第三章《熱力學(xué)定律》綜合練習(xí) 一．選擇題（共12小題） 1．下列說(shuō)法正確的是（　?。?A．熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能能夠全部變成機(jī)械能 B．電流對(duì)電熱絲做功消耗的電能可以全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能 C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，因?yàn)樗`反能量守恒定律 D．滿足能量守恒定律的物理過(guò)程都能自發(fā)進(jìn)行 【解答】解：A.熱機(jī)中燃?xì)獾膬?nèi)能除了一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能外，還有很大一部分轉(zhuǎn)化為熱能而損失掉，故A錯(cuò)誤； B.電流對(duì)電熱絲做功能把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故B正確； C.第二類永動(dòng)機(jī)也不可能制成，雖然它不違反能量守恒定律，但它違背機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性的原理，故C錯(cuò)誤； D.滿足能量守恒定律的物理過(guò)程不一定都能自發(fā)進(jìn)行，比如熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳遞給高溫物體，故D錯(cuò)誤。 故選：B。 2．（2023秋?北辰區(qū)月考）一定質(zhì)量的理想氣體溫度不變時(shí)，體積減小，壓強(qiáng)增大，下列說(shuō)法中正確的是（　?。?A．氣體分子的平均動(dòng)能增大 B．氣體的分子勢(shì)能增大 C．單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上單位面積的分子數(shù)增加 D．氣體從外界吸收熱量 【解答】解：A、溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變，氣體分子的平均動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤； B、理想氣體不考慮分子勢(shì)能，故B錯(cuò)誤； C、體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增加，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，則單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上單位面積的分子數(shù)增加，故C正確； D、一定質(zhì)量的理想氣體溫度不變，內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外界放出熱量，故D錯(cuò)誤。 故選：C。 3．（2022秋?郴州期末）關(guān)于能源，下列說(shuō)法正確的是（　?。?A．根據(jù)能量守恒定律，我們不需要節(jié)約能源 B．化石能源、水能和風(fēng)能都是不可再生的能源 C．華龍一號(hào)（核電技術(shù)電站）工作時(shí)，它能把核能轉(zhuǎn)化為電能 D．能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移沒(méi)有方向性 【解答】解：A．雖然能量是守恒的，但能量耗散使在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類利用，即能量的可利用率越來(lái)越低，能量的品質(zhì)越來(lái)越低，不能被人們利用，方便使用的能源在減少，故我們?nèi)孕枰?jié)約能源，故A錯(cuò)誤； B．化石能源是不可再生能源，水能和風(fēng)能都是可再生的能源，故B錯(cuò)誤； C．華龍一號(hào)（核電技術(shù)電站）工作時(shí)，它能把核能轉(zhuǎn)化為電能，故C正確； D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，有些能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移具有方向性，如機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。 故選：C。 4．（2022秋?楊浦區(qū)校級(jí)期末）目前，我國(guó)大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，新能源車的出現(xiàn)，在減少尾氣排放、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)省油氣資源等方面，產(chǎn)生立竿見(jiàn)影的效果，下列關(guān)于新能源汽車說(shuō)法正確的是（　　） A．汽車充電時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為汽車鋰電池的化學(xué)能 B．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過(guò)程能量不守恒 C．汽車所用的電能是清潔能源，也是一次能源 D．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能我們無(wú)法收集起來(lái)重新利用 【解答】解： A．汽車充電時(shí)電能一部分轉(zhuǎn)化為汽車鋰電池的化學(xué)能，一部分會(huì)轉(zhuǎn)化為充電過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)能，即存在能量的耗散，故A錯(cuò)誤； B．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過(guò)程能量守恒。故B錯(cuò)誤； C．汽車所用的電能是清潔能源，是二次能源，不是一次能源，故C錯(cuò)誤； D．汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能我們無(wú)法收集起來(lái)重新利用。故D正確。 故選：D。 5．（2023?忻州開(kāi)學(xué)）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，其中A到B和C到D為等溫過(guò)程，B到C和D到A為絕熱過(guò)程，該循環(huán)稱為卡諾循環(huán)，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．A→B過(guò)程中氣體分子間的平均距離變小 B．B→C過(guò)程中氣體分子的平均動(dòng)能不變 C．C→D過(guò)程中氣體的內(nèi)能變大 D．卡諾循環(huán)氣體需要向外界吸熱 【解答】解：A、A→B過(guò)程中，理想氣體等溫膨脹，分子間的平均距離變大，故A錯(cuò)誤； B、B→C過(guò)程為絕熱膨脹，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤； C、C→D過(guò)程為等溫壓縮，分子的平均動(dòng)能不變，內(nèi)能不變，故C錯(cuò)誤； D、A→C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功大于C→A過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功，所以在一個(gè)循環(huán)中氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w需要向外界吸熱，故D正確。 故選：D。 6．（2023?天心區(qū)校級(jí)開(kāi)學(xué)）2022年，兼顧低碳裝置、環(huán)保宜居、復(fù)合空間、可拆卸、可移動(dòng)、可長(zhǎng)期使用的成都高新區(qū)“10m2的地球”低碳小屋在大源中央公園落成。如圖所示，其頂部采用了太陽(yáng)能光伏發(fā)電，可滿足室內(nèi)照明、多媒體播放的需求，是行走的低碳知識(shí)“宣傳者”。關(guān)于光伏發(fā)電和“低碳”，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．光伏發(fā)電是將太陽(yáng)表面發(fā)生核裂變釋放的光能轉(zhuǎn)化為電能 B．光伏發(fā)電利用的是不可再生能源，獲得的電能是二次能源 C．太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉吹霓D(zhuǎn)換效率可達(dá)到 100% D．能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞 【解答】解：A、光伏發(fā)電是光能轉(zhuǎn)化為電能，也就是將太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生核聚變釋放的光能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤； B、光伏發(fā)電利用的是太陽(yáng)能，太陽(yáng)能屬于可再生能源，獲得的電能是二次能源，故B錯(cuò)誤； C、實(shí)際生產(chǎn)和生活中轉(zhuǎn)換效率不可能達(dá)到100%，故C錯(cuò)誤； D、能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，故D正確。 故選：D。 7．（2023秋?官渡區(qū)校級(jí)期中）“神舟”六號(hào)載人飛船上的電子儀器及各種動(dòng)作的控制都是靠太陽(yáng)能電池供電的，由于光照而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)?！吧裰邸憋w船上的太陽(yáng)能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽(yáng)能電池。在正常照射下，太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%。單片單晶硅太陽(yáng)能電池可產(chǎn)生0.6V的電動(dòng)勢(shì)，可獲得0.1A的電流，則每秒照射到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光的能量是（　?。?A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J 【解答】解：每秒照射到這種太陽(yáng)能電池上的太陽(yáng)光的能量是，故ABD錯(cuò)誤，C正確。 故選：C。 8．（2023秋?汕頭期中）如圖1所示為東漢杜詩(shī)發(fā)明的“杜詩(shī)水排”，如圖2是其水排裝置圖。當(dāng)水流帶動(dòng)下臥輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)上臥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后依靠弦索帶動(dòng)小輪完成后續(xù)的動(dòng)力傳動(dòng)。a、b、c分別位于下臥輪、上臥輪和小輪的邊緣，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．c點(diǎn)的線速度小于b點(diǎn)的線速度 B．a(chǎn)點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度 C．弦索對(duì)小輪的摩擦力方向與小輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 D．該裝置能夠?qū)⒑铀闹亓?shì)能全部轉(zhuǎn)化為水排的機(jī)械能 【解答】解：A.由圖知c點(diǎn)與b點(diǎn)位于輪的邊緣，且通過(guò)弦索傳動(dòng)，所以兩者的線速度大小相等，故A錯(cuò)誤； B.a點(diǎn)與b點(diǎn)在同一個(gè)軸上，兩者的角速度相等，且線速度正比于半徑，a點(diǎn)半徑大于b點(diǎn)半徑，所以a點(diǎn)線速度大于b點(diǎn)線速度，故B正確； C.弦索對(duì)小輪的摩擦力對(duì)小輪提供動(dòng)力，方向和小輪的運(yùn)動(dòng)方向相同，故C錯(cuò)誤； D.由于該裝置存在摩擦阻力等影響，所以該裝置不能將水的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為水排的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤； 故選：B。 9．（2023秋?萊蕪區(qū)校級(jí)期中）對(duì)于一定量的理想氣體，經(jīng)過(guò)下列過(guò)程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能一定變化的是（　?。?A．等溫增壓后再等溫膨脹 B．等壓膨脹后再等溫壓縮 C．等容減壓后再等壓膨脹 D．等容增壓后再等壓壓縮 【解答】解：A、等溫增壓后再等溫膨脹，氣體溫度不變，內(nèi)能不變，即初始狀態(tài)的內(nèi)能一定等于未狀態(tài)的內(nèi)能，故A錯(cuò)誤； B、等壓膨脹過(guò)程，由蓋一呂薩克定律得，氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能增大，等溫壓縮過(guò)程，溫度不變，氣體內(nèi)能不變，則氣體初始狀態(tài)的內(nèi)能一定小于末狀態(tài)的內(nèi)能，故B正確； C、等容減壓過(guò)程，由查理定律得，氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，等壓膨脹過(guò)程，由蓋一呂薩克定律得，氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能增大，氣體內(nèi)能先減小后增大，初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等，故C錯(cuò)誤； D、等容增壓過(guò)程，由查理定律得，氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能增大，等壓壓縮過(guò)程，由蓋一呂薩克定律得，氣體溫度降低，則氣體內(nèi)能減小，氣體內(nèi)能先增大后減小，初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等，故D錯(cuò)誤； 故選：B。 10．（2023春?彌勒市校級(jí)期末）抽水蓄能電站可以在用電低谷時(shí)，將電網(wǎng)中多余的電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能；在用電高峰時(shí)，再將水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能輸回電網(wǎng)，假定多余電能為5×104kW?h，這部分多余的電能經(jīng)儲(chǔ)存再回到電網(wǎng)過(guò)程中將損失44%，則此蓄能電站能給電網(wǎng)補(bǔ)充的電能為（　　） A．2.2×104kW?h B．2.8×104kW?h C．3.5×104kW?h D．5×104kW?h 【解答】解：此蓄能電站能給電網(wǎng)補(bǔ)充的電能為：Q＝5×104kW?h×（1﹣44%）＝2.8×104kW?h，故B正確，ACD錯(cuò)誤。 故選：B。 11．（2022秋?金華期末）下表是某共享電動(dòng)汽車的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說(shuō)法正確的是（　　） A．工作時(shí)，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電池的化學(xué)能 B．電池充滿電時(shí)的電荷量為1.8×108C C．標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以72km/h的速度勻速行駛10min所用電能為2.4kW?h D．若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車以120km/h速度勻速行駛，汽車電動(dòng)機(jī)輸出功率不小于30kW 【解答】解：A、工作時(shí)，電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故A錯(cuò)誤； B、由公式W＝Pt得電池充滿電時(shí)的電能為 W＝50kW?h＝50×1000×3600J＝1.8×108J 所以50kW?h為充滿電時(shí)的電能不是電荷量，根據(jù)題目已知信息無(wú)法求得電池充滿電時(shí)的電荷量，故B錯(cuò)誤； C、標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以v＝72km/h＝20m/s的速度勻速行駛時(shí)，F(xiàn)＝0.09mg 功率P＝Fv＝0.09mgv＝0.09×（800+200）×10×20W＝1.8×104W＝18kW 如果電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，根據(jù)W＝Pt＝18kW?h＝3kW?h 但實(shí)際過(guò)程中電能不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以耗電量大于3kW?h，故C錯(cuò)誤； D、若標(biāo)準(zhǔn)承載下汽車速度能達(dá)120km/h，功率P＝Fv2＝0.09mgv2＝0.09×（800+200）×10W＝30000W＝30kW，則汽車電動(dòng)機(jī)最大輸出功率不小于30kW，故D正確。 故選：D。 12．（2023秋?興慶區(qū)校級(jí)期中）風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為9m/s時(shí)，輸出電功率為405kW，風(fēng)速在5～10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過(guò)的面積為A，空氣密度為ρ，風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速為v，并保持風(fēng)正面吹向葉片。則下列說(shuō)法中正確的是（　?。? A．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比 B．單位時(shí)間流過(guò)面積A的流動(dòng)空氣動(dòng)能為 C．若每天平均有1.0×108kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量為2.4×109kW?h D．若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h 風(fēng)速在6～10m/s范圍內(nèi)，則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為6.0×104kW?h 【解答】解：AB、單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)面積A的流動(dòng)空氣體積：V0＝A?vt＝Av 單位時(shí)間流過(guò)面積A的流動(dòng)空氣質(zhì)量：m0＝ρV0＝ρAv 單位時(shí)間流過(guò)面積A的流動(dòng)空氣動(dòng)能：Ek 設(shè)轉(zhuǎn)化效率為η，轉(zhuǎn)化成的電能為：E＝η?EkηρStv3 該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率PηρSv3，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速的三次方成正比，故AB錯(cuò)誤； C、由于風(fēng)力發(fā)電存在轉(zhuǎn)化效率，若每天平均有1.0×108kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量約為W＝η?Pt＝η×1.0×108kW×24h＝2.4η×109kW?h＜2.4×109kW?h，故C錯(cuò)誤； D、由題意可知風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為v＝9m/s時(shí)，輸出電功率為P＝405kW 由PρSv3，可得 代入數(shù)據(jù)可得風(fēng)速為v1＝6m/s時(shí)的輸出功率：P1＝120kW 若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h風(fēng)速在6～10m/s的風(fēng)能資源，則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量：E′＝P1?t＝120kW×5000h＝6.0×105kW?h，故D正確； 故選：D。 二．多選題（共3小題） （多選）13．（2022秋?甘谷縣校級(jí)期末）電動(dòng)汽車是近幾年國(guó)家提倡的流行汽車，其電池包括鉛酸蓄電池、鎳基電池、鈉硫電池、二次鋰電池、空氣電池等，現(xiàn)有一輛汽車裝有鎳基電池，對(duì)于其工作原理，下列說(shuō)法正確的是（　?。?A．工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能 B．充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能 C．工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能 D．充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和內(nèi)能 【解答】解：AC、電池工作時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)由于用電元件發(fā)熱，也轉(zhuǎn)化為部分內(nèi)能，故A正確，C錯(cuò)誤； BD、充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，同時(shí)由于用電元件發(fā)熱，也轉(zhuǎn)化為部分內(nèi)能，故B錯(cuò)誤，D正確。 故選：AD。 （多選）14．（2023春?瀘西縣校級(jí)期末）下列關(guān)于熱機(jī)的說(shuō)法中，正確的是（　?。?A．熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置 B．熱機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置 C．只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷進(jìn)行革新，它可以把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．即使沒(méi)有漏氣，也沒(méi)有摩擦等能量損失，內(nèi)燃機(jī)也不可能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 【解答】解：AB.熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，故A正確，B錯(cuò)誤； CD.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱機(jī)不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響，因此內(nèi)燃機(jī)的效率不可能達(dá)到百分百，即內(nèi)燃機(jī)不能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤，D正確。 故選：AD。 （多選）15．（2023?和平區(qū)二模）氣壓式升降椅通過(guò)氣缸上下運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)椅子的升降，其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖所示，圓柱形氣缸與椅面固定連接，柱狀氣缸桿與底座固定連接，可自由移動(dòng)的氣缸與氣動(dòng)桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，設(shè)氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，忽略摩擦力，設(shè)氣體初始狀態(tài)為A，某人坐上椅面后，椅子緩慢下降一段距離達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B，然后打開(kāi)空調(diào)，一段時(shí)間后，室內(nèi)溫度降低到設(shè)定溫度，穩(wěn)定后氣體的狀態(tài)為C（此過(guò)程中人的雙腳一直懸空），下列判斷正確的是（　?。? A．從A到B的過(guò)程中氣體從外界吸熱 B．從A到B的過(guò)程中氣體壓強(qiáng)增大 C．從B到C的過(guò)程中氣體壓強(qiáng)增大 D．從B到C的過(guò)程中氣體向外放熱 【解答】解：AB．分析題意可知，封閉氣體經(jīng)歷A→B是等溫變化，內(nèi)能不變，人坐上椅面，理想氣體體積減小，根據(jù)玻意耳定律P1V1＝P2V2，可知?dú)怏w壓強(qiáng)增大。因?yàn)閴嚎s氣體所以外界對(duì)氣體做功，即W＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知ΔU＝Q+W＝0 可知Q＜0 即氣體向外界放熱。故A錯(cuò)誤，B正確； CD．封閉氣體經(jīng)歷從B→C的過(guò)程中，根據(jù)人的雙腳一直懸空可知人對(duì)椅面的壓力大小不變，又因?yàn)橐蚊娴拿娣e不變則理想氣體的壓強(qiáng)不變，隨著室溫降低則內(nèi)能減小，根據(jù)蓋—呂薩克定律，可知?dú)怏w體積減小，外界對(duì)氣體做功，即W＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律 ΔU＝Q+W＜0 可知Q＜0 即氣體向外界放熱。故C錯(cuò)誤，D正確。 故選：BD。 三．填空題（共3小題） 16．（2023春?廈門期末）1834年，克拉伯龍發(fā)表了《論熱的驅(qū)動(dòng)能力》一文，指出效率最高的熱機(jī)循環(huán)只能由絕熱過(guò)程和等溫過(guò)程構(gòu)成。如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等溫過(guò)程AB、絕熱過(guò)程BC、等溫過(guò)程CD、絕熱過(guò)程DA后，又回到狀態(tài)A。其中，過(guò)程AB中氣體的溫度為T1、過(guò)程CD中氣體的溫度為T2，則T1　大于　T2（選填“大于”或“小于”），過(guò)程AB中氣體會(huì) 　吸收?。ㄟx填“釋放”或“吸收”）熱量。 【解答】解：由于B到C過(guò)程中氣體絕熱膨脹、氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體內(nèi)能減小、溫度降低，則T1大于T2； 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等溫變化到B，氣體膨脹、對(duì)外做功、內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q可知，氣體會(huì)吸收熱量。 故答案為：大于；吸收。 17．（2023?鯉城區(qū)校級(jí)一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再?gòu)臓顟B(tài)B變化到狀態(tài)C，其壓強(qiáng)隨溫度的變化關(guān)系如圖所示，圖線的橫軸是攝氏溫度t，已知熱力學(xué)溫度T＝t+273（K），則： （1）氣體在狀態(tài)A時(shí)的分子數(shù)密度 　大于?。ㄟx填“大于”“小于”或“等于”）氣體在狀態(tài)C時(shí)的分子數(shù)密度。 （2）氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B到狀態(tài)C的全過(guò)程 　吸收?。ㄟx填“吸收”或“放出”）熱量。 【解答】解：（1）根據(jù)一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程可得：C，解得：p 若以﹣273℃為坐標(biāo)原點(diǎn)，即為0K為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸，p﹣T圖中某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率越大說(shuō)明體積越小，所以A狀態(tài)氣體體積小于C狀態(tài)氣體體積，所以氣體在狀態(tài)A時(shí)的分子數(shù)密度大于氣體在狀態(tài)C時(shí)的分子數(shù)密度。 （2）氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程中，體積不變，溫度升高，氣體吸收熱量；氣體從B到狀態(tài)C的過(guò)程中做等溫變化，體積增大、對(duì)外做功、內(nèi)能不變，根據(jù)ΔU＝Q﹣W可知，氣體吸收熱量；所以氣體從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B到狀態(tài)C的全過(guò)程吸收熱量。 故答案為：大于；吸收。 18．（2023?鼓樓區(qū)校級(jí)二模）繼共享單車進(jìn)入人們的日常生活之后，共享電動(dòng)汽車也在各個(gè)城市出現(xiàn)。如表所示為某款電動(dòng)汽車的參數(shù)，若某次充滿電后在平直路面駕駛時(shí)，該車載重為100kg，所受阻力為車與載重總重力的0.02倍，重力加速度g取10m/s2。該電動(dòng)汽車的最大行駛速度為 　90　km/h，該車以額定功率行駛時(shí)最長(zhǎng)行駛時(shí)間為 　5　h，電池充滿電后儲(chǔ)存的能量為 　5.4×107　J。 【解答】解：汽車所受阻力f＝0.02（M+m）g＝0.02×（500+100）×10N＝120N 電動(dòng)汽車的最大行駛速度為vmm/s＝25m/s＝90km/h 電動(dòng)車放電電流為IA＝50A 該車以額定功率行駛時(shí)最長(zhǎng)行駛時(shí)間為th＝5h 電池充滿電后儲(chǔ)存的能量為E＝UIt＝Uq＝60×250×3600J＝5.4×107J 故答案為：90，5，5.4×107。 四．計(jì)算題（共3小題） 19．（2023春?富平縣期末）如圖所示，絕熱氣缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸間摩擦可忽略不計(jì)，活塞下部空間與外界連通，氣缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)）。初始時(shí)，封閉氣體溫度為T，活塞距離氣缸底部為h0，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為p0，氣缸橫截面積為S，重力加速度為g，求： （1）U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差； （2）通過(guò)加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時(shí)的溫度； （3）此加熱過(guò)程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化。 【解答】解：（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為p，對(duì)活塞受力分析可得ps+Mg＝p0s 解得，p 又Δp＝p0﹣p＝ρgΔh 解得Δh； （2）活塞下降過(guò)程，密閉氣體做等壓變化，則 解得此時(shí)溫度T'＝（1）T； （3）氣體對(duì)外做功為：W＝pSΔh0＝（p0S﹣Mg）Δh0； 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：W+Q＝ΔU， 解得：ΔU＝Q﹣（p0S﹣Mg）Δh0。 20．（2023?慈溪市校級(jí)開(kāi)學(xué)）如圖，一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)，活塞在壓縮沖程某段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)的距離為0.1m，這段過(guò)程活塞對(duì)氣體的壓力逐漸增大，其做的功相當(dāng)于2×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（如圖甲）。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)汽缸溫度高于環(huán)境溫度，該過(guò)程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。 （1）求上述壓縮過(guò)程中氣體內(nèi)能的變化量； （2）燃燒后的高壓氣體對(duì)活塞做功，氣體推動(dòng)活塞移動(dòng)0.1m，其做的功相當(dāng)于9×103N的恒力使活塞移動(dòng)相同距離所做的功（如圖乙），該做功過(guò)程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過(guò)程氣體內(nèi)能的變化量。 【解答】解：（1）壓縮氣體過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功，則W＝Fl＝2×103×0.1J＝200J 壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J，則氣體放出的熱量為Q＝﹣25J 由熱力學(xué)第一定律可得內(nèi)能的變化量ΔU＝W+Q＝200J﹣25J＝175J （2）氣體推動(dòng)活塞做的功W′＝F′l＝9×103×0.1J＝900J 氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，則氣體放出的熱量為Q′＝﹣30J 由熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化量ΔU′＝﹣W′+Q′＝﹣900J﹣30J＝﹣930J 21．（2023?市中區(qū)校級(jí)一模）單級(jí)水火箭可以簡(jiǎn)化為如圖（a）所示的下方開(kāi)口的容器。容器中氣體體積V＝3L，壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，下方水的深度h＝50cm。單向氣閥（不計(jì)質(zhì)量）是一個(gè)只能朝一個(gè)方向通入氣體的裝置，它外部為橡膠材質(zhì)，將其緊緊塞在容器口位置可將水堵住還能向容器內(nèi)進(jìn)行充氣。單向氣閥與容器口摩擦力的最大值f＝91.5N。現(xiàn)用打氣筒通過(guò)單向氣閥向容器內(nèi)一次次的充入壓強(qiáng)p0＝1×105Pa，V1＝300ml的氣體。當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)到達(dá)一定值時(shí)單向氣閥和容器中的水被一起噴出，水火箭可以獲得一定的速度發(fā)射。已知重力加速度g＝10m/s2，容器口的橫截面積S＝3×10﹣4m2，水的密度ρ＝1×103kg/m3。假設(shè)容器中的氣體為理想氣體，充氣和噴水時(shí)忽略溫度的變化。 （1）求水火箭剛好噴水時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)p； （2）求水火箭剛好噴水時(shí)的充氣次數(shù)； （3）水火箭噴水過(guò)程中，容器內(nèi)氣體的p﹣V圖像如圖（b）所示，試估算容器內(nèi)氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b從外部吸收的熱量。 【解答】解：（1）對(duì)單向氣閥受力分析，根據(jù)平衡條件有p0S+f＝mg+pS，h＝50cm＝0.5m 解得 代入數(shù)據(jù)得p＝4×105Pa （2）氣體做等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p0V+Np0V1＝pV 解得充氣次數(shù)N＝30 （3）由p﹣V圖像可知，外界對(duì)氣體做功W＝﹣208×4＝﹣832J 由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q＝0 所以氣體吸收熱量Q＝832J 空車質(zhì)量800kg電池能量50kW?h標(biāo)準(zhǔn)承載200kg最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程）200km所受阻力與汽車總重比值（忽略空氣阻力）0.09車身質(zhì)量500kg輸出電壓60V電動(dòng)機(jī)額定功率3000W電池容量250A?h充電電壓220V充電時(shí)間8～10h

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)電子課本

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版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第三冊(cè)

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