高考物理上海力学知识点之热力学定律综合练习.docx
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高考物理上海力学知识点之热力学定律综合练习
高考物理上海力学知识点之热力学定律综合练习
一、选择题
1.在下列叙述中,正确的是
A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
B.—定质量的气体,体积不变时,温度越高,气体的压强就越大
C.对一定质量的气体加热,其内能一定增加
D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小
2.下列过程中可能发生的是( )
A.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开
B.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高
C.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状
D.某种物质从高温热源吸收20kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响
3.下面几幅图中,有关功与内能的说法中正确的是
A.图1中迅速下压活塞,棉花会燃烧起来,说明热传递可以使物体的温度升高
B.图2中重物下落带动叶片转动,由于叶片向水传递热量而使水的温度升高
C.图3中降落的重物使发电机发电,电流对水做功使水的温度升高
D.做功和热传递都可以使物体的内能增加
4.下列说法正确的是
A.液体中悬浮的颗粒越大,某时刻撞击它的分子越多,布朗运动越明显
B.用“油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
C.温度升高,每个分子的动能都增大,导致分子平均动能增大
D.冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气
5.下列有关热学的叙述中,正确的是( )
A.同一温度下,无论是氢气还是氮气,它们分子速率都呈现出“中间多,两头少”的分布规律,且分子平均速率相同
B.在绝热条件下压缩理想气体,则其内能不一定增加
C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动
D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,故液体表面存在张力
6.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
7.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
8.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )
A.第二类永动机违背能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加
C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式没有区别
9.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度变化如图所示,则此过程( )
A.气体的密度减小
B.外界对气体做功
C.气体从外界吸收了热量
D.气体分子的平均动能增大
10.下列说法正确的是( )
A.气体的温度升高,分子动能都增大
B.功可以全部转化为热,但吸收的热量一定不能全部转化为功
C.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化
11.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中ab与竖直轴平行,bc的延长线通过原点,cd与水平轴平行,da与bc平行,则()
A.ab过程中气体温度不变,气体不吸热也不放热
B.bc过程中气体体积保持不变,气体放出热量
C.cd过程中气体体积不断增加,气体吸收热量
D.da过程中气体体积保持不变,气体放出热量
12.下列说法正确的是( )
A.决定封闭理想气体压强大小的是,分子密集程度和分子的平均动能
B.决定理想气体压强的是,分子平均动能和分子种类
C.质量相同的
的水和
的冰具有相同的内能
D.一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程,内能一定减少
13.⑴下列说法:
正确的是.
A.由阿伏德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可以估算该种气体分子的大小
B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显
C.分子间的引力随分子间距离的增大而增大,分子间斥力随分子间距离的增大而减小
D.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体
14.下列说法不正确的是( )
A.饱和气压与热力学温度成正比
B.一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功,并不违反热力学第二定律
C.当分子间的引力与斥力平衡时,分子力一定为零,分子势能一定最小
D.在任何自然过程中,一个孤立系统中的总熵不会减少
15.一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
16.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
17.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空.现将隔板抽掉,让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡,在此过程中( )
A.气体对外界做功,温度降低,内能减少
B.气体对外界做功,温度不变,内能不变
C.气体不做功,温度不变,内能不变
D.气体不做功,温度不变,内能减少
18.把水和酒精混合后,用蒸发的方式又可以分开,然后液化恢复到原来的状态,这说明()
A.扩散现象没有方向
B.将水和酒精分开时,引起了其他变化,故扩散具有方向性
C.将水和酒精分开时,并没有引起化学变化,故扩散现象没有方向性
D.用本题的实验,无法说明扩散现象是否具有方向性
19.下列过程中可能发生的是( )
A.某种物质从高温热源吸收20kJ的热量,全部转化为机械能,而没有产生其他任何影响
B.打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后又自发溢进去,恢复原状
C.利用其他手段,使低温物体温度更低,高温物体的温度更高
D.将两瓶不同液体混合,然后它们又自发地各自分开
20.有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度.他的办法是:
关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转,且不考虑房间内外热量的传递,则开机后,室内的温度将( )
A.逐渐有所升高
B.保持不变
C.开机时降低,停机时又升高
D.开机时升高,停机时降低
21.一定质量的理想气体,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
22.如图所示,上端开口的圆柱形导热气缸竖直放置,一定质量的理想气体被光滑活塞封闭在气缸内,设环境的大气压保持不变,若外界温度逐渐升高,则缸内的气体( )
A.气体的体积增大,内能减小B.气体的体积增大,吸收热量
C.气体的体积不变,内能增大D.气体的体积不变,放出热量
23.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.不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
C.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
D.因违背能量守恒定律而不能制成的机械称为第二类永动机
24.如图所示,一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B,再由状态B经过过程②到达状态C,其中过程①图线与横轴平行,过程②图线与纵轴平行。
对于这个变化过程,下列说法中正确的是( )
A.从状态A到状态B的过程,气体放出热量
B.从状态A到状态B的过程,气体分子热运动的平均动能在减小
C.从状态B到状态C的过程,气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加
D.从状态B到状态C的过程,气体吸收热量
25.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
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
由分子动理论的知识知,物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能,所以A选项错误;对一定质量的气体,当体积不变时,气体的压强和热力学温度成正比,所以B选项正确;由热力学第一定律
可知,对一定质量的气体加热,气体的热量增加,但是不知道气体的做功情况,所以气体的内能的变化不能判断,所以C选项错,随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力可能是先增大,后减小,也可能减小,原因是题中没有清楚的说明分子间的距离从什么位置开始增大,所以D选项错误.
考点:
物体的内能玻意耳定律热力学第一定律
分子间的距离和分子力的关系
2.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
A.扩散现象有方向性,因此不能自发地各自分开,故A错误;
B.根据热力学第二定律,热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体,而不引起其他的变化,但通过一些手段是可以实现的,故B正确;
C.气体膨胀具有方向性,不能自发溢出又自发溢进去,使其恢复原状,故C错误;
D.要使内能全部转化为机械能必定要引起其他影响,故D错误。
故选B。
3.D
解析:
D
【解析】
【详解】
图1中迅速下压活塞,棉花会燃烧起来,说明做功可以改变物体的内能,使物体的温度升高,选项A错误;图2中重物下落带动叶片转动,由于叶片对水做功而使水的温度升高,选项B错误;图3中降落的重物使发电机发电,电流产生热量,向水传递热量使水的温度升高,选项C错误;做功和热传递都可以使物体的内能增加,选项D正确;故选D.
4.B
解析:
B
【解析】
【详解】
液体中悬浮的颗粒越大,某时刻撞击它的分子越多,越容易达到平衡,布朗运动越不明显;故A错误;用“油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积,选项B正确;温度升高,分子平均动能增大,但不是每个分子的动能都增大,选项C错误;冰箱内低温食品的热量不可能自发地传到了冰箱外高温的空气,之所以内部温度降低是因为压缩机工作的原因,同时消耗了电能;故D错误;
5.D
解析:
D
【解析】
【详解】
A.同一温度下,无论是氢气还是氮气,它们分子速率都呈现出“中间多,两头少”的分布规律,且分子平均动能相同,由于分子质量不同,则分子平均速率不同,选项A错误;
B.在绝热条件下压缩理想气体,外界对气体做功,根据∆U=W+Q可知其内能一定增加,选项B错误;
C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动,不是花粉分子的热运动,选项C错误;
D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,故液体表面存在张力,选项D正确.
6.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.
7.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.
8.C
解析:
C
【解析】
【详解】
A.第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了热力学第二定律;故A错误.
B.改变内能的方式有做功和热传递,物体从外界吸收了热量,物体的内能不一定增加;故B错误.
C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,压强增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多;故C正确.
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的;故D错误.
9.B
解析:
B
【解析】
【详解】
A.由图线可知,在从A到B的过程中,气体温度不变,压强变大,由玻意耳定律可知,气体体积变小,VB<VA;气体质量不变,体积变小,由密度公式可知气体密度变大,故A错误;
B.气体体积变小,外界对气体做功,故B正确;
C.气体温度不变,内能不变,ΔU=0,外界对气体做功,W>0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知:
Q<0,气体要放出热量,故C错误;
D.气体温度不变,分子平均动能不变,故D错误.
10.C
解析:
C
【解析】
【详解】
A.气体的温度升高,分子的平均动能增大,并不是每个分子的动能都增大,故A错误.
B.当存在其他影响时,吸收的热量可以全部转化为功,故B错误.
C.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,故C正确.
D.一切宏观自然过程除了要符合能量守恒定律,还得符合热力学第二定律,故D错误.
11.B
解析:
B
【解析】
试题分析:
过程气体发生等温过程,压强减小,由玻意耳定律
分析可知,气体的体积变大,对外做功,根据
知气体需要吸热,故A错误;
过程,连线过坐标原点,则
过程中体积不变,温度降低,根据
知气体放热,故B正确;
过程是等压变化,温度降低,由盖•吕萨克定律分析可知体积减小,根据
知气体放热,故C错误;
过程,
与绝对零度
连线的斜率大于
与绝对零度
连线的斜率,则
状态气体的体积小于
状态气体的体积,则
过程中体积增大,温度升高,根据
知故需要吸热,故D错误.
考点:
理想气体的状态方程;热力学第一定律
【名师点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律,关键是会看图象,从图象中提取有用的信息是一种重要的能力.
12.A
解析:
A
【解析】
【分析】
【详解】
AB.气体压强跟分子平均动能和分子密集程度有关,选项A正确,B错误;
C.
的冰熔化成水时要吸热,所以水的内能要比同质量的冰大,选项C错误;
D.因气体绝热自由膨胀,不受外界阻力,所以外界不对气体做功,也没有热交换,由热力学第一定律可知,气体内能不变,选项D错误。
故选A。
13.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
A.气体分子间距比分子直径大得多,不能由阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度估算分子大小,只能估算分子占用的体积,A错;
B.悬浮在液体中的固体微粒越小,被液体分子撞击时越有可能失去平衡,所以运动越剧烈,布朗运动就越明显,故B正确;
C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,C错;
D.热量可以从低温物体传到高温物体,但必须引起其他能量的变化,D错
14.A
解析:
A
【解析】
【分析】
正确
【详解】
A.饱和汽的气压随温度而变。
温度越高,饱和汽的气压越大,但与热力学温度不成正比,故A错误,符合题意;
B.一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功,并不违反热力学第二定律,因为热力学第二定律的前提是不引起其他变化,B选项中并没有限制,故B正确;
C.当分子间的引力与斥力平衡时,如下图中
处
此时分子势能一定最小,故C正确;
D.用熵的概念表示热力学第二定律:
在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减小,故D正确。
故选A。
15.B
解析:
B
【解析】
【详解】
气泡缓慢上升的过程中,外部的压强逐渐减小,气泡膨胀对外做功,由于外部恒温,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,则内能不变,由公式△U=W+Q知须从外界吸收热量,且吸收的热量等于对外界所做的功.B正确,A、C、D错误.
故选B.
【点睛】
本题考查了热力学第一定律的应用,记住公式△U=W+Q及各物理量的正负:
△U:
温度升高为正,温度降低为负;W:
外界对气体做功为正,气体对外做功为负;Q:
吸热为正,放热为负.
16.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.
17.C
解析:
C
【解析】
右侧为真空,气体自由膨胀做功“没有对象”,当然不做功,根据热力学第一定律有:
,做功W=0,因为是绝热容器,所以没有热交换即:
Q=0,因此内能不变,理想气体,内能由温度决定,所以温度不变,故ABD错误,C正确;
故选C.
【点睛】理想气体,内能由温度决定,内能不变,温度也就不变的;理解和掌握
、Q、W的符号法则是正确应用热力学第一定律解答问题的关键.
18.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
从题中可明显看出,两者混合时是自动产生的,但两者分离时,要先加热后冷却,也就是说,向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的,因此,可以证明扩散是有方向性的.
故选B。
19.C
解析:
C
【解析】
【分析】
不可能从单一热源吸热全部转化为机械能,而没有其他任何影响,气体自发溢出后不能自发进去,不同的液体在一个容器中自发地混合,不能自发地各自分开.
【详解】
不可能从单一热源吸热全部转化为机械能,而没有其他任何影响,A错误;打开一高压密闭容器,其内气体自发溢出后不能自发进去,B错误;利用其他手段,使低温物体的温度更低,高温物体的温度更高,如电冰箱,C正确;两种不同的液体在一个容器中自发地混合,不能自发地各自分开,D错误;故选C.
20.A
解析:
A
【解析】
冰箱工作,会产生热量,即消耗电能,产生了内能,且房间与外界没有能量交换,所以房内温度会升高,A正确.
21.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。
22.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
气缸内气体压强不变,气体发生等压变化。
由于气缸是导热的,外界温度逐渐升高,缸内气体温度升高,由盖
吕萨克定律可知,气体体积变大,气体温度升高,气体内能增大;气体体积变大,对外做功,由热力学第一定律可知,为保证内能增大,则气体要吸收热量,故B正确,ACD错误。
故选B。
23.C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
A.热量能够从高温物体传到低温物体,也能从低温物体传到高温物体,但要引起其他的变化,故A错误;
B.根据热力学第二定律,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,即可以从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,但是会引起其他变化,故B错误;
C.根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,故C正确;
D.第二类永动机不违背能量守恒定律,只是违背热力学第二定律,故D错误。
故选C。
24.C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
A.从状态A到状态B的过程,气体体积不变,
,温度升高,
,根据热力学第一定律
可知
,气体吸收热量,A错误;
B.从状态A到状态B的过程,气体温度升高,气体分子热运动的平均动能在增大,B错误;
C.从状态B到状态C的过程,温度不变,体积减小,单位体积内的分子个数增大,所以气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加,C正确;
D.从状态B到状态C的过程,温度不变,
,气体体积减小,
,根据热力学第一定律
可知
,气体放出热量,D错误。
故选C。
25.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.
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