高考物理大一轮复习 第3讲 热力学定律与能量守恒课时作业(选修33)

选修3－3 第3讲 热力学定律与能量守恒

一、选择题(在题后给的选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～9题有多项符合题目要求．)

1．(2015年湛江检测)下列说法正确的是( ) A．物体吸收热量，其温度一定升高 B．外界对气体做功，气体内能一定增大 C．热量只能从高温物体向低温物体传递 D．分子之间的引力和斥力总是同时存在的 【答案】D

【解析】根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，物体吸收热量，但气体同时可以对外界做功，其温度不一定升高，A错误，同理，外界对气体做功，气体内能不一定增大，B也错误；热量可以从高温物体向低温物体传递，不过要外界的帮助，C错误；分子之间的引力和斥力总是同时存在的，D正确．

2．(2015年佛山段考)夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁，此过程中瓶内空气(可看成理想气体)( )

A．内能减小，外界对其做功 B．内能减小，吸收热量 C．内能增加，对外界做功 D．内能增加，放出热量 【答案】A

【解析】将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中，由于热传递现象，气体的温度下降，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，物体内能减小，向外界放出热量，所以外界必定对气体做功，故气体的体积减小．

3．如图K11－3－1所示，电路与一绝热密闭汽缸相连，Ra为电阻丝，电源有内阻，气缸内有一定质量的理想气体，开关S闭合，则将变阻器的滑片向下移动的过程中( )

图K11－3－1

A．汽缸内气体压强减小 B．汽缸内气体的内能增大 C．气体分子平均动能减小

D．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少 【答案】B

【解析】将变阻器的滑片向下移动，滑阻R的电阻变大，它与Ra并联的电阻变大，Ra与

R分配得到的电压变大，电阻Ra发热量增大，气缸内气体的内能增大，气体的压强增大，气

体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数增大，气体分子平均动能增大．

4．如图K11－3－2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，不计气体分子间相互作用，被淹没的金属筒在缓慢下降过程中，筒内空气体积减小，则( )

图K11－3－2

A．从外界吸热 C．向外界放热 【答案】C

【解析】水温恒定且金属筒缓慢下降，则空气的温度始终不变，气体的内能不变，B、D错误．筒内空气体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律，气体必须向外界放热，A错误，所以C正确．

5．(2015年广州抽查)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度变化如图K11－3－3所示，则此过程( )

B.内能增大 D.内能减小

图K11－3－3

A．气体的密度增大 B．外界对气体做功 C．气体从外界吸收了热量 D．气体分子的平均动能增大 【答案】AB

【解析】气体有状态A变化到状态B为等温变化，由玻意耳定律，可知气体压强增大，体积减小，所以外界对气体做功，气体密度增加，A、B正确．由于温度不变，气体的分子平均动能不变，D错误．温度不变，气体的内能不变，外界对气体做功，由ΔU＝Q＋W，气体放出热量，C错误．

6．下列说法正确的是( ) A．物体放出热量，温度可能升高 B．物体内能增加，温度一定升高 C．热量能自发地从低温物体传给高温物体 D．热量能自发地从高温物体传给低温物体 【答案】AD

【解析】如果外界对物体做的功大于物体放出热量，温度会升高，A正确，物体对外界做的功大于物体内能的增加，温度降低，B错误，根据热传递的方向性，C错误，D正确．

7．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述中，正确的是( ) A．第二类永动机违反了热力学第二定律

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

【答案】AD

【解析】第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，A正确，由第一定律知，B、C错误，D正确．

8．如图K11－3－4所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K.P中充满气体，Q为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则下列说法不正确的是( )

图K11－3－4

A．气体体积膨胀，内能增加 B．气体体积膨胀，内能不变 C．气体分子势能增加，压强减小 D．Q中气体不可能自发地全部退回到P中 【答案】AC

【解析】由于Q内为真空，打开阀门K后，气体体积膨胀但并不对外做功，即W＝0，而系统与外界又没有热交换，即Q＝0.由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q＝0.理想气体不计分子势能，且内能由温度决定，故选项B正确；气体在真空中的膨胀过程是不可逆的，选项D正确．

9．如图K11－3－5所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖直隔板分隔为左、右两部分，隔板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧汽体内有一电热丝．汽缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当

缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )

图K11－3－5

A．右边气体温度升高，左边气体温度不变 B．左、右两边气体温度都升高 C．左边气体压强增大

D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 【答案】BC

【解析】当电热丝通电后，右边的气体温度升高同，气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功，根据热力学第一定律，得内能增加，气体的温度升高．根据气体定律左边的气体压强增大．B、C选项正确，右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，D选项错误．