高考物理力学知识点之热力学定律真题汇编及解析(1)可编辑

高考物理力学知识点之热力学定律真题汇编及解析(1)一、选择题1．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2．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3．给一定质量、温度为的水加热，在水的温度由上升到的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功4．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5．一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功1.6×104J，从外界吸收热量3.8×104J，则该理想气体的（）A．温度降低，密度减小B．温度降低，密度增大C．温度升高，密度减小D．温度升高，密度增大6．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7．如图所示的p-V图像，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，下列说法中正确的是()A．气体从1状态变化到2状态要放热，N1>N2，T1>T2B．气体从2状态变化到3状态对外做功，吸热，N2=N3，T3>T2C．气体从3状态变化到1状态内能不变，放热，N1<N3，T1=T3D．以上说法都不对8．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一9．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中

A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大10．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体()图13－2－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加11．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12．一定量的理想气体，从状态开始，经历、、三个过程，其图象如图所示，下列判断正确的是（）A．过程气体吸收的热量大于内能的增加B．过程气体吸收的热量全部用于对外做功C．过程外界对气体做的功大于放出的热量D．过程的体积变化量大于过程的体积变化量13．下列说法正确的是A．机械能全部变成内能是不可能的B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C．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D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的14．A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同．将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止．假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同15．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16．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17．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＞Qac B．Tb＞Tc，Qab＜QacC．Tb=Tc，Qab＞Qac D．Tb=Tc，Qab＜Qac18．如图所示为一个斯特林热气机理想循环的V–T图像，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A完成一个循环过程，则（）A．气体从状态A变化到状态C的过程当中，气体的内能减小B．气体从状态C变化到状态D的过程中，气体分子单位时间内碰撞容器壁的次数增多C．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体放热D．气体从状态D变化到状态A的过程中，气体吸热19．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20．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21．一定质量的理想气体（分子力不计），体积由V膨胀到V′．如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为△U1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为△U2．则（）A．，， B．，，C．，， D．，，22．下列说法中正确的是（）A．压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力B．若分子势能增大，则分子间距离减小C．分子间的距离增大时，分子间相互作用的引力和斥力都减小D．自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行23．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24．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程．该循环过程中，下列说法正确的是()A．A→B过程中，气体吸收热量B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化25．如图所示，A、B为两相同的绝热气缸，用绝热活塞封闭了压强、体积、温度、质量均相同的同种气体，活塞和杠杆质量不计，活塞和杠杆接触，忽略一切摩擦．O为固定轴，且MO=NO，将A中气体温度升高（变化不大）到杠杆MN重新平衡，下列说法正确的是（）A．B中气体温度不变B．B中气体温度降低C．A中气体克服外力做功，外界对B气体做功D．A中气体内能增加，B中气体内能减少【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】【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．2．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。3．D解析：D【解析】【分析】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；在水反常膨胀的过程中，所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功．【详解】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能最大；由题意，在水反常膨胀的过程中，虽然体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功，ABC错误D正确．【点睛】明确温度是分子平均动能的标志，注意是大量分子的统计规律；分子之间的相互作用力对分子做负功，水分子间的总势能增大；分子之间的相互作用力对分子做正功，水分子间的总势能减小，与弹簧的弹性势能与弹力做功的关系是相似的．4．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。5．C解析：C【解析】【分析】【详解】由热力学第一定律可知：气体内能增加，故温度升高，气体对外界做功，体积膨胀，密度减小。故选C。6．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.7．A解析：A【解析】【详解】A.气体从1状态变化到2状态，体积不变，压强减小，则温度降低，即T1>T2；温度降低，内能减小，体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以气体要放热；体积不变，气体的数密度不变，而温度减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数减小，即N1>N2，故选项A正确；B.气体从2状态变化到3状态，体积变大，压强不变，则温度升高，即T3>T2；体积变大，则气体对外做功，温度升高，则气体内能增加，所以气体吸热。状态2到状态3，温度升高，分子运动更加剧烈，单个分子对器壁的平均作用力变大，压强不变，所以在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即N2>N3，选项B错误；C.由图像可知气体在状态3和状态1的pV乘积相同，则温度相同，即T1=T3，所以气体从3状态变化到1状态内能不变，体积减小，则外界对气体做功，所以气体放热；因从3状态变化到1状态体积减小，气体的数密度变大，又温度不变，所以气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数增加，即N1>N3，选项C错误；D.由以上分析可知，选项D错误。8．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；9．B解析：B【解析】【详解】A.等温过程pV=常量，应是一条双曲线（上半支），明显不符图象。或者可以在过程中任意找个点，例如（2，2），明显pV=4不等于初态和终态的pV=3，所以从M到N温度要变化，故A错误；B.pV=CT，C不变，pV越大，T越高，由图像可知，状态在（2，2）处温度最高。在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度，故B正确；C.整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0。气体体积一直变大，则气体对外做功，即W＜0，根据热力学第一定律△U=W+Q，由于△U=0，所以Q＞0，即气体一定吸收热量，故C错误；D.气体的体积在不断增大，质量一定，所以气体的密度在不断减小，故D错误。10．C解析：C【解析】试题分析：绝热活塞使得气体不能与外界发生热传递，那么活塞向下移动过程，外力对气态做正功，导致气体内能增加，而气体内能主要取决于分子平均动能，分子平均动能的标准是温度，所以内能增加，温度升高，根据体积变小，分子平均动能变大，那么单位时间内分子对单位面积的容器壁撞击力增大，压强增大，对照选项C对．考点：改变气体内能的两种方式11．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12．B解析：B【解析】【分析】【详解】A．过程ab为等容变化，温度升高，内能增大，体积不变，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体内能的增加，故A错误；B．过程bc为等温变化，，但气体压强减小，由理想气体方程可知V增大，气体对外做功，W<0，由可知过程气体吸收的热量全部用于对外做功，故B正确；C．过程ca为等压变化，由可知温度降低，体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体内能的减小等于放出的热量与外界对气体做功之差，故过程外界对气体做的功小于放出的热量，故C错误；D．过程ab为等容变化，，故过程的体积变化量等于过程的体积变化量，故D错误。故选B。13．D解析：D【解析】A、根据开尔文的描述可知：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故A错误；B、第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，但是违反了机械能和内能转化的方向性，即违反了热力学第二定律，故B错误；C、热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故C错误；D、在产生其它影响的情况下，可以从单一热源吸收的热量全部变成功，故D正确．点睛：本题考查了学生对热力学第二定律的理解，概念性强，理解起来比较抽象，学生可以通过生活中的实例来加深理解．14．B解析：B【解析】选B.由于水银与外界没有热交换，大气压力对水银做功，一部分转化为水银的重力势能，一部分转化为水银的内能，两种情况下管中进入的水银量相等，故大气将槽中水银面向下压的距离相等，因此大气压力做功相等，图A管中水银的重力势能比图B的大，因此A中水银的内能增量比B中小，B正确．15．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16．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．17．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=Tc②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．18．C解析：C【解析】【分析】【详解】A．气体从状态A到状态C的过程中，先经历一个等温压缩A到B过程再经过一个等容升温B到C过程，在A到B过程中，温度不变，内能不变，在B到C过程中，温度升高，内能增大，故A到C过程中，内能增大，A错误；B．气体从状态C到状态D的过程是一个等温膨胀过程，压强减小，气体分子平均速率不变，所以单位时间内碰撞容器壁的次数减少，B错误；CD．气体从状态D到状态A的过程是一个等容降温的过程，根据热力学定律，，所以，是一个放热过程，D错误C正确。故选C。19．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。20．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。21．C解析：C【解析】【分析】【详解】在p-V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：W1＞W2．第一种情况，根据可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，第二种情况等温过程，气体等温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有：△U2=Q2-W2，则得：Q2=W2，由上可得：△U1＞△U2．Q1＞Q2，C正确．22．C解析：C【解析】【分析】【详解】A．压缩气体也需要用力是为了克服气体内外的压强的差。不能表明气体分子间存在着斥