粵教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第三章熱力學(xué)定律課時(shí)練習(xí)題及章末測(cè)驗(yàn)含答案解析

第三章熱力學(xué)定律

1、熱力學(xué)第一定律能量守恒定律及其應(yīng)用..................................1

2、熱力學(xué)第二定律........................................................6

章末綜合檢測(cè).............................................................9

1、熱力學(xué)第一定律能量守恒定律及其應(yīng)用

1.汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后恰能沿斜坡勻速運(yùn)動(dòng)，在這一過程中（）

A,汽車的機(jī)械能守恒

B.汽車的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化

C.機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量逐漸減少

D.機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，總能量不變

解析：選D汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后能勻速運(yùn)動(dòng)，說明汽車和斜坡之間一定有摩擦力作用，

所以汽車的機(jī)械能不守恒，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但能的總量保持不變，故D正確。

2.分子間有相互作用的勢(shì)能，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)兩分子間的勢(shì)能為零。設(shè)分子a

固定不動(dòng)，分子6以某一初速度從無窮遠(yuǎn)處向a運(yùn)動(dòng)，直到它們之間的距離最小。在此過程

中a、6之間的勢(shì)能（）

A.先減少，后增加，最后小于零

B.先減少，后增加，最后大于零

C.先增加，后減少，最后小于零

D,先增加，后減少，最后大于零

解析：選B分子間距離大于n時(shí)，分子力為引力，因此兩分子間距離減小時(shí)，分子力

做正功使分子勢(shì)能逐漸減少；分子間距離小于n時(shí)，分子力為斥力，因此兩分子間距離減小

時(shí)，分子力做負(fù)功使分子勢(shì)能逐漸增加，故分子勢(shì)能先減少，后增加。根據(jù)功能關(guān)系知，距

離最小時(shí)a、6之間的勢(shì)能等于初動(dòng)能，是大于零的，B正確。

3.如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外

界大氣壓強(qiáng)為外?，F(xiàn)對(duì)氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量0后，體積由力增大為L(zhǎng)則在此過程

中（）

—?P。

A.氣體分子平均動(dòng)能增大

B.氣體分子平均動(dòng)能不變

C.氣體分子平均動(dòng)能減小

D.氣體內(nèi)能變化了0+。,（/一匕）

解析：選A氣體等壓膨脹，由*G體積/增大，故溫度7升高；溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)

平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，故選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力

學(xué)第一定律得：△U—Q+而/勺一RSAZ=—》△/=一h（%—/）,所以氣體內(nèi)能變化了

XU=Q-6g/），故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

4.一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5義10寸，氣體對(duì)外界做功1.0

X101J,則該理想氣體的（）

A.溫度降低，密度增大B.溫度降低，密度減小

C.溫度升高，密度增大D.溫度升高，密度減小

解析：選D由熱力學(xué)第一定律（2=2.5X10'J,0X10'J,可知△〃

大于零，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，A、B錯(cuò)誤；氣體對(duì)外做功，體積增大，密度減小，C錯(cuò)

誤，D正確。

5.出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲(chǔ)氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若

儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體（可視為理想氣體）（）

A.壓強(qiáng)增大，內(nèi)能減小

B.吸收熱量，內(nèi)能增大

C.壓強(qiáng)減小，分子平均動(dòng)能增大

D.對(duì)外做功，分子平均動(dòng)能減小

解析：選B溫度是分子平均動(dòng)能的宏觀標(biāo)志，故天然氣的溫度升高過程中，分子平均

動(dòng)能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢(shì)能，而氣體質(zhì)量不變，儲(chǔ)氣罐內(nèi)天

然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動(dòng)能增大，故內(nèi)能增大，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律

可知，氣體體積不變，內(nèi)能增大，則一定從外界吸收熱量，B項(xiàng)正確；天然氣體積不變，由年

=c可知，隨溫度升高，氣體壓強(qiáng)增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

6.某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的空氣（視為理想氣體）封閉在氣缸內(nèi)

（活塞與缸壁間的摩擦不計(jì)），待活塞靜止后，將小石子緩慢地加在活塞上，如圖所示。在此

過程中，若大氣壓強(qiáng)與室內(nèi)的溫度均保持不變，下列說法正確的是（）

A.由于氣缸導(dǎo)熱，故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)保持不變

B.缸內(nèi)氣體溫度不變，缸內(nèi)氣體對(duì)活塞的壓力保持不變

C.外界對(duì)缸內(nèi)氣體做的功大小等于缸內(nèi)氣體向外界釋放的熱量

D.外界對(duì)缸內(nèi)氣體做功，缸內(nèi)氣體內(nèi)能增加

解析：選C將小石子緩慢地加在活塞上，由平衡條件可知?dú)怏w對(duì)活塞的壓力變大，則

氣體壓強(qiáng)變大；氣缸導(dǎo)熱性能良好，缸內(nèi)氣體溫度不變，故A、B錯(cuò)誤；溫度不變時(shí)，理想氣

體內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律知，外界對(duì)氣體做的功與氣體

放出的熱量相等，故C正確，D錯(cuò)誤。

7.（多選）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)A其過程如仁/圖中從a到6

的直線所示。在此過程中（）

°v

A.氣體溫度一直降低

B.氣體內(nèi)能一直增加

C.氣體一直對(duì)外做功

D.氣體一直從外界吸熱

解析：選BCD由理想氣體狀態(tài)方程*c知，從a到6的過程中氣體溫度一直升高，故

A錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，可知?dú)怏w內(nèi)能一直增加，故B正確；氣體

體積逐漸膨脹，一直對(duì)外做功，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體一直從外界吸熱,

吸收的熱量一部分用來對(duì)外做功，一部分用來增加氣體的內(nèi)能，故D正確。

8.三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站。三峽水庫(kù)蓄水后，平均水位落差約為100

m,用于發(fā)電的水流量約為1.0X10,m'/s。如果通過水輪機(jī)以后水的動(dòng)能忽略不計(jì)，水流減

少的機(jī)械能有90%轉(zhuǎn)化為電能，按照以上數(shù)據(jù)估算，三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大數(shù)量級(jí)最接

近但取10016）（）

A.10'°WB.108W

C.107WD.105W

解析：選A每秒鐘水流質(zhì)量m=PQ,

每秒鐘流水的勢(shì)能a=mgh,

每秒鐘流水轉(zhuǎn)化的電能￡=90%品

E

所以三峽發(fā)電站的發(fā)電功率P=~=0.9PQgh=Q.9X1.OX103X1.OXlO'x10X100W=

O.9X1O10W,即三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大數(shù)量級(jí)最接近10'°W,故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

9.如圖所示，有人設(shè)計(jì)了這樣一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”：距地面一定高度架設(shè)一個(gè)水槽，水從槽底

的管中流出，沖擊一個(gè)水輪機(jī)，水輪機(jī)的軸上安裝一個(gè)抽水機(jī)和一個(gè)砂輪。他指望抽水機(jī)把

地面水槽里的水抽上去，這樣循環(huán)不已，機(jī)器不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以永久地用砂輪磨制工件做

功了。請(qǐng)你分析一下，高處水槽中水的勢(shì)能轉(zhuǎn)變成哪幾種形式的能，說明這個(gè)機(jī)器是否能夠

永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

解析：取頂部水槽中流出的水為研究對(duì)象，在其從頂部水槽中流出至底部水槽的過程中，

它的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為自身的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)、抽水機(jī)、砂輪的動(dòng)能，一部

分轉(zhuǎn)化為砂輪和工件的內(nèi)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為抽水機(jī)抽上的水的重力勢(shì)能。由能的轉(zhuǎn)化和

守恒定律知，抽水機(jī)抽上的水的重力勢(shì)能必然小于流下的水的重力勢(shì)能，如果上抽的水管的

橫截面積大于或等于下流的水管的橫截面積,則根本不可能將底部水槽中的水抽至頂部水槽,

即使上抽水管的橫截面積小于下流水管的橫截面積也不一定能將水抽上去，如果上抽水管比

下流水管細(xì)很多且能夠?qū)⒌撞克壑械乃橹另敳克?，則相等時(shí)間里抽上去的水也要比流

下的水的質(zhì)量小得多，最后頂部水槽中的水很快就會(huì)流光.

答案：見解析

10.（多選）車輪的輪胎在正常情況下是充滿氣體的，但在維修車輪時(shí)有時(shí)要將輪胎內(nèi)的

氣體放掉。若迅速拔掉輪胎的氣門芯，如圖所示，輪胎里面的氣體會(huì)在一瞬間釋放出來，此

時(shí)用手立即去觸摸充氣嘴處，會(huì)感覺到充氣嘴的溫度降低，這種現(xiàn)象在夏天比較明顯。將輪

胎內(nèi)的氣體視為理想氣體。噴氣時(shí)間極短，視輪胎為絕熱材料，下列說法正確的是（）

充氣嘴

A.輪胎內(nèi)氣體在噴出過程中其內(nèi)能迅速減小

B.輪胎內(nèi)部氣體壓強(qiáng)迅速減小

C.輪胎內(nèi)的氣體迅速向外噴出是由于分子做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)引起的

D.氣體噴完后瞬間充氣嘴有較涼的感覺，是由輪胎內(nèi)氣體迅速膨脹對(duì)外做功而溫度下降

導(dǎo)致的

解析：選ABD輪胎為絕熱材料，。=0,向外噴射氣體，氣體體積增大，對(duì)外做功，收0,

則△伏0,所以輪胎內(nèi)氣體在噴出過程中其內(nèi)能迅速減小，故A正確；理想氣體的內(nèi)能由分子

動(dòng)能決定，輪胎放氣時(shí)，胎內(nèi)氣體迅速膨脹對(duì)外做功，內(nèi)能減小時(shí)，分子的平均動(dòng)能減小，

由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度會(huì)下降，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程”=乙體積變大,

溫度下降，壓強(qiáng)會(huì)迅速減小，故B、D正確：輪胎內(nèi)的氣體迅速向外噴出是由于輪胎內(nèi)外壓強(qiáng)

差引起的，不是分子擴(kuò)散的原因，故c錯(cuò)誤。

11.(多選)如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的噴水裝置，內(nèi)部裝有2L水，上部密封1atm的空氣0.5

L,保持閥門關(guān)閉，再充入1atm的空氣0.1L,設(shè)在所有過程中空氣均為理想氣體，且溫度

不變，下列說法正確的是()

A.充氣后，密封氣體壓強(qiáng)增大

B.充氣后，密封氣體的分子平均動(dòng)能增加

C.打開閥門后，密封氣體對(duì)外界做正功

D.打開閥門后，不再充氣也能把水全部噴出

解析：選AC溫度不變，氣體分子平均動(dòng)能不變，充氣后由于氣體的質(zhì)量增大，溫度、

體積不變，氣體的壓強(qiáng)增大，且大于1atm,選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；打開閥門后，氣體膨脹,

對(duì)水做正功，選項(xiàng)C正確；溫度不變，如果水全排出，假設(shè)氣體壓強(qiáng)為由玻意耳定律得

.(2+0.5)=/?!(0.5+0.1),其中n=latm,則償=0.24atm,但實(shí)際氣體壓強(qiáng)不可能小于

1atm,故不再充氣不能把水噴光，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

12.爆米花酥脆可口、老少皆宜，是許多人喜愛的休閑零食，如圖所示為高壓爆米花的裝

置原理圖，玉米在鐵質(zhì)的密閉容器內(nèi)被加熱，封閉氣體被加熱成高溫高壓氣體，當(dāng)打開容器

蓋后，“噬”的一聲氣體迅速膨脹，壓強(qiáng)急劇減小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。設(shè)當(dāng)?shù)販?/p>

度為。=27°C,大氣壓強(qiáng)為己知密閉容器打開前的氣體壓強(qiáng)達(dá)到4口，試分析：

(1)容器內(nèi)的氣體看作理想氣體，求容器內(nèi)氣體的溫度。

(2)假定在一次打開的過程中，容器內(nèi)氣體膨脹對(duì)外界做功15kJ,并向外釋放了20kJ

的熱量，容器內(nèi)原有氣體的內(nèi)能如何變化？變化了多少？

解析：⑴根據(jù)查理定律：7=7

1\11

P\—T\-300K,R=4R

整理得：K=\200K,上=927℃。

(2)由熱力學(xué)第一定律/得

△〃=-20kJ-15kJ=-35kJ,故內(nèi)能減少35kJ。

答案：(1)927℃(2)減少35kJ

2、熱力學(xué)第二定律

1.（多選）對(duì)熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）

A.對(duì)某物體熱傳遞，該物體的內(nèi)能可能會(huì)減少

B.熱量不能從低溫物體傳遞給高溫物體

C.不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響

D.隨著技術(shù)的發(fā)展，效率是100%的熱機(jī)是可以制造出來的

解析：選AC對(duì)某物體熱傳遞，若物體對(duì)外做功，則該物體的內(nèi)能可能會(huì)減少，選項(xiàng)A

正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量也能從低溫物體傳遞給高溫物體，但是要引起其他的

變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成

功，而不產(chǎn)生其他影響，選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，即使隨著技術(shù)的發(fā)展，效

率是100%的熱機(jī)也是不可以制造出來的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.下列過程中，可能發(fā)生的是（）

A.某工作物質(zhì)從高溫?zé)釒?kù)吸收20kJ的熱量，全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而沒有產(chǎn)生其他任何

影響

B.打開一高壓密閉容器，其內(nèi)氣體自發(fā)溢出后又自發(fā)跑進(jìn)去，恢復(fù)原狀

C.利用其他手段，使低溫物體溫度更低，高溫物體的溫度更高

D.將兩瓶不同液體自發(fā)混合，然后又自發(fā)地各自分開

解析：選C根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能從低溫物體自發(fā)地傳給高溫物體，而不

引起其他的變化，但通過一些物理過程是可以實(shí)現(xiàn)的，故C項(xiàng)正確；內(nèi)能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化為

機(jī)械能是不可能的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體膨脹具有方向性，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象也有方向性,

D項(xiàng)錯(cuò)誤。

3.我們絕不會(huì)看到：一個(gè)放在水平地面上的物體，靠降低溫度，可以把內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)化

為動(dòng)能，使這個(gè)物體運(yùn)動(dòng)起來，其原因是（）

A.違反了能量守恒定律

B.在任何條件下內(nèi)能不可能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，只有機(jī)械能才能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

C.機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能是有條件的

D.以上說法均不正確

解析：選C機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，必須通過做功來實(shí)現(xiàn)，故C對(duì)。

4.關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)兩大定律，下列說法正確的是（）

A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律

B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律

C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功

和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能

D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量,

完全變成功也是可能的

解析：選D第一類永動(dòng)機(jī)違反能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)違反熱力學(xué)第二定律，選

項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律可知//NO,"0,但可以等于0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

由熱力學(xué)第二定律可知D中現(xiàn)象是可能的，但必然引起其他變化，選項(xiàng)D正確。

5.如圖所示，氣缸內(nèi)盛有一定量的理想氣體，氣缸壁是導(dǎo)熱的，氣缸外環(huán)境保持恒溫，

活塞與氣缸壁的接觸面是光滑的，但不漏氣。現(xiàn)將活塞與桿連接，使其緩慢地向右移動(dòng)，這

樣氣體將等溫膨脹并對(duì)外做功。若已知理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，則下列說法正確的是

()

|S||_

A.氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，因此此過程違反了熱力學(xué)第二定律

B.氣體是從單一熱源吸熱，但并未全部用來對(duì)外做功，所以此過程不違反熱力學(xué)第二定

律

C.氣體是從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，但此過程不違反熱力學(xué)第二定律

D.以上三種說法都不對(duì)

解析：選C此過程雖然是氣體從單一熱源吸熱，全部用來對(duì)外做功，但引起了其他變

化（有外力控制著活塞緩慢地移動(dòng)，而非自動(dòng)進(jìn)行的），所以此過程不違反熱力學(xué)第二定律。

6.（多選）關(guān)于熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，下列說法中正確的是（）

A.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，氣體的內(nèi)能減少

B.氣體向真空的自由膨脹是不可逆的

C.熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成

D.熱力學(xué)第二定律可描述為“不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體”

解析：選ABC一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一緩慢的絕熱膨脹過程，則gO,收0,根據(jù)△

可知，氣體的內(nèi)能減少，故A正確；熱力學(xué)第二定律表明：自然界中進(jìn)行的涉及熱

現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的，故氣體向真空的自由膨脹是不可逆的，故B正

確；熱力學(xué)第一定律也可表述為第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成，故C正確；熱力學(xué)第二定律可描

述為''不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化"，故D錯(cuò)誤。

7.（多選）下列宏觀過程能用熱力學(xué)第二定律解釋的是（）

A.大米和小米混合后小米能自發(fā)地填充到大米空隙中而經(jīng)過一段時(shí)間大米、小米不會(huì)自

動(dòng)分開

B.將一滴紅墨水滴入一杯清水中，會(huì)均勻擴(kuò)散到整杯水中，經(jīng)過一段時(shí)間，墨水和清水

不會(huì)自動(dòng)分開

C.冬季的夜晚，放在室外物體的溫度隨氣溫的降低而降低，物體不會(huì)由于內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)

化為機(jī)械能而動(dòng)起來

D.隨著節(jié)能減排措施的不斷完善，最終也不會(huì)使汽車熱機(jī)的效率達(dá)到100%

解析：選BCD熱力學(xué)第二定律反映的是與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程的方向性的規(guī)律，A

不屬于熱現(xiàn)象，故A錯(cuò)；由熱力學(xué)第二定律可知B、C、D正確。

8.地球上有很多的海水，它的總質(zhì)量約為1.4X10"t,如果這些海水的溫度降低0.1°C,

將要放出5.8X10"j的熱量，有人曾設(shè)想利用海水放出的熱量使它完全變成機(jī)械能來解決

能源危機(jī)，但這種機(jī)器是不可能制成的，其原因是（）

A.內(nèi)能不可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能不滿足熱力學(xué)第一定律

C.只從單一熱源吸收熱量并完全轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器不滿足熱力學(xué)第二定律

D.上述三種原因都不正確

解析：選C本題考查熱力學(xué)第一、第二定律的應(yīng)用，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，如熱機(jī),

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程滿足熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

熱力學(xué)第二定律告訴我們：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他

變化，選項(xiàng)C正確。

9.（多選）倒一杯熱水，然后加入適量的糖后，糖會(huì)全部溶于水中，但一段時(shí)間后又觀察

到杯底部有糖結(jié)晶，關(guān)于這個(gè)過程下列敘述正確的是（）

A.溶解過程是自發(fā)的，結(jié)晶過程也是自發(fā)的，因此熱力學(xué)第二定律是錯(cuò)誤的

B.溶解過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程

C.結(jié)晶過程是有序向無序轉(zhuǎn)變的過程

D.結(jié)晶過程不是自發(fā)的，因?yàn)橛型饨绲挠绊?/p>

解析：選BD溶解過程是自發(fā)的，是由有序向無序轉(zhuǎn)變的過程；結(jié)晶過程不是自發(fā)的，

通常是由于水溫降低或水的蒸發(fā)引起，是由無序向有序的轉(zhuǎn)變過程，故選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)

A、C錯(cuò)誤。

10.（多選）可燃冰是一種臧在深海海底的新型能源，1m，可燃冰可轉(zhuǎn)化為164nl3的天然

氣和0.8n?的水，下列關(guān)于可燃冰說法正確的是（）

A.“可燃冰”是不可再生能源

B.“可燃冰”屬于可再生能源

C.1n?可燃冰比0.8m'水的質(zhì)量小

D.相同體積的可燃冰和天然氣完全燃燒后，可燃冰釋放的熱量多

解析：選AD可燃冰是一次能源，屬于不可再生能源，故A正確，B錯(cuò)誤；因1m：'可燃

冰可轉(zhuǎn)化為164的天然氣和0.8的水，所以1n?可燃冰的質(zhì)量比0.8水的質(zhì)量大，

故C錯(cuò)誤；“可燃冰”的熱值大于天然氣的熱值，相同體積的條件下，由可知，完全燃

燒時(shí)可燃冰放出的熱量多，故D正確。

11.1821年，德國(guó)物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種怪現(xiàn)象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電

流計(jì)串聯(lián)成閉合電路，然后把銅鐵絲的一個(gè)連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，

另一個(gè)連接點(diǎn)放在火焰上加熱，升到很高的溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，表

明閉合電路中產(chǎn)生了電流，這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。這一實(shí)驗(yàn)是否違反熱力學(xué)第二定律？簡(jiǎn)述

這一過程中能的轉(zhuǎn)化情況。

解析：不違反，內(nèi)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能，而不產(chǎn)生其他影響；產(chǎn)生的電能是由被火

焰加熱的銅鐵絲的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來，其內(nèi)能一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分傳遞給冰水混合物。

答案：見解析

章末綜合檢測(cè)

（本試卷滿分：100分）

一、單項(xiàng)選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,

只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.如圖所示，給旱區(qū)送水的消防車停于水平地面。在緩慢放水過程中，若車胎不漏氣,

胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體（）

A.從外界吸熱B.對(duì)外界做負(fù)功

C.分子平均動(dòng)能減小D.內(nèi)能增加

解析：選A緩慢放水過程中，車胎體積增大，胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，氣體膨脹對(duì)外界做

正功，選項(xiàng)B錯(cuò)；胎內(nèi)氣體溫度不變，故分子平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)C錯(cuò)；由于不計(jì)分子間勢(shì)

能，氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，內(nèi)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)；由4〃=/+0知&4=0,收0,

故彼0,氣體從外界吸熱，選項(xiàng)A正確。

2.某校中學(xué)生參加某電視臺(tái)“異想天開”節(jié)目的活動(dòng)，他們提出了下列四個(gè)設(shè)想方案,

從理論上講可行的是（）

A.制作一個(gè)裝置從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響

B.制作一種制冷設(shè)備，使溫度降至絕對(duì)零度以下

C.汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴(yán)重污染了空氣，想辦法使它們自發(fā)地分離，既

清潔了空氣，又變廢為寶

D.將房屋頂蓋上太陽能板，可直接用太陽能來解決照明和熱水問題

解析：選D根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，在不產(chǎn)生其他影響時(shí)，內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械

能，因此從海水中吸收內(nèi)能全部用來做功而不產(chǎn)生其他影響是不可能實(shí)現(xiàn)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

絕對(duì)零度是溫度的極值，是不能達(dá)到的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；有害氣體和空氣不可能自發(fā)地分離，

選項(xiàng)C錯(cuò)誤;利用太陽能最有前途的領(lǐng)域是通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能再加以利用，

選項(xiàng)D正確。

3.“溫泉水滑洗凝脂，冬浴溫泉正當(dāng)時(shí)”，在寒冷的冬天里泡一泡溫泉，不僅可以消除

疲勞，還可擴(kuò)張血管，促進(jìn)血液循環(huán)，加速人體新陳代謝。設(shè)水溫恒定，則溫泉中正在緩慢

上升的氣泡（不考慮內(nèi)部氣體的分子勢(shì)能）（）

A.壓強(qiáng)增大，體積減小，吸收熱量

B.壓強(qiáng)增大，體積減小，放出熱量

C.壓強(qiáng)減小，體積增大，吸收熱量

D.壓強(qiáng)減小，體積增大，放出熱量

解析：選C水溫恒定，溫泉中正在緩慢上升的氣泡，壓強(qiáng)減小，溫度不變，由理想氣

體狀態(tài)方程*C可知，體積增大；溫度不變，故內(nèi)能不變，體積增大時(shí)，氣體對(duì)外做功，

由熱力學(xué)第一定律可知，氣體吸收熱量，故C正確。

4.水槍是孩子們喜愛的玩具，常見的氣壓式水槍儲(chǔ)水罐示意如圖。從儲(chǔ)水罐充氣口充入

氣體，達(dá)到一定壓強(qiáng)后，關(guān)閉充氣口?？蹌?dòng)扳機(jī)將閥門M打開，水即從槍口噴出。若在水不

斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體（）

A.壓強(qiáng)變大B.對(duì)外界做功

C.對(duì)外界放熱D.分子平均動(dòng)能變大

解析：選B在水向外不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體體積增大，則氣體對(duì)外做功，根據(jù)

玻意耳定律P—C可知，罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由于罐內(nèi)氣體溫度不

變，故內(nèi)能也不變，即△〃=（）,由熱力學(xué)第一定律知，收0,則00,因此氣體吸

熱，選項(xiàng)C錯(cuò)誤：根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，選

項(xiàng)D錯(cuò)誤。

5.一種叫作“壓電陶瓷”的電子元件，當(dāng)對(duì)它擠壓或拉伸時(shí)，它的兩端就會(huì)形成一定的

電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃?xì)獯蚧饳C(jī)，就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只

要用大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕，壓電陶瓷片就會(huì)產(chǎn)生10kV?20kV的高壓，形成火花放

電，從而點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是（）

A.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能

C.光能轉(zhuǎn)化為電能D.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

解析：選D轉(zhuǎn)化前要消耗機(jī)械能，轉(zhuǎn)化后得到了電能，所以壓電陶瓷片將機(jī)械能轉(zhuǎn)化

為電能，所以D正確。

6.下列說法正確的是（）

A.機(jī)械能全部變成內(nèi)能是不可能的

B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功是因?yàn)槟芰考炔粫?huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，只能從

一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式

C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

D.從單一熱源吸收的熱量全部變成功是可能的

解析：選D機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；第二類永動(dòng)機(jī)不可能制造成功

是因?yàn)樗`背了熱力學(xué)第二定律，故B項(xiàng)錯(cuò)誤：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，

但如果不是自發(fā)地，是可以進(jìn)行的，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；從單一熱源吸收熱量全部用來做功而不引

起其他變化，是不可能的，但如果是從單一熱源吸收熱量全部變?yōu)楣Φ耐瑫r(shí)也引起了其他的

變化，是可能的，故D項(xiàng)正確。

7.某同學(xué)用橡皮塞塞緊飲料瓶，并用打氣筒向飲料瓶?jī)?nèi)打氣，裝置如圖所示。當(dāng)壓強(qiáng)增

大到一定程度時(shí)，橡皮塞沖出，發(fā)現(xiàn)飲料瓶?jī)?nèi)壁中有水蒸氣凝結(jié)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是飲

料瓶中氣體（）

A.體積增大，溫度升高B.動(dòng)能增大，溫度升高

C.對(duì)外做功，溫度降低D.質(zhì)量減少，溫度降低

解析：選C壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí)，橡皮塞沖出，過程時(shí)間極短，可以認(rèn)為是絕熱過

程，對(duì)外界沒有吸放熱，即go,瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，對(duì)外做功，收0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律，

△4=0■例可知AKO,氣體內(nèi)能減小，溫度降低，故C選項(xiàng)正確。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，

有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）

8.下列說法正確的是（）

A.做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的

B.每一個(gè)分子都有勢(shì)能和動(dòng)能，分子動(dòng)能與分子勢(shì)能之和就是分子內(nèi)能

C.只有熱傳遞才可以改變物體的內(nèi)能

D.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大

解析：選AD做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，A正確；分子勢(shì)能存在于分子

之間，單個(gè)的分子不存在分子勢(shì)能，組成物質(zhì)的所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能之和是物體的內(nèi)能,

故B錯(cuò)誤；做功與熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只

與溫度有關(guān)，溫度越高，內(nèi)能越大，D正確。

9.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)1經(jīng)過狀態(tài)6變化到狀態(tài)C,其片7圖像如圖所示。下列

說法正確的有（）

A.的過程中，氣體對(duì)外界做功

B./fb的過程中，氣體放出熱量

C.8-。的過程中，氣體壓強(qiáng)不變

D.力一6~C的過程中，氣體內(nèi)能增加

解析：選BC由題圖可知，從4到8的過程中，氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功，A

項(xiàng)錯(cuò)誤；從力到8過程氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱

量，B項(xiàng)正確；從8到C過程中程一個(gè)常數(shù)，氣體發(fā)生的是等壓變化，氣體的溫度降低，內(nèi)

能減少，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

10.如圖所示，兩個(gè)相通的容器只。間裝有閥門K,P中充滿理想氣體，0為真空，整個(gè)

系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開閥門K后，戶中的氣體進(jìn)入0中，最終達(dá)到平衡，則（）

A.氣體體積膨脹，內(nèi)能不變

B.氣體內(nèi)能增加

C.氣體壓強(qiáng)可能不變

D.0中氣體不可能自發(fā)地全部退回到〃中

解析：選AD氣體的膨脹過程沒有熱交換，可以判斷0=0；由于容器0內(nèi)為真空，所以

氣體是自由膨脹，雖然體積變大，但是氣體并不對(duì)外做功，即竹=0;根據(jù)熱力學(xué)第一定律△

U=W+Q,可以判斷該過程A〃=0,即氣體的內(nèi)能不變，顯然選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)一定質(zhì)

量理想氣體，內(nèi)能不變則溫度不變，由g=C知，體積增大，則壓強(qiáng)必然減小，C錯(cuò)誤；宏觀

中的熱現(xiàn)象都是不可逆的，所以D正確。

三、非選擇題(本題共4小題，共54分)

11.(11分)若對(duì)物體做1200J的功，可使物體溫度升高3℃,改用熱傳遞的方式，使

物體溫度同樣升高3℃,那么物體應(yīng)吸收多少熱量？如果對(duì)該物體做3000J的功，物體的

溫度升高5℃,表明該過程中，物體應(yīng)吸收或放出多少熱量？

解析：做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，對(duì)物體做1200J的功可使物體溫度

升高3℃,如用熱傳遞方式，也使物體溫度升高3℃,也應(yīng)吸收1200J的熱量。如對(duì)物體

做功3000J,溫度升高5℃,而物體溫度升高5℃需要的功或熱量應(yīng)為反由1200J=

c〃X(3℃),E=cmX(5"C),得E=2000J,因此物體應(yīng)放出1000J的熱量。

答案：1200J放出1000J的熱量

12.(12分)如圖所示在絕熱氣缸內(nèi)，有一絕熱輕活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，開始時(shí)缸內(nèi)

氣體溫度為27°C,封閉氣柱長(zhǎng)為9cm,活塞橫截面積S=50cm%現(xiàn)通過氣缸底部電阻絲

給氣體加熱一段時(shí)間，此過程中氣體吸熱22J,穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27°C。已知大氣壓強(qiáng)

等于10$Pa,活塞與氣缸間無摩擦，求：

(1)加熱后活塞到氣缸底部的距離；

(2)此過程中氣體內(nèi)能改變了多少。

解析：(1)取被封閉的氣體為研究對(duì)象，

開始時(shí)氣體的體積為溫度為：

刀=(273+27)K=300K,末狀態(tài)的體積為￡6溫度為：①=(273+1