3-3 热力学定律章末检测(有答案)
物理选修3-3单元检测：第十章热力学定律含解析
物理人教3-3第十章热力学定律单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题（本题包括12小题，每小题3分，共36分。
每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。
全部选对的得3分，选对但不全的得2分，选错的得0分) 1．气体膨胀对外做功100 J,同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化可能是（)A．减小20 J B．增大20 JC．减小220 J D．增大220 J2．下列关于永动机的说法中正确的是（)A．第一类永动机违反了能量守恒定律B．第一类永动机违反了热力学第一定律C．第二类永动机违反了能量守恒定律D．第二类永动机违反了热力学第二定律3．以下过程不可能发生的是( )A．对物体做功，同时物体放热，物体的内能不变B．对物体做功，同时物体吸热，物体的内能不变C．物体对外做功,同时放热，物体的内能不变D．物体对外做功,同时吸热，物体的内能不变4．下面设想符合能量守恒定律的是（)A．利用永磁铁间的作用力造一台永远转动的机器B．做成一条船利用河水的能量逆水航行C．通过太阳照射飞机使飞机起飞D．不用任何燃料使河水升温5．下列有关物体内能改变的判断中，正确的是（）A．外界对物体做功，物体的内能一定增加B．外界向物体传递热量，物体的内能一定增加C．物体对外界做功,物体的内能可能增加D．物体向外放热,物体的内能可能增加6．如图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。
关于这个实验,下列说法正确的是（)A．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区别7．对于一定质量的气体，忽略其分子之间的引力和斥力，升高一定温度,则（)A．气体的压强一定增加B．每个气体分子的速率一定增加C．气体分子的热运动一定变得剧烈D．气体的内能可能减少8．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图①），现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图②)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是（）A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动B．自由膨胀前后，气体的压强不变C．自由膨胀前后，气体的温度不变D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分9。
高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 章末复习 综合练习 单元练习(含答案)
热力学定律章末综合练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法正确的是（）A．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的B．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热C．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越不明显D．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示2．根据热力学定律，下列说法正确的是（）A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段3．如图所示，一定质量的理想气体经历的状态变化为a→b→c→a，其中纵坐标表示气体压强p、横坐标表示气体体积V，a→b是以p轴和V轴为渐近线的双曲线。
则下列结论正确的是（）A．状态a→b，理想气体的内能减小B．状态b→c，单位时间内对单位面积器壁碰撞的分子数变少C．状态b→c，外界对理想气体做正功D．状态c→a，理想气体的密度增大4．下列热现象说法正确的是A ．物体的温度越高，说明物体分子的平均动能越大B ．波涛汹涌的海水上下翻腾，说明水分子热运动剧烈C ．水凝结成冰，说明水分子的热运动已停止D ．空调制冷时，将热量从低温室内传到高温室外，说明热传递是随意的，不具有方向性5．下列叙述正确的是（ ）A ．外界对物体做功，物体的内能一定增加B ．热量不能由低温物体传递到高温物体C ．温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大D ．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性6．如图所示，固定的气缸内由活塞B 封闭着一定质量的理想气体，在外力F 作用下，将活塞B 缓慢地向右拉动．在拉动活塞的过程中，假设气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，则下列说法正确的是A ．气体从外界吸热，内能增加B ．气体向外界放热，内能减少C ．气体对外界做功，气体压强变小D ．外界对气体做功，气体压强变小7．如图所示，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。
高二物理人教版选修3-3单元测试题：第十章 热力学定律2(含答案)
第十章单元测试题一、选择题1、当物体的温度升高时，下列正确的说法是（）A．物体与外界一定没有做功 B．物体内能一定没有改变C．物体内能有可能改变 D．物体与外界可能有热传递和做功2、关于物体的内能变化，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3、在水蒸发成同温度的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（）A．内能不增加，对外不做功，也不吸热B．内能增加，对外不做功，要吸热C．内能不增加，对外做功，要吸热D．内能增加，对外做功，要吸热4、AB两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度内，AB两球用同样的材料制作，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，体积相等则（）A．A球吸收的热量多 B．B球吸收的热量多C．两球吸收的热量一样多 D．无法确定5、某气体吸热后，气体的温度升高，体积增大则（）A．气体增加的内能小于气体吸收的热量B．气体增加的内能等于气体吸收的热量C．气体在增加内能时，同时还对外做功D．气体在增加内能时，同时外界还对气体做功6、关于物体内能，下列说法正确的是（）A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功来改变物体的内能B．将物体举高或使它们速度增大，是利用做功来使物体的内能增大C．阳光照晒衣服，衣服温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能7、关于机械能和内能，下列论述正确的是（）A．物体温度升高，内能增加时，其机械能一定增加B．物体的内能损失时，必然导致其机械能减少C．物体的机械能损失时，其内能却有可能增加D．物体的动能增大时，其内部分子的平均动能也随之增大8、一定质量的气体在某一状态变化的过程中，吸收热量、体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比（）A．气体内能一定增加B．气体内能一定减小C．气体内能一定不变 D．气体内能是增是减不能确定9、如图所示，地面上固定一气缸，缸内通过活塞封闭了一定质量的氧气，活塞与缸壁间无摩擦且不漏气，当对活塞上作用一外力（图中没有画出）时，则有关缸内氧气状态变化的说法，正确的是（）B．当氧气的压强增大、温度不变时，则氧气一定对外界放热C．当氧气的压强减小、温度降低时，则氧气一定对外界吸热D．当氧气的压强减小、温度升高时，则外界一定对氧气做功10、下列关于热现象的说法，正确的是（）A．外界对物体做功，物体的内能一定增加B．气体的温度升高，气体的压强一定增大C．气体的压强决定于温度与单位体积内的分子数D．永动机不违背能量守恒11、下列关于热力学第二定律的表述中，正确的是（）A．热量不能自发地从低温物体传到高温物体B．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响C．气体向真空的自由膨胀是不可逆的D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小12、下列说法中正确的是（）A．热力学第二定律是一个统计规律B．反映宏观自然过程的方向性的定律就是热力学第二定律C．不违背能量守恒定律的宏观过程都能发生D．一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性13、在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（）A．降低 B．不变 C．升高 D．无法判断14、下列关于能源的说法中正确的是（）A．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源B．煤、石油、天然气等属于常规能源C．水能是可再生能源D．常规能源的大量使用有时对环境有较大影响，如“温室效应”15、下列关于能量耗散的说法正确的是（）A．能量耗散使能的总量减少，违背了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在环境中的内能再也不能被人类利用C．各种形式的能量向内能的转化，是能够自动全额发生的D．能量耗散导致能量品质的降低二、填空题16、改变物体内能的方法有和，两种方法在改变内能上有本质区别：是把其他形式能转化为内能；是把内能从一个物体转移到另一个物体。
人教版高中物理选择性必修第三册章末综合检测(三) 热力学定律
章末综合检测（三）热力学定律(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．关于物体内能与热量、做功的关系，以下说法正确的是( )A．物体内能的多少可以用物体吸热或放热的多少来量度B．内能大的物体热量多C．两物体发生热传递，达到平衡后，它们的内能必定相等D．做功和热传递对于改变物体内能是等效的解析：选D 物体的内能的变化可以用物体吸热或放热的多少来量度，故A错误。
热量是热传递的能量多少的量度，不是内能的量度，故B错误。
物体发生热传递，达到平衡后，温度相等，而不是内能相等，内能除了与温度有关，还与物质的量有关，故C错误。
做功和热传递对于改变物体内能是等效的，故D正确。
2．某校中学生参加某电视台“异想天开”节目的活动，他们提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是( )A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功B．制作一种制冷设备，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．将房屋顶盖上太阳能板，可直接用太阳能来解决照明和热水问题解析：选D 根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，选项A错误；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，选项B错误；有害气体和空气不可能自发地分离，选项C错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能转化为电能再加以利用，选项D正确。
3.如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞。
用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开。
管塞被冲开前( )A．外界对管内气体做功，气体内能增加B．管内气体对外界做功，气体内能减少C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，压强变大解析：选D 人克服绳与紫铜管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高。
2020年秋人教版高中物理选修3-3第十章 热力学定律测试含答案
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理选修3-3第十章热力学定律测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40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，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定()A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小3.如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则()A．气体体积膨胀，内能增加B．气体分子势能减小，内能增加C．气体分子势能增加，压强可能不变D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中4.对一定量的气体，下列说法正确的是()A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功B．在压强不断增大的过程，外界对气体一定做功C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变5.下列说法正确的是()A．汽油是一种清洁能源B．水能是可再生能源C．利用核能对环境的影响比利用煤、石油还要大D．氢气作为新型燃料最突出的缺点是空气中氢气的含量太少6.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7.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8.在光滑水平面上停放一木块，一子弹水平射穿木块.对此过程，下列说法中正确的是() A．摩擦力(子弹与木块间)对木块做的功等于木块动能的增加量B．摩擦力对木块做的功完全转化为木块的内能C．子弹减少的机械能等于子弹与木块增加的内能D．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与内能之和9.能源问题关乎国家建设和社会发展，下列关于能量和能源的说法中正确的是()A．人类在历史的进程中不断地开发和利用新能源，创造了新的能量B．自然界的能量是守恒的，我们没有必要节约能源C．在利用能源的过程中，能量在数量上逐渐减少D．能源耗散说明能量在转化过程中具有方向性10.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．为了节约能源，可将汽车行驶中散失的内能全部收集起来，再作为汽车运动的能源B．电冰箱制冷是因为电冰箱能自发地将内部热量传递给外界C．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D．满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.下列说法中正确的是()A．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有间隙B．物体的温度升高时，其分子平均动能增大C．气体绝不可能从单一热源吸收热量全部转化为有用功D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能12.(多选)一定质量的气体封闭在绝热的汽缸内，当用活塞压缩气体时，一定增大的物理量有(不计气体分子势能) ()A．气体体积B．气体分子密度C．气体内能D．气体分子的平均动能13.(多选)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是()A．冬天，用手去拿室外的铁块，手感到冷B．夏天，开空调一段时间后整个房间内温度降低C．在地面上晒小麦D．冬天，用暖水袋暖手14.(多选)关于热传递的下列说法中正确的是()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三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.一个透热良好的汽缸，缸壁浸在盛水的容器中，迅速下压活塞，对气体做了2 000 J的功，稳定后容器中2 kg的水温度升高了0.2 ℃.假设盛水容器绝热，问：压缩前后缸内气体的内能变化了多少？[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]16.从10 m高空由静止开始下落的水滴，在下落的过程中，水滴重力势能的40%转化为水的内能使水的温度升高，则水滴落下后温度升高多少？[水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)，g取10 m/s2且不变]17.如图所示，导热材料制成的横截面积相等、长度均为45 cm的汽缸A、B，通过带有阀门的管道连接.初始时阀门关闭，厚度不计的光滑活塞C位于B内左侧，在A内充满压强pA＝2.8×105Pa的理想气体，B内充满压强pB＝1.4×105Pa的理想气体，忽略连接汽缸的管道体积，室温不变，现打开阀门，求：(1)平衡后活塞向右移动的距离和B中气体的压强；(2)自打开阀门到平衡，B内气体是吸热还是放热(简要说明理由).18.如图所示，体积为V，内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体，p0和T0分别为大气的压强和温度.已知：气体内能U与温度T的关系为U＝αT，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求：(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q.答案解析1.【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，C、D错误.2.【答案】C【解析】由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错.热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对.正确答案为C.3.【答案】D【解析】气体向真空自由膨胀的过程中，外界不对系统做功，整个系统与外界又没有热交换，故系统内能不变；此过程中，分子力表现为引力且做负功，分子势能增加，分子动能减少，温度降低；由理想气体状态方程＝C知，体积增大，温度降低，所以压强减小；由热力学定律第二定律知，气体向真空的自由膨胀过程是不可逆的，所以Q中气体不可能自发地全部退回到P中.4.【答案】A【解析】气体体积增大时，一定对外做功，A正确；而压强与做功、体积与内能均无关，所以B、C错误；气体与外界没有发生热量交换过程中，内能有可能改变，有可能不变，还要看做功情况，所以D错误.5.【答案】B【解析】石油燃烧会产生大量的二氧化碳和二氧化硫等气体，前者产生温室效应，后者造成酸雨，所以汽油不是清洁能源，A选项错误；水能的来源可追溯到太阳能，它是可以再生的，B选项正确；利用煤、石油等常规能源对环境的影响要比利用核能这种新能源大得多，所以提倡核能的应用，C 选项错误；氢气作为新型燃料的优点有：制取方便(用水就可以)、无污染、效能高，缺点是相对来说不够安全，D选项错误.6.【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.7.【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.8.【答案】A【解析】对木块由动能定理可判断出选项A正确，子弹克服摩擦力做功而减少的机械能，转化为木块、子弹的内能和木块的动能，故B、C、D均错，故选A.9.【答案】D【解析】人类在不断地开发和利用新能源，但是能量不能被创造，也不会消失，故A错误；自然界的能量是守恒的，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源，故B错误；在利用能源的过程中，由于能量是守恒的，能量在数量上并没有减少，故C错误；根据热力学定律可知，宏观自然过程自发进行具有方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故D正确．10.【答案】D【解析】热力学第二定律告诉我们，一切宏观热现象都是有方向的，故汽车行驶中散失的内能不可能再全部收集起来作为汽车运动的能源，故A错误；电冰箱制冷并不是因为电冰箱能自发地将内部热量传递给外界，而是要耗电，故B错误；布朗运动是悬浮的固体小颗粒的无规则运动，故C错误；宏观热现象是有方向的，故满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行，故D正确。
高中物理新教材同步选择性必修第三册 第3章 热力学定律章末检测试卷(三)
章末检测试卷(三)(满分：100分)一、单项选择题(本题8小题，每小题3分，共24分)1．(2021·全国高二单元测试)关于内能，以下说法正确的是()A．做功和传热在改变物体内能的效果上是等效的B．只要物体温度不变，它的内能就不变C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和D．物体只要与外界进行热交换，其内能就一定变化答案 A解析做功和传热在改变物体内能的实质不同，但效果上是等效的，故A正确；内能是一定宏观量，是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，宏观上取决于质量、温度和体积，物体温度不变，但体积变化导致分子势能发生变化，那么物体的内能就要变化，故B、C错误；物体与外界进行热交换，若同时外界对物体做功或物体对外界做功，其内能也有可能不发生变化，故D错误．2．(2020·上海市金山中学高二期末)关于能量的转化，下列说法中正确的是()A．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行B．不但能量的总量保持不变，而且能量的可利用性在逐步提高C．空调机既能制热又能制冷，说明传热不存在方向性D．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化答案 D解析根据热力学第二定律，满足能量守恒定律的物理过程不一定都能自发地进行，选项A 错误；能量在转化过程中会由高品质的能源转化为低品质的能源，故可利用性会降低，选项B错误；空调机既能制热又能制冷，但是要耗电，即传热有方向性，热量只能自发地由高温物体传向低温物体，热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，故C错误，D 正确．3．关于内能、温度和热量，下列说法正确的是()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，当内能相等时传热停止答案 C4．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A．外界对胎内气体做功，气体内能减小B．外界对胎内气体做功，气体内能增大C．胎内气体对外界做功，内能减小D．胎内气体对外界做功，内能增大答案 D解析中午，车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确．5．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，则在此过程中的下列说法中正确的是()图1A．气体对外做功，气体温度一定变化B．气体对外做功，内能可能不变C．气体压强可能增大，内能可能不变D．气体从外界吸热，内能一定增大答案 B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，但压强减小，故B正确．6.(2020·涿鹿中学高二月考)如图2所示，导热性良好的汽缸内密封的气体(可视为理想气体)在等压膨胀过程中，下列关于气体说法正确的是()图2A．气体内能可能减少B．气体会向外界放热C．气体吸收的热量大于对外界所做的功D．气体分子的平均动能将减小答案 C解析气体等压膨胀，根据pVT＝C知T升高，气体分子的平均动能将增大，故D错误；理想气体的内能只与温度有关，温度升高则内能增大，故A错误；体积增大，则气体对外界做功，即W<0，又内能增加，根据热力学第一定律知气体一定吸热，即Q>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W>0，得Q>|W|，故B错误，C正确．7．如图3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()图3A．①②③B．①②④C．②③D．①③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①②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，选项B正确．8.如图4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，转轮因此能转动较长时间，下列说法正确的是()图4A．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答案 D解析形状记忆合金进入水中后受热，形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知，能量来源于热水，热水温度会降低，故A、B、C错误；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D正确．二、多项选择题(本题4小题，每小题4分，共16分)9．(2020·山西高二期末)下列关于物体内能的各种说法中正确的是()A．物体内能的改变有两种方式：做功和传热，两者在内能的改变上是等效的B．在有其他影响的情况下，可以把内能全部转化为有用功C．内能可以由低温物体转移到高温物体而不引起其他变化D．在内能的转化和转移过程中，虽然存在能量损失，但总能量依然守恒答案ABD解析由热力学第一定律知，改变物体的内能有两种方式，分别为做功和传热，两者在内能的改变上是等效的，故A正确；热力学第二定律指出不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故B正确；内能的转移是通过传热的方式完成的，热力学第二定律指出不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故C错误；能量守恒定律指出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别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量不变，故D正确．10．(2021·黑龙江哈尔滨市第六中学高二期中)景颇族的祖先发明的点火器如图5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5A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．外界对气体做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少答案BC解析由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功．由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量，由公式ΔU＝W＋Q，在瞬间Q＝0，W>0，所以内能增加，则温度升高，又体积减小，压强增大，故选B、C.11.(2020·张家口一中高二期中)如图6，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab 到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是()图6A ．在过程ab 中气体的内能增加B ．在过程ca 中外界对气体做功C ．在过程ab 中气体对外界做功D ．在过程bc 中气体从外界吸收热量答案 ABD解析 从a 到b 等容升压，根据pV T＝C 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故A 正确；在过程ca 中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B 正确；在过程ab 中气体体积不变，根据W ＝p ΔV 可知，气体对外界做功为零，故C 错误；在过程bc 中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，气体从外界吸收热量，故D 正确．12.如图7所示，一导热性能良好的金属汽缸放置在水平面上，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，现缓慢地在活塞上堆放一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，在此过程中( )图7A ．气体的内能增大B ．气体吸热C ．单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多D ．若汽缸和活塞换成绝热材料，汽缸内气体分子平均动能增大答案 CD解析 金属汽缸导热性能良好，由于热交换，汽缸内封闭气体温度与环境温度相同，在活塞上堆放一定质量的沙土时气体等温压缩，温度不变，气体的内能不变，故A 错误；气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体要向外放出热量，故B 错误；汽缸内封闭气体被压缩，体积减小，而质量不变，则汽缸内气体分子密度增大，单位时间内撞击汽缸壁单位面积的分子数增多，故C 正确；若汽缸和活塞换成绝热材料，外界气体不吸热也不放热，气体体积减小，对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增大，气体温度升高，汽缸内气体分子平均动能增大，故D 正确．三、填空题(本题2小题，共16分)13．(6分)一定质量的非理想气体(分子间的作用力不可忽略)，从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105 J的功，则：(1)气体的内能________(选填“增加”或“减少”)，其变化量的大小为________ J.(2)气体的分子势能________(选填“增加”或“减少”)．(3)分子平均动能如何变化？答案(1)减少(1分) 1.8×105(1分)(2)增加(2分)(3)见解析(2分)解析(1)因气体从外界吸收热量，所以Q＝4.2×105 J气体对外做功6×105 J，则外界对气体做功W＝－6×105 J由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，得ΔU＝－6×105 J＋4.2×105 J＝－1.8×105 J所以气体内能减少了1.8×105 J.(2)因为气体对外做功，体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加．(3)因为气体内能减少，而分子势能增加，所以分子平均动能必然减少，且分子平均动能的减少量一定大于分子势能的增加量．14.(10分)(2020·扬州中学月考)把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图8所示的装置．在玻璃管内引入一小段油柱，将一定质量的空气密封在容器内，被封空气的压强跟大气压强相等．如果不计大气压强的变化，利用此装置可以研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系．图8(1)关于瓶内气体，下列说法中正确的有________．A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体(2)改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V－T图像如图9所示．已知大气压强p0＝1×105 Pa，则由状态a到状态b的过程中，气体对外做的功为________J．若此过程中气体吸收热量60 J，则气体的内能增加了________J.图9(3)已知1 mol 任何气体在压强p 0＝1×105 Pa ，温度t 0＝0 ˚C 时，体积约为V 0＝22.4 L ．瓶内空气的平均摩尔质量M ＝29 g/mol ，体积V 1＝2.24 L ，温度为T 1＝25 ˚C.可估算出瓶内空气的质量为________．答案 (1)AD(3分) (2)50(2分) 10(2分) (3)2.66 g(3分)解析 (1)温度升高时，由于气压等于外界大气压，不变，故瓶内气体体积增大，故A 正确；温度升高时，瓶内气体分子的热运动的平均动能增大，但不是每个分子的动能均增大，故B 错误；气体压强是分子对容器壁的频繁碰撞产生的，温度升高，分子热运动的平均动能增大，气体压强不变，故瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数减少，故C 错误；温度不太低，压强不太大时，实际气体均可视为理想气体，故D 正确．(2)由状态a 到状态b 的过程中，气体对外做的功为：W ＝p ·ΔV ＝1.0×105×(2.5×10－3－2×10－3) J ＝50 J若此过程中气体吸收热量60 J ，则气体的内能增加ΔU ＝60 J －50 J ＝10 J(3)瓶内空气体积V 1＝2.24 L ，温度为T 1＝(25＋273) K ＝298 K ，转化为标准状态，有V 1T 1＝V 2T 2解得：V 2＝V 1T 2T 1物质的量为n ＝V 2V 0故质量：m ＝nM ＝V 1T 2T 1V 0·M ≈2.66 g. 四、计算题(本题4小题，共44分)15．(9分)如图10所示，一定质量的理想气体，从状态A 等容变化到状态B ，再等压变化到状态D .已知在状态A 时，气体温度t A ＝327 ℃.图10(1)求气体在状态B 时的温度；(2)已知由状态B →D 的过程，气体对外做功W ，气体与外界交换热量Q ，试比较W 与Q 的大小，并说明原因．答案 (1)27 ℃ (2)Q >W 原因见解析解析 (1)气体由状态A 变化到状态B由查理定律p A T A ＝p B T B可得(2分) T B ＝p B p A T A ＝12×(327＋273) K ＝300 K(2分) 所以t B ＝27 ℃.(1分)(2)由B →D 的过程，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律ΔU ＝Q －W >0，可得Q >W .(4分)16.(10分)如图11为一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V 0，开始时内部封闭气体的压强为p 0.经过太阳曝晒，气体温度由T 0＝300 K 升至T 1＝350 K.图11(1)求此时气体的压强．(2)保持T 1＝350 K 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p 0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．答案 (1)76p 0 (2)67吸热 原因见解析 解析 (1)由题意知，气体体积不变，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1(2分) 所以此时气体的压强p 1＝T 1T 0p 0＝350300p 0＝76p 0(2分) (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V 2，由玻意耳定律可得p 1V 0＝p 0V 2(2分)可得V 2＝p 1V 0p 0＝76V 0(1分) 所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为ρV 0ρ·76V 0＝67(1分) 因为抽气过程中气体温度不变，故内能不变，而气体的体积膨胀对外做功．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，气体一定从外界吸收热量．(2分)17.(12分)某压力锅结构如图12所示．盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起．假定在压力阀被顶起时，停止加热．图12(1)假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1 J ，并向外界释放了2 J 的热量．锅内原有气体的内能如何变化？变化了多少？(2)已知大气压强p 随海拔高度H 的变化满足p ＝p 0(1－αH )，其中常数α>0.结合气体实验定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同． 答案 (1)减少 3 J (2)温度随着海拔高度的增加而降低．解析 (1)根据热力学第一定律：ΔU ＝W ＋Q ，气体对外做功，W ＝－1 J ；气体向外放热，热量Q ＝－2 J ．(2分)则有：ΔU ＝W ＋Q ＝－3 J ，负号表示内能减少．锅内原有气体内能减少，减少了3 J ．(2分)(2)由p ＝p 0(1－αH )(其中α>0)，随着海拔高度的增加，大气压强减小；(1分)锅内气体压强p 1＝p ＋mg S ＝p 0(1－αH )＋mg S，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小；(4分)根据查理定律p 1T 1＝p 2T 2可知，阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低．(3分) 18.(13分)(2020·安徽高二期末)一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，汽缸如图13所示水平放置．活塞的质量m ＝20 kg ，横截面积S ＝100 cm 2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L 1＝12 cm ，离汽缸口的距离L 2＝4 cm.外界气温为27 ˚C ，大气压强为1.0×105 Pa ，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g ＝10 m/s 2，求：图13(1)此时气体的温度为多少；(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q ＝390 J 的热量，则气体增加的内能ΔU 为多少．答案 (1)480 K (2)318 J解析 (1)当汽缸水平放置时，p 0＝1.0×105 Pa ，V 0＝L 1S ，T 0＝300 K当汽缸口向上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析图如图所示，有p 1S ＝p 0S ＋mg (2分) 则p 1＝1.2×105 Pa ，V 1＝(L 1＋L 2)S由理想气体状态方程得p 0L 1S T 0＝p 1(L 1＋L 2)S T 1(2分) 则T 1＝480 K(1分)(2)当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得 p 0L 1S ＝p 1LS (2分)则L ＝10 cm(1分)加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为 W ＝－p 0(L 1＋L 2－L )S －mg (L 1＋L 2－L )＝－72 J(2分) 根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q (2分)得ΔU ＝318 J ．(1分)。
高中物理人教版选修3-3《热力学定律》单元测试题(含答案)
《热力学定律》单元测试题(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4.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过程气体吸热D．全部过程气体做功为零5．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6．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7．下列关于熵的说法中正确的是()A．熵是物体内分子运动无序程度的量度B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行C．热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理D．熵值越大，代表系统内分子运动越无序8．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂。
最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》检测卷(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130327]如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de 四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。
下列说法正确的是（）A．ab过程中气体分子热运动平均动能增加B．bc过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C．cd过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D．de过程中气体对外放出热量，内能不变2．(0分)[ID：130322]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．将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同3．(0分)[ID：130293]将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A．从外界吸热B．对外界做正功C．分子势能不变D．内能减小4．(0分)[ID：130289]对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．气体压强只与气体分子的密集程度有关B ．气体温度升高，每一个气体分子的动能都增大C ．气体的温度升高，气体内能一定大增D ．若气体膨胀对外做功50 J ，则内能一定减少50 J5．(0分)[ID ：130285]如图所示，绝热隔板K 把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K 与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a 和b 。
现通过电热丝对气体a 加热一段时间后，a 、b 各自达到新的平衡，下列说法正确的是( )A ．b 的温度升高B ．a 的体积增大，压强变小C ．加热后b 的分子热运动比a 的分子热运动更激烈D ．b 的体积减小，压强增大，但温度不变6．(0分)[ID ：130280]下列说法正确的是（ ）A ．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm 的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动属于分子热运动B ．当分子间的距离0r r 时，斥力等于引力，表现出合力为零，故分子势能为零C ．涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，是不可逆的D ．液晶的物理性质稳定，外界条件的变动不会引起液晶分子排列变化7．(0分)[ID ：130274]下列说法中，正确的是_________。
最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》检测题(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130333]封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。
则在此过程中（）A．由A到B，气体所有分子的动能都增大B．由B到C，气体对外做功，放出热量C．由C到D，气体压强增大，内能减少D．由A到D，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少2．(0分)[ID：130332]一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能），在温度升高的过程中（）A．气体分子的平均动能可能不变B．外界一定对气体做功C．气体一定从外界吸收热量D．气体的内能一定增加3．(0分)[ID：130328]一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（）A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加4．(0分)[ID：130327]如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de 四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。
下列说法正确的是（）A．ab过程中气体分子热运动平均动能增加B．bc过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C．cd过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D．de过程中气体对外放出热量，内能不变5．(0分)[ID：130324]如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac6．(0分)[ID：130315]下列说法正确的是A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少7．(0分)[ID：130301]下列说法中正确的是（）A．温度低的物体内能小B．外界对物体做功时，物体的内能一定增加C．温度低的物体分子运动的平均动能小D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大8．(0分)[ID：130298]如图所示，一定质量理想气体的体积V与温度T关系图像，它由状态A经等温过程到状态B，再经等容过程到状态C。
最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(含答案解析)(2)
一、选择题1．(0分)[ID：130345]对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（）A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量D．在绝热过程中，系统的内能一定不变2．(0分)[ID：130341]下列说法不正确的是（）A．饱和气压与热力学温度成正比B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小D．在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少3．(0分)[ID：130340]某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。
该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，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4．(0分)[ID：130338]“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。
关于能源与能量，下列说法正确的是（）A．因为能量守恒，所以不要节约能源B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造5．(0分)[ID：130307]图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对6．(0分)[ID：130299]关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）A．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒7．(0分)[ID：130286]科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。
最新人教版高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(包含答案解析)(1)
一、选择题1．(0分)[ID：130353]关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子的体积B．一定质量的理想气体温度升高，产生的压强一定增大C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律2．(0分)[ID：130339]下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能3．(0分)[ID：130336]为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。
如图是某喷水壶示意图。
未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。
储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则阀门（）A．充气过程中，储气室内气体内能不变B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体吸热D．喷水过程中，储气室内气体压强不变4．(0分)[ID：130323]下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变5．(0分)[ID：130315]下列说法正确的是A．自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大C．气体从外界吸收了热量，内能必定增加D．在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少6．(0分)[ID：130314]下列说法中不正确．．．的是A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B．对于温度相同的氧气与氢气，它们的分子平均速率不同C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D．压强不变时，一定量的水蒸发为同温度的水蒸气，吸收的热量大于其增加的内能7．(0分)[ID：130302]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．今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( )图13－2－4A．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8．(0分)[ID：130300]一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中ab与竖直轴平行，bc的延长线通过原点，cd与水平轴平行，da与bc平行，则 ( )A．ab过程中气体温度不变，气体不吸热也不放热B．bc过程中气体体积保持不变，气体放出热量C．cd过程中气体体积不断增加，气体吸收热量D．da过程中气体体积保持不变，气体放出热量9．(0分)[ID：130293]将装有一定质量氧气的薄铝筒开口向下浸入20℃的水中，如图所示，缓慢推动铝筒，使其下降2m，铝筒内氧气无泄漏，则铝筒在缓慢下降过程中，氧气（）A ．从外界吸热B ．对外界做正功C ．分子势能不变D ．内能减小 10．(0分)[ID ：130282]下列说法正确的是（ ）A ．扩散现象的原因是分子间存在斥力B ．由于表面张力的作用，玻璃板上的小水银滴总是呈球形的C ．第二类永动机是不可能造成的，因为它违背了能量守恒定律D ．如果没有漏气、摩擦、机体的热量损失，热机的效率可以达到100%11．(0分)[ID ：130277]下列说法正确的是（ ）A ．布朗运动是液体分子的无规则运动B ．悬浮在空气中含有新冠病毒的气溶胶做布朗运动，气温越高，运动越剧烈C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．内能是物体中所有分子热运动动能的总和12．(0分)[ID ：130272]在炎热的夏季，用打气筒为自行车充气，若充气太足，在太阳暴晒下，很容易发生车胎爆裂。
人教版初中高中物理选修三第三章《热力学定律》测试题(含答案解析)
一、选择题1．对于一定质量的理想气体，下列判断错误的是（）A．在等温变化过程中，系统与外界一定有热量交换B．在等容变化过程中，系统从外界吸收热量一定等于内能增量C．在等压变化过程中，内能增加，系统一定从外界吸收热量D．在绝热过程中，系统的内能一定不变2．下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能3．下列说法中正确的是（）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．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功C．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的D．因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机4．如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前（）A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，压强变大5．图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（）A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．ABC三种说法都不对6．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则A．缸内的气体压强减小，内能减小B．缸内的气体压强增大，内能减小C．缸内的气体压强增大，内能不变D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加7．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）A．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒8．一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p—V图像如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴，M、N在同一等温线上。
高中物理选修三第三章《热力学定律》检测卷(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130328]一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（）A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加2．(0分)[ID：130326]一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大3．(0分)[ID：130320]热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定4．(0分)[ID：130309]如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前（）A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，压强变大5．(0分)[ID：130308]如图所示，A、B为两相同的绝热气缸，用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体，活塞和杠杆质量不计，活塞和杠杆接触，忽略一切摩擦．O为固定轴，且MO=NO，将A中气体温度升高（变化不大）到杠杆MN重新平衡，下列说法正确的是（）A．B中气体温度不变B．B中气体温度降低C．A中气体克服外力做功，外界对B气体做功D．A中气体内能增加，B中气体内能减少6．(0分)[ID：130303]有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将()A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低7．(0分)[ID：130294]下列现象可以用热力学第一定律解释的是（）A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象8．(0分)[ID：130285]如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体a和b。
呼伦贝尔市高中物理选修三第三章《热力学定律》检测题(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130353]关于热现象和热学规律，下列说法正确的是（）A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出每个气体分子的体积B．一定质量的理想气体温度升高，产生的压强一定增大C．温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律2．(0分)[ID：130348]一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是（）→过程中，气体体积增大，从外界吸热A．a b→过程中，气体体积增大，从外界吸热B．b c→过程中，气体体积不变，向外界放热C．c a→过程中，气体内能增大，向外界放热D．c a3．(0分)[ID：130346]气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J4．(0分)[ID：130344]关于元器件，下列说法错误的是（）A．太阳能电池板是将光能转化为电能B．电热水壶烧水是利用电流的热效应C．电容器是用来储存电荷的装置D．微波炉加热食物是利用电磁感应原理5．(0分)[ID：130343]一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V1膨胀到V2，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为∆U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为∆U2。
则（）A．W1>W2，Q1<Q2，∆U1> ∆U2B．W1>W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U2C．W1<W2，Q1=Q2，∆U1< ∆U2D．W1=W2，Q1>Q2，∆U1> ∆U26．(0分)[ID：130339]下列说法正确的是（）A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能7．(0分)[ID：130319]下列过程中可能发生的是 ()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开8．(0分)[ID：130306]如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则A．缸内的气体压强减小，内能减小B．缸内的气体压强增大，内能减小C．缸内的气体压强增大，内能不变D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加9．(0分)[ID：130294]下列现象可以用热力学第一定律解释的是（）A．两物体接触后，热量自发地从高温物体传递到低温物体B．蒸汽机不能把蒸汽的内能全部转化为机械能C．叶片搅拌绝热容器中的水，引起水温升高D．利用能源的过程中会发生“能量耗散”现象10．(0分)[ID：130292]如图描述了一定质量的理想气体压强p随体积V变化的图像，O、a、b在同一直线上，ac与横轴平行，下列说法正确的是（）A．a到b过程，外界对气体做功B．c到a过程，气体向外界放出热量大于气体内能的减少量C．b到c过程，气体释放的热量大于气体内能的减少D．a点时气体的内能等于b点时气体的内能11．(0分)[ID：130268]如图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中内能减少1000J，则A→B→C过程中气体对外界做的总功为（）A．1600J B．400J C．1000J D．600J12．(0分)[ID：130254]根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（）A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体积为mV MC．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律二、填空题13．(0分)[ID：130438]一圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上。
高中物理选修3-3第十章热力学定律习题(带答案)
第十章热力学定律知识点总结第一节功和内能一．焦耳的实验1818年12月24日生于英国曼彻斯特，起初研究电学和磁学。
1840年在英国皇家学会上宣布了电流通过导体产生热量的定律，即焦耳定律。
焦耳测量了热与机械功之间的当量关系——热功当量，为热力学第一定律和能量守恒定律的建立奠定了实验基础。
1．绝热过程：系统只通过对外界做功或外界对它做功而不与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
2．焦耳的实验及结论(1)热功当量实验热量以卡为单位时与功的单位焦耳之间的数量关系,相当于单位热量的功的数量,叫做热功当量，即1卡=4.1840焦耳在测定热功当量的实验中，重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
焦耳的多次实验测量表明，只要重力所做的功相同，容器内水温上升的数值就相同，即系统的状态变化是相同的。
(2)通过电流的热效应给水加热在通过电流的热效应给水加热的实验中，多次实验结果表明，对同一个系统，如果过程是绝热的，只要所做的电功相等，则系统温度上升的数值是相同的，即系统的状态变化相同。
（3）实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式无关二．功与系统内能改变的关系（绝热过程，用U表示内能；W表示功）1.做功可以改变系统的内能①外界对系统做功，系统的内能增加②系统对外界做功，系统的内能减少。
2.功是系统内能转化的量度△U＝U2－U1 =W3.实质:其他形式的能与内能的相互转化4.国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )需要注意的几个问题：①做功与内能的变化做功改变物体内能的过程是将其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程，做功使物体内能发生变化时，内能改变了多少用做功的数值来量度。
外界对物体做多少功，物体的内能就增加多少；物体对外界做多少功，物体的内能就减少多少。
②压缩气体，外界对气体做了功，气体的内能增加，气体内能的增加量等于外界对气体做的功的多少；气体膨胀，是气体对外界做功，气体内能减小，气体内能的减少量等于气体膨胀对外做的功的多少。
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3-3热力学定律章末检测
1．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下，体积从20 L 膨胀到30 L，这一过程中气体从外界吸热4×103 J，则气体内能的变化为() A．增加了5×103 J B．减少了5×103 J
C．增加了3×103 J D．减少了3×103 J
【答案】 C
2．对于热量、功和内能，三者的说法正确的是()
A．热量、功、内能三者的物理意义等同
B．热量、功都可以作为物体内能的量度
C．热量、功、内能的单位不相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体状态决定的
【答案】 D
3．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比()
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
【答案】 D
4．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是()
A．减小20 J B．增大20 J
C．减小220 J D．增大220 J
【答案】 B
5．大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”．如图1所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P 处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可
以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权．关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是()
图1
A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题
B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现
C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现
D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现
【答案】 D
6．(2014·大连检测)在恒温水池中，一个气泡缓缓向上浮起，浮起过程中气泡内气体分子数不变，则气泡在上升的过程中()
A．若气泡内为理想气体，气泡既不吸热也不放热，内能不变
B．若气泡内为理想气体，气泡吸收热量，内能不变
C．若气泡内为实际气体，气泡对外做功，内能增大
D．若气泡内为实际气体，气泡对外做功，内能减小
【答案】BC
7．(2014·西安检测)以下过程可能发生的是()
A．对物体做功，同时物体放热，物体的温度不变
B．对物体做功，同时物体吸热，物体的温度不变
C．物体对外做功，同时放热，物体的内能不变
D．物体对外做功，同时吸热，物体的内能不变
【答案】AD
8．(2013·济南高二检测)如图是某研究小组为了探究“鱼鳔的作用”所制作的装置．具体制作方法如下：在大号“可乐瓶”中注入半瓶水，在一个小气球中
放入几枚硬币并充入少量空气(忽略气体的分子势能)，将其装入“可乐瓶”中．通过在水中放盐改变水的密度后，使气球恰好悬浮于水中，并拧紧瓶盖．设初始时瓶中气体、水及外界大气的温度相同．当用手挤压“可乐瓶”的上半部分时，下列说法正确的是()
图2
A．快速挤压时，瓶内气体压强变大
B．快速挤压时，瓶内气体温度不变
C．快速挤压时，瓶内气体体积不变
D．缓慢挤压时，气球下降
【答案】AD
9．(13分)(2013·长春高二检测)如图3所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p－V图象，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有热量335 J传入系统，系统对外界做功126 J，求：
图3
(1)若沿adb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，则系统是吸热还是放热？热量传递是多少？
【答案】(1)251 J(2)放热293 J
10．(11分)(2013·重庆高考)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp，若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量．
【答案】体积改变量ΔV＝－
ΔpV0 p0＋Δp
11．(15分)下面是某同学在题为《能源的利用和节约能源》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：
太阳能是人类最基本的能源，它无污染、无费用，这种能源的使用期和太阳寿命一样长，当太阳光照射地面时，1 m2地面上在1 s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中．
该同学在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：
25 ℃加热到45 ℃需要多长时间？
(2)与效率为80%的电热水器相比，每天可节约多少电能？
【答案】(1)3.9 h(2) 1.05×107 J。