人教版物理选修3-3：第10章热力学定律学业质量标准检测含解析

1、第十章学业质量标准检测本卷分第I卷（选择题）和第H卷（非选择题）两部分。满分100分，时间90分钟。第1卷（选择题共40分）一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第 16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得 0分）.（广东省深圳市沙井中学 2017年高二下学期期末）下列说法中正确的是（C ）A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体.功、热、内能是一样的C.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化D.凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实

2、现解析：热量也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项 A错误；功、热、内能三者只是单位相同，但是实质上有本质的不同，选项 B错误；根据热力学第二定律可知，选项C正确；凡是不违反能量守恒定律的过程不一定能实现，例如第二类永动机，选项D错误；故选Co2.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（A ）A.外界对气体做功，气体内能增大B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大D.气体对外界做功，气体内能减小解析：本题考查了热力学第一定律，理解做功和热传递可以改

3、变物体的内能。筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑的过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体内能增大，A正确。3.热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：不可能使热量由低 温物体传递到高温物体而不引起其他变化；其二是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。第一种表述方式可以用如右图示意图来表示,你认为下列示意图中正确的是根据你对第二种表述的理解，如果也用类似的示意图来表示,（B ）岛温物体|高福物体|高一物体|X（热机）祗孤物体他温梅林1低温物俳1AEC解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体。4.（山东寿光现代中学 2017

4、2018学年高二下学期检测）一定质量的理想气体与& p V坐标图中曲线所示的方向发生变化，其中曲线 ADB是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分，则（c）屋A.气体由A变到B, 一定是放热的“B.气体由B变为A, 一定是吸热的C.气体由A变到B再变到A,吸热多于放热D.气体由A变到B再变到A,放热多于吸热解析：由图可知，由 A经C到B,中途体积增大，对外做功，同时温度也升高，内能增大，所以一定要吸热。而由 B经D到A,只是体积减小，温度是不变的 （是条等温线），所 以虽然是放热，但相对前面的由A到B过程，放出的热量要少些，所以总的吸热大于放热，综上所述选项C正确。.（山东潍坊2016年高三一模

5、）飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在 50c以下。 在研究大气现象时可把温度、 压强相同的一部分气体作为研究对象， 叫做气团。气团直径可 达几千米。由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略。高空气团温度很低的原因可能是 （C）A.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低B.地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低C.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减少，气团温 度降低D.地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低解析：由热力学第一定律，物体内能的变化AU与做功

6、W和热传递Q有关，满足 AU =W+ Q,气团在上升的过程中不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界Co的热交换可忽略，因而其内能不断减小，所以气团的温度会很低，故选. 一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的pV图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到 b状态，再沿与横轴平行的直线变化到 c状态，a、c两点位 于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是 （D ）A .氧气的温度不变C.氧气的体积减小B.氢气的压强增大D.氧气的内能变大A.由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能减少B.由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能减少c状态与a状态相比，c状态分子平均距离

7、较大，分子平均动能较大b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等解析：由题意，ab是一条双曲线，说明气体由 a状态至b状态过程中发生了等温变化,内能不变，气体的体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量, 故A错误。由b状态至c状过程中，气体的体积增大，对外做功，温度升高，内能增大, 故B错误。c状态与a状态相比，体积相同，分子平均距离相等，故 C错误。b状态与a状态相比，b状态体积小，分子平均距离较小，温度相等，则分子平均动能相等，故 D正确。.奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷卜稳压装置和燃烧器三部分组成。当稳压阀打开以后， 燃气以气态形式从

8、气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧。则以下说法中正确的是（AC ）A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少C.燃气在燃烧室燃烧的过程是嫡增加的过程D.燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用解析：燃气由液态变为气态的过程中体积膨胀，对外做功，故 A选项正确；燃气在膨胀过程中克服分子间引力做功，分子势能增大，故 B选项错误；由嫡增加原理可知C选项正确；由能量耗散可知 D选项错误。.用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子S,使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞

9、平衡时（CD ）H2解析：质量相同，则 H2的分子数多，温度相同表明两气体分子平均动能相同，则压强大，释放后，活塞右移，H2体积变大，同时对 O2做功，O2的温度升高，内能变大，故选CD。（青岛市2016年高二下学期三校联考）一定量的理想气体从状态 a开始，经历三个过 程ab、bc、ca回到原状态，其 p T图象如图所示，下列判断正确的是（AD ）TA .过程ab中气体一定吸热过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：从a-b为等容变化、温度升高、内能增大，不做功，所以要吸热，A

10、对，过程 bc为等温膨胀，要吸热，B不正确。ca过程为等压降温，体积减小，外界对气体做功，而内能减小，所以要放热，但 Ww Q, C错。由p=2nEk可知，由于pbpc Ek相等所以小血,3D对。如图是某研究小组为了探究“鱼螺的作用”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（AD ）A .快速挤压时，瓶内气体压强变大 B.快速

11、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，由 W+ Q= AU,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p gVc球，气球下降，则 D项正确。第n卷（非选择题 共60分）二、填空题（共3小题，共18分。把答案直接填在横线上）（5分）根据制冷机的工作原理，试分析每个工作过程中工作物质的内能改变情况和 引起改变的物理过程：电动机推动括塞氏解气态T作物质|的过脚 |,/、

12、棘恚工作物|气毒壬作画质在激发管质在冷舞管中变为气态 中变为液态|的后戒 | |一过一 |工作物质的内能增加，是做功的过程；（2）工作物质的内能减小，是放热的过程;（3）工作物质的内能增加，是吸热的过程。解析：在中，压缩气体，对气体做功，内能增加；在中，气体液化要放出热量, 内能减小；在（3）中，是工作物质的汽化过程，要吸收热量，内能增加。（6分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的p-T图像和V-T图像如图所示，此过程中气体的内能增加了100J,则此过程中气体吸收（选填“吸收”或“放出”）的热量为300J。p/10sPa1.0t-0-.200300400 T/K解析：由题图知气体发生的是

13、等压变化，由盖一吕萨克定律有V1 = T1,所以V2=T2V1,V2 T2T1代入数值得V2=8.0X10-3m3,此过程气体膨胀对外做功为W= p（V2-V1） = 200J,由热力学第一定律 AU = W+ Q知气体吸热且 Q=300J。（7分）开发利用太阳能，将会满足人类长期对大量能源的需求。太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式。太阳能热水器的构造示意图如图所示，下方是象日光灯管似的集热管，由导热性能良好的材料制成，在黑色管的下方是一块光亮的铝合金反 光板，做成凹凸一定的曲面。（1）说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应，水箱为何安装在顶部而非下部？答：日光灯管似的集热管

14、面积较大，便于吸收较多的太阳能； 外有透明玻璃管，内有黑色管子，使阳光能直射入玻璃管而不易被反射；在黑色管和外面透明管间有空隙，并抽成真空，减少两管间因空气对流引起的热损失，减少热传导；集热管的下方是一块光亮的铝合金水箱安装在顶部板子，做成凹凸一定的曲面， 使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内, 而非下部，便于水的对流。钠合金集热伸(2)下图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿顺时立方向流动，这是因为集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，沿管向右上方运动。C是辅助加热器，其作用是在阴天用电加热的方式使水温升高。请在下图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由。在封闭的环

15、形管道的左下方安上进水阀门，在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得以补充。三、论述 计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)(9分)据中国环境报报道：从一份简单科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的 40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损 失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准酸雨控制区和二氧化硫污染控 制区划分方案等法规。在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面 SO2浓度。在20世纪的6070年代的10年

16、间，由发电厂排放的 SO2增加了 35%,但由于建造高烟囱的结果，地面浓度 降低了 30%之多。(1)请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明其理由并举出几种控制 酸雨的有效途径。(2)用传统的煤、石油作燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油作燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么，缺点又是什么？答案：(1)这种做法不可取。建设高烟囱只能降低地面SO2的浓度，不能从根本上降低大气中SO2的浓度。控制酸雨的途径主要有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其燃烧过程不产生 SO2；二是对SO2回收；三是开辟“绿色能源”，主要是氢能源。(2)传统的燃料主要缺点是：煤，石油

17、是不易再生的化工燃料，其资源是有限的； 燃烧后产生的SO2、NO2等严重污染大气，进而形成酸雨；燃烧后产生的 CO2又会造成温 室效应。与传统的燃料相比，氢可以作为目前最理想的燃料，优点：H2可以用水作为原料来制取，取之不尽，用之不竭；H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍;氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用。缺点：氢能源的提取、开发和利用的技术发明成为当务之急。（10分）（山东潍坊市2016年高二下学期期中）如图所示为一定质量理想气体的p-V图象，气体状态由 A经B到C的变化过程中，气体吸收了420J热量，对外做功400J。已知状态A的温度为300K。求气体

18、:p/XiaaPa 500-4-ri-1 2 3 d 5 V/XlQ-=mJ（1）内能改变的数值；（2）状态C的温度Tc。答案：（1）增加 20J （2）240K解析：（1）由热力学第一定律AU = Q + W= 420J 400J解得AU = 20J加为正，则气体内能增加（2）由理想气体状态方程：pTVApcVcTc解得状态C的温度：Tc= 240K（11分）如图所示，一导热汽缸放在水平地面上，其内封闭一定质量的某种理想气体,h,开始时活塞在汽缸中央,活塞通过定滑轮与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为 初始温度为t摄氏度，活塞面积为 S,大气压强为Po。物体重力为 G,活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Ax,封闭气体吸收了 Q的热量。（汽缸始终未离开地面）求:（1）环境温度升高了多少度？（2）气体的内能如何变化？变化了多少?2Ax答案:(273 + t)K (2)内能增加；AU=Q-(pS G) Ax解析:(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状