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1、第八章 热学一、选择题此题共10小题，每题5分，共50分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分1.以下说法中正确的选项是()A.物体的分子热运动动能和势能的总和就是物体的内能 B.对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大C.要使气体分子的平均动能增大，外界必须向气体传热D.一定质量的气体，温度升高时，分子间的平均距离一定增大解析：物体内能是指分子动能和势能总和，故A正确.温度是物体分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，故B项正确.改变物体的内能（温度有两种可能的方式，而不仅是向气体传热，
2、还可以对气体做功，故C项错误.对于一定质量的气体来说，分子间的距离只取决于气体的体积，故D项错误.答案：AB2.以下说法中正确的选项是()A.布朗运动是液体分子的运动，故分子永不停息地做无规那么运动B.只要人类不断努力，最终会到达热力学零度 C.能量只能从一个物体转移到另一个物体，而不能从一种形式转化为另一种形式D.尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不全部转化成机械能，同时不引起其他的变化，这说明机械能和内能的转化过程具有方向性答案：D3.如下图，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成两局部，K与气缸壁的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两局部中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a、b,a的体积大于
3、b的体积.气体分子之间相互作用势能的变化可忽略.现拔去销钉不漏气，当a、b各自到达新的平衡时()A.a的体积小于b的体积B.a的体积等于b的体积C.在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D.a的温度比b的温度高解析：拔掉销钉，b的体积增大，而a的体积减小，因绝热，对a做正功，a的内能增加，温度升高.对b做负功，b的内能减少，温度降低.最终二者压强相等.a的温度高，说明a的体积大，故选项D对.答案：D4.以下关于热现象的说法，正确的选项是() A.外界对物体做功，物体的内能一定增加B.气体的温度升高，气体的压强一定增大C.任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体D.任何热机都不可能使燃料释
4、放的热量完全转化为机械能解析：改变内能的方式除做功之外，还有热传递，A选项没有明确热传递情况，A项错误.气体的温度升高，在气体体积增大的情况下，气体的压强不一定增大，所以B项错误.根据热力学第二定律，热机的效率永远不可能是100%，D选项正确.在外界做功的条件下，热量可以由低温物体传递到高温物体，所以C选项错误.答案：D5.如下图，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两局部，K与气缸壁的接触是光滑的.两局部中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a,b各自到达新的平衡( )A.a的体积增大了，压强变小了B.b的温度升高
5、了C.加热后a的分子热运动比b分子热运动更剧烈D.a增加的内能大于b增加的内能解析：a气体受热膨胀，通过活塞压缩气体b,对b做功，气体b体积减小，由热力学第一定律，b内能增加，温度升高，那么b气体压强增大，最终到达平衡时，a气体和b气体压强相等，而a气体体积变大，所以a气体的温度大于b气体的温度，所以B、C、D选项正确.答案：BCD6.第二类永动机不可能制成，是因为( )A.违背了能量守恒定律B.热量总是从高温物体传递到低温物体C.机械能不能全部转化为内能D.内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化解析：第二类永动机设想符合能量守恒定律，故A选项错误.但是违背了能量转化中有些过程是不可逆的规
6、律，即热量可以自发的从高温物体向低温物体传递，但要使热量从低温物体向高温物体传递，必须通过做功来实现，故B选项错误，对C选项，机械能可以全部转化为内能，因而C选项错误.但内能不能全部转化为机械能，在内能转化为机械能时必引起其他变化，故D选项正确.答案：D7.全世界每年消耗大量的石化燃料，产生的二氧化碳直接排入地球大气层中，造成温室效应，温室效应严重威胁着地球生态环境的平安，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高的压强下能够溶解大量二氧化碳的启发，设想了一个方法：用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来，在海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这
7、样，就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的“家，从而防止温室效应，在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法中正确的选项是()A.压缩机对二氧化碳做正功B.二氧化碳向海水放热C.二氧化碳分子平均动能会减小D.每一个二氧化碳分子的动能都会减小答案：ABC8.如下图，厚壁容器一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针；另一端有可移动的胶塞用卡子卡住，用打气筒慢慢向容器内打气，增大容器内的压强.当容器内压强增到一定程度时，翻开卡子，在气体把胶塞推出的过程中( )A.温度计示数升高 B.气体内能增加C.气体内能不变 D.气体内能减小答案：D9.某地区17月份气压与气温情况如表所示：月份1234 567平均最
8、高气温)1.43.910.719.626.730.230.8平均大气压105Pa)1.0211.019 1.0141.0081.0030.9980.996那么7月份与1月份相比拟()A.空气分子无规那么热运动加剧了B.空气分子无规那么热运动减弱了C.单位时间内，空气分子对单位面积地面撞击的次数减少了D.单位时间内，空气分子对单位面积地面撞击的次数增多了解析：分子无规那么运动的剧烈程度仅与温度有关，由表格可知A对.每次与地面撞击时对地面的压力大，而压强小，说明选项C对. 答案：AC10.如下图，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙.现将活塞P缓慢地
9、向B移动一段距离，气体的温度随其内能的增加而升高，那么在移动P的过程中()A.外力对乙做功；甲的内能不变B.外力对乙做功；乙的内能不变C.乙传递热量给甲；乙的内能增加D.乙的内能增加；甲的内能不变解析：因为容器与活塞P是绝热，与外界没有传递，隔板B是固定的，所以向左移动P时，乙体积减小.根据热力学第一定律，U=W+Q,乙的内能增加，温度上升，比甲温度高，所以发生热传递，乙传递热量给甲.答案：C二、非选择题此题共6小题，共50分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位11.4分1967年，托雷一坎永
10、号油轮在英吉利亚海峡触礁，使大约八万吨原油溢出，污染了英国一百多公里的海岸线，使二万五千只海鸟死亡.石油流入海中，危害极大.在海洋中泄漏1 t原油可覆盖12 km2的海面，试计算油膜的厚度是分子直径的倍数约为_.(设原油的密度为0.91103 kg/m3.保存一位有效数字)解析： =Sh倍数=答案：9105 12.(9分高压锅使用时，锅内压强大、温度高，食物容易煮烂.某高压锅的限压阀质量为0.1 kg，排气孔直径为0.3 cm，是锅内气体的压强最大可达多少？假设每增加3.6103 Pa，水的沸点相应增加1，锅内的最高温度可达多少？大气压p0=1.0105 Pa，g=10 m/s2)解析：设最大
11、压强为pm对限压阀由平衡条件得p0S+mg=pmSS=由得：pm=2.4105 Pa.最高温度tm=100 + =139 .答案：2.4105 Pa139 13.9分钻石是手饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石密度为(单位为kg/m3，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA，请写出a克拉钻石所含有的分子数和每个钻石分子直径的表达式.(1克拉=0.2克解析：a克拉钻石的物质的量为0.2a/M所含分子数为n=NA.钻石的摩尔体积为V=每个钻石分子的体积为V0=设钻石分子直径为d，那么答案： 14.(10分现有m=0.90 kg的硝酸甘油C3H5(NO3)3被密封于体积V
12、0=4.010-3m3的容器中，在某一时刻被引爆，瞬间发生剧烈的化学反响，反响的产物全是氮、氧等气体.假设：反响中每消耗1 kg硝酸甘油释放能量U=6.00106 J/kg，反响产生的全部混合气体温度升高1 K所需能量Q=1.00103，这些混合气体满足理想气体状态方程=C(恒量，其中恒量C=2 400 J/K.在反响前硝酸甘油的温度T0=300 K.假设设想在化学反响发生后容器尚未破裂，且反响释放的能量全部用于升高气体的温度，求器壁所受的压强.解析：化学反响完成后，硝酸甘油释放的总能量W=mU设反响后气体的温度为T，根据题意，有W=QT-T0)器壁所受的压强p=联立式并代入数据：p=3.41
13、09 Pa.答案：3.4109 Pa15.(9分一质量M=2 kg的木块，放在高h=0.8 m的光滑桌面上，被一个水平方向飞来的子弹打落在地面上子弹留在木块中，落地点与桌边的水平距离s=1.6 m，子弹的质量m=10 g，试求：1子弹击中木块时的速度.(2子弹射入木块时产生的热量假设90%被子弹吸收，子弹的温度升高多少？设子弹的比热容为3.78102 J/kg K)，取g=10 m/s2，空气阻力不计)解析：1由平抛运动规律可求子弹打入木块后的速度v1= m/s以子弹、木块为系统，水平方向不受外力，动量守恒mv0=(m+M)v1即子弹的初速v0= =4 m/s=804 m/s.2碰撞中系统损失
14、的机械能转化为内能，由能量转化和守恒定律得E=m- (M+m) =该能量的90%被子弹吸收升温T，那么90%=cmT子弹的温度升高T=7.66102 K.答案：(1)804 m/s(2)7.66102 K16.(9分有一个排气口直径为2.0 mm的压力锅，如图甲所示，排气口上用的限压阀G的重量为34.5 g，根据图乙所示的水的饱和蒸气压跟温度关系的曲线，求当压力锅煮食物限压阀放气时即限压阀被向上顶起时锅内最高能到达的温度. 解析：根据所给的条件，首先求得在限压阀顶起时，压力锅内的最大压强，然后通过曲线，求出锅内最高能到达的温度.由条件，设标准大气压为p0,G为限压阀重量，d为排气口直径，锅内最高压强为p,p为所求.限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为：p=p0+=1 atm+Pa=1 atm+1.08 atm2.1 atm由图乙查得锅内温度为122 左右.答案：122