沪科技版·物理（高中）高三下册《第十二章·热力学定律》练习题

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本单元考点（5 个）

内能与改变内能的方式热力学第一定律及其应用能量守恒定律热力学第二定律永动机不可能制成

本单元练习题（18 题）

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1. 下列关于内能及改变内能方式的说法中，正确的是（　　） A. 物体的内能大小仅由温度决定 B. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式，两者在改变内能效果上等效 C. 热传递的实质是内能从高温物体向低温物体的单向转移，过程中能量形式发生改变 D. 对物体做功，物体的内能一定增大

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2. 在不引起其他变化的条件下，热量不可能自发地从 ___ 传到 ___。

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3. 热力学第二定律揭示了宏观热现象的方向性。请完成下列填空：（1）热量不可能自发地从________温物体传到高温物体（填“高”或“低”），这正是克劳修斯表述的核心；（2）开尔文表述指出：不可能从单一热源吸收热量并使之________变为功，而不产生其他影响；（3）第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律，故其不可能制成。由此可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有_______。

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4. 以一定量气体为研究对象。过程甲中，气体吸收 300 J 热量，同时对外做功 120 J；过程乙中，外界对气体做功 50 J，气体向外放出 80 J 热量。整个过程中气体内能的变化量为 ___ J。

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5. 若干循环工作的热机只与温度分别为 500 K 和 300 K 的高、低温热源交换热量，并对外做功。下列哪种热量交换情况违反热力学第二定律？（Qₕ为热机从高温热源吸收的热量，Q𝚌为热机向低温热源放出的热量。）A. Qₕ=600 J，Q𝚌=300 J　B. Qₕ=600 J，Q𝚌=360 J　C. Qₕ=600 J，Q𝚌=420 J　D. Qₕ=600 J，Q𝚌=480 J

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6. 某发明者宣称设计了两种"永动机"：机器甲无需任何外界能量输入，却能依靠内部装置循环运转并持续对外输出功；机器甲的设计违背了能量守恒定律。机器乙从单一热源（海水）吸热并将其全部转化为功，循环运转且不产生其他影响。关于机器乙能否实现及其被否定的原因，下列判断正确的是 A. 机器乙可以实现，因为它不违背能量守恒定律 B. 机器乙可以实现，海水热量巨大，取之不尽 C. 机器乙无法实现，因为它违背了能量守恒定律 D. 机器乙无法实现，因为它违背了热力学第二定律

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7. 在某一过程中，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。因此，能量总量___。

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8. 一封闭气缸内的理想气体经历某一热力学过程：气体从外界吸收热量 Q，同时对外做功 120 J，内能增加了 180 J。另一过程中，气体向外界放出热量 200 J，外界对气体做功 50 J，则该过程中气体内能变化量为 ___ J；由能量守恒定律可知，第一过程中气体吸收的热量 Q = ___ J。

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9. 两块质量相同、初态相同的同种固体，均未发生物态变化。甲块放在绝热容器中，由搅拌器对其做功，使其达到某一末态；乙块不做功，仅通过热传递达到与甲块相同的末态。下列说法正确的是（　　）A. 甲块内能的改变大于乙块，因为只有甲块经历了做功 B. 甲、乙两块内能的改变相同，改变内能的方式不同 C. 甲块内能的改变小于乙块，因为绝热条件下内能不能改变 D. 甲、乙两块内能的改变相同，说明做功和热传递是同一种方式

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10. 根据热力学第二定律，下列过程不可能发生的是（　）A. 热量自发地从高温物体传向低温物体 B. 不引起其他变化，热量自发地从低温物体传向高温物体 C. 物体在摩擦中消耗机械功并产生热量 D. 冰箱消耗电能，将热量从低温箱内传向较热的室内

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11. 一汽车刹车时，速度减小，动能减少了 5.0×10⁴ J，这些动能全部转化为刹车装置和轮胎的内能，温度升高。根据能量守恒定律，能量在转化过程中总量保持不变，则刹车装置和轮胎增加的内能为___J；此过程中发生的能量转化形式是机械能转化为___能。

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12. 某发明者声称设计了一种装置：装置在海水中吸热，将吸收的热量全部转化为有用的机械功，用于驱动船只前进，且不向任何低温热源放出热量，可实现“只靠海水提供能量永久航行”。该装置属于第_______类永动机（选填“一”或“二”），其设计违背了热力学第_______定律，因此不可能制成。

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13. 某密闭绝热容器被隔板分成A、B两部分，A中充有高压气体，B中为真空。抽去隔板后，气体自发扩散充满整个容器，此过程中气体对外界________（填“做正功”“做负功”或“不做功”）。若要使气体自发地收缩回A部分而B部分恢复真空，则违反了热力学第二定律的________性（填“方向”或“守恒”）。由此可知，涉及热现象的宏观过程都具有________（填“可逆”或“不可逆”）性。

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14. 关于永动机，下列说法正确的是（　　）A. 改进装置结构即可制成永动机 B. 永动机不可能制成 C. 采用更耐用的材料即可制成永动机 D. 提高制造精度即可制成永动机

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15. 一定质量的理想气体在某一过程中，内能减少了40 J，同时气体对外界做功60 J。关于该过程中气体与外界热传递的情况，下列判断正确的是（　　） A. 气体向外界放热20 J B. 气体向外界放热100 J C. 气体从外界吸热20 J D. 气体从外界吸热100 J

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16. 某装置运行时，装置内储存的能量减少1.50 kJ；与此同时，被提升物体的重力势能增加0.36 kJ、动能增加0.42 kJ，装置向周围辐射的声能为0.12 kJ。若减少的储能全部转化为上述能量及装置和周围环境内能的增加，则内能共增加多少？A. 0.48 kJ B. 0.60 kJ C. 0.72 kJ D. 1.02 kJ

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17. 一定量理想气体经历两个连续过程：第一过程中气体吸收热量120 J，并对外做功75 J；第二过程中气体吸收热量30 J，外界对气体做功25 J。则整个过程中气体内能增加 ___ J。

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18. 一物体沿粗糙斜面向上运动，在此过程中外力对物体做功300 J，物体克服摩擦力做功90 J，物体动能增加150 J。不计其他能量损失，根据能量守恒定律，物体重力势能的增加量为（　　）A. 30 J　B. 60 J　C. 90 J　D. 150 J

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