高考物理力学知识点之热力学定律知识点总复习.docx
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高考物理力学知识点之热力学定律知识点总复习
高考物理力学知识点之热力学定律知识点总复习
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.快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。
假设袋内气体与外界没有热交换,当充气袋四周被挤压时,袋内气体
A.对外界做负功,内能增大
B.对外界做负功,内能减小
C.对外界做正功,内能增大
D.对外界做正功,内能减小
3.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
4.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
5.下列说法正确的是
A.物体吸收热量,其内能一定增加
B.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
C.第二类永动机不能制成是因为违背了能量守恒定律
D.热量能够自发地从低温物体传递到高温物体
6.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
7.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
8.下列说法正确的是()
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.在实验室中可以得到-273.15℃的低温
C.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大
D.热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体
9.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
10.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
11.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
12.如图所示导热性良好的汽缸内密封的气体(可视为理想气体),在等压膨胀过程中,下列关于气体说法正确的是( )
A.气体内能可能减少
B.气体会向外界放热
C.气体吸收的热量大于对外界所做的功
D.气体平均动能将减小
13.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
14.某校开展探究性课外活动,一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。
该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下,内装理想气体,并将汽缸固定不动,但缸内活塞可自由滑动且不漏气,他把一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止。
他把沙桶底部钻一个小洞,让细沙慢慢漏出,外部环境温度恒定,由此可确定( )
A.外界对气体做功,内能增大B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,温度计示数减小D.外界对气体做功,温度计示数增大
15.如图所示,柱形容器内封有一定质量的空气,光滑活塞
(质量为
)与容器用良好的隔热材料制成。
活塞横截面积为
,大气压为
,另有质量为
的物体从活塞上方的
点自由下落到活塞上,并随活塞一起到达最低点
而静止,在这一过程中,容器内空气内能的改变量
,外界对容器内空气所做的功
与物体及活塞的重力势能的变化量的关系是()
A.
B.
,
C.
,
D.
,
16.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
17.一定质量的理想气体,从状态M开始,经状态N、Q回到原状态M,其p-V图象如图所示,其中QM平行于横轴,NQ平行于纵轴.则()
A.M→N过程气体温度不变
B.N→Q过程气体对外做功
C.N→Q过程气体内能减小
D.Q→M过程气体放出热量
18.一定质量的理想气体,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
19.下列说法中不正确的是( )
A.紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不会发生改变
B.对于一定质量的某种理想气体,当其压强和体积不变时,内能一定不变
C.已知阿伏加德罗常数为NA,某气体的摩尔质量为M,密度为ρ(均为国际单位),则1个该气体分子的体积是
D.在某些恒星内,3个α粒子结合成一个
C,
C原子的质量是12.0000u,
He原子核的质量是4.0026u,已知1u=931.5MeV/c2,则此核反应中释放的核能约为7.3MeV
20.一定质量的理想气体(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
21.如图所示,注射器下端的开口有橡胶套,它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。
实验中把柱塞向下缓慢按压使气柱体积变小(保持空气柱质量和温度不变),若玻璃管中封闭的气体可视为理想气体,对于这个过程下列分析正确的是( )
A.对管壁单位面积的平均作用力增大B.分子间平均距离增大
C.分子平均动能增大D.气体从外界吸收热量,内能增大
22.下列说法正确的是( )
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
23.如图所示,开口竖直向上的薄壁绝热汽缸内壁光滑,缸内下部装有电热丝,一定质量的理想气体被一绝热活塞封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁紧密接触。
现通过电热丝对缸内气体缓慢加热,则该过程中( )
A.气体的压强增大
B.气体的内能增大
C.气体分子热运动的平均动能可能减小
D.气体对外界做的功等于气体吸收的热量
24.下列关于热现象和热力学规律的说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.物体的温度越高,其分子平均动能一定越大
C.热量不可能从低温物体传到高温物体
D.压缩气体需要用力,这是气体分子间斥力的宏观表现
25.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
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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】
充气袋四周被挤压时,外界对气体做功,无热交换,根据热力学第一定律分析内能的变化.充气袋四周被挤压时,体积减小,外界对气体做正功,即气体对外界做负功,根据热力学第一定律得知气体的内能增大,A正确。
3.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;
4.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。
5.B
解析:
B
【解析】
【详解】
A.物体吸收热量,同时对外做功,则其内能不一定增加,选项A错误;
B.根据热力学第二定律可知,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,选项B正确;
C.第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第二定律,不违背能量守恒定律,选项C错误;
D.根据热力学第二定律可知,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,选项D错误.
6.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.
7.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.
8.C
解析:
C
【解析】
试题分析:
布朗运动是液体分子对悬浮微粒的撞击形成的,是悬浮微粒的运动,则A选项错误;无论是自然界还是实验室的温度只能无限靠近-273.15°C但却不能达到这个温度,B选项错误;据PV/T=K可知,一定质量的气体被压缩时,如果温度也降低,有可能使压强减小,C选项正确;热传递是指在不发生任何变化的情况下热量由高温物体传递给低温物体或者是高温部分传递给低温部分,也就是说热传递能否发生只和温度相关和内能的大小没有关系,所以D选项错误。
考点:
布朗运动、内能、热力学第三定律、理想气体状态方程。
【名师点睛】本题考查布朗运动、内能、热力学第三定律、理想气体状态方程等知识点的考查;都是容易出错的知识点,尤其是布朗运动,它是分子热运动的表现,是固体颗粒的无规则的运动,而不是液体分析的运动。
9.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
10.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.
11.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
12.C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
气体等压膨胀,根据理想气体状态方程
知T升高;
A.理想气体的内能只与温度有关,温度升高则内能增大,故A错误;
B.体积增大,则气体对外界做功,又内能增加,根据热力学第一定律知气体一定吸热,故B错误;
C.由前面分析知气体吸热,即Q>0,气体对外界做功即W<0,根据热力学第一定律
△U=Q+W>0
得Q>W,故C正确;
D.温度是分子平均动能的标志,温度升高,气体平均动能将增大,故D错误。
故选C。
13.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.
14.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
因细沙慢慢漏出,沙桶重力减少,活塞上移,外界对气体做功,因汽缸导热性能良好,细沙是慢慢漏出,外部环境温度又不变,故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变,因此B正确,ACD错误。
故选B。
15.C
解析:
C
【解析】
【详解】
由于系统隔热,所以气体与外界没有热交换,活塞对气体做正功,所以由热力学第一定律知气体的内能增加,且
△E=W
而从能量守恒的角度考虑,m和M减少的机械能即重力势能和大气压做功共
Mgh+mg△h+poS△h
这部分损失的能量一部分使气体的内能增加,另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能上,所以
W<Mgh+mg△h+poS△h
故选C。
16.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。
17.D
解析:
D
【解析】
【详解】
A.M→N过程气体的pV乘积先增加后减小,可知温度先升高后降低,选项A错误;
B.N→Q过程气体的体积不变,不对外做功,选项B错误;
C.N→Q过程气体压强增大,体积不变,由
可知,温度升高,则内能增加,选项C错误;
D.Q→M过程气体压强不变,体积减小,外界对气体做功,即W>0;由
可知,温度降低,内能减小,即∆E<0,根据热力学第一定律∆E=W+Q可知Q<0,气体放出热量,选项D正确.
18.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。
19.C
解析:
C
【解析】
【分析】
【详解】
A.光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,选项A说法正确,故A错误;
B.根据理想气体状态方程
可知,气体温度不变,内能也一定不变,选项B说法正确,故B错误;
C.由于空气分子之间的距离非常大,所以不能估算空气分子的大小。
气体的摩尔体积为
,所以一个空气分子所占的空间为
选项C说法错误,故C正确;
D.该核反应的质量亏损
则释放的核能
选项D说法正确,故D错误。
故选C。
20.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。
21.A
解析:
A
【解析】
【分析】
【详解】
该过程为等温变化,根据
可知压缩后气体压强增大。
A.对管壁单位面积的平均作用力增大即是压强增大,故A正确;
B.分子间平均距离增大即体积变大,不符合分析,故B错误;
C.分子平均动能增大意味着温度升高,但该过程为等温变化,故C错误;
D.该过程外界对气体做功,但内能不变,根据热力学第一定律可知,释放热量,故D错误。
故选A。
22.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动,是由于液体分子无规则的碰撞造成的,则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动,故A错误;
B.物体内能的大小与物体的温度、物质的量、体积以及物态有关,内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同,故B正确;
C.知道某物质的摩尔质量和密度能求出摩尔体积,但不能求出阿伏加德罗常数。
故C错误;
D.热力学第二定律告诉我们,没有任何一种能量的转化率达到100%,故D错误;
故选:
B。
23.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.电热丝对缸内气体缓慢加热过程中,因外界的大气压没变,气缸内气体压强不变,气体的温度升高,内能增大,A错误B正确;
C.气缸内气体温度升高,分子平均动能增大,C错误;
D.在缸内封闭的是一定量的理想气体,温度升高,内能增加
体积增大,对外做功
吸收热量
根据
则气体对外界做的功小于气体吸收的热量,D错误。
故选B。
24.B
解析:
B
【解析】
【分析】
【详解】
A.布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动,是液体分子无规则运动的反映,但不是液体分子的运动,故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,气体分子的平均动能只与分子的温度有关,故物体的温度越高,其分子平均动能一定越大,故B正确;
C.热量在一定条件下可以从低温物体传递到高温物体,但会引起其他变化,故C错误;
D.气体之间分子距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的,并非由于分子之间的斥力造成的,故D错误。
故选B。
25.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.
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