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2019年高中物理 第2章 能量的守恒與耗費(fèi)綜合檢測 新人教版選修1-2 一、選擇題(本大題共7個(gè)小題，每小題6分．共42分．每小題至少有一個(gè)答案是正確的，把正確答案的字母填在題后的括號內(nèi)．) 1．物體從高處落下，由于受空氣阻力的影響，它的(　　) A．機(jī)械能減少，內(nèi)能減少 B．機(jī)械能減少，內(nèi)能增加 C．機(jī)械能增加，內(nèi)能也增加 D．機(jī)械能和內(nèi)能都不變 【解析】　物體從高處落下時(shí)，克服空氣阻力做功，機(jī)械能減少，內(nèi)能增加，B對． 【答案】　B 2．物體的內(nèi)能增加了20 J，下列說法中正確的是(　　) A．一定是外界對物體做了20 J的功 B．一定是物體吸收了20 J的熱量 C．一定是物體分子動(dòng)能增加了20 J D．物體的分子平均動(dòng)能可能不變 【解析】　做功和熱傳遞都可以改變物體內(nèi)能，物體內(nèi)能改變20 J，其方式是不確定的，因此A、B錯(cuò)誤；而物體內(nèi)能包括所有分子的平均動(dòng)能和勢能，內(nèi)能由分子數(shù)、分子平均動(dòng)能、勢能三者決定，因此C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】　D 3．下列對能量耗散理解正確的是(　　) A．能量耗散說明能量在不停地減少 B．能量耗散遵循能量守恒定律 C．能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但可憑空消失 D．能量耗散從能量的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 【答案】　BD 4．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(　　) A．在一定條件下物體的溫度可以降到0 K B．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功 C．吸收了熱量的物體，其內(nèi)能一定增加 D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高 【解析】　絕對零度不可能達(dá)到，A錯(cuò)；物體從外界吸收熱量、對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知內(nèi)能可能增加、減小和不變，C錯(cuò)；壓縮氣體，外界對氣體做正功，可能向外釋放熱，內(nèi)能可能減少、溫度降低，D錯(cuò)；物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功而引起其他變化是可能的，B對． 【答案】　B 5．(xx威海檢測)一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功7.0104 J，氣體內(nèi)能減小1.3105 J，則此過程(　　) A．氣體從外界吸收熱量2.0105 J B．氣體向外界釋放熱量2.0105 J C．氣體從外界吸收熱量6.0104 J D．氣體向外界釋放熱量6.0104 J 【解析】　本題考查熱力學(xué)第一定律的簡單應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)正負(fù)號的含義． 【答案】　B 6．關(guān)于熱力學(xué)第二定律，下列表述正確的是(　　) A．不可能使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體 B．不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功 C．第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 D．熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)第一定律的推論 【解析】　如果有外界的幫助，可以使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體，也可以把熱量全部用來做功．熱力學(xué)第一定律說明在任何過程中能量必須守恒，熱力學(xué)第二定律卻說明并非能量守恒過程均能實(shí)現(xiàn)．熱力學(xué)第二定律是反映自然界過程進(jìn)行的方向和條件的一個(gè)規(guī)律．它指出自然界中出現(xiàn)的過程是有方向性的，某些方向的過程可以實(shí)現(xiàn)，而另一些方向的過程則不能實(shí)現(xiàn)，在熱力學(xué)中，第二定律和第一定律相輔相成，缺一不可． 【答案】　C 7．飛機(jī)在萬米高空飛行時(shí)，艙外氣溫往往在－50℃以下．在研究大氣現(xiàn)象時(shí)可把溫度、壓強(qiáng)相同的一部分氣體作為研究對象，叫做氣團(tuán)．氣團(tuán)直徑可達(dá)幾千米．由于氣團(tuán)很大，邊緣部分與外界的熱交換對整個(gè)氣團(tuán)沒有明顯影響，可以忽略．高空氣團(tuán)溫度很低的原因可能是(　　) A．地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，同時(shí)對外放熱，使氣團(tuán)自身溫度降低 B．地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，同時(shí)從周圍吸收熱量，使周圍溫度降低 C．地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中膨脹，氣團(tuán)對外做功，氣團(tuán)內(nèi)能大量減少，氣團(tuán)溫度降低 D．地面的氣團(tuán)上升到高空的過程中收縮，外界對氣團(tuán)做功，故周圍溫度降低 【解析】　由于熱交換可忽略不計(jì)，故A、B錯(cuò)．地面氣團(tuán)上升到高空，由于外界壓強(qiáng)減小，故氣團(tuán)體積膨脹，對外做功，使得氣團(tuán)內(nèi)能減少，溫度降低，C正確． 【答案】　C 二、非選擇題(本題共5小題，共58分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 8．(8分)熱力學(xué)第二定律常見的表述有兩種． 第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化； 第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化． 圖1 圖1a是根據(jù)熱力學(xué)第二定律的第一種表述畫出的示意圖：外界對制冷機(jī)做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體．請你根據(jù)第二種表述完成示意圖1b.根據(jù)你的理解，熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)是___________________________________． 【答案】　如圖所示 一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性 9．(8分)往一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時(shí)間后，整杯水都變成了紅色，這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為________現(xiàn)象，是由于分子的________而產(chǎn)生的，這一過程是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性________的方向進(jìn)行的．這一過程的熵________． 【答案】　擴(kuò)散　無規(guī)則運(yùn)動(dòng)　增加　增加 10．(14分)兩個(gè)溫度不同的物體接觸時(shí)，熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，直到兩者溫度相等；一個(gè)溫度處處相等的物體，不可能自發(fā)地變得一部分溫度高、另一部分溫度低．怎樣從分子熱運(yùn)動(dòng)的角度解釋熱傳遞的這種方向性？ 【解析】　兩個(gè)物體溫度不同，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不同，一個(gè)物體分子的平均動(dòng)能大，另一個(gè)物體分子的平均動(dòng)能小，總體上看，分子熱運(yùn)動(dòng)的分布較為有序，能量適當(dāng)集中，而熱量由高溫物體傳到低溫物體的過程中，能量變得分散和退化，分子熱運(yùn)動(dòng)的分布較為無序．由于一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行，所以熱傳遞是熱量由高溫物體自發(fā)地傳向低溫物體的，熱傳遞具有方向性． 【答案】　見解析 11．(14分)有一座瀑布的高度是50 m，流量為12 m3/s，計(jì)劃在瀑布底部利用水能發(fā)電，設(shè)在瀑布頂處水流速率與從發(fā)電機(jī)水輪機(jī)內(nèi)流出的水流速率相等，且水流能有65%被利用．求安裝的發(fā)電機(jī)功率能達(dá)到多大． 【解析】　設(shè)流量為Q，水的密度為ρ，在t時(shí)間內(nèi)通過水輪機(jī)的水的質(zhì)量m＝ρQt，轉(zhuǎn)化為電能的水能是65%.發(fā)電機(jī)功率為： P＝η＝ρQghη ＝1.010312105065% W ＝3.9103 kW. 【答案】　3.9103 kW 12．(14分)如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量m＝100 g的金屬塊恰能從一個(gè)長l＝4 m、傾斜角θ＝30的斜面的頂端勻速下滑至底端，損失的機(jī)械能有20%被金屬塊吸收，求在下滑過程中產(chǎn)生的內(nèi)能及金屬塊升高的溫度．[金屬塊的比熱容為98 J/(kg℃)] 圖2 【解析】　金屬塊下滑過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，其中一部分熱量被金屬塊吸收．金屬塊勻速下滑過程中動(dòng)能不變，機(jī)械能的減少量，即重力勢能的減少量為mglsinθ，這部分機(jī)械能通過摩擦生熱轉(zhuǎn)化成為等值的內(nèi)能． Q＝ΔEp＝mglsinθ＝10010－39.84sin30 J＝1.96 J. 而其中20%的內(nèi)能被金屬塊吸收，所以金屬塊增加的內(nèi)能為ΔU＝Q′＝ηQ＝20%1.96 J＝0.392 J 又因?yàn)镼′＝cmΔt， 所以Δt＝＝℃＝0.04℃. 【答案】　0.04℃