1、綜合檢測（三）第三章 熱力學基礎（滿分：100分鐘 時間：60分）一、選擇題（本大題共9個小題，每小題6分，共54分，14題為單選，59小題為 雙選，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不選的得0分）1下列說法正確的是（ ）A.冰箱能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，因此不遵從熱力學第二定律B.空調工作時消耗的電能與室內溫度降低所放出的熱量可以相等C.自發的熱傳導是不可逆的D.不可能通過給物體加熱而使它運動起來，因為違背熱力學第一定律【解析】 有外界的幫助和影響， 熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體， 空調消耗的電 能必大于室內溫度降低所放出的熱量， 不可能通過給物體加熱而使它運動起來，

2、 因為違背了 熱力學第二定律【答案】C2.飛機在萬米高空飛行時， 艙外氣溫往往在-50C以下.在研究大氣現象時可把溫度、 壓強相同的一部分氣體作為研究對象，叫做氣團 氣團直徑可達幾千米由于氣團很大，邊 緣部分與外界的熱交換對整個氣團沒有明顯影響， 可以忽略 高空氣團溫度很低的原因可能 是（ ）A.地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，同時對外放熱，使氣團自身溫度降低B.地面的氣團上升到高空的過程中收縮，同時從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低C.地面的氣團上升到高空的過程中膨脹，氣團對外做功，氣團內能大量減少，氣團溫 度降低D.地面的氣團上升到高空的過程中收縮，外界對氣團做功，故周圍溫度降低【解析】由熱

3、力學第一定律，物體的內能的變化 U與做功W和熱傳遞Q有關，滿足U=VW Q氣團在上升的過程中，氣體不斷膨脹，氣體對外做功，又由于氣團很大，其邊 緣與外界的熱傳遞作用可忽略，因而內能不斷減小，所以氣團的溫度會很低，故選C.【答案】C3.某汽車后備箱內安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成 開箱時， 密閉于汽缸內的壓縮氣體膨脹， 將箱蓋頂起，如圖1所示在此過程中， 若缸內氣體與外界無熱交 換，忽略氣體分子間相互作用，則缸內氣體2A.對外做正功，分子的平均動能減小B.對外做正功，內能增大C.對外做負功，分子的平均動能增大D.對外做負功，內能減小【解析】 氣體膨脹，氣體對外做正功，又因氣體與外界

4、無熱交換，由熱力學第一定律可知氣體內能減小，因忽略氣體分子間相互作用，沒有分子勢能，所以分子的平均動能減小, 選項A正確.【答案】A4在交通運輸中，常用“客運效率”來反映交通工具的某項效能“客運效率”表示自行車，消耗1 MJ（106J）的能量可行駛30 km.一輛載有4人的普通國產轎車，消耗320 MJ的能量可行駛100 km.則電動自行車與這輛轎車的客運效率之比是（）A. 6:1B. 12:5D. 48:71X30 km【解析】 電動自行車的“客運效率”n1= 而廠.普通國產轎車的“客運效率”【答案】C5如圖2所示，絕熱的容器內密閉一定質量的氣體（不考慮分子間的作用力），用電阻絲緩慢對其加熱

5、時，絕熱活塞無摩擦地上升，下列說法正確的是（）A.單位時間內氣體分子對活塞碰撞的次數減少每消耗單位能量對應的載客數和運送路程的乘積，即客運效率=人數X路程消耗能量.一個人騎電動C. 24:14X100 km320 MJ二者效率之比為30X320400=24：1.3B.電流對氣體做功，氣體對外做功，氣體內能可能減少4C.電流對氣體做功，氣體對外做功，其內能可能不變D.電流對氣體做功一定大于氣體對外做功pV【解析】由題意知，氣體壓強不變，活塞上升，體積增大，由y=恒量知，氣體溫度升高，內能一定增加，由能的轉化和守恒知，電流對氣體做功一定大于氣體對外做功,均錯，D項正確由氣體壓強的微觀解釋知溫度升高

6、，氣體分子與活塞碰一次對活塞的沖量A對.【答案】ADB、C增大，而壓強不變；單位時間內對活塞的沖量不變.因此單位時間內對活塞的碰撞次數減少,6.用兩種不同的金屬絲組成一個回路，接觸點1插在熱水中，接觸點2插在冷水中,5所示，電流計指針會發生偏轉，這就是溫差發電現象關于這一現象的正確說法是如圖3A.這一實驗不違背熱力學第二定律B.在實驗過程中，熱水溫度降低，冷水溫度升高C.D.在實驗過程中，熱水的內能全部轉化成電能，電能則部分轉化成冷水的內能在實驗過程中，熱水的內能只有部分轉化成電能，電能則全部轉化成冷水的內能【解析】 自然界中的任何自然現象或過程都不違反熱力學定律,本實驗現象也不違反熱力學第二

7、定律，A正確；整個過程中能量守恒且熱傳遞有方向性，B正確；在實驗過程中,熱水中的內能除轉化為電能外，還升高金屬絲的溫度， 內能不能全部轉化為電能；電能除轉化為冷水的內能外，還升高金屬絲的溫度，電能不能全部轉化為冷水的內能,C D錯誤.【答案】AB7.如圖4所示，用絕熱活塞把絕熱容器隔成容積相同的兩部分,先把活塞鎖住.將質量和溫度都相同的理想氣體氫氣和氧氣分別充入容器的兩部分,然后提起銷子，使活塞可以無摩擦地滑動，當活塞平衡時A.氫氣的溫度不變圖4B.氫氣的壓強減熱水二畧兀H26C.氫氣的體積增大D.氧氣的溫度降低【解析】 氫氣和氧氣的質量雖然相同，但由于氫氣的摩爾質量小，故氫氣物質的量多， 又

8、體積和溫度相同，所以氫氣產生的壓強大.當拔掉銷子后，氫氣會推動活塞向氧氣一方移 動，這時氫氣對外做功，又無傳熱，由U=VW Q可知，氫氣內能減少，溫度降低對氧氣而言，外界對它做功，體積減小，由U=VW- Q,在無傳熱的情況下，氧氣內能增加，溫度升高.【答案】BC& （雙選）關于一定量的氣體，下列敘述正確的是（）A.氣體吸收的熱量可以完全轉化為功B.氣體體積增大時，其內能一定減少C.氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加D.外界對氣體做功，氣體內能可能減少【解析】如果氣體等溫膨脹，則氣體的內能不變，吸收的熱量全部用來對外做功，A正確；當氣體體積增大時，對外做功，若同時吸收熱量，且吸收的熱量大

9、于或等于對外做功的數值時，內能不會減少，所以B錯誤；若氣體吸收熱量同時對外做功，其內能也不一定增 加，C錯誤；若外界對氣體做功同時氣體向外放出熱量，且放出的熱量多于外界對氣體所做 的功，則氣體內能減少，所以D正確.【答案】AD9.（雙選）文藝復興時期，意大利的達芬奇設計了如圖5所示的裝置.他設計時認為，在輪子轉動過程中，右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠些，在兩邊不均衡的力矩作用下會使輪子沿箭頭方向轉動不息，而且可以不斷地向外輸出能量，但實驗結果卻是否定 的達芬奇敏銳地由此得出結論：永動機是不可能實現的下列有關的說法中正確的是（ ）圖5A.如果沒有摩擦力和空氣阻力，該裝置中就能永不停息地轉動，

10、并在不消耗能量的同 時不斷地對外做功B.如果沒有摩擦力和空氣阻力，忽略碰撞中能量的損耗，并給它一個初速度就能永不 停息地轉動，但在不消耗能量的同時，并不能對外做功C.右邊所有小球施加于輪子的動力矩并不大于左邊所有小球施于輪子的阻力矩，所以 不可能在不消耗能量的同時，不斷地對外做功7D.在現代科學技術比較發達的今天，這種裝置可以實現它永不停息的轉動，在不消耗其他能量的基礎上，而且還能源源不斷地對外做功【解析】該設計中，當輪子轉動時，雖然右邊的小球總比左邊的小球離輪心更遠些，但是右邊小球的個數總比左邊的少，實際上右邊所有小球施加于輪子的動力矩等于左邊所有小球施于輪子的阻力矩，輪子在不受到外力作用時

11、將保持平衡狀態.如果沒有摩擦力和空氣阻力，且忽略碰撞中的能量損耗，給輪子一個初速度，輪子就能依靠慣性永不停息地轉動.【答案】BC二、非選擇題（本題共4小題共46分，解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數值計算的要注明單位）10. （9分）如圖6所示，為一氣缸內圭寸閉的一定質量的氣體的p-V圖線，當該系統從狀態a沿過程cTb到達狀態b時，有335 J的熱量傳入系統，系統對外界做功126 J，假若沿aTdTb過程，系統對外做功42 J，則有_J熱量傳入系統，若系統由狀態b沿曲線過程返回狀態a時，外界對系統做功84 J,問系統是吸熱還是放熱？ _（填“吸熱”或放熱”），熱量傳遞是 _J.

12、0 Vih【解析】 沿aTcTb過程，由熱力學第一定律可得：U=WZFQ=（126+335）J=209J,沿aTdTb過程，U=W+Q,Q= UW=209（42）J=251 J,即有251 J的熱量傳入系統.由aTb過程，U=209 J.由bTa, U= U=209 J.U=W+Q=84 J+Q,Q=（20984）J=293 J.負號說明系統放出熱量.【答案】251放熱29311. （12分）如圖7所示的圓柱形容器內用活塞密封一定質量的理想氣體，容器橫截面 積為S,活塞質量為m大氣壓強為a，重力加速度為g,活塞處于靜止狀態，現對容器緩 緩加熱使容器內的氣體溫度升高tC,活塞無摩擦地緩慢向上移動

13、了h,在此過程中氣體吸收的熱量為Q問：8(1)被密封的氣體對外界做了多少功？(2)被密封的氣體內能變化了多少？【解析】(1)活塞緩慢上升，氣體推動活塞的力F=m葉poS,則氣體對活塞做功W(m葉poS)h.(2)由熱力學第一定律得U=VW Q其中因為是氣體對外界做功，功代入負值運算，得到U=(pS+mg h+Q【答案】(1)(m葉poS)h(2)(poS+mgh+Q12. (12分)下面是曉陽在題為能源利用和節約能源的研究性學習中收集到的有關 太陽能的資料：太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，1 m地面上在1 s內平均得到的太陽

14、輻射能約為1.ox1o3J太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經逐漸地出現在我們的生活中.曉陽在網上下載了某型號太陽能熱水器的宣傳廣告：容積V100 L集熱管的采光面積S1.5 m2效率n40%使用年限z15年(1)曉陽家每天大約需要100 kg熱水，用這種熱水器將這些水從25C加熱到45C需要多長時間？(2)與效率為80%勺電熱水器相比，曉陽家每天可節約多少電能？32【解析】 設T為光照時間，k=1.0 x10 J/(sm),Q吸=t10)=4.2x103x100X20 J=8.4x106J,太陽能熱水器傳給水的熱量0放=kSTn,因為Q吸=0放，所以68.4x1031.0 x10

15、x1.5x40%(2)由Q電=Wn1得C電8.4x1067W=J=1.05x107J2.9 kWh.n10.8Q吸T=kSn4s=1.49【答案】(1)3.9 h(2)2.9 kWh13. (13分)風能將成為21世紀大規模開發的一種可再生清潔能源風力發電機是將風810能(氣流的動能)轉化為電能的裝置其主要部件包括風輪機、齒輪箱、發電機等，如圖 所示.利用總電阻R=10Q的線路向外輸送風力發電機產生的電能.輸送功率Pv=300 kW.輸電電壓U= 10 kV.求導線上損失的功率與輸送功率的比值；(2)風輪機葉片旋轉所掃過的面積為風力發電機可接受風能的面積.設空氣密度為p氣流速度為v，風輪機葉片長度為r.求單位時間內流向風輪機的最大風能Pm；在風速和葉片數確定的情況下，要提高風輪機單位時間接受的風能，簡述可采取的措施.【解析】(1)導線上損失的功率為風垂直流