本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分120分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题,共55分)
一、选择题(每小题5分,共55分)
1.(多选)关于热现象和热学定律,下列说法中哪些符合事实的是( )
A.布朗运动不是液体分子的热运动,是小颗粒内部分子运动所引起的悬浮小颗粒运动
B.用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功2.0×105 J,若空气向外界放出热量1.5×105 J,则空气内能增加5×104 J
C.第二类永动机不能制成是因为它违背了能量守恒定律
D.一定质量的气体,如果保持温度不变,体积越小压强越大
答案 BD
解析 布朗运动是固体颗粒的运动,A错误,第二类永动机违背了热力学第二定律,C错误,故B、D正确。
2.下面关于熵的说法错误的是( )
A.熵是物体内分子运动无序程度的量度
B.在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵减少的方向进行
C.热力学第二定律的微观实质是熵是增加的,因此热力学第二定律又叫熵增加原理
D.熵值越大,代表系统分子运动越无序
答案 B
解析 熵是物体内分子运动无序程度的量度,同种物质气态的熵大于液态和固态的,故A正确;在孤立系统中,一个自发的过程总是向熵增加的方向进行,故B错误;热力学第二定律的微观实质是熵是增加的,故C正确;熵值越大,代表系统分子运动越无序,故D正确。
3.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
答案 C
解析 随着气团上升,压强变小,外界对气团压力减小,气团膨胀,体积变大,气团对外做功,不考虑热交换,根据热力学第一定律,气团的内能减小,若不计分子势能,则内能减小体现为分子平均动能降低,宏观表现为温度降低。故C正确。
4.如图所示,木块A放在木块B的左端,用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为W1,生热为Q1;第二次让B在光滑地面上自由滑动,这次F做的功为W2,生热为Q2,则应有( )
A.W1<W2,Q1=Q2B.W1=W2,Q1=Q2
C.W1<W2,Q1<Q2D.W1>W2,Q1<Q2
答案 A'
解析 木块A和木块B相对位移不变,故热量不变。第二次由于B在地面上滑动而使力F对应位移增大,故W2>W1,因此A正确。
5.(多选)关于一定量的气体,下列叙述正确的是( )
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时,其内能一定减少
C.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.外界对气体做功,气体内能可能减少
答案 AD
解析 根据热力学第二定律可知,气体吸收的热量可以完全转化为功,但一定要引起其他的变化,A正确;根据热力学第一定律可知,B、C错误;根据热力学第一定律可知,若外界对气体做功的同时气体放热,则气体的内能可能减少,D正确。
6.关于物体内能变化的说法,正确的是( )
A.一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变
B.一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加
C.一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加
D.一定质量的物体在体积保持不变的过程中,内能一定不变
答案 C'
解析 晶体熔化要吸热,温度不变,也没有对外做功,故内能增加,A错误;一定质量的气体在膨胀过程中,可能吸热,也可能不吸热,但一定对外做功,即W<0,Q>0或Q=0,由ΔU=W+Q,ΔU不确定,故B错误;物体的热膨胀一定是吸收了热量,对外做功不一定小于吸收的热量,内能不一定增加,C正确;物体的体积不变,温度可能改变,内能随之改变,D错误。
7.柴油机使柴油在它的汽缸中燃烧,产生高温高压气体,燃料的化学能转化为气体的内能,高温高压气体推动活塞做功,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,感觉一下尾气的温度,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
答案 B