熱力學基礎
(時間:90分鐘 滿分:100分)
第Ⅰ卷(選擇題,共48分)
一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項符合題目要求)
1.下述做法能改善空氣質量的是( )
A.以煤等燃料作為主要生活燃料
B.利用太陽能、風能和氫能等能源替代化石能源
C.鼓勵私人購買和使用汽車代替公交車
D.限制使用電動車
解析:選B 以煤為燃料會有SO2等物質生成,污染空氣,燃油車增多,污染物排放越多,空氣質量下降,故A,C錯誤;使用電動車和用太陽能、風能和氫能,無污染物排放,不影響空氣質量,故B正確,D錯誤。
2.關于熱力學第一定律和熱力學第二定律,下列論述正確的是( )
A.熱力學第一定律指出內能可以與其他形式的能相互轉化,而熱力學第二定律則指出內能不可能完全轉化為其他形式的能,故這兩條定律是相互矛盾的
B.內能可以轉化為其他形式的能,只是會產生其他影響,故兩條定律并不矛盾
C.兩條定律都是有關能量的轉化規(guī)律,它們不但不矛盾,而且沒有本質區(qū)別
D.其實,能量守恒定律已經包含了熱力學第一定律和熱力學第二定律
解析:選B 熱力學第一定律和熱力學第二定律并不矛盾,對于機械能和內能的轉化所具有的方向性也是存在的,故B正確。
3.下列過程中,可能發(fā)生的是( )
A.某工作物質從高溫熱源吸收20 kJ的熱量,全部轉化為機械能,而沒有產生其他任何影響
B.打開一高壓密閉容器,其內氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)溢進去,恢復原狀
C.利用其他手段,使低溫物體溫度更低,高溫物體的溫度更高
D.將兩瓶不同液體混合,然后它們又自發(fā)地各自分開
解析:選C 根據(jù)熱力學第二定律,熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳遞給高溫物體,而不引起其他的變化,但通過一些物理手段是可以實現(xiàn)的,故C項正確;內能轉化為機械能不可能自發(fā)地進行,要使內能全部轉化為機械能必定要引起其他影響,故A項錯;氣體膨脹具有方向性,故B項錯;擴散現(xiàn)象也有方向性,D項也錯。
4.如圖所示,A、B是兩個完全相同的球,分別浸沒在水和水銀的同一深度內。當溫度稍微升高時,球的體積會明顯變大。如果開始水和水銀的溫度相同,且兩液體溫度同時緩慢升高同一值,兩球膨脹后,體積相等。則( )
A.A球吸收的熱量較多
B.B球吸收的熱量較多
C.兩球吸收的熱量一樣多
D.無法確定
解析:選B A、B兩球升高同樣的溫度,體積又相同,則二者內能的變化相同,而B球是處在水銀中的,B球膨脹時受到的壓力大,對外做功多,因此B球吸收熱量多。故B項正確。
5.“綠色、環(huán)保、低碳”是當今世界的關鍵詞,“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源。關于能源與能量,下列說法正確的是( )
A.能量被使用后就消失了,所以要節(jié)約能源
B.自然界中石油、煤炭等能源是可再生資源,可供人類長期使用
C.能量被使用后雖然沒有減少,但可利用的品質下降了,所以要節(jié)約能源
D.人類可以不斷開發(fā)和利用風能、太陽能等新的能源,所以能量可以被創(chuàng)造
解析:選C 能量守恒定律告訴我們,能量是不會減少的,煤炭、石油、天然氣等化石能源使用后,化學能轉化為內能耗散了,雖然總能量沒有減少,但是可以利用的品質降低了,故依然要節(jié)約能源,選項A錯誤,C正確;自然界中石油、煤炭等能源是有限的,故會不斷減少,選項B錯誤;人類不斷地開發(fā)和利用新的能源,如風能、太陽能,本質上都來源于太陽,符合能量守恒定律,選項D錯誤。
6.某校中學生參加電視臺“異想天開”節(jié)目的活動,他們提出了下列四個設想方案,從理論上講可行的是( )
A.制作一個裝置從海水中吸收內能全部用來做功
B.制作一種制冷設備,使溫度降至絕對零度以下
C.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴重污染了空氣,想辦法使它們自發(fā)地分離,既清潔了空氣,又變廢為寶
D.將房屋頂蓋上太陽能板,可直接用太陽能來解決照明和熱水問題
解析:選D 根據(jù)熱力學第二定律知道,在不產生其他影響時,內能不能全部轉化為機械能,因此從海水中吸收內能全部用來做功而不產生其他影響是不可能實現(xiàn)的,選項A錯誤;絕對零度是溫度的極值,是不能達到的,選項B錯誤;有害氣體和空氣不可能自發(fā)地分離,選項C錯誤;利用太陽能最有前途的領域是通過太陽能電池將太陽能轉化為電能再加以利用,選項D正確。