B錯； 開始分子

3、力表現(xiàn)為斥力，越過r0位置后分子力表現(xiàn)為引力，所以分子力先做正功后做負(fù)功，C選項正確； 雖然熱量由低溫處向高溫處傳遞，但這引起了其他變化，就是消耗了電能，所以D選項正確． 3.關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是( ) A.在一定條件下物體的溫度可以降到0 K B.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C.吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D.壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 【答案】選B. 【詳解】由熱力學(xué)第三定律知，絕對零度不可能達(dá)到，A錯；由熱力學(xué)第二定律知，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功，但是將產(chǎn)生其他影響，B對；物體吸收了熱量，若全部用于對外做功，其內(nèi)能不變，C

4、錯；壓縮氣體，若氣體對外放熱，氣體的溫度不一定升高，D錯. 4．溫室效應(yīng)嚴(yán)重威脅著人類生態(tài)環(huán)境的安全，為了減少溫室效應(yīng)造成的負(fù)面影響，有的科學(xué)家受到了啤酒在較高壓強(qiáng)下能夠溶解大量的二氧化碳的啟發(fā)，設(shè)想了一個辦法：可以用壓縮機(jī)將二氧化碳送入深海底，永久貯存起來．海底深處，壓強(qiáng)很大，溫度很低，海底深水肯定能夠溶解大量的二氧化碳，這樣就為溫室氣體二氧化碳找到了一個永遠(yuǎn)的“家”，從而避免溫室效應(yīng)．在將二氧化碳送入深海底的過程中，以下說法正確的是(　　) A．壓縮機(jī)對二氧化碳做功，能夠使其內(nèi)能增大 B．二氧化碳與海水間的熱傳遞能夠使其內(nèi)能減少 C．二氧化碳分子平均動能會減少 D．每一個二氧化碳

5、分子的動能都會減少 【答案】ABC 【詳解】考查熱力學(xué)第一定律．壓縮機(jī)壓縮氣體對氣體做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，A對；二氧化碳壓入海底時比海水溫度高，因此將熱量傳遞給海水而內(nèi)能減小，B是對的．二氧化碳溫度降低，分子平均動能減小，但不是每個分子的動能都減小，C正確，D錯． 5．用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中，如圖所示，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象，這一實驗是否違反熱力學(xué)第二定律？熱水和冷水的溫度是否會發(fā)生變化？簡述這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況． 【答案】不違反　熱水溫度降低，冷水溫度升高．轉(zhuǎn)化效率低于100% 【詳解】溫差發(fā)電現(xiàn)象

6、中產(chǎn)生了電能是因為熱水中的內(nèi)能減少，一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冷水，不違反熱力學(xué)第二定律． 6．如圖所示，將完全相同的A、B兩球，分別浸沒在初始溫度相同的水和水銀的同一深度處，已知A、B兩球用同一種特殊的材料制成，當(dāng)溫度稍微升高時，球的體積會明顯地變大．現(xiàn)讓兩種液體的溫度同時緩慢地升高到同一值，發(fā)現(xiàn)兩球膨脹后，體積相等。若忽略繩子、水和水銀由于溫度的變化而引起的體積膨脹，則以下判斷正確的是(　　) A．因為同一深度處水的壓強(qiáng)較小，所以A球膨脹過程中對外做的功較多 B．因為同一濃度處水銀的壓強(qiáng)較大，所以B球膨脹過程中內(nèi)能增加較多 C．膨脹過程中，A球吸引的熱量較多 D．膨脹過程

7、中，B球吸收的熱量較多 【答案】D 【詳解】本題考查的是熱力學(xué)第一定律的主要內(nèi)容．A、B兩球所處的環(huán)境初末狀態(tài)一致，故兩球的體積增量和溫度增量均相同，所以內(nèi)能增量相同，選項B錯誤．但A球位于水中，B球位于水銀中，由于同一深度處水的壓強(qiáng)較小，故A球膨脹過程中對外做功較少，選項A錯誤，由ΔV＝W＋Q的關(guān)系可知，B球膨脹過程中對外做功較多，故B球膨脹過程中吸收熱量較多，選項D正確． 7．某一密閉容器中密封著一定質(zhì)量的某種實際氣體，氣體分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．關(guān)于實際氣體的下列說法中正確的是(　　) A．在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體對器壁的頂部沒有作用力 B．若氣體膨脹對外界做

8、功，則分子勢能一定增大 C．若氣體被壓縮，外界對氣體做功，則氣體內(nèi)能一定增加 D．若氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，則氣體分子的動能一定不變 【答案】B 【詳解】在完全失重的情況下，密閉容器內(nèi)的氣體仍然有壓強(qiáng)，氣體對器壁的頂部有作用力，所以A錯誤；體積膨脹，分子間距離增大，分子力做負(fù)功，氣體的分子勢能增加，B正確；外界對氣體做功，但氣體有可能向外界放熱，所以內(nèi)能的變化情況不能確定，C錯誤；氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對外界做的功，所以內(nèi)能不變，但分子勢能增大了，所以分子動能一定減小，即D錯誤． 8．把一定的熱量傳給一定量的氣體，則(　　) A．該氣體的內(nèi)能一定增加 B．

9、該氣體的內(nèi)能有可能減小 C．該氣體的壓強(qiáng)一定不會減小 D．該氣體的體積一定不會減小 【答案】B 【詳解】氣體吸收一定的熱量，可能同時對外做功．若氣體吸收的熱量小于氣體對外做的功，則內(nèi)能將減少，所以A錯誤，B正確．氣體吸收熱量，可能同時對外做功，則氣體體積將增大，氣體分子密集程度變小，所以氣體壓強(qiáng)可能減小，C、D均錯誤． 9 一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則該理想氣體的_______。（填選項前的字母） A.溫度降低，密度增大 B.溫度降低，密度減小 C.溫度升高，密度增大 D.溫度升高，密度減小 【答

10、案】選D. 【詳解】由熱力學(xué)第一定律，Q=2.5×104J，W=-1.0×104J可知大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯；氣體對外做功，體積增大，密度減小，C錯D對. 11 關(guān)于一定量的氣體，下列敘述正確的是（ ） A.氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功 B.氣體體積增大時，其內(nèi)能一定減少 C．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 D．外界對氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少 【答案】 選AD 【詳解】如果氣體等溫膨脹，則氣體的內(nèi)能不變，吸收熱量全部用來對外做功，Ａ正確；當(dāng)氣體體積增大時，對外做功，若同時吸收熱量，且吸收的熱量大于或等于對外做功的數(shù)值時，內(nèi)能不會增加，所以Ｂ錯誤；若

11、氣體吸收熱量同時對外做功，其內(nèi)能也不一定增加，C錯誤；若外界對氣體做功同時氣體向外放出熱量， 且放出的熱量多于外界對氣體所做的功，則氣體內(nèi)能減少，所以D正確． 二、非選擇題 11．(1)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等熱機(jī)以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，我們把這些氣體稱為工質(zhì)．某熱機(jī)經(jīng)過一個循環(huán)后，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰酫1，對外做功W，又對低溫?zé)嵩捶艧酫2，工質(zhì)完全恢復(fù)初始狀態(tài)，內(nèi)能沒有變化．根據(jù)熱力學(xué)第一定律，在工質(zhì)的一個循環(huán)中，Q1、Q2、W三者之間滿足的關(guān)系是________．熱機(jī)的效率η＝不可能達(dá)到100%，從能量轉(zhuǎn)換的角度，說明________能不能完全轉(zhuǎn)化為_

12、_______能． (2)如圖表示一定質(zhì)量的某氣體在不同溫度下的兩條等溫線．圖中等溫線Ⅰ對應(yīng)的溫度比等溫線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度要________(填“高”或“低”)．在同一等溫線下，如果該氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積應(yīng)變?yōu)樵瓉淼腳_______倍． 【答案】 (1)Q1－Q2＝W　內(nèi)　機(jī)械　(2)低　1/2 【詳解】(1)本題考查熱力學(xué)第一定律．由熱力學(xué)第一定律可得，ΔU＝W＋Q，Q1－W－Q2＝0，Q1－Q2＝W. (2)本題考查氣體定律．在兩等溫線上取體積相等的兩個狀態(tài)，可見等溫線Ⅰ的壓強(qiáng)小于等溫線Ⅱ的壓強(qiáng)，由＝C可得，等溫線Ⅰ的溫度低于等溫線Ⅱ的溫度；在等溫條件下，可得如果

13、氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍，則氣體的體積變?yōu)樵瓉淼?/2倍． 12．內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不計質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105 Pa，體積為2.0×10－3 m3的理想氣體，現(xiàn)在活塞上緩慢倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄? (1)求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； (2)若封閉氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，在上述過程中外界對氣體做功145 J，封閉氣體吸收還是放出熱量？熱量是多少？ 【答案】(1)2.0×105 Pa　(2)放出熱量　145 J 【詳解】(1)封閉氣體做等溫變化，由玻意耳定律p1V1＝p2V2， 得氣體的壓強(qiáng)p2＝＝ Pa＝2.0×105 Pa. (2)因為氣體做等溫變化，所以內(nèi)能不變，即ΔU＝0 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q， 得熱量Q＝－W＝－145 J 說明封閉氣體放出熱量，熱量為145 J.