《2019高中物理 第十章 综合测评(四)(含解析)新人教版选修3-3》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019高中物理 第十章 综合测评(四)(含解析)新人教版选修3-3(11页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、综合测评(四)命题报告知识点简单中等较难热力学第一定律1、3、4、7、910、11、12、13、1415、16、17热力学第二定律及微观解释2、5能量守恒定律8能源和可持续发展6分值:100分时间:90分钟一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共计40分,多选题已在题号后标出)1对于热量、功和内能,三者的说法正确的是()A热量、功、内能三者的物理意义等同B热量、功都可以作为物体内能的量度C热量、功、内能的单位不相同D热量和功是由过程决定的,而内能是由物体状态决定的【解析】物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和,而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径,这三者的物理意义不同,
2、A错误;热量是表示在热传递过程中物体内能变化的多少,而功是用做功的方式来量度改变物体内能多少的,即热量、功都可以作为物体内能变化的量度,B错误;三者单位都是焦耳,C错误;热量和功是过程量,内能是状态量,D正确【答案】D2下列关于熵的说法中错误的是()A熵是物体内分子运动无序程度的量度B在孤立系统中,一个自发的过程熵总是向减小的方向进行C热力学第二定律的微观实质是熵的增加,因此热力学第二定律又叫熵增加原理D熵值越大,代表系统内分子运动越无序【解析】热力学第二定律表明,一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的例如,功转变为热是机械能向内能转化B正确【答案】B3给旱区送水的消防车停于水平
3、面,在缓慢放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体()A从外界吸热B对外界做负功C分子平均动能减少 D内能增加【解析】把车胎内气体看作理想气体,由气体状态方程C可知,在T不变的情况下,若p减小,则V增大,故气体对外做功,B错温度不变,理想气体分子的平均动能不变、内能不变,C、D错结合热力学第一定律UWQ,由于W为负值,Q0即从外界吸热,故A正确【答案】A4某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图1所示在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体()图1A对外做正功,
4、分子的平均动能减小B对外做正功,内能增大C对外做负功,分子的平均动能增大D对外做负功,内能减小【解析】汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功,C、D两项均错;因缸内气体与外界无热交换,根据热力学第一定律可知气体内能减小,故B项错误;忽略气体分子间作用力时,气体的内能就是所有分子的动能之和,密闭气体的状态变化时分子的总数不变,所以气体的内能减小时分子的平均动能减小,答案为A.【答案】A5(多选)关于第二类永动机,下列说法正确的是()A没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机 B第二类永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成 C第二类永
5、动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能D第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化【解析】根据第二类永动机的定义可知A选项正确,第二类永动机不违反能量守恒定律,而是违反热力学第二定律,所以B选项错误机械能可以全部转化为内能,内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能,C选项错误,D选项正确所以,该题的正确答案是A、D.【答案】AD6关于能量和能源,下列说法中正确的是()A化石能源是清洁能源B人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造C在能源的利用过程中,由于能量在数量上并未减少,所以不需要节约能
6、源D能量耗散现象说明:在能量转化的过程中,虽然能的总量并不减少,但能量品质降低了【解析】化石能源在燃烧时放出SO2、CO2等气体,形成酸雨和温室效应,破坏生态环境,不是清洁能源,A项错误;能量是守恒的,既不能创造也不可能消失,但能量品质会下降,故要节约能源,B、C项均错误,D项正确【答案】D7(2015烟台二中检查)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃对筒内封闭的气体,在此压缩过程中()图2A气体温度升高,压强不变B气体温度升高,压强变大C气体对外界做正功,气体内能增加D外界对气体做正功,气体内能减少【解析】猛推推杆,封闭在套筒中的气体被
7、压缩,外界对气体做功,套筒由牛角做成,导热能力很差,且压缩过程用时极短,故压缩过程可看做绝热过程由UW可知气体的内能增加,温度升高,根据C可知因T增大,V减小,故p增大,选项B正确【答案】B8大约在1670年,英国赛斯特城的主教约翰维尔金斯设计了一种磁力“永动机”如图3所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道,维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到小孔P处又掉下在以后的二
8、百多年里,维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次,其中一次是在1878年,即在能量转化和守恒定律确定20年后,竟在德国取得了专利权关于维尔金斯“永动机”,正确的认识应该是()图3A符合理论规律,一定可以实现,只是实现时间早晚的问题B如果忽略斜面的摩擦,维尔金斯“永动机”一定可以实现C如果忽略斜面的摩擦,铁球质量较小,磁铁磁性又较强,则维尔金斯“永动机”可以实现D违背能量转化和守恒定律,不可能实现【解析】磁铁吸引小球上升,要消耗磁铁的磁场能,时间长了磁铁的磁性就会逐步减弱,直至不能把小球吸引上去,该思想违背了能量转化和守恒定律,不可能实现【答案】D9(多选)如图4所示,水平放置的密封汽缸内的气
9、体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在汽缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝汽缸壁和隔板均绝热初始时隔板静止,左右两边气体温度相等现给电热丝提供微弱电流,通电一段时间后切断电源当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比()图4A右边气体温度升高,左边气体温度不变B左右两边气体温度都升高C左边气体压强增大D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量【解析】当电热丝通电后,右边的气体温度升高,气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,又汽缸壁和隔板均绝热,根据热力学第一定律知,左边的气体内能增加,所以温度升高,故A错误,B正确;根据pV/TC,可推出左边的气体压强增大,故C正确右边气体内能的增加值等
10、于电热丝发出的热量减去对左边气体所做的功,故D错【答案】BC10(多选)(2015济南高二检测)如图是某研究小组为了探究“鱼鳔的作用”所制作的装置具体制作方法如下:在大号“可乐瓶”中注入半瓶水,在一个小气球中放入几枚硬币并充入少量空气(忽略气体的分子势能),将其装入“可乐瓶”中通过在水中放盐改变水的密度后,使气球恰好悬浮于水中,并拧紧瓶盖设初始时瓶中气体、水及外界大气的温度相同当用手挤压“可乐瓶”的上半部分时,下列说法正确的是()图5A快速挤压时,瓶内气体压强变大B快速挤压时,瓶内气体温度不变C快速挤压时,瓶内气体体积不变D缓慢挤压时,气球下降【解析】快速挤压气体时,外界对它做功,来不及热传递
11、,由WQU,内能增大,温度上升,体积变小,瓶内压强变大,则A项对,B、C两项错;缓慢挤压时,温度不变,体积变小,瓶内压强变大,对气球来说,压强也增大,温度不变,体积必然减小,则重力mg大于浮力gV,气球下降,则D项正确【答案】AD二、填空题(本大题共2小题,共16分)11(8分)如图6所示,内壁光滑的汽缸水平放置一定质量的理想气体被密封在汽缸内,外界大气压强为p0.现对汽缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2.则在此过程中,气体分子平均动能_(选填“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了_图6【解析】由热力学第一定律,对汽缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,温度升高,体积由V1增大
12、为V2,对外做功Wp0(V2V1)则在此过程中,气体分子平均动能增大,由热力学第一定律可得气体内能变化了UQWQp0(V2V1)【答案】增大Qp0(V2V1)12(8分)如图7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,AB和CD为等温过程,BC和DA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”图7(1)该循环过程中,下列说法正确的是_AAB过程中,外界对气体做功BBC过程中,气体分子的平均动能增大 CCD过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA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“AB”
13、“BC”“CD”或“DA”)若气体在AB过程中吸收63 kJ的热量,在CD过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为_kJ.【解析】(1)在AB的过程中,气体体积增大,故气体对外界做功,选项A错误;BC的过程中,气体对外界做功,W0,且为绝热过程,Q0,根据UQW,知U0,根据UQW,U0,即气体的内能增加,温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误(2)从AB、CD的过程中气体做等温变化,理想气体的内能不变,内能减小的过程是BC,内能增大的过程是DA.气体完成一次循环时,内能变化U0,热传递的热量QQ1Q2(6338) kJ25 kJ,根据UQW,得WQ25 k
14、J,即气体对外做功25 kJ.【答案】(1)C(2)BC25三、计算题(本大题共4小题,共44分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13. (10分)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t127,大气压为p0,已知密闭容器打开前的气体压强达到4p0,取Tt273 K试分析:图8(1)容器内的气体看做理想气体,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15 kJ,并向外释放了20 kJ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:p1p0,T1300 K,p24p0整理得:T21200 K,t2927,(2)由热力学第一定律UQW得U20 kJ15 kJ35 kJ故内能减小35 kJ.【