高考物理力学知识点之热力学定律专项训练及解析答案7.docx

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高考物理力学知识点之热力学定律专项训练及解析答案7

高考物理力学知识点之热力学定律专项训练及解析答案（7）

一、选择题

1．如图所示，在大口的玻璃瓶内装一些水，水的上方有水蒸气。

然后用一与打气筒相连的活塞密闭瓶口，并给瓶内打气，当打到某一状态时，瓶塞会跳起来。

当瓶塞跳起时，我们会看到瓶内出现了“白雾”。

对于“白雾”的形成，下列说法正确的是（）

A．这些“白雾”是当瓶塞跳起后外界的水蒸气在瓶口遇冷形成的小水珠

B．这是打气筒向瓶内打进去的水蒸气

C．这是瓶内的水向外膨胀形成的水雾

D．瓶内空气推动瓶塞做功，空气的内能减小，温度降低，使水蒸气液化形成小水滴

2．如图所示为一定质量的理想气体压强随热力学温度变化的图象，气体经历了ab、bc、cd、da四个过程。

其中bc的延长线经过原点，ab与竖直轴平行，cd与水平轴平行，ad与bc平行。

则气体在

A．ab过程中对外界做功

B．bc过程中从外界吸收热量

C．cd过程中内能保持不变

D．da过程中体积保持不变

3．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（　　）

A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

B．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

C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃

D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来

4．若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化．变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示，图中AB线段平行于T轴，BC线段延长线通过坐标原点，CA线段平行于p轴．由图线可知

A．A→B过程中外界对气体做功

B．B→C过程中气体对外界做功

C．C→A过程中气体内能增大

D．A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功

5．某同学将一气球打好气后，不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂，则在气球破裂过程中（　　）

A．气体对外界做功，温度降低B．外界对气体做功，内能增大

C．气体内能不变，体积增大D．气体压强减小，温度升高

6．关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）

A．在一定条件下物体的温度可以降到0K

B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

C．吸收了热量的物体，其内能一定增加

D．压缩气体气体的温度一定升高

7．下列说法正确的是（）

A．分子的热运动就是布朗运动

B．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大

C．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈

D．热力学温标的最低温度为0K，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一

8．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

9．用相同材料制成质量相等的圆环A和圆盘B，厚度相同，且起始温度也相同，把它们都竖立在水平地面上，如图所示．现给它们相同的热量，假设它们不与任何其他物体进行热交换，则升温后，圆环A的温度tA与圆盘B的温度tB的大小关系是

A．tA＞tBB．tA=tBC．tA＜tBD．无法确定

10．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是（）

A．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量

B．满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行

C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大

11．下列说法正确的是_________．

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能

C．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程

D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

12．如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点，以下说法不正确的是

A．从状态d到c,气体体积增大，气体对外做功

B．从状态c到b，气体体积减小，外界对气体做功

C．从状态a到d,内能增加，气体从外界吸热

D．从状态b到a，内能增加，气体对外界放热

13．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．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量

C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功

14．下列说法正确的是（　　）

A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故

B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力

C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理

D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机

15．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图,M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中

A．外界对气体做功，气体内能增大

B．外界对气体做功，气体内能减小

C．气体对外界做功，气体内能增大

D．气体对外界做功，气体内能减小

16．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则

A．缸内的气体压强减小，内能减小

B．缸内的气体压强增大，内能减小

C．缸内的气体压强增大，内能不变

D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加

17．关于热力学定律，下列说法中正确的是（　　）

A．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功

B．理想气体的等压膨胀过程一定放热

C．热量不可能从低温物体传递到高温物体

D．压缩气体做功，该气体的内能一定增加

18．如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac．则．

A．Tb＞Tc，Qab＞QacB．Tb＞Tc，Qab＜Qac

C．Tb=Tc，Qab＞QacD．Tb=Tc，Qab＜Qac

19．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（　　）

A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量

B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量

C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功

D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加

20．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后变化到状态A，完成循环。

下列说法正确的是（　　）

A．状态A到状态B是等温变化B．状态A时所有分子的速率都比状态C时的小

C．状态A到状态B，气体对外界做功为

D．整个循环过程，气体从外界吸收的热量是

21．如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c到b，另一个是从a到b，其中c与a的温度相同，比较两段变化过程，则（　　）

A．c到b过程气体放出热量较多B．a到b过程气体放出热量较多

C．c到b过程内能减少较多D．a到b过程内能减少较多

22．一定质量的理想气体（不考虑气体分子势能），在温度升高的过程中（　　）

A．气体分子的平均动能可能不变B．外界一定对气体做功

C．气体一定从外界吸收热量D．气体的内能一定增加

23．气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化是

A．减小20JB．增大20JC．减小220JD．增大220J

24．如图所示，内壁光滑的固定气缸水平放置，其右端由于有挡板，厚度不计的活塞不能离开气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距气缸右端的距离为0.2m。

现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa。

已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J，则封闭气体的内能变化量为（）

A．400JB．1200JC．2000JD．2800J

25．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）

A．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳

B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性

C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天

D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．D

解析：

D

【解析】

【详解】

当用打气筒向瓶内打气时，外界对系统做功，使系统的内能增加，温度升高，压强增大，使瓶塞从瓶口中喷出形成“白雾”的原因是，在塞子突然跳起时，气体绝热膨胀对外做功，内能减少，温度下降，水蒸气有一部分被液化成小水滴，形成“白雾”，故选项D正确，ABC错误。

故选D。

2．A

解析：

A

【解析】

【详解】

A.ab过程气体发生等温过程，压强降低，根据PV/T=C，知体积增大，气体对外界做功，故A正确；

B.bc过程，连线过坐标原点，则bc过程中体积不变，W=0，温度降低，内能减小，根据∆U=W+Q可知，气体放热，故B错误；

C.cd过程中气体压强不变，温度降低，则内能减小，选项C错误；

D.da过程，d与原点连线的斜率大于a与原点连线的斜率，据

知，d状态气体的体积小于a状态气体的体积，即da过程中体积增大，故D错误。

3．A

解析：

A

【解析】

【详解】

A.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；

B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；

C.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能无限接近－273.15℃，C错误；

D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误.

4．D

解析：

D

【解析】

【详解】

A.A→B过程中，压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外界做功，选项A错误；

B.B→C过程中气体做等容变化，则气体不对外界做功，外界也不对气体做功，选项B错误；

C.C→A过程中温度不变，则气体内能不变，选项C错误；

D.A→B过程中气体压强不变，温度升高，体积变大，内能变大，气体对外做功，根据∆E=W+Q可知，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D正确．

5．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

在气球破裂过程中，体积增大，属于气体对外做功；由于气球破裂过程的时间比较短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律

可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程

可知气体压强减小；

A.气体对外界做功，温度降低与分析相符，故选项A符合题意；

B.外界对气体做功，内能增大与分析不符，故选项B不合题意；

C.气体内能不变，体积增大与分析不符，故选项C不合题意；

D.气体压强减小，温度升高与分析不符，故选项D不合题意；

6．B

解析：

B

【解析】

选B.根据热力学第三定律的绝对零度不可能达到可知A错误；物体从外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小或不变，C错；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外界放热，内能可能减少、温度降低，D错；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B对．

7．D

解析：

D

【解析】

【详解】

A.布朗运动观察到的是固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，但不是分子的热运动，故A错误；

B.气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，并非每个气体分子的动能越大，故B错误；

C.物体本身运动跟组成此物体的分子的热运动没关系，温度越高，内部分子的热运动越激烈，故C错误；

D.根据热力学第三定律，热力学温标的最低温度为0K，它没有负值；它的单位是物理学的基本单位之一，故D正确；

8．B

解析：

B

【解析】

质量一定的气体，体积不变，当温度升高时，是一个等容变化，据压强的微观解释：

（1）温度升高：

气体的平均动能增加；

（2）单位时间内撞击单位面积的器壁的分子数增多，可知压强增大．由于温度升高，所以分子平均动能增大，物体的内能变大；体积不变，对内外都不做功，内能增大，所以只有吸收热量，故ACD错误，B正确．

9．C

解析：

C

【解析】

【详解】

由于圆环与圆盘的重心的位置都在它们的几何中心，所以开始时A的重心位置比较高；若A与B升高相等的温度，根据热胀冷缩可知，A的重心位置升高的高度大．A的重力势能增大量：

△EPA＞△EPB，所以A克服重力做的功比较多；

根据热力学第一定律：

△U=Q+W；A与B吸收相等的热量，而A克服重力做的功比较多，所以A的内能的增加量比较小．所以A温度的升高量比较小，则tA＜tB。

A.tA＞tB。

与上述结论不符，故A错误；

B.tA=tB。

与上述结论不符，故B错误；

C.tA＜tB。

与上述结论相符，故C正确；

D.无法确定。

与上述结论不符，故D错误。

故选：

C

10．A

解析：

A

【解析】

试题分析：

知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，根据

，可以求出其分子质量，故A正确．根据热力学第二定律可知一切热现象都有方向性，如热量不可能自发的从低温向高温传递，故B错误．.布朗运动是固体微粒的无规则运动是由液体分子撞击形成的，反应了液体分子的无规则运动，故C错误.首先明确了开始分子之间距离与

关系，才能判断分子势能的变化情况，若开始分子之间距离小于

，则在分子之间距离增大到大于

过程中，分子势能先减小后增大，故D错误.故选A．

考点：

分子动理论、布朗运动、热力学第二定律

11．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

A．布朗运动时固体微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，选项A错误．

B．由热力学第一定律可知改变内能有做功和热传递两种方式，选项B错误．

C．由热力学第二定律知一切热现象都是不可逆的，功转变成热能自发发生，但热转化为功要引起其它的变化，选项C错误．

D．由理想气体状态方程

可知，压强

不变时，温度

降低，则体积减小，即

增加，选项D正确．

故选D．

12．D

解析：

D

【解析】

【详解】

A项：

从状态d到c，气体温度不变，压强减小，由公式

可知，体积增大，气体对外做功，故A正确；

B项：

由图示图象可知，

a到b过程p与T成正比，是等容变化，则

，从c到

是等压变化，由等压变化可知，体积减小，即

，则

，从c到b过程体系积减小，外界对气体做功，故B正确；

C项：

从状态a到d，压强不变，温度升高，内能增大，由公式

可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C正确；

D项：

从状态b到a为等容变化，温度升高，内能增大，由公式

可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误。

13．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减小，而塑料瓶变扁，内部气体体积减小，外界对它做了功，根据热力学第一定律

，它会放出热量，ABC错误，D正确．

14．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

A．液体表面存在张力，表面要缩小到最小而平衡，故A正确；

B．用气筒给自行车打气，越大越费劲，是因为车胎内外压强差越来越大，与气体分子之间有斥力无关，故B错误；

C．严格遵守气体实验定律的气体是理想气体，实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体，故C错误；

D．根据热力学第二定律可知，不可能制造出效率为100%的机器，故D错误。

故选A。

15．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大．A正确．

16．C

解析：

C

【解析】

试题分析：

对活塞来说：

，则当m减小时，P增大；由于气体体积变大，则对外做功，W＜0，由于气体的温度不变，则△E=0，气体的内能不变，故选项C正确．

考点：

热力学第一定律；气体的压强.

17．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他的变化，如绝热气缸，故A正确；

B．当理想气体做等压膨胀过程时，根据

可得温度要增加，故内能△U增加；又因为气体膨胀对外做功，所以W＜0，再根据热力学第一定律

△U=W+Q

可得Q＞0，气体一定吸收热量，故B错误；

C．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功的话，可以从低温物体传递到高温物体；故C错误；

D．压缩气体，外界对气体做功，W＜0，根据热力学第一定律

△U=W+Q

得知若气体同时放热，气体的内能不一定增加；故D错误。

故选A。

18．C

解析：

C

【解析】

试题分析：

设气体在a状态时的温度为Ta，由图可知：

VC=Va=V0、Vb=2V0=2Va，

①从a到b是等压变化：

解得：

Tb=2Ta

从a到c是等容变化：

，由于Pc=2P0=2Pa解得：

Tc=2Ta，所以：

Tb=Tc

②因为从a到c是等容变化过程，体积不变，气体不做功，故a→c过程增加的内能等于a→c过程吸收的热量；而a→b过程体积增大，气体对外做正功，由热力学第一定律可知a→b过程增加的内能大于a→b过程吸收的热量，Qac＜Qab．

故选C

考点：

理想气体的状态变化曲线

【名师点睛】该题考查了气体的状态方程和热力学第一定律的应用，利用气体状态方程解决问题时，首先要确定气体状态和各状态下的状态参量，选择相应的气体变化规律解答；在利用热力学第一定律解决问题时，要注意气体的做功情况，区分对内做功和对外做功，同时要注意区分吸热还是放热．

19．C

解析：

C

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据图象可以知道，A→B，气体的压强体积都变大，PV的乘积变大，根据

可知气体的温度升高，所以气体的分子平均动能增加；温度升高则内能增加，而体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律知气体要吸收热量，选项A错误；

B．由B→C，气体做的是等容变化，分子数密度不变；等容变化，压强减小，温度降低，内能减小；体积不变，

，内能减小，气体放出热量；选项B错误；

C．C→A过程，气体做的是等压变化，体积减小，根据

可知温度降低，则气体内能减小，体积减小则外界对气体做功，根据热力学第一定律知气体放出热量，选项C正确；

D．经过一个循环过程后，回到A点，温度跟初始温度相同，则内能不变，选项D错误。

故选C。

20．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

A．从状态A到状态B，体积和压强都增大，根据理想气体状态方程

温度一定升高，A错误。

B．从状态C到状态A，压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程

温度一定降低，分子平均速率减小，但平均速率是统计规律，对于具体某一个分子并不适应，故不能说状态A时所有分子的速率都比状态C时的小，B错误。

C．从状态A到状态B，压强的平均值

气体对外界做功为大小

C错误；

D．从状态B到状态C为等容变化，气体不做功，即

；从状态C到状态A为等压变化，体积减小，外界对其他做功

对于整个循环过程，内能不变，

，根据热力学第一定律

得

代入数据解得

D正确。

故选D。

21．B

解析：

B

【解析】

【分析】

【详解】

CD．

到

过程与

到

过程理想气体的温度降低相同，所以内能减少相同，故CD错误；

AB．

到

过程压强不变，气体温度降低，气体体积减小，外界对气体做功，

；

到

过程气体体积不变，外界对气体不做功，

，根据热力学第一定律

可知

到

过程气体放出热量较多，故B正确，A错误。

故选B。

22．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

AD．理想气体不计分子势能，温度升高，分子平均动能增大，内能一定增加，故D正确，A错误；

BC．内能增加，外界可能对气体做功，也可能气体从外界吸收热量，故BC错误。

故选D。

23．B

解析：

B

【解析】

【分析】

【详解】

由热力学第一定律得：

△U=W+Q=-100J+120J=20J

则气体内能增加了20J

故选B。

．

24．B

解析：

B

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为

由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为

故ACD错误，B正确。

故选B。

25．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

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，任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳，A正确．热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，B错误．虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，C错误．单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，变成了其他形式的能量，能量是守恒的，D错误．