热力学定律与能量守恒过关练习题(附答案)

合集下载

热力学定律与能量守恒过关练习题(附答案)

热力学定律与能量守恒过关练习题（附答案）1．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，内能可能不变解析：选 C.做功和热传递可以改变物体的内能，当做功和热传递同时发生时，物体的内能可能不变，比如物体吸热的同时又对外做功，且吸收的热量与对外做的功在数值上相等，此时物体的内能不发生变化．2．一木箱静止于水平面上，现在用一个80N的水平推力推动木箱前进10m，木箱受到的摩擦力为60N，则转化为木箱与地面系统的内能U 和转化为木箱的动能Ek，分别是()A．U＝200J，Ek＝600JB．U＝600J，Ek＝200JC．U＝600J，Ek＝800JD．U＝800J，Ek＝200J解析：选 B.由于木箱在推动中受到滑动摩擦力，其与相对位移的乘积为物体的内能即：U＝60×10J＝600J．由能量守恒定律可得：Ek＝W总－U＝80×10J－600J＝200J，故B正确．3．(2011年高考重庆理综卷)某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成．开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图4－1－5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4－1－5A．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，气体对外做正功，又因气体与外界无热交换，由热力学第一定律可知气体内能减小，因忽略气体分子间相互作用，没有分子势能，所以分子的平均动能减小，选项A正确．4.如图4－1－6所示，一导热汽缸放在水平面上，其内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮组与一重物连接，并保持平衡，已知汽缸高度为h，开始活塞在汽缸中央，初始温度为t摄氏度，活塞面积为S，大气压强为p0.物体重力为G，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞上升Δx，封闭气体吸收了Q的热量．(汽缸始终未离开地面)求：图4－1－6(1)环境温度升高了多少度？(2)气体的内能如何变化？变化了多少？解析：(1)活塞缓慢移动，任意状态都处于平衡状态，故气体做等压变化，由盖—吕萨克定律可知：VT＝ΔVΔT得ΔT＝2Δxh(273＋t)(2)设汽缸内压强为p，由平衡条件得：pS＝p0S－G封闭气体对外做功W＝pSΔx＝(p0S－G)Δx由热力学第一定律得：ΔU＝Q＋(－W)＝Q－(p0S－G)Δx.答案：见解析一、选择题1．关于物体的内能及其变化，以下说法正确的是()A．物体的温度改变时，其内能必定改变B．物体对外做功，其内能不一定改变，向物体传递热量，其内能也不一定改变C．物体对外做功，其内能必定改变．物体向外传出一定热量其内能必定改变D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变解析：选B.温度变化物体的分子动能变化，但内能可能不变，A错；改变内能有两种方式：做功和热传递，由热力学第一定律可知B正确，C、D错．2．下列关于做功和热传递的说法中正确的是()A．做功和热传递的实质是相同的B．做功和热传递在改变物体内能上是等效的C．做功和热传递是对同一过程中的两种说法D．做功和热传递是不可能同时发生的解析：选 B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的，但本质不同，做功是将其他形式的能量转化为内能或将内能转化为其他形式的能量，热传递是内能的转移，且做功和热传递可以同时进行，故B选项正确．3．“第一类永动机”是不可能制成的，这是因为它()A．不符合热力学第一定律B．做功产生的热量太少C．由于有摩擦、热损失等因素的存在D．找不到合适的材料和合理的设计方案解析：选A.第一类永动机是指不消耗能量而且还能对外做功，故违背了能量的转化与守恒．4．(2010年高考重庆卷)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A.本题考查了热力学定律．由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变．放水过程中体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热．A选项正确．5．一定量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105J，则下列个式中正确的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝－4×104J解析：选B.由符号法则可知，外界对气体做功W取正，气体内能减少，ΔU为负值，代入热力学第一定律表达式得Q＝－2×105J.故选B.6.(2010年高考广东理综卷)图4－1－7是密闭的汽缸，外力推动活塞P 压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的()图4－1－7A．温度升高，内能增加600JB．温度升高，内能减少200JC．温度降低，内能增加600JD．温度降低，内能减少200J解析：选A.对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800J＋(－200J)＝600J，ΔU为正表示内能增加了600J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．7．(2011年高考新课标全国卷)对于一定量的理想气体，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．若气体的内能不变，其状态也一定不变C．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大解析：选ADE.A选项，p、V不变，则T不变，气体的内能不变，故选项A正确．B选项，内能不变，温度不变，p、V可能变，选项B错误．C 选项，气体温度升高，压强不一定增大，故选项C错误．D选项，气体温度每升高1K吸收的热量与气体对外做功多少有关，即与经历的过程有关，故选项D正确．E选项，温度升高，理想气体的内能一定增大，故选项E正确．二、非选择题8．风沿水平方向以速度v垂直吹向一直径为d的风车叶轮上，设空气密度为ρ，风的动能有50%转化为风车的动能，风车带动水车将水提高h的高度，效率为80%，则单位时间最多可提升的水的质量m＝________.解析：设在t时间内吹在风车上的空气的质量为m＝14πd2•vt•ρ，风的动能Ek＝12mv2＝18πd2v3tρ.根据题意：18πd3v2tρ×50%×80%＝mgh.则mt＝πd2ρv320gh.答案：πd2ρv320gh9．一定质量的气体，在从一个状态变化到另一个状态的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做多少功？解析：(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120J＋280J＝160J.(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从2状态回到1状态过程中内能的变化应等于从1状态到2状态过程中内能的变化，则从2状态到1状态的内能应减少160J．即ΔU′＝－160J，又Q′＝－240J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′∴W′＝ΔU′－Q′＝－160J－(－240J)＝80J即外界对气体做功80J.答案：(1)增加了160J(2)外界对气体做功80J10．(2011年陕西高二质检)山峡水利工程的坝高h0＝185m，正常水位为h＝175m，水库容积V＝3.93×1010m3，装机容量(发电机的总功率)P ＝1.768×107kW，发电量W＝8.4×1010kW•h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)解析：设在时间Δt内，有ΔV的水通过水利枢纽，则：Q＝ΔVΔt，ΔV ＝QΔt减少的重力势能ΔEp＝mgh＝ΔVρgh＝QΔtρgh发电机的功率：P＝ΔEpηΔt＝QΔtρghηΔt＝Qρghη流量为Q＝Pρghη.(其中各物理量均取国际制单位)答案：见解析。

高中物理《热力学定律与能量守恒定律》典型题(精品含答案)

《热力学定律与能量守恒定律》典型题1．(多选)如图，将一空的铝制易拉罐开口向下压入恒温游泳池的水中，则金属罐在水中缓慢下降过程中，罐内空气(可视为理想气体)( )A．内能增大B．分子间的平均距离减小C．向外界放热D．对外界做正功2．(多选)下列说法中正确的是( )A．一定质量的理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大B．不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生其他变化C．不可能使热量从低温物体传向高温物体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E．分子间距离增大时，分子力一定减小3．(多选)下列说法正确的是( )A．1 g100 ℃的水的内能小于1 g100 ℃的水蒸气的内能B．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关C．热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散不符合热力学第二定律D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E．某种液体的饱和蒸汽压与温度有关4．(多选)下列说法正确的是( )A．气体总是充满容器，说明气体分子间只存在斥力B．对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大C．温度越高布朗运动越剧烈，说明水分子的运动与温度有关D．物体内能增加，温度一定升高E．热量可以从低温物体传到高温物体5．(多选)如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( ) A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少6．(多选)如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度变化关系的V －t图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的是( )A．气体的内能增大B．气体的内能不变C．气体的压强减小D．气体的压强不变E．气体对外做功，同时从外界吸收热量7．一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图描述，图中p1、p2、V1、V2和V3为已知量．(1)气体状态从A到B是______(填“等容”“等压”或“等温”)过程；(2)状态从B到C的变化过程中，气体的温度________(填“升高”“不变”或“降低”)；(3)状态从C到D的变化过程中，气体________(填“吸热”或“放热”)．(4)状态从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界所做的总功为________．8．气体温度计结构如图所示．玻璃测温泡A内充有理想气体．通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1＝14 cm，后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2＝44 cm.已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg.(1)求恒温槽的温度；(2)此过程A内气体内能________(填“增大”或“减小”)；气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放热”)．9．一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳暴晒，气体温度由T0＝300 K升至T1＝350 K.(1)求此时气体的压强；(2)保持T1＝350 K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．10．如图所示，一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21 cm的气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱的压强)．(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10 m/s2)(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77 ℃，此时气柱为多长？(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10 J，则气体的内能增加多少？《热力学定律与能量守恒定律》典型题参考答案1．(多选)解析：选BC.由于温度不变，故气体内能不变(理想气体内能取决于温度)，A选项错误；取金属罐中封闭的理想气体为研究对象，金属罐向下压入恒温游泳池中的过程，可视为等温过程，由题意知压强变大，根据玻意耳定律p1V1＝p2V2，可知体积变小，故分子平均间距变小，B选项正确；内能不变ΔU＝0，体积变小，W>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q<0，即向外放热，故C选项正确、D选项错误．2．(多选)解析：选ABD.温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，A正确．热力学第二定律可以表示为：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其他变化，B正确．通过做功的手段可以使热量从低温物体传向高温物体，C错误．当分子力表现为引力时，增大分子间的距离，需要克服分子间的引力做功，所以分子势能增大，D正确．分子间的作用力随分子间的距离增大先增大后减小，因此分子力可能增大，也可能减小，E错误．3．(多选)解析：选ABE.1 g100 ℃的水的势能小于1 g 100 ℃的水蒸气的势能，温度相同，二者的分子平均动能相同，故A正确．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关，B正确．热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散符合热力学第二定律，C错误．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律，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，D错误．某种液体的饱和蒸汽压与温度有关，E正确．4．(多选)解析：选BCE.气体总是充满容器，说明气体分子在做无规则热运动，而气体分子之间既存在引力也存在斥力，A错误．由于理想气体的内能只与温度有关，所以对于一定质量的理想气体，温度升高，气体内能一定增大，B正确．温度越高布朗运动越剧烈，说明水中悬浮的微粒的运动与温度有关，而悬浮微粒的运动是由水分子运动对微粒的碰撞造成的，即水分子的运动与温度有关，C正确．物体内能增加，例如冰吸热熔化，内能增加，但是温度不变，D错误．热量可以从低温物体传到高温物体，例如电冰箱中热量从低温物体传到高温物体，E正确．5．(多选)解析：选ACE.A气体经历等容变化，W＝0，而吸收热量，由ΔU＝W＋Q知，内能增加，A正确；B气体经历等压变化，W＜0，由VT＝C可知，T增大，则B气体吸收热量，内能增加，B错误；A、B气体温度都升高，则气体分子的平均动能都增大，但并不是每个分子的动能都增大，故C正确，D错误；由于气体B压强不变而温度升高，即分子每次碰撞器壁的冲量增加，则分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少，E正确．6．(多选)解析：选ACE.由状态A到状态B，温度升高，内能增大，A正确，B错误；由理想气体状态方程可知，由状态A到状态B，压强减小，C正确、D错误；气体内能增加，从外界吸收热量，压强减小，对外做功，E正确．7．解析：(1)由p－V图象可以看出，从A到B是等压变化．(2)从B到C状态，气体体积不变，压强减小，则pVT等于定值可知，气体温度降低．(3)从C到D状态，气体压强不变，体积减小，由pVT等于定值可知，气体温度降低，内能减少，ΔU＜0；由于气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q＜0，放热．(4)从A→B，气体体积增大，气体对外界做功W1＝p2(V3－V1)；从B→C，气体体积不变，W2＝0；从C→D，气体体积减小，外界对气体做功或气体对外界做负功，即W3＝－p1(V3－V2)；故从A→B→C→D的变化过程中，气体对外界做总功W ＝W 1＋W 2＋W 3＝p 2(V 3－V 1)－p 1(V 3－V 2)．答案：(1)等压 (2)降低 (3)放热 (4)p 2(V 3－V 1)－p 1(V 3－V 2)8．解析：(1)设恒温槽的温度为T 2，由题意知T 1＝273 K ，A 内气体发生等容变化，根据查理定律得p 1T 1＝p 2T 2①p 1＝p 0＋p h 1②p 2＝p 0＋p h 2③联立①②③式，代入数据得T 2＝364 K(或91 ℃)(2)温度升高，A 内气体内能增大，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，W ＝0，ΔU ＞0，即吸热．答案：(1)364 K(或91 ℃) (2)增大吸热9．解析：(1)由题意知气体体积不变，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1得p 1＝T 1T 0p 0＝350300p 0＝76p 0 (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V 2，由玻意耳定律可得p 1V 0＝p 0V 2则V 2＝p 1V 0p 0＝76V 0 所以，集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为ρV 0ρ·76V 0＝67因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体的体积膨胀对外做功．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，气体一定从外界吸收热量．答案：(1)76p 0 (2)67 吸热，原因见解析10．解析：(1)被封闭气体的初状态为p 1＝p 0＝1.0×105 PaV 1＝LS ＝42 cm 3，T 1＝280 K末状态压强p 2＝p 0＋mg S ＝1.05×105 PaV 2＝L 2S ，T 2＝T 1＝280 K根据玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2，即p 1L ＝p 2L 2得L 2＝p 1p 2L ＝20 cm. (2)对气体加热后，气体的压强不变，p 3＝p 2，V 3＝L 3S ，T 3＝350 K根据盖－吕萨克定律，有V 2T 2＝V 3T 3，即L 2T 2＝L 3T 3得L 3＝T 3T 2L 2＝25 cm. (3)气体对外做的功W ＝p 2Sh ＝p 2S (L 3－L 2)＝1.05 J根据热力学第一定律得ΔU ＝W ＋Q ＝－1.05 J ＋10 J ＝8.95 J 答案：(1)20 cm (2)25 cm (3)8.95 J。

[必刷题]2024八年级物理下册热力学定律专项专题训练(含答案)

[必刷题]2024八年级物理下册热力学定律专项专题训练（含答案）试题部分一、选择题（每题只有一个正确答案）1. 关于热力学第一定律，下列说法正确的是：A. 它表明能量可以从一个物体转移到另一个物体，但总能量不会增加B. 它说明内能的大小与物体的温度、体积和物质的量都无关C. 它指出，在热传递过程中，高温物体放出热量，内能一定减少D. 它表明，在绝热过程中，外界对系统做功，系统的内能不变2. 下列现象中，属于热膨胀的是：A. 水在0℃以下结冰B. 铁块在潮湿空气中生锈C. 橡皮筋被拉伸D. 铜导线受热后长度变长3. 关于热力学第二定律，下列说法错误的是：A. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体B. 在自然界中，一切自发进行的过程都是不可逆的C. 热机的效率可以达到100%D. 任何热机的效率都不可能大于卡诺热机的效率4. 下列哪个过程是等温过程？A. 气体在恒定压强下膨胀B. 气体在恒定体积下加热C. 气体在绝热条件下压缩D. 气体在恒定温度下膨胀5. 在热力学中，下列哪个物理量是状态量？A. 功B. 热量C. 内能D. 温度变化6. 关于比热容，下列说法正确的是：A. 比热容是物质吸收或放出热量的能力B. 比热容与物质的温度无关C. 比热容的单位是J/(kg·K)D. 水的比热容大于大多数液体7. 下列哪种现象是热传递的结果？A. 摩擦生热B. 水蒸气凝结成水C. 冰块融化成水D. 铁块在火炉中加热后变红8. 在一定条件下，下列哪种物质最适合做制冷剂？A. 水银B. 酒精C. 液态氮D. 干冰9. 关于热力学第三定律，下列说法正确的是：A. 绝对零度是可以达到的B. 在绝对零度时，所有物质的熵都为零C. 在绝对零度时，分子的热运动完全停止D. 绝对零度是热力学温标的起点10. 下列哪种热机效率最高？A. 蒸汽机B. 内燃机C. 燃气轮机D. 卡诺热机二、判断题（对的写“√”，错的写“×”）1. 热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现。

2022物理三十八热力学定律与能量守恒含解析

热力学定律与能量守恒（建议用时40分钟)1．(2020·全国Ⅱ卷)下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有______，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有_________。

(填正确答案标号）A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【解析】汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热，不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律,A项不符合；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低,需要对外做功或对外放出热量，而保温杯隔断了传热过程，水也没有对外做功，所以该过程违背热力学第一定律；某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响,该过程不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律；冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，要消耗电能，引起了其他变化，该过程不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律,D项不符合。

答案：B C2．（多选）(2020·青岛模拟)根据热力学定律，下列说法正确的是（）A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成B．效率为100%的热机是不可能制成的C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递D．从单一热源吸收热量,使之完全变成功是提高机械效率的常用手段【解析】选B、C。

第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律,故A错误；效率为100％的热机是不可能制成的,故B正确;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，故C正确;从单一热源吸收热量，使之完全变成功是不可能实现的，故D错误。

【加固训练】（多选）下列说法中正确的是()A。

热量可以从低温物体传递到高温物体B.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机C。

高考物理一轮复习课时规范练41 热力学定律与能量守恒定律(含答案)

课时规范练41热力学定律与能量守恒定律基础对点练1.(多选)(热力学定律的理解)关于热力学定律,下列说法正确的是()A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律2.(热力学第一定律与气体状态方程的综合)如图所示,导热良好的圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上,用活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞上堆放着铁砂,系统处于静止状态。

现缓慢取走铁砂,忽略活塞与汽缸之间的摩擦,外界环境温度不变,则在此过程中缸内气体()A.对外做功,其内能减少B.温度不变,与外界无热量交换C.分子碰撞缸壁时的平均作用力减小D.分子单位时间内对活塞的碰撞次数减少3.(多选)(热力学定律与图像)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其V-T图像如图所示,p a、p b、p c分别表示a、b、c的压强,下列判断正确的是()A.状态a、b、c的压强满足p c=p b=3p aB.过程a到b中气体内能增大C.过程b到c中气体吸收热量D.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功4.(热力学定律与图像)右图为一定质量的理想气体状态的两段变化过程,一个从c到b,另一个是从a到b,其中c与a的温度相同,比较两段变化过程,则()A.c到b过程气体放出热量较多B.a到b过程气体放出热量较多C.c到b过程内能减少较多D.a到b过程内能减少较多5.(多选)(热力学定律与图像综合)如图,一定量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环,A、B、C、D分别位于矩形的四个顶点上。

下列说法正确的是()T0A.状态C的温度为32B.A→B过程,分子的平均动能减少C.D→A过程,气体压强增大、内能减小D.经历A→B→C→D→A一个循环,气体吸收的热量大于释放的热量6.(热力学第二定律)(2022山东枣庄期末)“天宫”空间站是“天和核心舱”“问天实验舱”和“梦天实验舱”的三舱组合体,三舱皆有“气闸舱”;航天员出站时,要途经“气闸舱”“减压”后才能出站;从太空返回空间站时要途经“气闸舱”“升压”后才能进站。

高中物理-热力学第一定律能量守恒定律练习

高中物理-热力学第一定律能量守恒定律练习A级抓基础1．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将( )A．降低B．升高C．不变D．无法确定解析：取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，外界消耗电能，对系统做功，系统总内能增加．答案：B2.如图所示是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )A．温度升高，内能增加600 JB．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 JD．温度降低，内能减少200 J解析：对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800 J ＋(－200 J)＝600 J，ΔU为正表示内能增加了600 J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．答案：A3．在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是( )A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负解析：外界对物体做功时W为正，反之为负；吸热时Q为正，反之为负；内能增加时ΔU为正，反之为负．故C正确．答案：C4．(多选)一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是( )A．如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少B．如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少C．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变D．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变解析：体积膨胀，则气体的压力一定对外做功．W<0，吸收热量Q>0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由W＋Q＝ΔU可知A、C正确．答案：AC5．对于一个大气压下100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是( )A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热解析：水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，由此判断可知A对．答案：A6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态 B.此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量．解析：等压变化，V AT A＝V BT B，对外做的功W＝p(V B－V A)．根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝5.0×102 J.答案：5.0×102 JB级提能力7.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定( )A．从外界吸热B．内能增大C．向外界放热D．内能减小解析：本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对．正确选项为 C.答案：C8．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．内能减小，吸收热量B．内能减小，外界对其做功C．内能增大，放出热量D．内能增大，对外界做功解析：因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小．空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热．故A、C、D错误，B正确．答案：B9．(多选)如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)．初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是( )A ．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能B ．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小C ．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气D ．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小解析：温度是分子平均动能的标志，A 错；松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，由于隔板导热，最终温度相同，系统与外界无热交换，最终温度等于初始温度，B 错，C 、D 正确．答案：CD10.如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S ，活塞的下面吊着一个重为G 的物体，大气压强恒为p 0.起初环境的热力学温度为T 0时，活塞到汽缸底面的距离为L .当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L ，汽缸中的气体吸收的热量为Q .求：(1）汽缸内部气体内能的增量ΔU ；(2）最终的环境温度T .解析：(1）密封气体的压强p ＝p 0－GS 密封气体对外做功W ＝pS ×0.1L 由热力学第一定律ΔU ＝Q －W 得ΔU ＝Q －0.1p 0SL ＋0.1LG(2）该过程是等压变化，由盖—吕萨克定律有LS T 0＝（L ＋0.1L ）S T，解得T ＝1.1T 0答案：(1）Q－0.1p0SL＋0.1LG(2）1.1T011.在1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变为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）气体吸收的热量Q；(3）气体增加的内能ΔU.解析：取1 g水为研究系统，1 g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU<Q吸.(1）气体在等压(大气压）下膨胀做功为：W＝p(V2－V1）＝1.013×105×(1 676－1.043）×10－6 J＝169.7 J.(2）气体吸热为：Q＝mL＝1×2 263.8 J＝2 263.8 J.(3）根据热力学第一定律，得ΔU＝Q＋W＝2 263.8 J＋(－169.7）J＝2 094.1 J.答案：(1）169.7 J (2）2 263.8 J(3）2 094.1 J。

高二【热力学定律与能量守恒定律】练习题(带解析)

高二【热力学定律与能量守恒定律】练习题一、选择题(以下每小题均为多项选择题)1．下列关于热力学第二定律的说法中正确的是( )A．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的C．机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能D．气体向真空的自由膨胀是可逆的E．热运动的宏观过程有一定的方向性解析符合能量守恒定律，但违背热力学第二定律的宏观过程不能发生，选项A错误；一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，选项B正确；机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能，选项C正确；气体向真空的自由膨胀是不可逆的，选项D错误；热运动的宏观过程有一定的方向性，选项E正确。

答案BCE2．下列对热学相关知识的判断中正确的是( )A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程E．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源解析气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界中的能量在数量上是守恒的，但能量在转化过程中，品质逐渐降低，可利用的能量在逐渐减少，故要节约能源，E正确。

答案CDE3．关于物体的内能，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，同时对外做功，内能一定减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功E．质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大解析物体吸收热量，若同时对外做功，其内能可能减少，选项A错误；根据热力学第一定律，物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少，选项B 正确；物体体积改变，例如理想气体体积改变，只要温度不变，其内能不变，选项C正确；可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他变化，选项D错误；0 ℃的水变成0 ℃的冰需要放出热量，故质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大，选项E正确。

第三讲热力学定律与能量守恒定律(原卷版+解析)

第三讲热力学定律与能量守恒定律➢知识梳理一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功。

(2)热传递。

2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)表达式：ΔU＝Q＋W。

(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2．条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的。

3．第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律。

三、热力学第二定律1．热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述：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。

2．能量耗散：分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它只不过能使地球大气稍稍变暖一点，却再也不能自动聚集起来驱动机器做功了。

3．第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律。

考点一、热力学第一定律1．对热力学第一定律的理解(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析。

(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正。

(气体向真空自发扩散过程中，气体对外界不做功)(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0。

(4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。

2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。

(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。

(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。

2024高考物理一轮复习第十三章热学第3节热力学定律与能量守恒作业与检测含解析鲁科版

第3节热力学定律与能量守恒基础必备1.(多选)景颇族的祖先独创的点火器如图所示,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( BCD )A.气体温度上升,压强不变B.气体温度上升,压强变大C.外界对气体做正功,气体内能增加D.艾绒燃烧,放出热量,气体内能增加解析:压缩气体时,外界对气体做功,内能增加,温度上升,体积变小,压强增大,所以B,C正确,A 错误,气体汲取艾绒放出的热量,内能增加,D正确.2.(2024·吉林长春四模)(多选)夏季,长春市的天气温差比较大,足够气的车胎经过正午阳光的暴晒简单爆胎.若车胎内的气体可视为志向气体,爆胎前车胎内气体体积及质量均不变,爆胎过程时间极短.关于车胎内的气体,下列说法正确的是( ABD )A.爆胎前随着气温的上升,车胎内气体压强增大B.爆胎前随着气温的上升,车胎内气体汲取热量,内能增大C.爆胎前随着气温的上升,车胎内气体分子在单位时间单位面积上碰撞车胎的次数不变D.爆胎过程中,车胎内气体对外做功,内能减小解析:爆胎前气体体积不变,温度上升时,压强增大,A正确;气体温度上升,内能增大,体积不变,没有做功,依据热力学第肯定律ΔU=Q+W可知气体要汲取热量,B正确;气体单位体积内分子数不变,但是温度上升,分子平均速率增大,所以气体分子在单位时间内单位面积上与车胎碰撞的次数增多,C错误;爆胎过程时间极短,气体来不及与外界热交换,其体积膨胀对外做功,依据热力学第肯定律ΔU=Q+W可知,气体内能减小,温度降低,气体分子平均动能减小,故D正确.3.(2024·福建莆田质检改编)关于热力学定律,下列说法中正确的是( B )A.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变B.一个物体的内能增加,必定有其他物体对它做功或向它传递热量C.其次类永动机违反了热力学第肯定律,因而是不行能实现的D.热量可以从低温物体传到高温物体,而不引起其他的变更解析:依据热力学第肯定律可知,物体放出热量,同时对外做功,其内能肯定减小,选项A错误;一个物体的内能增加,必定有其他物体对它做功或向它传递热量,选项B正确;其次类永动机违反了热力学其次定律,因而是不行能实现的,选项C错误;依据热力学其次定律,热量可以从低温物体传到高温物体,但是要引起其他的变更,选项D错误.4.(2024·内蒙古包头模拟)已知志向气体的内能与温度成正比,如图所示的实线为气缸内肯定质量的志向气体由状态1到状态2的变更曲线,则在整个过程中气缸内气体的内能( B ) A.先增大后减小 B.先减小后增大C.单调变更D.保持不变解析:题图中虚线是等温线,由志向气体状态方程=C知,在p肯定时V∝T,所以气缸内气体由状态1到状态2时温度先降低后上升,即志向气体的内能先减小后增大,选项B正确.5.关于两类永动机和热力学的两个定律,下列说法正确的是( D )A.其次类永动机不行能制成是因为违反了热力学第肯定律B.第一类永动机不行能制成是因为违反了热力学其次定律C.由热力学第肯定律可知做功不肯定变更内能,热传递也不肯定变更内能,但同时做功和热传递肯定会变更内能D.由热力学其次定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的,从单一热源汲取热量,完全变胜利也是可能的解析:第一类永动机违反能量守恒定律,其次类永动机违反热力学其次定律,A,B错误;由热力学第肯定律可知,当W≠0,Q≠0时,ΔU=W+Q可以等于0,C错误;由热力学其次定律可知D中现象是可能的,但会引起其他变更,D正确.6.(2024·吉林长春模拟)(多选)如图所示,绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,K 与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b.气体分子之间相互作用势能可忽视.现通过电热丝对气体a加热一段时间后,a,b各自达到新的平衡( BC )A.a的体积增大了,压强变小了B.b的温度上升了C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更猛烈D.a增加的内能小于b增加的内能解析:a气体汲取热量,体积增大,使隔板K压缩b气体,由热力学第肯定律可知,b气体内能增加,即温度上升,选项B正确;对a,b两部分气体来说,加热前p,V,T皆相等,加热后,p a=p b,V a>V b,由=C可知压强增大,T a>T b,选项C正确,A,D错误.7.(2024·山西太原三模)(多选)如图所示,在斯特林循环的p V图象中,肯定质量的志向气体从状态a依次经过状态b,c和d后再回到状态a,整个过程由两个等温柔两个等容过程组成.下列说法正确的是( ABC )A.从a到b,气体的温度始终上升B.从c到d,气体对外放热C.从d到a,单位体积中的气体分子数目增多D.从b到c气体汲取的热量与从d到a气体放出的热量相同解析:从a到b,体积不变,压强增大,温度始终上升,A正确;从c到d,体积不变,压强减小,温度降低,内能减小,气体对外放热,B正确;从d到a,温度不变,压强增大,体积减小,单位体积中的气体分子数目增多,C正确;从b到c,气体汲取的热量等于气体对外做的功,从d到a,气体放出的热量等于外界对气体做的功,两个过程体积变更相同,但压强不同,做的功不同,所以从b到c 气体汲取的热量与从d到a气体放出的热量不同,D错误.8.下列说法正确的是( C )A.空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传递给高温物体B.气体分子热运动的平均动能削减,气体的压强肯定减小C.温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均速率不相同D.单位体积内气体分子数增加,气体的压强肯定增大解析:空调制冷须要消耗电能,所以热量不能自发地由低温物体传递给高温物体,A错误;气体分子热运动的平均动能削减,即气体温度降低,依据公式=C,压强不肯定减小,选项B错误;温度是平均动能的标记,所以温度相同的氢气和氧气分子的平均动能相同,即E k=mv2相同,但由于氢气、氧气的分子质量不同,所以平均速率不同,选项C正确;单位体积内气体分子数增加,但分子运动的平均速率有可能减小,气体压强不肯定增加,选项D错误.9.(2024·辽宁丹东模拟)(多选)对于肯定质量的志向气体,下列说法正确的是( BC )A.保持气体的压强不变,变更其温度,可以实现其内能不变B.若气体的温度渐渐上升,则其压强可以保持不变C.气体温度每上升1 K所汲取的热量与气体经验的过程有关D.当气体体积渐渐增大时,气体的内能肯定减小解析:因为肯定质量的志向气体的内能仅取决于温度,所以选项A错误;肯定质量的志向气体可以经验等压膨胀的过程,选项B正确;因为做功和热传递都可以使气体的温度上升,选项C正确;气体体积增大的过程中,温度可能不变,可能上升,也可能降低,选项D错误.实力培育10.(2024·河北唐山模拟)(多选)如图所示,肯定质量的志向气体从状态a动身,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,最终经过等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是( ABD )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中气体从外界汲取热量解析:在过程ab中,体积不变,气体对外界不做功,压强增大,温度上升,内能增加,故选项A正确,C错误;在过程ca中,气体的体积缩小,外界对气体做功,压强不变,温度降低,内能变小,气体向外界放出热量,故选项B正确;在过程bc中,温度不变,内能不变,体积增大,气体对外界做功,由热力学第肯定律可知,气体要从外界汲取热量,故选项D正确.11.如图所示,用销钉固定的导热活塞把水平放置的导热气缸分隔成容积相同的两部分,分别封闭着A,B两部分志向气体:A部分气体压强为=2.5×105Pa,B部分气体压强为=1.5×105Pa.现拔去销钉,待活塞重新稳定后.(外界温度保持不变,活塞与气缸间摩擦可忽视不计,整个过程无漏气发生)(1)求此时A部分体积与原来体积之比;(2)推断此过程中A部分气体是吸热还是放热,并简述理由.解析:(1)设A,B部分气体原来体积都为V,由玻意耳定律得V=p A(V+ΔV) V=p B(V-ΔV)又p A=p B由以上各式可解得ΔV=V,因此,此时A部分气体体积与原来体积之比为5∶4.(2)A部分气体由于温度不变,所以内能不变;体积膨胀,对外做功,由热力学第肯定律可知,肯定从外界汲取热量.答案:(1)5∶4(2)吸热温度不变,内能不变;体积膨胀,对外做功,由热力学第肯定律可知,肯定从外界汲取热量12.如图所示,肯定质量的志向气体从状态A经状态B到状态C,此过程中气体汲取的热量Q=7.0×102 J.已知在状态A时气体温度为T A=300 K,求:(1)在状态B,C时气体的温度;(2)此过程中气体内能的增量.解析:(1)从状态A到状态B,气体发生等压变更,则=,解得T B=400 K,从状态B到状态C,气体发生等容变更,则=,解得T C=800 K.(2)志向气体从状态A到状态B,对外做的功W=-p A(V B-V A)=-1.0×105×(8.0-6.0)×10-3 J=-2.0×102 J,依据热力学第肯定律有ΔU=Q+W,代入数据得ΔU=5.0×102 J.答案:(1)400 K 800 K(2)5.0×102 J13.若一个空置房间地面面积为15 m2,高3 m,该房间内室温为27 ℃.(已知大气压p0=1×105Pa)(1)则该房间的空气在标准状况下占的体积V为多大?(2)设想该房间的这些空气从27 ℃等压降温到0 ℃,由W=p0ΔV计算外界对这些空气做的功为多少;若同时这些空气放出热量5×105 J,求这些空气的内能变更了多少.解析:(1)该房间的体积V1=15×3 m3=45 m3,T1=(27+273)K=300 K,标准状况下T=273 K,由=,解得V=41 m3.(2)外界对这些空气做功W=p0ΔV=p0(V1-V)=4×105 J,热量Q=-5×105 J,由ΔU=W+Q,故ΔU=4×105 J-5×105 J=-1×105 J, ΔU为负,表示内能削减了1×105 J.答案:(1)41 m3(2)4×105 J 内能削减了1×105 J。

高中物理【热力学定律与能量守恒定律】典型题(带解析)

高中物理【热力学定律与能量守恒定律】典型题1．(多选)下列对热学相关知识的判断中正确的是()A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程解析：选CD．气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，内能一定增大，C正确；一切涉及热现象的宏观过程都是不可逆的，D正确．2．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：选A．机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B 错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273.15 ℃，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D 错误．3．(多选)下列说法中正确的是()A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律C．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变解析：选AB．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动造成的，这不是布朗运动，故A正确；麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少”，故B正确；分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，故C错误；一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误．4．(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()A．气体的内能减少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：选AC．气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q＝0，对外做功，根据热力学第一定律W＋Q＝ΔU，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C正确．5．(多选)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回到初态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解析：选ABD．ab过程中气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A项正确；ab过程发生等容变化，气体对外界不做功，C项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定，bc过程发生等温变化，内能不变，bc过程中气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，D 项正确；ca 过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做功，B 项正确．6．(2019·全国卷Ⅰ)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度．解析：活塞光滑、容器绝热，容器内空气体积增大，对外做功，由ΔU ＝W ＋Q 知，气体内能减少，温度降低．气体的压强与温度和单位体积内的分子数有关，由于容器内空气的温度低于外界温度，但压强相同，则容器中空气的密度大于外界空气的密度．答案：低于大于7.如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L 、底面积为S ，缸内有一个质量为m 的活塞，封闭了一定质量的理想气体．温度为热力学温度T 0时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为L 0.已知重力加速度为g ，大气压强为p 0，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦，求：(1)采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少？(2)从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少？(3)当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为ΔU ，则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少？解析：(1)气体等压变化，由盖－吕萨克定律得：L 0S T 0＝LS T ，解得：T ＝LT 0L 0. (2)对活塞，由平衡条件得：mg ＋pS ＝p 0S ，气体做功：W ＝Fl ＝pSl ＝pS (L －L 0)，解得：W ＝(p 0S －mg )(L －L 0)．(3)由热力学第一定律得：ΔU ＝－W ＋Q ，气体吸收的热量：Q＝ΔU＋(p0S－mg)(L－L0)．答案：(1)LL0T0(2)(p0S－mg)(L－L0)(3)ΔU＋(p0S－mg)(L－L0)8．(多选)一定质量的理想气体被活塞封闭在导热的汽缸中，如图所示．不计活塞与汽缸的摩擦，当用外力向上缓慢拉动活塞的过程中，环境温度保持不变．下列判断正确的是()A．拉力对气体做正功，气体内能增加，吸收热量B．气体对外做功，内能不变，吸收热量C．外界对气体做功，内能不变，放出热量D．气体吸收的热量等于气体对活塞做功解析：选BD．活塞缓慢上移的过程中，气体膨胀对活塞做功，而气体温度保持不变，内能不变，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝0知，Q＞0，即吸收热量，故B、D正确．9．(多选)如图所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是()A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大解析：选AC．A气体经历等容变化，W＝0，而吸收热量，由ΔU＝W＋Q知，内能增加，A正确；B气体经历等压变化，W＜0，由VT＝C可知，T增大，则B气体吸收热量，内能增加，B错误；A、B气体温度都升高，则气体分子的平均动能都增大，但并不是每个分子的动能都增大，故C正确，D错误．10．(多选)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，AB和CD为等温过程，BC为等压过程，DA为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是()A．AB过程中，气体放出热量B．BC过程中，气体分子的平均动能增大C．CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．DA过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化解析：选AB．因为AB为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A正＝C可知，气体温度升高，内确；BC为等压过程，因为体积增大，由理想气体状态方程pVT能增加，故气体分子的平均动能增大，选项B正确；CD为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的＝C可知，温度降分子数减少，选项C错误；DA为等容过程，体积不变，压强变小，由pVT低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，选项D错误．11．(多选)如图所示，绝热容器被绝热隔板K1、卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄气体，且压强p b<p0，c与大气连通，则下列说法中正确的是()A．只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少B．只打开隔板K1，b中气体不做功，内能不变C．只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变D．只打开卡销K2，b中气体对外做功，内能减小解析：选BC．只打开隔板K1，b中气体向a中真空扩散，气体不做功，W＝0，绝热容器导致Q＝0，由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q＝0，内能不变，A错误，B正确；只打开隔板K1时，b中气体内能不变，温度不变，由玻意耳定律pV＝C知b中气体体积增大，压强减小，C正确；只打开卡销K2时，由于p b<p0，活塞将向左移动，b中气体体积减小，外界对b中气体做功，W′>0，但Q′＝0，则ΔU′＝W′＋Q′>0，内能增加，D错误．12．(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，ΔU＝0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 J13.如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体．p0和T0分别为外界大气的压强和温度．已知：气体内能U与温度T的关系为U＝aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：(1)缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；(2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q.解析：(1)在气体由压强p＝1.2p0到p0时，V不变，温度由2.4T0变为T1，由查理定律得：1.2p 02.4T 0＝p 0T 1，解得T 1＝2T 0在气体温度由T 1变为T 0的过程中，体积由V 减小到V 1，气体压强不变，由盖－吕萨克定律得V T 1＝V 1T 0，解得：V 1＝0.5V .(2)活塞下降过程中，活塞对气体做的功为W ＝p 0(V －V 1)在这一过程中，气体内能的减少为ΔU ＝a (T 1－T 0) 由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为 Q ＝W ＋ΔU得：Q ＝12p 0V ＋aT 0. 答案：(1)0.5V (2)12p 0V ＋aT 0。

热力学定律与能量守恒定律测试题及解析

热力学定律与能量守恒定律测试题及解析1．[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抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，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，D项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B项正确，E项错误。

2．[多选]关于能量和能量守恒，下列表述正确的是()A．能量可以从一种形式转化为另一种形式B．能量可以从一个物体转移到另一个物体C．能量是守恒的，所以能源永不枯竭D．满足能量守恒定律的物理过程一定能自发进行E．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律解析：选ABE根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，A、B正确；能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，故依然要节约能源，C错误；自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，D错误；第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，E 正确。

3．[多选]下列说法正确的是()A．空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律C．对于一定质量的理想气体，只要温度升高其内能就一定增大D．用温度计测量温度是根据热平衡的原理E．随着科技的发展，热机的效率定能达到100%解析：选BCD热传递存在方向性是说热量只能自发的从高温物体传向低温物体，空调的制冷过程是热量从温度较高的室内传到温度较低的制冷剂，再通过压缩制冷剂将热量传到室外，而制热过程也是这样进行的，故A错误。

人教版高二物理下册《热力学第一定律、能量守恒定律》练习题及答案

人教版高二物理下册《热力学第一定律、能量守恒定律》练习题及答案
要对知识真正的精通就必须对知识进行活学活用，下面是查字典物理网为大家带来的热力学第一定律能量守恒定律练习题及答案，希望大家通过这个能真正的对知识灵活运用。

例1：下列说法中正确的是：A、物体吸收热量，其内能必增加B、外界对物体做功，物体内能必增加C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少D、物体温度不变，其内能也一定不变答案：C评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递.例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×105J，同时空气的内能增加了1.5 ×105J. 这时空气对外做了多少功?解：根据热力学第一定律1.5 ×105J - 2.0 ×105J = -0.5 ×105J所以此过程中空气对外做了0.5 ×105J的功.查字典物理网为大家推荐热力学第一定律能量守恒定律练习题及答案，大家仔细阅读了吗?更多同步练习，尽在查字典物理网。

第 1 页共 1 页。

高三物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析

高三物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析1.氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压．假设氧焊时，氧气从管口缓慢流出时，瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用不计．则在氧焊过程中瓶内氧气()．A．分子总数减少，内能不变B．密度减小，分子平均动能增大C．吸收热量，对外做功D．单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加【答案】C【解析】由于瓶内外温度始终相等，瓶内外氧气分子平均动能相等，但瓶内氧气分子数逐渐减少，所以瓶内氧气内能减少，选项A、B错误；由于瓶内气体缓慢流出过程中氧气体积增大，氧气对外做功，而作为理想气体，温度不变则内能不变，根据热力学第一定律可知：氧气需要吸收热量，选项C正确；由于瓶内氧气分子数量减少，所以选项D错误．2.以下说法正确的是（）A．晶体都具有确定的熔点，并且都具有确定的几何形状B．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热C．第二类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度【答案】B【解析】试题分析:晶体分为单晶体和多晶体，它们都有确定的熔点，但单晶体具有天然规则的几何外形，如雪花的形状总是六角形的。

并且单晶体在各个不同的方向上具有不同的物理性质，即各向导性；非晶体没有天然规则的几何外形，各个方向的物理性质也相同，即各向同性，选项A错误。

由理想气体状态方程可知，当压强不变而体积增大时，温度升高（），即内能增大，由热力学第一定律可知，即从外界吸热，选项B正确。

第二类永动机是效率为100%的热机，违反了热现象的方向性，选项C错误。

由热力学第三定律可知任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0K，选项D错误。

故选D。

【考点】本题考查了固体的性质、热力学第一定律、理想气体状态方程、热力学第二定律、热力学第三定律。

3.如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v=2.0m/s匀速运行，A端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以Q=50kg/s的流量落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是A．电动机应增加的功率为200WB．电动机应增加的功率为100WC．在一分钟内因煤与传送带摩擦产生的热为6.0×103JD．在一分钟内因煤与传送带摩擦产生的热为1.2×104J【答案】AC【解析】设足够小的时间△t内落到传送带上煤的质量为△m，显然Q=△m/△t；这部分煤由于摩擦力f的作用被传送带加速，由功能关系得：;煤块在摩擦力作用下加速前进，因此有：传送带的位移为：s传=vt；相对位移为：△s=s传-s=s，由此可知煤的位移与煤和传送带的相对位移相同，因此摩擦生热为：Q＝f△s＝；传送带需要增加的能量分为两部分：第一部分为煤获得的动能，第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度．所以传送带△t内增加的能量△E为：△E＝；功率：，由此可知A错误，B正确．由前面的分析可知单位时间内产生的热量为：Q热＝，因此一分钟产生的热量为：Q总＝Q热t＝，故C正确，D错误．【考点】能量守恒定律的综合应用。

人教版物理【选修3-3】《10.3热力学第一定律、能量守恒定律》同步练习及答案

1、请填写下列现象中，能量转换的方式：⑴水轮机带动发电机发电；⑵水沸腾后，水壶盖被顶起；⑶电动机带动机器运转；⑷植物吸收太阳光进行光合作用；⑸煤炭燃烧发热．2.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，未从木块中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是（）A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动量等于木块增加的动量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和3、在热力学第一定律ΔU＝W＋Q中，关于各个物理量的正、负，下列说法中正确的是( )A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时△U为正B．物体对外界做功时W为负，放热时Q为负，内能减少时△U为负C．物体对外界做功时W为正，吸热时Q为正，内能增加时△U为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时△U为负4、一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2＞ T1，则该过程中 ( )A．气体的内能一定是增加的B．气体可能向外界放热C．气体一定从外界吸收热量D．气体对外界做正功5、永动机是不可制成的，这是因为永动机 ( )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．制造永动机的技术不过关D．无法解决机械摩擦问题6、根据能量守恒，下列说法正确的是 ( )A．物体对外界做功2J，并从外界吸收2J的热量，则物体内能增加4JB．外界对物体做功2J，物体从外界吸收2J热量，则物体内能增加4JC．外界对物体做功2J，物体向外界放出2J的热量，则物体内能不变D．物体对外界做功2J，并向外界放出2J的热量，则物体内能减少4J7、汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程中 ( )A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．机械能转化为内能，总能量守恒D．机械能和内能之间没有转化8．对于在一个大气压下1㎏100℃的水变为1㎏100℃的水蒸气的过程中，下列说法中正确的是（）A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热过程B.水的内能不变，对外界做功，向外界吸热C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热9. 如图10-3-5所示，一个半径为R ＝0.3m 的半球状容器，一小铁块由边缘的A 点从静止开始沿内壁下滑，当滑到容器底部B 点时，容器内壁所受压力为小铁块自重的1.25倍，在它下滑的过程中内能增量的80%被铁块吸收，那么铁块温度升高多少摄氏度？铁的比热是462J/(㎏·℃) g 取10m/s 2．10．如图10－3－6所示，一颗质量为m=10g 的子弹以水平速度v 0=200m/s 击穿一个静止的沙袋后，速度减小为v=100m/s ，沙袋被击穿后，上升的最大高度为h=0.2m．取g ＝10m/s 2．求：(1)沙袋的质量；(2)这一过程中系统的内能增加了多少？图10－3－6参考答案:。

【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习35 热力学定律和能量守恒(含答案解析)

2020版高考物理全程复习课后练习35热力学定律和能量守恒1.如图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动．设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小2.如图是某喷水壶示意图．未喷水时阀门闭合，压下压杆可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄打开阀门，水会自动经导管从喷嘴处喷出．储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则( )A．充气过程中，储气室内气体内能增大B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大C．喷水过程中，储气室内气体放热D．喷水过程中，储气室内气体压强增大3.如图所示，一定质量的理想气体，经过图线A→B→C→A的状态变化过程，AB的延长线过O点，CA与纵轴平行．由图线可知( )A．A→B过程压强不变，气体对外做功B．B→C过程压强增大，外界对气体做功C．C→A过程压强不变，气体对外做功D．C→A过程压强减小，外界对气体做功4.一定质量的页岩气(可看成理想气体)状态发生了一次循环变化，其压强p随热力学温度T变化的关系如图所示，O、a、b在同一直线上，bc与横轴平行．则( )A．a到b过程，气体的体积减小B．a到b过程，气体的体积增大C．b到c过程，气体从外界吸收热量D．b到c过程，气体向外界放出热量5.如图所示为常见的家用保温瓶，头一天用软木塞密封了半瓶开水，过了一夜后软木塞很难取出，则( )A．瓶里所有气体分子的动能都变小了B．外界对瓶内气体没有做功，瓶内气体的内能不变C．瓶内气体温度降低，气体内能减小D．瓶内气体温度降低，压强增大6.下列说法不正确的是( )A．对物体做功可以使物体的温度升高B．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关C．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的D．对于一定量的理想气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加E．若理想气体的温度很低，则所有分子的运动速率都非常小7. (多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( )A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．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E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功8.下列说法正确的是( )A．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子B．温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关D．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大E．热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小9.一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图象如图所示．已知气体处于状态A时的温度为300 K，则下列判断正确的是( )A．气体处于状态B时的温度是900 KB．气体处于状态C时的温度是300 KC．从状态A变化到状态C过程气体内能一直增大D．从状态A变化到状态B过程气体放热E．从状态B变化到状态C过程气体放热10.关于内能，下列说法中不正确的是( )A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能B．一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化C．若外界对系统做的功为W，则系统的内能增加WD．若系统从外界吸收的热量为Q，则系统的内能增加QE．做功和热传递在改变物体内能方面是等效的11. (多选)关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述错误的是( )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转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．能量守恒定律已包含了热力学第一定律和热力学第二定律E．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的12. (多选)如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( )A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少13.如图甲所示，用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现使气缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化，气缸内的气体从状态A变化到状态B.若该过程中气体内能发生了变化，气体柱高度增加了ΔL.外界大气压强为p0.(1)(多选)下列说法中正确的是________．A．该过程中气缸内气体的压强始终为p0B．该过程中气体的内能不断增大C．该过程中气体不断从外界吸收热量D．气体在该过程中吸收的热量大于它对外界做的功E．A和B两个状态，气缸内壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同(2)气缸内气体的温度为T1时，气体柱的高度为L=________(用图中和题目中给出的字母表示)．(3)若气体从状态A变化到状态B的过程中从外界吸收的热量为Q，则被封闭气体的内能变化了多少？14.如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d，然后再次平衡，求：(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？答案解析1.答案为：A；解析：由于筒内气体不与外界发生热交换，外界对气体做功改变气体的内能，在M向下滑动的过程中，外界压缩气体对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能增大．选项A正确．2.答案为：A；解析：充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，气体内能增大，A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，压强减小，C、D错误．3.答案为：B；解析：由图可知，A→B过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，选项A错误；如图所示，作过C的等容线，则体积相等的情况下，C状态的温度高，所以C状态的压强一定比A、B状态的压强大，由图可知B→C体积减小，外界对气体做功，选项B正确；由选项B知C状态的压强一定比A状态的压强大，所以C→A过程压强减小；由图可知气体的体积增大，温度不变，气体对外界做功，选项C、D错误．7.答案为：ADE；解析：第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，A正确；能量耗散过程中能量仍是守恒的，B错误；电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，C错误；能量耗散具有方向性，D正确；物体在引起其他变化时可以从单一热源吸收热量并全部用于做功，E正确．8.答案为：CDE；解析：将速率很大的分子取走后，气体的温度会降低，但气体中依旧会有其他的分子速率大于v，选项A错误；温度高的物体的分子平均动能大，但内能还与物体的质量等因素有关，所以不一定大，选项B错误；气体压强跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关，平均动能和密集程度越大，气体压强越大，选项C正确；分子势能随分子间距离的增大可能先减小后增大，选项D正确；热力学第二定律指出，在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小，选项E正确．10.答案为：BCD；解析：在分子动理论中，我们把物体内所有分子的动能与分子势能的总和定义为物体的内能，A正确；内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有什么关系，如物体的速度增加了，机械能可能增加，但如果物体的温度不变，物体的内能就不变，故B错误；只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增加量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收(或放出)的热量才等于系统内能的增加量(或减少量)，故C、D错误；做功和热传递在改变物体内能方面是等效的，我们可以用做功的方式使一个物体的内能增大，温度升高，也可以使用热传递的方式使它升高到相同的温度，E正确．11.答案为：ACD；解析：热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式的能发生转化的方向性，二者并不矛盾，故A、C、D错误，B正确；热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的，各自描述了热现象中不同方面的规律，E正确．12.答案为：ACE；解析：气体A进行等容变化，则W=0，根据ΔU=W＋Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，选项A、C正确，D错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加，又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；气体B的压强不变，但是体积增大，平均动能增大，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确．13.解：(1)根据题图乙可知气体在该过程中发生的是等压变化，该过程中气缸内气体的压强始终为p 0＋，选项A 错误；mg S由图乙可知气体温度升高，内能增大，气体体积膨胀对外做功，根据热力学第一定律可知，气体必定从外界吸收热量，且气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功，选项B 、C 、D 正确；A 和B 两个状态，气体温度不相同，气体分子运动的平均速率不相等，单个分子对气缸内壁的平均撞击力也不相等，根据等压变化，可判断气缸内壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数不同，选项E 错误．(2)由盖—吕萨克定律得=，即=，解得L=.V1T1V2T2LS T1（L ＋ΔL ）S T2T1·ΔL T2－T1(3)对活塞和砝码整体，由力的平衡条件得mg ＋p 0S=pS ，解得p=p 0＋，mg S气体从状态A 变化到状态B 的过程中对外做的功为W=pS ΔL=(p 0S ＋mg)ΔL ，由热力学第一定律得ΔU=Q －W=Q －(p 0S ＋mg)ΔL.14.解：(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖—吕萨克定律有=，得外界温度T=T 0=T 0=T 0.V V0T T0V V0（h0＋d ）S h0S h0＋d h0(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W=－(mg ＋p 0S)d ，根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能ΔE=Q ＋W=Q －(mg ＋p 0S)d.。

人教版高中物理选修3-3 10.3热力学第一定律能量守恒定律同步练习习题(含答案解析)

人教版高中物理选修3-3 10.3热力学第一定律能量守恒定律同步练习习题（含答案解析）1、请填写下列现象中，能量转换的方式：⑴水轮机带动发电机发电；⑵水沸腾后，水壶盖被顶起；⑶电动机带动机器运转；⑷植物吸收太阳光进行光合作用；⑸煤炭燃烧发热．2.一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，未从木块中穿出．对于这一过程，下列说法中正确的是（）A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的动量等于木块增加的动量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块的内能增量之和3、在热力学第一定律ΔU＝W＋Q中，关于各个物理量的正、负，下列说法中正确的是( )A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时△U为正B．物体对外界做功时W为负，放热时Q为负，内能减少时△U为负C．物体对外界做功时W为正，吸热时Q为正，内能增加时△U为正D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时△U为负4、一定质量的理想气体由状态Ⅰ(p1，V1，T1)被压缩至状态Ⅱ(p2，V2，T2)，已知T2＞T1，则该过程中( )A．气体的内能一定是增加的B．气体可能向外界放热C．气体一定从外界吸收热量D．气体对外界做正功5、永动机是不可制成的，这是因为永动机( )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．制造永动机的技术不过关D．无法解决机械摩擦问题6、根据能量守恒，下列说法正确的是( )A．物体对外界做功2J，并从外界吸收2J的热量，则物体内能增加4JB．外界对物体做功2J，物体从外界吸收2J热量，则物体内能增加4JC．外界对物体做功2J，物体向外界放出2J的热量，则物体内能不变D．物体对外界做功2J，并向外界放出2J的热量，则物体内能减少4J7、汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程中( )A．汽车的机械能守恒B．汽车的动能和势能相互转化C．机械能转化为内能，总能量守恒D．机械能和内能之间没有转化8．对于在一个大气压下1㎏100℃的水变为1㎏100℃的水蒸气的过程中，下列说法中正确的是（）A.水的内能增加，对外界做功，一定是吸热过程B.水的内能不变，对外界做功，向外界吸热C.水的内能减少，对外界不做功，向外界放热D.水的内能增加，对外界做功，向外界放热9. 如图10-3-5所示，一个半径为R ＝0.3m 的半球状容器，一小铁块由边缘的A 点从静止开始沿内壁下滑，当滑到容器底部B 点时，容器内壁所受压力为小铁块自重的1.25倍，在它下滑的过程中内能增量的80%被铁块吸收，那么铁块温度升高多少摄氏度？铁的比热是462J/(㎏·℃) g 取10m/s 2．10．如图10－3－6所示，一颗质量为m=10g 的子弹以水平速度v 0=200m/s 击穿一个静止的沙袋后，速度减小为v =100m/s，沙袋被击穿后，上升的最大高度为h=0.2m ．取g ＝10m/s 2．求：(1)沙袋的质量；(2)这一过程中系统的内能增加了多少？图10－3－6参考答案:1．⑴机械能转换为电能；⑵内能转换为机械能；⑶电能转换为机械能；⑷光能转换为化学能；⑸化学能转换为内能．2．BD 3．B 4．AB5．B 6．BCD7．C 8．A 9．4.5×10-3℃10．(1)0.5㎏(2)149J。

高二物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析

高二物理热力学定律与能量守恒试题答案及解析1.某一密闭容器中密封着一定质量的某种实际气体，气体分子间的相互作用力表现为引力．关于实际气体的下列说法中正确的是A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B．若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大C．若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加D．若气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，则气体分子的动能一定不变【答案】B【解析】在完全失重的情况下，密闭容器内的气体仍然有压强，气体对器壁的顶部有作用力，所以A错误；体积膨胀，分子间距离增大，分子力做负功，气体的分子势能增加，B正确；外界对气体做功，但气体有可能向外界放热，所以内能的变化情况不能确定，C错误；气体从外界吸收的热量等于膨胀对外界做的功，所以内能不变，但分子势能增大了，所以分子动能一定减小，即D错误，故选B【考点】考查热力学第二定律点评：本题难度较小，改变气体内能有两种形式：做功和热传递2.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p＝1.0×105 Pa，线段AB与V轴平行．（1）B时的压强．（2）状态A变化到状态B过程中，对外界做的功为10 J，求该过程中气体吸收的热量．【答案】（1）PB=5.0×104 Pa（2）10J【解析】（1）（3分） PB=5.0×104 Pa （ 2分）（2）（ 2分）【考点】考查热力学第二定律点评：本题难度较小，注意观察图像中的不变量，改变内能有两种形式：做功和热传递3.关于热力学定律和气体，下列说法正确的是（）A．功转变为热的自然宏观过程是不可逆过程B．不可能使热量从低温物体传向高温物体C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D．一定质量的气体体积增大时，其内能一定较少【答案】AC【解析】功转变为热的自然宏观过程是不可逆过程，所以A说法是正确的。

不可能使热量从低温物体传向高温物体，错误，例如空调、冰箱就可以，B错。

巩固练习热力学定律及能量守恒(基础)

【巩固练习】一、选择题1、（2016 广东卷）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. 能量的转化和转移的过程D. 能量的转化传递并且逐渐消失的过程2、图为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。

关于这个实验，下列说法正确的是（）A．这个装置可测定热功当量B．做功增加了水的热量C．做功增加了水的内能D．功和热量是完全等价的，无区别3、一定质量的空气，从外界吸收了2000J的热量，同时在2个大气压的恒定压强下，体积由10L增大到14L，空气的内能增加了（）A．880J B．1192J C．2000J D．2080J4、一定质量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比（）A.气体内能一定增加B.气体内能一定减小C.气体内能一定不变D.气体内能是增是减不能确定5、（2016 全国Ⅰ卷）关于热力学定律，下列说法正确的是（）A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡6、(2015 河南焦作一模)如图是密闭的汽缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的()A. 温度升高，内能增加600JB. 温度升高，内能减少200JC. 温度降低，内能增加600JD. 温度降低，内能减少200J7、如图所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。

在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中（）A．气体的压强相等B．气体分子的平均动能相等C．气体的内能相等D．气体分子的平均速率相等8、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—W1 B．Q1=Q2C．W1=W2 D．Q1>Q29、下列关于热现象的说法，正确的是（）A. 外界对物体做功，物体的内能一定增加B. 气体的温度升高，气体的压强一定增大C. 任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体D. 任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能10、气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化可能是（）A、减少了20JB、增大了20JC、减少了220JD、增大了220J二、填空题1、某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强p 0＝1atm 、温度t 0＝27℃的环境中自然冷却．该气缸内壁光滑，容积V ＝1m 3，开口端有一厚度可忽略的活塞．开始时，气缸内密封有温度t ＝447℃、压强p ＝1.2 atm 的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t 1；(2)最终气缸内气体的体积V 1；(3)在整个过程中，气缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量．2、空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J ，同时气体的内能增加了1.5×l05J 。

热力学定律与能量守恒过关练习题(附答案)