第四章检测与单元概括 新课标 人教版

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本章总览 ‎ ‎【知识价构】‎ ‎ 做功可以改变物体的内能 ‎ ‎ 内能 ‎ 热传递可以改变物体的内能 ‎ ‎ ‎ 热力学第一定律 — ΔU＝Q＋W ‎ 热力学第一定律是热学中的能量守恒定律，‎ ‎ 第一类永动机违反了能量守恒定律，是不可 ‎ 能制造成功 能量守恒定律 — 能的总量保持不变 ‎ ‎ ‎ ‎ 克劳修斯表述 — 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 ‎ ‎ ‎ 热力学定律 开尔文表述 — 不可能使内能全部转化为功而不产生其他影响 ‎ 宣告了第二类永动机是不可能制造成功 ‎ ‎ 热力学第二定律 微观表述 — 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，熵是物体内分子运动无序程度的量度 ‎ 用熵表述 — 任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少 ‎ ‎ ‎ 指出 — 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性、不可逆性 ‎ ‎ 热力学第三定律 — 不可能通过有限过程把一个物体的温度冷却到绝对零度 ‎ ‎【方法指导】‎ 本章围绕热力学第一定律、第二定律联系实际展开分析、讨论，力图揭示两个定律深刻的内涵，特别对热力学第二定律的理解，应掌握以下几点：‎ ‎（1）热力学第二定律指明一切涉及热现象的宏观自发过程都具有方向性，如扩散、热传递、摩擦生热、‥‥‥，如无外界干预，都是不可逆过程。‎ ‎（2）热力学第二定律指明通过做功，机械能可以全部转化为内能，内能无法全部用来做功转化为机械能，一切热机的效率总小于1，所以第二类永动机是不可能制造成功的。‎ ‎（3）从微观角度看，热力学第二定律指明自然过程总是沿着使大量分子的运动从有序状态向无序状态变化的方向进行。由于熵是量度一个系统大量分子无序性程度的，所以一个孤立系统的熵总是增加的。‎ ‎【学业评估】‎ ‎1．对于一定质量的物体（或系统）有（ ）‎ A．吸热的物体温度一定会升高 B．一定量气体温度变化，则气体的内能一定改变 C．外界对系统做功，系统内能可能不变 D．物体温度不变，则其内能一定也不变 ‎2．下列说法中正确是（ ）‎ A．汽车跑得越快，组成汽车的分子的热运动平均动能就越大 B．分子间虽然有空隙，大量分子却能聚在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力 C．物体被举得越高，组成物体的分子的分子势能就越大 D．温度相同，质量也相同的同种物质的内能一定相同 ‎3．根据热力学第一定律，下列说法中正确的是（ ） ‎ A．物体从外界吸热后温度一定升高 B．物体温度升高一定是由于从外界吸收了热量 C．只要外界对物体做了正功，物体的内能就一定增加 D．做功和热传递对改变物体的内能是等效的 ‎4．有关物体的内能，以下说法正确的是（ ） ‎ A．一定理想气体温度不变时，其内能也一定不变 B．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的 C．气体在绝热过程中外界对物体做功，物体的内能必然增加 D．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加 ‎5．如图所示，导热气缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞可以自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，桶内装满砂子时，活塞恰好静止。现在把砂桶底部钻一个小洞，细砂缓慢流出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则（ ）‎ A．气体压强增大，内能可能不变 B．气体对外界作功，气体温度可能降低 C．气体体积减小，压强增大，内能一定减小 D．外界对气体作功，气体内能一定增加 第5题 ‎6．根据热力学第二定律判断，下列说法正确的是（ ）‎ A．物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大 B．内能可以自发的转变成机械能，扩散过程是可逆的 C．火力发电时，燃烧物质的内能不可以全部转化为电能 ‎ D．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能发生的 ‎7．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、重新加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是（ 　　 ）‎ A．能量耗散说明能量不守恒 B．能量耗散不符合热力学第二定律 C．能量耗散过程中能量仍守恒 ‎ D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有的方向性 ‎8．在与环境隔绝的、由大量粒子构成的聚集体中（ ） ‎ A．使聚集体的分布更无序的变化必须通过外界的作用 B．使聚集体的分布更无序的变化会自发的发生 C．当聚集体的分布达到最无序时，整个分布是平衡态 第9题 D．当聚集体的分布达到最无序时，整个分布是非平衡态 ‎9．一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从A到B，第2种变化是从A到C,比较两种变化过程（ ）‎ A．A到C过程气体吸收热量较多 ‎ B．A到B过程气体吸收热量较多 C．两个过程气体吸收热量一样 D．两个过程气体内能增加相同 ‎10．根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是（ ）‎ A．布朗运动和扩散现象就是分子的无规则运动 B．悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少，布朗运动越不明显 C．第一类永动机违反了能量守恒定律，而第二类永动机没有违反能量守恒定律 D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中与热有关的宏观过程具有方向性 ‎11．节日燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中，然后点燃礼花弹的发射部分，通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中（设礼花弹发射过程中质量不变）（ ）‎ A．礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1 ‎ B．礼花弹的动能变化量为W3—W2—W1‎ C．礼花弹的机械能变化量为W3—W1‎ D．礼花弹的机械能变化量为W3—W2—W1‎ ‎12．一定质量的理想气体，温度从T1升高到T2。此过程中以下说法中正确的是（ ）‎ A．如果气体体积膨胀对外界做功，则分子热运动的平均动能会减小 B．如果气体体积保持不变，则分子热运动的平均动能会保持不变 C．只有当外界对气体做功时，分子热运动的平均动能才会增加 D．不管气体体积如何变化，分子热运动的平均动能总会增加 ‎ 第13题 ‎13．如图所示，用锯条在木板上锯出一道缝.已知拉动锯条所用的力F=200 N，所锯的缝长为0.5 m，‎ 锯出这样一道缝需要来回拉动锯条50次，拉动锯条所做的功有50%用来增大锯条的内能.则在锯这道缝的过程中，锯条内能的增量是（ ） ‎ A．100 J B．50 J C．2500 J D．无法确定 ‎ ‎ ‎14．下列说法正确的是（　 　）‎ A．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体 B．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能 第15题 C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律 D．不可能从单一热源吸热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 ‎15．如图所示，一个放在水平地面上的直立容器被隔板分成A、B两部分，分别盛有同种气体，A中气体的密度较小，B中气体的密度较大。如果抽掉隔板，对气体加热，并使两部分气体充分混合，在这过程中，气体总的吸热量为Q，整个气体内能的增加量为△Ei，则（ ）‎ A．△Ei =Q B．△Ei Q D．无法比较△Ei与Q的大小 第16题 ‎16．图中容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定。A、B的底部由带有阀门S的管道相连，整个装置与外界绝热。原先A中水面比B中的高，打开阀门使A中水逐渐流向B中最后达到平衡，在这过程中（ ）‎ A．大气压力对水做功，水的内能增加 B．水克服大气压力做功，水的内能减小 C．大气压力对水不做功，水的内能增加 D．大气压力对水不做功，水的内能不变 ‎ ‎17．下列说法正确的是（ ）‎ A．电流通过电阻后引起电阻发热，它的内能增加是通过热传递的方式实现的 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体 C．机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功 D．第二类永动机虽不违反能量守恒定律，也不可能制造成功 ‎18．下列说法中正确的是 ( ) ‎ A．物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大 B．物体的温度越高，其分子的平均动能越大 C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能发生的 D．物体内能增加，一定是物体从外界吸收了热量 ‎19．能源利用的过程，实质是 的过程。煤、石油、天然气等燃料的 能，通过燃烧转化为 能；这种能可以直接供给生产、生活的需要，也可以通过内燃机、汽轮机转化为 能，还可以进一步转化为 能，然后被利用。‎ ‎20．（1）热机是一种 　　　　 的装置。热机做的功和它从高温热源吸收的热量的比值叫做 　　　　　 。‎ ‎（2）热力学第二定律按热传导的方向性来表述为______ ______‎ ‎ _____________________，按机械能与内能转化过程的方向性来表述为 ‎ ‎_________________ ________________。‎ ‎（3）第一类永动机违背了 　　 定律；第二类永动机违背了 　 　　 定律。‎ 风速(m/s)‎ ‎400‎ ‎200‎ ‎17‎ ‎12‎ ‎7‎ ‎2‎ ‎100‎ ‎0‎ ‎300‎ ‎700‎ ‎500‎ ‎600‎ kW 功率曲线 ‎22‎ ‎21．设计在风力资源丰富的甘肃河西走廊西端的玉门建一个大型风力发电场，其单机的额定功率为600kW。通过实验测得风力发电机的功率与风速的关系曲线如图所示。‎ ‎ ⑴ 从图示资料可知：当平均风速大于_ _____m/s就可以 发电，当平均风速达到__ _ ___m/s时达到额定功率。 ‎ 气象资料显示：河西走廊常年平均风速为υ=10m/s，则一台风力发电机的年发电量约为____ ______kWžh。‎ ‎ ⑵ 为了减少风车转动轴的磨损，根据最新设计，在转动轴与轴承的接触部分镀了一层纳米陶瓷。一般陶瓷每立方厘米含1010个晶粒，而纳米陶瓷每立方厘米含1019个晶粒。若把每个晶粒看成球形，并假设这些晶粒是一个挨一个紧密排列的，那么每个纳米陶瓷晶粒的直径大约是_________nm。（保留1位有效数字） ‎ ‎22．一定质量的气体从外界吸收了2.6×105J的热量，内能增加了4.2×105J。这个过程是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少功？‎ ‎23．某热机一小时燃烧20kg柴油，柴油完全燃烧的燃烧值为q=4.3× 104J/kg，而该热机燃烧‎20kg柴油，只能对外做功2.58×105J的功，那么该柴油机的效率为多少？‎ ‎24．质量M=4kg的重锤锻打铁器，铁器质量m=0.6kg，已知打铁器前重锤的速度v=10米/秒，设打击时有60%的机械能转化为内能，其中50%使铁器升温，已知铁的比热c=5×10２J/kg·℃，求重锤连续打击20次后，铁器的温度升高多少摄氏度?‎ ‎ 25．水在1个标准大气压下沸腾时，汽化热为L=2264 J/g，这时质量m=14g温度20℃的水变为100℃水蒸气，其体积由V1=14.602 cm3变为V2=23464 cm3，在该过程中水增加的内能是多少？‎ ‎26．‎ 约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道。维尔金斯认为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下。在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权!‎ Q P 第26题 请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗?‎ ‎　‎ ‎27．太阳能汽车是利用太阳能电池发电，再利用电动机驱动汽车的一种新型环保汽车。实验车的形状都比较怪，有流线型的外形，车身上部布满太阳能电池，车内空间仅能容纳一位乘员。某辆实验车，其太阳能电池的总面积位S=8m2，电池组的输出电压为U=120V，提供给电动机的工作电流为I=10A，电动机内阻为r=3Ω，太阳光照到电池每平方米上的辐射功率为P0=1.0kW。在水平面上行驶时，车受到的阻力为f=150N。求该车在该路面上行驶的最大速度是多大？该车使用的太阳能电池的效率η是多少？‎ ‎28．一小球从距光滑水平面上方1m高处以4m/s的速度水平抛出。由于空气阻力，小球从水平面上弹起的高度不断降低，最后以2m/s的速度在光滑水平面上运动。设上述过程中，转化为内能的能量有50%被小球吸收，那么小球的温度将升高多少度?（小球的比热容100J/kg·℃，g取10m/s2）‎ ‎[参考答案]‎ ‎1．BC 2．B 3．D 4．AD 5．C 6．CD 7．CD 8．BC 9．AD ‎10．CD 11．B 12．D 13．D 14．BD 15．A 16．C 17．BD 18．B ‎19．能的转化和转移，化学能，内能，机械能，电能 20．（1）‎ 将内能转化为机械能；热机的效率；（2）不可能使热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它变化、不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化；（3）能量守恒；热力学第二定律 21．⑴ 2~3，14~15，3.9×106 ⑵ 6 22．外界对气体做功；1.6×105J 23．η= 30% 24．4℃ 25．34020 J ‎26．维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球增加了机械能；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消，可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以，维尔金斯“永动机”不可能实现。 27．P1＝UI＝I2R＝1000W，P2＝P1η＝900W，∴vm＝P2/f＝6m/s η＝UI/P0S＝15% 28．外界对气体做功；1.6×105J ‎ ‎