高中物理 第5章 熱力學定律章末綜合測評 魯科版選修3-3
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第5章 熱力學定律 (時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題包括8小題,每小題6分在每小題給出的五個選項中有三項符合題目要求,選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分;選錯1個扣3分,最低得分為0分)1下述做法不能改善空氣質(zhì)量的是()A以煤等燃料作為主要生活燃料B利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源C鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車D限制使用電動車E大量使用核能發(fā)電、風力發(fā)電和水力發(fā)電【解析】以煤等燃料作為主要生活燃料時會產(chǎn)生大量空氣污染物;私人汽車代替公交車會使汽油消耗量增加,帶來的空氣污染物增多,限制使用電動車對改善空氣質(zhì)量無影響,核能發(fā)電、風力發(fā)電和水力發(fā)電能減少污染物故選A、C、D.【答案】ACD2我國擁有較豐富的地熱資源,其開發(fā)利用前景廣闊下列關(guān)于地熱能說法正確的是()A可以用于洗浴、發(fā)電以及供暖等方面B與煤炭、石油、天然氣一樣都是化石能源C主要源于地球內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生的能量D與地下水結(jié)合可形成熱水型地熱,釋放形式之一是溫泉E地熱能不是一次能源,也不是新能源【解析】地熱能的用途有采暖、發(fā)電、種植、養(yǎng)殖、醫(yī)療等多個方面;地熱能是來自地球內(nèi)部的能量,不屬于化石能源,是地球內(nèi)部放射性元素衰變釋放的熱能,是一次能源也是新能源;地熱能與地下水結(jié)合就變成地下熱水或蒸汽,這些地下熱水沿著斷層或裂隙上升到地表,就形成溫泉等,故B、E錯誤【答案】ACD3酸雨對植物的正常生長影響很大,為了減少酸雨的影響,應采取的措施是()A少用煤做燃料B燃料脫硫C在已經(jīng)酸化的土壤中加石灰D多種植美人蕉、銀杏等植物E鼓勵大量購買私家車【解析】酸雨主要是由煤、石油等燃料,尤其是煤燃燒所釋放的SO2和氮氧化物在降水過程中溶入雨水形成的,因而為減小酸雨的影響,少燒煤和燃料脫硫是有效的方法;另外美人蕉和銀杏對SO2有較強的吸收能力;汽車尾氣不能減少酸雨的形成,故C、E錯誤,選A、B、D.【答案】ABD4自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,下列說法正確的是()A機械能守恒B機械能在減少C總能量守恒D只有動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化E減少的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量守恒【解析】自由擺動的秋千擺動幅度越來越小,說明機械能在減少,減少的機械能通過克服阻力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但總能量不變,故B、C、E選項正確【答案】BCE5.如圖1所示,內(nèi)壁光滑、導熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體當環(huán)境溫度升高時,缸內(nèi)氣體()【導學號:30110071】圖1A內(nèi)能增加B對外做功C壓強增大D分子間的引力和斥力都增大E分子間除碰撞力外無斥力和引力【解析】因氣缸導熱良好,故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高,而一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),故封閉氣體的內(nèi)能增大,A正確;因氣缸內(nèi)壁光滑,由活塞受力平衡有p0SmgpS,即缸內(nèi)氣體的壓強pp0不變,C錯誤;由蓋呂薩克定律恒量可知氣體體積膨脹,對外做功,B正確;理想氣體分子間除碰撞瞬間外無相互作用力,故D錯誤,E正確【答案】ABE6根據(jù)熱力學定律,下列說法中正確的是()A電冰箱的工作過程表明,熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞B空調(diào)機在制冷過程中,從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量C科技的進步可以使內(nèi)燃機成為單一熱源的熱機D對能源的過度消耗將使自然界的能量不斷減少,形成“能源危機”E雖然能源不斷消耗,但總能量保持不變,只不過能用的能量不斷減少【解析】熱力學第二定律有兩種表述:第一是熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,即自發(fā)熱傳遞具有方向性,選項A中熱量從低溫物體傳到高溫物體是電冰箱工作的結(jié)果,選項A正確;第二是不可能從單一熱庫吸收熱量,使之完全變?yōu)楣?,而不產(chǎn)生其他影響,即第二類永動機不存在,選項B正確,選項C錯誤;由能量守恒定律知,能量總是守恒的,只是存在的形式不同,選項D錯誤,E正確【答案】ABE7如圖2所示,帶有活塞的氣缸中封閉一定質(zhì)量的理想氣體將一個半導體NTC熱敏電阻R置于氣缸中,熱敏電阻與容器外的電源E和電流表A組成閉合回路,氣缸和活塞具有良好的絕熱(與外界無熱交換)性能熱敏電阻發(fā)熱不計若發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)增大時,以下判斷正確的是()【導學號:30110072】圖2A氣體一定對外做功 B氣體體積一定增大C氣體內(nèi)能一定增大 D氣體壓強一定增大E氣體體積一定減小【解析】電流表讀數(shù)增大,說明熱敏電阻溫度升高,由于氣缸絕熱,故氣體溫度升高,則內(nèi)能一定增大,C正確;氣體壓強也一定增大,D正確;由UWQ知,W為正,所以外界對氣體做功,氣體體積減小,E正確【答案】CDE8.如圖3所示,兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K,P中充滿氣體,Q內(nèi)為真空,整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換打開閥門K后,P中的氣體進入Q中,最終達到平衡,則()圖3A氣體體積膨脹,內(nèi)能不變B氣體分子勢能減少,內(nèi)能增加C氣體分子勢能增加,壓強可能不變D氣體分子勢能可認為不變,氣體分子的平均動能也不變EQ中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中【解析】據(jù)熱力學第二定律,自然界涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性,可知E項正確容器內(nèi)氣體自由膨脹,氣體與外界之間不做功也沒有熱交換,故氣體的內(nèi)能不變,A正確,B不正確氣體分子間作用力很弱,氣體體積變化時,氣體分子勢能可認為不變,C項不正確內(nèi)能不變,即溫度不變,故分子的平均動能不變,D正確【答案】ADE二、非選擇題(本題共4小題,共52分按題目要求作答)9(10分)如圖4所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為p0.現(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為V2.則在此過程中,(1)氣體分子平均動能_(選填“增大”、“不變”或“減小”),(2)氣體內(nèi)能變化了多少?圖4【解析】加熱后,氣體溫度升高,平均動能增大,UQWQp0S0dQp0(V2V1)【答案】(1)增大(2)Qp0(V2V1)10(12分)隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,汽車數(shù)量迅猛增長,汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴重據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,汽車尾氣排放造成的空氣污染目前已占整個污染源的一半以上在這種情況下,目前正在研制開發(fā)的太陽能汽車具有更好的發(fā)展前景如圖6所示是某研究所研制的太陽能汽車,它是利用太陽能電池板將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再利用電動機來驅(qū)動的一種新型汽車設(shè)太陽光照射到電池板上的輻射功率為7 kW.在晴朗的天氣里,電池板對著太陽時產(chǎn)生的電壓為160 V,并對車上的電動機提供12 A的電流,請你求出:圖6(1)在這種情況下電動機消耗的電功率是多大?(2)如果這輛汽車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%,當汽車在水平路面上勻速行駛時,受到的牽引力為180 N,則在1 min內(nèi)這輛車行駛了多少米?【導學號:30110073】【解析】(1)電動機消耗的電功率PUI160 V12 A1 920 W.(2)由P得W電Pt1 92060 J115 200 J由題意W機W電115 200 J75%86 400 J又由WFs得汽車行駛的距離s m480 m.【答案】(1)1 920 W(2)480 m11. (15分)如圖6所示,pV圖中,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過ACB過程至狀態(tài)B,氣體對外做功280 J,吸收熱量410 J;氣體又從狀態(tài)B經(jīng)BDA過程回到狀態(tài)A,這一過程中外界對氣體做功200 J求:圖6(1)ACB過程中氣體的內(nèi)能是增加還是減少?變化量是多少?(2)BDA過程中氣體是吸熱還是放熱?吸收或放出的熱量是多少?【解析】(1)ACB過程內(nèi)能增加,ACB過程中W1280 J,Q1410 J由熱力學第一定律UBUAW1Q1130 J氣體內(nèi)能的變化量為130 J.(2)BDA過程中氣體放熱因為一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),則BDA過程中氣體內(nèi)能變化量UAUB130 J又因外界對氣體做功200 J由熱力學第一定律UAUBW2Q2,Q2330 J,放出熱量330 J.【答案】(1)增加130 J(2)放熱330 J12(15分)如圖7所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,AB和CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)這就是著名的“卡諾循環(huán)”圖7(1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是_AAB過程中,外界對氣體做功BBC過程中,氣體分子的平均動能增大CCD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多DDA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是_(選填“AB”“BC”“CD”或“DA”)若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量,在CD過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功是多少?【解析】(1)在AB的過程中,氣體體積增大,故氣體對外界做功,選項A錯誤;BC的過程中,氣體對外界做功,W0,且為絕熱過程,Q0,根據(jù)UQW,知U0,根據(jù)UQW,U0,即氣體的內(nèi)能增加,溫度升高,所以氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化,選項D錯誤(2)從AB、CD的過程中氣體做等溫變化,理想氣體的內(nèi)能不變,內(nèi)能減小的過程是BC,內(nèi)能增大的過程是DA.氣體完成一次循環(huán)時,內(nèi)能變化U0,熱傳遞的熱量QQ1Q2(6338) kJ25 kJ,根據(jù)UQW,得WQ25 kJ,即氣體對外做功25 kJ.【答案】(1)C(2)BC25 kJ- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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