人教版高中物理选修3-3课时作业：第十章第4节
2020届人教版高中物理选修3-3：第十章 测试卷(四)含答案
第十章热力学定律(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。
4.如图2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( )图2A ．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解析：选A 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p T＝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 错误；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，显然全过程外界对气体做的净功为ABC 封闭曲线包围的面积，D 错误。
人教高中物理选修33训练：第10章 第节 含解析
第十章第1、2节功和内能热和内能「基础达标练」1．以下所述现象中，属于通过热传递改变了物体内能的是()A．将一段铁丝反复弯折，弯折处会发热B．放在空气中的一杯热水会冷却C．在转动的砂轮上磨车刀，车刀发热D．电流通过电阻丝解析：选B弯折铁丝是用力对物体做功，在转动的砂轮上磨车刀是摩擦力对车刀做功，电流通过电阻丝并做功，所以三者都是通过做功改变物体内能的，热水放在空气中，通过热辐射以及对流等方式向外传递了热量，而使自身的内能减少，温度下降，它是通过热传递方式改变内能的，故B选项正确．2．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．物体分子的平均动能可能不变解析：选D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；物体内能包括所有分子的平均动能和分子势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能三者决定，故C错误，D正确．3．(多选)对于热量、功和内能三者的理解，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：选CD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选项错误；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选项正确，B选项错误；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选项正确．4．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，使左侧气体自由膨胀直至达到平衡，则在此过程中(不计气体的分子势能)()A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少解析：选C抽掉隔板后，气体膨胀，体积增大，但由于右侧为真空，所以气体自由膨胀不做功，因而内能不变，温度不变，故C选项正确．5．关于物体的内能以及变化，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解析：选B一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误；做功和热传递是改变物体内能的两种方式．若物体对外做功为W，同时吸收的热量为Q，若W>Q，则物体的内能减少；若W＝Q，则物体的内能不变；若W<Q，则物体的内能增加．所以B正确，C、D错误．6．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．热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D．热量总是自发地从温度高的物体流向温度低的物体解析：选D选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似乎无须计较，但从物理学的角度来看，确有不妥．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、B错误；两物体之间热量流向只与它们的温度有关，而与它们的内能无关，选项C错误，D正确．7．(多选)如图，注射器内密封一部分气体，若针筒和活塞导热性能良好，则缓慢向外移动活塞的过程中气体()A．对活塞不做功B．对活塞做负功C．温度保持不变D．压强逐渐减小解析：选CD缓慢向外移动活塞的过程中，气体的体积增大，对外做功，即气体对活塞做正功，故A、B错误；针筒和活塞导热性能良好，缓慢向外移动活塞的过程，可以看成准静态过程，由针筒和活塞导热性良好可知，温度保持不变，故C正确；气体的体积增大，温度不变，由玻意耳定律可知气体的压强一定减小，故D正确．8．若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J 的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的，用做功方式使物体温度升高3 ℃，如用吸热方式，也使物体温度升高3 ℃，也应吸收1 200 J的热量．如对物体做功3 000 J，温度升高5℃，而物体温度升高5 ℃需要的功或热量应为E.1 200 J＝cm×3 ℃，E＝cm×5 ℃，得E＝2 000 J.因此物体应放出1 000 J的热量．答案：1 200 J放出1 000 J的热量「能力提升练」1．采用绝热(即不交换热量)的方式使一定量的气体由初状态A变化至终态B，对于不同的绝热方式，下面的说法正确的是()A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不需做功，因为没有能量的传递D．可以确定A状态的内能解析：选B若对于一定质量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A 变化到状态B，都是绝热过程，在这一过程中，气体在初状态A有一确定的内能U A，在状态B有另一确定的内能U B，由绝热过程中ΔU＝U B－U A＝W知，W为恒量，所以B选项正确．2．一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()A．物体一定从外界吸收热量B．物体与外界交换的热量都相等C．外界对物体所做的功均相等D．物体内所有分子动能的平均值增量都相等解析：选D不管物体经历了怎样的物理过程，由于初温度T1和末温度T2是确定的，故物体内所有分子动能的平均值的增加量是相同的，D正确；物体内能的增加可能是由于外界对物体做功造成的，也可能是由于物体从外界吸收热量造成的，还可能是以上两种因素共同影响的结果，故选项A、B、C错误．3．(多选)(2018·万州区高二检测)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，开空调后一段时间整个房间内温度降低C．在地面上晒小麦D．冬天，用暖水袋暖手解析：选AD冬天，室外铁块温度低，手温度高，用手拿铁块时，手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上，故A选项正确；用暖水袋暖手，道理同上，故D选项正确；开空调后整个房间内温度降低，是空气通过对流的方式使热空气降温，晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的，故B、C选项错误．4．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动的胶塞．用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器后()A．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：选C根据功是能量转化的量度，对外做了多少功，就意味着转化了多少能量．本实验中由于是厚壁容器，打开卡子后，气体迅速膨胀，这样的过程可以当作绝热过程，由此判断，转化的应是系统的内能，即气体对外做功，系统的内能减少，温度降低，选项C正确．5．两人共同拉锯伐木，每人在180 s内拉动60次，每次拉动的距离为75 cm，两人用的力均为20 N，做功的40%转变为热能，则每秒钟产生的热量是多少？若产生热量的20%被钢锯吸收，则60 s后钢锯的温度将升高多少度？[设钢锯的比热容为1.2×102 J/(kg·℃)，钢锯的质量为0.5 kg]解析：180 s 内两人做的功W ＝2NFs ＝1 800 J ，则每秒产生的热量Q ＝W 180·40%＝4 J.Q 吸＝cm Δt ＝60·Q ·20%，则Δt ＝Q ·12cm ＝0.8 ℃.答案：0.8 ℃6．有一个10 m 高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2 m /s ，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，g 取10 m/s 2.解析：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能E k ＝12m v 2＋mgh ，水吸收的热量Q 与温度变化Δt 满足关系Q ＝cm Δt ，由题意知，有10%的动能转化为水的内能，所以有⎝ ⎛⎭⎪⎫12m v 2＋mgh ×10%＝cm Δt ， 代入数据得Δt ＝2.4×10－3℃.答案：2.4×10－3℃。
2020-2021学年高二物理人教版(2019)必修第三册同步课时作业：第十章 静电场中的能量
2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业（11）第十章 静电场中的能量1.如图所示，虚线为电场中一簇水平的等间距的等差等势面，实线为一带正电的质点通过该区域时的运动轨迹，P Q 、是这条轨迹上的两点。
下列说法正确的是( )A.轨迹上P 点电势比Q 点电势高B.带电质点运动过程中，电场力做正功C.带电质点通过Q 点时动能较小D.带电质点通过该电场区域时加速度不变2.一不带电的金属板放在绝缘水平地面上，金属板的正上方有一带正电的点电荷P ，由于静电感应，在点电荷P 与金属板间产生了如图所示的电场，以点电荷P 所在位置为原点O ，垂直于金属板表面建立x 轴，A B 、为金属板上、下表面与x 轴的交点，取无穷远处的电势为零，竖直向下为电场强度E 的正方向。
则以下关于x ϕ-图像或E x -图像可能正确的是( )A. B.C. D.3.如图,一带正电的点电荷固定于O 点,两虚线圆均以O 为圆心,两实线分别为不同带电粒子M 和N 仅在电场力作用下先后在该点电荷形成的电场中运动的轨迹,a b c d 、、、为运动轨迹和虚线圆的交点,e 为两轨迹的交点。
不计粒子重力,下列说法正确的是( )A.M 带负电荷,N 带正电荷B.M 在b 点的动能大于它在a 点的动能C.N 在d 点的电势能等于它在c 点的电势能D.两带电粒子分别从a c 、运动到e 的过程中,电场力对两带电粒子所做的功一定相等 4.真空中两个点电荷12Q Q 、分别固定于x 轴上10x =和24x a =两点，在它们的连线上场强E 与x 的关系如图所示（取x 轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点），以下判断正确的是（ ）A.12Q Q 、都带正电B.1Q 与2Q 的电荷量之比是13∶C.x 轴上x a =处的电势小于零D.正点电荷q 在x 轴上2x a =处的电势能比在3x a =处的小5.如图,三个固定的带电小球a b 、和c ,相互间的距离分别为5cm ab =,3cm bc =,4cm ca =,小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a b 、的连线,设小球a b 、所带电荷量的比值的绝对值为k ,则( )A.a b 、的电荷同号,169k =B.a b 、的电荷异号,169k =C.a b 、的电荷同号,6427k =D.a b 、的电荷异号,6427k =6.某真空空间存在静电场，沿着电场线建立x 轴，x 轴上一个试探电荷的电势能p E 随坐标x 变化的规律如图所 示，规定沿x 轴正方向为电场力的正方向，则下列说法正确的是（ ）A.此电场可能为匀强电场B.试探电荷从1x 到O 点，受到的电场力先增大后减小C.试探电荷从O 点到2x ，电场力先做正功后做负功D. 1x 处的电势比2x 处的电势高7.如图所示是高压电场干燥中药技术基本原理图，在大导体板MN 上铺一薄层中药材，针状电极O 和平板电极MN 接高压直流电源，其间产生较强的电场。
高二物理人教版选修3-3同步课时作业10.2热和内能
10.2热和内能一、单选题1.关于内能，下列说法正确的是( )A.物体的内能包括物体运动的动能B.0 ℃的水结冰过程中温度不变，内能减小C.提起重物，因为提力做正功，所以物体的内能增大D.摩擦冰块使其熔化是采用热传递的方式改变物体的内能2.以下说法正确的是（ ）A.布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动B.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性C.相互接触的两个物体发生热传递，达到热平衡时物体的温度和内能一定相同D.用A N 表示阿伏加德罗常数，M 表示铜的摩尔质量，ρ表示实心铜块的密度，那么铜块中一个铜原子所占空间的体积可表示为A M N3.下列关于热传递的说法中正确的是( )A.热量从内能大的物体传给内能小的物体B.热量从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C.热传递的实质是不同形式能量间的转化D.只有通过热传递的方式,才能使物体的温度发生变化4.物体的内能增加了 20J，下列说法中正确的是（）A.—定是外界对物体做了20J的功B.—定是物体吸收了20J的热量C.一定是物体分子动能增加了20JD.物体的分子平均动能可能不变5.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.热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D.热量总是从温度高的物体流向温度低的物体6.如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递二、多选题7.关于热传递,下列说法中正确的是( )A.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B.物体间存在着温度差,才能发生热传递C.热量是物体在热传递过程中内能变化的量度D.内能大小不等的两物体间一定发生热传递8.下列有关热传递的相关知识说法正确的是( )A.温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低B.热传递的条件是两接触物体之间存在着温度差C.高温物体降温后它的质量也会减小D.热传递是温度的传递9.下列说法中正确的是( )A.做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程:做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化;热传递则不同,它是物体内能的转移B.外界对物体做功,物体的内能一定增大C.物体向外界放热,物体的内能一定增大D.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少三、填空题10.若对物体做1200J 做功,可使物体温度升高3℃改用热传递的方式,使物体温度同样升高3℃,那么物体应吸收__________J 的热量;如果对该物体做3 000J 的功,物体的温度升高5℃表明该过程中,物体还__________(填“吸收”或“放出”)热量__________J.四、计算题11.一辆总质量为26.010kg M =⨯的太阳能汽车，使用太阳能电池供电，它的集光板能时刻正对着太阳。
人教高中物理选修33训练：第10章 章末高考真题链接 含解析
第十章 章末高考真题链接1．(多选)(2018·全国卷Ⅱ)对于实际的气体，下列说法正确的是( )A ．气体的内能包括气体分子的重力势能B ．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C ．气体的内能包括气体整体运动的动能D ．气体的体积变化时，其内能可能不变E ．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：选BDE 实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关．改变气体内能的方式有做功和热传递．2．(多选)(2018·全国卷Ⅰ)如图，一定质量的理想气体从状态a 开始，经历过程①、②、③、④到达状态e .对此气体，下列说法正确的是( )A ．过程①中气体的压强逐渐减小B ．过程②中气体对外界做正功C ．过程④中气体从外界吸收了热量D ．状态c 、d 的内能相等E ．状态d 的压强比状态b 的压强小解析：选BDE 过程①为等容变化，根据查理定律有p a T a ＝p b V b，因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项A 错误；过程②气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B 正确；过程④中为体积不变，则气体对外界不做功，外界对气体也不做功，即W ＝0，理想气体的温度降低，则内能减少，即ΔU <0，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知Q <0，则气体向外界放出了热量，故选项C 错误；状态c 、d 的温度相等，则分子平均动能相等，理想气体没有分子势能，则内能相等，故选项D 正确；连接Ob 、Od ，根据pV T ＝C 得T V ＝p C ，Ob 斜率大于Od 斜率，则状态d 的压强比状态b 的压强小，故选项E 正确．3．(多选)(2018·全国卷Ⅲ)如图，一定量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其过程如p -V 图中从a 到b 的直线所示．在此过程中( )A ．气体温度一直降低B ．气体内能一直增加C ．气体一直对外做功D ．气体一直从外界吸热E ．气体吸收的热量一直全部用于对外做功解析：选BCD 一定质量的理想气体从a 到b 的过程，由理想气体状态方程p a V a T a ＝p b V b T b可知，T b >T a ，即气体的温度一直升高，选项A 错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B 正确；由于从a 到b 的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C 正确；根据热力学第一定律，从a 到b 的过程中，气体一直从外界吸热，选项D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E 错误．4．(多选)(2017·全国卷Ⅱ)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是( )A ．气体自发扩散前后内能相同B ．气体在被压缩的过程中内能增大C ．在自发扩散过程中，气体对外界做功D ．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：选ABD理想气体自发扩散过程不做功，内能不变，A项正确，C 项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，内能增大，气体分子的平均动能增大，B、D项正确，E项错误．5．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)如图，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()A．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E．在过程ca中气体从外界吸收热量解析：选ABD在过程ab中，气体体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外做功，即W＝0，压强增大，温度升高，内能增加，A正确，C错误；在过程ca中，气体体积减小，外界对气体做功，即W>0，B正确；在过程bc中，温度不变，内能不变，即ΔU＝0，体积增加，W<0，由热力学第一定律ΔU＝W ＋Q，Q>0，即气体从外界吸热，D正确；在过程ca中，压强不变，体积减小，温度降低，即W>0，ΔU<0，由ΔU＝W＋Q可知，Q<0，故气体向外界放出热量，E错误．6．(多选)(2016·全国卷Ⅱ)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图象如图所示．其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是()A ．气体在a 、c 两状态的体积相等B ．气体在状态a 时的内能大于它在状态c 时的内能C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功 解析：选ABE 由ac 的延长线过原点O 知，直线Oca 为一条等容线，气体在a 、c 两状态的体积相等，选项A 正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a 时的内能大于在状态c 时的内能，选项B 正确；过程cd 是等温变化，气体内能不变，由热力学第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C 错误；过程da 气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D 错误；由理想气体状态方程知：p a V a T a ＝p b V b T b ＝p c V c T c ＝p d V d T d＝C ，即p a V a ＝CT a ，p b V b ＝CT b ，p c V c ＝CT c ，p d V d ＝CT d .设过程bc 中压强为p 0＝p b ＝p c ，过程da 中压强为p 0′＝p d ＝p a .由外界对气体做功W ＝p ·ΔV 知，过程bc 中外界对气体做的功W bc ＝p 0(V b －V c )＝C (T b －T c )，过程da 中气体对外界做的功W da ＝p 0′(V a －V d )＝C (T a －T d )，T a ＝T b ，T c ＝T d ，故W bc ＝W da ，选项E 正确．7．(2015·福建卷)如图，一定质量的理想气体，由状态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 acB ．T b >T c ，Q ab <Q acC ．T b ＝T c ，Q ab >Q acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac解析：选C 由理想气体状态方程可知p a V a T a ＝p c V c T c ＝p b V b T b ，即2p 0·V 0T c ＝p 0·2V 0T b，得T c＝T b，则气体在b、c状态内能相等，则a到b和a到c的ΔU相同；而a 到c过程中气体体积不变，W＝0，a到b过程中气体膨胀对外做功，W<0，根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W可知a到b吸收的热量Q ab大于a到c吸收的热量Q ac，即Q ab>Q ac，选项C正确．8．(多选)(2017·江苏卷)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如图所示．下列说法正确的有()A．A→B的过程中，气体对外界做功B．A→B的过程中，气体放出热量C．B→C的过程中，气体压强不变D．A→B→C的过程中，气体内能增加解析：选BC A→B的过程中，气体做等温变化，体积变小，外界对气体做功，所以放热，A项错误，B项正确；B→C的过程中，为等压变化，气体压强不变，C项正确；A→B→C的过程中，气体温度降低，气体内能减少，D项错误．9．(2018·江苏卷)如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa，经历A→B→C→A的过程，整个过程中对外界放出61.4 J热量．求该气体在A→B过程中对外界所做的功．解析：整个过程中，外界对气体做功W＝W AB＋W CA，且W CA＝p A(V C－V A)由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，得W AB＝－(Q＋W CA)代入数据得W AB＝－138.6 J，即气体对外界做的功为138.6 J. 答案：138.6 J。
新人教版选修3-3《第10章_热力学定律》课时作业物理试卷有答案
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。
2021高中物理人教版选修3-3课件：第十章
1/2题型1ꢀꢀꢀ焦耳实验1．(多选)关于焦耳和焦耳热功当量实验说法正确的是(ꢀꢀ)ACDA．该实验是在绝热系统中完成的B．该实验的研究对象是容器中的水C．焦耳是英国物理学家，他的主要贡献是焦耳定律和测定热功当量D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度，实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不同，但重力做功必须相同解析焦耳是英国物理学家，主要贡献为焦耳定律和测定热功当量，热功当量实验是在绝热系统中进行的，与外界不能有热交换，研究对象是容器及容器中的水组成的系统，实验中要使容器和容器中的水组成的系统升高相同的温度，必须要使重物的重力做功相同，A、C、D正确．题型2ꢀꢀꢀ功、热量、温度与内能的关系D2．[河北保定唐县一中2019高二下月考]关于内能，下列说法正确的是(ꢀꢀ)A．物体的内能是物体动能和势能的总和B．物体的内能是物体内部所有分子平均动能和分子势能的总和C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同解析物体的动能和势能的总和叫做机械能，A项错误；内能是物体内部所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和，B项错误；物体的内能由物质的量、物体温度、物体体积及物体所处状态决定，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，C项错误；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，内能不同的物体，它们的温度可能相等，即分子热运动的平均动能可能相同，D项正确．3．[江苏苏州高新区一中2018高二下期中]下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是(ꢀꢀ)B A．温度是分子动能的标志，其温度越高，分子的动能越大B．分子势能跟物体的体积有关C．温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D．静止的物体没有内能解析温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个分子没有意义，故A错误；分子的势能跟物体的体积有关，故B正确；物体的内能与物体的物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体含有的内能多，也不能说含有的热量多，故C错误；物体的内能与物体是否静止无关，故D错误．4．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，另一端有一个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒慢慢向容器内打气，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(ꢀCꢀ)A．气体对外界做功，内能减少，温度计示数变大B．外界对气体做功，内能增加，温度计示数变大C．气体对外界做功，内能减少，温度计示数变小D．外界对气体做功，内能增加，温度计示数变小解析打开卡子后，气体体积膨胀对外做功，气体内能减少，所以温度计示数变小，C正确．题型3ꢀꢀꢀ气体内能的改变AB 5．[江西南康中学2019高二下期中](多选)对于实际的气体，下列说法正确的是(ꢀꢀ) A．气体的体积变化时，其内能可能不变B．气体的内能包括气体分子热运动的动能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的内能包括气体分子的重力势能解析气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，则其内能可能不变，A项正确；气体的内能包括气体分子热运动的动能和分子势能，B项正确；气体的内能不包括气体整体运动的动能，C项错误；气体内能中不包括气体分子的重力势能，D项错误．D6．[江苏徐州2018高二下期中]下列关于内能及内能变化的说法正确的是(ꢀꢀ)A ．温度是分子平均速率的标志B ．物体内每个分子都具有内能C ．当分子间距离增大时，分子势能也增大D ．做功改变内能的实质是其他形式的能转化为内能，热传递改变内能的实质是内能的转移解析温度是分子平均动能的标志，不是分子热运动的平均速率的标志，故A 错误；物体内所有分子由于运动而具有的分子动能，以及分子之间分子势能的总和称为内能，故B 错误；当分子之间的距离小于平衡距离r 0时，分子间距离增大时分子势能减小，故分子间距离增大时分子势能不一定变大，故C 错误；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的转化过程，即内能和其他形式的能的相互转化，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是内能的转移过程，故D 正确．7．(多选)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，则对被密封的气体，下列说法不正确的是(AꢀBꢀD)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E．分子的平均动能增加，分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大解析用压力Fꢀ向下压活塞时，外界对气体做功，因和外界没有热交换，可知气体的内能增加；气体的温度升高，气体分子的平均动能增加，分子对器壁单位面积碰撞的冲力增大；由理想气体状态方程可知，温度升高、气体体积减小，故气体的压强增大，C、E正确，A、B、D错误．A、B、D符合题意．8．(多选)一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1大于铁块的温度T2，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则(ꢀꢀ)ADA．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块放出的热量等于铁块吸收的热量B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块放出的热量不等于铁块吸收的热量C．达到热平衡时，铜块的温度是D．达到热平衡时，两者的温度相等解析系统不与外界交换能量，热量由温度较高的铜块传给铁块，且铜块放出的热量等于铁块吸收的热量，A正确，B错误；达到热平衡时两者的温度相同，由于两者的比热容不同，所以达到热平衡时的温度不为ꢀꢀꢀꢀꢀ，C错误，D正确．易错点ꢀ热传递条件错误判断9．两个物体之间发生了热传递，则一定是(ꢀDꢀ)A．内能大的物体向内能小的物体传递热量B．比热容大的物体向比热容小的物体传递热量C．含热量多的物体向含热量少的物体传递热量D．一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能解析两个物体之间发生了热传递，则两个物体间一定有温度差，即一个温度高一个温度低，而温度是物体分子平均动能的标志，故一定是一个物体的分子平均动能大于另一个物体的分子平均动能，故D正确．易错分析只要两个相互接触的物体间有温度差，热传递就会进行，与原来物体内能大小无关．热传递过程能量可以由内能大的物体传到内能小的物体，也可以由内能小的物体传到内能大的物体，直到二者温度相等，达到热平衡，热传递结束．03题型1ꢀꢀꢀ热力学第一定律的理解和应用1．[江苏启东中学2019高二下期中](多选)夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是(ꢀAꢀC)A．气体的内能减小B．气体的内能不变C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了解析当拔掉自行车轮胎气门芯时，车胎内的压缩空气迅速膨胀对外做功，气体来不及与外界发生热交换，所以其内能减小、温度降低，A、C项均正确．2．[吉林延边2018高二下期末]一个系统内能增加了20ꢀJ．如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系统做的功为(ꢀꢀD)A．40ꢀJꢀꢀB．－40ꢀJꢀꢀC．－20ꢀJꢀꢀD．20ꢀJ解析一个系统内能增加了20ꢀJ，则ΔU＝20ꢀJ，如果系统跟周围环境不发生热交换，则Q＝0，由ΔU＝Q＋W得W＝20ꢀJ，即周围环境需要对系统做的功为20ꢀJ，故D正确．3．[黑龙江大庆十中2019高二下月考](多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是(ꢀꢀ)AD A．体积不变，压强减小的过程，气体一定放出热量，内能减小B．若气体内能增加，则外界一定对气体做功C．若气体吸收热量，则它的内能一定增大D．若气体压强不变，气体分子平均距离增大时，则气体分子的平均动能一定增大解析理想气体体积不变，根据查理定律，压强与热力学温度成正比，压强减小，温度降低，内能减小，即ΔU＜0，因为体积不变，外界对气体不做功，即W＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，知Q＜0，气体放出热量，A项正确；若气体内能增加，则ΔU＞0，根据热力学第一定律ΔU ＝W＋Q，可能气体从外界吸热大于气体对外做功或者不做功仅吸热，B项错误；若气体吸收热量，同时气体对外做功，则它的内能可能减小，C项错误；若气体压强不变，根据盖－吕萨克定律知，体积与热力学温度成正比，气体分子平均距离增大，即体积增大，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，D项正确．题型2ꢀꢀꢀ气体内能4．密封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)(ꢀꢀ)DA．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，外界对其做功解析气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减小，而塑料瓶变扁，内部气体体积减小，外界对其做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体放出热量，D正确．5．[江苏沭阳2019高二下调研]如图，在汽缸内活塞的左边封闭着一定质量的理想气体(汽缸与活塞均绝热)，压强和大气压相同．把汽缸和活塞固定，使汽缸内气体升高一定的温度，气体吸收的热量为Q 1，内能的增加量为ΔU 1；如果活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦，不漏气)，也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为Q ，内能的增加量为ΔU ，则(ꢀꢀ)B 22A ．Q ＞Q2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀB ．Q ＜Q 1ꢀ12C ．ΔU ＞ΔU ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀD ．ΔU ＜ΔU 1212解析对一定质量的理想气体，其内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，则ΔU ＝ΔU ＝ΔU ，C 、D 项均错误．第一种情况，汽缸与活塞都12固定不动，气体体积不变，气体不做功，W 1＝0；第二种情况，活塞自由移动，气体体积增大，气体对外做功，W ＜0，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，Q ＝ΔU －W 2111＝ΔU ＝ΔU ，Q ＝ΔU －W ＝ΔU －W ＞ΔU ，则Q <Q ，A 项错误，B 项正确．12222126．如图所示，某同学将空的薄金属桶开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，桶内空气无泄漏(不计气体分子间的相互作用)，则被淹没的金属桶在缓慢下降过程中，桶内空气体积减小，则桶内空气(ꢀꢀ)BA．从外界吸热B．向外界放热C．内能增大D．内能减小解析由于不计气体分子间的相互作用，所以气体是理想气体，内能只与温度有关，而外界温度不变，所以气体温度不变，内能不变．ΔU＝Q＋W，气体体积减小，外界对气体做功，W>0，ΔU＝0，所以Q<0，即气体向外界放热，B正确．7．[内蒙古包头四中2019高二下月考](多选)图中活塞将汽缸分成两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且汽缸不漏气，以U、U表示两气体的内能，则在用一定的甲乙拉力将拉杆缓慢向外拉的过程中(ꢀBDꢀ)A．U不变，U不变甲乙B．U减小，U增大甲乙C．U与U总量不变甲乙D．U与U总量增加甲乙解析用一定的拉力将拉杆缓慢向左拉的过程中，气体甲膨胀，对活塞做功W<0，同时甲经历绝热过程Q＝0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知内能减小，即U甲减小；用一定的拉力将拉杆缓慢向左拉的过程中，气体乙绝热压缩，活塞对气体做功，故其内能增加，即U乙增大；对甲和乙气体整体来说，拉力对活塞做功，故活塞对乙做的功大于甲对活塞做的功，整体内能增加，故U与U之和增加，B、D项正确，A、C项错甲乙误．8．[宁夏育才中学2018高二下期末](多选)如图所示，带有活塞的足够长的汽缸中，封闭一定质量的理想气体，将一个半导体热敏电阻R(随温度升高阻值减小)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，汽缸和活塞具有良好的导热性能，活塞可自由滑动，不计焦耳热，若发现电流表的读数增大，下列说法正确的是(ꢀꢀ)CDA．气体压强一定增大B．气体体积一定减小C．气体温度一定升高D．气体内能一定增大解析气体用可自由滑动的活塞封闭，故气体的压强不变；电流表读数增大，则由闭合电路欧姆定律可知R减小；根据半导体热敏电阻的性质可知，汽缸内温度升高，内能增大；由理想气体状态方程ꢀꢀꢀꢀ＝C可得，气体体积一定增大，故C、D正确．9．如图所示，一绝热容器被隔板K隔成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(ꢀꢀ)DA．气体对外界做功，内能减少B．外界对气体做功，内能增加C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变解析绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q＝0，稀薄气体向真空扩散没有做功，W＝0，根据热力学第一定律可知ΔU＝0，内能不变，故A、B错误；气体的内能不变，则温度不变，稀薄气体扩散，体积增大，由ꢀꢀꢀꢀ＝C可知压强必然减小，故C错误，D正确．题型3ꢀꢀꢀ能量守恒定律10．(多选)下列对能量守恒定律的认识正确的是(ꢀABꢀ)A．某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加B．某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加C．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是可能制成的D．石子从空中落下，最后静止在地面上，说明能量消失了解析根据能量守恒定律可知，能量不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，故某种形式的能量减少，必然有其他形式的能量增加，某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加，A、B正确；第一类永动机违反了能量守恒定律，是不可能制成的，C错误；石子从空中落下，最后静止在地面上，石子的机械能转化为了内能，能量并没有消失，故D错误．4/5题型1ꢀꢀꢀ理解热力学第二定律1．[四川攀枝花十五中2019高二下期中]下列说法正确的是(ꢀꢀ)BA．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而不引起其他变化C．功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功D．凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现解析热量能够自发从高温物体传到低温物体，也能在一定的条件下从低温物体传到高温物体，如电冰箱制冷过程，A错误；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，这是热力学第二定律的内容，B正确；功可以全部转化为热，热也可以全部转化为功，但会引起其他变化，C错误；不违背能量守恒定律的过程不一定遵循热力学第二定律，不一定都能实现，D错误．C2．[山东济南一中2018高二下期末]根据热力学第二定律，下列说法正确的是(ꢀꢀ)A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递而不造成任何影响B．机械能可以全部转化为内能，内能也可以自发地全部转化为机械能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．冰可以熔化为水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律解析电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，在该过程中压缩机做功，即会产生其他的变化，故A错误；机械能可以全部转化为内能，内能不可以自发地全部转化为机械能，故B错误；可以制成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功，如各种内燃机，但注意吸收的热量不是全部用来对外做功，故C正确；冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这两个过程伴随能量的转移，不是自发进行的，故这个现象没有违背热力学第二定律，故D错误．ꢀꢀ第4~5节ꢀ热力学第二定律/热力学第二定律的微观解释刷基础3．[陕西榆林二中2019高二下期末]如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)CA．这一过程违反了热力学第二定律B．这一过程违反了热力学第一定律C．热水和冷水的温度将发生变化D．这一过程违反了能量守恒定律解析热力学第二定律由实际热现象总结而来，任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；吸、放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，则热水一定会降温，冷水一定会升温，故C正确；在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，部分传递给冷水，符合能量守恒定律，故D错误．题型2ꢀꢀꢀ热力学第二定律的方向性4．[湖北黄冈2018高二下期末](多选)关于热力学第二定律，下列说法正确的是(ꢀꢀ)CDA．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B．“第二类永动机”不可能制成是因为它违反了能量守恒定律C．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的D．自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的解析空调制热和制冷都会消耗电能，不是自发进行的，自然发生的热传递都具有方向性，选项A错误；“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，不违反能量守恒定律，选项B错误；根据熵增加原理，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，选项C正确；根据热力学第二定律，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，选项D正确．5．下列有关热力学第二定律的说法正确的是(ꢀBꢀ)A．气体自发的扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C．空调能制冷，说明热量可以自发地由低温物体传到高温物体D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小解析气体的自发扩散是不可逆的，故A错误；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，是不能制造出来的，故B正确；热力学第二定律的内容可以表述为热量不能自发地由低温物体传到高温物体而不产生其他影响，即在产生其他影响的前提下，热量也可以从低温物体传到高温物体，故C错误；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，故D错误．题型3ꢀꢀꢀ永动机6．[甘肃酒泉敦煌中学2019高三一诊]关于第二类永动机，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)CA．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解析第一类永动机违反了热力学第一定律，即能量守恒定律，不可能实现；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，即能量的转化具有方向性，故C正确．题型4ꢀꢀꢀ热力学第二定律的微观解释7．[甘肃永昌四中2019高二下期末]下列关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是(ꢀAꢀ)A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B．一切自然过程总是沿着分子热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．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵会减小解析从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律，A正确；根据熵增加原理，一切自然过程总是向着分子热运动无序性增大的方向进行，B、C错误；根据热力学第二定律可知，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会减小，D错误．8．(多选)关于热力学第二定律，下列说法正确的是(BD)A．不可能使热量从低温物体传向高温物体B．自然条件下，气体向真空膨胀的过程是不可逆过程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，内能却不可能全部转化为机械能D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行解析不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他的变化，选项A错误；根据热力学第二定律可知，自然条件下气体向真空膨胀的过程是不可逆过程，选项B正确；内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，即能量之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，选项C错误；一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项D正确．06题型1环境保护与能源开发1．(多选)下述做法不能改善空气质量的是()ACDA．以煤等燃料作为主要生活燃料B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车D．限制使用电动车E．大量使用核能发电、风力发电和水力发电解析以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量空气污染物；鼓励私人购买和使用汽车代替公交车会使汽油消耗量增加，带来的空气污染物增多；限制使用电动车对改善空气质量无影响；太阳能、核能、风能和氢能等属于清洁能源，可以减少污染物排放．故A、C、D符合题意．2．(多选)酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是()ABD A．少用煤作燃料B．燃料脱硫C．在已经酸化的土壤中加石灰D．多种植美人蕉、银杏等植物E．鼓励大量购买私家车解析酸雨主要是由煤、石油等燃料燃烧所释放的二氧化硫和氮氧化物在降水过程中溶入雨水形成的，因而为减小酸雨的影响，少烧煤和燃料脱硫是有效的方法；另外美人蕉和银杏对二氧化硫有较强的吸收能力；汽车尾气不能减少酸雨的形成，在酸化的土壤中加石灰也不能减少酸雨的影响，故A、B、D正确．。
2017-2018学年度高中物理(人教版)选修3-3课时训练10固体+Word版含解析.pdf
课时训练10固体题组一晶体和非晶体1.某个固体没有确定的熔点,那么它()A.一定是晶体B.一定是非晶体C.一定是多晶体D.不一定是非晶体解析:晶体(无论是单晶体还是多晶体)都有确定的熔点,只有非晶体没有确定的熔点,故B正确,A、C、D错误。
答案:B2.某种物质表现出各向同性的物理性质,则可以判断这种物质()A.不一定是多晶体B.不一定是单晶体C.一定不是单晶体D.一定是非晶体解析:因为非晶体和多晶体都表现出各向同性,故A正确,D错误。
单晶体一定表现出各向异性,故B错误,C正确。
答案:AC题组二晶体的微观结构3.关于石墨和金刚石的区别,下列说法正确的是()A.石墨与金刚石是由同种物质微粒组成、空间结构不同的晶体B.金刚石晶体结构紧密,所以质地坚硬;石墨晶体是层状结构,所以质地松软C.石墨和金刚石是不同物质的微粒组成的不同晶体D.石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同解析:石墨和金刚石都是由碳原子组成的,由于空间结构不同,故有金刚石坚硬、石墨松软的特点,故选项A、B正确。
答案:AB4.在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示,则()A.甲、乙是非晶体,丙是晶体B.甲、丙是晶体,乙是非晶体C.甲、丙是多晶体,乙是晶体D.甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体解析:由题图知,甲、乙具有各向同性,丙具有各向异性;由题图知,甲、丙有固定的熔点,乙没有固定的熔点,所以甲是多晶体,乙是非晶体,丙是单晶体。
答案:BD5.关于石英和石英玻璃,下列说法正确的是()A.它们的化学成分不一样B.它们的空间点阵不一样C.它们是两种不同物质,当在石英中添加某种成分就变成石英玻璃D.石英是晶体,石英玻璃则是非晶体解析:石英和石英玻璃化学成分相同,但它们内部分子的空间排列即点阵不同,石英内分子有规则的排列,为晶体。
而加热后制成石英玻璃时,内部分子排列杂乱无章,为非晶体。
高中物理选修3-3(人教版)习题：第十章 章末质量评估(四) 含答案
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：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．答案：D6.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，压强变大解析：克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高．进一步乙醚的温度升高，直至沸腾，管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大．答案：D7.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，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后( )A．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：C8.热力学第二定律常见的表述方式有两种：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；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，如果也用类似的示意图来表示，你认为下列示意图中正确的是( )解析：第二种表述的意思是：热机吸收热量，对外做功，同时把热量传给低温物体．答案：B9．某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( )A．室内空气的压强比室外的小B．室内空气分子的平均动能比室外的大C．室内空气的密度比室外的大D．室内空气对室外空气做了负功解析：由于房间是未密封的，它与外界是相通的，故室内的空气压强与室外的空气压强相等，A错误；由于室内的空气温度高于室外的空气温度，而温度是分子平均动能的标志，故室内空气分子的平均动能比室外的大，B正确；室内空气的密度小于室外空气的密度，C错误；室内的空气会向室外膨胀，所以室内的空气对室外空气做正功，D 错误．答案：B10.如图所示，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Ep(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( )A．Ep全部转换为气体的内能B．Ep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．Ep全部转换成活塞的重力势能和气体的内能D．Ep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p1，活塞质量为m，横截面积为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＋p2S，仍然具有一部分弹性势能，D正确．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)11．下面设想符合能量守恒定律的是( )A．利用永久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高，因此将热量传递给海水而内能减小，B是对的．二氧化碳温度降低，分子平均动能减少，但不是每个分子的动能都减少，C正确，D错误．答案：ABC13.如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变解析：因b内为真空，抽开隔板K后，a内气体对外界不做功，由ΔU＝W＋Q知内能不变，故选项A错误．选项B正确．稀薄气体可看作理想气体，其内能只与温度有关，气体的内能不变，温度也不变，由p1V1＝p1V2和V1<V2知p1>p2，即气体压强变小，故选项C错误，选项D正确．答案：BD14.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，由＝C(常量)可知，气体温度升高，其对应内能增加，因做功W＝0，选项B错；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 不正确．答案：AC三、非选择题(本题共5小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(6分)指出下面例子中各是什么物理过程改变物体内能：(1)瓶内的高压气体将瓶塞冲开，瓶内气体的温度降低，_______．17．(12分)如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的p－V 图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J.(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？解析：(1)沿a→c→b过程：ΔU＝W＋Q＝(－126＋335) J＝209 J.沿a→d→b过程：ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝ J＝251 J，即有251 J的热量传入系统．(2)由b→a，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293 J18．(12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”．由热力学第一定律：W＋Q1＋Q2＝ΔU，W＝ΔU－Q1－Q2＝0－63 kJ－(－38 kJ)＝－25 kJ，即气体完成一次循环对外做功25 kJ.(3)A→B为等温过程，由玻意耳定律：pAVA＝pBVB，又pB＝pA，故VB＝VA＝×10×10－3 m3＝1.5×10－2 m3.则B状态时单位体积内的分子数为：n＝＝4×1025个/m3.答案：(1)③(2)B→C25(3)4×1025个/m319.(12分)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，使封闭的气体柱长度变为2 cm，人对活塞做功100 J，大气压强为p0＝1.0×105Pa，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，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 cm2)。
高中物理选修3-3课时作业：第十章 第5-6节
1．一个系统的个体按确定的____________，有顺序地排列即有序；个体分布________确定的要求，“怎样分布都可以”即无序．2．一切自发过程总是沿着分子热运动的______________的方向进行，这就是热力学第二定律的微观意义．3．自然过程的方向性可以表述为：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会________．因此热力学第二定律又称为熵增加原理．4．有序度较高(集中度较高)的能量转化为________，成为更加分散，因而也是无序度更大的能量，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象叫能量耗散．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有____________．5．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6．任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会()A．增加B．不变C．减小D．无法判断7．下列属于新型能源，又是可再生能源的是()A．太阳能B．石油C．天然气D．核能【概念规律练】知识点一热力学第二定律的微观解释1．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是()A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行2．热力学第二定律的开尔文表述指出：内能与机械能的转化具有方向性．请结合熵的变化加以解释．知识点二能量耗散3．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．能量耗散是指耗散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4．下列对能量耗散的理解正确的有()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知识点三能源与环境5．以下说法正确的是()A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B．汽油是一种清洁能源C．水能是可再生能源D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的6．下列供热方式最有利于环境保护的是()A．用煤做燃料供热B．用石油做燃料供热C．用天然气或煤气做燃料供热D．用太阳灶供热【方法技巧练】熵与熵增加的理解技巧7．质量相同、温度相同的水，如图1所示分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？图18．下面关于熵的说法中错误的是()A．熵是系统内分子运动无序性的量度B．在自然过程中一个孤立系统的熵总是增加或不变的C．热力学第二定律也叫做熵减小原理D．熵值越大代表越无序1．下列说法中正确的是()A．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行B．一切自发过程总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进行C．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定不会增大D．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵可能减小2．下列说法中正确的是()A．热量能自发地从高温物体传给低温物体B．热量不能从低温物体传到高温物体C．热传导是有方向的D．能量耗散说明能量是不守恒的3．下列说法正确的是()A．热力学第二定律只在一定前提条件下才能成立B．热力学第二定律揭示了一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行C．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性D．热力学第二定律揭示了有大量分子参与宏观过程的方向性4．下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是()A．从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律B．一切自发过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行C．有的自发过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自发过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行D．在任何自发过程中，一个孤立系统总熵不会减少5．当前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6．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7．下述化学物质中，对大气臭氧层破坏最大的是()A．氟利昂B．二氧化碳C．二氧化硫D．一氧化碳8．能源利用的过程实质上是()A．能量的消失过程B．能量的创造过程C．能量的转化和转移过程D．能量的转化、传递并且逐渐消失的过程9．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐．我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进．氢能具有的优点包括()①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行22上升；另外，它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用，阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放，使整个地球就像一个大温室一样，因此，大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升，使全球气候变暖．(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为()A．光热效应B．光电效应C．光气效应D．温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是()A．大量植物和生物物种灭绝B．大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C．人口剧增，呼出的二氧化碳增多D．自然因素破坏了地球环境生态平衡11．说明下列能源利用方式中的能量转化过程：(1)水力发电：_____________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)电动水泵抽水__________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)柴油机牵引列车前进：____________________________________________________________________________________________________________________________；(4)火箭发射人造卫星：______________________________________________________________________________________________________________________________.12．能源按其是否自然存在来分，可以分为___________和_________，以天然的形式存在于自然界的能源叫做__________，如________、________、________、________、________、________、________等．需要人工制取的能源叫做________，如________、________、________、________等．太阳是一个巨大的能源，它不断地向外辐射能量，其中辐射到地面的总功率为8×1026 kW，直接利用太阳能不会污染环境．13．根据你对熵增加原理的理解，举出一些系统从有序变为无序的例子．第5节热力学第二定律的微观解释第6节能源和可持续发展课前预习练1．某种规则没有2．无序性增大3．减小4．内能方向性5．D6．C7.A课堂探究练1．CD点评正确理解有序和无序及其变化过程的方向是解题的关键．2．见解析解析机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化，物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系，这是一种有序的运动．热运动是大量分子的无规则运动，系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态，这是一种无序的运动．机械运动向热运动的转化，属于从有序向无序的转化，会导致熵的增加，符合热力学的规律，因此机械能可以全部转化为内能．反之，热运动向机械运动的转化，属于从无序向有序的转化，即从高熵向低熵转化，不符合熵增加原理，因此内能不能自发的转化为机械能．点评熵是描述系统无序程度的物理量，熵越大，无序程度越高，自然界的一切自发过程，总是朝着从有序向无序的方向转化．3．BCD点评能量耗散不仅遵循能量守恒定律，而且从能量的角度反映出自然界的宏观过程具有方向性．4．BD点评要理解能量耗散是指可利用的能量减少了而自然界的总能量并没有变．5．AC点评明确不同能源的定义及实际使用过程中能量的转化，是分析本题的关键．6．D点评太阳能是一种清洁能源，是不会污染环境的．7．见解析解析根据大量分子运动对系统无序程度的影响，热力学第二定律又有一种表述：由大量分子组成的系统自发变化时，总是向着无序程度增大的方向进行，至少无序程度不会减少．这也就是说，任何一个系统自发变化时，系统的熵要么增加，要么不变，但不会减少．质量相同、温度相同的水，可以由固体自发地向液态、气态转化，所以，气态时的熵最大，其次是液态，固态时的熵最小．方法总结熵是系统内分子运动的无序性程度的标志，固态的冰可以自发地向液态、气态转化说明气态无序度最大，固态的无序度最小．8．C方法总结如果过程可逆，则熵不变；如果不可逆，则熵增加．一切自发过程都是不可逆的，即都是沿着分子热运动的无序性增大(熵增加)的方向进行．课后巩固练1．A2．AC3．BCD4．AD5．C6．BC7．A8．C9．A氢能是易燃烧、热值高，原料来源广；但储存难、制备成本高，故①②正确．10．(1)D(2)B11．见解析解析水力发电是将水的机械能转化为电能．电动水泵抽水是将电能转化为水的机械能．柴油机牵引列车前进是将柴油的化学能先转化为内能，再转化为列车的机械能．火箭发射人造卫星是将燃料的化学能转化为卫星的机械能．12．一次能源二次能源一次能源煤石油天然气风能水能地热能太阳能二次能源电能汽油氢能酒精13．燃料的燃烧、气体的扩散、一切生命体从产生到消亡等，都经历了一个从有序到无序的发展过程解析根据熵增加原理，自然界的一切自发过程，总是朝着熵增加的方向进行，而熵是描述系统无序程度的物理量，熵越大，无序程度越高．所以，熵的增加就意味着系统无序程度的增加．这意味着，自然界的一切自发过程，总是朝着从有序向无序的方向转化．如：燃料的燃烧、气体的扩散、一切生命体从产生到消亡，都经历了一个从有序到无序的发展过程．。
人教版高中物理选修3-3课时作业：第十章第3节
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．一个热力学系统的内能增量等于______________________________与_______________的和，这个关系叫做热力学第一定律，公式____________．它们的正负号规定如下：外界对系统做功，W____0；系统对外界做功，W____0.系统从外界吸热，Q____0；系统向外界放热，Q____0.系统内能增加，ΔU____0；系统内能减小，ΔU____0.2．能量既不会____________，也不会____________，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在________或________的过程中，能量的总量保持不变．3．任何机器对外界做功都要消耗能量，能量转化和守恒定律的发现使人们进一步认识到：任何一部机器，只能使能量从____________转化为____________形式，而不能无中生有地________能量．因此，第一类永动机是____________制成的，因为它违背了____________．4．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()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5．一物体获得一定初速度后，沿着一粗糙斜面上滑，在上滑过程中，物体和斜面组成的系统()A．机械能守恒B．总能量守恒C．机械能和内能增加D．机械能减少，内能增加6．“第一类永动机”不可能制成，是因为()A．不符合机械能守恒定律B．违背了能量守恒定律C．做功产生的热不符合热功当量D．找不到合适的材料和合理的设计方案【概念规律练】知识点一热力学第一定律1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是()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＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J2．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，内能可能增加知识点二能量守恒定律3．如图1所示，A、B是两个完全相同的铁球，A放在绝热板上，B用绝热绳悬挂，现只让它们吸收热量，当它们升高相同的温度时，它们所吸收的热量分别为Q A、Q B，则()图1A．Q A＝Q B B．Q A<Q BC．Q A>Q B D．无法确定Q A、Q B的大小4．水能不产生污染物，是一种清洁能源，位于美国和加拿大交界处的尼亚加拉瀑布流量可达每秒6 000 m3，而且一年四季流量稳定，瀑布落差50 m，若利用这一资源发电，设其效率为50%，估算发电机的输出功率．(g取10 m/s2)【方法技巧练】热力学第一定律的应用技巧5．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa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 JC．增加了3×103 J D．减少了3×103 J6．如图2图2所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时()A．体积必然变大B．有可能经过体积减小的过程C．外界必然对气体做正功D．气体必然从外界吸热1．某系统的初状态具有内能1 J，在外界对它做0.5 J的功后，它放出0.2 J的热量，系统在这个过程中内能的增量是()A．0.7 J B．0.3 J C．0.66 J D．－0.34 J2．某气体温度升高了(体积不变)，可能的原因是()A．气体一定吸收了热量B．气体可能放出了热量C．外界对气体可能做了功D．气体可能吸收了热量图33．如图3所示，用绝热活塞把绝热容器隔成容积相同的两部分，先把活塞锁住，将质量和温度都相同的理想气体氢气和氧气分别充入容器的两部分，然后提起销子，使活塞可以无摩擦地滑动，当活塞平衡时()A．氢气的温度不变B．氢气的压强减小C．氢气的体积增大D．氧气的温度升高图44．如图4，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中()A．气体对外界做功，内能减少B．气体不做功，内能不变C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变5．一定质量的理想气体，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－Q2＝W1－W2C．W1＝W2D．Q1＝Q2图56．如图5所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的p—1V图线，则在此过程中() A．气体的内能改变B．气体的体积增大C．气体向外界放热D．气体对外界做功图67．如图6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，dc平行于纵坐标轴，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8．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法中正确的是()A．机械能守恒B．能量正在消失C．只有动能和重力势能的相互转化D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒9．行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象所包含的相同物理过程是()A．物体克服阻力做功B．物体的动能转化为其他形式的能量C．物体的势能转化为其他形式的能量D．物体的机械能转化为其他形式的能量图710．如图7所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定高度，则下面有关能的转化的说法中正确的是()A．子弹的动能转变成沙箱和子弹的内能B．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的热能C．子弹的动能转变成了沙箱和子弹的动能D．子弹的动能一部分转变成沙箱和子弹的内能，另一部分转变成沙箱和子弹的机械能11.图8在图8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 k③W2－W3＝Q＝ΔU④W3－Q＝ΔU其中，正确的是()A．①②③B．①②④C．②③D．①③题号1234567891011 答案12.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105 J的功，同时空气的内能增加了1.5×105 J，这一过程中空气向外界传递的热量是多少？13．一定量的气体从外界吸收了2.6×105 J的热量，内能增加了4.2×105 J，是气体对外界做了功，还是外界对气体做了功？做了多少功？如果气体吸收的热量仍为2.6×105 J不变，但是内能只增加了1.6×105 J，这一过程做功情况怎样？14．一铁球从高H处由静止落到地面上，回弹速率是落地速率的一半，设撞击所转化的内能全部使铁球温度升高，则铁球的温度升高多少？(设铁的比热容为c，各物理量取国际制单位)第3节热力学第一定律能量守恒定律课前预习练1．外界向它传递的热量外界对它所做的功ΔU＝W＋Q><><><2．凭空产生凭空消失转化转移转化转移3．一种形式另一种创造不可能能量守恒定律4．C[根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，物体内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功)，物体从外界吸热(或向外界放热)两种因素有关．物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，故A错．同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减少，B错．若物体吸收的热量与对外做的功相等，则内能可能不变，C正确．若物体放热同时对外做功，物体内能一定减少，故D错．]5．BD[物体沿斜面上滑的过程中，有摩擦力对物体做负功，所以物体的机械能减少．由能量转化和守恒定律知，内能应增加，能的总量不变．]6．B课堂探究练1．B[因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104 J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU ＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J ＝－2×105 J，即B选项正确．]点评热力学第一定律的表达式为ΔU＝W＋Q，应用时要熟练掌握各物理量的符号法则．2．CD[当物体从外界吸收的热量与对外做的功正好相等时，物体的内能不变，C正确；物体对外做功，如果同时吸收热量，且吸收的热量比对外做的功多时，内能就可能增加．] 点评本题易错之处是有些同学把吸热和内能混为一谈．不假思索就认为物体吸热内能增加，物体放热内能减少而错选A、B.而A和B中只谈到一种改变内能的方式，但并不能否认还可能存在着另一种改变内能的方式——做功．3．C[对A球：吸热后膨胀，重心升高，重力势能增加，则吸收的热量等于增加的重力势能和内能之和．Q A＝ΔE P A＋ΔU A，对B球：吸热后也膨胀，但重心下降，则吸收的热量和重力势能的减少量等于B球内能的变化，即Q B＋ΔE P B＝ΔU B，两球的内能的变化量相同，即ΔU A ＝ΔU B ，故Q A >Q B ，选项C 正确．]点评 应用能量守恒定律解决问题时，首先应明确有哪几种能量参与转化或转移，哪些增、哪些减，然后利用守恒观点列出方程求解．4．1.5×109 W解析 水力发电的基本原理是水的机械能转化为电能．每秒钟流下的水的质量为：m ＝ρV ＝1×103×6 000 kg ＝6×106 kg.每秒钟水减少的机械能为：E ＝mgh ＝6×106×10×50 J ＝3×109 J.设发电机的输出功率为P ，则由能量守恒定律可得：Eη＝Pt ，解得P ＝3×109×50% W ＝1.5×109 W.点评 能量守恒定律是普遍适用的定律，在解决有关能量转化问题时，必须想到利用能量守恒定律．5．C [气体等压膨胀过程对外做功W ＝p ΔV ＝1.0×105 Pa×(30－20)×10－3 m 3＝1.0×103 J ．这一过程气体从外界吸热Q ＝4×103 J ．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，由于气体对外做功，W 应取负值，则可得ΔU ＝－1.0×103 J ＋4.0×103 J ＝3.0×103 J ，即气体内能增加3×103 J ．] 方法总结 若气体等压变化，压强为p ，体积变化为ΔV ，则气体做功W ＝p ·ΔV .6．ABD [本题是气体状态变化、图象与热力学第一定律结合的综合分析题．连接OA 、OB ，得到两条等容线，故有V B >V A ，所以A 正确．由于没有限制从状态A 变化到状态B 的过程，所以可先减小气体的体积再增大气体的体积到B 状态，故B 正确．因为气体体积增大，所以是气体对外做功，C 错误．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D 正确．]方法总结 (1)一定质量的理想气体的内能只由温度决定，与体积无关．(2)应注意W ＋Q ＝ΔU 和pV T＝C 及图象的巧妙结合，综合分析． 课后巩固练1．B [因W ＝0.5 J ，Q ＝－0.2 J ，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，ΔU ＝0.3 J ．]2．A [体积不变，说明外界对气体做的功W ＝0，由于温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，气体内能增加，由ΔU >0知Q >0，即一定吸热．]3．BCD [理想气体氢气和氧气的质量虽然相同，但由于氢气的摩尔质量小，故氢气物质的量多，又体积和温度相同，pV T＝C ，所以氢气产生的压强大，当拔掉销子后，会推动活塞向氧气一方移动，这时氢气对外做功，又无热传递，由ΔU ＝W ＋Q 可知，氢气内能减少，温度降低，对氧气而言，外界对它做功，体积减小，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，无热传递的情况下，氧气内能增加，温度升高．]4．BD [因b 内为真空，所以抽开隔板后，a 内气体可以“自发”进入b ，气体不做功．又因容器绝热，不与外界发生热量传递，根据热力学第一定律可以判断其内能不变，温度不变．由理想气体状态方程可知：气体体积增大，温度不变，压强必然变小，综上可判断B 、D 项正确．]5．A [气体初、末状态相同，内能相同，由热力学第一定律知ΔW ＋ΔQ ＝0，即W 2－W 1＝Q 1－Q 2，故选项A 正确．]6．C [由图象可知该理想气体发生的是等温变化，故气体的内能不变，ΔU ＝0；但气体的体积在减小，故外界对气体做功，W >0；由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，Q <0，气体向外界放热，故C 正确．]7．BCD [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，要保持内能不变，一定要吸收热量，故答案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，故选项B 正确；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，选项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，故选项D 正确．]8．D [自由摆动的秋千摆动幅度减小，说明机械能在减少，减少的机械能克服阻力、摩擦力做功，增加了内能．]9．AD [此题考查学生综合分析能力，从若干不同的现象中分析找出相同的规律，这四个现象中物体在运动过程中都受到阻力，汽车主要受制动阻力，流星、降落伞受空气阻力，条形磁铁下落受磁场阻力，因而物体都克服阻力做功，A 对；四个物体运动过程中，汽车是动能转化成了内能，流星、降落伞、条形磁铁是重力势能转化成其他形式的能，总之是机械能转化成了其他形式的能，D 对．]10．D [子弹在射入沙箱瞬间，要克服摩擦阻力做功，有一部分动能转变成沙箱和子弹的内能，一部分动能转变成沙箱和子弹的机械能．]11．B [由动能定理可知W 2－W 3＋W 1＝ΔE k ，其中W 1＝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 ＝W 3－Q ，可知④正确，③错误．综合以上分析可知B 正确．]12．5×104 J解析 选择被压缩的空气为研究对象，根据的热力学第一定律有ΔU ＝W ＋Q由题意可知W ＝2×105 J ，ΔU ＝1.5×105 J ，代入上式得Q ＝ΔU －W ＝1.5×105 J －2×105 J ＝－5×104 J.负号表示空气向外释放热量，即空气向外界传递的热量为5×104 J.13．外界对气体做功，做功为1.6×105 J气体对外界做功，做功为1.0×105 J解析 由题意知Q ＝2.6×105 J ，ΔU ＝4.2×105 J ，根据ΔU ＝Q ＋W ，代入可得W ＝1.6×105 J ，W 为正值，外界对气体做功，做功为1.6×105 J.同理由题意可知Q ′＝2.6×105 J ，ΔU ′＝1.6×105 J ，利用热力学第一定律得W ′＝－1.0×105 J ，这说明气体对外界做功(气体体积变大)，做功为1.0×105 J.14.3gH 4c解析 设落到地面时的速率为v ，由v 2＝2gH 得落地时v ＝2gH则铁球在与地面撞击时损失的动能ΔE ＝12m v 2－12m (v 2)2＝38m v 2＝38m ·2gH ＝34mgH 由能量守恒定律得，损失的动能全部转化为铁球的内能则ΔU ＝ΔE ＝34mgH ＝Q 由Q ＝cm Δt 得Δt ＝Q cm ＝34mgH cm ＝3gH 4c即铁球温度升高3gH 4c。
人教版高中物理选修3-3第10章-56(最新整理)
5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展学习目标知识脉络1.知道有序和无序，宏观态和微观态的概念．(重点)2.知道宏观态对应的微观态的数目与无序程度的关系．知道热力学第二定律的微观意义．(重点)3.掌握熵的概念，了解熵增加原理，知道它是热力学第二定律的另一种表述．(难点)4.知道什么是能量耗散和品质降低．了解能源与人类社会、环境的的关系．(难点)热力学第二定律的微观解释[先填空]1．有序、无序一个系统的个体按确定的某种规则，有顺序地排列即有序；个体分布没有确定的要求，“怎样分布都可以”即无序．2．宏观态、微观态系统的宏观状态即宏观态，系统内个体的不同分布状态即微观态．3．热力学第二定律的微观意义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．4．熵表达式S＝k ln Ω，k表示玻耳兹曼常量，Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目．S表示系统内分子运动无序性的量度，称为熵．5．熵增加原理在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．[再判断]1．熵越小，系统对应的微观态就越少．(√)2．热传递的自然过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程．(√)3．大量分子无规则的热运动能够自动变为有序运动．(×)[后思考]1．质量相同、温度相同的水，如图1051所示，分别处于固态、液态和气态三种状态下，它们的熵的大小有什么关系？为什么？气体 液体 固体图1051【提示】 质量相同、温度相同的水，可以由固态自发地向液态、气态转化．所以，气态时的熵最大，其次是液态，固态时的熵最小．2．熵的大小与无序性的大小有什么关系？在自然过程中，孤立系统的熵一定增大吗？【提示】 熵值越大其无序性越大．在自然过程中，孤立系统的熵总是从熵小的状态向熵大的状态发展．[核心点击]热力学第二定律的微观解释和熵1．热力学第二定律的微观解释(1)热传递过程：从宏观上看，热量自发地从高温物体传到低温物体；从微观角度看，内能从高温物体向低温物体传递，导致高温物体中的分子运动减慢，低温物体中的分子运动加快，到温度相同时，两个物体分子的平均动能相同，热传导这个不可逆过程使分子热运动的无序程度增加了．(2)功转变为热：从宏观上看是机械能或其他形式的能量转化为内能的过程；从微观上看，机械运动中大量分子主要都沿同一方向运动，转变为热运动，分子杂乱无章地向各个方向运动，因此是大量分子从有序运动向无序运动转化的过程．(3)热力学第二定律的微观本质：一切不可逆过程总是沿着大量分子热运动无序程度增大的方向进行．2．熵(1)熵的概念：物理学中用字母Ω表示一个宏观状态所对应的微观状态的数目，用字母S表示熵，有：S＝k·ln Ω，式中k叫做玻耳兹曼常数．(2)熵是状态量：熵是热力学中一个重要的状态函数(或叫状态参量)，热力学系统(研究对象)处于任何一个状态都对应着一个熵函数，常用S表示．熵的大小表征着热力学系统内粒子热运动的杂乱无章的程度．熵值越大的状态，系统内粒子热运动就越混乱无序；熵值越小的状态，系统内粒子热运动的无序性就越小．3．熵增加原理(1)熵是无序程度的量度：根据熵的含义，热力学系统处于非平衡态时的粒子热运动有一定的有序性，因此，其熵值较小；当其达到平衡态后，其粒子热运动的无序性达到极高程度．使其熵值达到最大值．(2)热力学系统演化的方向性：对于绝热或孤立的热力学系统而言，所发生的是由非平衡态向着平衡态的变化过程，因此，总是朝着熵增加的方向进行，或者说，一个孤立系统的熵永远不会减少，这就是熵增加原理，也就是热力学第二定律的另一种表述形式．1．关于热力学第二定律的微观意义，下列说法正确的是( )A．大量分子无规则的热运动能够自动转变为有序运动B．热传递的自发过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化的过程C．热传递的自发过程是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程D．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行E．从微观的角度看，热力第二定律是一个统计定律【解析】 热力学第二定律的微观意义明确指出：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序程度增大的方向进行，所以选项C、D正确，热力学第二定律是一个统计规律，故E正确．【答案】 CDE2．(2016·武汉高二检测)从微观角度看，下列说法正确的是( )A．一个非孤立系统可能从熵大的状态向熵小的状态发展B．一个非孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展C．一个宏观状态所对应的微观状越多，越是无序，熵值越大D．出现概率越小的宏观状态熵值越大E．出现概率越大的宏观状态，熵值越大【解析】 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的．熵是描述系统大量分子运动无序性程度的．在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，也就是说，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展．反映了一个孤立系统的自然过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。
人教版高中物理选修3-3课时作业：第十章第1-2节.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）、1．对于一个系统，如果只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界________，也不向外界________，这样的过程叫做绝热过程．2．系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量ΔU＝U2－U1就等于外界对系统所做的功W，即____________________．3．热量是在单纯的传热过程中系统____________的量度．当系统从状态1经过单纯的传热达到状态2，内能的增量ΔU＝U2－U1就等于外界向系统传递的热量Q，即__________．系统吸收了多少热量，系统的内能就________多少；系统放出了多少热量，系统的内能就________多少．4．虽然做功和热传递都能引起系统内能的改变，但它们还是有重要区别的，做功是内能与其他形式的能发生________，而热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间内能的________．5．金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使汽缸中的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6．关于热传递，下列说法中正确的是()A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量7．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体放出热量，内能一定减少C．物体对外做功，内能可能增加D．外界对物体做功，内能一定增加【概念规律练】知识点一绝热过程中做功与内能的改变1．绝热过程中，外界压缩气体做功20 J．下列说法中正确的是()A．气体内能一定增加20 JB．气体内能增加必定小于20 JC．气体内能增加可能小于20 JD．气体内能可能不变2．采用绝热(即不与外界交换热量)的方式使一定量的气体由初态A变化至末态B.对于不同的绝热方式，下面说法正确的是()A．对气体所做的功不同B．对气体所做的功相同C．对气体不需做功，因为没有能量的传递D．以上三种说法都不对知识点二热传递与内能的变化3．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则()A．从两者开始接触到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C．达到热平衡时，铜块的温度比铁块的低D．热平衡时，两者的温度相等4．在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是()A．一定是物体放出了50 J的热量B．一定是物体吸收了50 J的热量C．一定是物体分子动能增加了50 JD．物体的分子平均动能可能不变知识点三做功和热传递与内能变化的关系5．一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【方法技巧练】判断物体内能变化的方法6．如图1所示，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且不漏气．用E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中()图1A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小7．对于一定质量的气体()A．吸热时其内能可以不变B．吸热时其内能一定不变C．不吸热也不放热时其内能可以减小D．不吸热也不放热时其内能一定不变1．在给自行车轮胎打气时，会发现胎内空气温度升高，这是因为()A．胎内气体压强不断增大，而容积不变B．轮胎从外界吸热C．外界空气温度本来就高于胎内气体温度D．打气时，外界不断地对胎内气体做功2．一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．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少3．下列关于系统的内能的说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的C．做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能D．气体在大气中做绝热膨胀时做了功，但气体的内能不变4．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A．不考虑分子间的相互作用力和分子势能B．在绝热膨胀过程中，内能不变C．温度升高时一定是从外界吸收了热量D．体积不变，压强减小时，物体一定向外界放出了热量5．如图2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2A．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6．关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是()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7．在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为() A．两物体没有接触B．两物体的温度相同C．真空容器不能发生热对流D．两物体具有相同的内能8．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9．在一个绝热汽缸里有一定质量的理想气体，若因气体膨胀，活塞把重物逐渐举高，则在这个过程中，汽缸中的气体()A．温度升高B．温度降低C．内能增加D．内能不变10．在光滑水平面上有一木块保持静止，子弹穿过木块，下列说法中正确的是()A．子弹对木块做功使木块内能增加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、子弹增加的内能的总和D．子弹与木块总动能守恒11．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相同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题号1234567891011 答案图312．如图3所示，直立容器内部被隔板隔开，A的密度小；B的密度大，抽去隔板，使气体均匀混合．此过程绝热，则气体内能________．13．做功和热传递是两个不同的物理过程，但在改变物体内能上是等效的．从能的角度看做功的过程是________________和________之间发生相互转化，热传递是________在物体间的转移．14．若对物体做1 200 J的功，可使物体温度升高3 ℃，改用热传递的方式，使物体温度同样升高3 ℃，那么物体应吸收多少热量？如果对该物体做3 000 J的功，物体的温度升高5 ℃，表明该过程中，物体应吸收或放出多少热量？第十章热力学定律第1节功和内能第2节热和内能课前预习练1．吸热放热2．ΔU＝W3．内能变化ΔU＝Q增加减少4．转化转移5．A[此题考查有关热和功的内容，当向里推活塞时，外界对柴油与空气的混合物做功，又因为汽缸是用导热良好的金属做成的，因而当缓慢向里推活塞时，由于热传导，汽缸中的柴油与空气的混合物温度不会上升很高使之达到燃点，故只有迅速向里推活塞，才可能使汽缸中的柴油达到燃点．]6．B[热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．]7．C[物体内能的变化既可以由热传递引起，也可以由做功引起，因此A、B、D错误，C 正确．]课堂探究练1．A [绝热过程中，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少内能发生变化．]点评 绝热过程中，功是内能转化的量度，W ＝ΔU .2．B [对于一定量的气体，不管采用任何一种绝热方式由状态A 变化到状态B ，都是绝热过程．在这一过程中，气体在初状态A 有一确定的内能U A ，在状态B 有另一确定的内能U B ，由绝热过程中ΔU ＝U B －U A ＝W 知，W 为恒量，所以B 选项正确．]点评 在绝热过程中，内能和其他形式的能一样也是状态量．气体的初、末状态确定了，在初、末状态的内能也相应地确定了，故内能的变化ΔU 也确定了．而功是能量转化的量度，所以ΔU ＝W ，即W 为恒量．这就是我们判断绝热过程中做功与内能改变的方法．3．AD [热平衡条件是温度相等，热传递的方向是从温度高的物体传向温度低的物体．在热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，因此A 、D 正确，B 、C 错误．] 点评 (1)热传递是从高温物体传向低温物体．(2)热传递过程中高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量．4．BD [在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A 错，B 对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J 并不一定是分子动能增加了50 J ．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J 热量全部用来增加分子势能．] 点评 热传递改变物体内能的过程是物体间内能转移的过程，热传递使物体的内能发生变化时，内能改变的多少可用热量来量度．在单纯的热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少；系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少．5．B [在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，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，故需从外界吸收热量，且吸收的热量等于泡内空气对外界所做的功．]点评 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，且它们可以同时进行．它们引起内能变化的方向可以是都使系统内能增加或减小；也可以是一个使系统内能增加，另一个使系统内能减小．6．D [本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对于甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．]方法总结 在绝热过程，压缩气体，外界对气体做功，内能增大；气体膨胀(自由膨胀除外)，气体对外界做功，内能减小．7．AC [内能的改变既可以通过做功来实现，又可以通过热传递来实现，还可以做功和热传递同时进行来实现，由此分析知A 、C 是正确的，B 、D 是错误的，故答案为A 、C.] 方法总结 做功和热传递都可以改变物体的内能，从改变内能的最终结果看，两者是等效的．判断物体内能变化时要综合考虑两种方式，才能得到内能变化的准确结果． 课后巩固练1．D [给自行车轮胎打气，人对胎内气体做功，气体内能增加，所以温度升高．]2．D [绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功，气体内能减小．由于气体分子间的势能可忽略，故气体分子的平均动能减小．]3．AB [系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A 对．正因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B 对．做功和热传递都可以改变系统的内能，C 错．气体做绝热膨胀时对外界做了功，又因为与外界没有热交换，所以系统的内能要减小，故D 错．]4．AD [由理想气体的特点可知A 对；体积变化是做功的标志，体积增大，表示对外做功，体积减小表示外界对气体做功，绝热膨胀，显然内能减少，B 错；温度升高，内能增加，可能是吸热，也可能是外界对物体做功，C 错；由pV T＝C ，V 不变，p 减小，T 减小，内能减少，由于V 不变，W ＝0，物体不对外界做功，所以内能减少，一定是向外界放出了热量，D 对．]5．C[打开卡子，胶塞冲出容器口，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度计示数变小，温度降低．]6．B[一定质量的物体，其内能由温度和体积共同决定．物体的温度改变时，其内能不一定改变，所以A错误．做功和热传递是改变物体内能的两种途径．若物体对外做功W，同时吸收Q的热量，且W＞Q，则物体的内能减少；W＝Q，则物体的内能不变；W＜Q，则物体的内能增加，所以B正确，C、D错误．]7．B[发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触、周围的环境(是否真空)无关．故选项B正确，A、C、D错误．]8．D[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递给低温物体，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．]9．B[将重物举高的过程中，理想气体膨胀对外界做功，内能减少，温度降低，故选B.] 10．AC[子弹损失的动能，一部分使木块的动能增加，另一部分转化为内能被子弹和木块吸收，故选A、C.]11．D[物体的内能是指物体内所有分子的平均动能和分子势能的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和热传递两种途径，这三者的物理意义不同，A错误；热量是表示在热传递过程中物体内能变化的多少，而功是用做功的方式来量度物体内能的改变的，即热量、功都可以作为物体内能变化的量度，B错误；三者单位都是焦耳，C错误；热量和功是过程量，内能是状态量，D正确．]12．增加解析气体A、B密度不等，均匀混合，原重心下移，重力做正功，重力势能减少，因为这一过程绝热，所以气体内能增加．13．其他形式的能内能内能14．1 200 J放出1 000 J解析做功和热传递在改变物体内能上是等效的，对物体用做功方式使其温度升高3 ℃需对物体做功1 200 J，因此如用热传递方式，也使温度升高3 ℃，应吸收1 200 J的热量．如对物体做功3 000 J，温度升高了5 ℃，而物体温度升高5 ℃需要对它做的功或吸收的热量应为ΔE，则1 200 J＝cm×3，ΔE＝cm×5，所以ΔE＝2 000 J.因此物体应放出1 000 J的热量．。
人教版高中物理选修3-3第十章同步练习+测试汇总
人教版高中物理选修3-3第十章同步练习+测试汇总人教版高中物理选修3-3第十章第一节练习1.(江苏省启东中学高二下学期期末)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(B)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.2.(江西省南昌二中高二下学期检测)如图所示,带有活塞的气缸中封闭着一定质量的气体(不考虑分子势能).将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸和活塞均具有良好的绝热性能.下列说法正确的是(D)A．若拉动活塞使气缸内气体体积增大,需加一定的拉力,说明气体分子间有引力B．若拉动活塞使气缸内气体体积增大,则欧姆表读数将变小C．若发现欧姆表读数变大,则气缸内气体内能一定增大D．若发现欧姆表读数变大,则气缸内气体内能一定减小解析：气体分子间的距离已经超过分子间作用力所研究的范围,所以不能说明分子间有引力,故A错误；若拉动活塞使气缸内气体体积增大,气体对外做功,内能减小,温度降低,电阻增大,则欧姆表示数将变大,故B错误；发现欧姆表读数变大时,热敏电阻变大,说明温度降低,则气体内能减小,故C错误,D正确.3．(河北省张家口市一中高二上学期期中)如图,一绝热容器被隔板K隔开成a,b两部分.已知a内有一定量的稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态.在此过程中(B)A．气体对外界做功,内能减少B．气体不做功,内能不变C．气体压强变小,温度降低D．外界对气体做功,内能增加解析：因b内为真空,抽开隔板K后,a内气体对外界不做功,且内能不变,故选项A错误,选项B正确；稀薄气体可看作理想气体,其内能只与温度有关,气体的内能不变,温度也不变,由p1V1＝p1V2和V1<V2知p1>p2,即气体压强变小,故选项C、D错误.人教版高中物理选修3-3第十章第一节测试题(时间：30分钟总分：50分)基础夯实一、选择题(1～3题为单选题,4、5题为多选题)1．四川省泸县校级期末)冬天站在室外时,人们习惯地搓着双手以取暖,这个过程中(C) A．人站着不动就没有做功B．即使双手光滑也能搓手取暖C．人体内的化学能转换为双手的机械能D．双手的内能转换为机械能解析：搓着双手以取暖,是通过克服摩擦力做功发热取暖的,是人体内的化学能转换为双手的机械能,再通过克服摩擦力做功转化为内能,若双手光滑,就无法克服摩擦力做功,无法取暖,故A、B、D错误,C正确.2．河北省张家口市一中高二下学期期中)如图是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体.假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体(A)A．内能增大B．体积增大C．压强不变D．温度不变解析：向下压a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确；向下压a的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误.3．下列有关焦耳及焦耳实验的说法中正确的有(D)A．焦耳是法国物理学家,他的主要贡献是焦耳定律及热功当量B．焦耳实验中用到的容器可以用普通玻璃杯代替C．焦耳实验中的研究对象是容器中的水D．焦耳实验中要使容器及其中的水升高相同的温度,实验中悬挂重物的质量、下落的高度可以不相同,但做功必须相同解析：焦耳是英国物理家,A错误；焦耳实验的要求是研究对象为绝热系统,普通玻璃杯达不到绝热要求,B错误；实验的研究对象是容器及其中的水组成的系统,C错误；要使水及容器升高相同的温度即内能增加相同,则必须做功相同,D正确.4.如图所示,在固定的真空容器A内部固定着一个绝热气缸B,用质量为m的绝热活塞P将一部分理想气体封闭在气缸内.撤去阀门K,不计摩擦阻力,活塞将向右运动,该过程(BD)A．气体膨胀时对外不做功B．气体膨胀时对外做功C．气体膨胀时是否对外做功无法确定D．活塞做加速运动,缸内气体温度降低解析：虽然A内为真空,但气体膨胀时会推动活塞使其向右做加速运动,即气体对外做了功,所以选项A、C错误,选项B正确；缸内理想气体对外做功,内能减小,温度降低,选项D正确.5．早些年农村的小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具,铁丝的一端缠绕棉花,用水打湿后从一端塞入笔芯内,将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来,然后用力推铁丝,马铃薯小块高速飞出,能打出十几米远.下列说法正确的是(AC)A．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,笔芯内密封的气体的温度升高B．在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体对外做功C．马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能D．马铃薯小块高速飞出时外界对笔芯内气体做功解析：在快速推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,笔芯内密封的气体经历绝热压缩的过程,外界对气体做功,内能增加,故笔芯内密封的气体的温度升高,故A正确；在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体被压缩,是外界对气体做功,故B错误；封闭气体经历绝热膨胀过程,推出马铃薯,故马铃薯小块高速飞出的动能来自于气体内能,这里的气体类似弹簧,故C正确,D 错误.二、非选择题6．冬季,由于温度太低,很难启动摩托车(在农村启动195型拖拉机也会遇到类似情况).这时驾驶者往往先关闭油门,连续踏下启动摇杆若干次,然后再打开油门,踏下启动摇杆即可启动,运用的原理是什么？答案：连续踏下启动摇杆,活塞不断压缩气缸里的气体做功,增加气体的内能,使气体的温度升高,当达到汽油的燃点后,即可启动.7.如图所示,一个质量为20 kg的绝热汽缸竖直放置,绝热活塞的质量为5 kg,面积为0.1 m2,处于静止状态时被封闭气体的高度为50 cm,现在活塞上方加一15 kg的物体,待稳定后,被封闭气体的高度变为40 cm.求在这一过程中气体的内能增加了多少？(p0＝1.01×105Pa,g取10 m/s2)答案：1 030 J解析：由于汽缸及活塞均绝热,故外界对气体所做的功全部转化为气体的内能,即ΔU＝W外＝(m活塞＋m物体)gΔh＋p0SΔh＝(5＋15)×10×0.1 J＋1.01×105×0.1×0.1 J＝1 030 J.能力提升一、选择题(1～4题为单选题,5题为多选题)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,密闭于气缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图所示.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(A)A．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：绝热过程中,气体膨胀,对外做功；内能减小,温度降低,分子的平均动能减小,A选项正确.2.如图所示,活塞将气缸分成甲、乙两气室,气缸、活塞(连同拉杆)是绝热的,且不漏气.以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中(D)A．E甲不变,E乙减小B．E甲不变,E乙增大C．E甲增大,E乙不变D．E甲增大,E乙减小解析：本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程,内能改变取决于做功的情况.对甲室内的理想气体,在拉杆缓慢向外拉的过程中,活塞左移,压缩气体,外界对甲室气体做功,其内能应增大；对乙室内的气体,活塞左移,气体膨胀,气体对外界做功,内能应减小.3.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(B)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4．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气,打开筒的开关,筒内高压空气迅速向外溢出,待筒内外压强相等时,立即关闭开关.在外界保持恒温的条件下,经过一段较长的时间后,再次打开开关,这时出现的现象是(B)A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内外有空气交换,处于动态平衡,筒内空气质量不变D．筒内外无空气交换解析：因高压空气急剧外溢时,气体来不及充分与外界发生热交换,可近似看成绝热膨胀过程,气体对外做功,内能减少,所以关闭开关时,筒内气体温度较外界偏低,再经过较长时间后,筒内外气体温度相同.对筒内剩余气体分析,属等容升温过程,压强要升高,大于外界气压,所以再打开开关时,筒内气体要流向筒外.5．如图所示,带有活塞的气缸中封闭着一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),气缸和活塞均具有良好的绝热性能.将一个热敏(电阻随温度升高而减小)电阻置于气缸中,热敏电阻与气缸外的欧姆表连接,气缸固定不动,缸内活塞可自由移动且不漏气,活塞下挂一沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止.现将沙桶底部钻一小洞,细沙缓缓漏出.则下列说法正确的是(ACD)A．外界对气体做功,气体的内能增大B ．气体对外界做功,气体的内能减小C ．气体的压强增大,体积减小D ．欧姆表的指针逐渐向右偏转解析：沙子漏出,活塞上移压缩气体,气体的体积减小内能增大,故A 、C 正确,B 错误；温度升高,热敏电阻的阻值变小,欧姆表指针右偏,D 正确.二、非选择题 6．汽车内胎放完气后,气门的温度可达到0 ℃以下,请你解释一下原因.答案：以内胎中的气体为系统,气体推动周围大气做功,(对外界气体做功)大气的内能增加,内胎中的气体内能减少,温度降低.如果在较短时间内做较多的功,气门来不及吸热,气门温度就可达到0 ℃以下.7．如图所示为焦耳测定热功当量的实验装置,若重物P 、P ′的质量共为m ＝26.320 kg,每次下落的高度均为h ＝160.5 cm,共下落n ＝20次,量热器及其中的水和其他物体的平均热容量为c ＝6 316 cal/℃,实验中测得温度升高Δt ＝0.31 ℃,试根据这些数据算出热功当量的值.(热功当量J ＝W Q )答案：4.23 J/cal解析：重物下落n ＝20次共做功W ＝nmgh量热器中的水及容器等温度升高Δt 需吸热Q ＝c Δt由热功当量的定义得J ＝W Q ＝nmgh c Δt＝20×26.320×9.8×160.5×10－2 J 6 316×0.31 cal≈4.23 J/cal.人教版高中物理选修3-3第十章第二节练习1．(海南省三亚吉阳区校级月考)关于热传递,下列说法中正确的是(B)A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差,才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变,一定是吸收或放出了热量解析：热传递的实质是能量的传递.故A错误；物体间存在着温度差,才能发生热传递.故B 正确；热传递必须在有温度差的情况下进行.故C错误；物体的内能发生了改变,可能是由于发生了热传递,也可能是由于做功导致的.故D错误.2．(多选)关于物体内能,下列说法中正确的是(BD)A．将物体举高或使它们的速度增大,是利用做功来使物体内能增大的B．阳光照晒衣服,衣服的温度升高,是利用热传递来改变物体内能的C．物体在空中自由下落是用做功增加内能D．拉弯的弓把箭射出去,箭在空气中飞行的过程中,内能增加解析：将物体举高或使它们的速度增大,是利用做功来使物体机械能增大,与内能无关,故A 错误.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,故B正确.物体在空中自由下落,重力做功,增加动能,与内能无关,故C错误.拉弯的弓把箭射出去,箭在空气中飞行的过程中,克服空气阻力做功,内能增加,故D正确.3．(多选)(山东省济南市部分重点中学高二检测)如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的理想气体(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(AD)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．电流对气体做的功一定大于气体对外做的功解析：由题意知,气体压强不变,活塞上升,体积增大,由理想气体状态方程知,气体温度升高,内能一定增加,电流对气体做的功一定大于气体对外做的功,BC错误,D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,因此单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减少,A正确.人教版高中物理选修3-3第十章第二节测试题(时间：30分钟总分：50分)基础夯实一、选择题(1～3题为单选题,4～6题为多选题)1.如图所示,太阳能热水器是一种能够将太阳的光能转化为内能的装置.这种装置可以使装置内的水温度升高,这种改变水的内能的方式是(B)A．做功B．热传递C．既有做功也有热传递D．电流的热效应解析：太阳能热水器是通过热传递的方式将水加热,故选项B正确,其余选项错误.2．关于物体的内能和热量,下列说法中正确的有(D)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,不是只由温度决定,故A、B错；在热传递过程中,热量由高温物体传给低温物体,而与物体的内能大小无关,所以完全有可能是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C项错；关于热量的论述,D项是正确的.3．关于热量、温度的下列说法正确的是(A)A．热量是热传递过程中,物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度B．在绝热容器中,放入两个温度不等的物体,则高温物体放出温度,低温物体吸收温度,直到两个物体温度相等C．高温物体内能多,低温物体内能少D．两个质量和比热容都相等的物体,若吸收相等的热量,则温度相等解析：温度是物体分子平均动能大小的量度,表示冷热程度；热量是热传递过程中物体间内能的转移量,内能包括分子动能与分子势能,与温度、体积、物质的量有关.D项,不知道初始温度,只能说温度变化相同.4．(安徽省六安高二下学期期中)下列所述现象中属于利用热传导的方式来传热的是(AD)A．冬天,用手去拿室外的铁块,手感到冷B．夏天,开空调后一段时间整个房间内温度降低C．在地面上晒小麦D．冬天,用暖水袋暖手解析：冬天,室外的铁块温度低,手温度高,用手拿铁块时,手上的热量直接通过热传导的方式传到铁块上.用暖水袋暖手,道理同上.开空调后整间房间内温度降低,是空气通过对流的方式使热空气降温.晒小麦是依靠太阳热辐射来吸收热量的,所以正确答案为AD.5．在下述现象中,没有做功而使物体内能改变的是(BD)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．铁锤敲打铁块,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,水温度升高是靠太阳的热辐射来升温的；铁锤敲打铁块是做功改变物体内能的过程；室内放上冰块是通过热传递的方式来改变气温的.6．下列说法中正确的是(AD)A．做功和热传递是改变物体内能的两种本质不同的物理过程：做功使物体的内能改变,是其他形式的能和内能之间的转化；热传递则不同,它是物体内能的转移B．外界对物体做功,物体的内能一定增大C．物体向外界放热,物体的内能一定增大D．热量是在热传递中,从一个物体向另一个物体或物体的一部分向另一部分转移的内能的多少解析：做功和热传递改变物体内能的本质不同,因为做功的过程一定是不同形式的能相互转化的过程,而热传递是同种形式的能量(内能)在不同的物体之间或物体不同的部分之间传递或转移,故A选项正确；而物体的内能的变化取决于做功和热传递两种途径,单就一个方面不足以断定其内能的变化.故B、C选项不正确,D选项正确.二、非选择题7．阳光照暖了大地,地面辐射又对地面附近的空气加热,形成暖气团升往高空.于是有人认为高山顶上的气温要比地面的高,但实际情况正好相反.你怎么理解这种现象？答案：把地面附近温度、压强相同的一大团空气作为研究对象(在热力学中称为系统).这团空气最初在地面附近受热膨胀,密度变小,因而逐渐上升.在上升的过程中,其边缘部分和外界空气的热交换对整个气团没有明显的影响,可以认为气团与外界之间传递的热量Q＝0,因此气团内能的变化仅与做功有关,即ΔU＝W.气团上升时,不断膨胀,对外做功(W<0),内能减少(ΔU<0),温度降低,越高的地方,空气的温度越低.能力提升一、选择题(1～4题为单选题,5题为多选题)1．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(C)A．气体对外做功,气体温度一定降低B．气体对外做功,内能一定减少C．气体压强减小,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.故只有选项C正确.2．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(D)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,内能增大解析：对车胎内的理想气体分析知,体积增大为气体对外做功,内能只有分子动能,而分子平均动能的标志为温度,故中午温度升高,内能增大,故选D.3．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内,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,则(B)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：两球初末态温度分别相同,初末态体积也相同,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,故选B.4．下列关于内能与热量的说法中,正确的是(D)A．马铃薯所含热量高B．内能越大的物体热量也越多C．热量总是从内能大的物体流向内能小的物体D．热量总是从温度高的物体流向温度低的物体解析：选项A是生活中很常见的说法,但是物理学中的热量是过程量,不是状态量,不能像内能那样蕴含在物体中,选项A错；说法B与说法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.5．在实验室将一容积比较大的烧瓶放入冰箱冷冻室内,经过几小时后,将烧瓶从冰箱内迅速取出,并立即用小气球紧紧地套在烧瓶的瓶口,然后将烧瓶放入装有热水的烧杯中,如图所示,将烧瓶及气球内的气体看成是理想气体.则下列说法正确的是(ACD)A．经过一段时间后气球会膨胀起来B．气球的体积一直都不会发生变化C．烧瓶及气球内的气体内能增加D．烧瓶及气球内的气体的压强一定变大解析：由于热水的温度较高,将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,烧瓶及气球内气体吸收了热水的热量,温度升高,内能增大,体积增大,故选项AC正确,B错误；初始时烧瓶及气球内气体的压强等于大气压,吸收热量后,烧瓶及气球内气体的压强大于大气压,气球膨胀,故选项D正确.二、非选择题6．若对物体做1 200 J的功,可使物体温度升高3 ℃,改用热传递的方式,使物体温度同样升高3 ℃,那么物体应吸收__1_200__ J的热量,如果对该物体做3 000 J的功,物体的温度升高5 ℃,表明该过程中,物体还__放出__(填“吸收”或“放出”)热量__1_000__ J.解析：做功和热传递在改变物体内能上是等效的,因此物体用做功方式温度升高3 ℃,如用吸热方式,也使温度升高3 ℃,应吸收1 200 J的热量.如对物体做功3 000 J,温度升高5 ℃,而物体温度升高5 ℃,需要的功或热量应为ΔE,1 200 J ＝cm×3,ΔE＝cm×5,所以ΔE＝2 000 J因此物体应放出1 000 J的热量.7．某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领,做了如下实验：用一面积为0.1 m2的水盆盛6 kg的水,经太阳垂直照射15 min,温度升高5 ℃,若地表植物每秒接收太阳能的能力与水相等,试计算：(1)每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？(2)若绿色植物在光合作用下每吸收1 kJ的太阳能可放出0.05 L的氧气,则每公顷绿地每秒可放出多少氧气？(1公顷＝104 m2)答案：(1)1.4×103 J(2)700 L解析：据水升温吸收的热量,便可求出单位面积单位时间吸收的太阳能,进而可求出每公顷绿地每秒放出的氧气.(1)单位面积单位时间吸收的太阳能为P＝cmΔtSt＝4.2×103×6×50.1×15×60J/(m2·s)＝1.4×103 J/(m2·s).(2)氧气的体积为V＝104×1.4×103103×0.05 L＝700 L.人教版高中物理选修3-3第十章第三节练习1．(北京市高三学业水平等级考)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p－V图中从a到b的直线所示.在此过程中(C)A．气体温度一直降低B．气体内能一直减小C．气体一直对外做功D．气体一直向外界放热解析：一定质量的理想气体从a到b的过程,由理想气体状态方程p a V aT a＝p b V bT b可知T b>T a,即气体的温度一直升高,故A错误；根据理想气体的内能只与温度有关,温度升高,内能增大,可知气体的内能一直增加,故B错误；由于从a到b的过程中气体的体积一直增大,所以气体一直对外做功,故C正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q,从a到b的过程中,气体一直从外界吸热,故D错误.2.(江苏省新沂市润新学校高三下学期月考)如图所示,绝热容器中封闭一定质量的理想气体,现通过电热丝缓慢加热,当气体吸收热量Q时,活塞恰好缓慢上移H,已知活塞横截面积为S,重量忽略不计,大气压强为p0,求封闭气体内能增加量.。
新人教版高中物理必修第三册课后作业第十章第4节电容器的电容
新人教版必修第三册课后作业第十章电容器的电容一、选择题1.(多选)下列关于电容器和电容的说法中,正确的是()可知,电容器的电容与其所带电荷量成正比,跟两极板间的电压成反比A.根据C=QUB.对于确定的电容器,其所带电荷量与两板间的电压成正比C.对于确定的电容器,无论其两板间的电压如何变化(小于击穿电压且不为零),它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变D.电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量,其大小与加在两板间的电压无关2.下列四个选项是描述对给定的电容器充电时电荷量Q、电压U、电容C之间相互关系的图像,其中不正确的是()3.有一充电的电容器,两极板间的电压为3V,所带电荷量为4.5×10-4C,此电容器的电容是()A.7.5×10-5FB.1.5×10-4FC.1.35×10-3FD.2.7×10-3F4.某一电解电容器如图甲所示,接入如图乙所示的电路,下列说法正确的是()A.该电容器只有在电压为45V时,电容才是33μFB.该电容器能容纳的最大电荷量为3.3×10-5CC.接通电路后,电容器的电容仍是33μFD.接通电路后,灯泡能持续发亮5.a、b两个电容器如图甲所示,图乙是它们的部分参数。
则关于a、b两个电容器的下列说法正确的是()A.a、b两个电容器的电容之比为8∶1B.a、b两个电容器的电容之比为4∶5C.b电容器正常工作时容纳电荷0.1CD.a电容器正常工作时容纳电荷1C6.如图所示为某一电容器所带电荷量和两端电压之间的关系图线,若将该电容器两端的电压从40V降低到36V,下列说法正确的是()A.该过程是充电过程B.该过程是放电过程C.电容器的电容为5.0×10-2FD.该过程中电容器所带电荷量的变化量为0.005C7.某电容器充电后的电压为8V,然后利用传感器得到放电时电路中电流随时间变化的I-t曲线(如图)。
高中人教版物理选修3-3学案：第10章 含答案
Байду номын сангаас
你知道“钻木取火”的道理吗？ 提示：做功可以改变物体的内能，“钻木取火”就是通过外力做功，机械能转化为内能。 木材内能增加，温度达到着火点而燃烧。 ┃┃归纳总结__■ 1．内能与内能变化 (1)物体的内能是指物体内所有分子热运动的动能和分子势能之和。 (2)当物体温度变化时，分子平均动能变化。物体体积变化时，分子势能发生变化，即 物体的内能是由它的状态决定的，且物体的内能变化只由初、末状态决定，与中间过程及方 式无关。 2．做功与内能变化的关系 (1)做功改变物体内能的过程是其他形式的能(如机械能)与内能相互转化的过程。 (2)在绝热过程中，外界对物体做多少功，就有多少其他形式的能转化为内能，物体的 内能就增加多少。 3．功和内能的区别 (1)功是过程量，内能是状态量。 (2)在绝热过程中，做功一定能引起内能的变化。 (3)物体的内能大，并不意味着做功多。在绝热过程中，只有内能变化较大时，对应着 做功较多。 特别提醒 (1)外界对某一系统做功时，系统的内能不一定增加，还要看该系统有没有向外放热， 以及向外放热的多少。 (2)在绝热过程中，系统内能的增加量等于外界对系统所做的功。 ┃┃典例剖析__■
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。 2.(2020·江西省南昌二中高二下学期检测)如图所示，带有活塞的气缸中封闭着一定质量
(2021年整理)人教版高中物理选修3-3第10章-章末分层突破
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章末分层突破［自我校对］①能量②热量③等效④Q＋W⑤创生⑥转化⑦转移⑧不变⑨能量守恒定律⑩低温物体⑪高温物体⑫功⑬增大⑭减小⑮热力学第二定律⑯不可回收⑰温室效应⑱太阳能热力学第一定律及其应用1.公式:ΔU＝Q＋W.2．注意各物理量符号和理想气体的特点（1)各物理量符合的意义.物理量ΔU W Q 大于零物体的内能增加外界对物体做功物体吸热小于零物体的内能减少物体对外界做功物体放热等于物体内能不物体对外界(或外界对物物体与外界零变体)不做功绝热(2①只有绝热过程Q＝0，ΔU＝W,用做功可判断内能的变化．②只有在气体体积不变时，W＝0，ΔU＝Q，用吸热、放热情况可判断内能的变化．③若物体内能不变，即ΔU＝0，W和Q不一定等于零，而是W＋Q＝0,功和热量符号相反．大小相等，因此判断内能变化问题一定要全面考虑．④对于气体，做功W的正负一般要看气体体积变化，气体体积缩小，W>0;气体体积增大，W<0.(2016·上海高二检测)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量D．在完全失重状态下，气体的压强为零E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大【解析】一定质量的理想气体的内能与温度有关，若气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，A正确;由错误!＝C知，气体的温度不断升高，压强不一定增大，B错误；根据热力学第一定律有ΔU＝Q＋W，气体温度升高1 K，ΔU相同,等容过程W＝0，等压过程，体积增大,则W〈0,故等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量,C正确；气体的压强是由于分子频繁撞击器壁而产生的，与是否失重无关，D错误;温度升高，理想气体的内能一定增大，E正确．【答案】ACE在如图10。
2019-2020学年人教版高中物理选修3-3训练：第10章 第4节 Word版含解析
姓名，年级：时间：第十章第4节热力学第二定律「基础达标练」1．（多选）下列哪些过程具有方向性（）A．热传导过程B．动能向势能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀过程解析:选ACD 热传递、气体的扩散和气体在真空中的膨胀都是与热现象有关的宏观自然过程，由热力学第二定律可知，它们都是不可逆的,具有方向性，故选项A、C、D正确；动能向势能的转化与热现象无关，是可逆的,不具有方向性，故选项B错误．2．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．违反了能量守恒定律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．以上说法均不正确解析：选C 机械能和内能的相互转化，必须通过做功来实现,故C选项正确．3．下列过程中，可能发生的是（)A．某工作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跑进去，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．将两瓶不同液体自发混合，然后又自发地各自分开解析：选C 根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传给高温物体，而不引起其他的变化，但通过一些物理过程是可以实现的，故C项正确;内能自发地全部转化为机械能是不可能的，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也有方向性，故D项错误．4.（多选）如图所示，为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是（）A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制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:选BC 热量不能自发地从低温物体传到高温物体,要想使热量从低温物体传到高温物体必须借助于其他系统做功,A错误,B正确；热力学第一定律适用于所有的热学过程,C正确,D错误．5．（多选)关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）A．热量能够自发地从高温物体传到低温物体B．不可能使热量从低温物体传向高温物体C．从单一热库吸收热量,可以使之完全变成功D．气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程E．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程解析：选ACD 根据热力学第二定律可知,热量能够自发地从高温物体传到低温物体,故A正确;在外界的影响下，能使热量从低温物体传向高温物体，如空调，故B错误；根据热力学第二定律（不可能从单一热库吸收热量，使之完全变为有用功，而不产生其他影响），可知在外界的作用下，从单一热库吸收热量,可以使之完全变成功，故C正确；所有涉及热现象的宏观过程都有方向性，则知气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程,故D正确;功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故E错误．6．（多选)根据热力学第二定律，下列判断正确的有（）A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能而不产生其他影响B．电流的能不可能全部变成内能C．在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变成电能D．在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：选ACD 凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，内能不能全部转化为机械能而不产生其他影响”,故A正确;由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B错误；火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C正确；热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助,结果会带来其他影响,这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．7．（多选)下列关于热机说法中，正确的是（）A．热机是把内能转化成机械能的装置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，它可以把燃料燃烧释放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,内燃机也不可能把内能全部转化为机械能解析:选AD 由热机的定义可知A正确，B错误；内燃机工作时内能的损失有多种途径，所以内燃机不可能把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能，故D正确，C 错误．8．（多选）关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是( )A．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体B．若两分子间距离增大，分子势能一定增大C．一定质量的某种理想气体绝热膨胀，温度降低D．热力学第二定律描述了宏观热现象的方向性解析：选ACD 大量的事实表明，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项A正确;若两分子间距离从零开始增加，则随着分子间距离增大,分子势能先减小后增大，选项B错误；由热力学第一定律可知,一定质量的某种理想气体绝热膨胀时对外做功，内能减小,温度降低，选项C 正确；热力学第二定律指出，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，选项D正确．9．(多选)下列宏观过程能用热力学第二定律解释的是( ）A．大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中而经过一段时间大米、小米不会自动分开B．将一滴红墨水滴入一杯清水中,会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水不会自动分开C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来D．随着节能减排措施的不断完善，最终也不会使汽车热机的效率达到100％解析：选BCD 热力学第二定律反映的是与热现象有关的宏观过程的方向性的规律,A不属于热现象,故A错；由热力学第二定律可知B、C、D正确．10．(多选）关于空调机,下列说法正确的是（)A．制冷空调机工作时,热量从低温物体传到高温物体B．制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C．冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D．冷暖空调机工作时,热量只能从低温物体传到高温物体解析:选AC 制暖空调机工作时热量既可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体，而制冷空调机只可以把热量从低温物体传到高温物体；冷暖空调机工作时,热量既可以从高温物体传到低温物体,也可以从低温物体传到高温物体，故选项A、C正确，选项B、D错误．「能力提升练」1．（多选)下列说法中正确的是（）A．第一类永动机不可能制成是因为违反了能量守恒定律B．第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步，第二类永动机可以制造出来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．分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，但斥力变化更快解析：选AD 第一类永动机是不可能制成的，因为它违背了能量守恒定律，故A 正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因,故B错误；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也不一定会改变内能，故C错误；根据分子力与分子之间距离的关系可知，分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，但斥力变化更快，故D正确．2．(多选)关于热力学第一定律、晶体和非晶体及分子势能，以下说法正确的是( )A．气体对外做功，其内能可能增加B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．分子势能可能随分子间距离的增加而增加D．热量不可能从低温物体传到高温物体解析：选AC 根据热力学第一定律可知,做功和热传递都可以改变物体的内能，气体对外做功，若同时吸收一定的热量，其内能可能增加，故A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，故B错误；分子势能随分子之间距离的变化比较复杂，当分子力表现为引力时，距离增大时，分子力做负功，故分子势能增大，故C正确；根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体,如空调机,故D错误．3．（多选）根据热力学第二定律，可知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．热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体C．机械能可以全部转化为热能，但热能不可能全部转化为机械能D．机械能可以全部转化为热能，热能也可能全部转化为机械能解析：选BD 由热力学第二定律克劳修斯表述知，热量可以自发地从高温物体传给低温物体,当外界对系统做功时，也可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体,冰箱就是这样的装置，故A错误，B正确;机械能可以全部转化为内能，如在水平地面上运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终静止，这个过程中机械能全部转化为内能,当外界条件发生变化时,内能也可以全部转化为机械能，如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功，故C错误，D正确．4。
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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．凡是实际的过程，只要涉及________现象，如热传递、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动……都具有特定的________性．这些过程可以________地朝某个方向进行，例如热量由________物体传向低温物体，而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，也不能________地进行，这就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是____________．2．热量不能自发地从__________传到__________，这就是热力学第二定律的克劳修斯表述，它阐述的是__________的方向性．3．不可能从____________吸收热量，使之____________，而不产生其他影响，这就是热力学第二定律的开尔文表述．开尔文表述阐述了____________________________的方向性，即通过做功，机械能可以__________转化为内能，而内能无法__________用来做功以转换成机械能，而不产生其他影响．4．有一类永动机，不违背________________，但违背______________________，这样的永动机叫做第二类永动机．第二类永动机是不可能制成的．5．下列说法中正确的是()A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行6．下列说法中正确的是()A．功可以完全转化为热量，而热量不可以完全转化为功B．热机必须是具有两个热库，才能实现热功转化C．热机的效率不可能大于1，但可能等于1D．热机的效率必定小于17．关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是()A．此过程违反了热力学第二定律B．此过程没有违反热力学第二定律C．此过程违反了能量守恒定律D．此过程没有违反能量守恒定律【概念规律练】知识点一热传导的方向性1．下列哪些过程具有方向性()A．热传导过程B．机械能向内能的转化过程C．气体的扩散过程D．气体向真空中的膨胀2．关于热传导的方向性，下列说法正确的是()A．热量能自发地由高温物体传给低温物体B．热量能自发地由低温物体传给高温物体C．在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D．热量不可能从低温物体传给高温物体知识点二热力学第二定律的理解3．根据热力学第二定律，下列判断正确的是()A．热机中燃气的内能不可能全部变成机械能B．电流的能不可能全部变成内能C．在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变成电能D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体4．“热量只能从高温物体传递给低温物体，但不能从低温物体传递给高温物体”这一说法是否正确？为什么？知识点三第二类永动机不可能制成5．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是()A．第二类永动机违反能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．外界对物体做功，则物体的内能一定增加D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的6．下列说法正确的是()A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B．第二类永动机违背了能量转化的方向性C．自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源D．自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源【方法技巧练】热力学第二定律的应用技巧7．如图1中汽缸内盛有定量的理想气体，图1汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，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，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，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，此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对1．下列说法中正确的是()A．电动机是把电能全部转化为机械能的装置B．热机是将内能全部转化为机械能的装置C．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D．虽然不同形式的能量可以相互转化，但不可能将已转化成内能的能量全部收集起来加以完全利用2．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3．下列有关能量转化的说法中错误的是()A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化B．只要对内燃机不断改进，就可以使内燃机的效率达到100%C．满足能量守恒定律的物理过程都能自发的进行D．外界对物体做功，物体的内能必然增加4．下列说法正确的是()A．热量不能由低温物体传递到高温物体B．外界对物体做功，物体的内能必定增加C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律D．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5.图2用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触点2插在冷水中，如图2所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象．关于这一现象的正确说法是() A．这一实验不违背热力学第二定律B．在实验过程中，热水温度降低，冷水温度升高C．在实验过程中，热水的内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能D．在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能6．图3为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是()图3A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制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反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律7．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8．下列说法中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D．热力学第二定律的两种表述是等效的9．17世纪70年代，图4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4所示，在斜面顶端放一块强磁铁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，由于这时球具有速度可以对外做功．然后又被磁铁吸引回到上端，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10．关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C．两条定律都是有关能量的转化规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律题号12345678910 答案11.下列所述过程是可逆的，还是不可逆的？(1)汽缸与活塞组合中装有气体，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间没有摩擦，使气体自由膨胀时．(2)上述装置，当活塞上没有外加压力，活塞与汽缸间摩擦很大，使气体缓慢地膨胀时．(3)上述装置，没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀时．(4)在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它温度升高．(5)一传热的容器内盛有液体，容器放在一恒温的大水池内，不停地搅动液体，可保持温度不变．(6)在一绝热容器内，不同温度的液体进行混合．(7)在一绝热容器内，不同温度的氦气进行混合．第4节 热力学第二定律课前预习练1．热 方向 自发 高温 自发 不可逆的2．低温物体 高温物体 热传递3．单一热库 完全变成功 机械能与内能转化 全部 全部4．能量守恒定律 热力学第二定律5．AC [热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但可以自发地从高温物体传到低温物体；并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能实现，故A 、C 正确，B 、D 错误．]6．D [本题要求全面领会开尔文表述的含义，同时注意语言逻辑性．开尔文表述没有排除热量可以完全转化为功，但必然要产生其他变化，比如气体等温膨胀，气体内能完全转化为功，但气体体积增大了，A 错误；开尔文表述指出，热机不可能只有单一热库．但未必就是两个热库．可以具有两个以上热库，B 错误；由η＝Q 1－Q 2Q 1可知，只要Q 2≠0，η≠1，如果Q 2＝0，则低温热库不存在，违背了开尔文表述，故C 错误，D 正确．]7．BD [制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体，但必须消耗电能．热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，关键是“不产生其他影响”，A 错误，B 正确．任何物理过程都不违反能量守恒定律，C 错误，D 正确．]课堂探究练1．ABCD [这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，它们都是不可逆的，具有方向性．] 点评 所谓可逆过程是指一个过程若反方向进行，每一个状态都必须是正方向进行时的重演．可逆过程只是一种理论上的理想过程．现实中由于各种耗散因素(摩擦、形变等)，一切实际的宏观过程按正、反两个方向进行时的状态是不互相重复的，因此都是不可逆过程．2．AC [在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体．]点评 热传导具有方向性，即自然过程具有方向性．虽然热量不能自发地从低温物体传向高温物体，但是有外界的影响和帮助，如在外力做功的情况下就可以实现热量从低温物体传向高温物体．电冰箱就是一例．3．ACD [凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故A 正确．火力发电机发电时，能量转化的过程为内能→机械能→电能，因为内能→机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，C 正确．热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种(克氏)表述的主要思想，故D 正确．由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故B 错误．]点评 热力学第二定律的两种表述是等价的，都说明一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的．其中“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等的帮助．4．见解析解析 不正确．在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，例如，电冰箱制冷时，通过压缩机做功，把热量从低温区(冷藏食品处)传递给了高温区(大气)，但消耗了电能，外力对制冷剂做了功，这就是“其他变化”．而热量从高温物体传到低温物体是可自发进行的，可以不带来其他影响．这正是热力学第二定律第一种表述的内涵．点评 准确理解热力第二定律很重要．根据热力学第二定律的第一种(克氏)表述，要使热传递反过来进行，就要付出其他代价，引起其他变化(如做功等)．5．D [热力学第二定律是指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，它反映了热传导的方向性，因此，第二类永动机并不违背能量守恒定律；内能的改变要看做功和热传递，只知热量传递情况或者只知做功情况，都无法判断内能的变化；做功和热传递都可以改变物体的内能，但改变方式是不同的，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移．] 6．BD[第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了能量转化的方向性，故B、D选项正确．]点评虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，大量的事实证明，在任何情况下，热机都不可能只有一个热库，热机要不断地把吸取的热量变为有用的功，就不可避免地将一部分热量传给低温热源．所以第二类永动机不可能制成，因为它违背了热力学第二定律．7．C[由于气体始终通过汽缸与外界接触，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，气体等温膨胀，所以汽缸内的气体温度不变，内能也不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律．此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力F对活塞做功，此过程不可能发生．]方法总结要正确理解“不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响”它包含以下三层意思：(1)从单一热库吸收热量，一般来说只有部分转化为机械能，所以第二类永动机是不可能制成的；(2)机械能转化为内能是自然的，可以全部转化；(3)如果产生其他影响，可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功．课后巩固练1．D[由于电阻的存在，电流通过电动机一定发热，电能不能全部转化为机械能，A错误；根据热力学第二定律知，热机不可能将内能全部转化为机械能，B错误；C项说法违背热力学第二定律，因此错误；由于能量耗散，能源的可利用率降低，D正确．]2．B[由热力学第二定律可知，A错误，B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误．]3．BCD[由热力学第二定律的开尔文表述可知A对，热机效率总低于100%，B错．满足能量守恒的过程未必能自发进行，任何过程一定满足热力学第二定律，C错，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，W>0，ΔU不一定大于0，即内能不一定增加，D错．]4．D[根据热力学第二定律，热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．在发生其他变化的前提下，热量可以由低温物体传递到高温物体，例如电冰箱制冷时，压缩机工作，消耗了电能，同时热量由冰箱内的低温物体传递到冰箱外的高温物体，所以A 错．外界对物体做功的同时，物体可能放热，物体的内能不一定增加，所以B错．第二类永动机的效率为100%，并不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律中热机效率必小于1的表述，因此它不可能制成，所以C错．而D选项中的表述就是热力学第二定律的一种表述形式，所以D正确．]5．AB[自然界中的任何自然现象或过程都不违反热力学定律，本实验现象也不违反热力学第二定律，A正确；整个过程中能量守恒且热传递有方向性，B正确；在实验过程中，热水中的内能除转化为电能外，还升高金属丝的温度，内能不能全部转化为电能；电能除转化为冷水的内能外，还升高金属丝的温度，电能不能全部转化为冷水的内能，C、D错误．注意与热现象有关的宏观现象的方向性，这是应用热力学第二定律的关键．]6．BC[热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热现象，故C正确，D错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误，B正确，故选B、C.] 7．C[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．]8．ACD[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，A正确，B错误；热力学第一定律与第二定律相辅相成，互相独立，C正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，D正确．]9．D[违背了能量守恒定律，不可行．]10．B[热力学第一定律揭示了内能与其他形式能量之间的转化关系，是能量守恒定律在热学中的具体体现．热力学第二定律则进一步阐明了内能与其他形式能量转化时的方向性，二者表述的角度不同，本质不同，相互补充，并不矛盾，故C、D错误，B项正确；内能在一定条件下可以全部转化为机械能，热量也可以由低温物体传递到高温物体，但是要引起其他变化，如电冰箱制冷机工作还要消耗电能，故A错误．] 11．见解析解析(1)发生自由膨胀，则是不可逆过程．(2)有摩擦发生，也是不可逆过程．(3)有准静态无摩擦的膨胀，则为可逆过程．(4)这是由功变为热，是不可逆过程．(5)此过程中既有“功变热”又有“热传导”，是不可逆过程．(6)液体的扩散是不可逆过程．(7)有一定温度差的热传导是不可逆过程．。