2020-2021学年高二物理人教版选修3-3单元测试AB卷 第十章 热力学定律(B)卷

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名称 2020-2021学年高二物理人教版选修3-3单元测试AB卷 第十章 热力学定律(B)卷
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-03-14 22:56:08

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2020-2021学年高二物理人教版选修3-3单元测试AB卷
第十章 热力学定律(B)卷
1.一个气泡从恒温水槽底部缓慢地上升,气泡内气体体积不断增大,在小气泡上升的过程中( )
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
2.如图所示,把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部,当很快地向下压活塞时,由于被压缩的气体骤然变热,温度升高,达到乙醚的燃点,使浸有乙醚的棉花燃烧起来,此实验的目的是要说明( )
A.做功可以增加物体的热量 B.做功一定升高物体的温度
C.做功可以改变物体的内能 D.做功一定可以增加物体的内能
3.某同学决定利用身边的材料制作一个简易的太阳能热水器,容器壁的其中两个面用玻璃板替代,以利于阳光射入,其设计结构如图所示。为了更有效地利用太阳能,提高热水温度,下列措施中不合理的是( )
A.容器容积一定时,增大日光入射的有效面积
B.尽量使有效采光面与太阳光垂直
C.将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面
D.将除玻璃板之外的内壁涂黑
4.一颗子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出,对于这一过程,下列说法中正确的是( )
A.子弹减小的机械能等于木块増加的机械能
B.子弹减少的动能等于木块增加的动能
C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和
D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块增加的内能之和
5.如图所示的容器中, A,B处各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A,B的底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡,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
6.如图所示.固定容器及可动活塞P都是绝热的,中间有一导热的固定隔板的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离,已知气体的温度随其内能的增加而升高,则在移动P的过程中( )
A.外力对乙做功,甲的内能不变 B.外力对乙做功.乙的内能不变
C.乙传热给甲,甲、乙的内能都增加 D.乙的内能增加,甲的内能不变
7.如图所示,A、B是两个完全相同的铁球,初始温度相同,A放在绝热板上,B用绝热绳悬挂,现只让它们吸热,当它们升高相同的温度时,吸收的热量分別为、,则( )
A. B. C. D.无法确定
8.某校开展探究性课外活动,一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下,内装理想气体,并将汽缸固定不动,但缸内活塞可自由滑动且不漏气,他把一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止。他把沙桶底部钻一个小洞,让细沙慢慢漏出,外部环境温度恒定,由此可确定( )
A.外界对气体做功,内能增大 B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,温度计示数减小 D.外界对气体做功,温度计示数增大
9.图中气缸内盛有定量的理想气体,气缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与气缸壁的接触是光滑的,但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法正确的是(???)
A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违反热力学第二定律
B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,所以此过程不违反热力学第二定律
C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违反热力学第二定律
D.ABC三种说法都不对
10.下列说法中正确的是( )
A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程:做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化;热传递则不同,它是物体内能的转移
B.外界对物体做功,物体的内能一定增大
C.物体向外界放热,物体的内能一定增大
D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少
11.下列关于气体向真空中扩散的规律的叙述中正确的是( )
A.气体分子数越少,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
B.气体分子数越多,扩散到真空中的分子全部回到原状态的可能性越大
C.扩散到真空中的分子在整个容器中分布越均匀,其宏观态对应的微观态数目越大
D.气体向真空中扩散时,总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
12.导热汽缸开口向下,内有理想气体,缸内活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞恰好静止,现在把沙桶底部钻一个小洞,细沙慢慢漏出,并缓慢降低汽缸外部环境温度,则( )
A.气体压强增大,内能可能不变
B.外界对气体做功,气体温度降低
C.气体体积减小,压强增大,内能一定减小
D.外界对气体做功,气体内能一定增加
13.吸盘挂钩的工作原理如图甲、乙所示。使用时,按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲),吸盘中的空气被挤出一部分。然后将锁扣扳下(如图乙),让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出,这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。若气体可视为理想气体,在拉起吸盘的过程中,吸盘内气体的温度始终不变,则在拉起吸盘后( )
A.吸盘内气体的压强比拉起前气体的压强小
B.吸盘内空气的密度等于外界空气的密度
C.吸盘内气体的内能不变
D.此过程中吸盘内的气体要放出热量
14.如图所示,一定质量的理想气体经历了的循环过程,其中是两个等压过程,是两个绝热过程.关于气体状态变化及其能量变化,下列说法中正确的有( )
A.过程,气体对外做功,内能增大
B.过程,气体分子平均动能增大
C.循环过程中,气体吸热,对外做功
D.循环过程中,A状态对应气体温度最低
15.如图甲,一足够长的气缸中部有两个卡环,卡环上放一活塞,活塞下封闭了一定质量的理想气体,理想气体经历了的状态变化过程,气体对外界做了33 J的功。已知状态A时气体的体积,活塞的横截面积为,重力加速度,外界大气压为。求状态A时气体的压强和活塞的质量m。
答案以及解析
1.答案:D
解析:重力和浮力做功改变的是气体的机械能,故A、B错误。气泡上升时向外膨胀,对外做功,气体分子平均动能不变,分子势能减小,气泡的内能减少,故C错误,D正确。
2.答案:C
解析:迅速向下压活塞,实际上是在对玻璃气筒内的气体做功,由于是迅速向下压筒内的气体,做功时间极短,因此实验过程可认为是绝热过程(即)。乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高内能增大,这说明做功可以改变物体的内能。
3.答案:C
解析:
若将除玻璃板之外的内壁涂上一层反射面,则不利于对 太阳光的吸收,因此需涂成黑色,因为黑色的吸热效果好。
4.答案:D
解析:子弹射穿木块的过程中,由于相互间摩擦力的作用使得子弹的动能减少,木块获得动能,同时产生热量,且系统产生的热量在数值上等于系统机械能的损失。A选项漏考虑系统增加的内能,C选项应考虑的是系统(子弹、木块)内能的增加。
5.答案:D
解析:打开阀门K,平衡后容器A、B中水面相平,相当于图中画斜线部分的水从A移到B,这部分水的重力势能减少了,即重力对水做了功,同时大气压力对A容器中的水做正功为,对B容器中的水做负功为,因为两部分体积相等,所以大气压力对水做的总功为零。由于容器绝热,系统与外界没有热交换,而重力对系统做功,水的内能增加,故D正确。
6.答案:C
解析:隔板B是导热的,说明甲、乙两部分气体间有热传递;容器和活塞是绝热的,说明容器内气体与外界没有热交换。当将活塞P向B移动一段距离时,活塞压缩气体对气体乙做功,故乙的内能增加,温度升高。又由于隔板B是导热的,而升温后的乙气体温度比甲高,故热量由乙传向甲。由于气体与外界是绝热的,故当最后达到热平衡时的温度比最初的温度有所升高,甲、乙的内能都增加,所以正确选项是C。
7.答案:C
解析:根据知,两球升高相同的温度需要的能量是相同的,A球吸收热量使A球升温同时使A球受热膨胀重心升高,重力势能增加,即;B球受热膨胀重心下降重力势能减少,减少的重力势能和吸收的热量共同用于升温,即,所以,故C 正确。
8.答案:B
解析:因细沙慢慢漏出,沙桶重力减少,故活塞上移,外界对气体做功,因汽缸导热性能良好,细沙是慢慢漏出,外部环境温度又不变,故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变。
9.答案:C
解析:热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是: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。本题中如果没有外界的帮助,比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动,使气体膨胀对外做功,导致气体温度略微降低,是不可能从外界吸收热量的,即这一过程虽然是气体从单一热源吸热,全用来对外做功,但引起了其他变化,所以此过程不违反热力学第二定律。
10.答案:AD
解析:做功和热传递改变物体内能的本质不同,因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程,而热传递是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移,故A选项正确;而物体的内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单就一个方面不足以断定其内能的变化。 故B、C选项不正确,D选项正确。
11.答案:ACD
解析:气体分子向真空中扩散时,分子数越少,分子全部分布于原状态下即全部回到原状态的概率越大;分子数越多,分子全部分布于原状态下即全部回到原状态的概率越小,故选项A正确,B错误。扩散到真空中的分子在整个容器中均匀分布的概率最大,即其宏观态对应的微观态最多,并且这一宏观态的无序性最大,故选项CD正确。
12.答案:BC
解析:
由平衡条件知活塞受到的沙桶拉力减小,其他力如活塞重力、大气压力不变,则气体压强增大、体积减小,外界对气体做功,由于环境温度缓慢降低,则气体内能减少,由知Q<0,即向外放热。
13.答案:AC
解析:在吸盘被拉起的过程中,吸盘内封闭气体的体积增大,温度不变,由玻意耳定律可知吸盘内气体的压强减小,A正确;在锁扣未扳下之前,吸盘内空气密度与外界空气密度相同,当锁扣扳下之后,由于吸盘内气体的质量不变,但体积增大,所以其密度减小,B错误;一定质量的理想气体的内能仅与温度有关,在锁扣扳下的整个过程中气体的温度不变,所以气体的内能不变,C正确;在锁扣扳下的过程中,由于气体的体积增大,所以气体对外界做功,但气体的内能又不发生变化,故由热力学第一定律可知,此过程中气体要从外界吸收热量,D错误。
14.答案:AC
解析:过程,气体发生等压变化,体积增大,气体对外界做功,根据盖—吕萨克定律可知,体积与热力学温度成正比,则温度升高,内能增大,故A正确;过程是绝热过程,即,体积增大,气体对外界做功,即,根据热力学第一定律可知,,则内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,故B错误;循环过程中,从气体对外做功,外界对气体做功,气体对外界做功大于外界对气体做功,,所以一个循环过程中表现为气体对外做功,;经过一个循环,气体回到初状态A,内能不变,即,根据热力学第一定律知,,气体吸热,故C正确;循环过程中,从,体积减小,外界对气体做功,,绝热过程,根据热力学第一定律知,,内能增加,温度升高,D状态温度比A状态温度低,即A状态对应气体温度不是最低,故D错误.
15.答案:从状态A到状态B为等容变化过程,状态A时气体的体积,故状态B时气体的体积
从状态B到状态C为等压变化过程,根据盖-吕萨克定律有
从状态A到状态B,气体对外界不做功;从状态B到状态C,气体对外界做的功
代入数据得
从A到B为等容过程,根据查理定律有
解得
气体在状态B时,卡环对活塞的作用力刚好为0,则对活塞受力分析有
解得