最新精选高中选修3物理第十章 热力学定律人教版拔高训练第一百篇

第十章热力学定律知识建构专题应用专题一做功与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。

理解时应注意以下两点：(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。

【专题训练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，室内会变凉快题后反思：由于做功和热传递在改变物体内能上是等效的，所以如果物体内能发生变化，除非事先知道，否则无法断定是通过哪种方式(做功还是热传递)实现的。

专题二热力学第一定律的理解与应用1．表达式：ΔU＝Q＋W。

2．ΔU、Q、W的正负问题凡有利于物体内能增大的，取正号，如内能增加ΔU为正，外界对物体做功W取正号，外界给物体传递热量Q取正号，反之取负号。

3．综合问题要理解内能概念记住影响内能大小的因素，对于气体要抓住体积变化是做功的标志(V变大，对外做功，反之对内做功)，对于理想气体要抓住温度变化是内能变化的标志(T升高，内能变大，反之，内能减小)。

【专题训练2】如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中。

设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计空气分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小()。

A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小专题三能量守恒定律的应用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。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作双基限时练(十六) 热力学第二定律的微观解释能源和可持续发展1．(多选题)关于“温室效应”，下列说法正确的是( )A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”B. 石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”C. “温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D. “温室效应”使得土壤酸化解析“温室效应”的产生是由于石油和煤炭等燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是使地面气温上升，两极冰雪融化，海面上升，故B、C选项正确．答案BC2．(多选题)关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )A．在任何自然过程中一个孤立系统的总熵不会减小B．一切自然过程总是沿着分子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．热力学第二定律也叫熵增加原理解析由热力学第二定律可知，A、D选项正确．答案AD3．下列说法中正确的是( )A．机械能和内能之间的转化是可逆的B．气体向真空的自由膨胀是可逆的C．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较有序的D．如果一个“宏观态”对应的“微观态”比较多，就说明这个“宏观态”是比较无序的解析热现象的宏观过程都是不可逆的，故A、B选项错误；微观态越多越无序，故D选项正确．答案 D4．(多选题)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是( )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，能源是取之不尽，用之不竭的C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护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解析由于能量的耗散，使得能利用的能源越来越少，故B选项错误．答案ACD5．(多选题)下列关于熵的说法中正确的是( )A．熵值越大，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高B．熵值越小，意味着系统越“混乱”和“分散”，无序程度越高C．熵值越大，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序D．熵值越小，意味着系统越“整齐”和“集中”，也就是越有序答案AD6．(多选题)倒一杯热水，然后加入适量的糖后，糖会全部溶于水中，但一段时间后又观察到杯底部有糖结晶，关于这个过程下列叙述正确的是( )A．溶解过程是自发的，结晶过程也是自发的，因此热力学第二定律是错误的B．溶解过程是有序向无序转变的过程C．结晶过程是有序向无序转变的过程D．结晶过程不是自发的，因为有外界的影响答案BD7．(多选题)下列说法正确的是( )A．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则B分布更无序B．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布，则A分布更无序C．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是可逆的D．大量分子的集合能自发地从A分布进入B分布，则该过程是不可逆的解析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．如果大量分子的集合从A分布进入B分布的概率大于从B分布进入A分布的概率，则说明B分布更无序一些，A正确，B错误．大量分子的集合自发的运动过程是不可逆的，D正确，C错误．答案AD8．(多选题)以一副扑克牌为例，下列关于有序和无序、宏观态和微观态的认识中不正确的是( ) 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．一副扑克牌，这就是一个宏观态，将牌洗动一次就是一个微观态D．一副扑克牌按偶数和奇数分成两部分，这是一个宏观态，从偶数部分抽出一张插入到奇数部分，它是该宏观态对应的一个微观态解析选项个性分析 综合点评A 正确扑克牌的排列是有确定规则的，是有序的 规定了某个规则，就规定了一个“宏观态”，符合这个规则的就是有序，破坏了这个规则，则原有“宏观态”改变 B 错误按偶数和奇数分成两部分，是有序的，内部是无序的 C 正确 一副扑克牌是一个系统，是一个宏观态，洗动一次，该状态为这副扑克牌宏观态对应的一个微观态；奇偶分开是一种宏观态，从偶数部分抽出一张插入到奇数部分，原宏观态被破坏D 错误 答案 BD9．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，去感觉一下尾气的温度，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它的气缸中燃烧，产生高温高压的气体，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．故B 正确．答案 B10．凡是能提供某种形式能量的物质，或是物质各种各样的运动，统称为能源，下面是一组关于能源的问题，请完成下列题目．(1)“能源分类的相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是 ( )A．煤炭、石油、天然气B．水能、生物质能、天然气C．太阳能、风能、生物质能D．地热能、海洋能、核能(2)煤、石油、天然气和生物质能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．来自太阳辐射的能源D．污染环境的能源(3)煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( )A．太阳辐射能→化学能→热能B．太阳辐射能→机械能→电能C．生物质能→电能→化学能→热能D．太阳辐射能→机械能→化学能答案(1)C (2)C (3)A11．在上海市青少年校外活动营地“东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验．某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：(a)内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为 1 m2；(b)盛水塑料袋一个；(c)温度计一个；(d)玻璃板一块(约1 m2)．如图所示．(a) (b) (c) (d)假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在下图中．如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量Δt间的关系是Q＝ cmΔt，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、Δt外，还应测量的物理量是________，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：_______________________________________________.答案实验图示如下：时间T(或t)产生误差的主要原因：太阳能没有全部被水吸收(或水吸收的太阳能还有一部分损失等)12．据《中国环境报》报道：从一份简单科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%以上，研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元．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．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？说明其理由并举出几种控制酸雨的有效途径．答案这种做法不可取．建设高烟囱只能降低地面SO2的浓度，不能从根本上降低大气中SO2的浓度．控制酸雨的途径主要有三个：一是对煤、石油等传统能源进行处理，使其燃烧过程不产生SO2；二是对SO2回收；三是开辟“绿色能源”，主要是氢能源．13．一锅开水投入了5个糖馅的甜汤圆，随后又投入了5个肉馅的咸汤圆，甜、咸汤圆在沸水中翻滚，象征着封闭系统进入了一个自发的过程，随后，用两只碗各盛了5个汤圆，每碗汤圆中共有六种可能：①全是甜的②全是咸的③1甜4咸④4甜1咸，这是四种不平衡的宏观态⑤2甜3咸⑥3甜2咸，这是两种相对平衡的宏观态．两只碗各盛5个汤圆共有32种组合方式，我们称为32个微观态，则：(1)以上六种宏观态所对应的微观态的个数各是多少？请设计一个图表来表示．(2)以上相对平衡的宏观态出现的概率是多少？答案(1)宏观态对应的微观态个数(2)相对平衡的宏观态出现的概率为：P＝10＋101＋1＋5＋5＋10＋10＝58.。

高中物理学习材料唐玲收集整理双基限时练(十三) 功和内能热和内能1．(多选题)用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是( )A．搓搓手会感到手暖和些B．汽油机气缸内被压缩的气体C．车刀切下的炽热的铁屑D．物体在阳光下被晒热答案ABC2．物体获得一定初速度后，沿着粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统( ) A．机械能守恒B．动能与内能之和守恒C．机械能和内能都增加D．机械能减少，内能增加2．(多选题)对于热量、功和内能三者的下列说法中正确的是( )A．三者单位相同，物理意义相同B．热量和功是内能的量度C．热量和功由过程决定，而内能由物体状态决定D．系统内能增加了100 J，可能是外界采用绝热方式对系统做功100 J，也可能是外界单纯地对系统传热100 J解析热量、功和内能三者尽管单位相同，但物理意义有本质区别，A错．热量和功由过程决定，内能由物体状态决定，热量和功是内能变化的量度，C对，B错．对一个绝热过程ΔU＝W＝100 J，对一个单纯热传递过程ΔU＝Q＝100 J，D对．答案CD3．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有( )A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移的量度解析物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D 是正确的．答案 D4．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 JD．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，因此答案C错误．答案 D5．(多选题)关于热传递的下述说法中正确的是( )A．热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B．热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C．热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D．只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化答案BC6．如图所示，瓶内装有少量的水，瓶口已塞紧，水上方空气中有水蒸气，用打气筒向瓶内打气，当塞子从瓶口跳出时，瓶内出现“白雾”，这一现象产生的原因可以用下面三句话解释：甲：水蒸气凝结成小水珠；乙：瓶内气体推动瓶塞做功，内能减小；丙，温度降低．三句话正确的顺序是( )A．甲、乙、丙B．乙、丙、甲C．丙、甲、乙D．乙、甲、丙解析根据题意因果顺序的进程为：空气推动瓶塞做功——空气内能减小——瓶内空气温度降低——瓶内水蒸气液化成小水珠即“白雾”，而瓶塞跳起的原因是用打气筒往瓶内打气使气体压强增大所致．答案 B7.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．现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，内能增加解析向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C选项正确．答案 C8．如图所示，气缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是( ) A．ΔE＝mghB．ΔE>mghC ．ΔE<mghD ．以上三种情况均有可能解析 气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh 和乙气体分子对活塞的力做功W 乙，且为正功，ΔE ＝mgh ＋W 乙．答案 B9．(多选题)如图所示，绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力)，用电阻丝缓慢对其加热时，绝热活塞无摩擦地上升，下列说法正确的是( )A ．单位时间内气体分子对活塞碰撞的次数减少B ．电流对气体做功，气体对外做功，气体内能可能减少C ．电流对气体做功，气体又对外做功，其内能可能不变D ．电流对气体做功一定大于气体对外做功解析 由题意知，气体压强不变，活塞上升，体积增大，由pV T＝恒量知，气体温度升高，内能一定增加，由能的转化和守恒知，电流对气体做功一定大于气体对外做功，B 、C 均错，D 项正确．由气体压强的微观解释知温度升高，气体分子对活塞的冲力增大，而压强不变；单位时间内对活塞的冲力不变．因此单位时间内对活塞的碰撞次数减少，A 对．答案 AD10．如下图所示容器中A 、B 各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A 、B 的底部由带阀门K 的管道相连，整个装置与外界绝热，原先，A 中水面比B 中高，打开阀门，使A 中的水逐渐向B 中流，最后达到平衡，在这个过程中( )A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力对水不做功，水的内能不变D．大气压力对水不做功，水的内能增加解析打开阀门，重力对水做功，此系统绝热，水的内能增加．答案 D11．(多选题)在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列做法中正确的是( ) A．做功使木块内能改变B．子弹损失的机械能，等于子弹与木块增加的内能C．子弹损失的机械能，等于木块动能的增加和木块、子弹内能的总和D．子弹与木块总动能守恒解析子弹损失的动能，一部分转化为木块的动能，一部分转化为内能．答案AC12．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，A、B两球用同一种材料制成，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，且两液体温度同时缓慢升高同一值，两球膨胀后，体积相等，那么( )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 ．无法确定解析 两球初末态温度相同，初末态体积相同，所以内能增量相同，但水银中的B 球膨胀时对外做功多，所以吸热较多，故B 选项正确．答案 B13．用5 N 的力垂直推动活塞压缩绝热气缸的气体，活塞的位移为0.1 m 时，气体内能的变化量是多少？内能增加了还是减少了？解析 外界对气体做功W ＝Fs ＝5 N ×0.1 m ＝0.5 J ，气体内能增加，增加量为0.5 J.答案 增加了0.5 J14．太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4 kW ，今要用凹面镜制成的太阳灶烧水，并要使初温为20 ℃、质量为5 kg 的水在1 200 s 内沸腾，则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少？(设太阳灶的总效率为50%)解析 设凹面镜的直径为d ，在t ＝1 200 s 内太阳辐射到凹面镜的能量E ＝Pt ·S ＝14×3.14d 2×1 400×1 200 ＝1.318 8×106d 2根据能量守恒可知50%E ＝cm Δt1．318 8×106d 2×50%＝4.2×103×5×(100－20)d ＝1.6 m.答案 1.6 m。

最新精选人教版高中物理选修3[第十章热力学定律]习题精选[含答案解析]第三十篇第1题【单选题】以下说法正确的是( )A、分子间的相互作用力一定随着距离的增大而增大B、孤立系统总是从熵大的状态向熵小的状态发展C、温度升高，每个分子的动能都增大D、露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【答案】：【解析】：第2题【单选题】内燃机的做功过程是气缸内高温高压气体的膨胀过程，如图．对这一过程气缸内的气体，下列叙述正确是( )A、气体对外做功，部分机械能转化为内能B、气体的分子势能减少C、气体从外界吸收热量D、气体的温度下降【解析】：第3题【单选题】关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( )A、第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B、第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C、由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D、由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列说法中错误的是( )A、一切互为热平衡的物体具有相同的热量B、热平衡定律还提供了测量温度的方法C、若物体A，B与C同时达到热平衡，则A，B互为热平衡D、温度是大量分子热运动的集体表现，具有统计意义，就单个分子而言，温度没有意义【解析】：第5题【单选题】如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止，气缸和活塞的总质量为M ，气缸内封闭一定质量的理想气体．设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，不漏气，外界大气的压强和温度不变．现在气缸顶上缓慢放上一个质量为m的物体．当系统平衡时，下列说法正确的是( )A、外界对缸内气体不做功，缸内气体的压强和温度不变B、外界对缸内气体做正功，气缸内气体的内能增加C、气体对外放热，内能不变D、单位时间内缸内气体分子对缸壁单位面积的碰撞次数减少【答案】：【解析】：第6题【单选题】国际单位制由基本单位和导出单位组成．下列物理单位属于基本单位的是( )A、m/sB、NC、mD、J【答案】：【解析】：第7题【单选题】对于一定质量的理想气体，下列过程不可能发生的有( )A、气体膨胀对外做功，温度降低B、气体吸热，温度升高C、气体放热，温度升高D、气体膨胀，同时向外放热，而气体温度升高【答案】：【解析】：第8题【单选题】带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c ，b、c状态温度相同，如V﹣T图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb和Pc ，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac ，则( )A、pb＞pc ，Qab＞QacB、pb＞pc ，Qab＜QacC、pb＜pc ，Qab＜QacD、pb＜pc ，Qab＞Qac【答案】：【解析】：第9题【单选题】如图所示，质量不计的活塞把一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止状态．现在对气体缓慢加热，同时不断去走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走，则在此过程中( )A、气体压强增大，内能可能不变B、气体温度可能不变，气体对外做功C、气体的体积增大，压强减少，对外不做功D、气体对外做功，内能一定增加【答案】：【解析】：第10题【单选题】下列说法中不正确的是( )A、熵是物体内分子运动无序程度的量度B、若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，压强不变C、多晶体具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性D、农民在干旱天气里锄松土壤是为了破坏土壤中的毛细管【答案】：【解析】：第11题【多选题】下列说法中正确的是( )A、根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传递到高温物体B、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性C、当分子间的距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小D、温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统温度相同E、第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能同时又不引起其他变化【答案】：【解析】：第12题【填空题】热力学第三定律的内容为：热力学零度______．摄氏温度为t=27℃相对应的热力学温度为T=______K ．【答案】：【解析】：第13题【解答题】一定质量的某种理想气体的体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A 时压强p0=1.0×10^5Pa、体积V0=800cm^3 ，线段AB与V轴平行，BC延长线过坐标原点O．①求该气体状态B时的压强；②已知该气体从状态B变化到状态C过程中，向外界放热60J，求该过程中气体内能的变化量．【答案】：【解析】：。

第十章热力学定律教学目标：1．知识目标通过例题的讲解，使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解，并能熟练应用本章知识分析解决物理问题。

2．能力目标在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。

3．物理方法教育目标通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。

复习重点：对物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学教具投影片，学案教学过程一、本章知识脉络二、本章要点追踪1．改变物体的内能有两种方式（1）做功：在绝热过程中，外力做功，物体内能增加；克服外力做功，物体内能减少。

（2）热传递：在单纯传热过程中，吸收热量，物体内能增加；放出热量，物体内能减少。

（3）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有区别，做功是能量的转化，热传递是能量的转移。

2．热传递热量从高温物体传到低温物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程叫做热传递。

热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。

在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。

（1）热传导是由于大量分子、原子等相互碰撞，使能量从物体的高温部分传至低温部分的过程。

热传导是固体热传递的主要方式，在气体和液体中，热传导往往与热对流同时进行。

（2）热对流是靠液体或气体的自然流动，使能量从高温部分传至低温部分的过程。

热对流是液体和气体热传递的主要方式。

（3）热辐射是物体不依靠任何媒质，直接将能量以电磁辐射的形式发出，传给其他物体的过程。

热辐射是远距离热传递的主要方式。

3．热力学第一定律在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU。

即ΔU＝Q＋W。

利用ΔU＝Q＋W讨论问题时，必须弄清其中三个量的符号法则。

外界对物体做功，W取正值，反之取负值；物体从外界吸收热量，Q取正值，反之取负值；物体内能增加ΔU取正值，反之取负值。

新人教版选修3-3《第10章热力学定律》课时作业物理试卷一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1. 下列说法正确的是（）A.机械能全部变成内能是不可能的B.第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C.根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D.从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的2. 关于系统内能的下列说法中正确的是（）A.物体内所有分子的平均动能与分子势能的总和叫物体的内能B.当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C.外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即△U＝WD.系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加多少，即△U＝Q3. 一定量气体膨胀做功100J，同时对外放热40J，气体内能的增量△U是（）A.60JB.−60JC.−140JD.140J4. 固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略。

假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变。

若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体的下列结论，其中正确的是（）A.气体对外做功，气体内能减小B.气体对外做功，气体内能不变C.外界对气体做功，气体内能不变D.气体向外界放热，气体内能不变5. 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6. 给旱区送水的消防车停于水平面，在缓缓放水的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体（）A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减少D.内能增加7. 带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，V−T图如图所示．设气体在状态b和状态c的压强分别为P b和P c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac，则（）A.p b>p c，Q ab>Q acB.p b>p c，Q ab<Q acC.p b<p c，Q ab<Q acD.p b<p c，Q ab>Q ac8. A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-3 第十章热力学定律测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A．放热B．压强减小C．分子的热运动加剧D．分子间的引力和斥力都减少2.关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是()A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变，物体向外传出一定热量，其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变3.下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是()A．将铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高B．烧开水时，蒸汽将壶盖顶起C．铁块在火炉中被加热D．铁球从空中自由下落(不计空气阻力)4.以下说法正确的是()A．热量自发地从甲物体传到乙物体，甲的内能不一定比乙大B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源，所以可制造一台利用水能的机器，效率可达100% D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的5.关于热力学第二定律，下列说法正确的是()A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C．热力学第二定律是物理学家从理论推导出来的结果D．热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义6.下列属于可再生能源的是 ()A．电能B．水流能、风能C．煤炭D．核能、太阳能7.下列关于内能与热量的说法中，正确的是()A．马铃薯所含热量高B．内能越大的物体热量也越多C．热量自发地从内能大的物体传向内能小的物体D．热量自发地从温度高的物体传向温度低的物体8.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J9.关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是()A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止10.下列新能源中，不属于清洁能源的是()A．风能B．太阳能C．核能D．潮汐能11.如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用阀门K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高.现打开阀门K，从打开阀门到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔE k；大气对液体做功为W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3，由功能关系可得：①W1＝0；②W2－W3＝ΔE k；③W2－W3＝Q＝ΔU；④W3－Q＝ΔU.其中，正确的是()A．①②③B．①②④C．②③D．①③12.下列说法正确的是()A．若A、B两物体接触但没有热传递，则两物体所包含的热量相等B．做功和热传递的共同点是都能使系统内能改变C．一个物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量D．高温物体内能多，低温物体内能少13.关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是()A．液体分子的无规则运动称为布朗运动B．物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大C．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D．气体的温度升高，气体的压强一定增大14.一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是()A．不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大B．若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大C．若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变D．若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大15.“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰.1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气.下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是()A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10分,共40分)16.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？17.某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？18.如图所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J，在B→C和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J.求气体完成一次循环对外界所做的功.19.如图所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S，在t时间内集热箱里气体膨胀对外做功的数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量的50%被箱内气体吸收，求：(1)这段时间内集热箱内的气体共吸收的热量；(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率.答案解析1.【答案】A【解析】温度不变，洗衣缸内水位升高时，封闭气体压强增大，体积减小，外界对气体做功，W>0，又因ΔU＝0，由ΔU＝Q＋W知，Q<0，气体放出热量，A正确，B错误；因为温度不变，C项错误.因为气体体积减小，所以分子间的引力和斥力都增大，D项错误.2.【答案】B【解析】温度变化时，物体的分子平均动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递.由热力学第一定律可知B正确，C、D错.3.【答案】A【解析】铁球自由下落时，重力势能全部转化为动能，内能不变，D选项错误；铁块在火炉中由于热传递内能增加，C选项错误；蒸汽将壶盖顶起时，蒸汽对外界做功，内能减少，B选项错误；将铁丝弯曲时外界对弯曲处铁丝做功，弯曲处铁丝温度升高，铁丝内能增加，A选项正确.4.【答案】A【解析】热量自发地从甲传到乙，说明甲的温度高于乙的温度，但物体的内能除与温度有关外，还与物体体积及物质的量等因素有关，甲的内能不一定大于乙的内能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致环境污染，B错；水能虽然是可再生能源，由热力学第二定律可知，效率不可能达到100%，C错；煤、石油等常规能源的储存量是有限的，是不可再生能源，D错.5.【答案】B【解析】热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象的分析，又总结了生产和生活经验得到的结论，是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的.它揭示了热现象宏观过程的方向性，使人们认识到第二类永动机不可能制成.6.【答案】B【解析】A、C、D均为不可再生能源，故答案选B.7.【答案】D【解析】选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；选项B与选项A 存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的传递方向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错，D对.8.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J＋Q，可得Q＝－4 J，即气体放热4 J，选项B对.9.【答案】C【解析】改变物体内能的两种方法：做功和热传递.温度升高，内能可能增加，但不一定是吸收热量，A错误；物体沿斜面下滑，若物体与斜面间有摩擦力，则物体克服摩擦力做功，摩擦生热，物体内能可能增大，B错误，C正确；热传递的条件是存在温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度相同后热传递停止，D错误.10.【答案】C【解析】风能、太阳能、潮汐能对环境不造成污染，是清洁能源.而核能如果没有防护措施会对环境造成一定的污染，所以不属于清洁能源.11.【答案】B【解析】由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔE k，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，可知①、②正确.由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝W3－Q，可知④正确，③错误.综合以上分析可知B正确.12.【答案】B【解析】A、B两物体没有发生热传递是因为两物体温度相等，A错；做功和热传递都是改变内能的方式，B对；物体温度从t1升高到t2，可能是由于吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，C 错；高温物体分子的平均动能大，内能不一定大，D错.13.【答案】B【解析】布朗运动是固体小颗粒在液体分子的无规则撞击下的无规则运动，而不是液体分子的运动，但是可以反映液体分子的无规则运动，选项A错；温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子热运动的平均动能增大，选项B对；改变内能的方式有两种，即做功和热传递，只是从外界吸收热量，无法判断内能变化，选项C错；气体温度升高，根据＝，可知在不明确体积变化的情况下无法判断压强变化，选项D错.14.【答案】D【解析】斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木块下滑时要克服摩擦力做功，故木块机械能减小，由能量守恒定律它的内能将增大，D正确.15.【答案】C【解析】可燃冰实际上是甲烷，根本不会变成油，故C错误.16.【答案】5×104J【解析】选择被压缩的空气为研究对象，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q.由题意可知W＝2×105J，ΔU＝1.5×105J，代入上式得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2×105J＝－5×104J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104J.17.【答案】3.4 kW【解析】以风车的车叶为横截面建立一个圆形气柱.先计算出在时间t内作用于风车的气流质量：m ＝ρ·πr2vt.这些气流的动能为mv2；根据能量转换的效率，转变的电能为E＝mv2×10%.故风车带动发电机发电的功率为P＝＝ρπr2v3×10%.代入数据得P≈3.4 kW.18.【答案】8 J【解析】完成一次循环气体内能不变ΔU＝0，吸收的热量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，气体对外做功为8 J.19.【答案】(1)ΔU＋W(2) 2【解析】(1)设吸收的热量为Q，根据热力学第一定律得：ΔU＝－W＋Q，Q＝ΔU＋W(2)在垂直集热板单位面积上的辐射功率：P＝＝＝2.。

考能提升训练1.(2006天津高考,14)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：物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，所以A选项错误.将内能全部转化为机械能而不引起其他变化是不可能的，选项B错误.在热力学第二定律中，热传导是具有方向性的，不违背能量转化和守恒定律，但不能自发进行，选项D错误.做功和热传递是改变内能的两种方式，选项C正确.答案：C2.(2005广东高考，4)封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）A.气体的密度增大B.气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析：一定质量的理想气体密度大小与体积有关，体积不变，故密度不变；在体积不变时，压强与热力学温度成正比，温度升高，压强增大.而温度是物体内大量分子平均动能大小的标志，温度升高，分子平均动能增大.由于分子平均动能增大，每秒撞击单位面积器壁的分子数增多.选项BD正确.答案：BD3.(2006广东高考，8)图2-2-4为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫致冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中致冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时致冷剂液化，放出热量到箱体外.下列说法正确的是（）图2-2-4A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律D.电冰箱的工作原理违背热力学第一定律解析：根据热力学第二定律知，热量不能自发地以冰箱内低温物体传到冰箱外高温物体而不引起其他变化，选项A错误；电冰箱能够从低温物体吸收热量，是因为电流做了功，消耗了电能，它不违背能的转化与守恒定律，即不违背热力学第一定律.答案：BC4.(2004全国高考，16)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（）A.Q1-Q2=W2-W1B.Q1=Q2C.W1=W2D.Q1＞Q2解析：理想气体的初态和末态相同，则温度相同，理想气体的内能变化为零.由热力学第一定律：ΔU=W总+Q总=（W1-W2）+（Q1-Q2），0=（W1-W2）+（Q1-Q2），所以W2-W1=Q1-Q2.所以A选项正确.答案：A5.(2004北京高考，15)下列说法正确的是（）A.外界对气体做功，气体的内能一定增加B.气体从外界吸收热量，气体的内能一定增加C.气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大D.气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大解析：根据热力学第一定律，气体的内能由做功和热传递共同决定，任何一个因素不能起决定作用，所以选项A、B错误.温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，温度越低，分子平均动能越小，所以选项D正确.答案：D6.(2006重庆高考，16)如图2-2-5所示某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中.设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间相互作用，则被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小（）图2-2-5A.从外界吸热B.内能增大C.向外界放热D.内能减小解析：水温恒定且金属筒缓慢下降，则空气的温度始终不变，气体的内能不变，选项B、D 错误.筒内空气体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律，气体必须向外界放热，选项A错误，所以选项C正确.答案：C7.(2005江苏高考，9)分别以p、V、T表示气体的压强、体积、温度.一定质量的理想气体，其初始状态表示为（p0、V0、T0）.若分别经历如下两种变化过程：①从（p0、V0、T0）变为（p1、V1、T1）的过程中，温度保持不变（T1=T0）；②从（p0、V0、T0）变为（p2、V2、T2）的过程中，既不吸热，也不放热.在上述两种变化过程中，如果V1=V2＞V0，则（）A.p1＞p2,T1＞T2B.p1＞p2,T1＜T2C.p1＜p2,T1＜T2D.p1＜p2,T1＞T2解析：一定质量的理想气体的状态变化，满足理想气体状态方程.在第①个变化过程中，T1=T0为等温变化，又V1＞V0，体积膨胀，系统对外做功，说明系统吸收了热量；第②个变化过程，既不吸热也不放热，且V1=V2＞V0，体积膨胀，对外做功，则温度降低，所以T1＞T2,选项BC错误.由分析知p1＞p2，选项D错误.答案：A8.(2006全国高考Ⅱ，21)对一定量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则（）A.当体积减小时，N 必定增加B.当温度升高时，N 必定增加C.当压强不变而体积和温度变化时，N 必定变化D.当压强不变而体积和温度变化时，N 可能不变解析：一定质量的气体，在单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数，取决于分子密度和分子运动的剧烈程度，即与体积和温度有关，故A 、B 错；压强不变，说明气体分子对器壁单位面积上的撞击力不变，若温度改变，则气体分子平均动能必改变，要保持撞击力不变，则碰撞次数必改变；若体积改变，同理可判，N 也必定变化，故C 对D 错.答案：C9.(2005全国高考Ⅲ，19)一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程.设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（ ）A.外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B.气体对外界做功，气体分子的平均动能增加C.外界对气体做功，气体分子的平均动能减少D.气体对外界做功，气体分子的平均动能减少答案：D10.(2006江西南昌二模，18)一个带活塞的导热性好的汽缸封闭着一定质量的理想气体，当气体在P-V 图像中由A 状态按如图2-2-6的过程缓慢地变化到B 状态，则下列的说法正确的是（ ）图2-2-6A.气体的温度要升高B.气体中每个气体分子的动能都将增大C.气体吸收的热量等于增加的内能D.气体吸收的热量大于增加的内能解析：根据图像可得该过程是等压膨胀变化，气体对外做功，根据理想气体状态方程T pv =nR,热学第一定律W+Q=Δu 可以得正确答案为AD.答案：AD11.(2006广东高考，13)风力发电是一种环保的电能获取方式，图2-2-7为风力发电站外观图，设计每台风力发电机的功率为40 kW,实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29 kg/m 3,当地水平风速约为10 m/s ，问风力发电机的叶片长度约为多少才满足设计要求？图2-2-7解析：风的动能：E k =21mv 2 ① 用t 时间内通过叶片为半径圆的质量：m=ρV=ρ πlvt ② P=t E kη=21ρ πl 2v 3η ③ 由①②③得：l=10 m ④ 答案：10 m12.质量m=10 g 的子弹，水平射入悬挂着的质量为M=1 kg 的沙袋内，沙袋摆起到最高处 时，摆线与竖直方向间的夹角α=60°,摆线长L=1 m ，子弹射入沙袋时产生的热量中有80%被子弹吸收.子弹的温度升高多少摄氏度？（子弹的比热容c=378 J ·kg -1·K -1,g 取10 m/s 2) 解析：子弹射入沙袋的过程中，子弹和沙袋所组成的系统在水平方向动量守恒.即mv=(M+m)v ′ ① 子弹射入沙袋后摆起过程中，机械能守恒 则有：21（M+m ）v ′2=(M+m)gh ② 由几何关系知：h=L(1-cos α) ③ 由③式知：h=1×(1-cos60°) m=0.5 m代入②得：v ′=5.01022⨯⨯=gh m/s=10 m/s 代入①得：v=1001.001.01'⨯+=+v m m M m/s=10110 m/s 所以子弹射入沙袋的过程中，系统机械能的减少量ΔE=［21mv 2-21(M+m)v ′2］=21×0.01×(10110)2 J-21×(1+0.01)×(10)2 J=510.05 J-5.05 J=505 J又因ΔE 的80%转变成系统的内能，所以Q=80%×ΔE=0.8×505 J=404 J.由Q=cm ΔT 得ΔT=01.0378404⨯=cm Q K ≈106.9 K 所以Δt=ΔT=106.9 ℃.答案：106.9 ℃。

高中物理学习材料桑水制作双基限时练(十四)热力学第一定律能量守恒定律1．(多选题)下列关于物体内能的说法正确的是( )A．物体吸收热量，内能一定增加B．物体放出热量，内能一定减少C．当做功和热传递同时存在时，物体的内能可能不变D．物体对外做功，内能可能增加解析当物体从外界吸收的热量Q与对外做的功W正好相等时，物体的内能不变，C正确；当物体对外做功时，如果同时吸收热量Q，且吸收的热量比对外做的功多时，内能就可能增加，D正确．答案CD2．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，外界对其做功解析不计分子势能，故瓶内空气的内能随温度降低，内能一定减小，体积减小了，外界对瓶内气体做功，此过程为放热过程，故D选项正确．答案 D3．在温度均匀且恒定的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀，在气泡上浮的过程中( )A．气泡内的气体向外界放出热量B．气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变C．气泡内的气体对外界做功，其内能减少D．气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变解析小气泡可视为理想气体，在缓慢上升过程中，保持温度与水温相同，即温度保持不变．理想气体的内能由温度决定．可知，气泡上升过程中内能不变．即ΔU＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气泡体积增大，W为负值，则Q为正值，即上升过程为吸热过程．故D选项正确．答案 D4．一定质量气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体内能减少了1.2×105 J，则下列各式正确的是( )A．W＝8×104 J ΔU＝1.2×105 J Q＝4×104 JB．W＝8×104 J ΔU＝－1.2×105 J Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J ΔU＝1.2×105 J Q＝2×105 JD．W＝8×104 J ΔU＝－1.2×105 J Q＝－4×104 J解析由热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，外界对气体做功，W＝8×104J，内能减少ΔU＝－1.2×105J，则Q＝－2×105 J．故B选项正确．答案 B5．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( )A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1>Q2解析由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，即在此过程中ΔU＝W1－W2＋Q1－Q2＝0，则Q1－Q2＝W2－W1，故A 选项正确．答案 A6．如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小解析本题考查了热力学第一定律，理解做功和热传递可以改变物体的内能．筒内气体不与外界发生热交换，M向下滑的过程中，外界对气体做功，由热力学第一定律可知气体内能增大，A正确．答案 A7．如图所示，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( )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该永动机叶片进入水中，吸收热量而伸展划水，推动转轮转动，离开水面后向空气中放热，叶片形状迅速恢复，所以转动的能量来自热水，由于不断向空气释放热量，所以水温逐渐降低，A、B、C错，D对．答案 D8．某校开展探究性课外活动，一同学用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量之间的变化关系．该同学选用导热良好的气缸将其开口向下，内装理想气体，并将气缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止．他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定( ) A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大解析因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，故活塞上移，外界对气体做功，因气缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程气缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变．答案 B9．给旱区送水的消防车停于水平地面．在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析缓慢放水过程中，胎内气体压强减小，气体膨胀对外界做正功，选项B错；胎内气体温度不变，故分子平均动能不变，选项C错；由于不计分子间势能，气体内能只与温度有关，温度不变，内能不变，选项D错；由ΔU＝W＋Q知ΔU＝0，W<0，故Q>0，气体从外界吸热，选项A正确．答案 A10．如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的气缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与气缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中( )A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加解析由于气缸为导热的，则可与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变．答案 A11．(多选题)如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad 平行于横坐标轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是( )A．从状态d到c，气体不吸热也不放热B．从状态c到b，气体放热C．从状态a到d，气体对外做功D．从状态b到a，气体吸热解析从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故A错．气体从状态c到状态b是一个降压、降温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)就一定要伴随放热的过程，故B对．气体从状态a 到状态d是一个等压、升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C正确．气体从状态b到状态a是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热的结果，故D对．答案BCD12．(多选题)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B．在过程CB中，外界对气体做功C．在过程AC中，气体压强不断变大D．在过程CB中，气体压强不断变小解析A→C过程，等温变化，体积变小，外界对气体做功，A正确．C→B过程，体积不变，外界对气体不做功，B错误．A→C过程中，体积变小，分子密集程度变大，压强变大，C正确．C→B，体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能变大，故压强变大，D错误．答案AC13．一定质量的气体从外界吸收热量2.66×105 J，内能增加4.25×105 J，是气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？解析选择一定量的气体为研究对象．根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得W＝ΔU－Q＝4.25×105 J－2.66×105 J＝1.59×105 J.W为正值，表示是外界对气体做功，做功的大小是1.59×105 J.答案外界对气体做功 1.59×105 J14．喷雾器内有10 L水，上部封闭有1 atm的空气2 L．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)．(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因．(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．解析(1)设气体初态压强为p1，体积为V1；末态压强为p2，体积为V2，由玻意耳定律p1V1＝p2V2 代入数据得p2＝2.5 atm微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．(2)吸热．气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知气体吸热．答案(1)2.5 atm 原因见解析(2)吸热理由见解析。

第十章热力学定律一、单选题(1.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J2.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是()A．气体体积增大时，其内能一定减少B．外界对气体做功，气体内能一定增加C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．气体温度升度，其分子平均动能一定增加3.下列现象属于能量耗散的有()A．利用水能发电转化为电能B．电能通过灯泡中的电阻丝转化为光能C．电池的化学能转化为电能D．火炉把房子烤暖4.一个孤立的热力学系统处于非平衡态和平衡态相比()A．处于非平衡态比处于平衡态有序B．处于平衡态比处于非平衡态有序C．处于非平衡态和处于平衡态有序程度相同D．有序程度要根据其他情况来定5.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6.下列说法正确的是()A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律7.关于内能的变化，以下说法正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变8.我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来.其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确9.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走.若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中()A．气体对外做功，气体温度可能不变B．气体对外做功，内能一定减少C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增加10.下列叙述中不正确的是 ()A．市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B．无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C．大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D．“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一二、多选题11.(多选)关于宏观态与微观态，下列说法正确的是()A．同一系统，在不同“规则”下，其宏观态可能不同B．宏观态越有序，其对应的微观态数目就越多C．一个宏观态往往对应有多个微观态，对应的微观态越多，这个宏观态的无序度越大D．一个宏观态可能是另一宏观态对应的微观态12.(多选)下列对能量耗散理解正确的是()A．能量耗散说明能量在不断减少B．能量耗散遵守能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性13.(多选)下列说法中正确的是()A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变三、计算题14.如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定.现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB＝h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变.求：(1)活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q.15.已知无烟煤的热值约为3.2×107J/kg，一块蜂窝煤约含煤250 g，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).若煤完全燃烧释放出的热有60%被水吸收，求一块蜂窝煤完全燃烧后可将多少水从10 ℃加热到100 ℃？(保留三位有效数字).16.质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ向气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化的关系如图所示.单位时间所吸收的热量可看做不变.(1)以下说法正确的是________.A.在区间Ⅱ，物质的内能不变B.在区间Ⅲ，分子间的势能不变C.从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D.在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”“变慢”或“快慢不变”).请说明理由.四、填空题17.(1)从6台原装计算机和5台组装计算机中任意选取4台，其中原装和组装各2台的概率是________.(2)a、b两个分子分配在容器A、B里共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.那么N个分子分配在l个容器中，共有________个微观态，每个微观态出现的几率为________.18.关于气体的内能，下列说法正确的是________.A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加19.自发的过程总是倾向于出现较多________对应的宏观态，因此自发的过程总是从________向着________发展的.20.两只相同的容器中装有相同质量、相同温度和相同压强的同种气体，如图所示，A中活塞可以自由无摩擦地移动，B是密闭容器，现同时在同样条件下，对两容器加热，当它们吸收了相同的热量后，A容器中气体的内能__________(填“等于”“大于”或“小于”)B容器中气体的内能.21.(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做的功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J.试问：此压缩过程中，气体________(填“吸收”或“放出”)的热量等于________ J.(2)若一定质量的理想气体分别按如图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________(填“A”“B”或“C”)，该过程中气体的内能________(填“增加”“减少”或“不变”).答案解析1.【答案】B【解析】改变内能的方式有两种，即热传递和做功，气体内能变化ΔU＝W＋Q，即－12 J＝－8 J ＋Q，可得Q＝－4 J，即气体放热4 J，选项B对.2.【答案】D【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式，气体体积增大时，可能同时从外界吸收热量，其内能不一定减少；气体从外界吸收热量，可能同时对外做功，其内能不一定增加，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增加，选项A、B、C错误.温度是分子平均动能的量度，气体温度升度，其分子平均动能一定增加，选项D正确.3.【答案】D【解析】能量耗散是指其他形式的能转化为内能，最终流散在周围环境中无法重新收集并加以利用的现象，能够重新收集并加以利用的能不能称为能量耗散.本题中的电能、光能都可以重新收集并加以利用，如用光作能源的手表等.只有当用电灯照明时的光能被墙壁吸收之后变为周围环境的内能，才无法重新收集并加以利用，但本题没有告诉该光能用来做什么，故不能算能量耗散.火炉把房子烤暖后使燃料的化学能转化成内能并流散在周围的环境中，无法重新收集并加以利用，属于能量耗散.4.【答案】A【解析】平衡态说明各处一样，没有差别，而无序意味着各处都一样、没有差别，所以，处于平衡态比处于非平衡态无序.5.【答案】C【解析】汽车能匀速下滑，一定受阻力作用，汽车克服阻力做功，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.6.【答案】C【解析】热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律.7.【答案】C【解析】根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与做功及热传递两个因素均有关，物体吸收热量，内能也不一定增大，因为物体可能同时对外做功，故内能有可能不变或减少，A 错，物体对外做功，还有可能吸收热量、内能可能不变或增大，B错，C正确；放出热量，同时对外做功，内能一定减少，D错误.8.【答案】C【解析】不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的.9.【答案】A【解析】由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，细沙减少时，气体膨胀对外做功，可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变.10.【答案】B【解析】市区禁止摩托车通行是为了减少尾气和废气的排放，从而改善空气质量；氟利昂可造成大气臭氧层空洞，所以推广无氟冰箱；CO2是温室效应的罪魁祸首；“白色污染”亟待解决；故本题的选项为B项.11.【答案】ACD【解析】12.【答案】BD【解析】在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散.能量耗散并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错，B、D对. 13.【答案】BC【解析】内能与零势能面的选取无关，重力势能与零势能面的选取有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误，B正确；绝热容器停止运动，内部气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确，D错误.14.【答案】(1)p＝p0＋(2)(p0S＋mg)h【解析】(1)设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡由p0S＋mg＝pS得p＝p0＋(2)由于气体的温度不变，则内能的变化ΔE＝0由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q，Q＝－(p0S＋mg)h，气体放热.整个过程中通过缸壁传递的热量为(p0S＋mg)h.15.【答案】12.7 kg【解析】煤完全燃烧放出的能量为：Q1＝3.2×107×250×10－3J＝8×106J由题意Q1×60%＝cmΔt，且Δt＝(100－10) ℃＝90 ℃，解得m＝12.7 kg.16.【答案】(1)BCD(2)变快【解析】(1)因为该物质一直吸收热量，体积不变，不对外做功，所以内能一直增加，A错误，D 正确；又因为区间Ⅱ温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，物体的内能增加，理想气体没有分子力，所以理想气体内能仅与温度有关，分子势能不变，B正确；从区间Ⅰ到区间Ⅲ，分子运动的无序程度增大，物质的熵增加，D正确.(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W根据理想气体的状态方程有＝C可知，在吸收相同的热量Q时，压强不变的条件下，V增加，W<0，ΔU1＝Q－|W|；体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q；所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快.17.【答案】(1)(2)4lN【解析】(1)从6台原装和5台组装计算机中任意选取4台，共有C C＋C C＋C C＋C＋C 种选法，其中各占2台的选法有C C种，则概率为＝＝.(2)将A，B容器看作一个孤立系统，则每种分配情况可看作一个微观态，如下表：那么共有4个微观态，每个微观态出现的几率为，依次推广，可知N个分子在l个容器中共有lN 个微观态，每种微观态出现的几率为.18.【答案】CDE【解析】质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动速度大，内能不一定大，B错误；根据＝C可知，如果等温压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D正确.19.【答案】微观态有序无序【解析】热力学第二定律表明热传递、扩散等宏观过程可以自发地向无序更大的方向发展，自发的过程总是倾向于出现较多微观态对应的宏观态，因此自发的过程总是从有序向着无序发展的.20.【答案】小于【解析】A气体吸收热量后，温度升高，体积变大，对外做功，吸收的热量并没有全部增加气体的内能；而B气体吸收的热量全部增加了气体的内能，故A容器中气体的内能小于B容器中气体的内能.21.【答案】(1)放出 5.0×104(2)C增加【解析】(1)由热力学第一定律得Q＝ΔU－W＝1.5×105J－2.0×105J＝－5.0×104J即气体放热5.0×104J.(2)C中表示等压变化，由题图知气体温度升高，内能增加.。

热力学第二定律课后微练习班级______ 姓名__________ 学号_______1．下列说法正确的是（）A．热量不仅可以从高温物体传到低温物体，也可自发地从低温物体传到高温物体B．空调等设备就是利用了热传导的方向性C．无论采用什么方法，都不可能把热量从低温物体传递给高温物体D．热量能自发地传递的条件是必须存在“温差”2．某校中学生参加电视台“异想天开”节目的活动，他们指出了下列四个设想，你觉得哪些方案从理论上讲是可行的（）A．制作一个装置只从海水中吸收内能并全部用来做功B．发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝D．将房屋顶盖太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题3．关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是( )A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大4．下列说法正确的是( )A．科学家在实验室内取得最低温度为10－9 K，随着科技发展，在不久的将来一定能取得－1 K 的低温B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化C．可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化D．凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现5．一种冷暖两用型空调，铭牌标注：输入功率1 kW，制冷能力为1.2×104 kJ/h，制热能力为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，是指标错误吗？答：；能量守恒吗？答：6．下列说法正确的是（）A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流通过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成与原来大小相同的电流C．可以制成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律7．下列说法中正确的是（）A．温度越高，每个分子的热运动速率一定越大B．从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的C．随着分子间距离的增大，分子间引力增大，分子间斥力减小D．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能8．下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低E.空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律9．下列各种说法中正确的是（）A．物体从外界吸收热量，其内能一定增加B．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的C．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D．布朗运动是液体分子的无规则运动10．关于热力学第二定律，下列说法中不正确的是（）A．热力学第二定律揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性B．热力学第二定律有两种表述，它们是等价的C．热力学第二定律包含于热力学第一定律之中D．根据热力学第二定律，第二类永动机不可能制成参考答案：1．答案： D解析：空调等设备是利用电能做功，不断地“搬运”热量，而不是热量的自发传导，因此采用一定的手段，热量也可“反向”传导.所以本题正确选项是D。

3热力学第一定律能量守恒定律1．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

这个关系叫做热力学第一定律。

(2)数学表达式为：ΔU＝W＋Q公式中符号的意义：①W＞0，表示外界对系统做功；W＜0，表示系统对外界做功；②Q＞0，表示系统吸热；Q＜0，表示系统放热；③ΔU＞0，表示系统内能增加；ΔU＜0，表示系统内能减少。

特别提示：①热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功、向外界散热和内能减少的情况。

②若一根金属丝通过某一物理过程，温度升高了，除非事先知道，否则根本不能判断是通过对它做了功，还是发生了热传递使它的内能增加，因为单纯对系统做功和单纯对系统传热都能改变系统的内能，由于它们在改变系统内能方面是等效的，那么既对系统做功又对系统传热也能改变系统的内能。

内能改变了多少就由热力学第一定律来定量分析计算。

【例1】一定量的气体从外界吸收热量2.66×105J，内能增加4.25×105J，是气体对外界做功还是外界对气体做功？做了多少功？解析：题目中已经知道气体从外界吸收的热量以及内能的增加量，根据热力学第一定律的公式就可以求出外界对气体或气体对外界所做的功，由ΔU＝W＋Q得W＝ΔU－Q＝(4.25×105－2.66×105) J＝1.59×105J，W为正值，表示是外界对气体做功，做功的大小是1.59×105 J。

答案：外界对气体做功 1.59×105 J2．能量守恒定律(1)不同形式的能量之间可以相互转化①自然界中能量的存在形式：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部具有原子能等，可见，在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应。

②不同形式能量之间的转化：“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等，这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且这一转化过程是通过做功来完成的。

一、选择题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，室内温度会降低解析：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实现的；铁锤打铁块是做功过程；室内放上冰块是通过传热的方式来改变温度的．答案：BD2．(2018·江苏物理)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是( )A．气体分子间的作用力增大B．气体分子的平均速率增大C．气体分子的平均动能减小D．气体组成的系统的熵增加解析：气泡上升时，因压强减小，温度不变，故气体体积增大，分子间平均距离增大，分子间作用力减小，平均动能和平均速率不变，A、B、C均错误；分子间平均距离增大，分子做无规则热运动的空间增大，分子运动的混乱度增大，系统的熵增加，D正确．答案： D3．以下各种现象中能够发生的是( )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：选项A、B违背了热力学第二定律，故不能发生；选项C中泥水的分离是由于重力的作用，能够发生；选项D可以通过做功的方式实现，故能发生，应选C、D.答案：CD4．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，尽量使用即可B．大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡不利用能源C．能量的利用过程实质上是能量的创造和消失过程D．能量的利用过程实质上是能量的转化和转移过程解析：虽然在能量的利用过程中能的总量保持不变，但能量的品质会逐渐降低，可利用的能源会逐渐减少，所以应该节约能源，A、B错误；能量的利用过程的实质是能量的转化和转移，而不是能量的创造和消失，C 错误，D正确．答案： D5. 2019年，世界各地出现干旱、洪涝等自然灾害．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．火山喷发和地震解析：人类对环境的污染和破坏导致了环境恶化，温室效应、厄尔尼诺现象等的形成是环境恶化而引起的，所以C正确．答案： C6．如图所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体．将一个半导体NTC热敏电阻R(温度降低，电阻变大)置于汽缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，汽缸和活塞固定且具有良好的绝热(与外界无热交换)性能．若发现电流表的读数增大时，以下判断正确的是( )A．气体一定对外做功B．气体体积一定增大C．气体内能一定增大D．气体压强一定增大解析：电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，由于汽缸绝热，故气体温度升高，则内能一定增大，C 正确．答案：CD7．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变、不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析：选胎内气体为研究对象．由于气体温度不变，气体状态变化遵循玻义耳定律．放水前气体的压强大，在放水过程中，气体的压强逐渐减小，体积增大，气体对外界做正功，B错误．由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q，气体温度不变，分子的平均动能不变，内能不变，从外界吸收热量，A正确，C、D错误．答案： A8．一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有( ) A．Q1－Q2＝W2－W1B．Q1＝Q2C．W1＝W2D．Q1＞Q2解析：因为该气体从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，所以内能没有变化．ΔU＝0，根据热力学第一定律可知W1－W2＋Q1－Q2＝ΔU＝0，即Q1－Q2＝W2－W1，故A正确．答案： A9．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，A 正确；B→C 过程气体等容升压，由pT ＝恒量可知，气体温度升高，其对应的内能增加，因气体体积不变，做功W ＝0，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，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，D 错误．答案： AC 二、非选择题10．一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变为状态C ，其中A→B 过程为等压变化，B→C 过程为等容变化．已知V A ＝0.3 m 3，T A ＝T C ＝300 K ，T B ＝400 K.(1)求气体在状态B 时的体积；(2)说明B→C 过程压强变化的微观原因；(3)设A→B 过程气体吸收热量为Q 1，B→C 过程气体放出热量为Q 2，比较Q 1、Q 2的大小并说明原因． 解析： (1)A→B 过程为等压变化， 由盖—吕萨克定律V A T A ＝V B T B 得V B ＝T B T AV A ＝0.4 m 3.(2)B→C 变化为等容变化，分子的密集程度不变，温度降低，气体分子运动的平均动能减小，则气体的压强减小．(3)A→B 气体体积增大，气体对外做功，W ＜0，由热力学第一定律有ΔU 1＝W ＋Q 1，B→C 气体体积不变，W ＝0， 由热力学第一定律得ΔU 2＝－Q 2 气体内能为状态量，仅由温度决定， 因T A ＝T C ，则ΔU 1＋ΔU 2＝0 即ΔU 1＝－ΔU 2，所以Q 1＞Q 2. 答案： (1)0.4 m 3(2)分子的密度不变，温度降低，气体的分子平均动能减少，所以气体压强减小． (3)Q 1＞Q 211．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图所示．单位时间所吸收的热量可看作不变．(1)以下说法正确的是________． A ．在区间Ⅱ，物质的内能不变B ．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C ．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D ．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(变快、变慢或快慢不变)请说明理由．解析： 根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，理想气体的状态方程PVT＝C可知，在吸收相同的热量Q 时，压强不变的条件下，V 增加，W ＜0，ΔU ＝Q －|W|； 体积不变的条件下，W ＝0，ΔU ＝Q ；所以ΔU 1＜ΔU 2，体积不变的条件下温度升高变快． 答案： (1)BCD (2)变快 12．(1)下列说法正确的是( )A ．气体的内能是气体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和B ．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变C ．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功D ．热量能够自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体(2)汽车在高速公路上行驶时，由于轮胎与地面、空气等之间的摩擦而温度升高，气压增大，会出现“爆胎”现象，有可能导致交通事故的发生， 已知某汽车轮胎所承受的最大压强为3 atm ，如果轮胎在常温25 ℃时充气气压为2.5 atm ，求：①汽车在行使的过程中，轮胎的温度不能超过多少？(不考虑温度升高时轮胎容积的变化) ②从微观角度解释轮胎内部气体压强变化的原因． ③若气体吸收的热量为3 J ，则气体内能变化了多少？解析： (2)①设气体常温时的压强为p 1，温度为T 1；达最高温度时的压强为p 2，温度为T 2 由查理定律：p 1T 1＝p 2T 2代入数值可得：T 2＝357.6 K 所以t ＝T 2－273＝84.6 ℃ 答案： (1)AD (2)①84.6 ℃②体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增加，所以压强增加． ③气体对外做功为零，据热力学第一定律可知，内能增加3 J.高中物理选修3-3同步训练试题解析章综合(B卷)一、选择题1．根据分子动理论，下列关于气体的说法中正确的是( )A．气体的温度越高，气体分子无规则运动越剧烈B．气体的压强越大，气体分子的平均动能越大C．气体分子的平均动能越大，气体的温度越高D．气体的体积越大，气体分子之间的相互作用力越大解析：由分子动理论知：气体的温度越高，气体分子无规则的热运动就越剧烈，所以选项A正确．而气体压强越大，只能反映出单位面积的器壁上受到的撞击力越大，可能是分子平均动能大的原因，也可能是单位时间内撞击的分子数目多的原因，所以选项B错误．温度是分子平均动能的标志，所以平均动能越大，则表明温度越高，所以选项C正确．气体分子间的距离基本上已超出了分子作用力的作用范围，所以选项D错误．答案：AC2．根据热力学第二定律，下列说法中正确的是( )A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的B．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中而不引起其他变化C．热效率为100%的热机是不可能制成的D．不需要任何外力做功而可正常运行的制冷机是不可能制成的解析：内能要全部转化为机械能必须借助于外界的帮助，因而必引起其他变化，故A、B错误；热机在工作过程中必然向外排出热量，C正确；D项，符合开尔文表述，也正确．答案：CD3．关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是液体分子的热运动B．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，同时空气的内能增加1.5×105 J，则空气从外界吸热0.5×105 JC．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D．一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大解析：布朗运动是小颗粒的运动，只是间接反应了分子的无规则运动，故选项A是错误的．由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，空气向外界散热0.5×105 J的热量，故选项B是错误的．第一类永动机违背了能量守恒定律，故选项C是正确的．一定质量的气体，在保持温度不变的条件下，体积越小，气体分子与容器壁碰撞的次数越多，故压强越大，因此选项D是正确的．答案：CD4．对一定质量的理想气体( )A．若保持气体的温度不变，则当气体的压强减小时，气体的体积一定会增大B．若保持气体的压强不变，则当气体的温度减小时，气体的体积一定会增大C．若保持气体的体积不变，则当气体的温度减小时，气体的压强一定会增大D．若保持气体的温度和压强都不变，则气体的体积一定会不变解析： 由状态方程pVT ＝恒量可知T 不变，p 减小V 一定增大，故A 正确；p 不变T 减小，V 一定减小，B错；V 不变T 减小，p 一定变小，C 项错；若T 、p 不变，则V 一定不变，故D 项正确．答案： AD5．某同学觉得一只气球体积比较小，于是他用打气筒给气球继续充气，据有关资料介绍，随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，假设充气过程气球内部气体的温度保持不变，且外界大气压强也不变，则充气气球内部气体( )A ．压强增大B ．单位体积内分子数增多C ．单位体积内分子数减少D ．分子的平均动能增大解析： 随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，充气气球内部气体的压强减小，故选项A 是错误的．温度不变，分子平均动能减小，压强又减小，所以单位体积内分子减小，故选项B 是错误的，选项C 是正确的．选项D 是错误的．答案： C6．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，(若不计气泡内空气分子势能的变化)则( ) A ．气泡对外做功，内能不变，同时放热 B ．气泡对外做功，内能不变，同时吸热 C ．气泡内能减少，同时放热 D ．气泡内能不变，不吸热也不放热解析： 在气泡缓慢上升的过程中，气泡所受的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低．但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功．答案： B7．如图所示是一定质量的气体从状态A 经B 到状态C 的V －T 图象，由图象可知( )A ．p A ＞pB B ．pC ＜p B C ．V A ＜V BD ．T A ＜T B解析： 由A 到B 的过程是等容变化，由pT ＝C ，因T B ＞T A ，所以p B ＞p A ，故A 、C 项错误；由B 到C 的过程是等压变化，由VT＝C ，因T B ＞T C ，所以V B ＞V C ，故B 项错误．答案： D8．如图所示，实线表示一定质量的理想气体状态变化的p －T 图象，变化过程如图中箭头所示，则下列说法中正确的是( )A ．ab 过程中气体内能增加，密度不变B ．bc 过程中气体内能增加，密度也增大C ．cd 过程中，分子平均动能不变D ．da 过程中，气体内能增加，密度不变解析： 理想气体没有分子势能，因此只要温度升高，内能就增加，因此ab 、bc 过程内能增加，cd 过程内能不变，da 过程内能减小，由于ab 过程体积不变，故气体密度ρ＝mV 不变，A 、C 对；bc 过程体积增大，密度减小，B 错；cd 过程体积增大，密度减小，da 过程，体积减小，密度增大，D 错；只有A 、C 对．答案： AC9．如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子沿x 轴运动，两分子间的分子势能E p 与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E 0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )A．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B．乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x1解析：分子势能是由于分子间有相互作用力而具有的能，当分子势能最小时，分子间的作用力最小，故x ＝x2时，分子间的作用力最小为零，加速度最小，故A选项错，而x＝x1时，分子势能虽然为零，不是最小但分子间作用力不为零，乙分子不会处于平衡状态，故C选项错，因系统只受分子力作用，能量守恒，所以当x＝x2时E k＝E0，选项B正确，x＝x1时，E p＝0，而x＜x1总能量大于零，违背能量守恒定律，故选项D正确．答案：BD二、非选择题10．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中的气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J，气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.解析：气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大．D项正确．理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，物体对外做功0.6 J，则一定同时从外界吸收热量0.6 J，才能保证内能不变．而温度上升的过程，内能增加了0.2 J.答案：吸收0.6 0.211．吸盘是由橡胶制成的一种生活用品，其上固定有挂钩用于悬挂物体．如图所示，现有一吸盘，其圆形盘面的半径为2.0×10－2 m ，当其与天花板轻轻接触时，吸盘与天花板所围容积为1.0×10－5 m 3；按下吸盘时，吸盘与天花板所围容积为2.0×10－6m 3，盘内气体可看作与大气相通，大气压强为p 0＝1.0×105Pa.设在吸盘恢复原状过程中，盘面与天花板之间紧密接触，吸盘内气体初态温度与末态温度相同．不计吸盘的厚度及吸盘与挂钩的重量．(1)吸盘恢复原状时，盘内气体压强为____________； (2)在挂钩上最多能悬挂重为________的物体；(3)请判断在吸盘恢复原状过程中盘内气体是吸热还是放热，并简述理由． 解析： (1)由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2有p 0V 0＝p 气V 气， 得p 气＝p 0V 0V 气＝1×105×2×10－61×10－5Pa ＝2×104Pa (2)对吸盘受力分析如图所示，由平衡条件得G ＝p 0S －p 气S ＝1×105×(2×10－2)2π N －2×104×(2×102)2π N≈100 N(3)吸盘恢复原状过程中，盘内气体体积增大，对外做功，而温度不变，内能不变，由ΔU ＝W ＋Q 知，气体吸热．答案： (1)2×104Pa (2)100 N (3)吸热 理由见解析12．如图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为22 cm ，现用竖直向下的外力F 压缩气体，使封闭的空气柱长度变为2 cm ，人对活塞做功100 J ，大气压强为p 0＝1×105Pa ，不计活塞的重力．问：(1)若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大？(2)若以适当的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J ，则气体的内能增加多少？(活塞的横截面积S ＝1 cm 2)解析： (1)设压缩后气体的压强为p ，活塞的横截面积为S ，l 0＝22 cm ， l ＝2 cm ，V 0＝l 0S ，V ＝lS ，缓慢压缩，气体温度不变， 由玻意耳定律： p 0V 0＝pV p 0l 0＝pl 解出：p ＝1.1×106Pa(2)大气压力对活塞做功W 1＝p 0S(l 0－l)＝2 J ， 人对活塞做功W 2＝100 J ，由热力学第一定律：ΔU ＝W 1＋W 2＋Q 将Q ＝－20 J 等代入，解出ΔU ＝82 J 答案： (1)1.1×106 Pa (2)82 J。

最新精选高中物理选修3选修3-3第十章热力学定律人教版拔高训练五十一第1题【单选题】下列四组单位中，哪一组中的各单位都是国际单位制中的基本单位( )A、克、焦耳、秒B、米、牛顿、秒C、米、千克、秒D、米、千克、牛顿【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列关于热学知识的说法正确的是( )A、在一个孤立系统中，一个自发过程中的熵总是向减少的方向进行B、在使两个分子间的距离由很远（r＞10^﹣^9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间的作用力先减小后增大，分子势能不断增大C、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力D、用油膜法测出油分子的直径后，要估算阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可【答案】：【解析】：第3题【单选题】如图所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A，B密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中( )A、汽缸向左移动B、活塞A，B均向左移动C、密封气体的内能一定增加D、汽缸中单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数相同【答案】：【解析】：第4题【单选题】单位制中需先选定几个物理量的单位，再利用物理量间的关系推导其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本量．在国际单位制中，力学基本量是( )A、长度、力、质量B、力、质量、加速度C、长度、质量、时间D、速度、加速度、位移【答案】：【解析】：第5题【单选题】如图所示，气缸竖直放置在水平地面上，质量为m的活塞将气缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，气缸、活塞是绝热的且不漏气。

开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE ，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是( )A、ΔE ＝mghB、ΔE > mghC、ΔE < mghD、以上三种情况均有可能【答案】：【解析】：第6题【单选题】关于力学单位制说法中正确的是( )A、kg、m/s、N是导出单位B、kg、m、J是基本单位C、在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是gD、只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma 【答案】：【解析】：第7题【单选题】下列说法错误的是( )A、能源利用的过程，实质上是能量的转化和传递的过程B、改变物体内能的方式有两种﹣﹣做功和热传递C、温度高的物体内能一定大D、物体的内能与温度和体积有关【答案】：【解析】：第8题【单选题】下列是电压的单位的是( )A、kg?m/（C?s^2）B、kg?m^2/（A?s^2）C、H?C/s^2D、J/C^2【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列仪器测量的物理量不是力学基本物理量是( )A、托盘天平B、弹簧测力计C、秒表D、刻度尺【答案】：【解析】：第10题【单选题】重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）( )A、压强增大，内能减小B、压强减小，分子平均动能增大C、吸收热量，内能增大D、对外做功，分子平均动能减小【答案】：【解析】：第11题【多选题】如图,用隔板将一绝热气缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。

教材习题点拨
问题与练习
1．化学能变成了气缸内气体的内能，一部分内能转化为汽车的动能，另一部分散失到周围环境中成为环境的内能，汽车的动能通过摩擦转化为环境的内能．气缸内气体的内能还有一部分通过汽车发电机转化为蓄电池内的化学能，使用蓄电池时，这部分化学能转化为电能又通过车灯转化为光能．光照到地面空气，转化为环境的内能．
2．D 能够发生，A 、B 、C 不能够发生．
点拨：电冰箱内部的温度比外部低，但是制冷系统还能不断地把箱内的热量传给外界的空气，这是因为电冰箱消耗了电能对制冷系统做了功．这个过程不是自发进行的，它引起了其他变化，即消耗了电源的内能，因此它不违反热力学第二定律．
3．为了求出煤气灶烧水的效率，需求出烧水过程消耗的煤气完全燃烧时放出的热量Q ＝PΔV (P 为单位体积的煤气完全燃烧放出的能量)，2．5L 的水烧开所需吸收的热量为：Q 吸＝cm Δt ＝c ·ρ水V 水·Δt ，所以效率为：)(12V V p t V c Q Q -∆==
水水吸ρη，式中各量都用国际单位制中的
单位．。

第十章水平测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分120分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。

第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.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 KB.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答案 B解析绝对零度只能无限趋近，永远无法达到，A错误；物体从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，只不过会引起其他变化，B正确；内能的变化决定于做功和热传递两个方面，单纯吸收热量或者对物体做功物体的内能都不一定增加，温度也不一定升高，C、D错误。

2.在功与热的转变过程中，下列叙述中不正确的是()A.不可能制成一种循环运作的热机，它只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功，而不发生任何其他变化B.热机的效率恒小于1C.功可以完全变成热能，而热能不能完全变为功D.绝热过程对外做正功，则系统的内能必减小答案 C解析由热力学第二定律的两种表述可知，功和热在转变过程中不是单一的，总要引起其他变化，如向低温热源放热等，A项显然与热力学第二定律相符合，A正确；热机的效率不可能等于1，反映了热机的特性，B项正确；C项中没有附加条件，是不正确的；由ΔU＝Q＋W知Q＝0，对外做功W<0，则ΔU<0，系统内能必减小，D正确。

3.河面水温高于河底温度，一个气泡从河底加速上升到水面，在这一过程中，气泡内空气质量不变，气泡内吸热为Q，内能增加为ΔU，则()A.重力对气泡做负功，ΔU>QB.浮力对气泡做正功，Q<ΔUC.合力对气泡做正功，Q<ΔUD.气体膨胀对外做功，Q>ΔU答案 D解析根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，即Q＝ΔU－W。

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．下列关于物体内能变化的说法，正确的是( )．A．一定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B．一定质量的气体在体积膨胀过程中内能一定增加C．一定质量的物体在热膨胀过程中内能不一定增加D．一定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能一定不变解析晶体在熔化过程中要吸热，却没有对外做功，故内能增加，A错误．一定质量的气体在膨胀过程中，可能吸热，也可能不吸热，还有可能放热，但一定对外做功，由ΔU ＝Q＋W不能确定ΔU，故B错误．物体热膨胀一定是吸收了热量，对外做功不一定小于吸收的热量，内能不一定增加，C正确．物体体积不变，温度可能改变，内能随之变化，D错误．答案 C2．下列说法正确的是( )．A．若两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等B．做功和传热的共同点是都能使系统内能发生改变C．一物体先后经过几个不同的物理过程，其温度均从t1升高到t2，则在这些过程中物体一定从外界吸收相同的热量D．高温物体内能多，低温物体内能少解析两物体没有发生传热是因为两物体温度相等，A错误；做功和传热都是改变物体内能的方式，B正确；物体温度从t1升高到t2，内能的改变可能是由于吸收了热量，也可能是对物体做了功，C错误；高温物体分子的平均动能大，但内能不一定大，D错误．答案 B3．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法正确的是( )．A．可以利用高科技手段，将流散到环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B．理想气体状态变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强可能减小C．布朗运动是液体分子的运动，温度越高布朗运动越剧烈D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的解析根据热力学第二定律知机械能可以完全转化为内能，而内能向机械能的转化是有条件的，A项错，温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，而气体压强大小宏观上取决于气体的温度与体积，温度升高，若体积增大，气体的压强可能减小，B项正确．布朗运动是布朗颗粒的运动而非液体分子的运动，但它反映了液体分子运动的无规则性，温度越高，布朗运动越显著，C项错误．利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，理论上满足热力学第一、第二定律，这在原理上是可行的，D项正确．答案BD4．电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，实现制冷作用，那么下列说法中正确的是( )．A．打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低B．在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C．在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量D．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律解析电冰箱工作过程中，消耗电能的同时部分电能转化为内能，故室内温度不可能降低，选项A错误；制冷剂在内管道膨胀吸热，在外管道被压缩放热，选项B、C正确；电冰箱的工作原理并不违背热力学第二定律，选项D错误．答案BC5．(2011·全国，14)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吸收的热不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随有吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随有做功，其内能不一定增加，C错误；外界对气体做功，若同时气体放热，其内能可能减少，D正确．答案AD6．如图1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，用打气筒通过气针慢慢向容器内打气，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( )．图1A．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，内能增加解析胶塞冲出容器口后，气体膨胀，对外做功，W<0.由于没时间进行热交换，由ΔU ＝W可知内能减小．内能等于分子动能与势能之和，由于体积增大，势能增大，由此可知分子平均动能减小，所以温度降低，故C正确．答案 C7．关于物体内能，下列说法中正确的是( )．A．相同质量的两个物体，升高相同的温度内能增量一定相同B．在一定条件下，一定量0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减小C．一定量的气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小D．一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减小解析升高相同的温度，分子的平均动能增量相同，而物体的内能是物体内所有的分子的动能和势能的总和．分子的平均动能增量相同，分子数不同，分子的势能也不一定相同，所以内能增量一定相等是不正确的，即A错.0 ℃水变成0 ℃冰，需放出热量，因温度不变，所以分子的平均动能不变，分子的势能就必须减小，因而内能就一定减少，即B正确．一定质量的气体体积增大，气体对外做功，又因不吸热不放热，所以，内能一定减少，即C正确．一定量气体吸热但体积不变，即不对外做功，外界也不对气体做功，内能一定增加，即D错．答案BC8．下列过程中，可能实现的是( )．A．将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能B．利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能变为机械能C．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来答案BC9．(2012·广东理综)景颇族的祖先发明的点火器如图2所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒，猛推推杆，艾绒即可点燃．对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( )．图2A ．气体温度升高，压强不变B ．气体温度升高，压强变大C ．气体对外界做正功，气体内能增加D ．外界对气体做正功，气体内能减少解析 对封闭气体，猛推压缩过程中，外界对气体做正功，时间极短，热传递不计，即Q ＝0，由ΔU ＝W ＋Q 可知内能增大，C 、D 均错误．因气体内能等于所有分子动能与分子势能之和，其中分子势能不变或减小，所以分子平均动能增加，温度升高，再由气体状态方程pV T＝常量可知，气体压强变大，故A 错误、B 正确．答案 B10．如图2所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有一定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计．置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E p (弹簧处在自然长度时的弹性势能为零)．现绳突然断开，弹簧推动活塞向上运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( )．图2A ．E p 全部转换为气体的内能B ．E p 一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C ．E p 全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D ．E p 一部分转换成活塞的重力势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能解析 以活塞为研究对象，设气体压强为p 1，活塞质量为m ，截面积为S ，末态时压强为p 2，初态F 弹>mg ＋p 1S ，由题意可得末态位置必须高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU ＝W (绝热)．W 为正，ΔU 必为正，温度升高，内能增加，活塞重力势能增加，末态时，由力的平衡条件知F 弹′＝mg ＋p 2S ，仍然具有一部分弹性势能，D 正确．答案 D二、非选择题(本题共2小题，每小题15分，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11．(2010·浙江自选模块)质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T )随加热时间(t )变化关系如图4所示．单位时间所吸收的热量可看作不变．图4(1)以下说法正确的是______．A ．在区间Ⅱ，物质的内能不变B ．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C ．从区间Ⅰ到区间Ⅲ，物质的熵增加D ．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高______(变快、变慢或快慢不变)请说明理由．解析 根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，理想气体的状态方程PV T＝C可知，在吸收相同的热量Q 时，压强不变的条件下，V 增加，W <0，ΔU ＝Q －|W |； 体积不变的条件下，W ＝0，ΔU ＝Q ；所以ΔU 1<ΔU 2，体积不变的条件下温度升高变快．答案 (1)BCD (2)变快，理由见解析12．如图5所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的pV 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：图5(1)若沿a―→d―→b过程，系统对外界做功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v―→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 (2)放热放出293 J热量。