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錯誤； B.電流對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錯誤； D.滿足能量守恒定律的物理過程不一定都能自發(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，下列說法中正確的是（　　） A．氣體分子的平均動能增大 B．氣體的分子勢能增大 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、溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變，氣體分子的平均動能不變，故A錯誤； B、理想氣體不考慮分子勢能，故B錯誤； 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，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體對外界放出熱量，故D錯誤。 故選：C。 3．（2022秋?郴州期末）關(guān)于能源，下列說法正確的是（　?。?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（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越低，能量的品質(zhì)越來越低，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錯誤； C．華龍一號（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錯誤。 故選：C。 4．（2022秋?楊浦區(qū)校級期末）目前，我國大力發(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)生立竿見影的效果，下列關(guān)于新能源汽車說法正確的是（　　） 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)動時(shí)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過程能量不守恒 C．汽車所用的電能是清潔能源，也是一次能源 D．汽車運(yùn)動時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能我們無法收集起來重新利用 【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，一部分會轉(zhuǎn)化為充電過程產(chǎn)生的內(nèi)能，即存在能量的耗散，故A錯誤； B．汽車運(yùn)動時(shí)消耗的電能大于輸出的機(jī)械能，該過程能量守恒。故B錯誤； 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錯誤； D．汽車運(yùn)動時(shí)，有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這些內(nèi)能我們無法收集起來重新利用。故D正確。 故選：D。 5．（2023?忻州開學(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為等溫過程，B到C和D到A為絕熱過程，該循環(huán)稱為卡諾循環(huán)，下列說法正確的是（　?。? A．A→B過程中氣體分子間的平均距離變小 B．B→C過程中氣體分子的平均動能不變 C．C→D過程中氣體的內(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過程中，理想氣體等溫膨脹，分子間的平均距離變大，故A錯誤； B、B→C過程為絕熱膨脹，氣體對外界做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤； C、C→D過程為等溫壓縮，分子的平均動能不變，內(nèi)能不變，故C錯誤； D、A→C過程中氣體對外界做的功大于C→A過程中外界對氣體做的功，所以在一個(gè)循環(huán)中氣體對外界做功，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)校級開學(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、可長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“宣傳者”。關(guān)于光伏發(fā)電和“低碳”，下列說法正確的是（　?。? A．光伏發(fā)電是將太陽表面發(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對環(huán)境造成破壞 【解答】解：A、光伏發(fā)電是光能轉(zhuǎn)化為電能，也就是將太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變釋放的光能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤； B、光伏發(fā)電利用的是太陽能，太陽能屬于可再生能源，獲得的電能是二次能源，故B錯誤； 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錯誤； D、能源利用中部分硫化物、碳氧化物的大量排放會對環(huán)境造成破壞，故D正確。 故選：D。 7．（2023秋?官渡區(qū)校級期中）“神舟”六號載人飛船上的電子儀器及各種動作的控制都是靠太陽能電池供電的，由于光照而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)。“神舟”飛船上的太陽能電池就是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計(jì)的單晶硅太陽能電池。在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)30%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動勢，可獲得0.1A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是（　?。?A．0.6J B．0.3J C．0.2J D．0.06J 【解答】解：每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是ΔE=IEtη=0.1×0.6×10.3J=0.2J，故ABD錯誤，C正確。 故選：C。 8．（2023秋?汕頭期中）如圖1所示為東漢杜詩發(fā)明的“杜詩水排”，如圖2是其水排裝置圖。當(dāng)水流帶動下臥輪轉(zhuǎn)動時(shí)，通過轉(zhuǎn)軸帶動上臥輪轉(zhuǎn)動，最后依靠弦索帶動小輪完成后續(xù)的動力傳動。a、b、c分別位于下臥輪、上臥輪和小輪的邊緣，下列說法正確的是（　　） 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．弦索對小輪的摩擦力方向與小輪轉(zhuǎn)動方向相反 D．該裝置能夠?qū)⒑铀闹亓菽苋哭D(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，且通過弦索傳動，所以兩者的線速度大小相等，故A錯誤； 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.弦索對小輪的摩擦力對小輪提供動力，方向和小輪的運(yùn)動方向相同，故C錯誤； 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能全部轉(zhuǎn)化為水排的機(jī)械能，故D錯誤； 故選：B。 9．（2023秋?萊蕪區(qū)校級期中）對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，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錯誤； B、等壓膨脹過程，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錯誤； D、等容增壓過程，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錯誤； 故選：B。 10．（2023春?彌勒市校級期末）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)化為水的重力勢能；在用電高峰時(shí)，再將水的重力勢能轉(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)儲存再回到電網(wǎng)過程中將損失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錯誤。 故選：B。 11．（2022秋?金華期末）下表是某共享電動汽車的主要參數(shù)，根據(jù)信息，下列說法正確的是（　?。?A．工作時(shí)，電動汽車的電動機(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，汽車電動機(jī)輸出功率不小于30kW 【解答】解：A、工作時(shí)，電動汽車的電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故A錯誤； 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)題目已知信息無法求得電池充滿電時(shí)的電荷量，故B錯誤； C、標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動汽車以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?1060h＝3kW?h 但實(shí)際過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）×10×1203.6W＝30000W＝30kW，則汽車電動機(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)校級期中）風(fēng)力發(fā)電已成為我國實(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)一周掃過的面積為A，空氣密度為ρ，風(fēng)場風(fēng)速為v，并保持風(fēng)正面吹向葉片。則下列說法中正確的是（　?。? 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)間流過面積A的流動空氣動能為12ρAv2 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)流過面積A的流動空氣體積：V0＝A?vt＝Av 單位時(shí)間流過面積A的流動空氣質(zhì)量：m0＝ρV0＝ρAv 單位時(shí)間流過面積A的流動空氣動能：Ek=12m0v2=12×ρAv×v3=12ρAv3 設(shè)轉(zhuǎn)化效率為η，轉(zhuǎn)化成的電能為：E＝η?Ek=12ηρStv3 該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P=Et=12ηρSv3，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P=Et=12ρSv3，可得PP1=v3v13=9363 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?甘谷縣校級期末）電動汽車是近幾年國家提倡的流行汽車，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，對于其工作原理，下列說法正確的是（　?。?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錯誤，D正確。 故選：AD。 （多選）14．（2023春?瀘西縣校級期末）下列關(guān)于熱機(jī)的說法中，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．即使沒有漏氣，也沒有摩擦等能量損失，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）氣壓式升降椅通過氣缸上下運(yùn)動來調(diào)節(jié)椅子的升降，其簡易結(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，可自由移動的氣缸與氣動桿之間封閉一定質(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的過程中氣體從外界吸熱 B．從A到B的過程中氣體壓強(qiáng)增大 C．從B到C的過程中氣體壓強(qiáng)增大 D．從B到C的過程中氣體向外放熱 【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錯誤，B正確； CD．封閉氣體經(jīng)歷從B→C的過程中，根據(jù)人的雙腳一直懸空可知人對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V1T1=V2T2，可知?dú)怏w體積減小，外界對氣體做功，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)動能力》一文，指出效率最高的熱機(jī)循環(huán)只能由絕熱過程和等溫過程構(gòu)成。如圖所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等溫過程AB、絕熱過程BC、等溫過程CD、絕熱過程DA后，又回到狀態(tài)A。其中，過程AB中氣體的溫度為T1、過程CD中氣體的溫度為T2，則T1　大于　T2（選填“大于”或“小于”），過程AB中氣體會 　吸收?。ㄟx填“釋放”或“吸收”）熱量。 【解答】解：由于B到C過程中氣體絕熱膨脹、氣體對外做功，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，氣體會吸收熱量。 故答案為：大于；吸收。 17．（2023?鯉城區(qū)校級一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再從狀態(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)過狀態(tài)B到狀態(tài)C的全過程 　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：pVT=C，解得：p=CVT 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的過程中做等溫變化，體積增大、對外做功、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)過狀態(tài)B到狀態(tài)C的全過程吸收熱量。 故答案為：大于；吸收。 18．（2023?鼓樓區(qū)校級二模）繼共享單車進(jìn)入人們的日常生活之后，共享電動汽車也在各個(gè)城市出現(xiàn)。如表所示為某款電動汽車的參數(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)最長行駛時(shí)間為 　5　h，電池充滿電后儲存的能量為 　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 電動汽車的最大行駛速度為vm=P額f=3000120m/s＝25m/s＝90km/h 電動車放電電流為I=P額U=300060A＝50A 該車以額定功率行駛時(shí)最長行駛時(shí)間為t=qI=25050h＝5h 電池充滿電后儲存的能量為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，對活塞受力分析可得ps+Mg＝p0s 解得，p=p0-MgS 又Δp＝p0﹣p＝ρgΔh 解得Δh=MρS； （2）活塞下降過程，密閉氣體做等壓變化，則Sh0T=S(h0+Δh0)T' 解得此時(shí)溫度T'＝（1+Δh0h0）T； （3）氣體對外做功為：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?慈溪市校級開學(xué)）如圖，一臺四沖程內(nèi)燃機(jī)，活塞在壓縮沖程某段時(shí)間內(nèi)移動的距離為0.1m，這段過程活塞對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，該過程中壓縮氣體傳遞給汽缸的熱量為25J。 （1）求上述壓縮過程中氣體內(nèi)能的變化量； （2）燃燒后的高壓氣體對活塞做功，氣體推動活塞移動0.1m，其做的功相當(dāng)于9×103N的恒力使活塞移動相同距離所做的功（如圖乙），該做功過程氣體傳遞給汽缸的熱量為30J，求此做功過程氣體內(nèi)能的變化量。 【解答】解：（1）壓縮氣體過程中，外界對氣體做功，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)校級一模）單級水火箭可以簡化為如圖（a）所示的下方開口的容器。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?，F(xiàn)用打氣筒通過單向氣閥向容器內(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p=p0+fS-ρgh 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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