《热力学定律》单元达标测评
（90分钟100分）
一.选择题：（每题4分，计56分）
1.把浸有乙醚的一小块棉花放在厚玻璃筒的底部，当快速下压活塞时，由于被压缩的空气骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明（）
A.做功可以升高物体的温度
B.做功可以改变物体的内能
C.做功一定可以增加物体的内能
D.做功可以增加物体的热量
2.下列关于永动机的说法中正确的是（）
A.第一类永动机违反了能量守恒定律
B.第一类永动机违反了热力学第一定律
C.第二类永动机违反了能量守恒定律
D.第二类永动机违反了热力学第二定律
3.以下过程不可能发生的是（）
A.对物体做功，同时物体放热，物体的温度不变
B.对物体做功，同时物体吸热，物体的温度不变
C.物体对外做功，同时放热，物体的内能不变
D.物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变
4.下面设想符合能量守恒定律的是（）
A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器
B.做成一条船利用河水的能量逆水航行
C.通过太阳照射飞机使飞机起飞
D.不用任何燃料使河水升温
5.下列有关物体内能改变的判断中，正确的是（）
A.外界对物体做功，物体的内能一定增加
B.外界和物体传递热量，物体的内能一定增加
C.物体对外界做功，物体的内能可能增加
D.物体向外放热，物体的内能可能增加
6.如图10—1所示容器中，A、B各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面为空气，大气压恒定。A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热。原先A中的水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡。在这个过程中（）
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，水的内能减少
C.大气压力对水不做功，水的内能不变
A
B
D.大气压力对水不做功，水的内能增加图10-1
7.如图10—2所示，直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度小，B的密度较大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程
气体吸热Q，气体内能增量为Δ
）
A. ΔE=Q
B. ΔE﹤Q
C. ΔE﹥Q
D.无法比较图10-2
8.一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是（）
A.不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大
B.若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大
C.若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变
D.若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大
9.物体在水平面上运动，当它的速度由9m/s减小到7m/s的过程中，内能增量是某个定值，如果物体继续运动，又产生相等内能增量，这时物体速度应是（）
A.5.66m/s
B.4.12m/s
C.5m/s
D.3m/s
10.以下说法正确的是（）
A.电冰箱内的食品温度比室内温度低，说明在一定条件下热传导也可以由低温物体向高温物体进行
B.内能可以转化为机械能
C.能量的耗散否定了能量的转化与守恒定律
D.能量的耗能说明自然界的宏观过程有方向性
11.一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（）
A.将热量传给气体，其温度必升高
B.压缩气体，其温度必升高
C.压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变
D.压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高
12.金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（）
A.迅速向里推活塞
B. 迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞
D.缓慢向外拉活塞
13.如图10—3所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，
甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们的温度必相等，
甲乙
若分子势能可忽略，则甲、乙中（ ）
A.气体的压强相等
B.气体分子的平均动能相等
C.气体的内能相等
D.气体分子的平均速率相等 图10-3
14.如图10—4所示，A 、B 两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，
A 、B
如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等， 两球也不再上升，则（ ）
A.A 球吸收的热量多
B.B 球吸收的热量多
C.A 、B 二球吸收的热量一样多
D.不能确定吸收热量的多少 图10-4
二.填空题（每题6分，共12分）
水银
水
15.一定质量的理想气体，在升温膨胀对外做功的过程中，分子的平均动能，气体的内能，因而伴随着过程。
16.某气体初态时有100J内能，膨胀过程中对外做功30J，同时吸收了20J的热量，在这过程中内能（填增加或减少） J。
三.计算题（17、18题各10分，19题12分）
17.在一个横截面积S=3×10-2m2的圆筒内装有质量m=0.6kg的水，被太阳光垂直照射 t=2min后，水温升高1℃，设大气层的太阳能只有η=45%到达地面，不计容器的吸热和散热损失，试估算太阳的全部辐射功率。（保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离d=1.5×1011m，水的比热c=4.2×103J/kg·℃）
18.某地的平均风速为5m/s，已知空气密度是1.2kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
19.一颗质量为10g的子弹以200m/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40m/s，木块速度为0.8m/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1.3×102J/(kg·℃)。
《热力学定律》单元达标测评参考答案
1.解析：当快速下压活塞时，对空气做功，改变了气体的内能，使气体的温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来。故B正确。
答案：B
2.解析：本题考察的是对两类永动机的本质认识，显然A、D正确。
答案：AD
3.解析：本题考察的是对热力学第一定律ΔU=W+Q的理解和应用，需要注意的是符号法则。
答案：BC
4.解析：利用磁场能可能使磁铁所具有的磁场能转化为动能，但由于摩擦力的不可避免性，动能最终转化为内能，使转动停止，故A错；让船先静止在水中，设计一台水力发电机使船获得足够电能，然后把电能转化为船的动能使船逆水航行；同理可利用光能的可转化性和电能的可收集性，使光能转化为飞机的动能，实现飞机起飞，故B、C正确；设计水坝利用河水的重力势能发电，一部分重力势能通过水轮机叶片转化为水的内能、另外电能也可转化为内能使水升温，故D正确。
答案：BCD
5.解析：本题考察的是对热力学第一定律ΔU=W+Q 的理解和应用，需要注意的是符号法则及其物理意义。
答案：CD
6.解析：大气压对左面A 的水做正功，而对B 中水做负功；A 内水面下降，体积减小，与B 内上升增加的体积相同，因此大气压对水做功的代数和为零；水的重心降低重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加。故选D 。 答案：D
7.解析：抽去隔板前A 、B 气体的整体重心在中线以下，抽去隔板待气体混合均匀后重心恰好在中线上，所以系统的重力势能增大，由能量守恒定律，吸收的热量一部分增加气体内能，一部分增加重力势能，所以B 正确。
答案：B
8.解析：斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块在机械能减小，由能量守恒定律它的内能将增大。D 正确。
答案：D
9.解析：设物体质量为m,v1=9m/s,v2=7m/s 最终速度减为v3，由能量守恒定律有：
2222122311112222mv mv mv mv -=-
代入数值得：v3=m/s=4.12m/s 故B正确。
答案：B
10.解析：热传导只能从高温到低温，A不正确；由能量守恒定律可知，各种形式的能量之间可以相互转化，并且总能量守恒，所以B正确，C不正确；而能量的耗能正好说明自然界的宏观过程有方向性，D正确。
答案：BD
11.解析：由于气体的温度随其内能的增大而升高，所以内能增大温度必然升高；由热力学第一定律ΔU=W+Q知，当压缩气体，同时将热量传给气体，其内能增加，温度必升高，D正确；而A、B只是考虑了或W或Q的一个方面而忽略了另一方面，故不正确。
答案：D
12.解析：只有迅速向里推活塞，对混合气体做功，才能使混合气体的内能迅速增加，温度迅速升高到燃点。故A正确。
答案：A
13.解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以在达到平衡时，它们的温度相等，气体分子的平均动能必相等。
答案：B
14.解析：A、B两球初末状态完全相同，故ΔU相同；B球膨胀对水银做的功大
于A 球膨胀对水做的功，由热力学第一定律ΔU=W+Q ，所以B 球吸收的热量大于A 球吸收的热量，故B 正确。
答案：B
15.解析：温度是分子平均动能的标志，所以温度升高，分子的平均动能增大；理想气体的内能是由温度唯一决定，所以温度升高，内能增加；由热力学第一定律ΔU=W+Q ，结合符号法则及其物理意义，则气体要吸热。
答案：增大 增加 吸热
16.解析：由热力学第一定律ΔU=U2-U1=W+Q ，结合符号法则及其物理意义有：W=-30J ，Q=20J ，故ΔU=U2-U1= -10J ，因而内能减小了10J 。
答案：减少 10
17.解析：设太阳的全部辐射功率为P ，则在两分钟内太阳向外辐射的能量Q=Pt ，则由题意可知 24Pt S cm t d ηπ=? 所以24d cm t P S t πη?==4.4×1026W
18.解析：首先可以求出在时间t 内作用于风车的气流质量为m=πr2υt ρ，这
些气流的动能为12m υ2；转变的是能为E=1
2 m υ2 ×10％，故风车带动电动机
功率为P=E t =1
2πr2ρυ3×10％
代入数据以后得P=3.4kW
答案：3.4kW
19.解析：系统损失的机械能转化为系统增加的内能。
2220111=mv (mv +Mv )222E ?-损 =12×0.01×2002J－(12×0.01×402J＋1
2×2×0.82J)=191.36J
∴被子弹吸收的热量是Q=ΔE 换×30％=cm Δt ∴
2E 30%191.3630%t==cm 1.3100.01??????℃=44.16℃