选择性必修第三册 第三章 热力学定律-【新课程暑假作业】2024-2025学年高二物理暑假作业

暑 假 作 业 新课程 第 周 年 月 日 第三章 热力学定律 1. 对于热量 、 功 、 内能三个物理量 ， 下列各种说法中正确的是 （ ） A. 热量 、 功 、 内能的物理意义等同 B. 热量 、 功都可以作为物体内能的量度 C. 热量 、 功 、 内能的单位不相同 D. 热量和功是由过程决定的 ， 而内能是由物体状态决定的 2. 关于物体的内能和热量 ， 下列说法中正确的有 （ ） A. 热水的内能比冷水的内能多 B. 温度高的物体其热量必定多 ， 内能必定大 C. 在热传递过程中 ， 内能大的物体其内能将减小 ， 内能小的物体其内能将增大 D. 热量是热传递过程中内能转移的量度 3. 下列关于做功和热传递的说法中正确的是 （ ） A. 做功和热传递的实质是相同的 B. 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 C. 做功和热传递是对同一过程中的两种说法 D. 做功和热传递是不可能同时发生的 4. 下列关于热传递的说法中正确的是 （ ） A. 热量是从含热量较多的物体传给含热量较少的物体 积累 · 整合 （ 一 ） 内能 能 # # # # # # # # # # # # # " # # # # # # # # # # # # # $ 功和内能 ： 在绝热情况下 ， 热量和内能 ： 只发生热传递时 ， 做功和热传递在改变内能上是 的 能 # # # " # # # $ 热力学定律 热力学第一定律 内容 ： 表达式 ： ： 能量守恒定律 能量守恒定律 ： 第一类永动机不能制成的原因 ： ： 热力学第二定律 克劳修斯表述 ： 开尔文表述 ： 第二类永动机不能制成的原因 ： 能源是有限的 能 # # # # # " # # # # # $ 梳理 · 建构 48 高二物理 第 周 年 月 日 梳 理 · 建 构 积 累 · 整 合 应 用 · 拓 展 B. 热量是从温度较高的物体传给温度较低的物体 C. 热量是从内能较多的物体传给内能较少的物体 D. 热量是从比热容大的物体传给比热容小的物体 1. 一定质量的理想气体在某一过程中 ， 外界对气体做了 4×10 4 J 的功 ， 气体的内能减少 了 1.2×10 5 J ， 则下列各项中正确的是 （ ） A. 温度降低 ， 密度减小 B. 温度升高 ， 密度增大 C. W=-4×10 4 J ， ΔU=1.2×10 5 J ， Q=2×10 4 J D. W=4×10 4 J ， ΔU=-1.2×10 5 J ， Q=-1.6×10 5 J 2. （ 多选 ） 如图为一消毒水简易喷洒装置 ， 内部装有一定量的水 ， 水上部是密封的空 气 ， 喷洒口管径细小 。 现保持阀门紧闭 ， 通过打气筒再充入一些空气 。 设所有过程温度 保持不变 ， 下列说法正确的有 （ ） A. 充气后 ， 密封气体分子单位时间撞击器壁次数增多 B. 充气后 ， 密封气体的分子平均动能增大 C. 打开阀门后 ， 密封气体对外界做正功 D. 打开阀门后 ， 密封气体从外界吸热 3. 如图所示 ， 一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b ， 其过程如 p-V 图中从 a 到 b 的直线所示 。 在此过程中下列说法正确的是 （ ） A. 气体温度一直降低 B. 气体内能一直减小 C. 气体一直从外界吸热 D. 气体一直对外界放热 4. 有一个小气泡从水池底缓慢地上升 ， 气泡跟水不发生热传递 ， 而 气泡内气体体积不断增大 ， 小气泡上升过程中 （ ） A. 由于气泡克服重力做功 ， 则它的内能减少 B. 由于重力和浮力的合力对气泡做功 ， 则它的内能增加 C. 由于气泡内气体膨胀做功 ， 则它的内能增加 D. 由于气泡内气体膨胀做功 ， 则它的内能减少 5. 某密闭绝热 U 形汽缸开口向上竖直放置 ， 通过置于底部的电热丝缓慢加热缸内的理 想气体 ， 使绝热活塞由 A 位置缓慢到达 B 位置 ， 如图甲所示 。 在此过程中 ， 缸内气体的 T-V 图像如图乙所示 。 已知活塞质量 m=2 kg 、 横截面积 S=4×10 -4 m 2 ， 大气压强 p 0 =1.0×10 5 Pa ， 忽 略活塞与汽缸璧之间的摩擦 ， 重力加速度 g 取 10 m/s 2 。 （ 1 ） 求缸内气体的压强 。 第 2 题图 空气 打气筒 阀门 喷洒口 水 V p O a b 第 3 题图 积累 · 整合 （ 二 ） 49 暑 假 作 业 新课程 第 周 年 月 日 A B 电热丝 A B 4.0 4 6 T/ （ ×10 2 K ） V/ （ ×10 -4 m 3 ） 0 第 5 题图 甲 乙 （ 2 ） 求活塞到达位置 B 时缸内气体的温度 。 （ 3 ） 若一定质量的理想气体从 A 到 B 过程的内能增加量 ΔU=40 J ， 请计算出这个过程气 体对外界所做的功 ， 以及判断气体吸收 （ 或放出 ） 的热量 Q 。 1. （ 多选 ） 能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一 。 以下能体现能量守恒定律的有 （ ） A. 牛顿第三定律 B. 机械能守恒定律 C. 闭合电路欧姆定律 D. 楞次定律 2. （ 多选 ） 空调市场上有很多变频空调 ， 据专家介绍变频空调比定频的要节能 ， 因为定 频空调开机等同于汽车启动 ， 耗能大 ， 是正常运行时耗能的 5~7 倍 。 空调在工作时达到设定 温度就停机 ， 等温度高了再继续启动 。 这样的频繁启动导致耗电多 ， 而变频空调启动时有一 个由低到高的过程 ， 运行过程是自动变速来保持室内温度 ， 从开机到关机中间不停机 ， 而是 达到设定温度后就降到最小功率运行 ， 所以比较省电 。 以下说法合理的有 （ ） A. 变频空调节能 ， 运行中不遵守能量守恒定律 B. 变频空调运行中做功少 ， 转化能量多 C. 变频空调在同样工作条件下运行效率高 ， 省电 D. 变频空调与定频空调做同样功时 ， 消耗同样电能 3. 一木箱静止于水平面上 ， 现在用一个 80 N 的水平推力推动木箱前进 10 m ， 木箱受到 的摩擦力为 60 N ， 则转化为木箱与地面系统的内能 U 和转化为木箱的动能 E k 分别有 （ ） A. U=200 J ， E k =600 J B. U=600 J ， E k =200 J C. U=600 J ， E k =800 J D. U=800 J ， E k =200 J 4. （ 多选 ） 下列关于能源的说法正确的有 （ ） A. 能源是取之不尽 ， 用之不竭的 积累 · 整合 （ 三 ） 50 高二物理 第 周 年 月 日 梳 理 · 建 构 积 累 · 整 合 应 用 · 拓 展 B. 能源是有限的 ， 特别是常规能源 ， 如煤 、 石油 、 天然气等 C. 大量消耗常规能源会使环境恶化 ， 故提倡开发利用新能源 D. 核能的利用对环境的影响比燃烧石油 、 煤炭大 5. 下列关于能量转换过程的叙述 ， 不违背热力学第一定律 ， 但违背热力学第二定律的是 （ ） A. 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B. 冷水倒入保温杯后 ， 冷水和杯子的温度都变得更低 C. 某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功 ， 而不产生其他影响 D. 冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 6. （ 多选 ） 根据热力学定律 ， 下列说法正确的有 （ ） A. 科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 B. 空调机在制冷过程中 ， 从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C. 电冰箱的工作过程表明 ， 热量可以从低温物体向高温物体传递 D. 对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少 ， 形成能源危机 7. 某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率 ， 制作了一直径为 0.2 m 的 0 ℃ 的 冰球 ， 在环境温度为 0 ℃ 时 ， 用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧测力计下放在太阳光中 。 经过 40 min 后弹簧测力计示数减少了 3.49 N 。 请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在某一单位 面积上的辐射功率 。 冰的熔化热为 3.35×10 5 J/kg 。 g 取 9.8 m/s 2 。 51 暑 假 作 业 新课程 体 ， 否则是多晶体或者非晶体 ， C 错误 ； 物理性质各向同性的不一定是非晶体 ， 多晶体不显示各向异性 ， D 错误 。 应用 · 拓展 （ 二 ） 1. AD ［ 解析 ］ 若用烧热的针刺破 B 侧的薄膜 ， 由于 A 侧薄膜中表面张力作用 ， 棉线向 A 侧弯曲 ， A 正确 ， C 错 误 ； 若用烧热的针刺破一侧的薄膜 ， 不可能两侧都有张力 ， B 错误 ； 若用烧热的针刺破 A 侧的薄膜 ， 由于 B 侧薄膜 中表面张力作用 ， 棉线向 B 侧弯曲 ， D 正确 。 2. C 3. AC ［ 解析 ］ 粉笔和棉线内部有许多细小的孔道 ， 起着毛细管的作用 ， A 、 C 正确 ； 砖的内部也有许多细小的 孔道 ， 会起到毛细管的作用 ， 在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸 ， 可以防止地下水分沿着夯实的地基以 及砖墙的毛细管上升 ， 以保持房屋干燥 ， B 错误 ； 土壤里面有很多毛细管 ， 地下的水分可沿着它们上升到地面 ， 如果 要保存地下的水分 ， 就要把地面的土壤锄松 ， 破坏这些土壤里的毛细管 ， 不是利用毛细现象 ， D 错误 。 4. AD 5. B 第三章 热力学定律 积累 · 整合 （ 一 ） 1. D 2. D 3. B 4. B 积累 · 整合 （ 二 ） 1. D 2. ACD 3. C 4. D 5. （ 1 ） 1.4×10 5 Pa （ 2 ） 600 K （ 3 ） 28 J ， 吸收热量 Q=68 J ［ 解析 ］ （ 1 ） 活塞从 A 到 B ， 以活塞为研究对象 ， 由平衡条件得 pS=p 0 S+mg ， 解得 p=p 0 + mg S =1.4×10 5 Pa 。 （ 2 ） 由图乙可知 V A =4×10 -4 m 3 ， V B =6×10 -4 m 3 ， T A =400 K 。 气体做等压变化 ， 则有 V A T A = V B T B ， 解得 T B = V B T A V A =600 K 。 （ 3 ） 已知内能的变化 ΔU=40 J ， 外界对气体做功 W=-p （ V B -V A ） =-28 J ， 所以气体对外界做的功为 W′=-W=28 J 。 由 热力学第一定律得 ΔU=Q+W ， 所以气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为 Q=68 J 。 积累 · 整合 （ 三 ） 1. BCD 2. CD 3. B 4. BC 5. C 6. BC 7. 1.58×10 3 W/m 2 ［ 解析 ］ 冰球熔化掉重量为 3.49 N 的过程中需要吸收的能量 ： Q＝λm＝3.35×10 5 × 3.49 9.8 J＝1.19×10 5 J 。 此热量就是太 阳在 40 min 内照射在直径为 0.2 m 的冰球上的热量 ， 设太阳垂直照在单位面积上的辐射功率为 P ， 则 Q＝PtS ， P＝ Q tS = 1.19×10 5 40×60×3.14×0.1 2 W/m 2 =1.58×10 3 W/m 2 。 第四章 原子结构和波粒二象性 积累 · 整合 （ 一 ） 1． A 2. B 3. AB 4. AC 5. C 6. C 7. ABC 积累 · 整合 （ 二 ） 1． B 2. A 3. B 4. B ［ 解析 ］ 当光电管两端加上反向截止电压光电流为 0 时 ， 则由动能定理得 1 2 mv 2 -0＝eU c ， 对同一光电管逸出 功 W 0 相同 ， 使用不同频率的光照射 ， 有 h淄-W 0 ＝ 1 2 mv 2 ， 两式联立可得 ， h淄-W 0 ＝eU c ； 丙光的反向截止电压最大 ， 则 丙光的频率最大 ， A 、 C 错误 ； 又 λ＝ c v 可知 ， λ 丙 <λ 乙 ， B 正确 ； 又由 h淄-W 0 ＝ 1 2 mv 2 -0＝eU c 可知 ， 丙光对应的光电子 最大初动能最大 ， D 错误 。 74