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1、 第十章熱力學(xué)定律一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分,每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確,把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1在以下事例中,通過(guò)熱傳遞的方式來(lái)改變物體內(nèi)能的是()A兩小球碰撞后粘合起來(lái),同時(shí)溫度升高B冰在陽(yáng)光下熔化成水C點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸D汽車(chē)的車(chē)輪與地面相互摩擦發(fā)熱解析:改變內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞。熱傳遞指內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,而不是其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,兩小球碰撞后粘在一起,溫度升高,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A錯(cuò);點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能,故C錯(cuò);車(chē)輪與地面摩擦生熱,是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯(cuò)。正確答案為B。答案:B2下面設(shè)想符合能量守恒定律的是()A
2、利用永久磁鐵間的作用力造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)器B做成一條船利用河水的能量逆水航行C通過(guò)太陽(yáng)照射飛機(jī)使飛機(jī)起飛D不用任何燃料使河水升溫解析:利用磁場(chǎng)能可能使磁鐵所具有的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,但由于摩擦力的不可避免性,動(dòng)能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使轉(zhuǎn)動(dòng)停止,故A錯(cuò);讓船先靜止在水中,設(shè)計(jì)一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)使船獲得足夠電能,然后把電能轉(zhuǎn)化為船的動(dòng)能使船逆水航行;同理可利用光能的可轉(zhuǎn)化性和電能的可收集性,使光能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能,實(shí)現(xiàn)飛機(jī)起飛,故B、C正確;設(shè)計(jì)水壩利用河水的重力勢(shì)能發(fā)電,一部分重力勢(shì)能通過(guò)水輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,另外電能也可轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使水升溫,故D正確。答案:BCD3關(guān)于一定量的氣體,下列敘述正確的是(
3、)A氣體吸收的熱量可以完全轉(zhuǎn)化為功B氣體體積增大時(shí),其內(nèi)能一定減少C氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加D外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能可能減少解析:由熱力學(xué)第二定律知吸收的熱不能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為功,但通過(guò)其他方法可以全部轉(zhuǎn)化為功,故A正確;氣體體積增大,對(duì)外做功,若同時(shí)伴隨有吸熱,其內(nèi)能不一定減少,B錯(cuò)誤;氣體從外界吸熱,若同時(shí)伴隨有做功,其內(nèi)能不一定增加,C錯(cuò)誤;外界對(duì)氣體做功,同時(shí)氣體放熱,其內(nèi)能可能減少,D正確。答案:AD4給旱區(qū)送水的消防車(chē)停于水平地面,在緩慢放水過(guò)程中,若車(chē)胎不漏氣,胎內(nèi)氣體溫度不變,不計(jì)分子間勢(shì)能,則胎內(nèi)氣體()A從外界吸熱 B對(duì)外界做負(fù)功C分子平均動(dòng)能減小 D內(nèi)能增加解
4、析:緩慢放水過(guò)程中,胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,氣體膨脹對(duì)外界做正功,選項(xiàng)B錯(cuò);胎內(nèi)氣體溫度不變,故分子平均動(dòng)能不變,選項(xiàng)C錯(cuò);由于不計(jì)分子間勢(shì)能,氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度不變,內(nèi)能不變,選項(xiàng)D錯(cuò);由UWQ知U0,W0,氣體從外界吸熱,選項(xiàng)A正確。答案:A5. (2012廣東高考)景頗族祖先發(fā)明的點(diǎn)火器如圖1所示,用牛角做套筒,木制推桿前端粘著艾絨,猛推推桿,艾絨即可點(diǎn)燃,對(duì)筒內(nèi)封閉的氣體,在此壓縮過(guò)程中() 圖1A氣體溫度升高,壓強(qiáng)不變B氣體溫度升高,壓強(qiáng)變大C氣體對(duì)外界做正功,氣體內(nèi)能增加D外界對(duì)氣體做正功,氣體內(nèi)能減少解析:壓縮氣體時(shí),外界對(duì)氣體做功,內(nèi)能增加,溫度升高,體積變小,壓強(qiáng)增大,所以
5、只有B正確。答案:B6(2012四川高考)物體由大量分子組成,下列說(shuō)法正確的是()A分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能越大B分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)D只有外界對(duì)物體做功才能增加物體的內(nèi)能解析:分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度是針對(duì)大量分子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律而言,并不能說(shuō)明每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)情況,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)分子間的引力大小與分子間的距離之間的關(guān)系(分子間的引力大小隨分子間的距離的減小而增大)可知,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;從宏觀角度看,物體的內(nèi)能與物體的溫度和體積有關(guān),故C選項(xiàng)正確;改變物體內(nèi)能的方式有兩種:做功和熱傳遞,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:C二、非選擇題(本題共6小題,
6、共64分,解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7(8分)某物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它的速度從10 m/s減小到8 m/s的過(guò)程中,系統(tǒng)內(nèi)能增加量為U,如果物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又產(chǎn)生相同的內(nèi)能,則其速度將變?yōu)開(kāi)。解析:本過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,有:m(10 m/s)2m(8 m/s)2m(8 m/s)2mv2,解得:v2 m/s。答案:2 m/s8(10分)風(fēng)沿水平方向以速度v垂直吹向一直徑為d的風(fēng)車(chē)葉輪上,設(shè)空氣密度為,風(fēng)的動(dòng)能有50%轉(zhuǎn)化為風(fēng)車(chē)的動(dòng)能,風(fēng)車(chē)帶動(dòng)水車(chē)將水提高h(yuǎn)的高度,效率為80%,則單位時(shí)間最多可提升的水的質(zhì)量m_。解析:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)風(fēng)車(chē)獲得的動(dòng)能為
7、:Ek50%,因此有Ek80%mgh,所以有:m。答案:9(10分)為了測(cè)量太陽(yáng)的輻射功率,某人采取如下簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。取一個(gè)橫截面積是3102 m2的不高的圓筒,筒內(nèi)裝水0.6 kg,用來(lái)測(cè)量射到地面的太陽(yáng)能。某一天中午在太陽(yáng)光直射2 min后,水的溫度升高了1 。則在陽(yáng)光直射下,地球表面每平方厘米每分鐘獲得的能量為_(kāi) J/mincm2。解析:圓筒內(nèi)的水經(jīng)過(guò)2 min照射后,增加的內(nèi)能為:UQcmt,其中c4.2103 J(kg)。所以U4.21030.61 J2.52103 J。每分鐘獲得的能量為252103 J2 min1.26103 J/min。圓筒面積S3102 m23102 cm2。地球
8、每分鐘每平方厘米獲得的能量126103(3102) J/(mincm2)4.2 J/(mincm2)。答案:4.210(10分)用鉆頭在鐵塊上鉆孔時(shí),注入20的水5 kg,10 min后水的溫度上升到100,并有1 kg的水變成了水蒸氣,如果鉆頭的功率為10 kW,則在鉆頭做功的過(guò)程中,有百分之幾的功變成了水和水蒸氣的內(nèi)能?已知水的比熱容c4.2103 J/(kg),100時(shí)水的汽化熱L2.3106 J/kg。解析:10 min內(nèi)水和水蒸氣共吸收的熱量Qcm1tLm2。鉆頭所做的功WPt。100%66%。答案:66%11(12分)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變成狀態(tài)C,其中AB過(guò)程為等壓
9、變化,BC過(guò)程為等容變化。已知VA0.3 m3,TATC300 K,TB400 K。(1)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積。(2)說(shuō)明BC過(guò)程壓強(qiáng)變化的微觀原因。(3)設(shè)AB過(guò)程氣體吸熱量為Q1,BC過(guò)程氣體放出熱量為Q2,比較Q1、Q2的大小,并說(shuō)明原因。解析:(1)AB由氣體定律,知VBVA0.3 m30.4 m3。(2)BC氣體體積不變,分子數(shù)不變,溫度降低,分子平均動(dòng)能減小,壓強(qiáng)減小。(3)AB,氣體內(nèi)能增加,由熱力學(xué)第一定律:Q1WU,Q1UW。BC,氣體體積不變,內(nèi)能減少,Q2U,所以Q1Q2。答案:(1)0.4 m3(2)、(3)見(jiàn)解析12. (14分)如圖2所示,為一汽缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量的氣體的pV圖線,當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過(guò)程acb到達(dá)狀態(tài)b時(shí),有熱量335 J傳入系統(tǒng),系統(tǒng)對(duì)外界做功126 J,求:(1)若沿adb過(guò)程系統(tǒng)對(duì)外做功42 J,則有多少熱量傳入系統(tǒng)? 圖2 (2)若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過(guò)程返回狀態(tài)a時(shí),外界對(duì)系統(tǒng)做功84 J,問(wèn)
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