热力学定律章综合

热力学定律（章综合）热力学定律单元达标测评（90 分钟 100 分） 一. 选择题：（每题 4 分，计 56 分）1. 把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底 部，当快速下压活塞时， 由于被压缩的空气骤然 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. 做功可以升高物体的温度B. 做功可以改变物体的内能C. 做功一定可以增加物体的内能D. 做功可以增加物体的热量2. 下列关于永动机的说法中正确的是（）A. 第一类永动机违反了能量守恒定律B. 第一类永动机违反了热力学第一定律 C .第二类永动机违反了能量守恒定律D .第二类永动机违反了热力学第二定律3. 以下过程不可能发生的是（）A. 对物体做功，同时物体放热，物体的温度不变B. 对物体做功， 同时物体吸热， 物体的温度不变C. 物体对外做功，同时放热，物体的内能不变D. 物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变4. 下面设想符合能量守恒定律的是（）A. 利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的 机器B. 做成一条船利用河水的能量逆水航行C. 通过太阳照射飞机使飞机起飞D. 不用任何燃料使河水升温5. 下列有关物体内能改变的判断中，正确的是（ ）A. 外界对物体做功，物体的内能一定增加B. 外界和物体传递热量，物体的内能一定增加C. 物体对外界做功，物体的内能可能增加D. 物体向外放热，物体的内能可能增加6. 如图10 1所示容器中，A B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面为空气， 大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相 连，整个装置与外界绝热。原先 A中的水面比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LB. 水克服大气压力做功，水的减少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，水的内能增加图 10-17. 如图102所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度较大， 抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，Q,气体内能增量E,图 10-2设在此过程气体吸热则( )A. E=QB. Ev QC. E QD. 无法比较8. 一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是( )A. 不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做 了功，它的内能将增大B. 若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底 部时，速度增大，内能也将增大C. 若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大， 但它的内能并不改变D. 若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能 将增大9. 物体在水平面上运动，当它的速度由 9m/s减 小到7m/s的过程中，内能增量是某个定值，如体速度应是 （ ）A. 5.66m/sB. 4.12m/sC.5m/sD.3m/s10. 以下说法正确的是 （ ）A. 电冰箱内的食品温度比室内温度低， 说明在一 定条件下热传导也可以由低温物体向高温物体 进行B. 内能可以转化为机械能C. 能量的耗散否定了能量的转化与守恒定律D. 能量的耗能说明自然界的宏观过程有方向性11. 一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体，若 此 气 体 的 温 度 随 其 内 能 的 增 大 而 升 高 ， 则A. 将热量传给气体，其温度必升高B. 压缩气体，其温度必升高C. 压缩气体， 同时气体向外界放热， 其温度必不 变D. 压缩气体， 同时将热量传给气体， 其温度必升12. 金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合C.缓慢向里推活塞 塞（ ）A.迅速向里推活塞 活塞B.迅速向外拉物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是D.缓慢向外拉活13. 如图103所示，用导热的固定隔板把一容 器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲乙中分别 有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们 的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中（ ）A.气体的压强相等B.气体分子的平均动能相等C.气体的内能相等D.气体分子的平均速率相等图 10-314. 如图104所示，A B两球完全相同，分别 浸没在水和水银的同一深度内，J、B球用同一 种特殊的材料制作，当温度稍微升升高时，水球的体 积明显地增大，如果水和水银的初温及缓慢升高 后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等， 两球也不再上升，则（）A. A球吸收的热量多B. B球吸收的热量多C. A、B二球吸收的热量一样多D. 不能确定吸收热量的多少图 10-4题号1234567891011 112 13 11答案二. 填空题（每题6分，共12分）15. 一定质量的理想气体，在升温膨胀对外做功的过程中，分子的平均动能，气体的内能，因而伴随着过程。16. 某气体初态时有100J内能，膨胀过程中对外做功30J，同时吸收了 20J的热量，在这过程中 内能 （填增加或减少）J。三. 计算题（17、18题各10分，19题12分）17. 在一个横截面积S=3X 10-2m的圆筒内装有质 量 m=0.6kg的水，被太阳光垂直照射 t=2min后，水温升高1C,设大气层的太阳能只 有n =45%到达地面，不计容器的吸热和散热损 失，试估算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 的 平 均 距 离11 3d=1.5 X 10 m 水的比热 c=4.2 X 10 J/kg C）18. 某地的平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半 径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10% 的气流的动能转变为电能， 则该风车带动的发电机功率是多大？19. 一颗质量为10g的子弹以200m/s的速度射入 放在光滑水平面上质量为 2 kg 的木块并穿出； 穿出木块时子弹的速度变为40m/s，木块速度为 0.8m/s ,设子弹在木块中所受的阻力不变，在此 过程中子弹和木块共获得多少内能？若这些内 能有 30%被子弹吸收，则可以使子弹升温多少 度？子弹的比热容1.3 x 102J/(kg C )。第 10 页 共 13 页热力学定律单元检测参考答案1.解析： 当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点， 使浸有乙醚的棉花燃烧起来。故 B 正确。答案： B2.解析： 本题考察的是对两类永动机的本质认识，显然A 、D 正确。答案： AD3解析：本题考察的是对热力学第一定律 U=W+Q的理解和应用，需要注意的是符号法则。答案： BC4.解析： 利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终 转化为内能，使转动停止，故 A 错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把 电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的 动能，实现飞机起飞，故 B、C 正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶 片转化为水的内能、另外电能也可转化为内能使水升温，故 D 正确。答案：BCD5解析：本题考察的是对热力学第一定律 U=W+Q的理解和应用，需要注意的是符号法则及其物理 意义。答案：CD6.解析：大气压对左面A的水做正功，而对 B中水做负功；A内水面下降，体积减小，与 B内上升增 加的体积相同，因此大气压对水做功的代数和为零；水的重心降低重力势能减小，由能量守恒定律知水的 内能增加。故选D。答案：D7解析：抽去隔板前A、B气体的整体重心在中线以下，抽去隔板待气体混合均匀后重心恰好在中线 上,所以系统的重力势能增大，由能量守恒定律，吸收的热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能，所以B正确。答案：B8. 解析：斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑 时要克服摩擦力做功，故木块在机械能减小，由能量守恒定律它的内能将增大。D正确。答案：D9. 解析：设物体质量为m,vi=9m/s,v 2=7m/s最终速度减为V3，由能量守恒定律有:1 2 1 2 1 2 mvimv2mv22 2 2代入数值得:V 3=m/s=4.12m/s1 2严故B正确。答案：B10. 解析：热传导只能从高温到低温，A不正确；由能量守恒定律可知，各种形式的能量之间可以相互 转化，并且总能量守恒，所以 B正确，C不正确；而能量的耗能正好说明自然界的宏观过程有方向性，D正确。答案：BD11. 解析：由于气体的温度随其内能的增大而升高， 所以内能增大温度必然升高；由热力学第一定律 U=W+Q知，当压缩气体，同时将热量传给气体，其内能增加，温度必升高，D正确；而A、B只是考虑了或W或Q的一个方面而忽略了另一方面，故不正确。答案：D12. 解析：只有迅速向里推活塞，对混合气体做功，才能使混合气体的内能迅速增加，温度迅速升高到 燃点。故A正确。答案：A13. 解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动 能必相等。答案：B14. 解析：A、B两球初末状态完全相同，故 U相同；B球膨胀对水银做的功大于 A球膨胀对水做的 功，由热力学第一定律 U=W+Q，所以B球吸收的热量大于 A球吸收的热量，故 B正确。答案：B15. 解析：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均动能增大；理想气体的内能是由温度唯一决定，所以温度升高，内能增加；由热力学第一定律U=W+Q，结合符号法则及其物理意义，则气体要吸热。答案：增大 增加 吸热16. 解析：由热力学第一定律 U=U2-U 1=W+Q，结合符号法则及其物理意义有：W=-30J，Q=20J，故 U=U2-U1= -10J，因而内能减小了 10J。答案：减少10Pt S4 d2cm t所以p4 d2cm t =4.4 X026W18.解析:首先可以求岀在时间t内作用于风车的气流质量为m= n r2u t，这些气流的动能为-m u22;转变的是能为E=代入数据以后得答案：3.4kW1 2m u 2 x 10%，故风车带动电动机功率为2P=3.4kWE 12p= = n r put 23X 10%MV2219.解析：系统损失的机械能转化为系统增加的内能。1 2 1 2 E损二一 mv0( mv +2 211.=X 0.01 X2O0J ( X0.01 402J +X 2 X 0.82j)=191.36J22被子弹吸收的热量是Q= E换X 30% =cm t. t= E30% 牛 30% c =44.16 c1.3 102 0.01cm