2022届高考物理一轮复习热学---热机和制冷剂能力提升（1）

这是一份2022届高考物理一轮复习热学---热机和制冷剂能力提升（1），共17页。试卷主要包含了单选题，共10小题，多选题，共3小题，填空题，共4小题，解答题，共4小题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理一轮复习热学---热机和制冷剂能力提升（1）练习  一、单选题，共10小题1．根据热力学定律，下列说法正确的是（　　）A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．热效率为100%的热机是可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段2．关于以下四幅图片，说法正确的是（　　）A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了大气压力的影响B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明蜂蜡对于导热性存在着各向异性D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100%3．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）    A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100%4．能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的，下列说法正确的是（　　）A．热量可能会从低温物体传到高温物体B．随着技术进步，最终使热机的效率达到100％C．能源在使用过程中，能量总量逐渐减少，因此要节约能源D．物体只要与外界进行热交换，其内能就一定发生变化5．下列说法中正确的是（　　）A．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体C．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质无关D．液体中悬浮微粒的布朗运动是周围液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的6．下列说法正确的是（　　）A．扩散现象的原因是分子间存在斥力B．由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C．第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%7．能量的概念是人类在对物质运动规律进行长期探索中建立起来的，下列说法正确的是（　　）A．热量可能会从低温物体传到高温物体B．随着技术进步，最终使热机的效率达到100％C．能源在使用过程中，能量总量逐渐减少，因此要节约能源D．物体只要与外界进行热交换，其内能就一定发生变化8．关于以下四幅图片，说法正确的是（　　）A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了大气压力的影响B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，分子间的斥力越来越大C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明蜂蜡对于导热性存在着各向异性D．图4为热机能流图，随着机械制造工艺、机械材料等科学技术的不断发展，热机的效率仍无法达到100%9．下列说法正确的是（　　）A．扩散现象的原因是分子间存在斥力B．由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C．第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%10．对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）    A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图。说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的D．丁图为热机工作时的能流分配图。说明热机的效率可能达到100% 二、多选题，共3小题11．下列说法中正确的是A．液体的饱和汽压只与液体的性质和温度有关，而与体积无关B．理想气体等压膨胀过程不一定吸热C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向D．分子之间的距离增大时，分子势能一直减小E.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定12．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，近期油价不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中错误的是( )A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化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．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加13．下列说法正确的是（　　）A．随着国家对环境的日益重视，2019年雾霾天数较以往大幅减少，雾霾现象发生时，空气中的固体微粒的无规则运动反映空气分子热运动的无规则性B．空气湿度对雾霾天的形成有重要影响，如果干、湿泡温度计示数差值变大，则环境的相对湿度在降低C．汽车尾气排放是导致城市空气污染的重要原因，随着科技发展，能够使发动机的效率达到100%D．北方冬季特别冷，是由于环境中热量少，人体热量多，人体热量传至环境导致的E.南方的冬天冷而潮湿，是因为南方空气湿度大，而冬季温度低，水蒸气的饱和汽压较低导致的  三、填空题，共4小题14．汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功。已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103J，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J。该内燃机的效率为________。随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.15．阅读短文，并回答问题家庭热泵﹣﹣空调夏天来了，安装空调的家庭逐渐多了起来，如图甲是家用分体式空调的原理图，其制冷原理是室外机中的压缩机将气态的制冷剂压缩后成为高温高压的液态制冷剂，散热后液态的制冷剂经膨胀阀进入蒸发器（室内机）迅速变成气体，吸收大量的热量，从而使房间的温度迅速下降（冬天的制热工作过程与上述相反），空调在制冷运行的过程中会产生大量的冷凝水，因此空调配有排水系统．制冷量是家庭购买空调时需要考虑的一项重要指标．它是指空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间内去除的热量总和．制冷量大的空调适用于面积比较大的房间，且制冷速度较快．以15平方米的居室面积为例，使用额定制冷量在2500W左右的空调比较合适，家用空调的制冷量单位常用“匹”．1匹=2324W．能效比是衡量空调节电效果的一项重要指标．家用空调器的能效比（EER）就是其制冷量与制冷消耗电功率之比．如图乙所示是两台不同品牌空调上的能效标识（能效标识是附在产品上的一种信息标签，用于表示耗能产品的能源效率等级等性能指标，为用户和消费者的购买决策提供必要的信息，以引导用户和消费者选择高效节能产品）．如表是国家标准中关于分体式空调部分能效等级指标．额定制冷量CC/W能效等级与对应的EER 54321CC≤45002．602．803．003．203．404500＜CC≤71002．502．702．903．103．30 (1)空调制冷运行时，室内的空气湿度________（大于/小于）室外．图乙中，两空调工作时更节能的是________（A/B）．    (2)关于空调机，下列说法正确的是（_____）．        A、家庭安装空调要铺设专线，目的是为了防止触电B、空调机制冷时，室外机放出的热量要大于压缩机消耗的电能C、空调压缩机是利用降温的方法使氟利昂发生物态变化的D、空调制冷时室外机中有风扇在转动，它的作用是将冷气吹向室内(3)某家庭空调机制冷量为1．5匹，能效比为3，在额定状态下连续工作10min，消耗的电能为________kW•h，不计热损失，理论上可以使40m2的密闭房间内的空气温度下降________℃．[取房间层高3m，空气的密度ρ=1．29kg/m3  ， 比热容c=1．0×103J/（kg•℃）]．16．电冰箱利用了叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”，把冰箱冷冻室里的“热”，搬运到了冰箱的外面．氟利昂是一种既容易________化，又容易________化的物质．工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩并把它压入冰箱外的冷凝器管里，在这里蒸气变成液体并________热，这些热被周围的空气带走．冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，________热，使冰箱内温度________．生成的蒸气又被压缩机抽走，压入冷凝器，再液化并把从冰箱内带来的热放出．氟利昂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度．17．汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功。已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103J，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J。该内燃机的效率为________。随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%. 四、解答题，共4小题18．空调器制热时，出风口导风板向下时制热效果比较好．这是为什么？19．一辆汽车沿着长为 9.2km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时 6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油 1kg（汽油的热值 q=4.6 107J/kg）．求：(1)汽车行驶的速度是多少 km/h？(2)汽车发动机牵引力的功率多少 W？(3)汽车发动机的效率是多大？20．横截面积为3 dm2的圆筒内有0.6 kg的水，太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 ℃.设大气顶层的太阳能只有45%到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率(保留一位有效数字，设太阳与地球之间平均距离为1.5×1011m)．21．一辆汽车沿着长为 9.2km 的平直公路匀速行驶，开完全程共耗时 6min，汽车发动机牵引力为1800N，共消耗汽油 1kg（汽油的热值 q=4.6 107J/kg）．求：(1)汽车行驶的速度是多少 km/h？(2)汽车发动机牵引力的功率多少 W？(3)汽车发动机的效率是多大？
参考答案1．C【解析】【详解】（1）第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，故A错误；（2）根据热力学第二定律，机械能可以100%转化为内能，但内能不能100%转化为机械能，即热力学过程不可逆，所以，热效率为100%的热机是不可能制成的，故B错误；（3）电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递；故C正确；（4）从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的；故D错误；故本题选C【点睛】第二类永动机违背了热力学第二定律；并不违背热力学第一定律；热量可以从低温物体向高温物体传递；改变内能的方式有做功和热传递．2．D【详解】A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了水的张力的影响，故A错误；B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，气体压强越来越大，故B错误；C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性，故C错误；D．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功等，热机的效率仍无法达到100%，故D正确。故选D。3．C【详解】A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，油酸滴到痱子粉上能尽可能的散开，故A错误；B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；C．气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故C正确；D．丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选C。4．A【详解】A．由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，热量可以从低温物体传向高温物体，但要引起其它变化，故A正确；B．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，故B错误；C．根据热力学第二定律可知，能源的使用过程能量的总量守恒，但可利用能源会逐步减少，因此节约能源是我们每个人的责任，故C错误；D．物体与外界进行热交换，其内能不一定发生变化，由热力学第一定律可知还要看外界对物体做功情况，故D错误。故选A。5．D【详解】A．沸点的高低与外界的大气压有关，高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区气压较低的缘故，故A错误；B．空调制冷需要消耗电能，不能说明热量可以自发的由低温物体传递到高温物体，故B错误；C．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，故C错误。D．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子对颗粒的撞击作用不平衡所引起的，故D正确。故选D。6．B【详解】A．扩散现象的原因是分子的热运动，故A错误；B．表面张力使液体表面积收缩到最小的趋势，故B正确；C．第二类永动机是不可能造成的，因为能量的转化和转移具有方向性，并没有违反能量守恒，故C错误；D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的机械效率也不可能达到100%，故D错误。故选B。7．A【详解】A．由热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，热量可以从低温物体传向高温物体，但要引起其它变化，故A正确；B．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，故B错误；C．根据热力学第二定律可知，能源的使用过程能量的总量守恒，但可利用能源会逐步减少，因此节约能源是我们每个人的责任，故C错误；D．物体与外界进行热交换，其内能不一定发生变化，由热力学第一定律可知还要看外界对物体做功情况，故D错误。故选A。8．D【详解】A．在图1中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于重力，主要是受到了水的张力的影响，故A错误；B．在图2中，随着活塞上砝码个数的增加，气缸内封闭的气体越来越难压缩（始终为气体状态），主要原因是由于随着气体体积的减小，气体压强越来越大，故B错误；C．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了如图3所示的熔化区域，说明云母片对于导热性存在着各向异性，故C错误；D．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功等，热机的效率仍无法达到100%，故D正确。故选D。9．B【详解】A．扩散现象的原因是分子的热运动，故A错误；B．表面张力使液体表面积收缩到最小的趋势，故B正确；C．第二类永动机是不可能造成的，因为能量的转化和转移具有方向性，并没有违反能量守恒，故C错误；D．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的机械效率也不可能达到100%，故D错误。故选B。10．C【详解】A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。实验中需将痱子粉撒的尽量薄一些，油酸滴到痱子粉上能尽可能的散开，故A错误；B．乙图为布朗运动产生原因示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，微粒各方向受力比较均衡，布朗运动不明显，故B错误；C．气体分子永不停息地做无规则的热运动，频繁地碰撞容器的器壁，会对器壁产生压强，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。实验说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的，故C正确；D．丁图为热机工作时的能流分配图。从高温向低温传递热量时会伴随着对外做功，说明热机的效率不可能达到100%，故D错误。故选C。11．ACE【详解】A．饱和蒸气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，而与体积无关．故A正确；B．理想气体等压膨胀，根据温度增加，对外做功，内能也增加，根据热力学第一定律公式一定吸热，故B错误；C．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故C正确；D．两分子之间的距离大于，分子力为引力，故当分子之间的距离增加时，分子力做负功，分子势能增加，故D错误；E．从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．气体压强由气体分子的数密度和平均动能共同决定，即由温度和单位体积内的分子个数共同决定，故E正确；故选ACE．12．BCD【解析】A. 热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的机械能而不产生其他影响；不可逆热力学过程中熵的增量总是大于零．故A正确，B错误；C. 满足能量守恒定律不满足热力学第二定律的物理过程也不能自发进行，故C错误；D. 根据热力学第一定律，改变内能的方式有两种：做功和热传递，外界对物体做功，若物体同时向外放热，则物体的内能有可能减少，故D错误．本题选择错误答案，故选BCD.13．ABE【详解】A．雾霾中的PM2.5是粒径很小的颗粒物，故它的运动属于布朗运动，它反映了空气分子热运动的无规则性，故A正确。B．干湿泡温度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，表示蒸发得快，空气的相对湿度越小；所以干、湿泡温度计示数差值变大，则环境的相对湿度在降低，故B正确。C．根据热力学第二定律，发动机的效率不可能达到100%，故C错误。D．热量能自发的从高温物体传到低温物体，由于人的温度高于环境温度，故人体将热量传到环境中，导致人感觉到冷，并不是人体的热量比环境多的原因，故D错误。E．在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比叫做相对湿度；温度越低，水蒸气的饱和汽压越低，又因为南方空气湿度大，而冬季温度低，所以南方的冬天相对湿度比较大，让人感觉冷而潮湿，故E正确。故选ABE。 14．    不可能    【详解】[1]由热力学第一定律知W=△U-Q=1×103J-8×102J=2×102J效率[2]随着科技的进步，不断设法减小热量损失，则内燃机的效率不断提高，效率仍不可能达到100%。【点睛】此题考查了热力学第一定律△U=W+Q，注意公式中各个物理量的符号法则；知道热力学第二定律的内容。15．小于    A    B    0.19    13.5    【解析】（1）空调制冷运行时，室内的水蒸气遇到温度低的蒸发器会发生液化现象，凝结成小水滴排出室外，室内的空气湿度小于室外；根据能效等级做出分析，图乙中，两空调工作时更节能的是A．（2）由公式 知，U一定，使用大功率用电器空调时，电路中电流I过大，可能会引起火灾或跳闸等事故，铺设了专线，可以防止这种危害，故A错误；空调机制冷时，消耗的电能W， 室外机放出的热量包括从房间里取出一部分热量Q和消耗的电能W，释放到大气热量中的热量为Q+W，所以室外机放出的热量要大于压缩机消耗的电能，故B正确；氟利昂在空调内部的蒸发器里面汽化，汽化要吸热，使空调蒸发器的温度降低，室内的水蒸气遇到温度低的蒸发器会发生液化现象，空调压缩机是利用氟利昂发生物态变化方法降温的，故C错误；空调制冷时室外机中有风扇在转动，它的作用是将热气吹向室外，故D错误．所以选A.（3）已知制冷量P制冷量=1.5匹=1.5×2324W=3486W，因为效能比 ，所以制冷量: ；在t=10min=600s消耗的电能W=P输入t=1162W×600s=6.972×105J=0.19kWh，制冷量：Q=3W=3×6.972×105J=2.0916×106J；空气质量m=ρV=ρsh=1.29kg/m3×40m2×3m=154.88kg,根据Q=cm△t 可得：. 16．汽    液    放    吸    下降    【解析】氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物体；工作时电动压缩机使氟利昂蒸气压缩而液化，压入冰箱外的冷凝器管里将热量放出；冷凝器里的液态氟利昂，经过一段很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子里，在这里迅速汽化，从冰箱的内部吸收热量，是冰箱内部的温度降低．故答案为：汽；液；放；吸；下降。17．    不可能    【详解】[1]由热力学第一定律知W=△U-Q=1×103J-8×102J=2×102J效率[2]随着科技的进步，不断设法减小热量损失，则内燃机的效率不断提高，效率仍不可能达到100%。【点睛】此题考查了热力学第一定律△U=W+Q，注意公式中各个物理量的符号法则；知道热力学第二定律的内容。18．热空气比冷空气密度小，总是向上流动，如果挡风板向上就会把热空气吹向房间的上方，冷空气在下方．人感觉很冷；如果挡风板向下就会把热空气吹向下方，由于热空气向上流动，就会产生对流，使房间上下温度一样【解析】热空气比冷空气密度小，总是向上流动，如果挡风板向上就会把热空气吹向房间的上方，冷空气在下方．人感觉很冷；如果挡风板向下就会把热空气吹向下方，由于热空气向上流动，就会产生对流，使房间上下温度一样。19．（1）92km/h；（2）4.6×104（3）36%【解析】【分析】已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度；已知牵引力和行驶的距离根据W=Fs可以求出发动机做的功，知道时间，根据公式，可求功率；已知汽油的热值和质量，根据Q=qm可以计算出燃烧汽油释放的能量，根据就可以算出汽车发动机的效率。【详解】（1）汽车行驶的速度：。（2）汽车发动机牵引力所做的功：W=Fs=1800N×9200m=1.656×107J，汽车发动机牵引力的功率：.（3）汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
发动机的效率：。【点睛】本题考查速度、功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。20．4×1026 W【详解】水温升高所吸收的热量设为Q，则，设地球表面单位时间、单位面积上获得的热量为，则太阳向地球表面单位面积上发送的能量功率为以太阳与地球间距离为半径的球体的表面积为，太阳的全部辐射功率为．点睛：本题要搞清功率的意义，建立模型，同时在计算中一定要注意单位间的换算关系，同时计算要有耐心才能准确求解．21．（1）92km/h；（2）4.6×104（3）36%【解析】【分析】已知总路程和总时间，根据公式可求行驶的速度；已知牵引力和行驶的距离根据W=Fs可以求出发动机做的功，知道时间，根据公式，可求功率；已知汽油的热值和质量，根据Q=qm可以计算出燃烧汽油释放的能量，根据就可以算出汽车发动机的效率。【详解】（1）汽车行驶的速度：。（2）汽车发动机牵引力所做的功：W=Fs=1800N×9200m=1.656×107J，汽车发动机牵引力的功率：.（3）汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J，
发动机的效率：。【点睛】本题考查速度、功率、效率的计算，考查面比较广，关键是公式及其变形的应用，最容易出错的是物理量的单位和单位的换算。