第十章過關(guān)檢測(二)

1、第十章過關(guān)檢測(二)(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第15題只有一個選項符合題目要求,第68題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.高溫物體甲和低溫物體乙發(fā)生熱傳遞,最后達到熱平衡,這個過程的實質(zhì)是()A.甲把溫度傳給乙,最后甲、乙兩者溫度相等B.甲把內(nèi)能傳給乙,最后甲、乙兩者內(nèi)能相等C.甲把溫度傳給乙,最后甲、乙兩者內(nèi)能相等D.甲把內(nèi)能傳給乙,最后甲、乙兩者溫度相等解析:宏觀上甲的溫度降低,乙的溫度升高,因而有的同學會錯誤地認為甲物體向乙物體傳遞了溫度,而實質(zhì)上是甲將內(nèi)能傳遞

2、給了乙,因而選項A、C錯誤;熱傳遞完成后,最后甲、乙兩物體達到熱平衡,即兩者溫度相同,并不是內(nèi)能相等,選項B錯誤,而選項D正確。答案:D2.用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分,A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體,B為真空(如圖),現(xiàn)把隔板抽去,A中的氣體自動充滿整個容器(如圖),這個過程稱為氣體的自由膨脹,下列說法正確的是()A.自由膨脹過程中,氣體分子只做定向運動B.自由膨脹前后,氣體的壓強不變C.自由膨脹前后,氣體的溫度不變D.容器中的氣體在足夠長的時間內(nèi),能全部自動回到A部分解析:理想氣體在絕熱的條件下,向真空做自由膨脹的過程是一個既與外界沒有熱交換,又沒有對外做功的過程,根據(jù)熱力學第一定律可以

3、確定氣體的內(nèi)能不變,而理想氣體的分子勢能為0,即分子動能不變,溫度不變。答案:C3.如圖所示,A、B兩球完全相同,分別浸沒在水和水銀的同一深度內(nèi),A、B球用同一種特殊的材料制作,當溫度稍微升高時,球的體積明顯地增大,如果水和水銀的初溫及緩慢升高后的末溫都相同,且兩球膨脹后體積也相等,兩球也不再上升,則()A.A球吸收的熱量多B.B球吸收的熱量多C.A、B兩球吸收的熱量一樣多D.不能確定吸收熱量的多少解析:A、B兩球初末狀態(tài)完全相同,故U相同;B球膨脹對水銀做的功大于A球膨脹對水做的功,由熱力學第一定律U=W+Q,所以B球吸收的熱量大于A球吸收的熱量,故B正確。答案:B4.金屬制成的汽缸中裝有柴

4、油與空氣的混合物,有可能使汽缸中柴油達到燃點的過程是()A.迅速向里推活塞B.迅速向外拉活塞C.緩慢向里推活塞D.緩慢向外拉活塞解析:只有迅速向里推活塞,對混合氣體做功,才能使混合氣體的內(nèi)能迅速增加,溫度迅速升高到燃點。故A正確。答案:A5.如圖所示,兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K,P中充滿氣體,Q為真空,整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開閥門K后,P中的氣體進入Q中,最終達到平衡,則()A.氣體體積膨脹,內(nèi)能增加B.氣體分子勢能減少,內(nèi)能增加C.氣體分子勢能增加,壓強可能不變D.Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中解析:氣體的膨脹過程沒有熱交換,可以判斷Q=0;由于容器Q內(nèi)為真空,所以氣體是自由

5、膨脹,雖然體積變大,但是氣體并不對外做功,即W=0;根據(jù)熱力學第一定律U=W+Q,由以上可以判斷該過程U=0,即氣體的內(nèi)能不變,顯然選項A、B錯誤。由于氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力,所以氣體體積變大時分子引力做負功,分子勢能增加,由此進一步推斷分子動能減小,溫度降低;體積變大、溫度降低,則氣體壓強變小,所以選項C錯誤。宏觀中的熱現(xiàn)象都是不可逆的,所以D正確。答案:D6.一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過程表示在如圖所示的p-V圖上,氣體先由a狀態(tài)沿雙曲線經(jīng)等溫過程變化到b狀態(tài),再沿與橫軸平行的直線變化到c狀態(tài),a、c兩點位于與縱軸平行的直線上,以下說法中正確的是()A.由a狀態(tài)至b狀態(tài)過程中,氣體

6、放出熱量,內(nèi)能不變B.由b狀態(tài)至c狀態(tài)過程中,氣體對外做功,內(nèi)能增加,平均每個氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁碰撞的次數(shù)不變C.c狀態(tài)與a狀態(tài)相比,c狀態(tài)分子平均距離較大,分子平均動能較大D.b狀態(tài)與a狀態(tài)相比,b狀態(tài)分子平均距離較小,分子平均動能相等解析:由a狀態(tài)到b狀態(tài)的過程是等溫過程,所以內(nèi)能不發(fā)生變化,氣體體積減小,所以外界對氣體做功,放出熱量;由b到c的過程,是等壓變化,體積增大,溫度升高,內(nèi)能增加,所以氣體對外界做功,應該吸收熱量,雖然壓強不變,但是氣體分子熱運動變得劇烈,碰撞次數(shù)改變。答案:AD7.如圖為某同學設(shè)計的噴水裝置。內(nèi)部裝有2 L水,上部密封壓強為標準大氣壓的空氣0.5 L,

7、保持閥門關(guān)閉,再充入壓強為標準大氣壓的空氣 0.1 L。設(shè)在所有過程中空氣可看作理想氣體,且溫度不變。下列說法正確的有()A.充氣后,密封氣體壓強增加B.充氣后,密封氣體的分子平均動能增加C.打開閥門后,密封氣體對外界做正功D.打開閥門后,不再充氣也能把水噴光解析:溫度不變,分子平均動能不變,充氣后由于氣體的質(zhì)量增大,溫度、體積基本不變,氣體的壓強增大,選項A對,B錯;打開閥門后,水減少,氣體膨脹,密封氣體對水做正功,選項C對;如果水全排出,氣體壓強為p3,p3(2+0.5)=p1(0.5+0.1)得p3=0.24p1<p1,故不再充氣不能把水噴光,因為當氣壓與外界大氣壓相同時就不再噴水

8、,選項D錯。答案:AC8.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程AB、等容過程BC、等溫過程CA又回到了狀態(tài)A,則()A.AB過程氣體降溫B.BC過程氣體內(nèi)能增加,可能外界對氣體做了功C.CA過程氣體放熱D.全部過程氣體做功為零解析:AB過程氣體絕熱膨脹,氣體對外界做功,其對應的內(nèi)能必定減小,即氣體溫度降低,選項A正確;BC過程氣體等容升壓,則=恒量可知,氣體溫度升高,其對應內(nèi)能增加,因做功W=0,故選項B錯誤;CA過程氣體等溫壓縮,故內(nèi)能變化為零,但外界對氣體做功,因此該過程中氣體放熱,選項C正確;AB過程氣體對外做功,其數(shù)值等于AB線與橫軸包圍的面積。BC過程氣體不做功。CA過程

9、外界對氣體做功,其數(shù)值等于CA線與橫軸包圍的面積,顯然全過程對氣體做的凈功為ABC封閉曲線包圍的面積,選項D錯誤。答案:AC二、填空題(共20分)9.(10分)如圖所示,內(nèi)壁光滑的圓柱形金屬容器內(nèi)有一個質(zhì)量為m、面積為S的活塞。容器固定放置在傾角為的斜面上。一定量的氣體被密封在容器內(nèi),溫度為T0,活塞底面與容器底面平行,距離為h。已知大氣壓強為p0,重力加速度為g。(1)容器內(nèi)氣體壓強為; (2)由于環(huán)境溫度變化,活塞緩慢下移時氣體溫度為;此過程中容器內(nèi)氣體(選填“吸熱”或“放熱”),氣體分子的平均速率(選填“增大”“減小”或“不變”)。 解析:(1)對活塞受力分析如圖所示

10、,根據(jù)力的平衡條件有pS=p0S+mgcos ,解得p=p0+。(2)根據(jù)題意,氣體發(fā)生等壓變化,由蓋呂薩克定律得,解得T=。外界對氣體做功,W>0,氣體溫度降低,內(nèi)能減小U<0,由熱力學第一定律U=W+Q可知,Q<0,氣體放熱,溫度降低,氣體分子平均動能減小,分子的平均速率減小。答案:(1)p0+(2)放熱減小10.(10分)蒸汽機、內(nèi)燃機等熱機以及電冰箱工作時都利用了氣體狀態(tài)變化來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,我們把這些氣體稱為工質(zhì)。某熱機經(jīng)過一個循環(huán)后,工質(zhì)從高溫熱源吸熱Q1,對外做功W,又向低溫熱源放熱Q2,工質(zhì)完全恢復初始狀態(tài),內(nèi)能沒有變化。根據(jù)熱力學第一定律,在工質(zhì)的一個

11、循環(huán)中,Q1、Q2、W三者之間滿足的關(guān)系是。熱機的效率 =不可能達到100%,從能量轉(zhuǎn)化的角度,說明能不能完全轉(zhuǎn)化為能。 解析:由熱力學第一定律,熱量、做功、內(nèi)能的符號規(guī)定得Q1+(-Q2)+(-W)=0,即Q1-Q2=W。再由熱力學第二定律知,內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不產(chǎn)生其他影響。答案:Q1-Q2=W內(nèi)機械三、計算題(共32分。要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟,有數(shù)值計算的要明確寫出數(shù)值和單位,只有最終結(jié)果的不得分)11.(14分)在一個橫截面積S=3×10-2 m2的圓筒內(nèi)裝有質(zhì)量m=0.6 kg的水,被太陽光垂直照射t=2 min 后,水溫升高1

12、 ,射到大氣層的太陽能只有=45%到達地面,不計容器的吸熱和散熱損失,試估算太陽的全部輻射功率。保留一位有效數(shù)字,設(shè)太陽與地球之間的平均距離d=1.5×1011 m,水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·)解析:設(shè)太陽的全部輻射功率為P,則在2 min內(nèi)太陽向外輻射的能量Q=Pt,則由題意可知=cmt所以P=4.4×1026 W。答案:4.4×1026 W12.(18分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中,AB和 CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)

13、”。(1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是。 A.AB過程中,外界對氣體做功B.BC過程中,氣體分子的平均動能增大C.CD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D.DA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是(選填“AB”“BC”“CD”或“DA”)。若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量,在CD過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為kJ。 (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol,氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L,在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的。求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù)。(已知阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023 mol-1,計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:(1)AB過程中,氣體溫度不變,內(nèi)能不變,氣體體積變大,氣體對外界做功,選項A錯誤;BC過程中,氣體對外界做功,氣體內(nèi)能減少,溫度降低,分子平均動能減小,選項B錯誤;CD過程中,氣體溫度不變,分子運動的劇烈程度不變,體積減小,單位體積內(nèi)的分子個數(shù)增加,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多,選項C正確;DA過程中,外界對氣體做功,氣體內(nèi)