第三章《热力学定律》综合练习（原卷版）

第三章《热力学定律》综合练习一．选择题（共12小题）1．下列说法正确的是（）A．热机中燃气的内能能够全部变成机械能 B．电流对电热丝做功消耗的电能可以全部转变成内能 C．其次类永动机不行能制成，由于它违反能量守恒定律 D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行2．（2023秋•北辰区月考）肯定质量的抱负气体温度不变时，体积减小，压强增大，下列说法中正确的是（）A．气体分子的平均动能增大 B．气体的分子势能增大 C．单位时间内撞击器壁上单位面积的分子数增加 D．气体从外界吸取热量3．（2022秋•郴州期末）关于能源，下列说法正确的是（）A．依据能量守恒定律，我们不需要节省能源 B．化石能源、水能和风能都是不行再生的能源 C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能 D．能量的转化、转移没有方向性4．（2022秋•杨浦区校级期末）目前，我国大力进展新能源汽车产业，新能源车的消灭，在削减尾气排放、爱护生态环境、节省油气资源等方面，产生立竿见影的效果，下列关于新能源汽车说法正确的是（）A．汽车充电时电能全部转化为汽车锂电池的化学能 B．汽车运动时消耗的电能大于输出的机械能，该过程能量不守恒 C．汽车所用的电能是清洁能源，也是一次能源 D．汽车运动时，有一部分能量转化为内能，这些内能我们无法收集起来重新利用5．（2023•忻州开学）如图所示，肯定质量的抱负气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程，该循环称为卡诺循环，下列说法正确的是（）A．A→B过程中气体分子间的平均距离变小 B．B→C过程中气体分子的平均动能不变 C．C→D过程中气体的内能变大 D．卡诺循环气体需要向外界吸热6．（2023•天心区校级开学）2022年，兼顾低碳装置、环保宜居、复合空间、可拆卸、可移动、可长期使用的成都高新区“10m2的地球”低碳小屋在大源中心公园落成。如图所示，其顶部接受了太阳能光伏发电，可满足室内照明、多媒体播放的需求，是行走的低碳学问“宣扬者”。关于光伏发电和“低碳”，下列说法正确的是（）A．光伏发电是将太阳表面发生核裂变释放的光能转化为电能 B．光伏发电利用的是不行再生能源，获得的电能是二次能源 C．太阳能、风能、地热能等清洁能源的转换效率可达到100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放会对环境造成破坏7．（2023秋•官渡区校级期中）“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的把握都是靠太阳能电池供电的，由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应。“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达30%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J8．（2023秋•汕头期中）如图1所示为东汉杜诗创造的“杜诗水排”，如图2是其水排装置图。当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最终依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动。a、b、c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）A．c点的线速度小于b点的线速度 B．a点的线速度大于b点的线速度 C．弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反 D．该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能9．（2023秋•莱芜区校级期中）对于肯定量的抱负气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能肯定变化的是（）A．等温增压后再等温膨胀 B．等压膨胀后再等温压缩 C．等容减压后再等压膨胀 D．等容增压后再等压压缩10．（2023春•弥勒市校级期末）抽水蓄能电站可以在用电低谷时，将电网中多余的电能转化为水的重力势能；在用电高峰时，再将水的重力势能转化为电能输回电网，假定多余电能为5×104kW•h，这部分多余的电能经储存再回到电网过程中将损失44%，则此蓄能电站能给电网补充的电能为（）A．2.2×104kW•h B．2.8×104kW•h C．3.5×104kW•h D．5×104kW•h11．（2022秋•金华期末）下表是某共享电动汽车的主要参数，依据信息，下列说法正确的是（）空车质量800kg电池能量50kW•h标准承载200kg最大续航（布满电最大行驶路程）200km所受阻力与汽车总重比值（忽视空气阻力）0.09A．工作时，电动汽车的电动机是将机械能转化成电池的化学能 B．电池布满电时的电荷量为1.8×108C C．标准承载下，电动汽车以72km/h的速度匀速行驶10min所用电能为2.4kW•h D．若标准承载下汽车以120km/h速度匀速行驶，汽车电动机输出功率不小于30kW12．（2023秋•兴庆区校级期中）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。则下列说法中正确的是（）A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B．单位时间流过面积A的流淌空气动能为12C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW•h D．若风场每年有5000h风速在6～10m/s范围内，则该发电机年发电量至少为6.0×104kW•h二．多选题（共3小题）（多选）13．（2022秋•甘谷县校级期末）电动汽车是近几年国家提倡的流行汽车，其电池包括铅酸蓄电池、镍基电池、钠硫电池、二次锂电池、空气电池等，现有一辆汽车装有镍基电池，对于其工作原理，下列说法正确的是（）A．工作时化学能转化为电能和内能 B．充电时化学能转化为电能和内能 C．工作时电能转化为化学能和内能 D．充电时电能转化为化学能和内能（多选）14．（2023春•泸西县校级期末）下列关于热机的说法中，正确的是（）A．热机是把内能转化成机械能的装置 B．热机是把机械能转化为内能的装置 C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能 D．即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不行能把内能全部转化为机械能（多选）15．（2023•和平区二模）气压式升降椅通过气缸上下运动来调整椅子的升降，其简易结构如图所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，柱状气缸杆与底座固定连接，可自由移动的气缸与气动杆之间封闭肯定质量的抱负气体，设气缸气密性、导热性良好，忽视摩擦力，设气体初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态B，然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体的状态为C（此过程中人的双脚始终悬空），下列推断正确的是（）A．从A到B的过程中气体从外界吸热 B．从A到B的过程中气体压强增大 C．从B到C的过程中气体压强增大 D．从B到C的过程中气体向外放热三．填空题（共3小题）16．（2023春•厦门期末）1834年，克拉伯龙发表了《论热的驱动力量》一文，指出效率最高的热机循环只能由绝热过程和等温过程构成。如图所示，肯定量的抱负气体从状态A经等温过程AB、绝热过程BC、等温过程CD、绝热过程DA后，又回到状态A。其中，过程AB中气体的温度为T1、过程CD中气体的温度为T2，则T1T2（选填“大于”或“小于”），过程AB中气体会（选填“释放”或“吸取”）热量。17．（2023•鲤城区校级一模）肯定质量的抱负气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，其压强随温度的变化关系如图所示，图线的横轴是摄氏温度t，已知热力学温度T＝t+273（K），则：（1）气体在状态A时的分子数密度（选填“大于”“小于”或“等于”）气体在状态C时的分子数密度。（2）气体从状态A经过状态B到状态C的全过程（选填“吸取”或“放出”）热量。18．（2023•鼓楼区校级二模）继共享单车进入人们的日常生活之后，共享电动汽车也在各个城市消灭。如表所示为某款电动汽车的参数，若某次布满电后在平直路面驾驶时，该车载重为100kg，所受阻力为车与载重总重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。该电动汽车的最大行驶速度为km/h，该车以额定功率行驶时最长行驶时间为h，电池布满电后储存的能量为J。车身质量500kg输出电压60V电动机额定功率3000W电池容量250A•h充电电压220V充电时间8～10h四．计算题（共3小题）19．（2023春•富平县期末）如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭肯定质量的抱负气体，活塞与气缸间摩擦可忽视不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽视不计）。初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h0，细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求：（1）U形细管内两侧水银柱的高度差；（2）通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降Δh0，求此时的温度；（3）此加热过程中，若气体吸取的热量为Q，求气体内能的变化。20．（2023•慈溪市校级开学）如图，一台四冲程内燃机，活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m，这段过程活塞对气体的压力渐渐增大，其做的功相当于2×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（如图甲）。内燃机工作时汽缸温度高于环境温度，该过程中压缩气体传递给汽缸的热量为25J。（1）求上述压缩过程中气体内能的变化量；（2）燃烧后的高压气体对活塞做功，气体推动活塞移动0.1m，其做的功相当于9×103N的恒力使活塞移动相同距离所做的功（如图乙），该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J，求此做功过程气体内能的变化量。21．（2023•市中区校级一模）单级水火箭可以简化为如图（a）所示的下方开口的容器。容器中气体体积V＝3L，压强p0＝1×105Pa，下方水的深度h＝50cm。单向气阀（不计质量）是一个只能朝一个方向通入气体的装置，它外部为橡胶材质，将其紧紧塞在容器口位置可将水堵住还能向容器内进行充气。单向气阀与容器口摩擦力的最大值f＝91.5N。现用打气筒通过单向气阀向容器内一次次的充入压强p0＝1×105Pa，V1