1、热力学定律单元评估时间：90分钟分值：100分一、选择题(17为单选，810为多选，每小题4分，共40分)1下列实例说明做功改变系统内能的是(B)A热水袋取暖B用双手摩擦给手取暖C把手放在火炉旁取暖D用嘴对手呵气给手取暖解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能，选项B正确2有一个小气泡从水池底缓慢地上升，气泡跟水不发生热传递，而气泡内气体体积不断增大在小气泡上升的过程中(D)A由于气泡克服重力做功，则它的内能减少B由于重力和浮力的合力对气泡做功，则它的内能增加C由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能增加D由于气泡内气体膨胀做功，则它的内能减少解析：在小
2、气泡上升的过程中，重力和浮力的合力对气泡做功，或者气泡克服重力做功，它只能改变气泡的机械能，而不影响气泡内气体的内能，故A、B错；在上升的过程中，气泡内气体膨胀而对外界做功，使它的内能减少，故C错误，D正确3热力学定律表明自然界中进行的热现象的宏观过程(D)A有的只遵守热力学第一定律B有的只遵守热力学第二定律C有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律D所有的都遵守热力学第一、第二定律解析：热力学第一、第二定律是热力学的基本定律对所有涉及热现象的宏观过程都成立故选项D正确，A、B、C错误4某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大. 若这段时间胎内气体质量不变且可视为理
3、想气体，那么(D)A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大解析：本题主要考查热力学第一定律和分子动理论，意在考查考生对物理规律的理解能力和联系实际的能力以胎内气体作为研究对象，由于气体温度升高，内能增大，体积增大，胎内气体对外做功，所以D项正确5.大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰维尔金斯设计了一种磁力“永动机”如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动
4、到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是(D)A符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题B如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现C如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现D违背能量转化和守恒定律，不可能实现解析：磁铁吸引小球上升，要消耗磁铁的磁场能，时间长了磁铁的磁
5、性就会逐步减弱，直至不能把小球吸引上去，该思想违背了能量转化和守恒定律，不可能实现6下列说法中正确的是(C)A任何物体的内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行解析：物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，所以A选项错误；将内能全部转化为机械能而不引起其他变化是不可能的，B选项错误；在热力学第二定律中，热传导是具有方向性的，不违背能量转化和守恒定律，但不能自发进行，D选项错误；做功和热传递是改变内能的两种方式，C选项正确7某学生利用自行车内
6、胎、打气筒、温度传感器以及计算机等装置研究自行车内胎打气、打气结束、突然拔掉气门芯放气与放气后静置一段时间的整个过程中内能的变化情况，车胎内气体温度随时间变化的情况如图所示可获取的信息是(C)A从开始打气到打气结束的过程中由于气体对外做功，内能迅速增大B打气结束到拔出气门芯前由于气体对外做功，其内能缓慢减少C拔掉气门芯后，气体冲出对外做功，其内能急剧减少D放气后静置一段时间由于再次对气体做功，气体内能增大解析：从开始打气到打气结束的过程是外界对车胎内气体做功，故选项A错误；打气结束到拔出气门芯前由于热传递车胎内气体温度下降，故选项B错误；拔掉气门芯后车胎内气体冲出对外界做功，气体内能急剧减少，
7、故选项C正确；放气后静置一段时间由于热传递车胎内气体温度上升，故选项D错误8下列关于熵的说法中正确的是(AD)A熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高B熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高C熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序D熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序解析：熵是分子运动无序程度的量度，熵值越大，意味着系统无序程度越高；熵值越小，意味着系统越有序故A、D正确9一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B.这一过程在VT图上表示如图所示，则(AC)A在过程AC中，外界对气体做功，内能不变B在过程CB中，外界对气体做
8、功，内能增加C在过程AC中，气体压强不断变大D在过程CB中，气体压强不断变小解析：从图可看出AC过程是等温压缩，CB过程是等容升温据气态方程可判断出：AC过程气体体积变小，外界对气体做功，气体内能不变，气体压强不断变大；CB过程气体体积不变，内能增加，显然气体从外界吸热，气体压强不断增大10如图是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器中迅速汽化，并从低温的空气中吸收热能制冷剂汽化生成的蒸
9、汽被压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽进入冷凝器在冷凝器中，高温高压的蒸汽将热能传递给水并发生液化制冷剂以此不断循环流动，使水的温度不断上升下列说法正确的是(ACD)A空气能热水器实现了“热量由低温物体(空气)传向高温物体(水)”B空气能热水器中的水被加热是由电直接加热的C空气能热水器的工作原理不违反热力学第一定律D空气能热水器的制冷系统能够不断地把空气内的热量传给水，是因为其消耗了电能解析：空气能热水器与空调的工作原理类似，它们在工作时都遵守热力学第一定律，故选项C正确；空气能热水器工作时将外界低温空气中的热收集起来然后通过压缩机再传给里面温度较高的水，使水的温度升高，可知选项A、D正确，B错误
10、二、填空题(11题4分，12题4分，13题12分)11(1)一定质量的理想气体，其状态变化如图所示，则AB过程中气体放热，BC过程中气体吸热(2)某气体初态时有100 J内能，膨胀过程中对外做功30 J，同时吸收了20 J的热量，在这过程中内能减少(填“增加”或“减少”)10 J.解析：(1)在pT图中，等容线是过原点的倾斜直线，且斜率越小，对应的体积越大，故VAVBVC.在AB过程中，体积变小，外界对气体做功，W为正值；温度降低，内能减少，由UWQ得该过程放热；在BC过程中，气体做等容变化，做功W0；温度升高，内能增加，由UWQ得该过程吸热(2)由热力学第一定律UU2U1WQ，结合符号法则及
11、其物理意义有：W30 J，Q20 J，故UU2U110 J，因而内能减少了10 J.12.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的pT图象如图所示已知该气体在状态A时的体积为1103 m3.该气体在状态C时的体积为3103m3；该气体从状态A到状态B再到状态C的过程中，气体与外界传递的热量为0.解析：A、B两状态体积相等，则有得：TB，从B到C压强相同，则：.VC，又因：VBVA故：VC3103 m3.由于A到B再到C的过程中温度先降低向外散热，再温度升高从外界吸热，最后A和C的温度相同，因此气体内能相同，所以气体向外界传递的热量为零13我国自古有“昼涨称潮，夜
12、涨称汐”的说法潮汐主要是由太阳和月球对海水的引力造成的，以月球对海水的引力为主(1)世界两大观潮胜地，一处是亚马孙河北河口，另一处是我国的钱塘江入海口(2)甲、乙是某类潮汐发电示意图涨潮时开闸门(图甲)水由通道进入海湾水库蓄水待水面升至最高点时关闭闸门当落潮时，开闸放水发电(图乙)设海湾水库面积为5.0108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率约为(海水取1.0103 kg/m3，g取10 m/s2)(B)A2.6104 kW B5.2104 kWC2.6105 kW D5.2105 kW(3)如图所示为双水库潮汐电站原理示意图两个
13、水库之间始终保持着水位差，可以全天发电涨潮时，闸门的开关情况是A关B开；落潮时，闸门的开头情况是B关A开从能量的角度说，该电站是将海水重力势能转化为水轮机的动能，再推动发电机发电的解析：(1)钱塘江是世界著名的观潮胜地，有“八月十八潮，壮观天下无”的说法(2)发电时水减少的势能EpmghShgh，一天发电两次，转化成的电能E2Ep10%，所以P，代入数值得：P5.2104 kW.(3)涨潮时，高水位水库储存水，因此闸门的开头情况为A关B开；落潮时，低水位水库放水，所以闸门应B关A开，从能量转化的角度来说，该电站是将海水的重力势能转化为水轮机的动能，动能再转化为电能三、计算、论述题(每小题10分
14、，共40分)14某压力锅结构如图所示盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起假定在压力阀被顶起时，停止加热(1)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1 J，并向外界释放了2 J的热量锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？(2)已知大气压强p随海拔高度H的变化满足pp0(1H)，其中常数0.结合气体实验定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同解析：(1)根据热力学第一定律：UWQ，气体对外做功，W1 J；气体向外放热，热量为负，Q2 J.则有：UWQ3 J，负号表示内能减少锅内原有气体内能
15、减少，减少了3 J.(2)由pp0(1H)(其中0)，随着海拔高度的增加，大气压强减小；锅内气体压强p1pp0(1H)，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；根据查理定律C可知，阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低答案：(1)减少3 J(2)温度随着海拔高度的增加而降低15氢气燃料汽车，氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应，是环保汽车(1)如果每摩尔氢气燃烧后生成水蒸气并放出2.858105 J的热量，写出H2燃烧的化学方程式(2)有一辆氢气燃料汽车质量为6103 kg，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，求：车以a
16、0.5 m/s2从静止匀加速起动，这个加速过程能持续多少时间？最大行驶速度为多少？若此车以最大速度行驶300 km，发动机效率为50%，则需要多少氢做燃料？解析：(1)2H2O22H2O.(2)t20 s，v20 m/s.FFfmg3103 N，WFs9108 J，W总1.8109 J.所以MH kg12.6 kg.答案：(1)2H2O22H2O(2)20 s20 m/s12.6 kg16我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超7 000千米，再创载人深潜新纪录在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K某同学利用该数据来研究气体状态随海水温度的变化，如图所示，导热性良好的
17、汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0300 K，压强p01 atm，封闭气体的体积V03 m3.如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)答案：2.8102 m3解析：当汽缸下潜至990 m时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意知：p100 atm根据理想气体状态方程得：代入数据得V2.8102 m3(2)下潜过程中封闭气体放热(填“吸热”或“放热”)，传递的热量大于(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功17.如图所示，为一汽缸内封闭的一
18、定质量的气体的pV图线，当该系统从状态a沿过程acb到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J，求：(1)若沿adb过程，系统对外界做功42 J，则有多少热量传入系统？(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84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析：(1)沿acb过程，UWQ(126335) J209 J，沿adb过程，UWQ，QUW209(42) J251 J，即有251 J的热量传入系统(2)由ab，U209 J，由ba，UU209 J，UWQ84 JQ，Q(20984) J293 J，负号说明系统放出热量答案：(1)251 J(2)放热放出293 J热量
