高考物理汕头力学知识点之热力学定律解析

高考物理汕头力学知识点之热力学定律解析一、选择题1．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2．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3．如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（）A．气缸内大量分子的平均动能增大B．气体的内能增大C．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多D．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大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．如图所示,用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在一杯热水中,接触点2插在一杯冷水中,此时灵敏电流计的指针会发生偏转,这就是温差发电现象,根据这一现象,下列说法中正确的是()A．这一过程违反了热力学第二定律B．这一过程违反了热力学第一定律C．热水和冷水的温度将发生变化D．这一过程违反了能量守恒定律6．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7．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＞tB B．tA=tB C．tA＜tB D．无法确定8．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9．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10．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变11．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12．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低．此过程中（）A．封闭的二氧化碳气体对外界做正功B．封闭的二氧化碳气体压强一定增大C．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大D．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量13．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是A．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态B．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能C．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线D．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力14．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15．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16．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17．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。下列说法正确的是（）A．ab过程中气体分子热运动平均动能增加B．bc过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C．cd过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D．de过程中气体对外放出热量，内能不变18．一定质量的理想气体（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．，，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7.3MeV20．封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、C变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上。则在此过程中（）A．由A到B，气体所有分子的动能都增大B．由B到C，气体对外做功，放出热量C．由C到D，气体压强增大，内能减少D．由A到D，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少21．下列说法正确的是（）A．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的B．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律22．蛟龙号深潜器在执行某次实验任务时，外部携带一装有氧气的气缸，气缸导热良好，活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通。已知海水温度随深度增加而降低，则深潜器下潜过程中，下列说法正确的是（）A．每个氧气分子的动能均减小B．氧气放出的热量等于其内能的减少量C．氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加D．氧气分子每次对缸壁的平均撞击力增大23．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24．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（）A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体对外做功，内能一定减少C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变25．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＜Qac【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．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。2．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。3．C解析：C【解析】【分析】【详解】AB．由于导热性能良好的金属气缸，且缓慢地向活塞上倒沙土，由于周围环境温度不变，缸内气体的温度不变，因此分子的平均动能不变，气体的内能不变，故AB错误；C．等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多，故C正确；D．由于周围环境温度不变，则气体分子平均动能不变，分子平均速率没有变，因此气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力没有变，故D错误。故选C。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．C解析：C【解析】【详解】A.热力学第二定律有实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A错误；B.吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B错误。C.在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一定会降温，冷水一定会升温，故C正确。D.能量守恒定律是普遍定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，有电阻的位置都会产生热能，符合能量守恒定律，故D错误。6．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．7．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：C8．C解析：C【解析】【详解】AB．活塞和杠杆质量不计，将A中气体温度升高，则A的体积增大，A上方的活塞上升，B上方的活塞下降，外界对B做功，，由于汽缸与活塞都绝热，，由热力学第一定律可知：，B中气体内能增加，气体温度升高，故AB错误；C．A气体体积变大，气体对外做功，即A中气体克服外力做功，B体积减小，外界对B做功，故C正确；D．A气体温度升高，内能增加，由A的分析可知，B的内能增加，故D错误．故选C.点睛：理想气体的内能由温度决定，温度升高内能增大，温度降低内能减少；根据气体A的温度升高判断气体的体积如何变化，然后判断气体B的体积如何变化，然后判断气体做功情况，再判断气体内能如何变化．9．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。10．C解析：C【解析】试题分析：做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W．解：A、物体放出热量，若外界对物体做更多的功大于放出的热量，内能可能增加，故A错误；B、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量大于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、物体吸收热量，同时对外做功W，如二者相等，则内能可能不变，若Q＞W，则内能增加，若W＞Q，则内能减少，故C正确；D、物体放出热量，Q＜0，同时对外做功，W＜0，则△U＜0，故内能一定减少，故D错误．故选C．【点评】热力学第一定律实质是能量守恒定律的特殊情况，要在理解的基础上记住公式：△U=W+Q，同时要注意符号法则的应用．11．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．12．B解析：B【解析】【分析】【详解】A．气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A错误．B．根据PV/T=C可知，气体体积减小到原来的一半，但是气体的温度不可能减小到原来的一半，则气体的压强一定增加，选项B正确；C．温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，故C错误．D．温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律△U=W+Q，封闭气体向外界传递热量，故D错误；13．D解析：D【解析】【详解】A.甲图中火箭点火后加速上升时，加速度向上，处于超重状态，故A错误；B.乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能，但并不能全部转化成内能，存在一定的能量损耗，故B错误；C.丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力与重力等大反向，故竖直向上，故C错误；D.丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力为相互作用，故是一对作用力和反作用力，故D正确。14．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。15．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。16．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。17．A解析：A【解析】【分析】【详解】A．ab过程气体温度升高，分子平均动能增大，故A正确。B．bc过程温度升高，压强不变，则气体分子平均动能增大，为保持压强不变，单位时间内气体分子与器壁碰撞次数应减少，故B错误；C．cd过程气体体积增大，故对外做功，又温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量且大于内能增量，故C错误；D．de过程气体体积增大，对外做功，因温度不变，内能不变，则气体从外界吸收热量，故D错误。故选A。18．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．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】A．由A到B，温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是气体所有分子的动能都增大，故A错误；B．由B到C，温度不变，内能不变，即体积变大，气体对外界做功，则根据热力学第一定律知即气体从外界吸收热量，故B错误；C．由C到D发生等容变化，根据查理定律有又则即由C到D，气体压强减小；由C到D，温度降低，内能减小，故C错误；D．O、A、D三点在同一直线上，说明状态A和状态D压强相等，状态D温度高，分子的平均动能大，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确。故选D。21．C解析：C【解析】【分析】【详解】A．虽然能量守恒，但的有些能量是可利用的，有些是不容易利用的，因此能源危机是存在的，A错误；B．摩擦力做功的过程，如果没有发生相对滑动，就没有机械能转化为内能，B错误；C．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性，C正确；D．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了热力学第二定律，D错误。故选C。22．C解析：C【解析】【分析】【详解】A．海水温度随深度增加而降低，气缸导热良好，氧气分子平均动能降低，但不是每个氧气分子的动能均减小，故