1、第4、5章气体热力学定律单元测试1一定质量的气体，气体分子之间的相互作用可忽略不计，现使其温度降低而压强变大，达到新的平衡后 ()A气体的密度变大B气体分子无规则运动的平均动能变小C每个气体分子无规则运动的速率都变大D每个气体分子无规则运动的速率都变小解析：一定质量的气体，气体分子间的相互作用力可忽略不计，当使其温度降低而压强变大，达到新的平衡后体积减小，所以气体的密度变大，气体分子无规则运动的平均动能变小，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增多，在某一时刻对于单个分子来说，有的分子无规则运动的速率可能增大，有的也可能减小故只有A、B选项正确答案：AB2下列说法中正确的是 ()A任何物体的
2、内能就是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行解析：内能的改变有两种方式：做功是不同形式能间的转化，热传递是同种形式能间的转移，故C选项正确内能是物体内所有分子动能和势能之和，故A项错由热力学第二定律可知：热机的效率达不到100%，且一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，故B、D均错答案：C3地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)()A体积减小，温度降低B体
3、积减小，温度不变C体积增大，温度降低 D体积增大，温度不变解析：气团上升过程中，压强减小，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律UWQ，Q0，W为负值，U也为负值，温度降低，故C正确答案：C4如图1所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气 缸中，活塞上堆放细砂，活塞处于静止，现对气体缓慢加热， 同时逐渐取走细砂，使活塞缓慢上升，直到细砂全部取走， 若活塞与气缸之间的摩擦力可忽略，则在此过程中() A气体压强可能增大，内能可能不变B气体从外界吸热，内能一定增加C气体对外做功，内能一定减小D气体对外做功，气体温度可能不变解析：“逐渐取走细砂，使活塞缓慢上升”，说明气体压强减小，对外
4、做功，A错误；因为导热的气缸在加热过程中，对外做功，气体内能可能增加、可能不变、也可能减小，B、C错误，D正确答案：D5热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、利用下列关于能量耗散的说法中正确的是 ()A能量耗散说明能量不守恒B能量耗散不符合热力学第二定律C能量耗散过程中能量仍守恒D能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性解析：能量耗散是指能量转化的过程中能量的散失，说明自然界中的宏观热现象的发展过程是有方向性的，符合热力学第二定律，且不违背能量守恒定律，故C、D正确答案：CD6柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产
5、生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能燃烧相同的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只要将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，真是“行家伸伸手，就知有没有”，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系，你认为正确的是()A尾气的温度越高，柴油机越节能B尾气的温度越低，柴油机越节能C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D以上说法均不正确解析：气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能，柴油机使柴油燃料在气缸中燃烧
6、，产生高温高压气体，是一个高温热源，而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械能越多，尾气的温度就要越低，综上所述，只有B正确 答案：B7如图2所示，水平放置的密封气缸内 的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气 缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝气缸壁和 隔板均绝热初始时隔板静止，左右两边气体温度相 等现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源，当缸内气体再次达到 平衡时，与初始状态相比 () A右边气体温度升高，左边气体温度不变B左右两边气体温度都升高C左边气体压强增大D右边气体内能的增加量等于电
7、热丝放出的热量解析：右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，隔板不再平衡，向左移动，右侧气体对左侧气体做功，由于隔板和气缸均绝热，使左侧气体的内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体的压强也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增大了，所以选项A错误，选项B、C正确右侧气体对左侧气体做了功，根据热力学第一定律UWQ得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，故选项D错误答案：BC8若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是()A气体分子间的作用力增大B气体分子的平均速率增大C气体分子的平均动能减小D气体组成的系统一定吸热解析：考虑气体分子间作用力时
8、，分子力是引力，分子间距从大于r0增大，分子力减小，A错误气泡上升过程中温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率也不变，B、C错误气泡上升过程中体积膨胀，克服分子间的引力做功，分子势能增加，内能增大，而对外做功，故气体一定吸收热量，D正确答案：D9对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则()A当体积减小时，N必定增加B当温度升高时，N必定增加C当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变解析：单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数N由体积和温度共同决定由压强pNmv，N，压强不变，温度T变化，v必变化，所以N必定变化所以C选项正
9、确 答案：C10如图3所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K， P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交 换打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到 平衡，则()A气体体积膨胀，内能增加B气体分子势能减少，内能增加C气体分子势能增加，压强可能不变DQ中气体不可能自发地全部退回到P中解析：气体的膨胀过程没有热交换，可以判断Q0；由于容器Q内为真空，所以气体是自由膨胀，虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即W0；根据热力学第一定律WQU，由以上可以判断该过程U0，即气体的内能不变，显然选项A、B错误由于气体分子间的作用力表现为引力，所以气体体积变大时分子引力做负功，分子势能增加，由此进一步
10、推断分子动能减少，温度降低；体积变大、温度降低，则气体压强变小，所以选项C错误宏观中的热现象都是不可逆的，所以D正确答案：D11取一个横截面积为3 dm2的圆筒，筒内装水0.6 kg，用来测量射到地面的太阳能在太阳光垂直照射2 min后水的温度升高1，已知射到大气顶层的太阳能只有45%到达地面，另外55%被大气吸收和反射而未到达地面，太阳与地球相距1.51011 m，水的比热容为c4.2103 J/(kg)请估算太阳辐射的功率解析：每秒到达地球表面每平方米的太阳能量为Q0 J/(m2s)700 J/(m2s)，太阳辐射的功率为P4r2 W4.41026 W.答案：4.41026 W12如图4所
11、示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体，已知容 器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p0.若活塞固定，密封气 体温度升高1需吸收的热量为Q1；若活塞不固定，且可无摩擦滑动，仍使密封气 体温度升高1，需吸收的热量为Q2.(1)Q1和Q2哪个大些？气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同？(2)求在活塞可自由滑动时，密封气体温度升高1，活塞上升的高度h.解析：(1)设密封气体温度升高1，内能的增量为U，则有UQ1 UQ2W 对活塞应用动能定理得：W内气W大气Gh0 W大气p0Sh WW内气 解得：Q2U(p0SG)h Q1Q2 由此可见，质量相等的同种气体，在定容和定压两种不同情况下，尽管温度变化相同，但吸收的热量不同，所以同种气体在定容下的比热容与在定压下的比热容是不同的(2)解两式得：h.答案：(1)见解析(2)
