第三章 热力学定律 概念逻辑检测-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

[校徽]　　学校：______________ 选必三第三章 热力学定律-概念逻辑检测卷-参考答案 命题：__________　复核：__________　使用班级：__________ 板块一　基础知识默写（约40%） （一）核心概念填空 1. 热力学第一定律表达式：ΔU = Q + W，其中 ΔU 表示内能的变化量，Q 表示物体吸收的热量，W 表示外界对系统做的功。 2. 符号法则：物体吸收热量时 Q 取正，放出热量时 Q 取负；外界对系统做功时 W 取正，系统对外做功时 W 取负。 3. 做功与热传递在改变内能上等效，但做功是其他形式能与内能的转化，热传递是内能的转移。 4. 热力学第二定律开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响（第二类永动机不可能制成）。 5. 热力学第二定律克劳修斯表述：热量不能自发地（自动地）从低温物体传到高温物体。 6. 熵是描述系统无序程度（混乱度）的物理量，孤立系统的熵永不减少（总增加或不变），称为熵增原理。 7. 能量守恒定律：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别的物体，总量保持不变。 （二）核心公式默写 1. 公式名称：热力学第一定律 　表达式：　ΔU = Q + W 　各物理量名称与单位：　ΔU：内能变化（J）；Q：物体吸收的热量（J）；W：外界对系统做的功（J） 　适用条件：　任何热力学过程均适用（能量守恒） 板块二　核心逻辑建模（约60%） （一）模型情境 封闭气缸热力学过程分析模型：如图所示，封闭气缸中的气体可经历不同过程：等温过程（T 不变，Q 与 W 互相转化）、绝热过程（Q=0，W 改变内能进而改变温度）、等压过程（p 不变，V 与 T 同时变化）。分析时以热力学第一定律为统一工具。 （二）分析简答（请写出分析过程与结论） 1. 【基础识别层】阐述热力学第一定律的物理意义，并说明各物理量的正负号规定。 【参考答案】 · 物理意义：做功和热传递都能改变系统内能，系统内能的增量等于外界传递给系统的热量与外界对系统做功之和（能量守恒在热学中的表达）。 · 符号规定：Q>0 表示系统吸热，Q<0 表示放热；W>0 表示外界对系统做功，W<0 表示系统对外做功；ΔU>0 表示内能增加。 【得分要点】物理意义2分；正负号规定2分。 【易错提示】高频错：把 W 的符号记反（误以为“系统对外做功 W 为正”）；或对 ΔU 的正负理解错。 2. 【原理辨析层】说明做功和热传递在改变内能上的等效性与本质区别。 【参考答案】 · 等效性：做功和热传递都能改变系统内能，一定数值的功与一定数值的热量在改变内能上效果相同（如 1 J 功 ≡ 1 J 热量）。 · 本质区别：做功是其他形式能与内能的转化（伴随宏观位移/机械运动）；热传递是内能从一个物体向另一个物体的转移（不伴随能量形式变化）。 【得分要点】等效性2分；本质区别两点各1分。 【易错提示】易错：把“等效”等同于“本质相同”；混淆“转化”与“转移”。 3. 【原理辨析层】绝热膨胀过程中，气体内能如何变化？温度如何变化？说明推导依据。 【参考答案】 · 变化：绝热膨胀时 Q=0，气体膨胀对外做功 W<0，由 ΔU=Q+W 得 ΔU<0，内能减少。 · 温度：理想气体内能只由温度决定，内能减少→温度降低。 · 依据：热力学第一定律 ΔU=Q+W，绝热条件 Q=0，膨胀对外做功使 W 为负。 【得分要点】内能减少、温度降低各1分；推导依据2分。 【易错提示】易错：误以为“膨胀降温”靠经验记忆而不知用第一定律推导；或把绝热当“温度不变”。 4. 【误区排查层】判断“热量不能从低温物体传到高温物体”的正误，并说明理由。 【参考答案】 · 错误（表述不完整）。热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能“自发地（不引起其他变化地）”从低温传到高温。 · 通过外界做功或制冷机，热量完全可以从低温物体传到高温物体（如冰箱），但这会引起其他变化，不违反第二定律。 【得分要点】判断“错误”1分；理由须点出“自发/不引起其他变化”及“冰箱反例”3分。 【易错提示】高频错：把克劳修斯表述记成绝对的“不能”，忽略“自发地”这一关键限定。 5. 【拓展应用层】说明热力学第二定律的物理本质，并分析第二类永动机不可能的原因。 【参考答案】 · 物理本质：自然界中与热现象有关的宏观自发过程具有方向性（不可逆性），如热量自发从高温流向低温、机械能可自发转化为内能而内能不能全部变成功。 · 第二类永动机：设想从单一热源吸热并全部转化为有用功而不产生其他影响。 · 不可能原因：违反热力学第二定律（开尔文表述）——不可能从单一热源取热使之完全变成功而不引起其他变化，故第二类永动机不可能制成。 【得分要点】本质（方向性/不可逆）2分；第二类永动机定义与失败原因各1分。 【易错提示】易错：混淆第一、第二类永动机——第一类违反能量守恒，第二类不违反能量守恒但违反第二定律。 学科网（北京）股份有限公司 $ [校徽]　　学校：______________ 选必三第三章 热力学定律-概念逻辑检测卷 班级：__________　姓名：__________　学号：__________　得分：__________ 板块一　基础知识默写（约40%） （一）核心概念填空 1. 热力学第一定律表达式： ，其中 ΔU 表示 ，Q 表示 ，W 表示 。 2. 符号法则：物体 热量时 Q 取正， 热量时 Q 取负；外界对系统 时 W 取正，系统 时 W 取负。 3. 做功与热传递在改变内能上 ，但做功是 的转化，热传递是 的转移。 4. 热力学第二定律开尔文表述：不可能从 吸收热量，使之完全变为 而不产生其他影响（ 永动机不可能制成）。 5. 热力学第二定律克劳修斯表述：热量不能 从低温物体传到高温物体。 6. 熵是描述系统 的物理量，孤立系统的熵 ，称为熵增原理。 7. 能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，只能 ，总量 。 （二）核心公式默写 1. 公式名称：热力学第一定律 　表达式：　 　各物理量名称与单位：　 　适用条件：　 板块二　核心逻辑建模（约60%） （一）模型情境 封闭气缸热力学过程分析模型：如图所示，封闭气缸中的气体可经历不同过程：等温过程（T 不变，Q 与 W 互相转化）、绝热过程（Q=0，W 改变内能进而改变温度）、等压过程（p 不变，V 与 T 同时变化）。分析时以热力学第一定律为统一工具。 图3-1　封闭气缸热力学过程分析模型（示意图） （二）分析简答（请写出分析过程与结论） 1. 【基础识别层】阐述热力学第一定律的物理意义，并说明各物理量的正负号规定。 答： 2. 【原理辨析层】说明做功和热传递在改变内能上的等效性与本质区别。 答： 3. 【原理辨析层】绝热膨胀过程中，气体内能如何变化？温度如何变化？说明推导依据。 答： 4. 【误区排查层】判断“热量不能从低温物体传到高温物体”的正误，并说明理由。 答： 5. 【拓展应用层】说明热力学第二定律的物理本质，并分析第二类永动机不可能的原因。 答： 学科网（北京）股份有限公司 $