【精准解析】人教版物理选修3-3课后作业：第十章 热力学定律 综合评估

《热力学定律》综合评估

限时：90分钟总分：100分

一、选择题(1－7为单选题，每小题5分；8－10为多选题，每小题6分，共53分)

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汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，则在此过程中(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：由于汽缸为导热的，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．

2.如右图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形状记忆合金制成的叶片．轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动．离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动．下列说法正确的是(D)

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

解析：形状记忆合金进入水后受热形状发生改变而搅动热水，由能量守恒知能量来源于热水，故A、B、C错；由能量守恒知，叶片吸收的能量一部分转化成叶片的动能，一部分释放于空气中，故D 对．

3．热力学定律表明自然界中进行的热现象的宏观过程(D)

A．有的只遵守热力学第一定律

B．有的只遵守热力学第二定律

C．有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律

D．所有的都遵守热力学第一、第二定律

解析：热力学第一、第二定律是热力学的基本定律对所有涉及热现象的宏观过程都成立．故选项D正确，A、B、C错误．4．下列说法中正确的是(C)

A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体

B．功、热、内能是一样的

C．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化

D．凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现

解析：热量也能从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，

选项A错误；功、热、内能三者只是单位相同，但是实质上有本质的不同，选项B错误；根据热力学第二定律可知，选项C正确；凡是不违反能量守恒定律的过程不一定能实现，例如第二类永动机，选项D错误；故选C.

5.大约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”．如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道，维尔金斯认为：如果在斜坡底端放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁球就会向上运动，当小球运动到小孔P处时，它就要掉下，再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P处又掉下．在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，竟在德国取得了专利权．关于维尔金斯“永动机”，正确的认识应该是(D)

A．符合理论规律，一定可以实现，只是实现时间早晚的问题

B．如果忽略斜面的摩擦，维尔金斯“永动机”一定可以实现

C．如果忽略斜面的摩擦，铁球质量较小，磁铁磁性又较强，则维尔金斯“永动机”可以实现

D．违背能量转化和守恒定律，不可能实现

解析：磁铁吸引小球上升，要消耗磁铁的磁场能，时间长了磁铁的磁性就会逐步减弱，直至不能把小球吸引上去，该思想违背了能量转化和守恒定律，不可能实现．

6．下列说法正确的是(D)

A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增

大而增大

B．能量转化和守恒定律是普遍规律，但是能量耗散违反能量守恒定律

C．温度高的物体分子平均动能一定大，内能也一定大

D．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

解析：当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；能量耗散不违反能量守恒，故B错误；内能是所有分子动能与势能之和，与温度和体积都有关．温度高的物体分子平均动能一定大，内能不一定大，故C错误；在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵一定是增大的，故D正确．7．一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105Pa的状况下，体积从20L膨胀到30L，这一过程中气体从外界吸热4×103J，则气体内能的变化为(C)

A．增加了5×103J B．减少了5×103J

C．增加了3×103J D．减少了3×103J

解析：气体等压膨胀过程对外做功W＝pΔV＝1.0×105Pa×(30－20)×10－3m3＝1.0×103J．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＝－1.0×103J＋4.0×103J＝3.0×103J，即气体内能增加3×103J．故正确答案为C.

8．奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成．当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是(AC)

A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功

B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少

C．燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程

D．燃气燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用

解析：燃气由液态变为气态的过程中体积膨胀，对外做功，故A 选项正确；燃气在膨胀过程中克服分子间引力做功，分子势能增大，故B选项错误；由熵增加原理可知C选项正确；由能量耗散可知D 选项错误．

9.一定质量的理想气体自状态A经状态C变化到状态B.这一过程在V－T图上表示如图所示，则(AC)

A．在过程AC中，外界对气体做功，内能不变

B．在过程CB中，外界对气体做功，内能增加

C．在过程AC中，气体压强不断变大

D．在过程CB中，气体压强不断变小

解析：从图可看出AC过程是等温压缩，CB过程是等容升温．据气态方程可判断出：AC过程气体体积变小，外界对气体做功，气体内能不变，气体压强不断变大；CB过程气体体积不变，内能增加，显然气体从外界吸热，气体压强不断增大．

10．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法正确的是(BD)

A．可以利用高科技手段，将流散到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．理想气体状态变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强可能减小

C．布朗运动是液体分子的运动，温度越高布朗运动越剧烈

D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的解析：根据热力学第二定律知机械能可以完全转化为内能，而内