1、新人教版高三物理选修 3-3热力学定律与能量守恒专项练习（带解析） 选择题 下面说法正确的是 ( ) A如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加 B我们可以制造一种热机，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 C假设两个液体分子从紧靠在一起开始相互远离，直到无穷远处，在这一过程中分子力先做正功后做负功 D空调制冷，虽然是人为的使热量由低温处传到高温处，但这不违背热力学第二定律 答案： CD (2011 淮州月考 )如图所示，将完全相同的 A、 B两球，分别浸没在初始温度相同的水和水银的同一深度处，已知 A、 B两球用同一种特殊的材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会
2、明显地变大现让两种液体的温度同时缓慢地升高到同一值，发现两球膨胀后，体积相等。若忽略绳子、水和水银由于温度的变化而引起的体积膨胀，则以下判断正确的是 ( ) A因为同一深度处水的压强较小，所以 A球膨胀过程中对外做的功较多 B因为同一浓度处水银的压强较大，所以 B球膨胀过程中内能增加较多 C膨胀过程中， A球吸引的热量较多 D膨胀过程中， B球吸收的热量较多 答案： D 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，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象，这一实验是否违反热力学第二定律？热水和冷水的温度是否会发生变化？简述这一过程中能的转化情况 答案
3、：不违反 热水温度降低，冷水温度升高转化效率低于 100% 温室效应严重威胁着人类生态环境的安全，为了减少温室效应造成的负面影响，有的科学家受到了啤酒在较高压强下能够溶解大量的二氧化碳的启发，设想了一个办法：可以用压缩机将二氧化碳送入深海底，永久贮存起来海底深处，压强很大，温度很低，海底深水肯定能够溶解大量的二氧化碳，这样就为温室气体二氧化碳找到了一个永远的 “家 ”，从而避免温室效应在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是 ( ) A压缩机对二氧化碳做功，能够使其内能增大 B二氧化碳与海水间的热传递能够使其内能减少 C二氧化碳分子平均动能会减少 D每一个二氧化碳分子的动能都会减少 答
4、案： ABC 关于热力学定律，下列说法正确的是 ( ) A在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C吸收了热量的物体，其内能一定增加 D压缩气体总能使气体的温度升高 答案：选 B. (2011 通州检测 )把一定的热量传给一定量的气体，则 ( ) A该气体的内能一定增加 B该气体的内能有可能减小 C该气体的压强一定不会减小 D该气体的体积一定不会减小 答案： B 关于热力学定律，下列说法正确的是 ( ) A在一定条件下物体的温度可以降到 0 K B物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功 C吸收了热量的物体，其内能一定增加 D压缩气体总能使气体的温度升高
5、 答案： B （ 2010 重庆 1）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 B.分子平均动能减少 D.内能增加 答案： A （ 2011 江苏物理 T12.A）如题 12A-1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（ ） 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
6、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 (2)如题 12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被活塞密封在气缸内，外界大气压强为 P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热 量 Q 后，体积由 V1增大为 V2。则在此过程中，气体分子平均动能 _(选填 “增大 ”、“不变 ”或 “减小 ”)，气体内能变化了 _。 (3)某同学在进行 “用油膜法估测分子的大小 ”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量 M=0.283kg mol-1，密度 =0.895103kg m-3.若 100滴油酸的体积为 1ml，则 1滴油酸所能形成的
7、单分子油膜的面积约是多少？ (取NA=6.021023mol-1.球的体积 V与直径 D的关系为 ，结果保留一位有效数字 ) 答案： (1)D(2)增大 ， （ 3） （ 2011 大纲版全国 T14）关于一定量的气体，下列叙述正确的是（ ） A气体吸收的热量可以完全转化为功 B气体体积增大时，其内能一定减少 C气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D外界对气体做功，气体内能可能减少 答案：选 AD （ 2011 福建理综 T28（ 2）一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量 2.5104J，气体对外界做功 1.0104J，则该理想气体的 _。（填选项前的字母） A温度降低，密度增大 B温
8、度降低，密度减小 C温度升高，密度增大 D温度升高，密度减小 答案：选 D. 如图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 . (1)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 (2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相 比，有怎样的关系？ 答案： (1)选 B、 C(2)见 某一密闭容器中密封着
9、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，密闭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 填空题 (1)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热 Q1，对外做功 W，又对低温热源放热 Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化根据热力学第一定律，在工
10、质的一个循环中， Q1、 Q2、W三者之间满足的关系是 _热机的效率 不可能达到 100%，从能量转换的角度，说明 _能不能完全转化为 _能 (2)如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线图中等温线 对应的温度比等温线 对应的温度要 _(填 “高 ”或 “低 ”)在同一等温线下，如果该气体的压强变为原来的 2倍，则气体的体积应变为原来的 _倍 答案： (1)Q1-Q2 W 内 机械 (2)低 1/2 计算题 (2010 江苏高考 )(1)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体 .下列图象能正确表示该过程中空气的压强 p和体积 V关系的是 _. (2)在将空
11、气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了 24 kJ的功 .现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的 质量保持不变，且放出了 5 kJ的热量 .在上述两个过程中，空气的内能共减小 _kJ，空气 _(选填 “吸收 ”或 “放出 ”)的总热量为 _kJ. (3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m3和 2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1.若潜水员呼吸一次吸入 2 L的空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数 .(结果保留一位有效数字 ). 答案： (1)
12、 B(2) 29 kJ(3) n=31022 (2010 海南高考 )如图，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 2.4 T0、压强为 1.2 p0的理想气体， p0和 T0分别为大气的压强和温度 .已知：气体内能 U与温度 T的关系为U=T,为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的 .求： (1)汽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. 答案： (1) (2) Q= p0V+T 内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为 1.0105 Pa，体积为 2.010-3 m3的理想气体，现在活塞上缓慢倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半 (1)求汽缸内气体的压强； (2)若封闭气体的内能仅与温度有关，在上述过程中外界对气体做功 145 J，封闭气体吸收还是放出热量？热量是多少？ 答案： (1)2.0105 Pa (2)放出热量 145 J
