精品教与学2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第10章《热力学定律》章末检测

答案 A

第Ⅱ卷(非选择题40分)

二、计算题(本题包括3个小题，共40分，要求写出必要的文字和重要步骤及物理量的单位)

11．(12分)已知地球半径为6400 km，已知太阳辐射向空间的总功率为3.8×1026 W，辐射到地球的太阳能总功率为1.7×1017 W．估计地球到太阳的距离，并计算太阳的质量．(G＝6.67×10－11 N·m2/kg2)

解析 设地球到太阳的距离为R，由能量分配可得 πrE总＝E 4πR2

因E总＝3.8×1026W，E＝1.7×1017 W， r

所以R＝ 2

E总6.4×106

＝E2

3.8×1026

m

1.7×1017

2

＝1.5×1011 m.

已知地球绕太阳公转的周期，由万有引力定律得： Mm4π2

G2＝m2·R RT4π2R3M＝

GT2

11

37

2

＝

6.67×10

－11

kg＝2×1030 kg.

答案 1.5×1011 m 2×1030 kg

12．(14分)某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1 m2的水盆盛6 kg的水，经太阳垂直照射15 min，温度升高5 ℃，若地表植物每秒接收太阳能的能力与水相等，试计算：

(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？

(2)若绿色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少氧气？(1公顷＝104 m2)

解析 据水升温吸收的热量，便可求出单位面积单位时间吸收的太阳能，进而可求出每公顷绿地每秒放出的氧气．

(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为

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cmΔt4.2×103×6×52P＝＝ J/(m·s)

St0.1×15×60＝1.4×103J/(m2·s)．

104×1.4×103

(2)氧气的体积为V＝×0.05 L＝700 L.

103答案 (1)1.4×103 J/(m2·s) (2)700 L

13．(14分)如图所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J，求：

(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？ (2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？

解析 (1)沿a→c→b过程

ΔU＝W＋Q＝(－126＋335)J＝209 J. 沿a→d→b过程

ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)]J＝251 J，即有251 J的热量传入系统．

(2)由a→b，ΔU＝209 J

由b→a，ΔU′＝－ΔU＝－209 J. ΔU′＝W″＋Q″＝84 J＋Q″， Q″＝(－209－84)J＝－293 J. 负号说明系统放出热量． 答案 (1)251 J

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(2)放热 293 J

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