第三章《熱力學(xué)定律》綜合練習(xí)（原卷版）

第三章《熱力學(xué)定律》綜合練習(xí)一．選擇題（共12小題）1．下列說法正確的是（）A．熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能能夠全部變成機(jī)械能 B．電流對(duì)電熱絲做功消耗的電能可以全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能 C．其次類永動(dòng)機(jī)不行能制成，由于它違反能量守恒定律 D．滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)進(jìn)行2．（2023秋?北辰區(qū)月考）肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大，下列說法中正確的是（）A．氣體分子的平均動(dòng)能增大 B．氣體的分子勢(shì)能增大 C．單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上單位面積的分子數(shù)增加 D．氣體從外界吸取熱量3．（2022秋?郴州期末）關(guān)于能源，下列說法正確的是（）A．依據(jù)能量守恒定律，我們不需要節(jié)省能源 B．化石能源、水能和風(fēng)能都是不行再生的能源 C．華龍一號(hào)（核電技術(shù)電站）工作時(shí)，它能把核能轉(zhuǎn)化為電能 D．能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移沒有方向性4．（2022秋?楊浦區(qū)校級(jí)期末）目前，我國(guó)大力進(jìn)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，新能源車的消滅，在削減尾氣排放、愛護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)省油氣資源等方面，產(chǎn)生立竿見影的效果，下列關(guān)于新能源汽車說法正確的是（）A．汽車充電時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為汽車鋰電池的化學(xué)能 B．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過程能量不守恒 C．汽車所用的電能是清潔能源，也是一次能源 D．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能我們無法收集起來重新利用5．（2023?忻州開學(xué)）如圖所示，肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，其中A到B和C到D為等溫過程，B到C和D到A為絕熱過程，該循環(huán)稱為卡諾循環(huán)，下列說法正確的是（）A．A→B過程中氣體分子間的平均距離變小 B．B→C過程中氣體分子的平均動(dòng)能不變 C．C→D過程中氣體的內(nèi)能變大 D．卡諾循環(huán)氣體需要向外界吸熱6．（2023?天心區(qū)校級(jí)開學(xué)）2022年，兼顧低碳裝置、環(huán)保宜居、復(fù)合空間、可拆卸、可移動(dòng)、可長(zhǎng)期使用的成都高新區(qū)“10m2的地球”低碳小屋在大源中心公園落成。如圖所示，其頂部接受了太陽能光伏發(fā)電，可滿足室內(nèi)照明、多媒體播放的需求，是行走的低碳學(xué)問“宣揚(yáng)者”。關(guān)于光伏發(fā)電和“低碳”，下列說法正確的是（）A．光伏發(fā)電是將太陽表面發(fā)生核裂變釋放的光能轉(zhuǎn)化為電能 B．光伏發(fā)電利用的是不行再生能源，獲得的電能是二次能源 C．太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉吹霓D(zhuǎn)換效率可達(dá)到100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞7．（2023秋?官渡區(qū)校級(jí)期中）“神舟”六號(hào)載人飛船上的電子儀器及各種動(dòng)作的把握都是靠太陽能電池供電的，由于光照而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)?！吧裰邸憋w船上的太陽能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽能電池。在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是（）A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J8．（2023秋?汕頭期中）如圖1所示為東漢杜詩(shī)創(chuàng)造的“杜詩(shī)水排”，如圖2是其水排裝置圖。當(dāng)水流帶動(dòng)下臥輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)上臥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終依靠弦索帶動(dòng)小輪完成后續(xù)的動(dòng)力傳動(dòng)。a、b、c分別位于下臥輪、上臥輪和小輪的邊緣，下列說法正確的是（）A．c點(diǎn)的線速度小于b點(diǎn)的線速度 B．a(chǎn)點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度 C．弦索對(duì)小輪的摩擦力方向與小輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 D．該裝置能夠?qū)⒑铀闹亓?shì)能全部轉(zhuǎn)化為水排的機(jī)械能9．（2023秋?萊蕪區(qū)校級(jí)期中）對(duì)于肯定量的抱負(fù)氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能肯定變化的是（）A．等溫增壓后再等溫膨脹 B．等壓膨脹后再等溫壓縮 C．等容減壓后再等壓膨脹 D．等容增壓后再等壓壓縮10．（2023春?彌勒市校級(jí)期末）抽水蓄能電站可以在用電低谷時(shí)，將電網(wǎng)中多余的電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能；在用電高峰時(shí)，再將水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能輸回電網(wǎng)，假定多余電能為5×104kW?h，這部分多余的電能經(jīng)儲(chǔ)存再回到電網(wǎng)過程中將損失44%，則此蓄能電站能給電網(wǎng)補(bǔ)充的電能為（）A．2.2×104kW?h B．2.8×104kW?h C．3.5×104kW?h D．5×104kW?h11．（2022秋?金華期末）下表是某共享電動(dòng)汽車的主要參數(shù)，依據(jù)信息，下列說法正確的是（）空車質(zhì)量800kg電池能量50kW?h標(biāo)準(zhǔn)承載200kg最大續(xù)航（布滿電最大行駛路程）200km所受阻力與汽車總重比值（忽視空氣阻力）0.09A．工作時(shí)，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電池的化學(xué)能 B．電池布滿電時(shí)的電荷量為1.8×108C C．標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛10min所用電能為2.4kW?h D．若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車以120km/h速度勻速行駛，汽車電動(dòng)機(jī)輸出功率不小于30kW12．（2023秋?興慶區(qū)校級(jí)期中）風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為9m/s時(shí)，輸出電功率為405kW，風(fēng)速在5～10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為A，空氣密度為ρ，風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速為v，并保持風(fēng)正面吹向葉片。則下列說法中正確的是（）A．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比 B．單位時(shí)間流過面積A的流淌空氣動(dòng)能為12C．若每天平均有1.0×108kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量為2.4×109kW?h D．若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h風(fēng)速在6～10m/s范圍內(nèi)，則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為6.0×104kW?h二．多選題（共3小題）（多選）13．（2022秋?甘谷縣校級(jí)期末）電動(dòng)汽車是近幾年國(guó)家提倡的流行汽車，其電池包括鉛酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池等，現(xiàn)有一輛汽車裝有鎳基電池，對(duì)于其工作原理，下列說法正確的是（）A．工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能 B．充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能 C．工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能 D．充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能（多選）14．（2023春?瀘西縣校級(jí)期末）下列關(guān)于熱機(jī)的說法中，正確的是（）A．熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置 B．熱機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置 C．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷進(jìn)行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機(jī)也不行能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（多選）15．（2023?和平區(qū)二模）氣壓式升降椅通過氣缸上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)整椅子的升降，其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接，可自由移動(dòng)的氣缸與氣動(dòng)桿之間封閉肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，忽視摩擦力，設(shè)氣體初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B，然后打開空調(diào)，一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)為C（此過程中人的雙腳始終懸空），下列推斷正確的是（）A．從A到B的過程中氣體從外界吸熱 B．從A到B的過程中氣體壓強(qiáng)增大 C．從B到C的過程中氣體壓強(qiáng)增大 D．從B到C的過程中氣體向外放熱三．填空題（共3小題）16．（2023春?廈門期末）1834年，克拉伯龍發(fā)表了《論熱的驅(qū)動(dòng)力量》一文，指出效率最高的熱機(jī)循環(huán)只能由絕熱過程和等溫過程構(gòu)成。如圖所示，肯定量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A經(jīng)等溫過程AB、絕熱過程BC、等溫過程CD、絕熱過程DA后，又回到狀態(tài)A。其中，過程AB中氣體的溫度為T1、過程CD中氣體的溫度為T2，則T1T2（選填“大于”或“小于”），過程AB中氣體會(huì)（選填“釋放”或“吸取”）熱量。17．（2023?鯉城區(qū)校級(jí)一模）肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再?gòu)臓顟B(tài)B變化到狀態(tài)C，其壓強(qiáng)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，圖線的橫軸是攝氏溫度t，已知熱力學(xué)溫度T＝t+273（K），則：（1）氣體在狀態(tài)A時(shí)的分子數(shù)密度（選填“大于”“小于”或“等于”）氣體在狀態(tài)C時(shí)的分子數(shù)密度。（2）氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B到狀態(tài)C的全過程（選填“吸取”或“放出”）熱量。18．（2023?鼓樓區(qū)校級(jí)二模）繼共享單車進(jìn)入人們的日常生活之后，共享電動(dòng)汽車也在各個(gè)城市消滅。如表所示為某款電動(dòng)汽車的參數(shù)，若某次布滿電后在平直路面駕駛時(shí)，該車載重為100kg，所受阻力為車與載重總重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。該電動(dòng)汽車的最大行駛速度為km/h，該車以額定功率行駛時(shí)最長(zhǎng)行駛時(shí)間為h，電池布滿電后儲(chǔ)存的能量為J。車身質(zhì)量500kg輸出電壓60V電動(dòng)機(jī)額定功率3000W電池容量250A?h充電電壓220V充電時(shí)間8～10h四．計(jì)算題（共3小題）19．（2023春?富平縣期末）如圖所示，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉肯定質(zhì)量的抱負(fù)氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽視不計(jì)，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽視不計(jì)）。初始時(shí)，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為p0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，求：（1）U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；（2）通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時(shí)的溫度；（3）此加熱過程中，若氣體吸取的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。20．（2023?慈溪市校級(jí)開學(xué)）如圖，一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)，活塞在壓縮沖程某段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離為0.1m，這段過程活塞對(duì)氣體的壓力漸漸增大，其做的功相當(dāng)于2×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（如圖甲）。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)汽缸溫度高于環(huán)境溫度，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。（1）求上述壓縮過程中氣體內(nèi)能的變化量；（2）燃燒后的高壓氣體對(duì)活塞做功，氣體推動(dòng)活塞移動(dòng)0.1m，其做的功相當(dāng)于9×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（如圖乙），該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內(nèi)能的變化量。21．（2023?市中區(qū)校級(jí)一模）單級(jí)水火箭可以簡(jiǎn)化為如圖（a）所示的下方開口的容器。容器中氣體體積V＝3L，壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，下方水的深度h＝50cm。單向氣閥（不計(jì)質(zhì)量）是一個(gè)只能朝一個(gè)方向通入氣體的裝置，它外部為橡膠材質(zhì)，將其緊緊塞在容器口位置可將水堵住還能向容器內(nèi)進(jìn)行充氣。單向氣閥與容器口摩擦力的最大值f＝91.5N?，F(xiàn)用打氣筒通過單向氣閥向容器內(nèi)一次次的充入壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，V1