2018-2019学年高中物理第10章热力学定律学业质量标准检测新人教版选修3-3

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B．氢气的压强增大C．氧气的体积减小 D．氧气的内能变大解析：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H2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。9．(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)A．过程ab中气体一定吸热B．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W≠Q，C错。由p＝eq\f(2,3)nEk可知，由于pb>pcEk相等所以nb>nc，D对。10.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(AD)A．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，由W＋Q＝ΔU，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ρgV气球，气球下降，则D项正确。第Ⅱ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)11．(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：(1)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(1)中，压缩气体，对气体做功，内能增加；在②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。12．(6分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B的p­T图像和V­T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。解析：由题图知气体发生的是等压变化，由盖－吕萨克定律有eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)，所以V2＝eq\f(T2,T1)V1，代入数值得V2＝8.0×10－3m3，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ΔU＝W＋Q知气体吸热且Q＝300J。13．(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，水箱安装在顶部而非下部，便于水的对流。(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针方向流动，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)14．(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60～70年代的10年间，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：①煤，石油是不易再生的化工燃料，其资源是有限的；②燃烧后产生的SO2、NO2等严重污染大气，进而形成酸雨；③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：①H2可以用水作为原料来制取，取之不尽，用之不竭；②H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；③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。15．(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：(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ΔU＝Q＋W＝420J－400J解得ΔU＝20JΔv为正，则气体内能增加(2)由理想气体状态方程：eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pCVC,TC)解得状态C的温度：TC＝240K16．(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，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h，开始时活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0。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Δx，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？答案：(1)eq\f(2Δx,h)(273＋t)K(2)内能增加；ΔU＝Q－(p0S－G)Δx解析：(1)活塞缓慢移动，任意时刻都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖·吕萨克定律可知：eq\f(V,T)＝eq\f(ΔV,ΔT)得ΔT＝eq\f(2Δx,h)(273＋t)K(