熱力學(xué)定律測(cè)試題

1、熱力學(xué)定律單元達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)（90分鐘 100 分）一. 選擇題：（每題4分，計(jì)56分）1. 把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部，當(dāng)快速下壓活塞時(shí)，由于被壓縮的空氣驟然變熱，溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實(shí)驗(yàn)的目的是要 說明（）A. 做功可以升高物體的溫度B. 做功可以改變物體的內(nèi)能C. 做功一定可以增加物體的內(nèi)能D. 做功可以增加物體的熱量2. 下列關(guān)于永動(dòng)機(jī)的說法中正確的是（）A. 第一類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律B. 第一類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第一定律C. 第二類永動(dòng)機(jī)違反了能量守恒定律D. 第二類永動(dòng)機(jī)違反了熱力學(xué)第二定律3. 以下過程不可能發(fā)生的是（）A. 對(duì)物體

2、做功，同時(shí)物體放熱，物體的溫度不變B. 對(duì)物體做功，同時(shí)物體吸熱，物體的溫度不變C. 物體對(duì)外做功，同時(shí)放熱，物體的內(nèi)能不變D. 物體對(duì)外做功，同時(shí)吸熱，物體的內(nèi)能不變4. 下面設(shè)想符合能量守恒定律的是（）A. 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5. 下列有關(guān)物體內(nèi)能改變的判斷中，正確的是（）A. 外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B. 外界和物體傳遞熱量，物體的內(nèi)能一定增加C. 物體對(duì)外界做功，物體的內(nèi)能可能增加D. 物體向外放熱，物體的內(nèi)能可能增加6. 如圖10 1所示容器中，A、B各

3、有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水，上面為空 氣，大氣壓恒定。A、B底部由帶有閥門 K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱。原先A中的B中流，最后達(dá)到平衡。在這個(gè)過程中（圖 10-1水面比B中高，打開閥門，使A中的水逐漸向A. 大氣壓力對(duì)水做功，水的內(nèi)能增加B. 水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減少C. 大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能不變D. 大氣壓力對(duì)水不做功，水的內(nèi)能增加7. 如圖10 2所示，直立容器內(nèi)部有被隔板隔開的 A、B兩部分氣體，A的密度小，B的密度較大，抽去隔板，加熱氣體，使兩部分氣體均勻混合，設(shè)在此過程氣體吸熱Q,氣體內(nèi)能增量為丘，則（）A. E=QB. E< QC. E>

4、; QD. 無法比較8. 一木塊沿斜面向下滑，下列說法正確的是（）A. 不管斜面是否光滑，下滑過程中重力對(duì)木塊做了功，它的內(nèi)能將增大B. 若斜面光滑且不計(jì)空氣阻力，木塊滑到斜面底部時(shí)，速度增大，內(nèi)能也將增大C. 若斜面粗糙，木塊在重力作用下雖速度增大，但它的內(nèi)能并不改變D. 若斜面粗糙，木塊的機(jī)械能減小，而它的內(nèi)能將增大9. 物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它的速度由9m/s減小到7m/s的過程中，內(nèi)能增量是某個(gè)定值,如果物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又產(chǎn)生相等內(nèi)能增量，這時(shí)物體速度應(yīng)是（）A. 5.66m/sB.4.12m/s C.5m/s D.3m/s10. 以下說法正確的是（）A. 電冰箱內(nèi)的食品溫度比室內(nèi)溫度低

5、，說明在一定條件下熱傳導(dǎo)也可以由低溫物體向高溫物體進(jìn)行B. 內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C. 能量的耗散否定了能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律D. 能量的耗能說明自然界的宏觀過程有方向性11. 一個(gè)帶活塞的氣缸內(nèi)盛有一定量的氣體，若此氣體的溫度隨其內(nèi)能的增大而升高，則（ ）A. 將熱量傳給氣體，其溫度必升高B. 壓縮氣體，其溫度必升高C. 壓縮氣體，同時(shí)氣體向外界放熱，其溫度必不變D. 壓縮氣體，同時(shí)將熱量傳給氣體，其溫度必升高12. 金屬制成的氣缸中裝有柴油與空氣的混合物，有可能使氣缸中柴油達(dá)到燃點(diǎn)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13. 如圖10 3所示，用

6、導(dǎo)熱的固定隔板把一容器隔成容積相等的甲、乙兩部分，甲、乙中分別有質(zhì)量相等的氮?dú)夂脱鯕?。在達(dá)到平衡時(shí)，它們的溫度必相等，若分子勢(shì)能可忽略,頁(yè)頁(yè)氣體分子的平均動(dòng)能相等 氣體分子的平均速率相等圖 10-3則甲、乙中（）A.氣體的壓強(qiáng)相等B.C.氣體的內(nèi)能相等D.14. 如圖10 4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(dāng)溫度稍微升高時(shí)，球的體積明顯地增大，如果水和水銀的初溫水銀圖 10-4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二球吸收的熱量一樣多D. 不能確

7、定吸收熱量的多少題號(hào)1234567891011121314答案二. 填空題（每題6分，共12分）15. 一定質(zhì)量的理想氣體，在升溫膨脹對(duì)外做功的過程中，分子的平均動(dòng)能，氣體的內(nèi)能，因而伴隨著過程。16. 某氣體初態(tài)時(shí)有100J內(nèi)能，膨脹過程中對(duì)外做功30J，同時(shí)吸收了 20J的熱量，在這過程中內(nèi)能 （填增加或減少） J。三. 計(jì)算題（17、18題各10分，19題12分）17. 在一個(gè)橫截面積 S=3X 10-2mi的圓筒內(nèi)裝有質(zhì)量 m=0.6kg的水，被太陽(yáng)光垂直照射t=2min后，水溫升高1C,設(shè)大氣層的太陽(yáng)能只有 n =45%達(dá)地面，不計(jì)容器的吸熱和散 熱損失，試估算太陽(yáng)的全部輻射功率。（

8、保留一位有效數(shù)字，設(shè)太陽(yáng)與地球之間的平均距113離 d=1.5 X 10 m 水的比熱 c=4.2 X 10 J/kgC）頁(yè)18. 某地的平均風(fēng)速為 5m/s，已知空氣密度是 1.2kg/m3,有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形 成半徑為12m的圓面，如果這個(gè)風(fēng)車能將此圓內(nèi) 10%勺氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車 帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？19. 一顆質(zhì)量為10g的子彈以200m/s的速度射入放在光滑水平面上質(zhì)量為2 kg的木塊并穿出；穿出木塊時(shí)子彈的速度變?yōu)?0m/s，木塊速度為0.8m/s，設(shè)子彈在木塊中所受的阻力不變，在此過程中子彈和木塊共獲得多少內(nèi)能？若這些內(nèi)能有30%被子彈吸收，則可以使子彈

9、升溫多少度？子彈的比熱容1.3 X 102J/(kg C )。頁(yè)熱力學(xué)定律單元達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)參考答案1. 解析：當(dāng)快速下壓活塞時(shí)，對(duì)空氣做功，改變了氣體的內(nèi)能，使氣體的溫度升高，達(dá)到乙醚的燃點(diǎn)，使浸有乙醚的棉花燃燒起來。故B正確。答案：B2. 解析：本題考察的是對(duì)兩類永動(dòng)機(jī)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，顯然A、D正確。答案：AD3. 解析：本題考察的是對(duì)熱力學(xué)第一定律 U=W+Q的理解和應(yīng)用，需要注意的是符號(hào)法則。答案：BC4. 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

10、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：BCD5. 解析：本題考察的是對(duì)熱力學(xué)第一定律 U=W+Q的理解和應(yīng)用，需要注意的是符號(hào)法則及其物理 意義。答案：CD6. 解析：大氣壓對(duì)左面A的水做正功，而對(duì) B中水做負(fù)功；A內(nèi)水面下降，體積減小，與 B內(nèi)上升 增加的體積相同，因此大氣壓對(duì)水做功的代數(shù)和為零；水的重心降低重力勢(shì)能減小，由能量守恒定律知水的內(nèi)能增加。故選 D。答案：D7. 解析：抽去

11、隔板前A、B氣體的整體重心在中線以下，抽去隔板待氣體混合均勻后重心恰好在中線 上，所以系統(tǒng)的重力勢(shì)能增大，由能量守恒定律，吸收的熱量一部分增加氣體內(nèi)能，一部分增加重力勢(shì)能，所以B正確。答案：B8. 解析：斜面光滑且不計(jì)空氣阻力時(shí)，木塊下滑過程中機(jī)械能守恒，內(nèi)能不變；斜面粗糙，木塊下滑時(shí)要克服摩擦力做功，故木塊在機(jī)械能減小，由能量守恒定律它的內(nèi)能將增大。D正確。答案：D9. 解析：設(shè)物體質(zhì)量為m,vi=9m/s,v 2=7m/s最終速度減為 乂，由能量守恒定律有：1 2 1 2 1 2 1 2mv( mv2 mv2 mv3代入數(shù)值得：V3="l ? m/s=4.12m/s故B正確。答案

12、：B10. 解析：熱傳導(dǎo)只能從高溫到低溫，A不正確；由能量守恒定律可知，各種形式的能量之間可以相 互轉(zhuǎn)化，并且總能量守恒，所以 B正確，C不正確；而能量的耗能正好說明自然界的宏觀過程有方向性， D正確。答案：BD11. 解析：由于氣體的溫度隨其內(nèi)能的增大而升高，所以內(nèi)能增大溫度必然升高；由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q知，當(dāng)壓縮氣體，同時(shí)將熱量傳給氣體，其內(nèi)能增加，溫度必升高，D正確；而A、B只是考慮了或 W或Q的一個(gè)方面而忽略了另一方面，故不正確。答案：D12. 解析：只有迅速向里推活塞，對(duì)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(diǎn)。故A正確。答案：A13. 解析：由于溫度

13、是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以在達(dá)到平衡時(shí)，它們的溫度相等，氣體分子的平均 動(dòng)能必相等。答案：B14. 解析：A、B兩球初末狀態(tài)完全相同，故 U相同；B球膨脹對(duì)水銀做的功大于 A球膨脹對(duì)水做 的功，由熱力學(xué)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：B15. 解析：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；理想氣體的內(nèi)能是由溫度唯一決定，所以溫度升高，內(nèi)能增加；由熱力學(xué)第一定律 U=W+Q，結(jié)合符號(hào)法則及其物理意義，則氣體要吸熱。答案：增大 增加 吸熱16. 解析：由熱力學(xué)第一定律 U=U2-Ui=W+Q，結(jié)合符號(hào)法則及其物理意義有：W=-30

14、J，Q=20J，故 U=U2-U 1= -10J，因而內(nèi)能減小了 10Jo答案：減少10仃.解析：設(shè)太陽(yáng)的全部輻射功率為 P，則在兩分鐘內(nèi)太陽(yáng)向外輻射的能量Q=Pt，則由題意可知US4二 d所以P =24 二 d cm tS1=4.4 X026W2 118. 解析：首先可以求出在時(shí)間t內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量為 m=n r2u tp,這些氣流的動(dòng)能為m21 e 1u 2;轉(zhuǎn)變的是能為 E= m u 2 x 10%，故風(fēng)車帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率為P= n r2 p u3x10%2 t2代入數(shù)據(jù)以后得P=3.4kW答案：3.4kW19. 解析：系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)增加的內(nèi)能。1 2 1 2 1 2 =

15、E損二一mv0 -( mv + Mv )2 2 21 2 1 2 1 2=X 0.01 X00 J- ( X0.01 X0 J+ X2 x 0.8 J)=191.36J2 2 2<30%1913630%被子彈吸收的熱量是 Q= E 換 X 30% =cm t. Lt=-°C =44.16 °Ccm1.3父102江0.01瞻前顧后一. 物體內(nèi)能的變化，能量守恒定律(1) 做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，這兩種方式是等效的，但又有本質(zhì)的區(qū)別：做 功是其它形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化，功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的量度；而熱傳遞是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，熱 量是內(nèi)能轉(zhuǎn)移的量度。(2) 能量守恒定律能量即不

16、會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè) 物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。能量守恒定律是自然界普遍適用的規(guī)律之一。二. 熱力學(xué)定律1. 熱力學(xué)第一定律外界對(duì)物體所做的功 W加上物體從外界吸收的熱量 Q等于物體內(nèi)能增加量 11,即4 U=Q+W 在這個(gè)表達(dá)式中，當(dāng)外界對(duì)物體做功是W取正，物體克服外力做功是W取負(fù)；當(dāng)物體從外界吸熱時(shí)Q取正，物體向外界放熱時(shí) Q取負(fù)；U為正表示物體內(nèi)能增加，U為負(fù)表示物體內(nèi)能減小。2. 熱力學(xué)第二定律(1) 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化(按熱傳導(dǎo)的方向性 表述)。(2) 不可能從單一熱源吸收

17、熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化(按機(jī)械能和 內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述)。(3) 熱力學(xué)第二定律使人們認(rèn)識(shí)到：自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，它揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。3. 能源的開發(fā)和利用能量耗散：自然界的能量是守恒的，但是很多事例證明，我們無法把流散的內(nèi)能重新收集 起來加以利用。因此，提醒人們應(yīng)該合理開發(fā)和利用能源。典例探究例1 一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，子彈進(jìn)入木塊的深度為2cm,木塊相對(duì)于桌面移動(dòng)了1cm,設(shè)木塊對(duì)子彈損失的動(dòng)能之比為A. 1 : 1B.2: 3C.1: 2D.1: 3解析：子彈損失的動(dòng)能等于子彈克服阻

18、力所做的功，子彈的位移為打入深度d和木塊移動(dòng)的距離L之和，有 Ek =F, ( d+L)產(chǎn)生的熱量為：Q=F“ d:=-;因此選B項(xiàng)。：Ek d L 3例2 (2003 全國(guó)卷第20題)如圖所示，固定容器及可動(dòng)活塞 P都是絕熱的，中間有一 導(dǎo)熱的固定隔板 B, B的兩邊分別盛有氣體甲和乙，現(xiàn)將活塞 P緩慢地向B移動(dòng)一段距離, 已知?dú)怏w的溫度隨其內(nèi)能的增加而升高，則在移動(dòng)P的過程中A. 外力對(duì)乙做功：甲的內(nèi)能不變B. 外力對(duì)乙做功：乙的內(nèi)能不變C. 乙傳遞熱量給甲：乙的內(nèi)能增加D. 乙的內(nèi)能增加：甲的內(nèi)能不變解析：據(jù)熱力學(xué)第一定律，由于外力對(duì)乙做功，而容器和活塞P絕熱（即無熱遞）所以乙的內(nèi)能的增加，溫度升高。甲乙氣體間由導(dǎo)熱隔板相連。乙溫度升高后，乙、甲之 間發(fā)生熱傳遞，使甲內(nèi)能增加，溫度上升，乙內(nèi)能減小，溫度下降，當(dāng)甲、乙的溫度相同 時(shí)，熱傳遞停止。所以 C正確。例3下列說法正確的是A. 熱量總是由內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體B. 熱量總是由比熱大的物體傳遞給比熱小的物體C. 熱量總