第三章 热力学定律 单元复习提升常考练习题 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 本卷为高中物理热力学定律单元复习卷，含19题，覆盖热力学定律、气体状态方程等核心知识，结合饮水鸟、氧气瓶等生活实例及高考真题，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|12题|热力学第二定律表述、熵增原理、气体压强微观意义|融入辽宁葫芦岛期中题等区域真题，以“永动机”辨析强化能量观念| |多选题|5题|p-V图像分析、理想气体状态方程、循环过程能量转化|通过状态变化内能比较考查科学推理，如状态c与d内能关系分析| |解答题|2题|热力学第一定律应用、气体实验定律|综合p-V图像与能量计算，如A→B过程吸热与内能变化，贴合高考综合题命题趋势|

热力学定律单元复习提升常考练习题 一、单选题 1．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·期中）下列有关热力学定律的说法正确的是（　　） A．自然界中的能量是不守恒的 B．永动机可以被制成 C．热量不能自发地从低温物体传到高温物体 D．地球上某个地方的温度可能达到零下300 ℃ 2．（24-25高二下·辽宁抚顺·期中）中国传统玩具饮水鸟如图所示，在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，鸟“喝”了一口水后，又直立起来。之后，不需要人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来，就这样周而复始，小鸟不停地点头“喝”水。下列说法正确的是（　　） A．此现象说明永动机在未来是可以制造出来的 B．自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行 C．此现象违背了热力学第二定律 D．不可能从单一热源吸取热量并使之全部变成功而不产生其他影响 3．（21-22高二下·江苏南京·期中）如图所示，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金自身 C．叶片在热水中吸收的热量大于在空气中释放的热量 D．因为转动的叶片不断搅动热水，所以水温最终会升高 4．（22-23高二下·吉林松原·期末）根据热力学定律，下列说法正确的是（    ） A．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量等于向室外放出的热量 B．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 C．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，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 5．（23-24高二下·浙江杭州·期中）下列说法中正确的是（　　） A．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 B．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化 C．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 D．凡是不违背能量守恒定律的过程都一定能实现 6．（21-22高二下·陕西西安·阶段练习）下列关于熵的说法中错误的是（　　） A．熵是物体内分子运动无序程度的量度 B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向减小的方向进行 C．热力学第二定律的微观实质是熵的增加，因此热力学第二定律又叫熵增加原理 D．熵值越大，代表系统内分子运动越无序 7．（20-21高二下·重庆·期末）根据热力学定律，可知下列说法中正确的是（　　） A．外界对物体做功，物体的内能必定增加 B．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 C．随着科技的发展，机械效率是100%的热机是可能制成的 D．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 8．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·期中）关于物体内能的改变，下列说法正确的是（　　） A．外界对物体做功，物体的内能一定增加 B．物体吸收热量，它的内能一定增加 C．物体放出热量，它的内能一定减少 D．改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递 9．（23-24高三上·黑龙江齐齐哈尔·开学考试）如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（    ）    A．过程①气体分子单位时间内对容器壁单位面积的平均作用力增大 B．过程②中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减少 C．过程③中气体内能不变，气体从外界吸收热量 D．整个循环过程中，气体对外界做的功大于外界对气体做的功 10．（2023·天津·高考真题）如图是爬山所带氧气瓶，氧气瓶里的气体容积和质量不变，爬高过程中，温度减小，则气体（　　）      A．对外做功 B．内能减小 C．吸收热量 D．压强不变 11．（2022·北京·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（   ） A．从a到b，气体温度保持不变 B．从a到b，气体对外界做功 C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热 12．（25-26高三上·贵州安顺·期末）如图所示，在一个水平放置的空铝制饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，吸管中的气体不可忽略，接口处用蜡密封，吸管中引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计外界大气压的变化，在吸管上标上温度刻度值，就是一个简易的温度计，罐内气体可视为理想气体，则（　　） A．温度升高后罐中气体压强增大 B．吸管上的温度刻度值左小右大 C．温度升高时，罐内气体增加的内能大于吸收的热量 D．温度升高时，饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数增加 二、多选题 13．（23-24高一下·广东广州·期末）下列对能量守恒定律和功能关系的认识正确的是（　　） A．某种形式的能量减少，一定存在其它形式的能量增加 B．某个物体的能量减少，必然有其它物体的能量增加 C．功是能量变化的量度，做功的过程就是能量变化的过程 D．石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了 14．（24-25高二下·辽宁葫芦岛·期中）如图所示，一定质量的理想气体从状态a 开始经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体，下列说法正确的是（　　） A．过程①中气体的压强逐渐增大 B．过程②中外界对气体做正功 C．气体在状态c、d时的内能不相等 D．气体在状态 d 时的压强比在状态b时的压强小 15．（25-26高二下·陕西西安·期中）如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，活塞密封性良好且可无摩擦上下滑动。气体状态变化过程的p-V图像如图乙所示，从状态A状态B状态C状态A完成一次循环。已知该气体在状态A时的温度为600K，下列说法正确的是（　　） A．气体在状态B时的温度为200K B．气体在状态C时的温度为300K C．气体从状态CA过程中，气体向外界放热 D．气体从状态ABC的过程中，外界对气体做的功为 16．（25-26高二下·陕西西安·期中）关于热力学第二定律的说法正确的是（　　） A．热力学第二定律从宏观角度看，强调能量守恒，从微观角度看，强调统计规律 B．热量不能从低温物体传向高温物体 C．物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功 D．在自然过程中，一个孤立系统的熵值不可能减小 17．（25-26高三下·广西·期中）如图所示，一定质量的理想气体经历了的循环过程，其中、边平行于横轴，、边平行于纵轴。以下说法正确的是（　　） A．过程，气体对外界做功 B．过程，外界对气体做功 C．整个循环过程中，外界对气体做功 D．整个循环过程中，气体吸收热量 三、解答题 18．（25-26高三上·广西崇左·期中）一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA=360K。 (1)求气体在状态C时的温度TC。 (2)若气体在A→B过程中吸热3000J，则在A→B过程中气体内能变化了多少？ 19．（25-26高三上·江西吉安·期末）2025年暑假，某市持续38℃以上高温天气，这样的天气如果在车内放置液体打火机，它极易受热爆裂。若汽车内初始温度为27℃，车内一打火机内封闭了质量为m的气体（可视为理想气体），且其压强为（为大气压强）。 (1)求长时间暴晒后打火机内气体压强增大到时，汽车内的温度上升到多少？ (2)当打火机破裂漏气时，气体膨胀过程中对外做功5J、内能减少了15J，则气体在膨胀过程中是吸热还是放热？对应的热量Q多大？ 题号 难度系数 详细知识点 一、单选题 1 容易 能量守恒定律的内容；热力学第二定律两种表述；第一类永动机对于热力学第一定律的违反；绝对零度 2 容易 理解热力学第一定律的表述和表达式；热力学第二定律两种表述；熵和熵增加原理 3 容易 热力学第一定律的应用；热力学第二定律两种表述；能量守恒定律的初步应用 4 容易 热力学第二定律两种表述；能源与环境 5 容易 热力学第二定律两种表述；第二类永动机违背了热力学第二定律 6 容易 熵和熵增加原理 7 适中 判断系统吸放热、做功情况和内能变化情况；热力学第二定律两种表述；热力学第三定律的内容 8 容易 理解热力学第一定律的表述和表达式 9 适中 气体等温变化的图象；理解热力学第一定律的表述和表达式 10 容易 理解热力学第一定律的表述和表达式；热力学第一定律的应用 11 容易 理解热力学第一定律的表述和表达式 12 适中 盖-吕萨克定律的理解及初步应用；气体压强的微观意义；热力学第一定律的应用 二、多选题 13 容易 功能关系的理解；能量守恒定律的内容表述 14 适中 计算系统内能改变、吸放热及做功；应用理想气体状态方程处理实际问题 15 适中 理想气体的状态方程的理解及初步应用；热力学第一定律的应用 16 适中 热力学第二定律两种表述；熵和熵增加原理 17 适中 气体等温变化的图象；热力学第一定律的应用 三、解答题 18 适中 气体等压变化的图象；热力学第一定律的应用 19 容易 热力学第一定律的应用 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《热力学定律单元复习提升常考练习题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D C B B D B B 题号 11 12 13 14 15 16 17 答案 D B ABC AD AC CD AC 1．C 【详解】A．自然界中的能量是守恒的，故A错误； B．永动机不可以被制成，第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，故B错误； C．根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故C正确； D．最低温度为绝对零度，为零下273 ℃，所以地球上任何地方的温度都不可能达到零下300 ℃，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．玩具饮水鸟的内部结构如图所示    其原理是先在鸟嘴上滴一些水，水分蒸发后吸热使得头部气压小于肚子中的气压，从而使肚子中的部分液体压入头部，使重心上移，鸟的身体变得不稳定而发生倾斜，倾斜的过程中肚子中的玻璃管口脱离液面，从而使头部的液体又回流到肚子中，使鸟的身体再回到开始的竖直状态，而刚才倾斜的过程中鸟嘴刚好又沾到了水，之后鸟回到竖直状态后，鸟嘴的水分蒸发，重复前方的运动，即饮水鸟上下运动的能量来源于周围空气的内能，这种玩具饮水鸟仍然遵循能量守恒定律，但不是一架永动机，永动机是永远不可以制造出来的，故A错误； C．根据上述可知，此现象没有违背热力学第二定律，故C错误。 B．根据熵增原理，自然过程总是沿着分子热运动无序性增加的方向进行，故B错误； D．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸取热量并使之全部变成功而不产生其他影响，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】AB．要维持转轮转动需要外力做功，转轮转动所需能量不能由转轮自己提供，靠的是记忆合金在热水中吸收热量发生形变而运转然后在空气中释放热量回复形变进行循环，当热水的温度达不到记忆合金的“变态温度”需要给水升温，因此消耗能量，故B错误； C．根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，其吸收的热量用于转轮动能的增加，空气中的放热和机械运转的摩擦损耗，故C正确； D．转动的叶片不断搅动热水的过程记忆合金吸热发生形变，转出热水需要将能量释放在进入热热水吸热，故水温降低，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故空调机从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故A错误； B．根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，故B错误； C．自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故C错误； D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，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，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．热量能够自发的从高温物体传到低温物体；热量也能在一定条件下从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化，A错误； B．根据热力学第二定律，机械能可能全部转化为内能而不引起其他变化，反过来则不行，B错误； C．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它任何变化，C正确； D．凡是不违反能量守恒定律的过程也不一定能实现，可能违反热力学第二定理，例如第二类永动机，D错误。 故选C。 6．B 【详解】AD．熵是分子运动无序程度的量度，熵越大，分子运动无序程度越大，故AD正确； B．在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行，故B错误； C．热力学第二定律的微观实质是与热现象有关的自发宏观过程朝熵增加的方向进行，热力学第二定律又称为熵增加原理，故C正确。 故选B。 7．B 【详解】A．做功和热传递都能改变物体的内能，根据热力学第一定律可知，当外界对物体做功，物体的内能不一定增加，故A错误； B．据热力学第二定律可知：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，故B正确； C．无论科学技术多么发达，机械效率可能提高，但一定小于100%，即机械效率不可能达到100%，故C错误； D．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但是只要外界提供能量，热量可以从低温传递到高温，比如冰箱的工作原理，故D错误。 故选B。 8．D 【详解】AD．改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递；外界对物体做功，可能同时物体对外放热，所以物体的内能不一定增加，故A错误，D正确； B．物体吸收热量，可能同时物体对外做功，所以物体的内能不一定增加，故B错误； C．物体放出热量，可能同时外界对物体做功，所以物体的内能不一定减少，故C错误。 故选D。 9．B 【详解】A．根据一定质量的理想气体状态方程 化简得 p＝CT• 结合p−图像可知，图像的斜率为 k=CT 过程①中从A→B，B点与O点连线的斜率变小，说明气体温度降低，气体分子的平均动能减小；根据理想气体压强的微观意义可知，气体分子单位时间内对容器壁单位面积的平均作用力减小，故A错误； B．过程②中从B→C，C点与O点连线的斜率变大，气体温度升高，气体的体积增大，气体的密集程度减小，压强不变，气体对容器壁碰撞的几率减小，由理想气体压强的微观意义可知气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减少，故B正确； C．过程③可读出压强增大，斜率不变，即温度不变，内能不变，但是体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故C错误； D． C→A→B过程和B→C过程气体体积变化量大小相同，根据图像可知前一过程压强大于后一过程，根据可知，气体对外界做的功小于外界对气体做的功，故D错误。 故选B。 10．B 【详解】A．由于爬山过程中气体体积不变，故气体不对外做功，故A错误； B．爬山过程中温度降低，则气体内能减小，故B正确； C．根据热力学第一定律可知 爬山过程中气体不做功，但内能减小，故可知气体放出热量，故C错误； D．爬山过程中氧气瓶里的气体容积质量均不变，温度减小，根据理想气体状态方程有 可知气体压强减小，故D错误； 故选B。 11．D 【详解】AB．一定质量的理想气体从状态a开始，沿题图路径到达状态b过程中气体发生等容变化，压强减小，根据查理定律，可知气体温度降低，再根据热力学第一定律U = Q＋W，由于气体不做功，内能减小，则气体放热，AB错误； CD．一定质量的理想气体从状态b沿题图路径到达状态c过程中气体发生等压变化，体积增大，根据，可知气体温度升高，内能增大，再根据热力学第一定律U = Q＋W，可知b到c过程吸热，且吸收的热量大于功值，C错误、D正确。 故选D。 12．B 【详解】A．罐中气体压强等于大气压强，则当温度升高后罐中气体压强不变，A错误； B．当温度较低时，罐中气体体积较小，则管中液面偏向左边；当温度较高时，罐中气体体积较大，则管中液面偏向右边，即吸管上的温度刻度值左小右大，B正确； C．温度升高时，罐内气体体积变大，对外做功，则罐内气体增加的内能小于吸收的热量，C错误； D．因气体的压强不变，温度升高时，气体体积变大，气体的数密度减小，气体的平均速率变大，则饮料罐内壁单位面积、单位时间受到气体分子撞击次数减小，D错误。 故选B。 13．ABC 【详解】A．根据能量守恒定律，某种形式的能量减少，一定存在其它形式的能量增加，A正确； B．根据能量守恒定律，某个物体的能量减少，必然有其它物体的能量增加，B正确； C．根据功和能关系，功是能量变化的量度，做功的过程就是能量变化的过程，C正确； D．根据能量守恒定律，能量不能凭空消失，石子落地的过程中，克服阻力做功，机械能转化为其它形式的能，D错误。 故选ABC。 14．AD 【详解】A．过程①是等容变化，温度升高，由查理定理可知压强增大，故A正确； B．过程②中，体积增大，气体对外做功，故B错误； C．过程③是等温变化，温度不变，故状态c、d的内能相等，故C错误。 D．根据理想气体状态方程 可知 图像各点与原点连线的斜率代表，则气体在状态 d 时的压强比在状态b时的压强小，故D正确； 故选AD。 15．AC 【详解】A．对于理想气体：AB过程，由查理定律有 解得，故A正确； B．BC过程，由盖—吕萨克定律有 解得，故B错误； C．气体从状态C→A过程中，温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知， ，则气体放热，故C正确； D．状态A→B气体体积不变，不对外做功，BC过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态A到状态C气体对外做功，故D错误。 故选AC。 16．CD 【详解】A．热力学第一定律强调能量守恒，热力学第二定律从宏观角度看强调过程的方向性，从微观角度看强调统计规律，故A错误； B．根据热力学第二定律的克劳修斯表述，热量不能自发地从低温物体传向高温物体，但在外界做功的情况下可以从低温物体传向高温物体，故B错误； C．根据热力学第二定律的开尔文表述，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，但如果不要求“不产生其他影响”，例如理想气体等温膨胀过程，物体可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，故C正确； D．根据熵增加原理，在自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，即熵值不可能减小，故D正确； 故选CD。 17．AC 【详解】A．图线与坐标轴围成的面积等于气体做功，则过程，气体体积增加，对外做功；过程体积不变，不做功，则过程，气体对外做功，A正确； B．过程，气体体积减小，外界对气体做功，过程体积不变，不做功，过程，外界对气体做功，B错误； C．整个循环过程中，外界对气体做功，C正确； D．整个循环过程，气体内能不变，根据热力学第一定律，气体放出热量，D错误。 故选AC。 18．(1)540K (2)增加1400J 【详解】（1）D→A为等温线，则 C→D过程是等压变化，由盖－吕萨克定律，得 解得 （2）A→B过程压强不变，体积增大，则气体对外界做功 由热力学第一定律得 即气体内能增加了。 19．(1)57℃ (2)放热，10J 【详解】（1）设汽车内的温度上升到t，打火机内气体发生等容变化，根据查理定律有 即 解得 （2）根据热力学第一定律有 其中，，代入数据得 该过程为放热。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $