沪科教版·物理高三下册《第4章热力学定律》练习题

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本单元考点（5 个）

改变内能的两种方式：做功和热传递热力学第一定律及应用能量守恒定律热力学第二定律热机效率与能量耗散

本单元练习题（18 题）

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1. 某热机每个循环从高温热源吸收 2.0 kJ 的热量，向低温热源放出 1.2 kJ 的热量；热机输出的功全部输入一台发电机，发电机将输入功的 75% 转化为电能，其余能量耗散为热。以热机吸收的热量为总输入，整个装置的效率为 ___，每个循环耗散的能量为 ___ kJ。

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2. 某装置连续经历两个工作阶段，除与周围交换能量外不发生其他能量转移。第一阶段装置获得能量 3.6 kJ，自身能量增加 2.1 kJ，并以声能形式向外传出 0.6 kJ；第二阶段相应数据依次为 2.4 kJ、0.5 kJ 和 0.3 kJ。两个阶段中装置向外传出的热量总和为 ___ kJ。

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3. 一金属汽缸内封闭一定质量的气体，气体从外界吸收热量500 J，同时推动活塞对外做功，气体内能减少了300 J。根据能量守恒定律，此过程中气体对外界做功为多少？ A. 200 J B. 500 J C. 800 J D. 1000 J

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4. 某无线信标在一段工作时间内从电池获得 0.50 kJ 电能，向外辐射的光能为 0.18 kJ、声能为 20 J，信标自身内能增加 60 J。忽略其他能量转移，根据能量守恒定律，这段时间内信标向周围环境传递的热量为 ___ J。

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5. 一定质量的理想气体从外界吸收热量300 J，同时对外做功120 J，则气体内能的变化量为（取气体吸热为正、气体对外做功为正）A. 增加180 J B. 增加420 J C. 减少180 J D. 减少420 J

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6. 以下过程均假定除所述变化外没有其他影响。根据热力学第二定律，哪一过程不可能实现？A. 循环热机从单一热源吸收热量，并将吸收的热量全部转化为功　B. 热量自发地从高温物体传向低温物体　C. 外界对制冷机做功，使热量从低温物体传向高温物体　D. 循环热机从高温热源吸热、对外做功，并向低温热源放热

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7. 一定质量的气体向外界放出热量80 J，同时外界对气体做功30 J。取气体吸热为正、外界对气体做功为正，则气体内能的变化量为___。

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8. 某热机每个循环吸收热量2400 J，向环境放出热量1680 J。改进后，每循环吸收的热量不变，有用功比原来增加240 J。改进后该热机的效率及每循环向环境放出的热量分别为（　　）A. 40%，1440 J B. 50%，1200 J C. 40%，1680 J D. 30%，1440 J

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9. 一定质量的气体在某过程中内能增加0.48 kJ，同时对外做功120 J。若取气体吸收热量为正、外界对气体做功为正，则该过程中气体吸收的热量为___ J。

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10. 某电热水杯工作时，电流做功消耗电能为 4.2×10⁴ J，水吸收热量为 3.6×10⁴ J，杯体向外界散失热量 6.0×10³ J。由能量守恒定律可知，能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。则此过程中水增加的内能为___ J，散失的能量与水增加的内能之和为___ J。

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11. 某同学对一定质量的气体进行研究：第一次，用活塞缓慢压缩气体，活塞对气体做功120 J，同时气体向外界放热45 J；第二次，对同一气体加热，气体吸收热量80 J，同时气体膨胀对外做功30 J。则第一次气体内能增加了___ J；第二次气体内能增加了___ J；两次过程相比较，内能变化量较大的是第___次。

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12. 下列关于改变物体内能方式的判断中，正确的是（　　） A. 冬天用手反复搓掌心取暖，是通过热传递使手的内能增大 B. 热水中放入一金属勺，勺变热，是通过做功改变勺的内能 C. 用砂轮磨刀时刀刃温度升高，是通过做功使刀的内能增大 D. 太阳晒热路面，是通过做功改变路面的内能

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13. 在下列各情境中，关于物体内能改变方式的判断正确的是（　　） A. 将烧红的铁块投入冷水中，铁块内能减小，是通过做功的方式实现的 B. 冬天双手反复摩擦生热，手的内能增大，是通过热传递的方式实现的 C. 太阳能热水器中的水温度升高，是通过热传递的方式改变水的内能 D. 火柴头在火柴盒上擦划而被点燃，是通过热传递的方式改变火柴头的内能

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14. 某太阳能热水器在阳光下照射一段时间，吸收太阳能 8.4×10⁵ J，其中水吸收热量使内能增加 7.2×10⁵ J，其余能量散失到周围空气中。根据能量守恒定律，散失到周围空气中的能量为 ___ J；该现象说明能量在转移和转化过程中总量保持不变，即能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭。

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15. 某内燃机每循环从高温热源吸收热量3200 J，其中向低温热源放出热量2400 J，其余转化为有用功。下列说法正确的是（　　） A. 该内燃机每循环输出的有用功为3200 J B. 该内燃机的效率为25% C. 该内燃机对外做功过程中没有能量耗散 D. 只要技术不断改进，该内燃机的效率可以达到100%

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16. 一定质量的理想气体经历如下两个过程。过程一：外界对气体做功150 J，同时气体向外界放热60 J，则气体内能的改变量为___ J。过程二：活塞对气体做功30 J，气体从外界吸收热量，内能增加了110 J，则过程二中气体吸收的热量为___ J。两过程均只通过做功和热传递改变气体内能。

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17. 一定质量的理想气体在某一过程中内能增加了250 J，同时气体对外界做功90 J。取气体吸收热量为正、气体对外界做功为正，则该过程中气体从外界吸收的热量为（　　）A. 160 J　B. 250 J　C. 340 J　D. 440 J

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18. 下列说法中，依据热力学第二定律可以判定不可能实现的是（　　）A. 一台运转的循环热机从单一热源吸热并全部变为功，而不产生其他影响　B. 通过压缩气体对气体做功，使气体内能增大　C. 热量从高温物体传向低温物体　D. 制冷机消耗电能，把热量从低温处转移到高温处

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