第十章热力学定律质量检测(人教选修3-3)

金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com[第十章热力学定律]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是()A．两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高B．冰在阳光下熔化成水C．点燃的爆竹在空中爆炸D．汽车的车轮与地面相互摩擦发热解析：改变内能的方式有两种：做功和热传递。热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错。正确答案为B。答案：B2．下面设想符合能量守恒定律的是()A．利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B．做成一条船利用河水的能量逆水航行C．通过太阳照射飞机使飞机起飞D．不用任何燃料使河水升温解析：利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能，使转动停止，故A错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能，另外电能也可转化为内能使水升温，故D正确。答案：BCD3．关于一定量的气体，下列叙述正确的是()A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少解析：由热力学第二定律知吸收的热不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随有吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随有做功，其内能不一定增加，C错误；外界对金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com气体做功，同时气体放热，其内能可能减少，D正确。答案：AD4．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，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．分子平均动能减小D．内能增加解析：缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W0，故Q0，气体从外界吸热，选项A正确。答案：A5.(2012·广东高考)景颇族祖先发明的点火器如图1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1A．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：压缩气体时，外界对气体做功，内能增加，温度升高，体积变小，压强增大，所以只有B正确。答案：B6．(2012·四川高考)物体由大量分子组成，下列说法正确的是()A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析：分子运动的剧烈程度是针对大量分子的统计规律而言，并不能说明每一个分子的运动情况，故A选项错误；根据分子间的引力大小与分子间的距离之间的关系(分子间的引力大小随分子间的距离的减小而增大)可知，B选项错误；从宏观角度看，物体的内能与物体的温度和体积有关，故C选项正确；改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故D选项错误。答案：C二、非选择题(本题共6小题，共64分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com7．(8分)某物体在粗糙水平面上运动，当它的速度从10m/s减小到8m/s的过程中，系统内能增加量为ΔU，如果物体继续运动，又产生相同的内能，则其速度将变为________。解析：本过程中机械能转化为内能，有：12m(10m/s)2－12m(8m/s)2＝12m(8m/s)2－12mv2，解得：v＝27m/s。答案：27m/s8．(10分)风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________。解析：单位时间内风车获得的动能为：Ek＝ρπd2v38×50%＝ρπd2v316，因此有Ek×80%＝mgh，所以有：m＝4Ek5gh＝ρπd2v320gh。答案：ρπd2v320gh9．(10分)为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验。取一个横截面积是3×10－2m2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能。某一天中午在太阳光直射2min后，水的温度升高了1℃。则在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量为________J/min·cm2。解析：圆筒内的水经过2min照射后，增加的内能为：ΔU＝Q＝cmΔt，其中c＝4.2×103J(kg·℃)。所以ΔU＝4.2×103×0.6×1J＝2.52×103J。每分钟获得的能量为2．52×103J÷2min＝1.26×103J/min。圆筒面积S＝3×10－2m2＝3×102cm2。地球每分钟每平方厘米获得的能量1．26×103÷(3×102)J/(min·cm2)＝4.2J/(min·cm2)。答案：4.210．(10分)用钻头在铁块上钻孔时，注入20℃的水5kg，10min后水的温度上升到100℃，并有1kg的水变成了水蒸气，如果钻头的功率为10kW，则在钻头做功的过程中，有百分之几的功变成了水和水蒸气的内能？[已知水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，100℃时金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com水的汽化热L＝2.3×106J/kg。]解析：10min内水和水蒸气共吸收的热量Q＝cm1Δt＋Lm2。钻头所做的功W＝Pt。QW＝cm1Δt＋Lm2Pt＝4.2×103×5×100－20＋2.3×106×1104×600×100%≈66%。答案：66%11．(12分)一定质量的理想气体由状态A经状态B变成状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化。已知VA＝0.3m3，TA＝TC＝300K，TB＝400K。(1)求气体在状态B时的体积。(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。(3)设A→B过程气体吸热量为Q1，B→C过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小，并说明原因。解析：(1)A→B由气体定律，VATA＝VBTB知VB＝TBTAVA＝400300×0.3m3＝0.4m3。(2)B→C气体体积不变，分子数不变，温度降低，分子平均动能减小，压强减小。(3)A→B，气体内能增加，由热力学第一定律：Q1－W＝ΔU，Q1＝ΔU＋W。B→C，气体体积不变，内能减少，Q2＝ΔU，所以Q1Q2。答案：(1)0.4m3(2)、(3)见解析12.(14分)如图2所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有热量335J传入系统，系统对外界做功126J，求：(1)若沿adb过程系统对外做功42J，则有多少热量传入系统？图2(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析：(1)ΔU＝W＋Q＝(－126＋335)J＝209J。ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)]J＝251J。(2)由a→b，ΔU＝209J。从b→a，ΔU′＝－ΔU＝－209J。金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comΔU′＝W＋Q＝84J＋Q，Q＝(－209－84)J＝－293J，负号说明系统放出热量。答案：(1)251J(2)放热293J