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1、第十章 热力学定律 （60分钟 100分）,一、选择题（本题共10小题，每小题6分， 共60分.有的小题只有一个选项正确，有的 小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内） 1.（2010东城高二检测）在以下事例中，通过热传递的方式来改变物体内能的是（ ） A.两小球碰撞后粘合起来，同时温度升高 B.冰在阳光下熔化成水 C.点燃的爆竹在空中爆炸 D.汽车的车轮与地面相互摩擦发热,【解析】选B.改变内能的方式有两种：做功和热传递.热传递指内能的转移，而不是其他形式的能转化为内能，两小球碰撞后粘在一起，温度升高，是机械能转化为内能，故A错；点燃的爆竹在空中爆炸，是化学能转化为了内能，故
2、C错；车轮与地面摩擦生热，是机械能转化为内能，故D错.正确答案为B.,2.下列关于内能与热量的说法中，正确的是（ ） A.马铃薯所含热量高 B.内能越大的物体热量也越多 C.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体 D.热量总是从温度高的物体流向温度低的物体,【解析】选D.选项A是一种很常见的说法，在日常生活中看似无需计较，但从物理学的角度来看这种说法是不妥当的，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A有相同的错误.此外，物体的内能改变与可能传递的热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量流向只与它们的温度有关，而与它们的内能无关，选项C错.,
3、3.固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一 定量的气体，气体分子之间的相互作 用可以忽略.假设汽缸的导热性能良好， 环境的温度保持不变.若用外力F将活塞 B缓慢地向右拉动，如图1所示，则在拉 动活塞的过程中，关于汽缸内气体的下列结论，其中正确的是（ ）,A.气体对外做功，气体内能减少 B.气体对外做功，气体内能不变 C.外界对气体做功，气体内能不变 D.气体向外界放热，气体内能不变 【解析】选B.用力缓慢拉活塞时，气体膨胀，对外做功，但由于汽缸的导热性能良好，环境温度又不变，汽缸会从外界吸收热量以保持与环境温度相同，因而内能不变.,4.任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会（ ） A.增加 B.不变
4、 C.减小 D.无法判断 【解析】选C.由热力学第二定律对熵的表述可知C对，A、B、D错.,5.下列说法正确的是（ ） A.热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体 B.空调设备否定了热传导的方向性 C.第二类永动机是不可能制成的，因为违背了能量守恒定律 D.热力学第二定律是热力学第一定律的推论,【解析】选A.热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传到高温物体，空调应用正是证实了这一说法， A对，B错.第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律，C错；热力学第一定律与热力学第二定律各有侧重又相辅相成，D错.,6.根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是 （
5、） A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B.热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体 C.机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可能全部转化为机械能 D.机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能,【解析】选B、D.根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地（不需要外界帮助）从低温物体传到高温物体.借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”（氟利昂等）做功，把热量从冰箱内部（低温物体）传向外部（高温物体）达到制冷目的的，故选项A错误，B正确.机械能可
6、以全部转化为内能，如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动,时，机械能全部转化为内能，在一定条件下，变化的内能也可以全部转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，D正确.,7.下列说法正确的是（ ） A.对物体做功不可能使物体的温度升高 B.一个由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室.甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图2所示.提起隔板，让甲室中的气体进入乙室.若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后气体重新达到平衡时，其温度仍为T,C.空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机
7、的工作是不遵守热力学第二定律的 D.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的,【解析】选B.对物体做功可使物体的内能增加，温度升高，如用打气筒打气时筒壁变热，A错误；提起隔板后，气体向真空自由膨胀.不做功，W=0，且Q=0，则内能不变，温度不变，仍为T，B正确；在一定条件下，热量可以由低温物体传到高温物体；从单一热源吸热，并使之全部变成有用功也是可能的，只是会引起其他变化，C、D错误.热力学第二定律的关键在于“自发”和“不引起其他变化”，对此应有清醒认识，并多联系实际加以理解.,8.（2010沈阳高二检测）如图3所示， 某同学将空的薄金属筒开口向下压入水 中.设水温均匀且恒定，筒内
8、空气无泄 漏，不计气体分子间相互作用，则被淹 没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空 气体积减小（ ） A.从外界吸热 B.内能增大 C.向外界放热 D.内能减小,【解析】选C.金属筒缓慢下降过程中，外界对筒内气体做功，而筒与水有热交换、水温恒定，所以筒内空气要向外界放热，温度保持不变，从而内能不变.,9.以下说法正确的是（ ） A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能 B.汽油是一种清洁能源 C.水能是不可再生能源 D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的 【解析】选A.煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生
9、成，B错；水能是可再生能源，C错；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D错.,10.下列供热方式最有利于环境保护的是（ ） A.用煤做燃料供热 B.用石油做燃料供热 C.用天然气或煤气做燃料供热 D.用太阳灶供热 【解析】选D.煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能.但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气.而太阳能是一种无污染的能源，应大力推广，故答案应选D.,二、综合题（本题共3小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 11.（12分）为了测量太阳的辐射功率，某人采取如下简单实验.取一个横
10、截面积是310-2 m2的不高的圆筒，筒内装水0.6 kg，用来测量射到地面的太阳能.某一天中午在太阳光直射2 min后，水的温度升高了1. 计算在阳光直射下，地球表面每平方厘米每分钟获得的能量.,【解析】圆筒内的水经过2 min照射后，增加的内能为：U=Q=cmt，其中c=4.2103 J/(kg）（2分） 所以U=4.21030.61 J=2.52103 J （3分） 每分钟获得的能量为 2.52103 J2 min=1.26103 J/min. （2分） 圆筒面积S=310-2 m2=3102 cm2（2分） 地球每分钟每平方厘米获得的能量 1.26103(3102)J/(mincm2)
11、 =4.2 J/(mincm2)（3分） 答案：4.2 J/(mincm2）,12.（13分）如图4所示，p-V图中一定质量的理想气体从状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J.当气体从状态B经过程回到状态A时外界压缩气体做功200 J，求此过程气体吸收或放出的热量是多少？,【解析】一定质量的理想气体由状态A经过程变至状态 B时，从外界吸收的热量Q1大于气体膨胀对外做的功W1， 气体内能增加，由热力学第一定律，气体内能增加量为 U1=Q1+W1=420 J+（-300）J=120 J.（6分） 气体由状态B经过程回到状态A时，气体内能将减少 120 J，而
12、此过程中外界又压缩气体做了W2=200 J的功， 因而气体必向外界放热，放出的热量为Q2=U2-W2= (-120)J-200 J=-320 J. （7分） 答案：放出的热量为320 J.,13.（15分）一颗质量为10 g的子弹以200 m/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40 m/s，木块速度为0.8 m/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？子弹的比热容为1.3102 J/(kg).,【解析】系统损失的机械能转化为系统增加的内能. E损= mv02-( mv12+ Mv22) = 0.012002 J-( 0.01402 J+ 20.82J) =191.36 J（6分） 所以被子弹吸收的热量是 Q=E损30%=cmt,（3分）,所以t= = （6分） 答案：191.36 J 44.16 ,
