高中物理 第十章 热力学定律过关检测(二)新人教版选修3-3(2021年最新整理)
新人教版高中物理选修3-3第十章 热力学定律 综合测试卷
第十章热力学定律综合测试卷一、选择题（每小题3分，共51分。
在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。
全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。
）1．下列过程，可能发生的为（）A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加2．物体从高处落下，由于受空气阻力的影响，则它的（）A．机械能减少，内能减少 B．机械能减少，内能增加C．机械能增加，内能也增加 D．机械能和内能都不变3．某物体温度升高了，这说明（）A．该物体一定吸收了热量 B．该物体可能放出了热量C．外界对物体可能做了功 D．物体可能吸收了热量4．下列物理过程中，通过做功改变内能的有（）A．燃料在气缸内燃烧，气缸内气体推动活塞运动，缸内气体温度降低的过程B．子弹射入木块，子弹升温的过程C．将重物加速举高，物体的重力势能和动能同时增大的过程（不计空气阻力）D．冰在阳光照射下，熔化为水的过程5．热传递的规律是（）A．热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体B．热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体C．热量总是从内能较多的物体传递给内能较少的物体D．热量总是从比热较大的物体传递给比热较小的物体6．下列说法中正确的是（）A．吸收热量多的物体温度变化一定大B．温度恒定时，物体的内能也可能改变C．温度高的物体比温度低的物体内能大D．吸收热量多的物体内能增量大7．关于物体的内能，下列说法中正确的是（）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．物体沿光滑斜面下滑时速度增大，是利用做功来使物体内能增大C．阳光照晒衣服，衣服的温度升高，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8．A物体的质量是B物体质量的n倍，B的比热是A的k倍，若A吸收的热量是B吸收热量的m 倍，则A 物体升高的温度是B 物体升高温度的 （ ）A ．m nk 倍B ．k nm 倍C ．nmk 倍 D ．nkm 倍 9．第一类永动机是不可能制成的，这是因为第一类永动机 （ ）A ．不符合机械能守恒定律B ．违背了能的转化和守恒定律C ．没有合理的设计方案D ．找不到合适的材料10．一定量气体膨胀做功100J ，同时对外放热40J ，气体内能的增量ΔU 是 （ ）A ．60JB ．-60JC ．-140JD ．140J11．下列说法中正确的是 （ ）A ．核能是一种常规能源B ．煤、石油、天然气叫做常规能源C ．大量消耗常规能源产生了“温室效应”D ．燃烧煤炭时生成的二氧化硫使雨水酸度升高，形成酸雨12．下列说法中正确的是 （ ）A ．水流能和风能是“可再生能源”B ．太阳能是一种清洁能源C ．沼气是一种新能源D ．核能对环境的污染比常规能源对环境的污染更大13．关于第二类永动机，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叫做第二类永动机B ．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成C ．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D ．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，同时不引起其他变化14．热传导的方向性是指 （ ）A ．热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能从低温物体传递到高温物体B ．热量只能从低温物体传递到高温物体，而不能从高温物体传递到低温物体C ．热量既能从高温物体传递到低温物体，又可以从低温物体传递到高温物体D ．热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会自发地从低温物体传递到高温物体15．关于能源的开发和利用，下列说法中错误的为 （ ）A ．能源是有限的，无节制地利用常规能源，是一种盲目的短期行为B ．根据能量守恒，能源应该是取之不尽，用之不竭的C ．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响D ．不断开发新能源，是缓解能源危机，加强环境保护的重要途径16．关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A．物体可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化B．热传导是有方向性的C．不可能使热量由低温物体传到高温物体D．以上说法都不对17．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，使物体运动起来二、填空题（共12分。
最新高中物理第10章热力学定律学业质量标准检测新人教版选修3_3
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小题只需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)以下说法中正确的是( 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．不可能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功，而不引发其它任何变化D．凡是不违犯能量守恒定律的过程必然能实现解析：热量也能从低温物体传到高温物体，但要引发其他的变化，选项A错误；功、热、内能三者只是单位相反，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；凡是不违犯能量守恒定律的过程不必然能实现，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两筒间密闭了必然质量的气体，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必然律，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，由热力学第必然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发其他变化；其二是：不可能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功，而不引发其他变化。
第一种表述方式可以用如右图示意图来表示，根据你对第二种表述的理解，假如也用类似的示意图来表示，你认为以下示意图中正确的是( B )解析：第二种表述的意思是：热机汲取热量，对外做功，同时把热量传给低温物体。
高二物理人教版选修3-3第十章 热力学定律单元练习题(含详细答案)
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.。
【同步检测】高二物理人教版选修3-3第十章《热力学定律》同步检测
高中物理人教版选修3-3第十章《热力学定律》同步检测一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有( )。
A.温度相同的物体,内能一定一样多B.热量就是内能C.在热传递过程中,热量由内能多的物体传给内能少的物体D.在热传递过程中,热量从高温物体传递到低温物体,直到两物体的温度相同2.下列关于物体内能变化的说法中正确的是( )。
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3.17世纪70年代,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”,其结构如图所示。
在斜面顶端固定放一块强磁铁M,斜面上下端各有一个小孔P、Q,斜面下有一个连接两个小孔的弯曲轨道。
维尔金斯认为:如果在斜坡底放一个铁球,那么在磁铁的引力作用下,铁球会沿斜面向上运动,当铁球运动到P孔时,它会漏下,再沿着弯曲轨道返回到Q,由于这时铁球具有速度可以对外做功,然后又在磁铁的吸引下回到上端,到P处又漏下……对于这个设计,下列判断中正确的是( )。
A.满足能量转化和守恒定律,所以可行B.不满足热力学第二定律,所以不可行C.不满足机械能守恒定律,所以不可行D.不满足能量守恒定律,所以不可行4.关于一定量的气体,下列叙述正确的是( )。
A.气体吸收的热量不可以完全转化为功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5.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,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,这时读出温度计的示数。
打开卡子,胶塞冲出容器口后( )。
2021-2022学年高二物理人教版选修3-3章末检测：第十章 热力学定律
章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．下列关于物体内能变化的说法，正确的是()A．肯定质量的晶体在熔化过程中内能保持不变B．肯定质量的气体在体积膨胀过程中内能肯定增加C．肯定质量的物体在热膨胀过程中内能不肯定增加D．肯定质量的物体在体积保持不变的过程中，内能肯定不变答案 C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；肯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，但肯定对外做功，由ΔU＝Q＋W 不能确定ΔU，故B错误；物体热膨胀肯定是吸取了热量，对外做功不肯定小于吸取的热量，内能不肯定增加，C正确；物体体积不变，温度可能转变，内能随之变化，D错误．2．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始终工作，可使室内温度渐渐降低B．在电冰箱的内管道中，制冷剂快速膨胀并吸取热量C．在电冰箱的外管道中，制冷剂被猛烈压缩放出热量D．电冰箱的工作原理违反了热力学其次定律答案BC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，故室内温度不行能降低，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反热力学其次定律，选项D错误．3．带有活塞的汽缸内封闭肯定量的抱负气体．气体开头处于状态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，如图1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中吸取的热量分别为Q ab和Q ac，则()图1A．p b>p c，Q ab>Q ac B．p b>p c，Q ab<Q acC．p b<p c，Q ab>Q ac D．p b<p c，Q ab<Q ac答案 C解析由V＝Kp T可知V-T图线的斜率越大，压强p越小，故p b<p c.由热力学第肯定律有：Q＝ΔU－W，因T b＝T c，所以ΔU ab＝ΔU ac，而W ab>W ac，故Q ab>Q ac.综上C正确．4．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，使物体温度上升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BC5．关于肯定量的气体，下列叙述正确的是()A．气体吸取的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能肯定削减C．气体从外界吸取热量，其内能肯定增加D．外界对气体做功，气体内能可能削减答案AD解析依据热力学其次定律：不行能从单一热源吸取热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．即气体吸取热量在引起了其他变化的状况下，可以完全转化为功，A对；肯定量气体的内能的影响因素有体积和温度，故气体体积增大时，由于温度变化状况未知，故内能不肯定削减，B错；内能可以通过做功和热传递转变，气体从外界吸取热量，由于对外做功状况未知，故内能不肯定增加，C错；同理外界对气体做功，由于热传递状况未知，故气体内能有可能削减，D对．6．如图2所示，汽缸内盛有肯定质量的抱负气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接使其缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知抱负气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()图2A．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其次定律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其次定律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其次定律D．以上三种说法都不对答案 C解析气体等温膨胀并通过杆对外做功，由于气体等温，所以内能不变，对外做功，则要吸取热量，即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其次定律，由于此过程产生了其他影响，所以没有违反热力学其次定律．7．景颇族的祖先创造的点火器如图3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3A．气体温度上升，压强不变B．气体温度上升，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，气体内能削减答案 B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；因气体内能等于全部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，温度上升，再由气体状态方程pVT＝常量可知，气体压强变大，故A错误、B正确．8．在光滑水平面上运动的物体，受到一个与速度同方向的推力，物体的温度与环境温度相同，在这个过程中，以物体为争辩对象，则()A．与热传递等效的功是正功，物体的内能增加B．与热传递等效的功是零，内能不变C．动能定理中的功是正功，动能增加D．动能定理中的功是零，动能不变答案BC解析依据动能定理，推力对物体做正功，物体动能增加；没有力做功实现其他形式能和内能的转化，物体的内能不变．9．如图4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，用打气筒通过气针渐渐向容器内打气，使容器内的压强增大到肯定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后()图4A．温度计示数变大，试验表明气体对外界做功，内能削减B．温度计示数变大，试验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，试验表明气体对外界做功，内能削减D．温度计示数变小，试验表明外界对气体做功，内能增加答案 C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．10．如图5所示，密闭绝热容器内有一绝热的具有肯定质量的活塞，活塞的上部封闭着气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽视不计．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5A．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答案 D解析以活塞为争辩对象，设气体压强为p1，活塞质量为m，截面积为S，末态时压强为p2，初态F弹>mg＋p1S，由题意可得末态位置必需高于初位置，否则不能平衡，则由ΔU＝W(绝热)．W为正，ΔU必为正，温度上升，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＋p2S，仍旧具有一部分弹性势能，D正确．二、填空题(每小题5分，共10分)11．质量肯定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成抱负气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图6所示．单位时间所吸取的热量可看作不变．(1)以下说法正确的是______．图6A．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，则温度上升______(变快、变慢或快慢不变)请说明理由．答案(1)BCD(2)变快，理由见解析解析依据热力学第肯定律ΔU＝Q＋W ，抱负气体的状态方程pVT＝C可知，在吸取相同的热量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ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度上升变快．12．如图7所示，依据制冷机的工作原理，试分析每个工作过程中工作物质的内能转变状况和引起转变的物理过程：图7(1)工作物质的内能________，是________的过程；(2)工作物质的内能________，是________的过程；(3)工作物质的内能________，是________的过程．答案(1)增加做功(2)削减放热(3)增加吸热解析(1)压缩气体，对气体做功，内能增加；(2)气体液化要放出热量，内能削减；(3)工作物质的汽化过程，需吸取热量，内能增加．三、计算题(共4小题，共40分)13．(8分)在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043 cm3变成1 676 cm3.已知水的汽化热为2 263.8 J/g，求：(1)体积膨胀时气体对外界做的功W；(2)气体吸取的热量Q；(3)气体增加的内能ΔU.答案(1)169.7 J(2)2 263.8 J(3)2 094.1 J解析(1)气体在等压(大气压)下膨胀做功．W＝p(V2－V1)＝1.013×105×(1 676－1.043)×10－6J＝169.7 J.(2)气体吸热Q＝ML＝1×2 263.8 J＝2 263.8 J.(3)依据热力学第肯定律ΔU＝W＋Q＝2 263.8 J＋(－169.7)J＝2 094.1 J.14．(10分)如图8所示，p -V图中肯定质量的抱负气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸取热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J，求此过程中气体吸取或放出的热量是多少．图8答案放出320 J的热量解析肯定质量的抱负气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸取的热量Q1大于气体膨胀对外界做的功W1，气体内能增加，由热力学第肯定律可知，气体内能的增加量为ΔU＝Q1＋W1＝420 J＋(－300)J＝120 J.气体由状态B经过程Ⅱ回到状态A时，气体内能将削减120 J，而此过程中外界又压缩气体做了W2＝200 J的功，因而气体必需向外界放热，Q2＝ΔU－W2＝(－120)J－200 J＝－320 J.即此过程中气体放出的热量是320 J.图915．(10分)如图9所示，为一汽缸内封闭的肯定质量的气体的p-V图线，当该系统从状态a 沿过程a→c→b到达状态b时，有热量335 J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，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解析(1)由热力学第肯定律可得a→c→b过程系统增加的内能ΔU＝W＋Q＝(－126＋335)J ＝209 J，由a→d→b过程有ΔU＝W′＋Q′得Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)]J＝251 J，为正，即有251 J的热量传入系统．(2)由题意知系统由b→a过程内能的增量ΔU′＝－ΔU＝－209 J依据热力第肯定律有Q″＝ΔU′－W″＝(－209－84)J＝－293 J负号说明系统放出热量，热量传递为293 J16．(12分)某压力锅结构如图10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肯定值时，气体就把压力阀顶起．假定在压力阀被顶起时，停止加热．图10(1)若此时锅内气体的体积为V′，摩尔体积为V，阿伏加德罗常数为N A，写出锅内气体分子数的估算表达式．(2)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？(3)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)n ＝V ′V N A (2)削减了3 J (3)温度随着海拔高度的增加而降低．解析 (1)阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁，设锅内气体分子数为n ，则：n ＝V ′V N A .(2)依据热力学第肯定律：ΔU ＝W ＋Q ，气体对外做功，功为负，W ＝－1 J ；向外放热，热量为负，Q ＝－2 J.则有：ΔU ＝W ＋Q ＝－3 J ，负号表示内能削减． 锅内气体内能削减，削减了3 J.(3)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；由p 1＝p ＋mg S ＝p 0(1＋αH )＋mgS ，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小； 依据查理定律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．。
最新人教版选修3-3高中物理过关习题第十章 热力学定律 章末检测及答案
(时间：90分钟满分：100分)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，或从一种形式转成另一种形式．根据热力第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D．从单一热库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时，其内能也一定发生变．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝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ΔU＝Q3．一定量的气体膨胀对外做功100 J，同时对外放热40 J，气体内能的增量ΔU 是( )A．60 J B．－60 J．－140 J D．140 J4图1固定的水平汽缸内由活塞B封闭着一定量的想气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设汽缸壁的导热性能很好，外界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1所示，则在拉动活塞的过程中，关于汽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．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．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．分子平均动能减小 D．内能增加7图2带有活塞的汽缸内封闭一定量的想气体．气体开始处于状态，然后经过过程b到达状态b或经过过程c到达状态c，b、c状态温度相同，如图2中V－T图线所示．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b和c中吸收热量分别为Q b 和Q c，则( )A．p b>p c，Q b>Q c B．p b>p c，Q b<Q c．p b<p c，Q b>Q c D．p b<p c，Q b<Q c8．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，开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内)．水银柱上升至图3所示位置停止．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( )图3A．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．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9．下列说法正确的是( )A．热力第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B．电流流过导体转为内能，反过，可将内能收集起，再转成相同大小的电流．可以做成一种热机，由热吸取一定的热量而对外做功D．冰可以熔成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力第二定律10．关于能的利用，下列说法中正确的是( )A．由于我国煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重要B．能的利用过程，实质上是能的转和传递过程．现代人类社会使用的能主要是煤、石油和天然气D．煤、石油和天然气的能归根到底自太阳能11图4(8分)一定质量的想气体沿图4中所示的过程(p代表气体的压强，V代表气体的体积)，从A状态变到B状态，在此过程中气体的内能________(填“增加”或“减小”)，并________(填“吸收”或“放出”)热量．12．(12分)如图5是制冷机的工作原图，试分析每个工作过程中工作物质的内能改变情况和引起改变的物过程：(1)工作物质的内能________，是________的过程；(2)工作物质的内能________，是________的过程；(3)工作物质的内能________，是________的过程．错误！未定义书签。
人教版高中物理选修3-3第十章《热力学定律》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-3 第十章《热力学定律》检测题（包含答案）热力学定律》检测题一、单选题1．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）A ．相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大B ．给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的C ．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动D ．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 2．将一小球从地面上以 6m/s 的初速度竖直向上抛出， 小球每次与水平地面碰撞过程中的动能 损失均为碰前动能的 n 倍，小球抛出后运动的 v －t 图象如图所示。
已知小球运动过程中受到的空气阻力大小恒定，重力加速度大小为 10m/s 2，则 n 的值为 3．下列说法正确的是 （ ）A ．分子的热运动就是布朗运动B ．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大C ．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈D ．热力学温标的最低温度为 0K ，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一4．下列有关热现象的叙述中，不正确的是A ．机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程B ．气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功C ．第二类永动机没有违反能量守恒定律，但违反了热力学第—定律D ．热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其他变化 5．关于分子动理论，下列说法正确的是A ．液体分子的无规则运动称为布朗运动B ．6C ．9D ．A 5 6B．扩散现象说明物质分子在永不停息地做无规则运动C ．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力D ．两个分子距离减小时，分子间的引力减小，斥力增大 6．下列说法正确的是 A ．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动B ．气体温度不变，运动速度越大，其内能越大C ．温度降低物体内每个分子动能一定减小D ．用活塞压缩气缸里空气，对空气做功 4.5 ×105J ，空气内能增加了 3.5 ×105J ，则空气向外 界放出热量 1×105J7．下列说法正确的是A ．物体温度升高，每个分子的动能都增加B ．物体温度升高，分子的平均动能增加C ．物体从外界吸收热量，物体的内能一定增加D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加Ep 与分子间间距 r 的关系曲线，下列说法正确的是 （ ）B ．液态油酸分子间的平均距离为 r 1C ．液体表面处分子间平均距离比 r 2 略大D ．处于熔点的晶体熔化吸热过程中，分子间的平均距离 r 会增大9．下列说法正确的是A ．物体温度升高，分子的平均动能增加B ．物体温度升高，每个分子的动能都增加C ．物体从外界吸收热量，物体的内能一定增加D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加 10．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（ ）A ．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加B ．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和 理想气体的分子间平均距离为r 2 A人教版高中物理选修 3-3 第十章《热力学定律》检测题（包含答案）C ．一定量100℃的水变成 100℃的水蒸气，其分子平均动能增加D ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力11．如图所示，甲分子固定在坐标原点 O ，乙分子位于 x 轴上. 两分子之间的相互作用力的合 力 F 与两分子间距离 x 的关系如图中曲线所示， F>0表现为斥力， F<0 表现为引力，d 为 x 轴上四个特定的位置 .现把乙分子从 a 处由静止释放，则（a 到 c 做加速运动，经过 c 点时速度最小12．如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B 、C 和 D 后再回到状态 A 。
2021年高中物理《10.4热力学第二定律同步练习 新人教版选修3-3
2021年高中物理《10.4热力学第二定律同步练习新人教版选修3-3 1．下列说法中正确的是（）A，热量可以自发地从低温物体传给高温物体B，内能不能转化为动能C，摩擦生热是动能向内能的转化D，热机的效率最多可以达到100％2．下列说法正确的是（）A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．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C．自然界中有的能量便于利用，有的不便于利用D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化3．下列说法中，正确的是（）A．一切形式的能量间的相互转化都具有方向性B．热量不可能由低温物体传给高温物体C．气体的扩散过程具有方向性D．.一切形式的能量间的相互转化都不具有方向性4．下列哪些物理过程具有方向性（）A．热传导过程B．机械能和内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中膨胀的过程5．下列关于热机的说法中，正确的是（）A.热机是把内能转化为机械能的装置B.热机是把机械能转化为内能的装置C.只要对内燃机不断进行革新，它可以把气体的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气、也没有摩擦等能量损失，内燃机也不能把内能全部转化为机械能6关于第二类永动机，下列说法中正确的是（）A.它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律B.它既违反了热力学第一定律，也违反了热力学第二定律C.它不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律D.它只违反热力学第一定律，不违反热力学第二定律7．以下哪些现象能够发生、哪些不能发生？能够发生的现象是否违背热力学第二定律？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8．热机效率的含义是 ，表达式9．试述热力学第一定律和热力学第二定律的区别与联系．10．如图10-4-1所示，气缸内盛有一定质量的理想气体，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．现通过活塞杆使活塞缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过对外做功，若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法中正确的是（ ） A ．气体从单一热源吸热，并全部用来对外做功，因此该过程违反热力学第二定律B ．气体从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，所以该过程违反热力学第二定律C ．气体是从单一热源吸热，并全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D ．以上三种说法都不对11．等温膨胀时，理想气体所吸收的热量全部用来做功，这和热力学第二定律是否矛盾？为什么？杆 恒温10-4-1参考答案:34014 84DE 蓞 33121 8161 腡35522 8AC2 諂 : 33736 83C8 菈(l37224 9168 酨31950 7CCE 糎A。
高中物理 第十章 热力学定律单元测评 新人教版选修3-3-新人教版高二选修3-3物理试题
第十章热力学定律一、选择题(此题共10小题,每一小题5分,共50分;在每一小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对得5分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)1.如图为焦耳实验装置简图,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,如下说法正确的答案是( )A.这个装置可粗略测定热功当量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,无区别解析:使一样的水升高一样的温度可采用加热和做功两种方法,用这个装置测出叶片对水做的功,即可知道热功当量,A对;对水做功可使水的内能变大,而与热量无关,B错,C对;功是不同形式的能量转化的量度,热量是同种能量(内能)转移的量度,D错。
答案:AC2.高温物体甲和低温物体乙发生热传递,最后达到热平衡,这个过程的实质是( )A.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者温度相等B.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者内能相等C.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者内能相等D.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者温度相等解析:宏观上甲的温度降低,乙的温度升高,因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度,而实质上是甲将内能传递给了乙,因而选项A、C错误;热传递完成后,最后甲、乙两物体达到热平衡,即两者温度一样,并不是内能相等,选项B错误,而选项D正确。
答案:D3.(2011·广东理综)如图为某种椅子与其升降局部的结构示意图,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,气体内能增加B.外界对气体做功,气体内能减少C.气体对外界做功,气体内能增加D.气体对外界做功,气体内能减少解析:M筒向下滑动的过程中压缩气体,对气体做功,又由于气体不与外界发生热交换,根据热力学第一定律可知气体的内能增加,选项A正确。
答案:A4.以一副扑克牌为例,关于有序和无序、宏观态和微观态的理解,如下说法中正确的答案是( )A.按照黑桃、红桃、梅花、方块的顺序,而且从大到小将扑克牌排列起来,扑克牌此时是有序的B.一副扑克牌是一个宏观态,将扑克牌洗牌一次就是一个微观态C.将扑克牌按照奇数和偶数分成两局部,扑克牌是无序的,每局部内部是有序的D.一副扑克牌按照奇数和偶数分成两局部是一个宏观态,从偶数局部抽出一张放到奇数局部是该宏观态对应的一个微观态解析:扑克牌的排列是有确定规如此的,是有序的,故A对;一副扑克牌是一个系统,是一个宏观态,洗牌一次,该状态为这副扑克牌宏观态对应的一个微观态,故B对;按照奇数和偶数分成两局部是有序的,内部是无序的,故C错;奇数与偶数分开是一种宏观态,从偶数局部抽出一张放到奇数局部时,原宏观态被破坏,故D错。
人教版物理【选修3-3】第10章《热力学定律》同步训练及答案
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。
物理人教版选修3-3练习：第十章+热力学定律+水平测试
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。
人教版高中物理选修3-3课后习题 第十章 热力学定律 第十章测评
第十章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出的选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.高温物体甲和低温物体乙发生热传递,最后达到热平衡,这个过程的实质是( )A.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者温度相等B.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者内能相等C.甲把温度传给乙,最后甲、乙两者内能相等D.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者温度相等,乙的温度升高,因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度,而实质上是甲将内能传递给了乙,因而选项A、C错误;热传递完成后,最后甲、乙两物体达到热平衡,即两者温度相同,并不是内能相等,选项B错误,而选项D正确。
2.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.管内气体内能增大,压强变大,使管壁内能增大,温度升高。
通过热传递,乙醚的内能增大,温度升高,直至沸腾;管塞会被冲开。
管塞被冲开前管内气体内能增大,压强变大。
选项D正确。
3.如图所示,两个完全相同的金属球A和B,其中A球放在不导热的水平面上,B球用不导热的细线悬挂起来,现供给两球相同的热量,它们的温度分别升高了Δt A、Δt B,则( )A.Δt A>Δt BB.Δt A<Δt BC.Δt A=Δt BD.Δt A、Δt B无法比较,A球因为放在不导热的水平面上,受热膨胀后,重心升高,重力做负功,根据能量守恒定律可知,A球吸收的热量一部分转化成自身的内能,使温度升高,另一部分需要克服重力做功,使重力势能增加;对于B球,同样要受热膨胀,膨胀时重心下降,重力做正功,同样由能量守恒定律可知,B球吸收的热量和重力做的功都要转化成自身的内能,从而使温度升高,由以上分析可知,B球增加的内能要比A球多,B球的温度升高得多,所以有Δt A<Δt B。
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2016-2017学年高中物理第十章热力学定律过关检测（二）新人教版选修3-3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017学年高中物理第十章热力学定律过关检测（二）新人教版选修3-3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第十章过关检测(二）（时间：45分钟满分:100分）一、选择题（本题共8小题,每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一个选项符合题目要求，第6～8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分,有选错的得0分）1。
高温物体甲和低温物体乙发生热传递,最后达到热平衡，这个过程的实质是（)A。
甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相等B.甲把内能传给乙,最后甲、乙两者内能相等C.甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等D。
甲把内能传给乙,最后甲、乙两者温度相等解析:宏观上甲的温度降低，乙的温度升高，因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传递了温度,而实质上是甲将内能传递给了乙，因而选项A、C错误；热传递完成后，最后甲、乙两物体达到热平衡,即两者温度相同，并不是内能相等，选项B错误,而选项D正确。
答案：D2。
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部分解析：理想气体在绝热的条件下，向真空做自由膨胀的过程是一个既与外界没有热交换,又没有对外做功的过程,根据热力学第一定律可以确定气体的内能不变，而理想气体的分子势能为0,即分子动能不变，温度不变.答案:C3.如图所示，A、B两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，A、B球用同一种特殊的材料制作,当温度稍微升高时，球的体积明显地增大,如果水和水银的初温及缓慢升高后的末温都相同，且两球膨胀后体积也相等，两球也不再上升，则（）A。
A球吸收的热量多B.B球吸收的热量多C.A、B两球吸收的热量一样多D。
不能确定吸收热量的多少解析：A、B两球初末状态完全相同，故ΔU相同;B球膨胀对水银做的功大于A球膨胀对水做的功,由热力学第一定律ΔU=W+Q,所以B球吸收的热量大于A球吸收的热量,故B正确。
答案:B4.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使汽缸中柴油达到燃点的过程是(）A.迅速向里推活塞B。
迅速向外拉活塞C。
缓慢向里推活塞D。
缓慢向外拉活塞解析:只有迅速向里推活塞，对混合气体做功,才能使混合气体的内能迅速增加，温度迅速升高到燃点。
故A正确。
答案：A5.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.气体分子势能减少，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中解析：气体的膨胀过程没有热交换,可以判断Q=0;由于容器Q内为真空,所以气体是自由膨胀,虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即W=0；根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由以上可以判断该过程ΔU=0,即气体的内能不变，显然选项A、B错误.由于气体分子间的作用力表现为引力，所以气体体积变大时分子引力做负功，分子势能增加，由此进一步推断分子动能减小，温度降低;体积变大、温度降低,则气体压强变小,所以选项C错误.宏观中的热现象都是不可逆的，所以D正确。
答案:D6.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p—V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是()A。
由a状态至b状态过程中,气体放出热量，内能不变B.由b状态至c状态过程中,气体对外做功，内能增加,平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变C.c状态与a状态相比,c状态分子平均距离较大,分子平均动能较大D。
b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等解析:由a状态到b状态的过程是等温过程，所以内能不发生变化,气体体积减小，所以外界对气体做功,放出热量;由b到c的过程，是等压变化，体积增大，温度升高，内能增加，所以气体对外界做功,应该吸收热量,虽然压强不变，但是气体分子热运动变得剧烈,碰撞次数改变。
答案:AD7.如图为某同学设计的喷水装置。
内部装有2 L水，上部密封压强为标准大气压的空气0。
5 L，保持阀门关闭,再充入压强为标准大气压的空气 0.1 L。
设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变。
下列说法正确的有()A。
充气后,密封气体压强增加B.充气后，密封气体的分子平均动能增加C。
打开阀门后，密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光解析:温度不变，分子平均动能不变,充气后由于气体的质量增大,温度、体积基本不变,气体的压强增大，选项A对,B错；打开阀门后,水减少，气体膨胀,密封气体对水做正功，选项C 对;如果水全排出，气体压强为p3，p3(2+0.5)=p1(0。
5+0。
1）得p3=0.24p1〈p1,故不再充气不能把水喷光，因为当气压与外界大气压相同时就不再喷水,选项D错。
答案:AC8。
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,选项A正确；B→C过程气体等容升压,则=恒量可知，气体温度升高，其对应内能增加,因做功W=0,故选项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，选项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,选项D错误。
答案:AC二、填空题(共20分）9.(10分)如图所示，内壁光滑的圆柱形金属容器内有一个质量为m、面积为S的活塞。
容器固定放置在倾角为θ的斜面上.一定量的气体被密封在容器内，温度为T0，活塞底面与容器底面平行，距离为h.已知大气压强为p0,重力加速度为g。
(1）容器内气体压强为;(2)由于环境温度变化,活塞缓慢下移时气体温度为;此过程中容器内气体（选填“吸热”或“放热”）,气体分子的平均速率（选填“增大"“减小”或“不变”)。
解析：(1）对活塞受力分析如图所示,根据力的平衡条件有S+mg cos θ,解得pS=p+。
p=p(2)根据题意,气体发生等压变化,由盖—吕萨克定律得，解得T=.外界对气体做功,W〉0,气体温度降低，内能减小ΔU<0,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,Q〈0，气体放热，温度降低,气体分子平均动能减小,分子的平均速率减小。
答案：(1）p0+(2)放热减小10。
（10分)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质.某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W,又向低温热源放热Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化.根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是。
热机的效率η=不可能达到100%，从能量转化的角度，说明能不能完全转化为能。
解析：由热力学第一定律，热量、做功、内能的符号规定得Q1+（—Q2）+(-W）=0，即Q1—=W。
再由热力学第二定律知,内能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响。
Q2答案:Q1—Q2=W 内机械三、计算题(共32分。
要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分)11.（14分）在一个横截面积S=3×10—2 m2的圆筒内装有质量m=0.6 kg的水，被太阳光垂直照射t=2 min 后，水温升高1 ℃,射到大气层的太阳能只有η=45％到达地面,不计容器的吸热和散热损失,试估算太阳的全部辐射功率。
〔保留一位有效数字，设太阳与地球之间的平均距离d=1。
5×1011 m,水的比热容c=4。
2×103 J/（kg·℃)〕解析:设太阳的全部辐射功率为P,则在2 min内太阳向外辐射的能量Q=Pt，则由题意可知=cmΔt所以P==4.4×1026 W。
答案：4.4×1026 W12。
(18分）如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换）.这就是著名的“卡诺循环”。
（1)该循环过程中，下列说法正确的是.A.A→B过程中,外界对气体做功B.B→C过程中，气体分子的平均动能增大C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化（2）该循环过程中，内能减小的过程是（选填“A→B"“B→C”“C→D”或“D→A”)。
若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量，在C→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为kJ.（3）若该循环过程中的气体为1 mol，气体在A状态时的体积为10 L，在B状态时压强为A状态时的。
求气体在B状态时单位体积内的分子数。
（已知阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1，计算结果保留一位有效数字)解析：（1）A→B过程中,气体温度不变，内能不变，气体体积变大,气体对外界做功,选项A错误；B→C过程中，气体对外界做功,气体内能减少,温度降低,分子平均动能减小，选项B错误;C→D过程中,气体温度不变，分子运动的剧烈程度不变,体积减小,单位体积内的分子个数增加，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确；D→A过程中，外界对气体做功，气体内能增大,温度升高，气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D错误.（2)从（1）的分析中可知，内能减少的过程是B→C;一次循环过程中，内能不变，由热力学第一定律ΔU=W+Q,即 0=W+63 kJ—38 kJ，解得W=-25 kJ,即气体对外做功25 kJ。