2019-2020年高中物理 第二章 能量的守恒與耗散章末測評 新人教版選修1-2.doc

2019-2020年高中物理 第二章 能量的守恒與耗散章末測評 新人教版選修1-2一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分;在每小題給出的四個選項(xiàng)中,至少有一個選項(xiàng)正確;全部選對得5分,選不全得3分,有選錯或不答的得0分)1.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永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動的機(jī)器B.做成一條船利用河水的能量逆水航行C.通過太陽照射飛機(jī)使飛機(jī)起飛D.不用任何燃料使河水升溫解析:利用磁場能可能使磁鐵所具有的磁場能轉(zhuǎn)化為動能,但由于摩擦力的不可避免性,動能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使機(jī)器停止轉(zhuǎn)動,故A錯;讓船先靜止在水中,設(shè)計(jì)一臺水力發(fā)電機(jī)使船獲得足夠電能,然后把電能轉(zhuǎn)化為船的動能使船逆水航行;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能發(fā)電,一部分重力勢能通過水輪機(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:BCD2.把蘸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,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),使蘸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解析:當(dāng)快速下壓活塞時,外界對空氣做功,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),使蘸有乙醚的棉花燃燒起來。故B正確。答案:B3.汽油機(jī)在某個沖程中,進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動,此沖程是()A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程解析:當(dāng)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動,此沖程為壓縮沖程,所以選項(xiàng)B正確。答案:B4.在溫度均勻的液體中,一個小氣泡由液體的底層緩慢地升到液面,上升過程中氣泡的體積不斷增大,則氣泡在浮起過程中()A.放出熱量B.吸收熱量C.不吸熱也不放熱D.無法判斷解析:氣體分子之間的距離很大,相互作用力非常小,對氣體來說,氣體狀態(tài)變化時,分子勢能幾乎不變,所以,一定質(zhì)量的氣體的內(nèi)能變化,就是所有氣體分子熱運(yùn)動的動能總和的變化,即由溫度變化所決定。在溫度均勻的液體中,一個小氣泡由液體的底層緩慢地升至液面的過程中,小氣泡溫度不變,其內(nèi)能增量U=0,上升過程中氣泡體積不斷增大,氣體要對外做功,即W<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W,可知Q>0,所以氣泡在浮起過程中,吸收熱量。故正確選項(xiàng)為B。答案:B5.下列說法中正確的是()A.隨著科技的發(fā)展,科學(xué)家在不久的將來一定能取得-1 K的低溫B.不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他任何變化C.可以從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他任何變化D.凡是不違背能量守恒定律的過程都一定能實(shí)現(xiàn)解析:根據(jù)熱力學(xué)第三定律,絕對零度是不可能達(dá)到的,-1 K的低溫更不可能達(dá)到,選項(xiàng)A錯;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,選項(xiàng)B對,選項(xiàng)C錯;第二類永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn),但它并不違背能量守恒定律,選項(xiàng)D錯。答案:B6.關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo),以下說法正確的是()A.熱力學(xué)溫標(biāo)中的每1 K與攝氏溫標(biāo)中每1 大小相等B.熱力學(xué)溫度升高1 K大于攝氏溫度升高1 C.熱力學(xué)溫度升高1 K等于攝氏溫度升高1 D.某物體攝氏溫度10 ,即熱力學(xué)溫度10 K解析:熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)盡管是不同標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)數(shù)方式,但僅是起點(diǎn)不同,熱力學(xué)溫標(biāo)中變化1 K與攝氏溫標(biāo)中變化1 是相同的,故A、C對,B錯;攝氏溫度為10 的物體,熱力學(xué)溫度為283 K,D錯。答案:AC7.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,說明在一定條件下熱傳遞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.能量的耗散說明自然界的宏觀過程有方向性解析:有第三方參與的情況下,熱傳遞能由低溫物體向高溫物體進(jìn)行,A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;而能量的耗散正好說明自然界的宏觀過程有方向性,D正確。答案:ABD8.下列說法中正確的是()A.第一類永動機(jī)不可能制成,因?yàn)樗`背了能量守恒定律B.第二類永動機(jī)不可能制成,因?yàn)樗`背了能量守恒定律C.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相互獨(dú)立的D.熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的解析:第一類永動機(jī)違背了能量守恒定律,第二類永動機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律,故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯誤;熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律相輔相成,互相獨(dú)立,選項(xiàng)C正確;熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的,選項(xiàng)D正確。答案:ACD9.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法正確的是()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.氣體分子的平均動能減小D.氣體組成的系統(tǒng)的熵增加解析:氣體分子之間的距離很遠(yuǎn),分子間的作用力可認(rèn)為是零,A錯誤;由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志,故溫度不變,氣體分子的平均動能不變,氣體分子的平均速率不變,B、C錯誤;自發(fā)的自然過程中,熵值是增加的,D正確。故正確選項(xiàng)為D。答案:D10.關(guān)于有序和無序,下列說法中正確的是()A.有序和無序是絕對的B.一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)著許多的“微觀態(tài)”C.一個“宏觀態(tài)”只能對應(yīng)著唯一的“微觀態(tài)”D.無序意味著各處一樣、平均、沒有差別解析:因?yàn)闊o序是各處都一樣、平均、沒有差別,故D選項(xiàng)正確;而有序和無序是相對的,故A項(xiàng)錯;一個“宏觀態(tài)”可能對應(yīng)一個或許多“微觀態(tài)”,所以B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯。答案:BD二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案填在題中的橫線上)11.(8分)空氣壓縮機(jī)在一次壓縮過程中,活塞對汽缸中的氣體做功為2.0105 J,同時氣體的內(nèi)能增加了1.5105 J。試問:此壓縮過程中,氣體(填“吸收”或“放出”)的熱量等于J。解析:由熱力學(xué)第一定律,得:Q=U-W=1.5105 J-2.0105 J=-5104 J,負(fù)號表示放熱。答案:放出510412.(8分)如圖所示,A、B兩球完全相同,分別浸沒在盛有水和水銀的容器的同一深度。A、B兩球用同一種特殊的材料制成,當(dāng)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球吸收的熱量為QA,B球吸收的熱量為QB,則QAQB,A球增加的內(nèi)能為UA,B球增加的內(nèi)能為UB,則UAUB。(均選填“>”“=”或“ <”)解析:兩球因溫度、體積完全一樣,可以認(rèn)為兩球的內(nèi)能的增量一樣,兩球的機(jī)械能幾乎不變。但由于在球的體積增大的過程中,B球克服水銀的壓強(qiáng)做的功比A球克服水的壓強(qiáng)做的功多,所以B球吸收的熱量多。答案:<=三、解答題(本題共2小題,共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(16分)暖瓶中盛有0.5 kg 25 的水,一個學(xué)生想用上下?lián)u晃的方法使冷水變?yōu)殚_水。設(shè)每搖晃一次水的落差為15 cm,每分鐘搖晃30次。不計(jì)所有熱散失,在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,他約需多長時間可以把水“搖開”?c水=4.2103 J/(kg)。g取10 m/s2解析:設(shè)“搖開”水需時間t,水升溫t,由W=U,得30mght=cmt,t= min=7103 min。即“搖開”水約需7103 min。答案:7103 min14.(18分)某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示。蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔上,給壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時,氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥被頂起時,停止加熱。(1)若此時鍋內(nèi)氣體的體積為V,摩爾體積為V0,阿伏加德羅常數(shù)為NA,寫出鍋內(nèi)氣體分子數(shù)的估算表達(dá)式。(2)假定在一次放氣過程中,鍋內(nèi)氣體對壓力閥及外界做功1 J,并向外界釋放了2 J的熱量。鍋內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化?變化了多少?解析:(1)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁,設(shè)鍋內(nèi)氣體分子數(shù)為n,則:n=NA。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律:U=W+Q,氣體對外做功,W為負(fù),W=-1 J;向外放熱,Q為負(fù),Q=-2 J;則有U=W+Q=-3 J,負(fù)號表示內(nèi)能減少。鍋內(nèi)氣體內(nèi)能減少,減少了3 J。答案:(1)n=NA(2)減少了3 J