综合检测(一)
第一章 分子动理论 内能
(满分：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油酸的( )
A．摩尔质量 B．摩尔体积
C．体积 D．密度
【解析】 设V为油酸的摩尔体积，由NA×π()3＝V，可求出阿伏加德罗常数NA，只有选项B正确．
【答案】 B
2．关于悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动，下面说法中正确的是( )
A．小颗粒的无规则运动就是分子的运动
B．小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映
C．小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D．因为布朗运动激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动
【解析】 悬浮在液体中的固体颗粒虽然很小，需要用显微镜来观察，但它并不是单个固体分子，而是由大量固体分子组成的，不能看作是分子的运动．产生布朗运动的原因是固体微粒受到周围液体分子撞击力，由于液体分子运动的无规则性，固体微粒受到撞击力的合力也是无规则的，因此，固体微粒的运动也是无规则的．小颗粒的无规则运动说明液体分子在做无规则运动．热运动是指分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动．
【答案】 C
3．质量相等的氢气和氧气温度相同，若不考虑分子间的势能，则( )
A．两者内能相等
B．氧气的内能较大
C．氢气和氧气分子的平均速率相等
D．氢气和氧气分子的平均动能相等
【解析】 由于不考虑分子间的势能，气体的内能等于气体内所有分子动能的总和．温度是分子平均动能的标志，氢气和氧气温度相同，则它们的平均动能相等；氢气的摩尔质量小于氧气的摩尔质量，质量相等的氢气和氧气中，氢气的分子个数大于氧气的分子个数，所以氢气的分子的总动能大于氧气的分子的总动能．故A、B错误，D正确；由于氢气分子和氧气分子的质量不等，所以C错误．
【答案】 D
4．区别晶体和非晶体的方法是( )
A．可以只看有无规则外形
B．可以只看有无确定的熔点
C．可以只看物理性质是否各向异性
D．可以只看物理性质是否各向同性
【解析】 多晶体和非晶体都无规则外形，都表现为各向同性，故A、C、D均错误，晶体有确定的熔点，非晶体无确定熔点，B正确．
【答案】 B
5．液体表面张力产生的原因是( )
A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力
B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力
C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力
D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
【解析】 液体表面层分子间距离介于气体和液体之间．分子斥力小于引力，则表面层分子力表现为引力．故C正确．
【答案】 C
6．云母片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图1所示，则( )
图1
A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C．实验说明玻璃片各向同性
D．实验说明云母片各向同性
【解析】 玻璃是非晶体，具有各向同性，熔化的石蜡呈圆形；云母是晶体，具有各向异性，熔化的石蜡呈椭圆形，故A、C正确．
【答案】 AC
7．如图2所示，一环形金属丝布满一层肥皂膜，环上系三根松弛棉线，中间连在一起，用热针刺破B面肥皂膜，则A和C部分肥皂膜形状变为图中的( )
图2
【解析】 当用热针刺破B面肥皂膜时，A、C区域的肥皂膜失去B肥皂膜的表面张力，而表面张力使肥皂膜收缩，因各点受力特点相同，则肥皂膜形状应为D图，故D正确．
【答案】 D
二、非选择题(本题共5小题，共58分，解答计算题时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
8．(8分)做“单分子油膜法测定液体分子的大小”的实验时，要求油滴在水面散开到最大面积，形成________，其理论基础是将分子看作________．若油滴体积为V，油膜面积为S，则分子直径约为d＝________，一般分子直径的数量级为________m.
【解析】 由于油分子和水分子具有较强的亲和力，所以当在水面上散开到最大面积时，可视为油分子单层排列在水面上，其理论基础是将分子视为球形且是一个挨一个排列的；测量原理为油膜的厚度即为分子直径；d＝，除有些较大的有机分子外，一般分子直径的数量级为10－10 m.
【答案】 单分子油膜 球形 10－10
9．(8分)某同学在夏天游玩时，看到有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，尤其是看到湖水中鱼儿戏水时吐出小气泡的情景，觉得很美，于是画了一幅鱼儿戏水的图画，如图3所示．你能找出图中有什么不当之处吗？请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法．
图3
【解析】 考虑到上层水温较高和压强较小的情况，正确画法应为上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大．
【答案】 见解析
10．(14分)用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜的面积S＝0.7 m2，油的摩尔质量Ml＝0.09 kg/mol.若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：
(1)油分子的直径为多少？
(2)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少？(保留1位有效数字)
【解析】 (1)利用油膜法测出分子直径d＝＝ m≈7×10－10 m.
(2)把每个分子看成球形，则每个分子的体积V＝πd3＝()3，1 mol这种油的体积Vl＝＝NA·V＝NA·π()3，
所以NA＝
＝mol－1
≈6×1023mol－1.
【答案】 (1)7×10－10m (2)6×10－3 mol－1
11．(14分)地球到月球的平均距离为384 400 km，如果把铁的分子一个紧挨一个地排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，试问这条大道需要多少个分子？这些分子的质量是多少？(设铁分子的直径为3.0×10－10 m，铁的摩尔质量是5.60×10－2 kg/mol)
【解析】 需要的铁分子的个数为n＝＝个＝1.28×1018个；
这些分子的质量为m＝×M＝×5.6×10－2 kg＝1.2×10－7 kg.
【答案】 1.28×1018个 1.2×10－7 kg
12．(14分)已知汞的摩尔质量为200.5×10－3 kg/mol，密度为13.6×103 kg/m3，则一个汞原子的体积是多少？体积为1 cm3的汞中有多少个汞原子？(保留两位有效数字)
【解析】 由汞的摩尔质量和汞的密度，可计算出汞的摩尔体积，然后除以阿伏伽德罗常量就可得出汞原子的体积，所以ΔV＝＝ m3≈2.4×10－29 m3；用1 cm3除以一个汞原子的体积就可以求出1 cm3的汞中含有的汞原子数，所以n＝＝个≈4.3×1022个．
【答案】 2.4×10－29 m3 4.2×1022个
综合检测(二)
第二章 能量的守恒与耗散
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．物体从高处落下，由于受空气阻力的影响，它的( )
A．机械能减少，内能减少
B．机械能减少，内能增加
C．机械能增加，内能也增加
D．机械能和内能都不变
【解析】 物体从高处落下时，克服空气阻力做功，机械能减少，内能增加，B对．
【答案】 B
2．物体的内能增加了20 J，下列说法中正确的是( )
A．一定是外界对物体做了20 J的功
B．一定是物体吸收了20 J的热量
C．一定是物体分子动能增加了20 J
D．物体的分子平均动能可能不变
【解析】 做功和热传递都可以改变物体内能，物体内能改变20 J，其方式是不确定的，因此A、B错误；而物体内能包括所有分子的平均动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、势能三者决定，因此C错误，D正确．
【答案】 D
3．下列对能量耗散理解正确的是( )
A．能量耗散说明能量在不停地减少
B．能量耗散遵循能量守恒定律
C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可凭空消失
D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
【答案】 BD
4．关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C．吸收了热量的物体，其内能一定增加
D．压缩气体总能使气体的温度升高
【解析】 绝对零度不可能达到，A错；物体从外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小和不变，C错；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外释放热，内能可能减少、温度降低，D错；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B对．
【答案】 B
5．(2012·威海检测)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减小1.3×105 J，则此过程( )
A．气体从外界吸收热量2.0×105 J
B．气体向外界释放热量2.0×105 J
C．气体从外界吸收热量6.0×104 J
D．气体向外界释放热量6.0×104 J
【解析】 本题考查热力学第一定律的简单应用，强调正负号的含义．
【答案】 B
6．关于热力学第二定律，下列表述正确的是( )
A．不可能使热量从低温物体传递到高温物体
B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C．第二类永动机是不可能制成的
D．热力学第二定律是热力学第一定律的推论
【解析】 如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来做功．热力学第一定律说明在任何过程中能量必须守恒，热力学第二定律却说明并非能量守恒过程均能实现．热力学第二定律是反映自然界过程进行的方向和条件的一个规律．它指出自然界中出现的过程是有方向性的，某些方向的过程可以实现，而另一些方向的过程则不能实现，在热力学中，第二定律和第一定律相辅相成，缺一不可．
【答案】 C
7．飞机在万米高空飞行时，舱外气温往往在－50℃以下．在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团．气团直径可达几千米．由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略．高空气团温度很低的原因可能是( )
A．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低
B．地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低
C．地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减少，气团温度降低
D．地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低
【解析】 由于热交换可忽略不计，故A、B错．地面气团上升到高空，由于外界压强减小，故气团体积膨胀，对外做功，使得气团内能减少，温度降低，C正确．
【答案】 C
二、非选择题(本题共5小题，共58分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
8．(8分)热力学第二定律常见的表述有两种．
第一种表述：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；
第二种表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．
图1
图1a是根据热力学第二定律的第一种表述画出的示意图：外界对制冷机做功，使热量从低温物体传递到高温物体．请你根据第二种表述完成示意图1b.根据你的理解，热力学第二定律的实质是___________________________________．
【答案】 如图所示
一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性
9．(8分)往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为________现象，是由于分子的________而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性________的方向进行的．这一过程的熵________．
【答案】 扩散 无规则运动 增加 增加
10．(14分)两个温度不同的物体接触时，热量会自发地从高温物体传向低温物体，直到两者温度相等；一个温度处处相等的物体，不可能自发地变得一部分温度高、另一部分温度低．怎样从分子热运动的角度解释热传递的这种方向性？
【解析】 两个物体温度不同，分子热运动的平均动能不同，一个物体分子的平均动能大，另一个物体分子的平均动能小，总体上看，分子热运动的分布较为有序，能量适当集中，而热量由高温物体传到低温物体的过程中，能量变得分散和退化，分子热运动的分布较为无序．由于一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，所以热传递是热量由高温物体自发地传向低温物体的，热传递具有方向性．
【答案】 见解析
11．(14分)有一座瀑布的高度是50 m，流量为12 m3/s，计划在瀑布底部利用水能发电，设在瀑布顶处水流速率与从发电机水轮机内流出的水流速率相等，且水流能有65%被利用．求安装的发电机功率能达到多大．
【解析】 设流量为Q，水的密度为ρ，在t时间内通过水轮机的水的质量m＝ρQt，转化为电能的水能是65%.发电机功率为：
P＝η＝ρQghη
＝1.0×103×12×10×50×65% W
＝3.9×103 kW.
【答案】 3.9×103 kW
12．(14分)如图2所示，一个质量m＝100 g的金属块恰能从一个长l＝4 m、倾斜角θ＝30°的斜面的顶端匀速下滑至底端，损失的机械能有20%被金属块吸收，求在下滑过程中产生的内能及金属块升高的温度．[金属块的比热容为98 J/(kg·℃)]
图2
【解析】 金属块下滑过程中机械能转化为内能，其中一部分热量被金属块吸收．金属块匀速下滑过程中动能不变，机械能的减少量，即重力势能的减少量为mglsinθ，这部分机械能通过摩擦生热转化成为等值的内能．
Q＝ΔEp＝mglsinθ＝100×10－3×9.8×4×sin30° J＝1.96 J.
而其中20%的内能被金属块吸收，所以金属块增加的内能为ΔU＝Q′＝η·Q＝20%×1.96 J＝0.392 J
又因为Q′＝cmΔt，
所以Δt＝＝℃＝0.04℃.
【答案】 0.04℃
综合检测(三)
第三章 核 能
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．下列说法中正确的是( )
A．康普顿发现了电子
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C．贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物的天然放射现象
D．伦琴发现了X射线
【解析】 汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，贝克勒尔在1896年发现了铀和含铀的矿物的天然放射现象，使人们认识到原子核是有复杂的结构的，伦琴用高速电子流撞击对阴极发现了X射线．
【答案】 BCD
2．(2011·成都检测)卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )
A．原子的中心有个核，叫原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
【解析】 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，由此可见B选项错，A、C、D选项正确．
【答案】 ACD
3．关于同位素的下列说法中，正确的是( )
A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同
B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同
C．同位素都具有放射性
D．互称同位素的原子含有相同的质子数
【答案】 AD
4．元素X的原子核可用符号X表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是( )
A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数
B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数
C．a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数
D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数
【解析】 这是原子核表述的基本形式，很容易识别a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核的质量数，即既是原子核中的质子数加中子数之和，又是原子核中的核子数，故C、D选项正确．
【答案】 CD
5．关于放射性现象的下列说法中正确的是( )
A．原子核发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．原子核发生α衰变时，生成的新核与α粒子的总质量等于原来原子核的质量
C．原子核发生β衰变时，生成的新核的质量数比原来的原子核的质量数多1
D．单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的
【解析】 原子核发生α衰变时，生成的新核的中子数比原核的中子数少2，并有一定的质量亏损；原子核发生β衰变时，核质量数不变，而元素的半衰期是与物态没有关系的．
【答案】 D
6．下列说法正确的是( )
A．核子结合成原子核时，要吸收能量
B．α射线、β射线和γ射线相比较，γ射线的穿透能力最强
C．增大压强、降低温度，可以减小放射性元素的半衰期
D．我国大亚湾核电站是利用核裂变放出的能量来发电的
【解析】 A中应是放出能量，由α、β、γ射线的性质可知，B正确；外界条件都不会改变半衰期，C错误；D正确．
【答案】 BD
7．(2011·北京高考)表示放射性元素碘131(53I)β衰变的方程是( )
A.53I―→51Sb＋He
B.53I―→54Xe＋e
C.53I―→53I＋n
D.53I―→52Te＋H
【解析】 β衰变的实质是放射出电子(e)，由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确．
【答案】 B
二、非选择题(本题共5小题，共58分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
8．(8分)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为
90Th→86Rn＋xα＋yβ，其中x＝________，y＝________．
【解析】 衰变方程：90Th→86Rn＋xHe＋y 0－1e，
由质量数守恒和电荷数定恒得：
232＝220＋4x
90＝86＋2x－y
解得：x＝3，y＝2.
【答案】 3 2
9．(8分)完成下列核反应，并指出衰变方式：
(1)90Th→91Pa＋________，属于________．
(2)88Ra→86Rn＋________，属于________．
【答案】 e β衰变 He α衰变
10．(14分)已知中子的质量为mn＝1.674 9×10－27 kg，质子的质量为mp＝1.672 6×10－27 kg，氘核的质量为mH＝3.343 6×10－27 kg，若一个质子和一个中子结合成氘核，则该核反应中，质量亏损为多少？放出多少核能？
【解析】 质量亏损
Δm＝mn＋mp－mH
＝1.674 9×10－27 kg＋1.672 6×10－27 kg
－3.343 6×10－27 kg
＝3.9×10－30 kg
由爱因斯坦质能方程得放出核能
ΔE＝Δmc2＝3.9×10－30×(3.0×108)2 J
＝3.51×10－13 J.
【答案】 3.9×10－30 kg 3.51×10－13 J
11．(14分)一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核质量m1＝3.853 131×10－25 kg，钍核质量m2＝3.786 567×10－25 kg，α粒子的质量m3＝6.646 72×10－27 kg，该衰变过程中释放出的能量是多少焦耳(保留两位有效数字)?
【解析】 铀核衰变为钍核时的质量亏损：
Δm＝m1－(m2＋m3)
＝(3.853 131－3.786 567－0.066 467 2)×10－25 kg
＝9.68×10－30 kg
所释放的能量根据爱因斯坦质能方程：
ΔE＝Δm·c2＝9.68×10－30×(3.0×108)2 J
＝8.7×10－13 J.
【答案】 8.7×10－13 J
12．(14分)一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.007 3 u，中子质量mn＝1.008 7 u，氚核质量m＝3.018 0 u.
(1)写出聚变方程；
(2)释放出的核能多大？
(3)平均每个核子释放的能量是多大？
【解析】 (1)聚变方程：H＋2n→H.
(2)质量亏损：
Δm＝mH＋2mn－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018 0)u＝0.006 7 u.
释放的核能：
ΔE＝Δmc2＝0.006 7×931.5 MeV≈6.24 MeV.
(3)平均每个核子放出的能量为 MeV＝2.08 MeV.
【答案】 (1)H＋2n→H (2)6.24 MeV
(3)2.08 MeV
综合检测(四)
第四章 能源的开发与利用
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )
A．大量植物和生物物种的灭绝
B．大量燃料如石油、煤、天然气等的燃烧
C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多
D．自然因素破坏了地球环境生态平衡
【答案】 B
2．下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题( )
A．酸雨 B．臭氧层的破坏
C．人口的急剧增长 D．温室效应
【答案】 C
3．节约能源的根本措施是( )
A．大量利用太阳能
B．大力开发新能源
C．用新技术、新设备更新改造落后的技术装备
D．用柴油发动机代替汽油发动机
【答案】 C
4．关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是( )
A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径
【答案】 B
5．酸雨的形成主要是由于( )
A．大气中CO2含量的增加
B．大气中SO2含量的增加
C．乱砍滥伐森林，破坏生态环境
D．大气中氟利昂含量的增加
【答案】 B
6．作为新型燃料，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( )
A．在自然界里存在氢气 B．氢气轻，便于携带
C．燃烧氢气污染小 D．氢气燃烧发热量高
【解析】 因为氢气燃烧生成水，所以对环境污染小．故正确答案为C.
【答案】 C
7．我国西北一些地区，如内蒙古，过去是“天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”，现在则是“天苍苍，野茫茫，老鼠跑过露脊梁”，其主要原因是( )
A．水资源利用不合理 B．全球气温升高
C．过度放牧、盲目开垦 D．酸雨的影响
【解析】 “天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊”描述了草的茂盛，牛和羊在草中看不见，当风吹草低时才能看见，而后来“老鼠跑过露脊梁”，说明草没有了，这是过度放牧、盲目开垦的结果，故正确答案为C.
【答案】 C
二、非选择题(本题共5小题，共58分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
8．(8分)人类历史进程的各个时代，如石器时代、铁器时代、蒸汽时代和电气时代等的主要的动力来源分别是________、________、________和________．
【答案】 人力 畜力 燃煤动力 电力
9．(6分)热机工作时往往会产生________，干扰人们正常的工作和生活，同时燃料燃烧过程中会排放出______，这是大气污染的主要来源．
【答案】 噪音 CO2
10．(8分)燃料的燃烧，使人类得以大量地获得________，但同时也造成________，因此保护环境，控制和消除__________，已成为目前需要解决的重要课题．
【答案】 内能 环境污染 环境污染
11．(16分)新疆某地山口的风速可达15 m/s，山口处横截面积为1000 m2，通过山口的风能全部用于使风力发电机转动，且风能的20%转化为电能，则通过这个山口的风的发电功率有多大？(设空气密度为ρ＝1.3 kg/m3)
【解析】 设通过山口的风能即风的动能为E，
则E＝(ρ·S·vt)v2＝ρSv3t.
P＝＝＝＝ρSv3
＝×1.3×1000×153W＝438750 W.
【答案】 438750 W
12．(20分)氢作为一种清洁能源，正日益受到各国的重视．许多汽车厂商正努力研究用氢作为燃料来取代汽油，生产21世纪的“环保”汽车．设有一种燃氢汽车，正常燃烧时耗氢量为1.2 kg/h，并且在1.01×105 Pa的压强下燃烧，氢的热值为285.8 kJ/mol，则
(1)以氢气为燃料的汽车与目前以汽油为燃料的汽车相比有哪些优点？
(2)若燃烧后内能转化为机械能的效率为50%，这辆汽车受到的阻力为1 000 N，问这辆汽车的最大速度为多大？
【解析】 (1)由于氢气汽车以H2为燃料，生成物为H2O，所以无污染，H2燃烧释放的热量值高，使汽车的功率增大．
(2)1.2 kg氢气完全燃烧产生的热量为：
Q＝×285.8×103 J/mol≈1.7×108 J，
汽车功率P＝，
汽车受到的阻力恒为1 000 N，汽车做变加速直线运动，当F＝f(阻)时，汽车达到最大速度，又P＝F·vmax，
所以vmax＝＝＝ m/s≈23.6 m/s.
【答案】 (1)见解析 (2)23.6 m/s
1．用油膜法测分子大小时，要满足的理想化的条件是( )
A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜
B．把形成单分子油膜的分子看成紧密排列的球形分子
C．将油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙
D．将单分子视为立方体模型
【解析】 根据用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V的油酸液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的．公式d＝中，并没有将分子间隙所占体积除外．所以，本题的正确选项应为A、B.
【答案】 AB
2．下列现象中，属于扩散现象的是( )
A．雨后天空中悬浮着许多小水滴
B．在一杯水中放几粒盐，整杯水变咸
C．把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，几年后发现铅中有金
D．海绵吸水
【解析】 扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象，它不是外界作用引起的，而是物质分子无规则运动的结果．A、D均是物体的宏观运动，不是分子运动的结果，故不属于扩散现象．
【答案】 BC
图1－1－4
3．如图1－1－4所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．关于抽去玻璃板后所发生的现象， (已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法中正确的是( )
A．过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会跑到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
【解析】 扩散现象是由于分子运动而产生的，与重力无关．分子在运动过程中，相互之间发生碰撞的力比重力大得多．扩散与分子密度(浓度)有关，而与本身密度的大小无关．
【答案】 AD
4．下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是( )
A．扩散现象是指相互接触彼此进入对方的现象
B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别
C．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律
D．扩散现象与布朗运动都与温度有关
【解析】 由扩散现象的定义可知选项A正确．扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不相同的运动，则B错．两个实验现象说明了分子运动的两个不同侧面的规律，则C正确．两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关．
【答案】 ACD
5．下面所列举的现象，哪些能说明分子是不断运动着的( )
A．将香水瓶盖打开后能闻得香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动
【解析】 扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动．香水的扩散、水分子在空气中的扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子是不断运动的，故A、C、D均正确；而尘土不是单个分子，是颗粒，尘土飞扬不是分子的运动．
【答案】 ACD
6．已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则水银分子的直径是( )
A．() B．()
C. D．
【解析】 水银的摩尔体积为V＝，水银分子的体积V0＝＝；把分子看做球形，据V＝πd3得d＝().
【答案】 A
7．分子的热运动是指( )
A．布朗运动和扩散现象都属于分子的热运动
B．物体热胀冷缩现象
C．物体分子的无规则运动
D．物体被加热后的分子运动
【解析】 分子的热运动是指物体分子的无规则运动，而布朗运动反映分子的热运动，扩散现象证实分子的热运动，但热运动不是扩散现象，更不是B、D选项中描述的物理现象．
【答案】 C
8．假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol－1)( )
A．10年 B．1千年 C．10万年 D．1千万年
【解析】 1 g水的分子个数N＝×NA＝3×1022个，则完成任务所需时间t＝＝105年，约为10万年．
【答案】 C
9．已知某种油的摩尔质量为0.1 kg/mol，密度为0.8×103 kg/m3，现取一滴体积为0.3×10－3cm3的油滴，滴于水面上形成一层单分子油膜，测得油膜的面积为0.41 m2，试根据上述数据求出阿伏加德罗常数．(保留一位有效数字)
【解析】 由体积V＝S·h及h＝d，得分子直径：
d＝＝ m≈7.3×10－10m，
每个分子的体积：
V0＝πd3＝×π×(7.3×10－10)3m3≈2×10－28m3，
由ρ＝，得：
Vmol＝m3/mol
＝1.25×10－4m3/mol，
则NA＝≈6×1023mol－1.
【答案】 6×1023mol－1
1．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是( )
A．α射线是原子核自发发射出的氦核，它的穿透能力最强
B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透力
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透力最强
D．γ射线是电磁波，它的穿透力最弱
【解析】 α射线是不稳定原子核放出的由两个中子和两个质子组成的粒子流，它的电离本领最大，穿透力最弱，β射线是原子核内一个中子转化为一个质子时放出的高速电子流，其穿透力和电离能力都居中，γ射线是跃迁时放出的光子，它的穿透力最强，故正确答案为C.
【答案】 C
2．下面说法正确的是( )
A．β射线的粒子和电子是两种不同的粒子
B．红外线的波长比X射线的波长长
C．α粒子不同于氦原子核
D．γ射线的贯穿本领比α粒子的强
【解析】 19世纪末20世纪初，人们发现了X、α、β、γ射线，经研究知道X、γ射线均为电磁波，只是波长不同，可见光、红外线也是电磁波，由电磁波谱知红外线的波长比X射线波长要长，另外，β射线是电子流，α粒子是氦核，从α、β、γ三者的穿透本领而言，γ射线最强，α粒子最弱，故正确选项为B、D.
【答案】 BD
3．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是( )
【解析】 已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A、D正确．
【答案】 AD
4．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．问γ刀治疗肿瘤主要是利用( )
A．γ射线具有很强的穿透本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线很容易绕过障碍物到达目的地
【解析】 医院里用γ刀治疗肿瘤是利用γ射线具有很强的穿透性，然后利用其携带的很高能量使肿瘤细胞汽化从而达到治疗效果．
【答案】 AC
5．如图3－1－6所示，a为未知天然放射源，b为薄铝片，c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒．实验时，如果将强电场c撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加．由此可判定放射源所发出的射线可能为( )
图3－1－6
A．β射线和α射线
B．α射线、β射线和γ射线
C．β射线和γ射线
D．α射线和γ射线
【解析】 α粒子的贯穿本领很小，一张薄纸就可把它挡住，β射线能穿透几毫米厚的铝板，γ射线能贯穿几厘米厚的铅板．撤去电场后，荧光屏上闪烁亮点数没有变化，说明原先能到达荧光屏的射线不带电，故放射源放出的射线中有γ射线．撤去薄铝片，闪烁亮点数大为增加，说明放射源发出的射线中有α射线，故选项D正确．
【答案】 D
6．(2012·嘉兴高二检测)在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )
A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用
C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用
【解析】 本题考查三种射线的特点．由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和．故正确选项为B.
【答案】 B
7．1895年，德国科学家伦琴发现了________，X射线是频率极高的________，具有很强的________，可使荧光物质________．
【答案】 X射线 电磁波 穿透力 发光
8．如图3－1－7所示为α、β、γ射线穿透本领示意图，图中从上到下依次为________、________、________．
图3－1－7
【答案】 α射线 β射线 γ射线
9．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方
向前进，射线b发生了偏转，如图3－1－8所示，则图中射线a为________射线，射线b为________射线．
图3－1－8
【解析】 三种射线中α射线穿透力最弱，不能穿透铝箔，β是高速电子流，带负电，在磁场中能发生偏转，而γ是一种电磁波，在磁场中不发生偏转．所以射线a为γ射线，射线b为β射线．
【答案】 γ β
1．由α粒子的散射实验可以得出的正确结论有( )
A．原子中绝大部分是空的
B．原子中全部正电荷都集中在原子核上
C．原子内有中子
D．原子的质量几乎全部集中在原子核上
【解析】 卢瑟福由α粒子散射实验得到的结论有：在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子在核外的空间运动．
【答案】 ABD
2．有关同位素，下列说法中正确的是( )
A．同位素具有相同的化学性质
B．同位素具有相同的核子数
C．同位素具有相同的质子数
D．同位素具有相同的中子数
【答案】 AC
3．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( )
A．m3c2 B．(m1＋m2)c2
C．(m3－m2－m1)c2 D．(m1＋m2－m3)c2
【解析】 质子和中子结合成氘核时，总质量减小了，即质量亏损Δm＝(m1＋m2－m3)．依据质能方程可知，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.
【答案】 D
4．跟核反应有关的下列认识中，正确的是( )
A．在核反应方程中质量数与电荷数都守恒
B．所有的核反应发生过程中质量都会减少
C．所有的核反应都一定是放能反应
D．有质量亏损的核反应一定是放能反应
【答案】 AD
5．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑到α粒子跟电子碰撞，这是因为( )
A．电子体积非常小，以至于α粒子碰不到它
B．电子质量远比α粒子的小，所以它对α粒子运动的影响极其微小
C．α粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消
D．电子在核外均匀分布，所以α粒子受到电子作用的合外力为零
【解析】 α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍，它们之间发生相互作用时就像飞行的子弹碰到一粒尘埃一样，电子对α粒子的作用是微不足道的，可以忽略．
【答案】 B
6．(2011·上海高考单科)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是( )
【解析】 α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金的原子核，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D正确．
【答案】 D
7．原子质量单位为u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1 kg和m2 kg的原子核结合为质量为M kg的原子核时释放出的能量是( )
A．(M－m1－m2)u·c2 J
B．(m1＋m2－M)u×931.5 J
C．(m1＋m2－M)c2 J
D．(m1＋m2－M)×931.5 eV
【解析】 根据质能方程知C项对．
【答案】 D
8．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为He＋N―→O＋H.下列说法正确的是( )
A．通过此实验发现了质子
B．实验中利用了放射源放出的γ射线
C．实验中利用了放射源放出的α射线
D．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒
【解析】 由核反应方程可知，实验中利用了放射源放出的是α射线，卢瑟福通过本实验发现了质子．故正确选项为A、C.
【答案】 AC
9．如图3－2－2为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是( )
图3－2－2
A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
【解析】 根据α粒子散射实验的现象，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到闪光次数最多，故A正确，少数α粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光会逐渐减小，因此B、D正确，C错．
【答案】 C
10．(2012·苏州检测)用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量．(lu相当于931.5 MeV)
(1)写出核反应方程；
(2)求出质量亏损．
【解析】 (1)Li＋n―→H＋He.
(2)根据质能方程ΔE＝Δmc2得
Δm＝ u≈0.005 2 u.
【答案】 见解析
1．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )
A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的
B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子
C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的
D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的
【解析】 α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ衰变是α衰变和β衰变的伴生物．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．故正确选项为A、D.
【答案】 AD
2．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是( )
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
【解析】 因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失．故选B.
【答案】 B
3．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比为( )
A．20∶31 B．31∶30
C．1∶2 D．2∶1
【解析】 本题根据原子核的衰变及半衰期的规律可以求解．设A和B原来的质量均为m，则20天后有
mA＝m()＝m()5，mB＝m()＝m()4.
则＝＝.
【答案】 C
4．放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为( )
A．放射性同位素不改变其化学性质
B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多
C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关
D．放射性同位素容易制造
【解析】 放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理等，因此，选项A，B，C正确，D不正确．
【答案】 ABC
5．放射性元素发生衰变时放出的γ光子，是由( )
A．核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时放出的
B．核外电子从内层轨道跃迁到外层轨道时放出的
C．核外电子受激发后产生的
D．它是处于激发状态的原子核放射的
【答案】 D
6．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害．自从发现放射线以后，就可以利用放射线对其进行探测了，这是利用了( )
A．α射线的电离本领
B．β射线的带电性质
C．γ射线的贯穿本领
D．放射性元素的示踪本领
【解析】 放射性的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的，γ射线的贯穿本领最强，可以用于金属探伤，故选C.
【答案】 C
7．在下列4个核反应方程中，x表示质子的是( )
A.P―→Si＋x
B.U―→Th＋x
C.Al＋n―→Mg＋x
D.Al＋He―→P＋x
【解析】 由质量数守恒和电荷数守恒知，A中x为正电子e，B中x为He，C中x为质子H，D中x为中子n.
【答案】 C
8．铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是( )
A．1次α衰变，6次β衰变
B．4次β衰变
C．2次α衰变
D．2次α衰变，2次β衰变
【解析】 根据α衰变和β衰变过程规律，设反应方程为
Kr→Zr＋x·He＋y·e
则有36＝40＋2x－y，90＝90＋4x.
解得x＝0，y＝4.
【答案】 B
9．(2011·上海高考单科)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则( )
A．措施①可减缓放射性元素衰变
B．措施②可减缓放射性元素衰变
C．措施③可减缓放射性元素衰变
D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变
【解析】 放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确．
【答案】 D
10．(2011·海南高考单科)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131Ⅰ和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131Ⅰ和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131Ⅰ和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．
A．X1→Ba＋n B．X2→Xe＋e
C．X3→Ba＋e D．X4→Xe＋p
【解析】 衰变的种类有α衰变和β衰变两类，衰变中放出的粒子是氦核或电子，而不会是质子或中子，故A、D错误，或从质量数守恒可知X1、X4的质量数分别是138、132，故它们不会是131Ⅰ和137Cs的衰变．
由质量数守恒和电荷数守恒可知X2、X3分别是Ⅰ、Cs，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故它们的中子数分别为78、82.
【答案】 B C 78 82
11．(2012·山东高考理综)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．
(1)碘131核的衰变方程：Ⅰ→________(衰变后的元素用X表示)．
(2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．
【解析】 (1)根据质量数、电荷数守恒，Ⅰ→X＋e.
(2)根据m＝m0()得：0.25m0＝m0()，解得t＝16天．
【答案】 (1)X＋e (2)16
1．下列核反应中，表示核裂变的是( )
A.U―→Th＋He
B.U＋n―→Ba＋Kr＋3n
C.P―→Si＋e
D.N＋He―→O＋H
【解析】 A和C表示的是核衰变，B表示的是核裂变，D表示的是人工转变．
【答案】 B
2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是( )
A.P―→Si＋e B.H＋H―→He＋n
C.C―→N＋ e D．U―→Th＋He
【解析】 轻核结合成质量较大的核叫聚变，故正确答案为B.
【答案】 B
3．当一个重核裂变时，它所产生的两个核( )
A．是稳定的
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
D．可以是多种形式的两个核的组合
【解析】 重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2～3个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确．
【答案】 BD
4．下列说法正确的是( )
A.H＋H→He＋n是聚变
B.U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变
C.Ra→Rn＋He是α衰变
D.Na→Mg＋e是裂变
【解析】 逐项分析如下：
选项
诊断
结论
A
两个轻核反应生成质量较大的核是轻核的聚变
√
B
较重的核俘获中子后分裂成两个中等质量的核是裂变
√
C
放射性原子核自发地放出He的过程是α衰变
√
D
放射性原子核自发地放出电子的过程是β衰变
×
【答案】 ABC
5．1964～1967年，我国第一颗原子弹和第一颗氢弹相继试验成功.1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委隆重表彰为研制“两弹一星”作出杰出贡献的科学家．下列核反应方程中属于“原子弹”的基本反应方程式是( )
A.6C＋H―→7N
B.Li＋n―→H＋He
C.H＋H―→He＋n
D.U＋n―→Sr＋Xe＋10n
【解析】 原子弹内部发生的是裂变反应，D选项正确．
【答案】 D
6．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )
A．铀块的质量是重要因素，与体积无关
B．裂变的链式反应是直接利用裂变时产生的中子
C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生
D．以上说法都不对
【答案】 BC
7．关于重核的裂变，以下说法正确的是( )
A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应
C．重核裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少
D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能
【解析】 裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程．其释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量，A错．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积．如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生，B错；在裂变反应中核子数是不会减少的．重核裂变为中等质量的原子核时，平均质量减少，发生质量亏损，从而释放出核能．C错，D正确．
【答案】 D
8．一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U＋n―→X＋Sr＋2n，则下列叙述正确的是( )
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有141个核子
C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少
【解析】 X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140(个)，B错误．中子数为140－(92－38)＝86(个)，A正确．裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，CD错．
【答案】 A
9．为什么不用天然放射性元素原子核的衰变或原子核的人工转变来取得原子核能？
【解析】 天然衰变过程也释放能量，但天然衰变进行的非常缓慢，放出的功率很小，实用价值不大．虽然原子核人工转变时也放出能量，但是作为“炮弹”的粒子击中原子核的机会太少，这种做法得不偿失．所以，核能的获取都是通过裂变或聚变的途径．
【答案】 见解析
10．一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核(He)，同时放出一个中子，已知氘核质量为m1＝2.014 1 u，氘核质量为m2＝3.016 0 u，氦核质量为m3＝4.002 6 u，中子质量为m4＝1.008 7 u，求：(1 u＝1.66×10－27 kg，对应931.5 MeV能量)
(1)写出聚变的核反应方程；
(2)反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子能放出多少核能？
【解析】 (1)核反应方程为H＋H―→He＋n＋ΔE
(2)反应过程的质量亏损为
Δm＝2.014 1 u＋3.016 0 u－4.002 6 u－1.008 7 u＝0.018 8 u
ΔE＝Δmc2＝0.018 8×931.5 MeV＝17.5 MeV.
平均每个核子释放的核能为MeV＝3.5 MeV.
【答案】 (1)见解析 (2)17.5 MeV，3.5 MeV
1．(2012·浙江余姚高二检测)太阳能是由太阳内部高温高压条件下的核反应形成的．其核反应方程是( )
A.U―→90Th＋He
B.U＋n―→Xe＋Sr＋10n
C．4H―→He＋2e
D.7 N＋He―→8O＋H
【解析】 太阳内部发生的是聚变反应，C选项正确．
【答案】 C
2．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是( )
A.U―→Th＋He是α衰变
B.7N＋He―→O＋H是β衰变
C.H＋H―→He＋n是轻核聚变
D.Se―→Kr＋2 0－1e是重核裂变
【答案】 AC
3．(2011·北京高考)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
A．1036 kg B．1018 kg
C．1013 kg D．109 kg
【解析】 根据ΔE＝Δ mc2，解得Δm＝＝kg＝4.4×109 kg，通过比较四个选项，只有D选项最接近，故答案为D.
【答案】 D
4．科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He＋He―→2H＋He.关于He聚变，下列表述正确的是( )
A．聚变反应不会释放能量
B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损
D．目前核电站都采用He聚变反应发电
【解析】 聚变反应是轻核变为中等质量核的反应，发生质量亏损，释放能量．目前核电站采用重核裂变的反应．
【答案】 B
5．一个铀235吸收一个中子后发生的反应方程式是U＋n―→Xe＋Sr＋10n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于( )
A．(M－m1－m2)c2 B．(M＋m－m1－m2)c2
C．(M－m1－m2－9m)c2 D．(m1＋m2＋9m－M)c2
【解析】 铀235裂变时的质量亏损为Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m，由质能方程可得E＝Δm·c2＝(M－m1－m2－9m)c2.
【答案】 C
6．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成( )
A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统
B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统
【答案】 A
7．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238，贫铀炸弹穿透力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )
A．由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害
B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害
C．铀238的衰变速率很快
D．铀的半衰期很长
【解析】 贫铀炸弹的主要成分是铀238，是放射性元素，且半衰期长，故AD选项正确．
【答案】 AD
8．关于我国已建成并投入运用的核电站，下面说法中正确的是( )
A．它们都是利用核聚变释放原子能的
B．它们都是利用核裂变释放原子能的
C．它们的核燃料都是纯铀235
D．有一座是利用核裂变一座是利用核聚变释放原子能
【解析】 目前核能利用的均是核裂变，核聚变的和平利用还处在探索阶段．
【答案】 B
9．到20世纪末我国核发电量将达1000万千瓦，已知一个锂核跟一个氢核生成两个氦核的核反应，每摩尔锂能放出的能量高达0.96×1012 J.
(1)写出上述核反应方程，并注明反应类型．
(2)设想核电站用锂核与氢核反应放出能量，求20世纪末我国核电站一年用多少锂．
【解析】 (1)Li＋H―→He＋He，属于原子核的人工转化．(2)设用x(g)的锂，依题意列等式：1010×365×24×3600＝×0.96×1012，解方程得x＝2299500，故一年用2299.5 kg锂．
【答案】 (1)见解析 (2)2299.5 kg
10．1964年10月16日，我国在新疆罗布泊沙漠成功地进行了第一颗原子弹试验，结束了中国的无核时代．
(1)原子弹爆炸实际上是利用铀核裂变时释放出很大能量，由于裂变物质的体积超出临界体积而爆炸．
①完成核裂变反应方程式：U＋n―→________Xe＋Sr＋2n＋200 MeV.
②铀原子核裂变自动持续下去的反应过程叫什么？产生这种反应的条件必须是什么？
(2)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线危害人体和污染环境，需采用哪些措施？(举两种)
【解析】 (1)①由质量数和电荷数守恒可知Xe的质量数为140，电荷数为54，即Xe.
②链式反应；中子再生率大于1，铀体积大于临界体积．
(2)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；放射性废料要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理．
【答案】 见解析
1．第一次工业革命的显著特征是( )
A．雇佣关系取代师徒关系
B．手工工场取代手工作坊
C．机器生产取代手工操作
D．生产高速发展取代缓慢增长
【解析】 18世纪以前，虽然有了用水力、畜力驱动的简单机械，但大量的产品基本上是工人在作坊或工厂里手工加工的，蒸汽机的出现为工业发展注入了强大的动力，从此以后，以机器为主体的工厂代替了手工作坊．
【答案】 C
2．英国工业革命中最早应用蒸汽机的行业是( )
A．交通运输业 B．纺织业
C．冶金业 D．机械制造
【解析】 由于棉纺织部门是新兴产业，受行会束缚小，易于新技术的推广，便于机器生产，且获利前景广阔需求稳定，所以纺织业是最早应用蒸汽机的行业．
【答案】 B
3．在蒸汽机的设计制造发明过程中作出贡献最大的是( )
A．巴本 B．纽可门
C．瓦特 D．萨弗里
【解析】 瓦特把原来的单向汽缸改装成双向汽缸，并把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽改为高压蒸汽．具有实用价值的现代蒸汽机才真正诞生．
【答案】 C
4．第一次工业革命中交通运输工具革新最先取得重大突破的是( )
A．英国 B．法国
C．美国 D．德国
【解析】 1903年，美国工程师莱特兄弟发明了以汽油内燃机为发动机的飞机，使人类进入了航空运输时代．
【答案】 C
5．人类利用的一次能源是( )
A．柴薪、煤炭 B．石油、天然气
C．风能、水能 D．核能
【答案】 A
6．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是( )
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量增加热机的工作时间
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量减少热机部件间的摩擦
【解析】 因为热机的效率＝，其中燃料完全燃烧放出的能量即为热机的燃气内能，燃气内能＝散热损失能量＋机械损失能量(克服摩擦)＋有用机械能．
因此要提高热机效率可尽量减少各种能量损失，提高燃料在热机中的燃烧效率，从而提高热机的效率．增加热机的工作时间达不到这一要求．
【答案】 B
7．蒸汽机在工作过程中，从能量的转化角度分析，主要是将________转化为________．
【答案】 内能 机械能
8．(2012·汕头高二会考模拟)为什么说蒸汽机是工业革命中最伟大的发明？
【答案】 (1)解决了工业发展的动力问题；
(2)改变了工业格局的分布；
(3)出现了发明和使用机器的热潮；
(4)促进了交通运输业的发展．
9．热机原理是将燃料的________转化成________再转化成________的机器，热机在人类生活中发挥着重要的作用．现代化的交通运输工具都靠它提供动力．热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染．
【答案】 化学能 内能 机械能
10．蒸汽机是一种“外燃机”，不仅效率________，而且笨重、庞大，安装使用不方便．
1876年，德国工程师奥托试制成功了第一台________．
1883年，德国工程师戴姆勒研制成功了第一台以________为燃料的四冲程往复活塞式内燃机．
内燃机是一种功率________，体积小、重量轻、转速快、效率高的新式动力机．
【答案】 低 煤气内燃机 汽油 大
11．从网络上或上图书馆查询，蒸汽机的发明和使用对社会带来的影响，并与同学交流．
【答案】 “万能动力机”即新型蒸汽机在全球范围大规模使用，真正使人类利用能源的方式发生了变化．技术的革命必然要导致产业的革命，还会引发社会的经济政治变革．
(1)人类的生活从以农业为基础转变为以工业为基础，自给自足的自然经济转变为生产与消费分离的市场经济．
(2)人类生产活动的场所，从以农业和手工业的分散的家庭生产为主转变为以集中的工厂生产为主．
(3)人类的生产、生活从以农村为中心转到以城市为中心，导致了人口的聚居和城市的发展，并产生了服务业．
1．水力资源的开发一般是将水能转化为电能，长江三峡水电站建成后装机容量 1820万千瓦，这些电能最终来源于( )
A．水的势能
B．水的动能
C．太阳能
D．水本身具有的能量
【解析】 太阳辐射能是地球上各种能量的最主要来源，它促进冰雪融化、水分蒸发、空气流动等，是水循环的动力．而永不停息的水循环又是水力发电站赖以生存的前提，因为这些电能最终来源于太阳能．
【答案】 C
2．(2012·渝中检测)下列说法正确的是( )
A．法国电器制造商皮克希制造了第一台发电机
B．德国企业家西门子制造了第一台自激式发电机
C．俄国工程师多里沃·多布洛沃尔斯基发明了三相异步电动机
D．1883年德国的两位发明家高拉德和吉布斯取得了变压器的发明专利
【答案】 ABCD
3．暑期是用电高峰期，电路火灾时有发生．起因多是电路“超负荷”，金属导线温度过高引燃了外面的绝缘皮．请根据学过的物理知识判断，“超负荷”是指电路中( )
A．电流过大 B．电压过高
C．电压过低 D．电阻过大
【答案】 A
4．电动机和发电机统称为________，其中，先出现的是____________．
【答案】 电机 电动机
5．奥斯特发现电流的________效应，奠定了________的物理学基础，法拉第发现的__________定律，奠定了__________的物理学基础．
【答案】 磁 电动机 电磁感应 发电机
6．高压输电线路在电能的输送过程中极大地减少了电能在输送过程中的损失，最早是由法国物理学家________设计的．
【答案】 德普勒
7．________的应用，是第二次工业革命的主要特征．
【答案】 电力
8．1888年________通过实验验证了电磁波的存在．
【答案】 赫兹
9．1871年英国剑桥大学建立的________实验室，对19世纪末20世纪初的物理学革命作出了重要贡献．
【答案】 卡文迪许
10．在输电线路中，输电功率一定的条件下，输电电压越高，输电线路上的电流越小．试分析为什么采用高压输电．
【答案】 由于输电线上有电阻，当有电流通过时，会产生焦耳热．根据焦耳定律Q＝I2Rt，电流越小，在同样时间内产生的热越少，而功率一定时，电压越高，电流就越小，所以采用高压输电，可以减少线路上的损耗．
11．与内能相比，电能具有突出优点：首先，电能可以集中生产，分散使用，便于________；其次，电能便于和其他形式的能量转换，很容易转化为________等多种形态的能量，满足生产和生活多方面的需要；第三，电能便于实现快速、精确控制，能有效地促进生产过程的机械化、电气化和自动化．
【解析】 电能便于生产、传输、分配，电能容易转化为其他形式的能，便于快速实现，精确控制．
【答案】 传输和分配 内能、光能、机械能、化学能
1．下列哪组物质都属于新能源( )
A．电能、水能、风能
B．太阳能、地热能、核能
C．液化气、沼气、酒精
D．石油、天然气、煤
【解析】 太阳能、地热能、核能等现在正在被人们开发利用，造福人类．水能不属于新能源只有B正确．
【答案】 B
2．下列属于新型能源，又是可再生能源的是( )
A．太阳能 B．石油
C．天然气 D．核能
【解析】 石油、天然气属于常规能源，太阳能、核能都属于新型能源，但核能不可再生．故答案选A.
【答案】 A
3．下面关于能源的说法中正确的是( )
A．能源是取之不尽，用之不竭的
B．能源是有限的，特别是常规能源，如煤、石油、天然气等
C．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源
D．核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大
【解析】 常规能源的储量有限，且不可再生，故A错，B正确；常规能源特别是煤和石油对环境的污染巨大，应努力开发新能源，核能属于新能源且污染小，故C正确，D错．答案为B、C.
【答案】 BC
4．煤、石油、天然气和生物资源的能量作为能源的共同特点是( )
A．可再生能源，取之不尽，用之不竭
B．不可再生能源，用一点，少一点
C．来自太阳辐射的能量
D．污染环境的能源
【解析】 煤、石油、天然气是化石能源，是不可再生能源，来自太阳辐射的能量，是污染环境的能量，生物资源也是来自太阳辐射的能量，是可再生能源，且不是污染环境的能源．
【答案】 C
5．下列能源中与太阳能无关的是( )
A．潮汐能 B．煤和石油
C．干木柴 D．水能和风能
【答案】 A
6．(2012·洛阳检测)“能源分类的相关图”如图4－3－1所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是( )
图4－3－1
A．煤炭、石油、沼气
B．太阳能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能
D．地热能、海洋能、核能
【解析】 煤炭、石油、天然气属于常规能源，A、B错，太阳能、生物质能、风能、地热能、海洋能、核能都属于新能源，但核能不可再生，地热能不来自太阳辐射．故D错．
【答案】 C
7．在煤、煤气、木柴、酒精、流水、电能、石油、汽油中，属于一次能源的有________，属于二次能源的有________．
【解析】 我们首先要搞清，一次能源是不需通过制取而自然和现成地存在着，如木柴、流水等，它们直接存在于自然界，拿来即可使用；而电、煤气等则不然，电要有电池和发电站、发电厂来提供，煤气要用煤来制取，酒精由粮食等制取，而汽油则由石油提炼．
【答案】 煤、木柴、流水、石油 煤气、酒精、电能、汽油
8．生物质能就是生物体及其转化物质所产生的能量，可以作为能源的生物质主要有残余物(秸秆、粪便、垃圾等)、有能源价值的植物及水生生物，你知道的利用生物质能的主要方式有几种？请举出二、三种．
【解析】 (1)直接燃烧；(2)合成液体燃料，如酒精；
(3)生产沼气．
【答案】 见解析
9．在能源的开发和利用中，太阳能是大自然赋予人类的一种取之不尽、用之不竭的能源．在太阳内部进行着大规模的聚变，其释放的能量以电磁波的形式辐射出来．地球每年所接收的太阳能有6×1017 kW·h.
(1)太阳发生聚变时释放的是哪种能量？________．
(2)物体内能改变的方式有两种，“辐射”属于其中的________，另一种是________
(3)地球每年所接收的太阳能为________J.
【解析】 太阳发生聚变时释放的是核能．地球每年所接收的太阳能的焦耳数只需将单位换算即可．
【答案】 (1)核能 (2)热传递 做功 (3)2.16×1024
10．太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．
有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积为S＝8 m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0＝1 kW，在晴朗天气，电池对着太阳时产生的电压U＝120 V，并对车上的电动机提供I＝10 A的电流，试问：
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
(2)如果这辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150 N，则汽车的行驶速度是多大？
【解析】 本题以太阳能汽车为背景，展现了开发新能源的前景，考查学生对太阳能汽车利用太阳能过程的理解：太阳能→电能→机械能．
(1)η＝＝＝＝15%；
(2)v＝＝＝ m/s
＝6 m/s.
【答案】 (1)15% (2)6 m/s
11．三峡水利工程的坝高h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010 kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q(不进行具体计算，用字母表示)．
【解析】 设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝，ΔV＝QΔt.
减少的重力势能ΔEp＝mgh＝ΔVρ·gh＝QΔtρgh，
发电机的功率：P＝＝＝Qρghη.
流量为Q＝.(其中各物理量均取国际单位制单位)
【答案】 Q＝
12．太阳直接射到地面，在与光垂直的平面上，每平方米的功率辐射约为1 400 W．若面积为2 m2，且与阳光垂直的某热水器内有10 kg的水，且水的初温为20 ℃，热效率为80%，需多长时间才能使水沸腾[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
【解析】 由题意可知在时间t内太阳辐射到水面的能量为E＝P0.
水吸收的能量为E′
E′＝ηE＝80%P0.
又Q吸＝cmΔt，
且Q吸＝E′，
则cmΔt＝80%P0
故t＝
＝s＝1 500 s.
【答案】 1 500 s
1．当前，世界上日益严重的环境问题主要源于( )
A．温室效应
B．厄尔尼诺现象
C．人类对环境的污染和破坏
D．火山喷发和地震
【答案】 C
2．关于酸雨形成的原因，下列说法正确的是( )
A．燃料不完全燃烧产生的粉尘形成的
B．燃料不完全燃烧产生的一氧化碳形成的
C．燃料燃烧产生的二氧化碳形成的
D．燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等形成的
【解析】 燃料不完全燃烧时产生的粉尘和一氧化碳都是环境污染物，但酸雨是二氧化硫、氮氧化物等溶于水形成的．故正确选项为D.
【答案】 D
3．大气臭氧层( )
A．能大量反射太阳辐射中的紫外线，所以那里的温度较低
B．能散射太阳光中的紫外线，使地面生物免受紫外线之害
C．是大气层中存在臭氧的唯一场所，我们应该加以保护
D．吸收大量的紫外线，减少到地面的紫外线辐射
【解析】 臭氧成分是O3，功能是吸收紫外线．
【答案】 D
4．为了减缓大气中CO2浓度的增加，可以采取的措施有( )
A．禁止使用煤、石油和天然气
B．开发使用核能、太阳能
C．将汽车燃料由汽油改为液化石油气
D．植树造林
【解析】 能源与环境保护是相互制约的，要尽量节约常规能源的使用，大力开发新能源．
【答案】 BD
5．CO2气体有个“怪脾气”，它几乎不吸收太阳的短波辐射，大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样．因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )
A．光热效应 B．光电效应
C．光气效应 D．温室效应
【解析】 CO2气体具有很强的吸收红外热辐射作用，使全球的气候变暖，这样的效应称为温室效应，故选D.
【答案】 D
6．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题．对此，以下措施可行的是( )
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品
B．关闭现有的火力发电站
C．各地都要新建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代
【答案】 A
7．学习了“能源”的有关知识后，山东省某沿海城市中学某班就该市利用和开发能源问题展开了激烈讨论，提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是( )
A．目前该市利用的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以及减少热量损失的措施
B．正在该市建设的核电站，将解决该市及至华东地区的电力紧张问题，但在输电过程中能量损失严重．若能用超导体输电，将大大提高输电效率
C．该市位于东海之滨，应尽早研究开发海洋能
D．该市位于东海之滨，应发明一种能把海水里的内能全部转化成我们所需要的机械能的机器
【解析】 能量转化和转移具有方向性，海水里的内能不可能全部转化成机械能．D选项所提的设想是永远做不到的．
【答案】 D
8．下列关于对能源开发和能量利用的说法中，正确的是( )
A．能源利用的过程，实质上是内能转化成机械能的过程
B．要合理开发和节约使用核能、太阳能、风能、地热能、海洋能等常规能源
C．为了提高发电效率，一个重要的研究方向是从内能直接得到电能，如磁流体发电
D．无论是节约能源还是开发能源，都要靠科学研究，都要掌握先进的技术
【解析】 根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化成另一种形式．能量的利用过程，不只是内能转化成机械能，选项A不正确．选项B中指出的能源并不是常规能源．磁流体发电将内能直接转换成电能，选项C正确．开发能源，靠先进的技术，节约能源也靠先进的技术，选项D正确．
【答案】 CD
9．怎样提高能源的利用率？
【答案】 提高能源的利用率，主要靠科技进步，改进应用能源的技术，常采用以下措施：(1)让燃料充分燃烧；(2)采用保温隔热措施，减少热量的损失；(3)充分利用余热和减少有害摩擦；(4)减少能量转化的中间环节．
10．三峡水力发电站是我国最大的水力发电站．三峡水库二期蓄水后，水位落差约135 m，水的流量约1.35×104m3/s.船只通航需要约3 500 m3/s的流量，其余流量全部用来发电．水流冲击水轮机发电时，水流减小的机械能有20%转化为电能．三峡发电站的发电功率最大是多少？
【解析】 用于发电的水的流量为Q＝1.0×104 m3/s，设发电站的发电功率为P，则由能量转化和守恒定律得Pt＝ρQtgh·η，代入数据可得
P＝1×103×1.0×104×10×135×0.2 W＝2.7×106 W.
【答案】 2.7×106 W
1．下列事实中，能说明分子间有间隙的是( )
A．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小
B．气体很容易被压缩
C．水很容易渗入沙土层中
D．水和酒精混合后的总体积小于两者原来体积之和
【解析】 反复抖动砂糖，总体积减小和水易渗入沙土层中只能说明宏观物体间有空隙，不能说明微观分子间有间隙，所以只有B、D正确．
【答案】 BD
2．以下关于分子力的说法，正确的是( )
A．分子间既存在引力也存在斥力
B．液体难以被压缩表明液体中分子间存在引力
C．气体分子之间总没有分子力的作用
D．扩散现象表明分子间不存在引力
【解析】 分子热运动主要包括三个方面的内容，物质由分子组成，分子做无规则的热运动，分子间存在相互作用的引力和斥力，故A是正确的，而C是错误的；液体难以被压缩说明分子间存在斥力，故B是错误的；扩散现象说明分子是运动的，与分子间存在斥力与否没有直接关系，故D是错误的．
【答案】 A
3．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零．当分子间距离是平衡距离r0时，下面的说法中正确的是( )
A．分子力是零，分子势能也是零
B．分子力是零，分子势能不是零
C．分子力不是零，分子势能是零
D．分子力不是零，分子势能不是零
【解析】 根据分子力随分子间距离的变化关系知，r＝r0时，分子力为0.根据分子力做功与分子势能的关系知，选r>10r0时分子势能为0；r＝r0时，分子势能最小，并且小于0.
【答案】 B
4．(2012·开封检测)甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是( )
A．分子势能不断增大
B．分子势能不断减小
C．分子势能先增大后减小
D．分子势能先减小后增大
【解析】 从分子间的作用力与分子间的距离的关系知道，当分子间距离大于r0时，分子力表现为引力；当分子间距离小于r0时，分子力表示为斥力；当分子间距离大于10r0时，分子间的作用力十分小，可以忽略．所以，当乙从较远处向甲尽量靠近的过程中，分子力先是对乙做正功，而由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做正功，分子势能减小；后是分子力对乙做负功或者乙克服分子力做功，而由做功与分子势能变化的关系知道，若分子力做负功，分子势能增加，因此在乙尽量向甲靠近的过程中，分子势能是先减小后增大，答案为D.
【答案】 D
5．(2012·琼海检测)分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是
( )
A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力
B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
C．分子间的吸引力和排斥力都随着分子间距离的增大而减小
D．分子间的吸引力随着分子间距离的增大而增大，而排斥力随着距离的增大而减小
【解析】 物体分子之间同时存在分子斥力和引力，这两个力都随着分子间距的增大而减小，因此选项C对，D错．固体分子在一般情况下，分子引力与斥力平衡，选项A错误．气体充满容器是由气体分子热运动所致，B错误．故答案是C.
【答案】 C
6．(2012·广东高考)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的( )
A．引力消失，斥力增大
B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小
D．引力、斥力都增大
【解析】 露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力与斥力都增大，选项D正确．
【答案】 D
7．把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)( )
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的机械能保持不变
D．物体的内能保持不变
【解析】 物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，选项A和B是错误的．
【答案】 CD
图1－2－4
8．如图1－2－4所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．f>0为斥力，f<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现在乙分子从a处由静止释放，则( )
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
【解析】 乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大而后受甲的斥力作用做减速运动，A错B对；乙分子由a到b的过程中所受引力做正功，分子势能一直减小，C正确；而乙分子从b到d的过程，先是引力做正功，分子势能减少，后来克服斥力做功，分子势能增加，故D错．
【答案】 BC
9．打碎的玻璃杯，为什么不能把它们拼在一起利用分子力使杯子复原？若把玻璃磨平能靠分子力把它们粘在一起吗？
【解析】 打碎的玻璃杯由于连接处凹凸不平，分子间距离很大，分子力微乎其微，不足以使杯子复原．在制
造光学仪器时，需要把两块透镜进行粘合，就是把两个粘合的表面磨光，并处理得很干净，再加一定的压力就可以使其粘合在一起．这种粘合就是利用了分子间的引力．
【答案】 见解析
图1－2－5
10．把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面(如图1－2－5)．如果你想使玻璃板离开水面，用手向上拉橡皮筋，拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力？动手试一试，并解释原因．
【解析】 拉力会大于玻璃板的重力．玻璃板离开水面时水会发生分裂，由于水分子之间有引力存在，外力要克服这些分子引力，因此外界拉力大于玻璃板的重力．玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水面时，水层发生断裂．
【答案】 见解析
1．判断物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是( )
A．从外形上判断
B．从导电性能来判断
C．从各向异性或各向同性来判断
D．从有无确定的熔点来判断
【解析】 单晶体具有规则的几何外形，而多晶体、非晶体没有规则的几何外形，所以从外形判断并不可靠，A错误；单晶体在某些物理性质上具有各向异性，并不是所有物理性质都有各向异性，多晶体和非晶体则具有各向同性，而导电性能只是其中的一个物理性质，所以B、C错误；晶体有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，所以D正确．
【答案】 D
2．下列各组物质全部为晶体的是( )
A．石英、雪花、沥青
B．食盐、橡胶、沥青
C．食盐、雪花、石英
D．雪花、橡胶、石英
【答案】 C
3．关于晶体和非晶体的说法，正确的是( )
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体
D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体都没有确定的熔点
【解析】 多晶体表现为各向同性，故A错；常见的金属是多晶体，故B错；大粒盐磨成细盐仍是晶体，故C错；晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，故D对．
【答案】 D
4．如图1－3－4(甲)所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破后，情况是图(乙)中的( )
图1－3－4
【解析】 肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状．正确选项为D.
【答案】 D
5．如图1－3－5所示，ACBD是由同一种微粒构成的厚度均匀的圆板．AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)．下列说法正确的是( )
图1－3－5
A．圆板是非晶体
B．圆板是多晶体
C．圆板是单晶体
D．圆板只在这两个方向上导电性不同
【解析】 由于圆板不同方向上的导电性能不同，故具有各向异性，是单晶体．
【答案】 C
6．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上某一点，蜡熔化的范围如图1－3－6所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图1－3－7所示，则( )
图1－3－6
图1－3－7
A．甲、乙是非晶体，丙是晶体
B．甲、丙是非晶体，乙是晶体
C．甲、丙是多晶体，乙是晶体
D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体
【解析】 由蜡的熔化图片可知甲、乙导热性质表现为各向同性，丙表现为各向异性，故丙一定是单晶体．由熔化图线可知，甲有一定的熔化温度是晶体(多晶体)，乙没有一定的熔化温度是非晶体，故选项D正确．
【答案】 D
7．(2012·江苏高考)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( )
A．水黾可以停在水面上
B．叶面上的露珠呈球形
C．滴入水中的红墨水很快散开
D．悬浮在水中的花粉做无规则运动
【解析】 红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接说明分子的无规则运动，选项C、D错误；水黾停在水面上、露珠呈球形均是因为液体存在表面张力，选项A、B正确．
【答案】 AB
图1－3－8
8．(2013·烟台检测)如图1－3－8所示，在培养皿内注入清水，让两根细木杆相互平行地浮在水面上，然后在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精，细木杆会“自动”散开．请你解释这一现象.
【答案】 漂浮在水面上的细木杆，原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态，滴入酒精后，细木杆之间液体的表面张力减小，使得内侧的表面张力比外侧的表面张力小，细木杆就被“拉”开了．
9．在下列物质中，________是晶体；________是非晶体，其中________属于单晶体，而________属于多晶体．
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·10H2O ⑥冰糖 ⑦糖果 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
【解析】 明矾是AlK(SO4)2·12H2O，而CuSO4·10H2O是硫酸铜的水合物，又称为绿矾(胆矾)，冰糖、单晶硅、铝块是晶体；塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体．在晶体中明矾、胆矾、单晶硅是单晶体．
【答案】 ②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩ ②⑤⑧ ⑥⑨
1．下面说法中正确的是( )
A．气体分子间的距离比较大
B．气体分子可以自由地移动
C．气体分子间的作用力比较大
D．气体分子运动得比较慢，和人骑自行车的速率差不多
【解析】 气体分子间的距离比较大，气体分子间的作用力十分微弱，可以忽略，气体分子可以自由地移动，C错，A、B正确，但气体分子运动的速率较大，D错．
【答案】 AB
2．一定质量的气体，在等温状态变化过程中，不发生变化的是( )
A．分子的平均速率
B．单位体积内的分子数
C．气体的压强
D．分子总数
【解析】 气体分子的平均动能不变，故分子的平均速率不变，质量不变，分子总数不变．
【答案】 AD
3．气体比固体、液体容易被压缩，是因为( )
A．气体分子之间有较大的空隙
B．气体分子之间有相互作用的引力
C．气体分子的体积比固体、液体的分子小
D．气体分子比固体、液体的分子有弹性
【解析】 因为气体分子间距离较远，有很大的空隙，气体分子之间的作用力可以忽略，只有A正确．
【答案】 A
4．下列哪些量是由大量分子热运动的整体表现所决定的( )
A．压强 B．温度
C．分子的密度 D．分子的平均速率
【答案】 ABD
5．两个相同的容器中分别盛有质量相同、温度相等的氧气和氢气，则它们的( )
A．压强相等
B．分子的平均速率相等
C．分子的平均动能相等，压强不等
D．分子的平均速率不等，压强相等
【解析】 容器相同即气体的体积相等，温度相等，即分子的平均动能相等，由于氧气、氢气的摩尔质量不相等，所以质量相等的两种气体的摩尔数不等，分子总数不等，单位体积内的分子数也就不等，而气体压强大小取决于单位体积内的分子数和分子的平均动能．故本题正确的选项为C.
【答案】 C
6．下列说法正确的是( )
A．气体分子间距离很大，因此气体分子间只存在分子引力，不存在分子斥力
B．在一定温度下，每个气体分子的动能都相等
C．在一定温度下，每个气体分子对器壁碰撞时的冲力大小都相等
D．温度越高，气体的压强不一定越大
【解析】 根据分子动理论可知，分子间同时存在分子引力和斥力，且分子引力和斥力都随分子间距离增大而减小，只是分子斥力减小得快些，气体分子间距离较大，但引力和斥力都同时存在，只是都非常微弱，故A项错；同一温度下，任何气体分子的平均动能都相同，但对于每一个分子的动能就不尽相同了，故B项错；由于每个分子的动能不一定相同，且每时每刻都在变化，则每个分子碰撞器壁时对器壁的冲力大小也不一定相同，C项也错．气体的压强由气体分子的平均动能和密集程度这两个因素决定，而温度只决定气体分子的平均动能，虽然温度高，但当气体分子密度减小时，气体的压强就不一定大了，D项正确．
【答案】 D
7．一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，将气体的温度由－13 ℃升高到50 ℃，则保持不变的是( )
A．压强
B．分子的平均速率
C．分子的平均功能
D．气体的密度
【解析】 一定质量的气体，体积不变，温度升高，分子平均动能、平均速率、压强均增大，但气体密度不变，D正确．
【答案】 D
8．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面各幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )
【解析】 气体分子速率分布规律是中间多两头少，且分子不停地做无规则运动，速度为零的分子是没有，故选D.
【答案】 D
9．(2011·四川高考)气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
【解析】 气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，而不是气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率都时刻发生变化，所以B、D均错误．
【答案】 C
10．一位同学用橡皮帽堵住了注射器前端的小孔，用活塞封闭了一部分空气在注射器中，他把注射器竖直放入热水中，如图1－4－2所示，发现注射器的活塞向上升起．试用分子动理论解释这个现象.
图1－4－2
【解析】 活塞相对静止于注射器中时，是因为活塞受力平衡．当注射器放入热水中时，气体的温度升高，分子的平均动能增大，在分子密度不变(被封闭气体体积不变)的情况下，气体的压强变大，气体分子对活塞的撞击力变大，活塞受到的合力向上，所以活塞向上移动．
【答案】 见解析
1．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是( )
A．秋千的机械能守恒
B．秋千的能量正在消失
C．只有动能和重力势能的相互转化
D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒
【解析】 由能的转化和守恒定律，显然D正确．
【答案】 D
2．80年代初，科学家们发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星电站，可昼夜发电，利用电能——微波转化装置，将电能转换成微波向地面发送，预计在21世纪初将会建成卫星电站，硅太阳能电池将实现的转换是( )
A．光能——微波 B．光能——热能
C．电能——微波 D．光能——电能
【答案】 D
3．下列设想中，符合能量守恒定律的有( )
A．利用永久磁铁和软铁的相互作用，做成一台机器，永远地转动下去
B．制造一架飞机，不携带燃料，只需利用太阳能就能飞行
C．做成一只船，利用流水的能量，逆水行驶，不用其他动力
D．利用核动力，使飞船离开太阳系
【答案】 BD
4．汽车关闭发动机后，沿斜面匀速下滑的过程中( )
A．汽车的机械能守恒
B．汽车的动能和势能相互转化
C．汽车的机械能转化成内能，汽车的总能量减少
D．汽车的机械能逐渐转化为内能，汽车的总能量守恒
【解析】 汽车匀速下滑，一定受阻力作用，克服阻力做功，机械能转化为内能，一部分内能散发出去，汽车的总能量减少．
【答案】 C
5．下列关于第一类永动机的说法正确的是( )
A．第一类永动机是不消耗任何能量却源源不断地对外做功的机器
B．第一类永动机不能制成的原因是违背了牛顿第二定律
C．第一类永动机不能制成的原因是技术问题
D．第一类永动机不能制成的原因是违背了能量守恒定律
【解析】 第一类永动机不可能制成的原因是违背了能量守恒定律，A对，D对．
【答案】 AD
6．关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．外界对物体做功，物体的内能不一定增加
B．不通过做功过程，内能也可以从一个物体传递到另一个物体
C．不发生热传递，物体内能总保持不变
D．外力对物体做1 J的功，物体就一定增加1 J的内能
【解析】 改变物体内能的物理过程有两种：一个是做功；另一个是热传递．可以利用其中的一种过程来改变物体的内能，也可以通过两种过程共同来改变物体的内能．
【答案】 AB
7．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理过程是( )
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
【解析】 此题考查综合分析能力．这四个现象中物体都受到阻力作用：在粗糙平面上运动的物体受到摩擦阻力作用，把机械能转变为内能；流星在夜空中坠落受空气阻力作用，把机械能转化为内能和光能；降落伞在空中匀速下落过程中受空气阻力作用，把重力势能转化为内能；线圈下落经过条形磁铁使线圈内产生感应电流的过程中受电磁阻力作用，把机械能转化为电能．故正确选项为A、D.
【答案】 A、D
8．请填写下列现象中，能量转换的方式．
(1)水轮机带动发电机发电：________；
(2)水沸腾后，水壶盖被顶起：________；
(3)电动机带动机器运转：________；
(4)植物吸收太阳光进行光合作用：________；
(5)煤炭燃烧发热：________．
【答案】 (1)机械能转换为电能 (2)内能转换为机械能 (3)电能转换为机械能 (4)光能转换为化学能
(5)化学能转换为内能
9．如图2－1－2所示，质量为m的小球由高为h的曲面顶端以v0的初速度滑下并沿水平面又运动了s停止下来，求在该过程中产生的热量．
图2－1－2
【解析】 分别选定开始和停止时为初末态．分析可知：整个过程中共有重力势能、动能、热能三种形式的能参与了变化，且重力势能减少、动能减少、热能增加．根据能量守恒可知减少的总能量等于增加的总能量．
ΔE势能＋ΔE动减＝ΔE热增
即：mgh＋mv＝Q.
【答案】 mgh＋mv
10．有人设计了一台“永动机”(如图2－1－3所示)，设计思想如下：在水轮上方装入一定量的水，水流下时冲击水轮使其转动，水轮通过皮带传动带动抽水机不断地把水从下方的水池里抽到上方水箱中，这样，永不停地循环，水轮机将永久地转动下去．请你分析一下，这样的“永动机”能实现吗？为什么？
图2－1－3
【解析】 这样的永动机不可能实现．水从上方流下冲击水轮使其转动，实际上只把水的一部分机械能转移给了水轮机，另一部分机械能在流入水池过程中转化为内能；而水轮通过皮带传动带动抽水机抽水的过程中，又要不断克服摩擦等阻力做功，消耗机械能，所以最终水轮机必将停下来．
【答案】 见解析
1．关于热传递，下列说法正确的是( )
A．热传递的实质是温度的传递
B．物体间存在着温度差，才能发生热传递
C．热传递可以在任何情况下进行
D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量
【解析】 热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在着温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不会发生热传递，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，可以是做功的方式，故D错．
【答案】 B
2．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是( )
A．迅速向里推活塞
B．迅速向外拉活塞
C．缓慢向里推活塞
D．缓慢向外拉活塞
【解析】 要使柴油达到燃点，应迅速向里推活塞，对气体做功，防止热量散失使气体的温度升高，A正确．
【答案】 A
3．如图2－2－4是封闭的汽缸，内部封有一定质量的理想气体．外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，则缸内气体的( )
图2－2－4
A．温度升高，内能增加600 J
B．温度升高，内能减少200 J
C．温度降低，内能增加600 J
D．温度降低，内能减少200 J
【解析】 由热力学第一定律：W＋Q＝ΔU得：
ΔU＝800 J＋(－200 J)＝600 J，一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，ΔU＝600 J>0，故温度一定升高，A选项正确．
【答案】 A
4．对于在一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是( )
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
【解析】 在一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，温度不变但要吸收热量，体积增大，对外做功；由于温度不变，体积增大，所以分子的动能不变，分子势能增加，内能增加．故A正确．
【答案】 A
5．(2013·南京检测)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)( )
A．内能增大，放出热量
B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功
D．内能减小，外界对其做功
【解析】 由题意可知瓶内气体温度降低，分子的平均动能减小．因不计分子的势能所以气体的内能减小，故A、C选项均错．由塑料瓶的几何特点可知在变扁的过程中体积变小所以是外界对气体做功，故D选项正确．根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知ΔU<0 W>0所以Q<0即气体放出了热量，故B选项错误．答案为D.
【答案】 D
6．(2011·重庆高考)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图2－2－5所示．在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间的相互作用，则缸内气体( )
图2－2－5
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
【解析】 气体膨胀，体积增大对外做功；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，由于是绝热过程，故气体内能减少，气体温度降低，分子的平均动能减小．故正确选项为A.
【答案】 A
7．某系统初状态具有内能A J，在外界对它做了 J的功后，它放出了 J的热量，系统在整个过程中内能的增量为________J.
【解析】 ΔU＝W＋Q＝J－ J＝A J.
【答案】
8．某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2－2－6所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______，温度________，体积________．
图2－2－6
【解析】 烧瓶里的气体吸收热量后，由热力学第一定律知，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大．
【答案】 热量 升高 增大
9．(2013·无锡月考)一个透热良好的汽缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，压缩中对气体做了2 000 J的功，稳定后使容器中2千克的水温度升高了0.2 ℃，假设盛水容器绝热．问：压缩前后缸内气体的内能变化了多少？
【解析】 活塞对气体做功W＝2 000 J，气体向水中放出热量，其绝对值为：|Q|＝cmΔt＝4.2×103×2×0.2 J＝
1 680 J；由于压缩中气体向外界放热，所以代入热力学第一定律表达式时，Q取负号，内能变化为ΔU＝W＋Q＝2000 J－1680 J＝320 J，即气体内能增加了320 J.
【答案】 增加了320 J
10．在一个标准大气压下，水在沸腾时1 g的水由液态变成同温度的蒸汽，其体积由1.043 cm3变为1676 cm3.已知水的汽化热为2263.8 J/g.求：
(1)体积膨胀时气体对外界做的功W.
(2)气体吸收的热量Q.
(3)气体增加的内能ΔU.
【解析】 取1 g水为研究系统，把大气视作外界.1 g沸腾的水变成同温度的蒸汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功．
(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功：
W＝p(V2－V1)＝1.013×105×(1676－1.043)×10－6 J＝169.7 J.
(2)气体吸热：Q＝mL＝1×2263.8 J＝2263.8 J.
(3)根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W＝2263.8 J＋(－169.7)J＝2094.1 J.
【答案】 (1)169.7 J (2)2263.8 J (3)2094.1 J
1．从本质上看，内燃机的工作能量来源于( )
A．机械能 B．内能
C．化学能 D．化学能和内能
【答案】 C
2．关于热机的效率说法正确的是( )
A．热机的功率越大，它的效率就越高
B．热机结构越复杂，它的效率就越高
C．热机的效率是热机性能的重要标志
D．使用的燃料的燃烧值越大，它的效率越高
【答案】 C
3．柴油机吸入汽缸内的是( )
A．柴油 B．雾状柴油
C．空气 D．空气和柴油混合物
【答案】 C
4．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800 r/min，则此汽油机在每秒钟内( )
A．完成30个冲程，做功15次
B．完成60个冲程，做功15次
C．完成60个冲程，做功30次
D．完成120个冲程，做功30次
【解析】 由飞轮的转速为1800 r/min可知飞轮在1 s内转动30周，完成了15个工作循环，共完成60个冲程，在每个工作循环中只有做功冲程对外做功，因此该汽油机在1 s内做功15次．故正确答案为B.
【答案】 B
5．在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程，这两个能量转化的过程存在于( )
A．吸气和压缩冲程 B．压缩和做功冲程
C．做功和排气冲程 D．吸气和排气冲程
【答案】 B
6．(2012·岳阳检测)下列说法中正确的是( )
A．四冲程内燃机，做功冲程燃气对活塞做正功
B．热机排出的废气、产生的噪音会污染环境
C．内燃机中，连杆和曲轴的作用是将活塞的往返变为曲轴的转动
D．柴油机的效率比汽油机高，因此，柴油机功率比汽油机的大
【答案】 ABC
7．下列说法中错误的是( )
A．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
B．柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
C．拖拉机上的发动机一般是柴油机
D．小轿车上的发动机一般是汽油机
【解析】 在吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合燃料，而柴油机吸入的是纯净的空气．汽油机比较轻巧，一般用在小轿车、飞机及小型机械上；柴油机比较笨重，广泛应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上．故正确答案为B.
【答案】 B
8．在柴油机的一个工作循环中，进气门和排气门均关闭的冲程是( )
A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．排气冲程和吸气冲程
【解析】 压缩冲程和做功冲程进气门和排气门均关闭．B选项正确．
【答案】 B
9．热机的发展和应用推动了社会的快速发展，但同时又对环境造成了一定程度的污染，还要消耗大量的不可再生能源，汽油机是热机中的一种，如图2－3－4所示，是汽油机的________冲程，此过程是将内能转化为________能．
图2－3－4
【答案】 做功 机械
10．制冷机是一种利用工作物质，使热量从低温物体传到高温物体的装置．通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态．夏天，将房间中一台正在工作的电冰箱的门打开，试分析这是否可以降低室内的平均温度？为什么？
【解析】 制冷机工作时从室内吸收热量，同时也将冷风向室内散发．若将一台正在工作的电冰箱的门打开，尽管可以不断向室内释放冷气，但同时冰箱的箱体向室内散热，就整个房间来说，由于外界通过电线不断有能量输入，室内的温度会不断升高．
【答案】 不会降低室内的平均温度，反而会使室内的温度不断升高
1．下列说法正确的是( )
A．热量能自发地从高温物体传给低温物体
B．热量不能从低温物体传到高温物体
C．热传导具有方向性
D．气体向真空中膨胀的过程是有方向的
【解析】 如果是自发的过程，热量只能从高温物体传到低温物体，但这并不是说热量不能从低温物体传到高温物体，只是不能自发地进行，在外界条件的帮助下，热量也能从低温物体传到高温物体，选项A对，B错，C对；气体向真空中膨胀的过程也是不可逆的，具有方向性，选项D对．
【答案】 ACD
2．(2011·全国高考)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
【解析】 由热力学第二定律知，热量可以完全转化为功，但要引起其他变化，A选项对．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，改变物体内能的两种方式是做功和热传递，B项只说明气体对外做功，没有考虑热传递；C项只说明气体从外界吸收热量，没有考虑做功情况，故B、C选项均错，D选项对．
【答案】 AD
3．下列说法中正确的是( )
A．满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行
B．一切宏观热力学过程都具有方向性
C．制冷系统将冰箱内温度较低的食品的热量传给外界较高温度的空气，这违反了“热量只能从温度较高的物体传到温度较低的物体”的规律
D．电冰箱从箱内温度较低的食品吸收的热量等于冰箱向外界空气释放的热量
【解析】 由热力学第二定律知，A、B正确；热量只能自发地从高温物体传向低温物体，但在满足了一定条件后，热量也能够从低温物体传向高温物体，即非自发性的传导，C错；在电冰箱制冷过程中，由于做功效率无法达到100% ，所以电冰箱从箱内低温食品吸收的热量小于冰箱向外界释放的热量，D错．
【答案】 AB
4．根据热力学第二定律，下列判断正确的是( )
A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能
B．电能不可能全部变成内能
C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
【解析】 凡是与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能能全部转化为内能，而内能不能在不引起其他变化的情况下全部转化为机械能”，故A正确；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种(克氏)表述的主要思想，故D正确；由电流热效应中的焦耳定律可知，电能可以全部转化为内能，故B错误．
【答案】 ACD
5．下列哪些现象能够发生，并且不违背热力学第二定律( )
A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热
B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能
C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离
D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体
【解析】 A、B都违背了热力学第二定律，都不能发生，C中系统的势能减少了，D中消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，均能发生．
【答案】 CD
6．甲汽油机的效率比乙汽油机的高，这反映了( )
A．甲的功率一定比乙的大
B．乙用燃料一定比甲节省
C．甲把内能转化为机械能的百分比一定比乙大
D．乙把内能转化为机械能的百分比一定比甲大
【解析】 由热机的效率的定义可知，甲汽油机的效率比乙汽油机的高，即甲汽油机做的有用功的能量占燃料完全燃烧释放出的总能量的百分比比乙汽油机的大．
【答案】 C
7．(2011·江苏高考)如图2－4－1所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是( )
图2－4－1
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
【解析】 形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、B、C错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D对．
【答案】 D
8．下列说法正确的是( )
A．第二类永动机违背了能量守恒定律
B．第二类永动机违背了热力学第二定律
C．根据能量守恒定律，经过不断地技术改造，热机的效率有可能达到100%
D．电冰箱和空调机工作时，热量从低温热源传到高温热源，违背了热力学第二定律
【解析】 第二类永动机没有违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，A错误，B正确；热机的效率永远小于100%，因为要向低温热源散热，C错误；电冰箱和空调机工作时，是通过压缩机做功，来实现热量从低温热源传到高温热源的，所以并没有违背热力学第二定律，D错误．
【答案】 B
9．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力1.2×104 kJ/h，制热能力1.3×104 kJ/h.这样，该空调在制热时，每消耗1 J电能，将放出3 J多热量．是指标错误还是能量不守恒？
【解析】 都不是．空调制冷或制热都靠压缩机做功，从室内(室外)吸收热量放到室外(室内)．在制热时，放出的热量等于消耗的电能与从室外吸收的热量之和，完全可以大于电能消耗．这既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律．
【答案】 见解析
10．用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图2－4－2所示，电流计指针会发生偏转，
图2－4－2
这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况．
【解析】 温差发电现象中产生了电能是因为热水中的内能减少，一部分转化为电能，一部分传递给冷水，热水温度降低，冷水温度升高，转化效率低于100%，不违反热力学第二定律．
【答案】 见解析
1．以一副扑克牌为例，下列关于有序和无序认识中正确的是( )
A．按黑桃、红桃、草花、方块的顺序，而且从大到小将扑克牌排列起来，扑克牌这时是有序的
B．将扑克牌按偶数和奇数分成两部分，扑克牌是无序的，每部分内部是有序的
C．将扑克牌按偶数和奇数分成两部分，扑克牌是有序的，每部分内部是无序的
D．将扑克牌按偶数和奇数分成两部分，扑克牌是无序的，每部分内部是无序的
【解析】 A中扑克牌的排列是有确定规则的，是有序的，A正确．B中将扑克牌按奇、偶分成两部分，是有确定规则的，是有序的，每部分内部排列是没有规则的，是无序的，B、D不正确，C正确．
【答案】 AC
2．下面关于熵的有关说法错误的是( )
A．熵是系统内分子运动无序性的量度
B．在自然过程中熵总是增加的
C．热力学第二定律也叫做熵减小原理
D．熵值越大代表着越无序
【答案】 C
3．在一定速度下发生变化的孤立系统，其总熵的变化( )
A．不变 B．可能增大或减小
C．总是增大 D．总是减小
【答案】 C
4．下列说法中正确的是( )
A．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
B．一切自然过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行
C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小
【答案】 A
5．(2012·盘锦高二检测)关于热力学温标的正确说法是( )
A．热力学温标是现代科学中用得更多的温标
B．热力学温标的1 K比摄氏温标的1℃更大
C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零
D．在绝对零度附近分子已停止热运动
【解析】 热力学温标中的绝对零度是低温极限，在接近0 K时，所有物体都被液化或凝固．热力学温标在科学计算中特别是在热力学方程中，使方程更简单，更科学，所以用得更多，故A对；1 K与1℃的大小相同，故B项错；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，C错；分子热运动永不停止，D错．
【答案】 A
6．根据热力学第二定律可知，下列判断中正确的是( )
A．电流的电能不可能全部变为内能
B．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能
C．热机中，燃气的内能不可能全部变成机械能
D．在热传递中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
【解析】 根据热力学第二定律可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性．电流的电能可以全部变为内能；机械能可全部变为内能，能把从高温热源吸收的内能全部转化为机械能的热机是不存在的；在热传递中，热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而不能自发地反向进行．故正确选项为B、C、D.
【答案】 BCD
7．(2012·泉州检测)下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )
A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C．有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵会减小
【解析】 从热力学第二定律的微观本质看，一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行，B、C错；热力学第二定律是一个统计规律，A对．任何自然过程总是朝着无序程度增大的方向进行，也就是熵增加的方向进行，故D错．所以选A.
【答案】 A
8．能量守恒定律和熵增加原理是自然界中两条普遍的规律，堪称是宇宙的法规，它们一起控制着一切自然过程的发生和发展：任何过程中一切参与者的总能量必定________，总熵必定________
【答案】 保持不变 不会减少
9．(2012·芜湖检测)将一滴墨水滴入一杯清水中，墨水会逐渐扩散到整杯水中，呈均匀分布，如图2－5－1所示．试说明这个过程中熵的变化.
图2－5－1
【解析】 一滴墨水滴入一杯清水中，墨水会自发地进入清水中，最终整杯水均匀地变黑了，但这杯均匀的黑水中的小碳粒绝不会自发地聚集在一起，成为一滴墨水，而其余部分又变成了清水．此过程中从有序变成无序，故熵增加．
【答案】 熵增加
10．自然过程的方向性是从有序状态自发地转向无序状态，如何根据这种理论说明热传递和功变热两种过程的不可逆性？
【解析】 在热传递过程中，热量总是从高温物体自发地传向低温物体直到两物体的温度相同．初始状态，进行热传递的两个物体所组成的系统温度不同，这是比较不均匀的状态，也即比较有序的状态；终止状态，系统的温度相同，这是比较均匀的状态，也即比较无序的状态．所以热传递过程使系统从比较有序的状态向着比较无序的状态转化．这个过程是自发进行的，而自发进行的过程，总是朝着熵增加的方向进行，也即朝着无序化程度增加的方向进行，所以说热传递的过程是一个不可逆的过程．
同样，功变热的过程也是不可逆的．这种不可逆性是指功(机械能)可以全部转化为热(内能)，而热(内能)却不能自发地全部转化为功(机械能)．具有机械能的物体可以说处在一种比较有序的状态，随着功变热过程的进行，能量的品质逐渐下降，物体无序化程度在增加，这种从有序自发地转向无序的过程，体现了自然过程的方向性，说明了功变热过程的不可逆性．
【答案】 见解析
