6．(2010·孝感模拟)柴油机使柴油燃料在它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，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，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：B

5．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：CD

4．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：D

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

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ΔU＝W+Q，Q＝0，W为负值，ΔU也为负值，温度降低，故C正确．

答案：C

2．(2010·保定模拟)下列说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．任何物体的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：C

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：AB

14．(12分)在高为h＝0.8 m的光滑桌面上放着一个质量为M＝2 kg的木块，一颗质量

m＝10 g的铅弹从水平方向射中木块(未穿出)，把木块打落在地面上，落地点与桌边

的水平距离s＝0.4 m．设增加的内能有η＝60%使铅弹的温度升高，铅弹的温度升高

多少度？

解析：铅弹射入木块后与木块一起做平抛运动，运动过程中动量守恒，但是铅弹射入

木块过程中克服摩擦力做功，能量损失，损失的机械能可利用能量守恒求出：

ΔE＝mv₀²－(M+m)v²

铅弹射入木块后与木块一起做平抛运动的初速度为

v＝＝ m/s＝1 m/s

根据动量守恒定律mv₀＝(M+m)v得：

v₀＝v＝×1 m/s＝201 m/s

则系统损失的机械能为：

ΔE＝mv₀²－(M+m)v²

＝×0.01×201² J－×(2+0.01)×1² J＝201 J

它转化为铅弹增加的内能为：

cmΔt＝η·ΔE

Δt＝＝ ℃＝92.8℃.

答案：92.8℃

13．(14分)1791年，米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千

万分之一．

(1)请由此估算地球的半径R(保留两位有效数字)．

(2)太阳与地球的距离是1.5×10¹¹ m，太阳光以平行光束入射到地面．地球表面的面

积被水所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×10²⁴

J．设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出

去．太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1 kg水需要2.2×10⁶ J的能

量)，而后凝结成雨滴降落到地面．

①估算整个地球表面的年平均降雨量．(以毫米表示，球面积为4πR²)

②太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面，W只是其中的一部分，太阳辐射

到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由．

解析：(1)由题中米的长度定义模型可知，赤道到北极的长度约为地球周长的，等于

1米的一千万倍，则有2πR×＝1.0×10⁷ m，解得地球半径R＝6.4×10⁶ m.

(2)①太阳一年中辐射到地球水面部分的总能量为W＝1.87×10²⁴ J．设凝结成雨滴年

降落到地面上水的总质量为m，根据题意，有

m＝ kg

≈5.14×10¹⁷ kg

设降落到地面的雨水能使整个地球表面覆盖一层厚度为h的水，h即为年降雨量．

若水的密度为ρ，则有m＝ρ·4πR²h，故h＝

＝ m＝1.0×10³ mm

可见整个地球表面年平均降雨量约为1.0×10³ mm

②主要是因为：大气层的吸收，大气层的散射或反射，云层遮挡等．

答案：(1)6.4×10⁶ m　(2)①1.0×10³ mm　②见解析

12．(12分)用能够放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的立方体小颗粒(碳)

体积为0.1×10^－9 m³，碳的密度是2.25×10³ kg/m³，摩尔质量是1.2×10^－2 kg/mol，阿

伏加德罗常数为6.0×10²³ mol^－1，则该小颗粒含分子数约为多少个？(取1位有效数字)

解析：设小颗粒边长为a，放大600倍后，则其体积为V＝(600a)³＝0.1×10^－9 m³，实

际体积V′＝a³＝ m³.质量为m＝ρV′＝×10^－15 kg，含分子数为N＝

×6.0×10²³个≈5×10¹⁰个．

答案：5×10¹⁰个

11．(12分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用

酒精油酸溶液每10⁴ mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器

测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的

浅盘里．待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在

玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标板上，

其形状和尺寸如图6所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.试求：

(1)油酸膜的面积是多少？

(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积；

(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．

解析：(1)由题图，可得油膜面积S＝100 cm²

(2)由1 mL溶液中有75滴，1滴溶液的体积为 mL，又每10⁴ mL溶液中有纯油酸

6 mL， mL溶液中纯油酸的体积V＝ mL＝8×10^－6 mL.

(3)油酸分子直径d＝＝ cm＝8.0×10^－10 m.

答案：(1)100 cm²　(2)8×10^－6 mL　(3)8.0×10^－10 m