18学年高中物理阶段验收评估四热力学定律3-3180129328

人教版高中物理选修3-3，热力学定律总结本章整合知识网络专题归纳专题一热力学第一定律及应用1．表达式：ΔU＝Q＋W。

2．ΔU、Q、W 的正负问题凡是能使物体内能增加的，取正号，如内能增加，ΔU 为正。

外界对物体做功，W 取正号。

外界向物体传递热量，Q 取正号，反之取负号。

3．两个标志对于气体要抓住体积V 变化是做功的标志(气体自由膨胀除外，一般情况下，V 变大，对外做功，W＜0，反之，对内做功，W＞0)；对于理想气体要抓住温度T 变化是内能变化的标志(T 升高，内能增加ΔU＞0，反之，内能减少ΔU ＜0)。

4．注意的问题热力学第一定律中的功是指能够转化为内能的那一部分功，如汽车在牵引力作用下前进，这个牵引力做的功对汽车内能的改变没有任何影响，它只能改变汽车动能的大小，而汽车克服摩擦力所做的功使得汽车的内能增大。

【例题1】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( )A．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，即空气分子动能不变；不计分子间相互作用，即分子势能不变，由此可知空气内能不变。

筒内空气体积减小，说明外界对空气做功，根据热力学第一定律知空气放出热量。

正确选项为C。

答案：C专题二热力学第一定律与热力学第二定律的比较1．关于摩擦生热热力学第一定律中，滑动摩擦力做功可以全部转化为热。

热力学第二定律却说明这一热量不可能在不引起其他变化的情况下完全变成功。

2．关于热量的传递热力学第一定律说明，热量可以从高温物体自动传向低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自动地从低温物体传向高温物体。

3．关于能量热力学第一定律说明在任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律却说明并非所有能量守恒过程均能实现，能量转化有方向性。

4．两个定律的关系热力学第一定律是和热现象有关的物理过程中能量守恒的特殊表达形式，说明功及热量与内能改变的定量关系，而第二定律指出了能量转化与守恒能否实现的条件和过程进行的方向，指出了一切变化过程的自然发展方向不可逆，除非靠外界影响。

阶段验收评估（四） 热力学定律(时间：50分钟 满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成。

开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图1所示。

在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )图1A ．对外做正功，分子的平均动能减小B ．对外做正功，内能增大C ．对外做负功，分子的平均动能增大D ．对外做负功，内能减小解析：选A 气体膨胀对外做正功，而缸内气体与外界无热交换，由热力学第一定律知，其内能一定减小，温度降低，故分子的平均动能减小，A 正确，B 、C 、D 错误。

2．下列说法中正确的是( )A ．物体吸热后温度一定升高B ．物体温度升高，内能一定增加C ．0 ℃的冰融化为0 ℃的水的过程中内能不变D ．100 ℃的水变为100 ℃的水汽的过程中内能增大解析：选D 物体吸收热量温度不一定升高，A 错误；物体温度升高，分子平均动能增大，若分子势能减小，物体的内能可能减小或不变，B 错误；0 ℃的冰融化成0 ℃的水的过程中吸热，内能增加，C 错误；100 ℃的水变成100 ℃的水汽过程中吸热，内能增大，D 正确。

3．给旱区送水的消防车停于水平面，在缓慢放水的过程中，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 ．分子平均动能减少D ．内能增加解析：选A 把车胎内气体看作理想气体，由气体状态方程pV T＝C 可知，在T 不变的情况下，若p 减小，则V 增大，故气体对外做功，B 错。

温度不变，理想气体分子的平均动能不变、内能不变，C 、D 错。

结合热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，由于W 为负值，Q ＞0即从外界吸热，故A 正确。

第十章热力学定律(本试卷满分100分，考试用时90分钟)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分)1．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是A．理想气体在等温变化时，内能不改变，因而与外界不发生热量交换B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．永动机是不可能制成的D．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体解析一定质量的理想气体在等温变化时，内能不变，但可以与外界有热量交换，若从外界吸收热量，则吸收的热量等于对外做的功，若外界对气体做功，则外力做的功等于气体向外放出的热量，选项A错误；布朗运动并不是液体分子的运动，而是悬浮微粒的运动，它反映了液体分子的无规则运动，选项B错误；第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，都不可能制成，选项C正确；热量可以由低温物体传到高温物体，但必须在一定外界条件下，选项D错误。

答案 C2．0 ℃水结成0 ℃的冰，对此过程应用热力学第一定律，以下关系符号的说明正确的是A．Q＞0，W＞0，ΔU＞0 B．Q＞0，W＜0，ΔU＜0C．Q＜0，W＜0，ΔU＜0 D．Q＜0，W＞0，ΔU＜0解析对这一过程要注意两点：(1)水结成冰，要放出熔化热。

(2)水结成冰，体积要膨胀。

据此，则立即可以给出判断。

放出熔化热，表示Q＜0。

体积膨胀，表示物体对外界做功，W＜0.由ΔU＝Q＋W，C正确。

答案 C3．如图1所示，密闭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(弹簧处于自然长度时的弹性势能为零)，现绳突然断开，弹簧推动活塞图1 向上运动，经过多次往复后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程A．E p全部转化为气体的内能B．E p一部分转化成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C．E p全部转化成活塞的重力势能和气体的内能D．E p一部分转化成活塞的重力势能，一部分转化为气体的内能，其余部分仍为弹簧的弹性势能解析首先以活塞为研究对象，设汽缸底部的重力势能为零，在此过程中，高度升高，重力势能增大；以被密闭的理想气体为研究对象，外界对气体做功内能增大；以弹簧为研究对象，活塞和器壁挤压弹簧，则弹簧具有弹性势能。

41热力学定律与能量守恒一、选择题(每题有多个选项符合题目要求)1．以下说法中正确的选项是( )A．熵增加原理说明一切自然进程老是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B．在绝热条件下紧缩气体，气体的内能必然增加C．液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性D．由于液体表面分子间距离大于液体内部份子间的距离，液面分子间表现为引力，因此液体表面具有收缩的趋势E．假设封锁气体从外界吸热，那么气体的内能必然增加2．某一容器中密封着必然质量的某种实际气体，气体分子间的彼此作使劲表现为引力．关于容器中的实际气体，以下说法中正确的选项是( )A．在完全失重的情形下，密封容器内的气体对容器壁的顶部没有作使劲B．假设气体膨胀对外界做功，那么分子势能必然增大C．假设气体被紧缩，外界对气体做功，那么气体的内能必然增加D．假设气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功，那么气体分子的平均动能必然减小E．气体的内能不变时，其状态也可能转变3．关于物体的内能，以下说法中正确的选项是( )A．物体吸收热量，内能必然增大B．物体放出热量，同时对外做功，内能必然减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功E．质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大4．以下说法正确的选项是( )A．气体从外界吸收热量，其内能不必然增加B．液体的表面层的分子距离比液体内部要大些，分子力表现为引力C．当分子间的引力和斥力平稳时，分子势能为零D．第二类永动机尽管不违背能量守恒定律，但它是制造不出来的E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越远离饱和汽压，水蒸发越慢5．以下有关热现象和内能的说法中正确的选项是( )A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能不变B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必然会随之增大C．电流通过电阻后电阻发烧，它的内能增加是通过“做功”方式实现的D．分子间引力和斥力相等时，分子势能不是最小E．分子间引力和斥力相等时，分子势能最小6．以下说法正确的有( )A．1 g水中所含的分子数量和地球的总人口数差不多B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的C．物体内能增加，温度不必然升高D．必然质量的密闭气体从外界吸收热量，内能不必然增加E．能量在转化进程中守恒，因此咱们能够将失去的能量全数转化回咱们能够利用的能量，以解决能源需求问题二、非选择题7．在一个密闭的汽缸内有必然质量的理想气体，如下图是它从状态A转变到状态B的V－T图象，已知AB 的反向延长线通过坐标原点O，气体在A点的压强为p＝1.0×105Pa，在从状态A转变到状态B的进程中，气体吸收的热量Q＝7.0×102 J，那么此进程中气体内能的增量ΔU为________．8．必然质量的理想气体从状态A转变到状态B，再转变到状态C，其状态转变进程的p－V图象如下图．已知该气体在状态A时的温度为27 ℃.求：(1)该气体在状态B时的温度；(2)该气体从状态A到状态C的进程中与外界互换的热量．9．如下图，一根两头开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部份足够深)．管中有一个质量不计的滑腻活塞，活塞下封锁着长L＝21 cm的气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)．(1)假设在活塞上放一个质量为m＝0.1 kg的砝码，维持气体的温度t1不变，那么平稳后气柱为多长？(g ＝10 m/s2)(2)假设维持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77 ℃，现在气柱为多长？(3)假设在(2)进程中，气体吸收的热量为10 J，那么气体的内能增加多少？10．如下图，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且滑腻的活塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，隔板将汽缸分成两部份，别离密封着两部份理想气体A和B，活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，现在气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.(1)加热进程中，假设A气体内能增加了ΔU1，求B气体内能增加量ΔU2.(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原先的位置时A气体的温度为T2.求现在添加砂粒的总质量Δm.答案1BCD 2BDE 3BCE 4ABD 5ACE 6BCD7 5.0×102 J8(1)关于理想气体：A→B进程，由查理定律有p A T A ＝p BT B，得T B＝100 K，因此t B＝T B－273 ℃＝－173 ℃(2)B→C进程，由盖·吕萨克定律有V BT B＝V CT C得T C＝300 K因此t C＝T C－273 ℃＝27 ℃由于状态A 与状态C 温度相同，气体内能相等，而A→B 进程是等容转变，气体对外不做功，B→C 进程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A 到状态C 气体对外做功，故气体应从外界吸收热量．Q ＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3)J ＝200 J.9(1)被封锁气体的初状态为p 1＝p 0＝1.0×105 PaV 1＝LS ＝42 cm 3，T 1＝280 K末状态压强p 2＝p 0＋mg S＝1.05×105 Pa V 2＝L 2S ，T 2＝T 1＝280 K依照玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2，即p 1L ＝p 2L 2得L 2＝p 1p 2L ＝20 cm. (2)对气体加热后，气体的压强不变，p 3＝p 2，V 3＝L 3S ，T 3＝350 K依照盖·吕萨克定律，有V 2T 2＝V 3T 3，即L 2T 2＝L 3T 3得L 3＝T 3T 2L 2＝25 cm. (3)气体对外做的功W ＝p 2Sh ＝p 2S(L 3－L 2)＝1.05 J依照热力学第必然律得ΔU＝W ＋Q ＝－1.05 J ＋10 J ＝8.95 J即气体的内能增加8.95 J.10(1)B 气体对外做的功：W ＝pSh ＝(p 0S ＋mg)h 由热力学第必然律得ΔU 1＋ΔU 2＝Q －W解得ΔU 2＝Q －(mg ＋p 0S)h －ΔU 1(2)B 气体的初状态：p 1＝p 0＋mg S，V 1＝2hS ，T 1 B 气体的末状态：p 2＝p 0＋m ＋Δm g S，V 2＝hS ，T 2 由理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得Δm＝(2T 2T 1－1)(Sp 0g ＋m)。

⾼中物理知识全解3.4热⼒学定律⾼中物理知识全解 3.4 热⼒学定律⼀：热⼒学第⼀定律①功与内能绝热过程：系统只由于外界对它做功⽽与外界交换能量它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫绝热过程注意：在各种不同的绝热过程中，系统状态的改变与做功⽅式⽆关，仅与做功数量有关。

内能：任何⼀个热⼒学系统都必定存在⼀个只依赖于系统⾃⾝状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。

我们把这个物理量称为系统的内能—U⼀个热⼒学系统的绝热过程中：21VU U U W W PS P VS-====【】注意：在⼀个热⼒学系统的绝热过程中：外界对系统做功，系统内能增⼤，系统对外界做功，系统内能减⼩；外界对系统做多少功，系统内能增⼤多少，系统对外界做多少功，系统内能减⼩多少。

②热与内能热量：热量是⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中系统内能变化的量度。

所以热量只有在涉及能量的传递才有意义。

不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出多少热量。

⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：Q U=注意：⼀个热⼒学系统在单纯的热传递过程中：吸收了热量，系统内能增⼤，放出了热量，系统内能减⼩；吸收了多少热量，系统内能增⼤多少，放出了多少热量，系统内能减⼩多少。

拓展：⽐热容物质的⽐热容不仅与物质的种类有关还与所进⾏的过程有关。

在⼯程应⽤上常⽤的有定压⽐热容、定容⽐热容和饱和状态⽐热容三种。

在中学范围内，简单（不严格）的定义为：单位质量的某种物质温度升⾼1℃所吸收的热量（或降低1℃所释放的热量）叫做这种物质的⽐热容，⽤符号C表⽰。

【Q Cm t=】例：⽓体温度每升⾼1K所吸收的热量与所经历的过程有关。

③热⼒学第⼀定律热⼒学第⼀定律：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。

Q+U W=注意：计算系统内能的增量时，⼀定要注意热传递Q与做功W的正、负性及正、负所代表的物理意义。

【例题】⼀绝热容器内封闭着⼀些⽓体，容器在⾼速运输途中突然停下来，则（）A.因⽓体温度与机械运动的速度⽆关，故容器中温度不变B.因容器是绝热的，故容器中⽓体温度不变C.因容器突然停⽌运动，⽓体分⼦运动的速度亦随之减⼩，故容器中温度降低D.容器停⽌运动时，由于分⼦和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分⼦热运动的动能，故容器中⽓体温度将升⾼解析：容器停⽌过程中，分⼦与容器壁碰撞，容器对分⼦做功，使容器的部分动能转化成分⼦热运动动能，故⽓体温度升⾼。

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第十章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

满分100分，时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分,在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1．(广东省深圳市沙井中学2017年高二下学期期末)下列说法中正确的是( C )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．功、热、内能是一样的C．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D．凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现解析:热量也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，选项A错误；功、热、内能三者只是单位相同，但是实质上有本质的不同，选项B错误；根据热力学第二定律可知,选项C正确；凡是不违反能量守恒定律的过程不一定能实现，例如第二类永动机,选项D错误；故选C。

2．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 ）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.3.热力学第二定律常见的表述方式有两种，其一是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其他变化；其二是：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

《第4章热力学定律》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在一个绝热过程中，理想气体对外做了100J的功，则该过程中的内能变化量ΔU为：A. ΔU = 100JB. ΔU = 0JC. ΔU = -100JD. 无法确定2、对于一个封闭系统，当它从外界吸收了200J的热量，并且对外界做了150J的功后，其内能变化量ΔU为：A. ΔU = 50JB. ΔU = 350JC. ΔU = -50JD. ΔU = 200J3、下列关于热力学第一定律的说法正确的是：A、热力学第一定律表明热量可以从一个物体传递到另一个物体。

B、热力学第一定律揭示了能量守恒的规律，即能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

C、热力学第一定律只适用于理想气体，对于实际气体不成立。

D、热力学第一定律与热力学第二定律是互相独立的两个定律。

4、一个理想气体在等压条件下，从初状态P1、V1变化到终状态P2、V2，根据热力学第一定律，以下哪个选项描述了内能变化ΔU的正确关系？A、ΔU = PΔVB、ΔU = VΔPC、ΔU = P1V1 - P2V2D、ΔU = (P2V2 - P1V1) / (P2 - P1)5、一定量的理想气体经历了一个等压膨胀过程，下列物理量的变化情况是（）。

A、内能增加，热量增加，对外做正功B、内能增加，热量减少，对外做正功C、内能减少，热量增加，对外做正功D、内能减少，热量减少，对外做正功6、一定量的理想气体从同一始态出发，分别经过一个等体过程和一个等压过程，它们的温度变化量相同。

下列说法正确的是（）。

A、两个过程中的内能变化量相同B、两个过程中的吸热量相同C、两个过程中对外做的功相同D、两个过程中气体吸收的热量和对外做的功的比值相同7、根据热力学第一定律，一个物体吸收了热量Q，同时对外界做了功W，物体的内能增加了△U，则下列哪个关系是不正确的？A、△U=Q-WB、△U=Q+WC、W=Q-△UD、0=Q-△U-W二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于热力学第一定律，下列说法正确的是：A. 热力学第一定律实质上是能量守恒定律在热学中的应用B. 当系统吸收热量时，其内能一定增加C. 如果一个系统与外界没有热量交换，则该系统的内能保持不变D. 做功和传热都可以改变系统的内能2、关于热力学第二定律，下面哪个（些）描述是正确的？A. 不可能从单一热源吸热使之完全变为有用的功而不产生其他影响B. 在一个自发过程中，熵总是增加的C. 热不可能自动地从低温物体传向高温物体D. 所有过程都遵守热力学第二定律3、下列关于热力学第一定律的描述中，正确的是（）A、热力学第一定律揭示了热现象的能量转化和守恒B、热力学第一定律的数学表达式为ΔU = Q - WC、热力学第一定律表明热量可以在物体之间传递，但不能直接转化为其他形式的能量D、热力学第一定律指出，外界对系统所做的功可以全部转化为内能，但内能不可能全部转化为外界对系统所做的功三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：一台效率为80%的蒸汽机，每小时可以对外做8×10^5焦耳的功。