熱力學定律測試題

1、熱力學定律單元達標測評（90分鐘 100 分）一. 選擇題：（每題4分，計56分）1. 把浸有乙醚的一小塊棉花放在厚玻璃筒的底部，當快速下壓活塞時，由于被壓縮的空氣驟然變熱，溫度升高，達到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來，此實驗的目的是要 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能C. 做功一定可以增加物體的內能D. 做功可以增加物體的熱量2. 下列關于永動機的說法中正確的是（）A. 第一類永動機違反了能量守恒定律B. 第一類永動機違反了熱力學第一定律C. 第二類永動機違反了能量守恒定律D. 第二類永動機違反了熱力學第二定律3. 以下過程不可能發(fā)生的是（）A. 對物體

2、做功，同時物體放熱，物體的溫度不變B. 對物體做功，同時物體吸熱，物體的溫度不變C. 物體對外做功，同時放熱，物體的內能不變D. 物體對外做功，同時吸熱，物體的內能不變4. 下面設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永遠轉動的機器B. 做成一條船利用河水的能量逆水航行C. 通過太陽照射飛機使飛機起飛D. 不用任何燃料使河水升溫5. 下列有關物體內能改變的判斷中，正確的是（）A. 外界對物體做功，物體的內能一定增加B. 外界和物體傳遞熱量，物體的內能一定增加C. 物體對外界做功，物體的內能可能增加D. 物體向外放熱，物體的內能可能增加6. 如圖10 1所示容器中，A、B各

3、有一個可自由移動的輕活塞，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，整個裝置與外界絕熱。原先A中的B中流，最后達到平衡。在這個過程中（圖 10-1水面比B中高，打開閥門，使A中的水逐漸向A. 大氣壓力對水做功，水的內能增加B. 水克服大氣壓力做功，水的內能減少C. 大氣壓力對水不做功，水的內能不變D. 大氣壓力對水不做功，水的內能增加7. 如圖10 2所示，直立容器內部有被隔板隔開的 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，設在此過程氣體吸熱Q,氣體內能增量為丘，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，下滑過程中重力對木塊做了功，它的內能將增大B. 若斜面光滑且不計空氣阻力，木塊滑到斜面底部時，速度增大，內能也將增大C. 若斜面粗糙，木塊在重力作用下雖速度增大，但它的內能并不改變D. 若斜面粗糙，木塊的機械能減小，而它的內能將增大9. 物體在水平面上運動，當它的速度由9m/s減小到7m/s的過程中，內能增量是某個定值,如果物體繼續(xù)運動，又產生相等內能增量，這時物體速度應是（）A. 5.66m/sB.4.12m/s C.5m/s D.3m/s10. 以下說法正確的是（）A. 電冰箱內的食品溫度比室內溫度低

5、，說明在一定條件下熱傳導也可以由低溫物體向高溫物體進行B. 內能可以轉化為機械能C. 能量的耗散否定了能量的轉化與守恒定律D. 能量的耗能說明自然界的宏觀過程有方向性11. 一個帶活塞的氣缸內盛有一定量的氣體，若此氣體的溫度隨其內能的增大而升高，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，同時氣體向外界放熱，其溫度必不變D. 壓縮氣體，同時將熱量傳給氣體，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13. 如圖10 3所示，用

6、導熱的固定隔板把一容器隔成容積相等的甲、乙兩部分，甲、乙中分別有質量相等的氮氣和氧氣。在達到平衡時，它們的溫度必相等，若分子勢能可忽略,頁頁氣體分子的平均動能相等 氣體分子的平均速率相等圖 10-3則甲、乙中（）A.氣體的壓強相等B.C.氣體的內能相等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，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1234567891011121314答案二. 填空題（每題6分，共12分）15. 一定質量的理想氣體，在升溫膨脹對外做功的過程中，分子的平均動能，氣體的內能，因而伴隨著過程。16. 某氣體初態(tài)時有100J內能，膨脹過程中對外做功30J，同時吸收了 20J的熱量，在這過程中內能 （填增加或減少） J。三. 計算題（17、18題各10分，19題12分）17. 在一個橫截面積 S=3X 10-2mi的圓筒內裝有質量 m=0.6kg的水，被太陽光垂直照射t=2min后，水溫升高1C,設大氣層的太陽能只有 n =45%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。（

8、保留一位有效數字，設太陽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18. 某地的平均風速為 5m/s，已知空氣密度是 1.2kg/m3,有一風車，它的車葉轉動時可形 成半徑為12m的圓面，如果這個風車能將此圓內 10%勺氣流的動能轉變?yōu)殡娔?，則該風車 帶動的發(fā)電機功率是多大？19. 一顆質量為10g的子彈以200m/s的速度射入放在光滑水平面上質量為2 kg的木塊并穿出；穿出木塊時子彈的速度變?yōu)?0m/s，木塊速度為0.8m/s，設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能？若這些內能有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 )。頁熱力學定律單元達標測評參考答案1. 解析：當快速下壓活塞時，對空氣做功，改變了氣體的內能，使氣體的溫度升高，達到乙醚的燃點，使浸有乙醚的棉花燃燒起來。故B正確。答案：B2. 解析：本題考察的是對兩類永動機的本質認識，顯然A、D正確。答案：AD3. 解析：本題考察的是對熱力學第一定律 U=W+Q的理解和應用，需要注意的是符號法則。答案：BC4. 解析：利用磁場能可能使磁鐵所具有的磁場能轉化為動能，但由于摩擦力的不可避免性，動能最終轉化為內能，使轉動停止，故 A錯；讓船先靜止在水中，設計一臺水力發(fā)電機使船獲得足夠電能，然 后把電能轉化

10、為船的動能使船逆水航行；同理可利用光能的可轉化性和電能的可收集性，使光能轉化為 飛機的動能，實現飛機起飛，故 B、C正確；設計水壩利用河水的重力勢能發(fā)電，一部分重力勢能通過水 輪機葉片轉化為水的內能、另外電能也可轉化為內能使水升溫，故D正確。答案：BCD5. 解析：本題考察的是對熱力學第一定律 U=W+Q的理解和應用，需要注意的是符號法則及其物理 意義。答案：CD6. 解析：大氣壓對左面A的水做正功，而對 B中水做負功；A內水面下降，體積減小，與 B內上升 增加的體積相同，因此大氣壓對水做功的代數和為零；水的重心降低重力勢能減小，由能量守恒定律知水的內能增加。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，所以系統的重力勢能增大，由能量守恒定律，吸收的熱量一部分增加氣體內能，一部分增加重力勢能，所以B正確。答案：B8. 解析：斜面光滑且不計空氣阻力時，木塊下滑過程中機械能守恒，內能不變；斜面粗糙，木塊下滑時要克服摩擦力做功，故木塊在機械能減小，由能量守恒定律它的內能將增大。D正確。答案：D9. 解析：設物體質量為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代入數值得：V3="l ? m/s=4.12m/s故B正確。答案

12、：B10. 解析：熱傳導只能從高溫到低溫，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能的增大而升高，所以內能增大溫度必然升高；由熱力學第一定律 U=W+Q知，當壓縮氣體，同時將熱量傳給氣體，其內能增加，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，對混合氣體做功，才能使混合氣體的內能迅速增加，溫度迅速升高 到燃點。故A正確。答案：A13. 解析：由于溫度

13、是分子平均動能的標志，所以在達到平衡時，它們的溫度相等，氣體分子的平均 動能必相等。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：B15. 解析：溫度是分子平均動能的標志，所以溫度升高，分子的平均動能增大；理想氣體的內能是由溫度唯一決定，所以溫度升高，內能增加；由熱力學第一定律 U=W+Q，結合符號法則及其物理意義，則氣體要吸熱。答案：增大 增加 吸熱16. 解析：由熱力學第一定律 U=U2-Ui=W+Q，結合符號法則及其物理意義有：W=-30

14、J，Q=20J，故 U=U2-U 1= -10J，因而內能減小了 10Jo答案：減少10仃.解析：設太陽的全部輻射功率為 P，則在兩分鐘內太陽向外輻射的能量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：首先可以求出在時間t內作用于風車的氣流質量為 m=n r2u tp,這些氣流的動能為m21 e 1u 2;轉變的是能為 E= m u 2 x 10%，故風車帶動電動機功率為P= n r2 p u3x10%2 t2代入數據以后得P=3.4kW答案：3.4kW19. 解析：系統損失的機械能轉化為系統增加的內能。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能，這兩種方式是等效的，但又有本質的區(qū)別：做 功是其它形式的能和內能之間的轉化，功是內能轉化的量度；而熱傳遞是內能的轉移，熱 量是內能轉移的量度。(2) 能量守恒定律能量即不

16、會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個 物體轉移到別的物體，在轉化或轉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. 熱力學定律1. 熱力學第一定律外界對物體所做的功 W加上物體從外界吸收的熱量 Q等于物體內能增加量 11,即4 U=Q+W 在這個表達式中，當外界對物體做功是W取正，物體克服外力做功是W取負；當物體從外界吸熱時Q取正，物體向外界放熱時 Q取負；U為正表示物體內能增加，U為負表示物體內能減小。2. 熱力學第二定律(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(按機械能和 內能轉化過程的方向性表述)。(3) 熱力學第二定律使人們認識到：自然界中進行的涉及熱現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能重新收集 起來加以利用。因此，提醒人們應該合理開發(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，子彈進入木塊的深度為2cm,木塊相對于桌面移動了1cm,設木塊對子彈損失的動能之比為A. 1 : 1B.2: 3C.1: 2D.1: 3解析：子彈損失的動能等于子彈克服阻

18、力所做的功，子彈的位移為打入深度d和木塊移動的距離L之和，有 Ek =F, ( d+L)產生的熱量為：Q=F“ d:=-;因此選B項。：Ek d L 3例2 (2003 全國卷第20題)如圖所示，固定容器及可動活塞 P都是絕熱的，中間有一 導熱的固定隔板 B, B的兩邊分別盛有氣體甲和乙，現將活塞 P緩慢地向B移動一段距離, 已知氣體的溫度隨其內能的增加而升高，則在移動P的過程中A. 外力對乙做功：甲的內能不變B. 外力對乙做功：乙的內能不變C. 乙傳遞熱量給甲：乙的內能增加D. 乙的內能增加：甲的內能不變解析：據熱力學第一定律，由于外力對乙做功，而容器和活塞P絕熱（即無熱遞）所以乙的內能的增加，溫度升高。甲乙氣體間由導熱隔板相連。乙溫度升高后，乙、甲之 間發(fā)生熱傳遞，使甲內能增加，溫度上升，乙內能減小，溫度下降，當甲、乙的溫度相同 時，熱傳遞停止。所以 C正確。例3下列說法正確的是A. 熱量總是由內能大的物體傳遞給內能小的物體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