2017-2018學(xué)年高中物理綜合檢測(cè)3第3章熱力學(xué)基礎(chǔ)粵教版選修3-3

1、綜合檢測(cè)（三）第三章 熱力學(xué)基礎(chǔ)（滿分：100分鐘 時(shí)間：60分）一、選擇題（本大題共9個(gè)小題，每小題6分，共54分，14題為單選，59小題為 雙選，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不選的得0分）1下列說法正確的是（ ）A.冰箱能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，因此不遵從熱力學(xué)第二定律B.空調(diào)工作時(shí)消耗的電能與室內(nèi)溫度降低所放出的熱量可以相等C.自發(fā)的熱傳導(dǎo)是不可逆的D.不可能通過給物體加熱而使它運(yùn)動(dòng)起來，因?yàn)檫`背熱力學(xué)第一定律【解析】 有外界的幫助和影響， 熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體， 空調(diào)消耗的電 能必大于室內(nèi)溫度降低所放出的熱量， 不可能通過給物體加熱而使它運(yùn)動(dòng)起來，

2、 因?yàn)檫`背了 熱力學(xué)第二定律【答案】C2.飛機(jī)在萬米高空飛行時(shí)， 艙外氣溫往往在-50C以下.在研究大氣現(xiàn)象時(shí)可把溫度、 壓強(qiáng)相同的一部分氣體作為研究對(duì)象，叫做氣團(tuán) 氣團(tuán)直徑可達(dá)幾千米由于氣團(tuán)很大，邊 緣部分與外界的熱交換對(duì)整個(gè)氣團(tuán)沒有明顯影響， 可以忽略 高空氣團(tuán)溫度很低的原因可能 是（ ）A.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，同時(shí)對(duì)外放熱，使氣團(tuán)自身溫度降低B.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，同時(shí)從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低C.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，氣團(tuán)對(duì)外做功，氣團(tuán)內(nèi)能大量減少，氣團(tuán)溫 度降低D.地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，外界對(duì)氣團(tuán)做功，故周圍溫度降低【解析】由熱

3、力學(xué)第一定律，物體的內(nèi)能的變化 U與做功W和熱傳遞Q有關(guān)，滿足U=VW Q氣團(tuán)在上升的過程中，氣體不斷膨脹，氣體對(duì)外做功，又由于氣團(tuán)很大，其邊 緣與外界的熱傳遞作用可忽略，因而內(nèi)能不斷減小，所以氣團(tuán)的溫度會(huì)很低，故選C.【答案】C3.某汽車后備箱內(nèi)安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成 開箱時(shí)， 密閉于汽缸內(nèi)的壓縮氣體膨脹， 將箱蓋頂起，如圖1所示在此過程中， 若缸內(nèi)氣體與外界無熱交 換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內(nèi)氣體2A.對(duì)外做正功，分子的平均動(dòng)能減小B.對(duì)外做正功，內(nèi)能增大C.對(duì)外做負(fù)功，分子的平均動(dòng)能增大D.對(duì)外做負(fù)功，內(nèi)能減小【解析】 氣體膨脹，氣體對(duì)外做正功，又因氣體與外界

4、無熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，因忽略氣體分子間相互作用，沒有分子勢(shì)能，所以分子的平均動(dòng)能減小, 選項(xiàng)A正確.【答案】A4在交通運(yùn)輸中，常用“客運(yùn)效率”來反映交通工具的某項(xiàng)效能“客運(yùn)效率”表示自行車，消耗1 MJ（106J）的能量可行駛30 km.一輛載有4人的普通國產(chǎn)轎車，消耗320 MJ的能量可行駛100 km.則電動(dòng)自行車與這輛轎車的客運(yùn)效率之比是（）A. 6:1B. 12:5D. 48:71X30 km【解析】 電動(dòng)自行車的“客運(yùn)效率”n1= 而廠.普通國產(chǎn)轎車的“客運(yùn)效率”【答案】C5如圖2所示，絕熱的容器內(nèi)密閉一定質(zhì)量的氣體（不考慮分子間的作用力），用電阻絲緩慢對(duì)其加熱

5、時(shí)，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是（）A.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)活塞碰撞的次數(shù)減少每消耗單位能量對(duì)應(yīng)的載客數(shù)和運(yùn)送路程的乘積，即客運(yùn)效率=人數(shù)X路程消耗能量.一個(gè)人騎電動(dòng)C. 24:14X100 km320 MJ二者效率之比為30X320400=24：1.3B.電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能減少4C.電流對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功，其內(nèi)能可能不變D.電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功pV【解析】由題意知，氣體壓強(qiáng)不變，活塞上升，體積增大，由y=恒量知，氣體溫度升高，內(nèi)能一定增加，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，電流對(duì)氣體做功一定大于氣體對(duì)外做功,均錯(cuò)，D項(xiàng)正確由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋知溫度升高

6、，氣體分子與活塞碰一次對(duì)活塞的沖量A對(duì).【答案】ADB、C增大，而壓強(qiáng)不變；單位時(shí)間內(nèi)對(duì)活塞的沖量不變.因此單位時(shí)間內(nèi)對(duì)活塞的碰撞次數(shù)減少,6.用兩種不同的金屬絲組成一個(gè)回路，接觸點(diǎn)1插在熱水中，接觸點(diǎn)2插在冷水中,5所示，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象關(guān)于這一現(xiàn)象的正確說法是如圖3A.這一實(shí)驗(yàn)不違背熱力學(xué)第二定律B.在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水溫度降低，冷水溫度升高C.D.在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化成電能，電能則部分轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能在實(shí)驗(yàn)過程中，熱水的內(nèi)能只有部分轉(zhuǎn)化成電能，電能則全部轉(zhuǎn)化成冷水的內(nèi)能【解析】 自然界中的任何自然現(xiàn)象或過程都不違反熱力學(xué)定律,本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不違反熱力學(xué)第二

7、定律，A正確；整個(gè)過程中能量守恒且熱傳遞有方向性，B正確；在實(shí)驗(yàn)過程中,熱水中的內(nèi)能除轉(zhuǎn)化為電能外，還升高金屬絲的溫度， 內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能；電能除轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能外，還升高金屬絲的溫度，電能不能全部轉(zhuǎn)化為冷水的內(nèi)能,C D錯(cuò)誤.【答案】AB7.如圖4所示，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(zhì)量和溫度都相同的理想氣體氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分,然后提起銷子，使活塞可以無摩擦地滑動(dòng)，當(dāng)活塞平衡時(shí)A.氫氣的溫度不變圖4B.氫氣的壓強(qiáng)減熱水二畧兀H26C.氫氣的體積增大D.氧氣的溫度降低【解析】 氫氣和氧氣的質(zhì)量雖然相同，但由于氫氣的摩爾質(zhì)量小，故氫氣物質(zhì)的量多， 又

8、體積和溫度相同，所以氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)大.當(dāng)拔掉銷子后，氫氣會(huì)推動(dòng)活塞向氧氣一方移 動(dòng)，這時(shí)氫氣對(duì)外做功，又無傳熱，由U=VW Q可知，氫氣內(nèi)能減少，溫度降低對(duì)氧氣而言，外界對(duì)它做功，體積減小，由U=VW- Q,在無傳熱的情況下，氧氣內(nèi)能增加，溫度升高.【答案】BC& （雙選）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(shí)，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(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能可能減少【解析】如果氣體等溫膨脹，則氣體的內(nèi)能不變，吸收的熱量全部用來對(duì)外做功，A正確；當(dāng)氣體體積增大時(shí)，對(duì)外做功，若同時(shí)吸收熱量，且吸收的熱量大

9、于或等于對(duì)外做功的數(shù)值時(shí)，內(nèi)能不會(huì)減少，所以B錯(cuò)誤；若氣體吸收熱量同時(shí)對(duì)外做功，其內(nèi)能也不一定增 加，C錯(cuò)誤；若外界對(duì)氣體做功同時(shí)氣體向外放出熱量，且放出的熱量多于外界對(duì)氣體所做 的功，則氣體內(nèi)能減少，所以D正確.【答案】AD9.（雙選）文藝復(fù)興時(shí)期，意大利的達(dá)芬奇設(shè)計(jì)了如圖5所示的裝置.他設(shè)計(jì)時(shí)認(rèn)為，在輪子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠(yuǎn)些，在兩邊不均衡的力矩作用下會(huì)使輪子沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)不息，而且可以不斷地向外輸出能量，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是否定 的達(dá)芬奇敏銳地由此得出結(jié)論：永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的下列有關(guān)的說法中正確的是（ ）圖5A.如果沒有摩擦力和空氣阻力，該裝置中就能永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng)，

10、并在不消耗能量的同 時(shí)不斷地對(duì)外做功B.如果沒有摩擦力和空氣阻力，忽略碰撞中能量的損耗，并給它一個(gè)初速度就能永不 停息地轉(zhuǎn)動(dòng)，但在不消耗能量的同時(shí)，并不能對(duì)外做功C.右邊所有小球施加于輪子的動(dòng)力矩并不大于左邊所有小球施于輪子的阻力矩，所以 不可能在不消耗能量的同時(shí)，不斷地對(duì)外做功7D.在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天，這種裝置可以實(shí)現(xiàn)它永不停息的轉(zhuǎn)動(dòng)，在不消耗其他能量的基礎(chǔ)上，而且還能源源不斷地對(duì)外做功【解析】該設(shè)計(jì)中，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，雖然右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠(yuǎn)些，但是右邊小球的個(gè)數(shù)總比左邊的少，實(shí)際上右邊所有小球施加于輪子的動(dòng)力矩等于左邊所有小球施于輪子的阻力矩，輪子在不受到外力作用時(shí)

11、將保持平衡狀態(tài).如果沒有摩擦力和空氣阻力，且忽略碰撞中的能量損耗，給輪子一個(gè)初速度，輪子就能依靠慣性永不停息地轉(zhuǎn)動(dòng).【答案】BC二、非選擇題（本題共4小題共46分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）10. （9分）如圖6所示，為一氣缸內(nèi)圭寸閉的一定質(zhì)量的氣體的p-V圖線，當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過程cTb到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，有335 J的熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)外界做功126 J，假若沿aTdTb過程，系統(tǒng)對(duì)外做功42 J，則有_J熱量傳入系統(tǒng)，若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過程返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功84 J,問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？ _（填“吸熱”或放熱”），熱量傳遞是 _J.

12、0 Vih【解析】 沿aTcTb過程，由熱力學(xué)第一定律可得：U=WZFQ=（126+335）J=209J,沿aTdTb過程，U=W+Q,Q= UW=209（42）J=251 J,即有251 J的熱量傳入系統(tǒng).由aTb過程，U=209 J.由bTa, U= U=209 J.U=W+Q=84 J+Q,Q=（20984）J=293 J.負(fù)號(hào)說明系統(tǒng)放出熱量.【答案】251放熱29311. （12分）如圖7所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，容器橫截面 積為S,活塞質(zhì)量為m大氣壓強(qiáng)為a，重力加速度為g,活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)容器緩 緩加熱使容器內(nèi)的氣體溫度升高tC,活塞無摩擦地緩慢向上移動(dòng)

13、了h,在此過程中氣體吸收的熱量為Q問：8(1)被密封的氣體對(duì)外界做了多少功？(2)被密封的氣體內(nèi)能變化了多少？【解析】(1)活塞緩慢上升，氣體推動(dòng)活塞的力F=m葉poS,則氣體對(duì)活塞做功W(m葉poS)h.(2)由熱力學(xué)第一定律得U=VW Q其中因?yàn)槭菤怏w對(duì)外界做功，功代入負(fù)值運(yùn)算，得到U=(pS+mg h+Q【答案】(1)(m葉poS)h(2)(poS+mgh+Q12. (12分)下面是曉陽在題為能源利用和節(jié)約能源的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān) 太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費(fèi)用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長(zhǎng)，當(dāng)太陽光照射地面時(shí)，1 m地面上在1 s內(nèi)平均得到的太陽

14、輻射能約為1.ox1o3J太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經(jīng)逐漸地出現(xiàn)在我們的生活中.曉陽在網(wǎng)上下載了某型號(hào)太陽能熱水器的宣傳廣告：容積V100 L集熱管的采光面積S1.5 m2效率n40%使用年限z15年(1)曉陽家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25C加熱到45C需要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)與效率為80%勺電熱水器相比，曉陽家每天可節(jié)約多少電能？32【解析】 設(shè)T為光照時(shí)間，k=1.0 x10 J/(sm),Q吸=t10)=4.2x103x100X20 J=8.4x106J,太陽能熱水器傳給水的熱量0放=kSTn,因?yàn)镼吸=0放，所以68.4x1031.0 x10

15、x1.5x40%(2)由Q電=Wn1得C電8.4x1067W=J=1.05x107J2.9 kWh.n10.8Q吸T=kSn4s=1.49【答案】(1)3.9 h(2)2.9 kWh13. (13分)風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)810能(氣流的動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能的裝置其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等，如圖 所示.利用總電阻R=10Q的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能.輸送功率Pv=300 kW.輸電電壓U= 10 kV.求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；(2)風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積.設(shè)空氣密度為p氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度為r.求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm；在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)能，簡(jiǎn)述可采取的措施.【解析】(1)導(dǎo)線上損失的功率為風(fēng)垂直流