《第三章 热力学定律》试卷及答案_高中物理选择性必修第三册_教科版_2024-2025学年.docxVIP

《第三章热力学定律》试卷(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、一个物体的内能与其哪些因素有关？

A、物体的质量

B、物体的温度

C、物体的体积

D、物体的状态

E、物体的材料

2、根据热力学第一定律，一个绝热容器内的气体被加热，气体的内能将如何变化？

A、内能增加

B、内能减少

C、内能不变

D、无法确定

3、在一定量的理想气体膨胀过程中，如果外界对气体做了功，但气体的内能却保持不变，那么气体必定吸收了外界的热量。这个过程应当如下的哪个热力学定律所描述？（）(A)热力学第一定律(B)热力学第二定律(C)能量守恒定律(D)热量传递定律

4、某一理想气体在等温条件下膨胀，假设膨胀过程中气体对外界做功为W，外界对该理想气体传递的热量为Q，那么该过程内能变化ΔU应该是下列哪个选项？（）(A)ΔU=0(B)Δ

5、在一绝热容器中，理想气体自由膨胀的过程中，下列说法正确的是：

A、内能增加

B、温度升高

C、压强降低

D、体积增大，密度减小

6、一个系统从外界吸收热量Q，同时对外做功W，根据热力学第一定律，系统的内能变化ΔU

A、Δ

B、Δ

C、Δ

D、Δ

7、一个物体吸收热量后，其内能增加，同时对外做功。根据热力学第一定律，以下说法正确的是：

A、物体的温度一定升高

B、物体的温度可能升高也可能不变

C、物体的温度一定不变

D、物体的温度可能降低

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、根据热力学第一定律，关于理想气体在恒定压力下膨胀的说法，以下正确的是：

A、外界对气体做功，气体的内能增加。

B、气体对外界做功，气体的内能减少。

C、外界对气体放热，气体的内能增加。

D、气体对外界放热，气体的内能减少。

2、在可逆压缩过程中，使用卡诺循环和理想气体模型，关于热机效率的描述正确的是：

A、卡诺循环的效率仅取决于高温热源和低温热源的温度。

B、卡诺循环与外界过程的不可逆性有关。

C、理想气体在可逆压缩过程中的效率与外界功率大小相关。

D、使用相同的高温和低温热源下，卡诺循环的效率是恒定的。

3、下列关于热力学第一定律的说法中，正确的是：

A、热力学第一定律说明了能量在一个封闭系统内的守恒问题。

B、热力学第一定律表明热量可以直接转化为机械功，但不一定完全转化。

C、热力学第一定律只适用于封闭系统，不适用于开放系统。

D、热力学第一定律可以表述为系统内能的增加等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

一、计算题

1.某气体在等压过程中，从初态P1=1.0×10^5Pa，V1=0.5m3变到末态P2=1.5×105Pa，V2=0.25m^3。求：

（1）气体对外做的功W；

（2）气体吸收的热量Q；

（3）气体的内能变化ΔU。

第二题

【题目】

某实验小组为了探究绝热系统中气体的熵变情况，设计了如下实验：

在实验室中，准备了一个绝热容器，容器内装有一部分氮气。使用电热丝加热容器内的氮气，使其温度从初始温度T1升高到最终温度T

初始温度T1

最终温度T2

氮气的摩尔数n=

氮气的比热容Cv=52R

请计算氮气的熵变ΔS以及过程中电热丝消耗的电能Q

第三题

题目：一个冰块的质量为1kg，初始温度为-5℃，将其放入0℃的盐水中，冰块未完全融化。若盐水的温度在冰块放入后下降到-10℃，请计算：

（1）冰块吸收的热量；

（2）盐水的温度下降了多少℃；

（3）假设盐水的热容量为4.18kJ/(kg·℃)，计算盐水放出的热量。

第四题

一、实验探究题（20分）

题目：探究热机效率与热源温度的关系。

实验器材：电热杯、温度计、酒精灯、水、计时器、不同温度的热源（如热水、冰水混合物）。

实验步骤：

1.将电热杯内装满水，并插入温度计；

2.将水加热至某一温度，记录温度计的读数；

3.将电热杯放入不同温度的热源中，记录温度计的读数；

4.在相同时间内，观察电热杯中水温的变化，记录数据；

5.重复步骤3-4，改变热源温度，记录数据；

6.分析数据，得出结论。

实验数据：

热源温度（℃）

水温升高温度（℃）

热机效率

50

10

0.2

30

8

0.267

20

6

0.3

10

4

0.4

请根据实验数据回答以下问题：

（1）根据实验数据，热机效率与热源温度的关系是什么？（5分）

（2）请分析实验误差可能产生的原因，并提出改进措施。（5分）

（3）结合热力学第一定律，解释为什么热机效率会随着热源温度的升高而降低。（10分）

第五题

1.请根据热力学第一定律计算气体从初始状态到终了状态时内能的变化ΔU

2.如果在整个过程中，气体对外界释放的热量为Q=

《第三章热力学定律》试卷及答案

一、单项