人教版高中物理选修33第十章《热力学定律》单元检测题（解析版）

/?热力学定律?单元检测题一、单项选择题1.如下图容器中,A、B各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水,上面为空气,大气压恒定.A、B底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热.原先A中的水面比B中高,翻开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后到达平衡.在这个过程中()A．大气压力对水做功,水的内能增加B．水克服大气压力做功,水的内能减少C．大气压力对水不做功,水的内能不变D．大气压力对水不做功,水的内能增加2.以下各物体在所经历的过程中,内能没有增加的有()A．在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体B．水平飞行并射穿木块的子弹C．在绝热的条件下被压缩的气体D．在光滑水平面上运动的两个小球,碰撞后以共同的速度运动3.理想气体在等压变化中()A．一定对外做正功B．外界一定对气体做正功C．假设温度升高,一定对外做正功D．可能既不对外做功,外界也不对气体做功4.作为新能源,从环保角度来看,氢气具有的突出特点是()A．在自然界里存在氢气B．氢气轻,便于携带C．燃烧氢气无污染D．氢气燃烧发热量高5.如下图,将完全相同的A、B两球,分别浸没在初始温度相同的水和水银的同一深度处,A、B两球用同一种特殊的材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显地变大.现让两种液体的温度同时缓慢地升高到同一值,发现两球膨胀后,体积相等.假设忽略绳子、水和水银由于温度的变化而引起的体积膨胀,那么以下判断正确的选项是()A．因为同一深度处水的压强较小,所以A球膨胀过程中对外做的功较多B．因为同一浓度处水银的压强较大,所以B球膨胀过程中内能增加较多C．膨胀过程中,A球吸收的热量较多D．膨胀过程中,B球吸收的热量较多6.如下图为冲击摆实验装置,一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体,共同摆起一定的高度,那么下面有关能量的转化的说法中正确的选项是()A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D．子弹的一局部动能转变成沙箱和子弹的内能,另一局部动能转变成沙箱和子弹的机械能7.以下关于热现象的描述正确的选项是()A．根据热力学定律,热机的效率可以到达100%B．做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C．温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统到达热平衡时两系统温度相同D．物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规那么的,大量分子的运动也是无规律的8.某同学用橡皮塞塞紧饮料瓶,并用打气筒向饮料瓶内打气,装置如下图.当压强增大到一定程度时,橡皮塞冲出,发现饮料瓶内壁中有水蒸气凝结,产生这一现象的原因是饮料瓶中气体()A．体积增大,压强减小B．动能增大,温度升高C．对外做功,温度降低D．质量减少,温度降低9.“可燃冰〞又称“天然气水合物〞,它是在海底的高压、低温条件下形成的,外观像冰.1体积“可燃冰〞可贮载100～200体积的天然气.下面关于“可燃冰〞的表达不正确的选项是()A．“可燃冰〞有可能成为人类未来的重要能源B．“可燃冰〞是一种比拟洁净的能源C．“可燃冰〞提供了水可能变成油的例证D．“可燃冰〞的主要可燃成分是甲烷10.电动打气筒的压缩机在一次压缩过程中,活塞对空气做了3.0×105J的功,同时空气的内能增加了5×104J.以下说法正确的选项是()A．空气从外界吸收的热量是0.5×105JB．空气对外界放出的热量是2.5×105JC．空气从外界吸收的热量是3.5×105JD．空气对外界放出的热量是3.5×105J11.一定质量的气体,从状态A变化到另一个状态B的过程中,内能增加了160J,那么以下关于内能变化的可能原因的说法中不可能的是()A．从A到B的绝热过程中,外界对气体做功160JB．从A到B的单纯热传递过程中,外界对气体传递了160J的热量C．从A到B过程中吸热280J,并对外做功120JD．从A到B过程中放热280J,外界对气体做功120J12.以下关于物体内能变化的说法,正确的选项是()A．一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B．一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C．一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D．一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变二、多项选择题13.以下关于做功和热传递的说法中正确的()A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递可以同时发生C．做功和热传递在改变物体内能上是等效的D．做功和热传递是对同一过程中的两种说法14.以下关于第二类永动机的说法中正确的选项是()A．第二类永动机违背了能量守恒定律B．第二类永动机的效率是100%C．第二类永动机是指能够把吸收的热量全部用来做功而不引起其他变化的热机D．第二类永动机违背了热力学第二定律15.以下有关能量转化的说法中错误的选项是()A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他的变化B．只要对内燃机不断改良,就可以使内燃机的效率到达100%C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功,物体的内能必然增加16.以下说法正确的选项是()A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率,那么B分布更无序B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布,那么A分布更无序C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布,那么该过程是可逆的D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布,那么该过程是不可逆的17.对于一定质量的理想气体,以下说法正确的选项是()A．不考虑分子间的相互作用力和分子势能B．在绝热膨胀过程中,内能不变C．温度升高时一定是从外界吸收了热量D．体积不变,压强减小时,物体一定向外界放出了热量三、计算题18.一辆汽车的发动机输出功率为66.15kW,每小时消耗柴油14kg,请计算发动机的效率.(柴油的燃烧值为4.3×107J/kg)19.内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105Pa、体积为2.0×10－3m3的理想气体,现在活塞上缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半.(1)求汽缸内气体的压强；(2)假设封闭气体的内能仅与温度有关,在上述过程中外界对气体做功145J,封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？20.一个飞行速度是500m/s的子弹,当它射入物体时,产生热量的一半被子弹吸收,那么子弹升高的温度是________.[子弹是铜质的,铜的比热为390J/(kg·℃)]答案解析1.【答案】D【解析】大气压力对左面A的水做正功,而对B中水做负功；A内水面下降,体积减小,与B内上升增加的体积相同,因此大气压力对水做功的代数和为零；水的重心降低重力势能减小,由能量守恒定律知水的内能增加,应选D.2.【答案】A【解析】子弹在射穿木块的过程中,摩擦生热使内能增加；在绝热的条件下被压缩的气体,外界对气体做功,气体内能增加；运动的两个小球碰撞时损失的机械能转化为内能.3.【答案】C【解析】由理想气体方程知,当气体温度升高时体积变大,即ΔV>0.又气体对外界做的功为W＝FΔl＝ΔV＝pΔV>0,故气体一定对外界做正功.4.【答案】C【解析】氢气燃烧产生水,不会对环境产生污染.5.【答案】D【解析】A、B两球所处的环境初末状态一致,故两球的体积增量和温度增量均相同,所以内能增量相同,选项B错误.但A球位于水中,B球位于水银中,由于同一深度处水的压强较小,故A球膨胀过程中对外做功较少,选项A错误,由ΔU＝W＋Q的关系可知,B球膨胀过程中对外做功较多,故B球膨胀过程中吸收热量较多,选项D正确.6.【答案】D【解析】子弹在射入沙箱瞬间,要克服摩擦阻力做功,一局部动能转变成沙箱和子弹的内能,另一局部动能转变成沙箱和子弹的机械能.7.【答案】C【解析】根据热力学第二定律可知,热机的效率不可能到达100%,A错.做功是通过能量转化改变系统内能的,而热传递是通过能量的转移改变系统内能的,B错.根据热力学定律,温度相同是到达热平衡的标准,C正确.单个分子的运动是无规那么的,但大量分子的运动具有统计规律,D错.8.【答案】C【解析】由题意知,因瓶内气体膨胀,对外界做功,故橡皮塞冲出,W<0.又因时间很短,可得吸放热Q≈0,根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q,得ΔU<0,所以内能减小,温度降低,应选C.9.【答案】C【解析】可燃冰实际上是甲烷,根本不会变成油,故C错误.10.【答案】B【解析】由题意知,W＝2.0×105J,ΔU＝5×104J,由热力学第一定律ΔU＝W＋Q,得Q＝－2.5×105J,负号表示放热,应选项B正确.11.【答案】D【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知A、B、C对,D错.12.【答案】C【解析】晶体在熔化过程中要吸热,却没有对外做功,故内能增加,A错误.一定质量的气体在膨胀过程中,可能吸热,也可能放热,还有可能既不吸热也不放热,但一定对外做功,由ΔU＝Q＋W不能确定ΔU,故B错误.物体热膨胀一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确.物体体积不变,温度可能改变,内能随之变化,D错误.13.【答案】BC【解析】做功和热传递在改变物体内能上是等效的,但有着本质区别,做功是内能和其他形式能量间的相互转化,外界对物体做功,其他形式的能量转化为物体的内能,物体对外界做功,物体的内能转化为其他形式的能量；而热传递是将高温物体的内能传递给低温物体,或是将同一物体高温局部的内能传递给低温局部,且做功和热传递互不影响,所以,二者可以同时进行.14.【答案】BCD【解析】第二类永动机不违反热力学第一定律及能量守恒定律,但违反热力学第二定律,其思想是不付代价地从单一热库吸热,使之全部用来做功而不产生其他影响,即热机的效率等于1,这是不可能实现的,选B、C、D.15.【答案】BCD【解析】由热力学第二定律的开尔文表述可知,A对,热机效率总低于100%,B错.满足能量守恒的过程未必能自发进行,因为还要看是否满足热力学第二定律,C错,由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知,W>0,ΔU不一定大于0,即内能不一定增加,D错.16.【答案】AD【解析】一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行.如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率,那么说明B分布更无序一些,A正确,B错误.大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的,D正确,C错误.17.【答案】AD【解析】由理想气体的特点可知A对；体积变化是做功的标志,体积增大,表示对外做功,体积减小表示外界对气体做功,绝热膨胀,显然内能减少,B错；温度升高,内能增加,可能是吸热,也可能是外界对物体做功,C错；V不变,由＝常量,p减小,T减小,内能减少,由于V不变,W＝0,物体不对外界做功,所以内能减少,一定是向外界放出了热量,D对.18.【答案】39.5%【解析】发动机每小时做的功W＝Pt＝66150×3600J≈2.38×108J.完全燃烧14kg柴油放出的热量Q总＝mq＝14×4.3×107J＝6.02×108J.所