解析：
气体甲体积减小，外界对它做正功，其中包括mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙，且为正功，ΔE＝mgh＋W乙．
答案：
B
8.如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气．以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（ ）
A．E甲不变，E乙减小B．E甲不变，E乙增大
C．E甲增大，E乙不变D．E甲增大，E乙减小
解析：
本题解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能改变取决于做功的情况．对甲室内的理想气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其内能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．
答案：
D
9．用5N的力垂直于活塞推动压缩绝热气缸的气体，活塞的位移为0.1m时，气体内能的变化量是多少？
内能增加了还是减少了？
解析：
外界对气体做功W＝Fs＝5×0.1J＝0.5J，气体内能增加，增加量为0.5J.
答案：
增加了0.5J
第十章热力学定律
2热和内能
A级 抓基础
1．下列改变物体内能的物理过程中，属于对物体热传递来改变物体内能的有（ ）
A．用锯子锯木料，锯条温度升高
B．阳光照射地面，地面温度升高
C．搓搓手就感觉手暖和些
D．擦火柴时，火柴头燃烧起来
答案：
B
2．关于系统内能的下列说法正确的是（ ）
A．物体内所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能
B．一个物体当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
C．外界对系统做了多少功W，系统的内能就增加多少，即ΔU＝W
D．系统从外界吸收了多少热量Q，系统的内能就增加了多少，即ΔU＝Q
解析：
在分子动理论中，我们把物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和定义为物体的内能，选项A正确．物体的内能与机械能是两个不同的物理概念，两者没有任何关系．如物体的速度增加了，机械能可能增加；但如果物体的温度不变，物体的内能可能不变，故选项B错误．只有当系统与外界绝热时，外界对系统做的功才等于系统内能的增量，同理，只有在单纯的热传递过程中，系统吸收（或放出）的热量才等于系统内能的增量，故C、D两项错误．
答案：
A
3．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起（若不计气泡内空气分子势能的变化），则（ ）
A．气泡对外做功，内能不变，同时放热
B．气泡对外做功，内能不变，同时吸热
C．气泡内能减少，同时放热
D．气泡内能不变，不吸热也不放热
解析：
在气泡缓慢上升的过程中，气泡外部的压强逐渐减小，气泡膨胀，对外做功，故气泡中空气分子的内能减小，温度降低．但由于外部恒温，且气泡缓慢上升，故可以认为上升过程中气泡内空气的温度始终等于外界温度，内能不变，故须从外界吸收热量，且吸收的热量等于对外界所做的功．
答案：
B
4．（多选）在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50J，下列说法中正确的是（ ）
A．一定是物体放出了50J的热量
B．一定是物体吸收了50J的热量
C．一定是物体分子动能增加了50J
D．物体的分子平均动能可能不变
解析：
在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50J并不一定是分子动能增加了50J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50J热量全部用来增加分子势能．
答案：
BD
5．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，直到两物体的内能相等
D．热量是热传递过程中内能转移量的量度
解析：
物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D是正确的．
答案：
D
B级 提能力
6．下列关于内能与热量的说法中，正确的是（ ）
A．马铃薯所含热量高
B．内能越大的物体热量也越多
C．热量自发地从内能大的物体流向内能小的物体
D．热量自发地从温度高的物体流向温度低的物体
解析：
选项A是一种很常见的说法，在日常生活中似无须计较，但从物理学的角度来看，却有不妥，热量是过程量，不是状态量，不能像内能那样蕴含在物体中，选项A错；说法B与说法A存在相同的错误，此外，物体的内能与热量之间，在数量上没有必然联系，选项B错；两物体之间热量的流向只与它们的温度有关，与它们的内能无关，选项C错．
答案：
D
7.如图所示，A、B是两个完全相同的球，分别浸没在水和水银的同一深度处，A、B两球用同一种材料制成，当温度稍微升高时，球的体积会明显变大，如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢升高到同一值，两球膨胀后，体积相等，则（ ）
A.A球吸收的热量较多 B.B球吸收的热量较多
C.两球吸收的热量一样多D.无法确定
解析：
A、B两球升高同样的温度，体积变化又相同，则二者内能的变化相同，而B球是处在水银中的，B球膨胀时受到的压力大，对外做功多，因此B球吸收热量较多一些.
答案：
B
8．如图甲所示的容器中，A、B中各有一个可自由移动的活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压恒定，A、B的底部由带阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．打开阀门前，A中水面比B中水面高，打开阀门后，A中的水逐渐向B中流，最后达到同一高度，在这个过程中（ ）
A．大气压力对水做功，水的内能增加
B．水克服大气压力做功，水的内能减少
C．大气压力对水不做功，水的内能不变
D．大气压力对水不做功，水的内能增加
解析：
打开阀门K稳定后，容器A、B中的水面相平，相当于题图乙中画斜线部分的水从A移到B，这部分水的重力势能减少了，即重力对水做了功，同时大气压力对A容器中的水做正功为p0SAhA，对B容器中的水做负功为p0SBhB，因为两部分水的体积相等，所以大气压力对水做的总功为零．由于容器绝热，系统与外界之间没有热交换，而重力对系统做正功，故水的内能增加．
答案：
D
9．重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（ ）
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
解析：
质量一定的气体，由理想气体状态方程体积不变温度升高，则压强增大内能增大，则A、C错误；体积不变气体不做功，内能增大则吸收热量，则B正确，D错误；从微观角度来说：
温度升高分子平均动能增大．
答案：
B
10.某同学做了一个小实验：
先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______________，温度__________________，体积__________________．
（2）若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收________J的热量．如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还____________（选填“吸收”或“放出”）热量____________J.
解析：
（1）烧瓶和烧瓶内的气体要从热水杯中吸收水的热量，温度升高，体积增大．
（2）做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的．
答案：
（1）热量 升高 增大
（2）1500 放出 500
第十章热力学定律
3热力学第一定律能量守恒定律
A级 抓基础
1．在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将（ ）
A．降低 B．升高
C．不变D．无法确定
解析：
取房间内气体及电冰箱（有散热装置）为系统，外界消耗电能，对系统做功，系统总内能增加．
答案：
B
2.如图所示是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的（ ）
A．温度升高，内能增加600J
B．温度升高，内能减少200J
C．温度降低，内能增加600J
D．温度降低，内能减少200J
解析：
对一定质量的气体，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，ΔU＝800J＋（－200J）＝600J，ΔU为正表示内能增加了600J，对气体来说，分子间距较大，分子势能为零，内能等于所有分子动能的和，内能增加，气体分子的平均动能增加，温度升高，选项A正确．
答案：
A
3．在热力学第一定律的表达式ΔU＝W＋Q中关于ΔU、W、Q各个物理量的正、负，下列说法中正确的是（ ）
A．外界对物体做功时W为正，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为正
B．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为负
C．物体对外界做功时W为负，吸热时Q为正，内能增加时ΔU为正
D．外界对物体做功时W为负，吸热时Q为负，内能增加时ΔU为负
解析：
外界对物体做功时W为正，反之为负；吸热时Q为正，反之为负；内能增加时ΔU为正，反之为负．故C正确．
答案：
C
4．（多选）一定质量的理想气体，如果体积膨胀，同时吸收热量，下列关于该气体内能变化的说法中正确的是（ ）
A．如果气体对外做的功大于吸收的热量，气体内能将减少
B．如果气体对外做的功小于吸收的热量，气体内能将减少
C．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能将不变
D．如果气体对外做的功等于吸收的热量，气体内能可能改变
解析：
体积膨胀，则气体的压力一定对外做功．W<0，吸收热量Q>0，所以气体内能的变化要比较二者的大小关系，由W＋Q＝ΔU可知A、C正确．
答案：
AC
5．对于一个大气压下100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水的内能增加，对外界做功，一定是吸热
B．水的内能不变，对外界做功，从外界吸热
C．水的内能减少，对外界不做功，向外界放热
D．水的内能增加，对外界做功，向外界放热
解析：
水变成水蒸气的过程是吸热的过程，又因气体膨胀对外界做功，分子间距增大，分子势能增加，由此判断可知A对．
答案：
A
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中，气体压强p＝1.0×105Pa，吸收的热量Q＝7.0×102J，求此过程中气体内能的增量．
解析：
等压变化，
＝
，对外做的功W＝p（VB－VA）．根据热力学第一定律ΔU＝Q－W，解得ΔU＝5.0×102J.
答案：
5.0×102J
B级 提能力
7.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定（ ）
A．从外界吸热
B．内能增大
C．向外界放热
D．内能减小
解析：
本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对．正确选项为C.
答案：
C
8．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（ ）
A．内能减小，吸收热量
B．内能减小，外界对其做功
C．内能增大，放出热量
D．内能增大，对外界做功
解析：
因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小．空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热．故A、C、D错误，B正确．
答案：
B
9．（多选）如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）．初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是（ ）
A．初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
B．系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
C．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
D．松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
解析：
温度是分子平均动能的标志，A错；松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氢气对氧气做功，由于隔板导热，最终温度相同，系统与外界无热交换，最终温度等于初始温度，B错，C、D正确．
答案：
CD
10.如图所示，倒悬的导热汽缸中封闭着一定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，活塞的下面吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0.起初环境的热力学温度为T0时，活塞到汽缸底面的距离为L.当环境温度逐渐升高，导致活塞缓慢下降，该过程中活塞下降了0.1L，汽缸中的气体吸收的热量为Q.求：
（1）汽缸内部气体内能的增量ΔU；
（2）最终的环境温度T.
解析：
（1）密封气体的压强p＝p0－
密封气体对外做功W＝pS×0.1L
由热力学第一定律ΔU＝Q－W
得ΔU＝Q－0.1p0SL＋0.1LG
（2）该过程是等压变化，由盖—吕萨克定律有
＝
，解得T＝1.1T0
答案：
（1）Q－0.1p0SL＋0.1LG
（2）1.1T0
11.在1个标准大气压下，水在沸腾时，1g的水由液态变成同温度的水汽，其体积由1.043cm3变为1676cm3.已知水的汽化热为2263.8J/g.求：
（1）体积膨胀时气体对外界做的功W；
（2）气体吸收的热量Q；
（3）气体增加的内能ΔU.
解析：
取1g水为研究系统，1g沸腾的水变成同温度的水汽需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，
所以有ΔU（1）气体在等压（大气压）下膨胀做功为：
W＝p（V2－V1）＝1.013×105×（1676－1.043）×10－6J＝169.7J.
（2）气体吸热为：
Q＝mL＝1×2263.8J＝2263.8J.
（3）根据热力学第一定律，得
ΔU＝Q＋W＝2263.8J＋（－169.7）J＝
2094.1J.
答案：
（1）169.7J
（2）2263.8J
（3）2094.1J
第十章热力学定律
4热力学第二定律
A级 抓基础
1．热力学定律表明自然界中进行的热现象的宏观过程（ ）
A．有的只遵守热力学第一定律
B．有的只遵守热力学第二定律
C．有的既不遵守热力学第一定律，也不遵守热力学第二定律
D．所有的都遵守热力学第一、第二定律
解析：
热力学第一、第二定律是热力学的基本定律对所有涉及热现象的宏观过程都成立．故选项D正确，A、B、C错误．
答案：
D
2．（多选）下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A．热机是把内能转化成机械能的装置
B．热机是把机械能转化为内能的装置
C．只要对内燃机不断进行革新，它可以把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能
D．即使没有漏气，也没有摩擦等能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能
解析：
由热机的定义可知A正确，B错误．内燃机工作时内能的损失有多种途径，所以内燃机不可能把燃料燃烧释放的内能全部转化为机械能，故D选项正确，C选项错误．
答案：
AD
3．下列说法正确的是（ ）
A．热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性
B．电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流
C．可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功
D．冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律
解析：
热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律．
答案：
C
4.如图中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是（ ）
A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律
B．气体从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律
C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律
D．ABC三种说法都不对
解析：
热力学第二定律从机械能与内能转化过程的方向性来描述是：
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．本题中如果没有外界的帮助，比如外力拉动活塞杆使活塞向右移动，使气体膨胀对外做功，导致气体温度略微降低，是不可能从外界吸收热量的，即这一过程虽然是气体从单一热源吸热，全用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律．
答案：
C
5．下列说法正确的是（ ）
A．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
B．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的
C．电流的能不可能全部转化为内能
D．热量不可能从低温物体传到高温物体
解析：
由ΔU＝W＋Q可知，A错误；第二类永动机违背了热力学第二定律，所以制造不出来，B正确；电流通过电阻做功电能可以全部转化为内能，C错误；在一定条件下热量可以从低温物体传到高温物体，D错误．
答案：
B
6．（多选）关于第二类永动机，下列说法正确的是（ ）
A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫作第二类永动机
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
解析：
根据第二类永动机的定义可知A选项正确，第二类永动机不违反能量守恒定律，而是违反热力学第二定律，所以B选项错误．机械能可以全部转化为内能，内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能，C选项错误，D选项正确．所以，该题的正确答案是A、D.
答案：
AD
7．（多选）下列说法中正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律
C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D．热力学第二定律的两种表述是等效的
解析：
第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故选项A正确，选项B错误；热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，选项C正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确．
答案：
ACD
8．关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
B．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的
C．在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小
D．温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大
解析：
由热力第二定律可知，A错误，B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D错误．
答案：
B
9．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）
A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并达到绝对零度，最终实现热机效率100%
B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的
C．第二类永动机遵从能量守恒，故能做成
D．用活塞压缩气缸里的空气，对
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