阶段测试7 热力学定律和能量守恒
一、选择题(本题共10小题，每题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．当把打足气的车胎内的气体迅速放出时，会发现车胎气嘴处的温度明显降低，这是因为这个过程中( )
A．气体对外做功，同时向外发散热量
B．气体对外做功，胎内气体温度降低，从外界吸热
C．外界对气体做功，胎内气体向外传递热量
D．外界对胎内气体做功，同时向胎内气体传递热量
【答案】B
解析：气体迅速放出时，气体体积膨胀对外做功，同时温度降低从外界吸热．
2．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，气体对外做功，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
【答案】C
解析：由热力学第一定律，物体内能的变化ΔU与做功W和热传递Q有关，满足ΔU＝W＋Q，气团在上升的过程中，气体不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界的热传递作用可忽略，因而内能不断减小，所以气团的温度会很低．
3．下列过程中哪些是可逆的( )
A．将两块0
℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0
℃的水
B．汽缸与活塞的组合中装有气体，当活塞上没有加外力时，活塞与汽缸的摩擦较大，使气体缓慢地膨胀
C．忽略空气阻力时的竖直上抛运动
D．桶中上层是清水，下层是泥沙，不停地搅动它，再静置一段时间后
【答案】C
解析：由热力学第二定律知，A、B、D这些过程都具方向性，是不可逆的．
4．下列关于热现象的说法，正确的是( )
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．气体的温度升高，气体的压强一定增大
C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
【答案】D
解析：外界对物体做功，物体的内能增加、减小还是不变要看吸放热情况，所以A错误；气体压强与温度和体积两个因素有关，所以B错误；在一定条件下热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱，C错误；根据热力学第二定律，D正确．
5．封有理想气体的导热汽缸开口向下被竖直悬挂，活塞下系有钩码P，整个系统处于静止状态，如图所示．若大气压恒定，系统状态变化足够缓慢．下列说法中正确的是( )
A．外界温度升高，气体的压强一定增大
B．外界温度升高，外界可能对气体做正功
C．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体一定吸热
D．保持气体内能不变，增加钩码质量，气体体积一定减小
【答案】C
解析：由于汽缸导热和整个过程进行足够缓慢，汽缸内气体的温度始终与外界温度相等，理想气体的内能只与气体的分子平均动能有关而与分子势能无关，根据活塞受力平衡
p0S＝pS＋(M＋m)g可知，气体的压强不变，当温度升高时，气体的体积将增大而对外做功，故选项A、B错误；保持物体的内能不变，就是保持气体的温度不变，增加了钩码质量，也就是减小了气体的压强，气体体积增大而对外做功，内能减小，题设条件是内能不变，故物体必须从外界吸收热量，D错误，C正确．
6．如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，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
D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中
【答案】D
解析：气体自由膨胀，不做功，又因为绝热，由热力学第一定律可知内能不变，A、B错误；气体体积膨胀，压强减小，C错误；由热力学第二定律可知D正确．
7．下列关于熵的说法中正确的是( )
A．熵是热力学中的一个状态量
B．熵是热力学中的一个过程量
C．熵值越大，无序程度越大
D．熵值越小，无序程度越大
【答案】AC
解析：由熵的定义可知A、C正确．
8．一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B．这一过程在V－T图上表示如图所示，则( )
A．在过程AC中，外界对气体做功，内能不变
B．在过程CB中，外界对气体做功，内能增加
C．在过程AC中，气体压强不断变大
D．在过程CB中，气体压强不断变小
【答案】AC
解析：从图可看出AC过程是等温压缩，CB过程是等容升温．据气态方程可判断出：AC过程气体体积变小，外界对气体做功，气体内能不变，气体压强不断变大；CB过程气体体积不变，内能增加，显然气体从外界吸热，气体压强不断增大．
9．某物体温度升高了，则( )
A．该物体一定吸收了热量
B．该物体可能放出了热量
C．外界对物体不可能做了功
D．物体可能吸收了热量
【答案】BD
解析：由ΔU＝W＋Q来分析，物体温度升高了，一定有物体的内能增加，ΔU>0.要满足ΔU>0，可能有各种情况：(1)W>0，Q＝0；(2)W＝0，Q>0；(3)W>0，Q>0；(4)W>0，Q<0，W>|Q|；(5)W<0，Q>0，Q>|W|.由(1)否定选项A；(4)与选项B一致；(2)(3)(5)与选项D一致，故B、D正确．
10．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经绝热过程A→B、等容过程B→C、等温过程C→A又回到了状态A，则( )
A．A→B过程气体降温
B．B→C过程气体内能增加，可能外界对气体做了功
C．C→A过程气体放热
D．全部过程气体做功为零
【答案】AC
解析：A→B过程气体绝热膨胀，气体对外界做功，其对应的内能必定减小，即气体温度降低，选项A正确；B→C过程气体等容升压，由＝恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，即选项B错误；C→A过程气体等温压缩，故内能变化为零，但外界对气体做功，因此该过程中气体放热，选项C正确；A→B过程气体对外做功，其数值等于AB线与横轴包围的面积．B→C过程气体不做功．C→A过程外界对气体做功，其数值等于CA线与横轴包围的面积，显然全过程对气体做的净功为ABC封闭曲线包围的面积，选项D错误．
二、非选择题(本题2小题，共40分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和主要演算或推导步骤，有数值计算的题要有相应的单位，只写出最后答案不得分，非解答题不需写过程)
11．(20分)(1)孤立系统在一定条件下的________态，对应热力学概率为最大值的宏观状态，亦即该系统内分子运动__________的状态．熵的大小反映了某一宏观态所对应的________的数目的多少．
(2)若孤立系统的初态S________Smax，则该初态为非平衡态，系统将自发地向着分子运动无序的方向过渡，并最后到达具有Smax的宏观态，即________内进行的自然过程总是沿着使系统的S增大的方向进行．(填“微观态”“最有序”“最无序”“增大”“减少”“孤立系统”“平衡”“非平衡”“>”“＝”或“<”)
【答案】(1)平衡 最无序 微观态 (2)< 孤立系统
12．(20分)现代典型的燃煤发电厂，总效率一般为40%.有一座大型燃煤发电厂，如果发出1.0×109
J的电力，可供一个大城市使用．如图所示表示这座发电厂的能量流向．请回答：
(1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和？
(2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出，请你算出来，在图中补上．
(3)算出这座发电厂的总效率．
(4)根据如图所示的电厂能量流向，你认为在哪些地方作些改进，可以提高发电厂的总效率？
【答案】(1)见解析 (2)0.3×109
J 见解析
(3)40% (4)见解析
解析：(1)燃煤提供的热量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量．
(2)根据(1)中的解析可得通过烟囱废气所带走的能量
E＝2.5×109
J－2.2×109
J＝0.3×109
J．
(3)由能量流向图可知该发电厂产生的电能为1.0×109
J
消耗的总能量为2.5×109
J
所以总效率η＝×100%＝40%．
(4)从能量流向图中可以看出，该热电厂的损耗共达到了
1.6×109
J，最主要的损耗是涡轮机的损耗，由冷凝器排出，所以这个地方应作为改造的重点．降低通过冷凝器时能量的消耗，以此提高涡轮机的效率，进而提高整个电厂的效率，另外，也要尽可能降低另外两条途径的损耗，一是通过烟囱废气带走的能量，对燃煤锅炉及其烟囱进行改造；二是输电过程中的电能损耗．(共31张PPT)
章末总结
1．做功和热传递的区别与联系
做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们在改变物体的内能上是等效的，但它们的本质不同．做功是其他形式的能和内能之间的转化，热传递则是物体间内能的转移．
做功、热传递与内能变化的关系
注意：
①存在温度差是发生热传递的必要条件，热量是物体热传递过程中物体内能的改变量，热量与物体内能的多少、温度的高低无关．
②机械能是描述物体机械运动状态的量，而内能是描述物体内部状态的量．两者没有直接关系，但可以相互转化．
2．热力学第一定律
热力学第一定律揭示了内能的增量(ΔU)与外界对物体做功(W)与物体从外界吸热(Q)之间的关系，即ΔU＝W＋Q，正确理解公式的意义及符号含义是解决本类问题的保证．
(1)外界对物体做功，W>0；物体对外做功，W<0.
(2)物体从外界吸热，Q>0；物体放出热量，Q<0.
(3)ΔU>0，物体的内能增加；ΔU<0，物体的内能减少．
例1 在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是( )
A．电流通过电炉而使温度升高
B．在阳光照射下，水的温度升高
C．铁锤打铁块，使铁块温度升高
D．夏天在室内放几块冰，室内会变凉快
解析：电流通过电炉做功使电能转化为内能；在阳光照射下，水温升高是靠太阳的热辐射来升温的；铁锤打铁块是做功过程；室内放上冰块是通过热传递的方式来改变室温的．
答案：BD
1．热力学第二定律的两种表述
(1)热传导具有方向性：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．
(2)机械能与内能转化的方向性：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．
2．热力学第二定律的微观意义
(1)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．
热力学第二定律
(2)用熵来表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．
3．分析问题的方法
(1)掌握热力学第二定律时，要注意理解其本质，即热力学第二定律是对宏观自然过程进行方向的说明．凡是对这种宏观自然过程进行方向的说明，都可以作为热力学第二定律的表述．本章对热力学第二定律的表述很多，但这些不同形式的表述都是等价的．
(2)自然过程：自然过程指没有外来干扰自然进行的过程．
(3)热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体．要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．
(4)气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，绝不会自发地分开，成为两种不同的气体．
(5)机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来．
(6)气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，容器变为真空．
其实，在整个自然界中，无论有无生命，所有宏观的自发的过程都具有单向性，都是不可逆过程．如河水向下游流，重物向下落，房屋由新到旧直至倒塌，人要从婴儿到老年直至死亡等．
例2 下列说法不正确的是( )
A．在任何自然过程中，一切参与者的总能量和总熵保持不变
B．熵无处不在，是系统无序程度的量度
C．一切不可逆过程在熵增加的同时，总是伴随着能量退降
D．由热力学第二定律可知，自然界的能量品质正在退化，可利用的能量越来越少
解析：由熵增加原理可知A选项错，B、C、D正确．
答案：A
1．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在能的转化或转移过程中其总量保持不变．
能量守恒定律是自然界普遍适用的规律，不同形式的能可以相互转化．
2．应用能量守恒定律解题的方法和步骤
(1)认清有多少种形式的能(例如动能、势能、内能、电能、化学能、光能等)在相互转化．
能量守恒定律
(2)分别写出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．
(3)根据下列两种思路列出能量守恒方程：ΔE减＝ΔE增．
①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．
②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量与增加量一定相等．
(4)解方程，代入数据，计算结果．
例3 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．W1B．W1＝W2，Q1＝Q2
C．W1D．W1>W2，Q1解析：设B板长为L，A、B间摩擦力为f，当B固定时，W1＝FL，Q1＝fs相＝fL；当B不固定时，如右图所示，由于A对B有摩擦力使B向右移动了sB，则A的位移为(L＋sB)．所以W2＝F(L＋sB)，Q2＝fs相＝fL，A正确．
答案：A
在自然界中，有一些自然资源拥有某种形式的能，利用它们能够转换成人们所需要的电能、热能、机械能等，这样的自然资源称为能源．
能源的形式是多种多样的，常按其来源、性质、转换和使用特征来进行分类．
能源利用与环境影响
按照能源的来源与生成，可分为四类．
①来自太阳的能源，除了直接的太阳辐射能外，煤炭、石油、天然气、生物能、水能、风能和海洋能等，都间接来自太阳能；②以热能形式蕴藏于地球内部的地热能；③地球上的各种核燃料，即原子核能，它是在原子核发生裂变或聚变反应时释放出来的能量；④月亮和太阳等天体与地球的相互吸引所引起的能量．
例4 据《中国环境报》报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占全国土地面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨造成的经济损失高达15亿元．为了有效控制酸雨，目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规．
(1)在英国进行的一项研究结果表明：高烟囱可有效地降低地面SO2浓度．在20世纪的60－70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于建造高烟囱的结果，地面浓度降低了30%之多．请你从全球环境保护的角度，分析这种做法是否可取？说明其理由：____________________________.
(2)用传统煤、石油做燃料，其主要缺点是什么？与传统的煤、石油做燃料相比，哪种物质可以作为新能源？主要优点是什么？
_________________________________________________.
答案：(1)不可取，因为SO2的排放总量并没有减少，进一步形成的酸雨仍会造成对全球的危害．
(2)煤、石油是不可再生的化石燃料，其资源是有限的，其次燃烧后产生的SO2、氮氧化物等严重地污染大气，进而形成酸雨，燃烧后产生的CO2又会造成温室效应．氢气．第一，H2可以用水作为原料来制取；第二，H2燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的3倍；第三，氢燃料的最大优点是燃烧产物为水，不易污染环境，还可循环使用．(答案不唯一，合理即可)
在判断系统内能的变化情况时，应先判断该系统是否处于绝热过程，若处于绝热过程，再依据系统对外界做功，还是外界对系统做功来判断系统内能的变化情况．
在判断系统内能的变化情况时，不能正确判断系统是否处于绝热过程
例1 在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，打开电风扇，工作较长时间后，房内的气温将会怎样变化？请说明原因．
解析：在此题中要选对系统，到底是哪一系统处于绝热状态，弄明白究竟是系统对外界做功，还是外界对系统做功．此题中的绝热系统为房间内的所有物体，包括空气．由题意可知，外界电流做功，使系统内能增加．
答案：电风扇通过扇叶的转动，带动空气流动，加快人体汗液的蒸发，起到使人体降温的作用，但从总体上来看，电风扇要消耗电能，最后转化为内能，因而房内的温度会升高．
“自发”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体是单向性的，在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等．
“不引起其他变化”的含义是：使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量用来做功，必须通过第三者的帮助，这里的“帮助”是指提供能量等方式，否则是不可能实现的．
不能正确理解“自发”“不引起其他变化”的含义
例2 根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是( )
A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
B．热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体
C．机械能可以全部转化为内能，但内能不可以全部转化为机械能
D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能
错解：误根据热力学第二定律认为热量不能从低温物体传到高温物体，忽视了定律中“自发地”和“不产生其他影响”而错选A．
解析：根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地(不需要外界帮助)从低温物体传到高温物体，借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，选项A错误，B正确；机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能全部转化为内能)，内能在外界帮助下也可以全部转化为机械能．选项C错误，D正确．
答案：BD
能源是提供能量的资源，如煤、石油等，能源为人类提供了大量的能量，有的转化为内能，有的转化成机械能等等，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能收集起来再利用(即能量耗散和品质降低)，而可供利用的能源是有限的，不可再生(或短时间内不可再生)．因此能量虽然守恒，但能源会减少．
误认为能源不会减少
例3 下列说法中正确的是( )
A．从甲物体自发传递热量给乙物体，说明甲物体的内能比乙物体的多
B．热机的效率可达100%
C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的
D．以上说法均不正确
错解：C
解析：发生热传递的条件是必须存在温差，而不是内能差，甲物体传递热量给乙物体，说明甲物体的温度比乙物体的高，故A错误；
由热力学第二定律：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，可知任何热机的机械效率都不可能达到100%，故B错；关于“能源危机”必须明白几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等；(2)人们在消耗能源时，放出的热量，有的转化为内能，有的转化为机械能等等，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能收集起来再利用(能量耗散)，因此可供利用的能源是有限的，不可再生的(或短时间内不可再生)，“能源危机”并非说明能量不守恒，C错．
答案：D阶段测试6 热 功和内能
一、选择题(本题共10小题，每题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
【答案】C
解析：由F
对密闭的气体做功，容器及活塞绝热，则Q＝0，由功和内能的关系知理想气体内能增大，T升高，再根据＝C，V减小，p增大，故选C．
2．(2019江苏校级模拟)以下说法中正确的是( )
A．系统在吸收热量时内能一定增加
B．悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5粒子，气温越低，运动越剧烈
C．封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍
D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力
【答案】C
解析：根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，系统在吸收热量时，同时向外放热，则内能不一定增加，故A错误；当温度越高时，分子运动越激烈，导致布朗运动的颗粒也激烈，故B错误；由＝C，当温度不变，体积减半，则气体压强p加倍，即单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，故C正确；铁棒没有断，说明此时分子间同时存在引力与斥力，分子力体现为引力，故D错误；故选C．
3．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( )
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
【答案】C
解析：打开卡子后，容器内气体膨胀对外界做功，内能减少、温度降低，故C正确．
4．下面关于功和内能及热和内能关系的说法错误的是( )
A．做功和热传递在改变系统的内能上是等效的
B．做功过程是使系统的内能和其他形式能的转化
C．热传递是不同物体(或同一物体的不同部分)之间内能的转移
D．做功和热传递在本质上是一样的
【答案】D
解析：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但二者又有本质的区别，做功是内能与其他形式的能之间的转化，热传递是不同物体之间内能的转移．故D选项错误．
5．如图所示，直立容器内部有被隔板隔开的A，B两部分气体，A部分气体的密度小，B部分气体的密度大，抽去隔板，加热气体，使两部分气体均匀混合，设在此过程中气体吸热Q，气体内能的增量为ΔU，则( )
A．ΔU＝Q
B．ΔUC．ΔU>Q
D．无法比较
【答案】B
解析：抽出隔板，气体均匀混合，由于A部分气体的密度小，B部分气体的密度大，因此混合后气体整体的重心上升，重力势能增加．这样气体吸收的热量除增加内能外，还增加重力势能，因此ΔU6．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )
A．同一物体温度高时，含有的热量多
B．物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高
C．在传热中，放出热量的物体内能一定大于吸收热量的物体的内能
D．热量总是自发地从温度高的物体传给温度低的物体
【答案】D
解析：同一物体温度高时，内能大，只有传热过程转移的内能才能称为热量，A、B错误；在传热过程中，热量从温度高的物体传给温度低的物体，温度高的物体内能不一定大，故D正确．
7．如图所示，A，B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体的温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，则( )
A．A球吸收的热量较多
B．B球吸收的热量较多
C．两球吸收的热量一样多
D．无法确定
【答案】B
解析：A，B两球升高同样的温度，体积又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做的功多，因此B球吸收的热量多．
8．(2019渭南模拟)下列说法正确的是( )
A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动
B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C．知道某物体的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
【答案】AD
9．关于内能和机械能，下列说法中正确的是( )
A．机械能很大的物体，其内能一定很大
B．物体机械能损失时，内能可能增加
C．物体内能损失时，机械能必然会减少
D．物体机械能为零时，内能必不为零
【答案】BD
解析：内能与机械能的区别：(1)内能是由大量分子热运动和分子间的相对位置决定的能，机械能是物体由于做机械运动、发生弹性形变或由于被举高而具有的能量；(2)物体的机械能在一定条件下可等于零，但物体的内能不可能为零．内能与机械能的联系是内能和机械能在一定条件下可以相互转化．
10．下列说法中正确的是( )
A．热量是物体在热传递过程中内能的变化量
B．热能是内能的确切说法
C．个别分子是有温度可言的
D．热量有可能从内能少的物体传给内能多的物体
【答案】AD
二、非选择题(本题2小题，共40分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和主要演算或推导步骤，有数值计算的题要有相应的单位，只写出最后答案不得分，非解答题不需写过程)
11．(20分)某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计．一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5
m．将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向．在气体温度为270
K时，用一段水银将长度为0.3
m的气柱封闭在管内．实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)．
A
b
(1)管内水银柱长度为
________
m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为_______
K．
(2)若气柱初始长度大于0.3
m，该温度计能测量的最高温度将________(填“增大”“不变”或“减小”)．
(3)若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将________(填“偏高”“不变”或“偏低”)．
【答案】(1)0.1 360
(2)减小 (3)偏低
解析：(1)由于轻质管可以绕O点转动，设水银长度的一半为x，封闭气体长度为l，通过力矩关系有
FL＝2ρgSx(l＋x)
研究气体长度为0.3
m和0.35
m两个位置，可以计算出水银长度为2x＝0.1
m
为保证水银不溢出，水银刚好到达管口，此时封闭气体长度l＝0.4
m，则根据＝，可以算出此时温度为T＝360
K．
(2)根据上题结论，从公式＝可以看出，后来温度与原来的气体长度有反比关系，所以该温度计能够测量的最大温度将会减小．
(3)实验过程中大气压强增加，公式＝，得到T＝，温度会增加，但如果仍然用＝计算的话，会出现测量值偏低．
12．(20分)某同学想要估测太阳每秒辐射到地球表面上的能量，他用一个横截面积为S＝3.2
dm2的保温圆筒，内装质量为m＝0.4
kg的水，让太阳光垂直照射3
min，水升高的温度Δt＝2.2
℃.已知水的比热容c＝4.4×103
J/(kg·℃)，地球半径为R＝6
400
km，试求出太阳光向地球表面辐射能量的功率．
【答案】8.2×1016
W
解析：太阳光辐射到水中的能量
Q＝cmΔt＝4.2×103×0.4×2.2
J＝3
696
J
太阳光垂直辐射到地球1
m2面积上的能量的功率
P＝＝
W≈6.4×102
W
太阳光向地球表面辐射能量的功率为
P′＝PπR2＝6.4×102×π×(6
400×103)2W≈8.2×1016
W．
