高三物理第一輪復(fù)習(xí)單元檢測(cè)試題9

熱力學(xué)定律氣體1．肯定質(zhì)量的氣體，氣體分子之間的相互作用可忽視不計(jì)，現(xiàn)使其溫度降低而壓強(qiáng)變大，達(dá)到新的平衡后 ()A．氣體的密度變大B．氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變小C．每個(gè)氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率都變大D．每個(gè)氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率都變小解析：肯定質(zhì)量的氣體，氣體分子間的相互作用力可忽視不計(jì)，當(dāng)使其溫度降低而壓強(qiáng)變大，達(dá)到新的平衡后體積減小，所以氣體的密度變大，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變小，速率大的分子數(shù)目削減，速率小的分子數(shù)目增多，在某一時(shí)刻對(duì)于單個(gè)分子來(lái)說(shuō)，有的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率可能增大，有的也可能減小．故只有A、B選項(xiàng)正確．答案：AB2．(2010·保定模擬)下列說(shuō)法中正確的是()A．任何物體的內(nèi)能就是組成該物體的全部分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和B．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷改進(jìn)，就可以把內(nèi)燃機(jī)得到的全部?jī)?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．做功和熱傳遞在變更內(nèi)能的方式上是不同的D．滿意能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行解析：內(nèi)能的變更有兩種方式：做功是不同形式能間的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是同種形式能間的轉(zhuǎn)移，故C選項(xiàng)正確．內(nèi)能是物體內(nèi)全部分子動(dòng)能和勢(shì)能之和，故A項(xiàng)錯(cuò)．由熱力學(xué)其次定律可知：熱機(jī)的效率達(dá)不到100%，且一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過(guò)程都是有方向性的，故B、D均錯(cuò)．答案：C3．地面旁邊有一正在上升的空氣團(tuán)，它與外界的熱交換忽視不計(jì)．已知大氣壓強(qiáng)隨高度增加而降低，則該氣團(tuán)在此上升過(guò)程中(不計(jì)氣團(tuán)內(nèi)分子間的勢(shì)能) ()A．體積減小，溫度降低B．體積減小，溫度不變C．體積增大，溫度降低 D．體積增大，溫度不變解析：氣團(tuán)上升過(guò)程中，壓強(qiáng)減小，體積增大，氣體對(duì)外界做功，依據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝0，W為負(fù)值，ΔU也為負(fù)值，溫度降低，故C正確．答案：C4．如圖1所示，活塞將肯定質(zhì)量的氣體封閉在直立圓筒形導(dǎo)熱的氣缸中，活塞上堆放細(xì)砂，活塞處于靜止，現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱，同時(shí)漸漸取走細(xì)砂，使活塞緩慢上升，直到細(xì)砂全部取走，若活塞與氣缸之間的摩擦力可忽視，則在此過(guò)程中 ()A．氣體壓強(qiáng)可能增大，內(nèi)能可能不變B．氣體從外界吸熱，內(nèi)能肯定增加C．氣體對(duì)外做功，內(nèi)能肯定減小D．氣體對(duì)外做功，氣體溫度可能不變解析：“漸漸取走細(xì)砂，使活塞緩慢上升”，說(shuō)明氣體壓強(qiáng)減小，對(duì)外做功，A錯(cuò)誤；因?yàn)閷?dǎo)熱的氣缸在加熱過(guò)程中，對(duì)外做功，氣體內(nèi)能可能增加、可能不變、也可能減小，B、C錯(cuò)誤，D正確．答案：D5．熱現(xiàn)象過(guò)程中不行避開地出現(xiàn)能量耗散的現(xiàn)象．所謂能量耗散是指在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中無(wú)法把流散的能量重新收集、利用．下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法中正確的是()A．能量耗散說(shuō)明能量不守恒B．能量耗散不符合熱力學(xué)其次定律C．能量耗散過(guò)程中能量仍守恒D．能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程具有的方向性解析：能量耗散是指能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中能量的散失，說(shuō)明自然界中的宏觀熱現(xiàn)象的發(fā)展過(guò)程是有方向性的，符合熱力學(xué)其次定律，且不違反能量守恒定律，故C、D正確．答案：CD6．(2010·孝感模擬)柴油機(jī)使柴油燃料在它的氣缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的內(nèi)能，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功，氣體的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能．燃燒相同的燃料，輸出的機(jī)械能越多，表明柴油機(jī)越節(jié)能．是否節(jié)能，是衡量機(jī)器性能好壞的重要指標(biāo)．有閱歷的柴油機(jī)修理師傅，不用任何儀器，只要將手伸到柴油機(jī)排氣管旁邊，去感知一下尾氣的溫度，就能夠推斷出這臺(tái)柴油機(jī)是否節(jié)能，真是“行家伸伸手，就知有沒(méi)有”，關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，你認(rèn)為正確的是 ()A．尾氣的溫度越高，柴油機(jī)越節(jié)能B．尾氣的溫度越低，柴油機(jī)越節(jié)能C．尾氣的溫度凹凸與柴油機(jī)是否節(jié)能無(wú)關(guān)D．以上說(shuō)法均不正確解析：氣體的內(nèi)能不行能完全轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能，柴油機(jī)使柴油燃料在氣缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，是一個(gè)高溫?zé)嵩矗裼蜋C(jī)排氣管排出的尾氣是一個(gè)低溫?zé)嵩矗罁?jù)能量守恒，這兩個(gè)熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機(jī)械能，燃燒相同的燃料，要想輸出的機(jī)械能越多，尾氣的溫度就要越低，綜上所述，只有B正確．答案：B7．(2009·全國(guó)卷Ⅱ)如圖2所示，水平放置的密封氣缸內(nèi)的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，右側(cè)氣體內(nèi)有一電熱絲．氣缸壁和隔板均絕熱．初始時(shí)隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等．現(xiàn)給電熱絲供應(yīng)一微弱電流，通電一段時(shí)間后切斷電源，當(dāng)缸內(nèi)氣體再次達(dá)到平衡時(shí)，與初始狀態(tài)相比()A．右邊氣體溫度上升，左邊氣體溫度不變B．左右兩邊氣體溫度都上升C．左邊氣體壓強(qiáng)增大D．右邊氣體內(nèi)能的增加量等于電熱絲放出的熱量解析：右邊氣體汲取熱量后，溫度上升，壓強(qiáng)增大，隔板不再平衡，向左移動(dòng)，右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做功，由于隔板和氣缸均絕熱，使左側(cè)氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，體積減小，因此左側(cè)氣體的壓強(qiáng)也增大，當(dāng)隔板再次平衡時(shí)兩邊壓強(qiáng)均增大了，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C正確．右側(cè)氣體對(duì)左側(cè)氣體做了功，依據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q得右邊氣體內(nèi)能的增加量小于電熱絲放出的熱量，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC8．(2009·江蘇高考)若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，則在此過(guò)程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說(shuō)法正確的是 ()A．氣體分子間的作用力增大B．氣體分子的平均速率增大C．氣體分子的平均動(dòng)能減小D．氣體組成的系統(tǒng)肯定吸熱解析：考慮氣體分子間作用力時(shí)，分子力是引力，分子間距從大于r0增大，分子力減小，A錯(cuò)誤．氣泡上升過(guò)程中溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，分子的平均速率也不變，B、C錯(cuò)誤．氣泡上升過(guò)程中體積膨脹，克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增加，內(nèi)能增大，而對(duì)外做功，故氣體肯定汲取熱量，D正確．答案：D9．對(duì)肯定量的氣體，若用N表示單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)，則()A．當(dāng)體積減小時(shí)，N必定增加B．當(dāng)溫度上升時(shí)，N必定增加C．當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變更時(shí)，N必定變更D．當(dāng)壓強(qiáng)不變而體積和溫度變更時(shí)，N可能不變解析：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)N由體積和溫度共同確定．由壓強(qiáng)p＝NmΔv，N＝eq\f(p,mΔv)，壓強(qiáng)不變，溫度T變更，Δv必變更，所以N必定變更．所以C選項(xiàng)正確．答案：C10．如圖3所示，兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K，P中充溢氣體，Q為真空，整個(gè)系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換．打開閥門K后，P中的氣體進(jìn)入Q中，最終達(dá)到平衡，則 ()A．氣體體積膨脹，內(nèi)能增加B．氣體分子勢(shì)能削減，內(nèi)能增加C．氣體分子勢(shì)能增加，壓強(qiáng)可能不變D．Q中氣體不行能自發(fā)地全部退回到P中解析：氣體的膨脹過(guò)程沒(méi)有熱交換，可以推斷Q＝0；由于容器Q內(nèi)為真空，所以氣體是自由膨脹，雖然體積變大，但是氣體并不對(duì)外做功，即W＝0；依據(jù)熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU，由以上可以推斷該過(guò)程ΔU＝0，即氣體的內(nèi)能不變，明顯選項(xiàng)A、B錯(cuò)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(shí)分子引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，由此進(jìn)一步推斷分子動(dòng)能削減，溫度降低；體積變大、溫度降低，則氣體壓強(qiáng)變小，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．宏觀中的熱現(xiàn)象都是不行逆的，所以D正確．答案：D11．取一個(gè)橫截面積為3dm2的圓筒，筒內(nèi)裝水0.6kg，用來(lái)測(cè)量射到地面的太陽(yáng)能．在太陽(yáng)光垂直照耀2min后水的溫度上升1℃達(dá)地面，另外55%被大氣汲取和反射而未到達(dá)地面，太陽(yáng)與地球相距1.5×1011水的比熱容為c＝4.2×103J/(kg·℃)．請(qǐng)估算太陽(yáng)輻射的功率．解析：每秒到達(dá)地球表面每平方米的太陽(yáng)能量為Q0＝eq\f(cm·ΔT,S·Δt)＝eq\f(4.2×103×0.6×1,3×10－2×2×60)J/(m2·s)＝700J/(m2·s)，太陽(yáng)輻射的功率為P＝eq\f(Q0,η)×4πr2＝eq\f(700×4×3.14×1.5×10112,45%)W≈4.4×1026W.答案：4.4×1026W12．如圖4所示的圓柱形容器內(nèi)用活塞密封肯定質(zhì)量的氣體，已知容器橫截面積為S，活塞重為G，大氣壓強(qiáng)為p0.若活塞固定，密封氣體溫度上升1℃需汲取的熱量為Q1體溫度上升1℃，需汲取的熱量為Q2(1)Q1和Q2哪個(gè)大些？氣體在定容下的比熱容與在定壓下的比熱容為什么會(huì)不同？(2)求在活塞可自由滑動(dòng)時(shí)，密封氣體溫度上升1℃，活塞上升的高度h解析：(1)設(shè)密封氣體溫度上升1℃，內(nèi)能的增量為ΔUΔU＝Q1①ΔU＝Q2＋W ②對(duì)活塞應(yīng)用動(dòng)能定理得：W內(nèi)氣＋W大氣－Gh＝0 ③W大氣＝－p0Sh