专题10 热力学定律（解释版）-备战期末高二物理

试卷第=page22页，共=sectionpages33页专题10热力学定律一、单选题1．（22-23高二下·云南玉溪·期末）如图所示，带有活塞的汽缸中密封着一定质量的理想气体（不考虑气体分子势能），汽缸和活塞均具有良好的绝热性能。将一个热敏电阻（随温度升高，电阻变小）置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接，汽缸固定不动，缸内活塞可自由移动且不漏气，活塞下挂一沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。现将沙桶底部钻一小洞，细沙缓缓漏出。则下列说法不正确的是（）A．外界对气体做功，气体的内能增大B．气体对外界做功，气体的内能减小C．气体的压强增大，体积减小D．欧姆表的指针逐渐向右偏转【答案】B【详解】ABC．在细沙缓慢漏出的过程中，沙桶对活塞向下的拉力减小，活塞在大气压的作用下向上运动，气体体积减小，外界对气体做功，气体的内能增大，温度升高，压强增大，故A正确，B错误，C正确；D．气体的内能增大，温度升高，由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，欧姆表示数减小，指针右偏，故D正确。本题选不正确的，故选B。2．（22-23高二下·云南玉溪·期末）一定质量的理想气体沿p-V坐标图中曲线所示的方向发生变化，其中曲线ADB是以p轴、V轴为渐近线的双曲线的一部分，则（）A．气体由A变到B，一定是放热的B．气体由B变为A，一定是吸热的C．气体由A变到B再变到A，吸热多于放热D．气体由A变到B再变到A，放热多于吸热【答案】C【详解】A．由图象可知，p-V图象的ADB是双曲线的一部分，则ADB是等温线，AB两态的温度相同；气体由A变到B，内能不变，ΔU=0；体积变大，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律ΔU=W+Q可知：Q>0，则气体一定是吸热的，选项A错误；B．由B到A变化是等温变化，气体的温度不变，气体内能不变，即：ΔU=0；由图象可知，由B到A过程气体体积变小，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律ΔU=W+Q可知：Q＜0，气体要放热，故B错误；CD．气体由A到B的过程要吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功Q=W，在B到A的过程中，气体要放出热量，放出的热量等于外界对气体做的功Q'=W'，而图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，由图象可知，从A到B气体对外做功大于从B到A外界对气体做功，即W＞W'，则Q＞Q'，即气体由A变到B再变到A，吸热多于放热，故C正确，D错误。故选C。3．（22-23高二下·宁夏石嘴山·期末）下列说法中正确的是（）单晶体和多晶体都有规则的几何外形熵是物体内分子运动无序程度的量度；热传导的过程是具有方向性的对人们生活产生影响的主要是相对湿度液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性A． B． C． D．【答案】B【详解】单晶体有规则的几何外形，多晶体没有规则的几何外形，该说法错误；熵是系统内分子运动无序性的量度，在一个孤立的系统，熵越大，系统的无序度越大，该说法正确；根据热力学第二定律可知，热传导的过程是具有方向性的，该说法正确；对人们生活产生影响的主要是相对湿度，该说法正确；液晶具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，该说法正确；故选B。4．（22-23高二下·广西桂林·期末）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其V-T图像如图所示。已知该气体在状态B的压强为2.0×10⁵Pa。下列说法正确的是（）

A．状态A→B过程是等容变化B．状态B→C过程是等温变化C．状态A→B的过程气体吸热D．状态B→C过程气体对外做功200J【答案】A【详解】AB．由图可知状态A→B过程体积不变，是等容变化，BC连线过原点，所以状态B→C过程是等压变化，故A正确，B错误；C．A→B过程体积不变，则，温度逐渐降低，所以内能减小，根据热力学第一定律可知该过程气体放热，故C错误；D．状态B→C过程是等压变化，气体对外做功的大小为解得故D错误；故选A。5．（22-23高二下·云南保山·期末）下列关于温度、内能、热量和功的说法正确的是（）A．同一物体温度越高，内能越大B．要使物体的内能增加，一定要吸收热量C．要使物体的内能增加，一定要对物体做功D．物体内能增加，它的温度就一定升高【答案】A【详解】A．物体内能是组成物体内所有分子势能和分子动能的总和，同一物体温度越高，分子势能不变，分子平均动能越大，故A项正确；BC．改变物体内能的方式有做功和热传递，使物体的内能增加，可以对物体做功，也可以从外界吸收热量，故BC错误；D．物体内能是组成物体内所有分子势能和分子动能的总和，内能增加，可能是增加分子势能，如一定质量的的冰变成的水，内能增加，但温度并没有升高，故D项错误。故选A。6．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）消防车进水站取水，停在水平地面上。在接水过程中，车胎不漏气且导热性能良好，环境温度不变，不计胎内气体分子间势能对其内能的影响。对于胎内气体，下列说法正确的是（）A．从外界吸热B．单位时间内气体分子撞击轮胎内壁的次数减少C．分子平均动能可能减小D．内能不变【答案】D【详解】A．车的重力增大，轮胎内气体的压力增大，气体体积减小，外界对气体做功；因为车胎不漏气且导热性能良好，环境温度不变，轮胎内气体的温度不变，气体的内能不变；外界对气体做功，气体的内能不变，根据热力学第一定律，气体向外界放热，A错误；B．气体的温度不变，气体分子的平均动能不变；由于压力增大，气体的体积减小，单位体积内分子数增大，单位时间内气体分子撞击轮胎内壁的次数增大，B错误；CD．气体的温度不变，分子平均动能不变，气体的内能不变，C错误，D正确。故选D。7．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态A沿图线变化到状态B、状态C、状态D再回到状态A，AD、BC的延长线过坐标原点，AB图线与横轴平行，CD图线与纵轴平行，则下列判断错误的是（）

A．从A到B过程，气体对外放热B．从B到C过程，单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数减少C．从C到D过程，气体内能减少D．从D到A过程，气体放出的热量等于外界对气体做的功【答案】C【详解】A．由于AB图线与横轴平行，因此AB图线是等压过程，压强一定，体积减小，根据盖吕萨克定律可知，温度降低，根据体积减小，外界对气体做功，温度降低，气体内能减小，可知气体对外放热，故A正确，不符合要求；B．BC的延长线过坐标原点，根据克拉伯龙方程解得可知，从B到C过程为等温过程，温度不变，气体分子运动的平均速率一定，体积增大，气体分子分布的密集程度减小，则单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数减少，故B正确，不符合题意；C．CD图线与纵轴平行，从C到D过程为等容过程，体积一定，压强增大，温度升高，则气体内能增大，故C错误，符合题意；D．DA的延长线过坐标原点，根据上述可知，从D到A过程为等温过程，温度不变，内能一定，体积减小，外界对气体做功，则气体一定向外释放热量，即气体放出的热量等于外界对气体做的功，故D正确，不符合题意。故选C。8．（22-23高二下·广东广州·期末）用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，右侧与绝热活塞之间是真空的。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸，待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。整个过程不漏气，则下列说法正确的是（）

A．气体被压缩过程中内能增大B．气体自发扩散过程中内能减小C．气体自发扩散过程中，气体分子的平均速率增大D．气体被压缩过程中，温度升高，所有分子的速率都增大【答案】A【详解】A．根据热力学第一定律可知，在气缸绝热的情况下而当缓慢推压活塞，气体被压缩的过程中，外界对气体做功因此可得即缸内气体得内能增大，故A正确；B．由于隔板右侧为真空，当抽去隔板，气体自发扩散，并不对外做功，而气缸绝热，根据热力学第一定律可知，由此可知即气体自发扩散过程中缸内气体内能不变，故B错误；C．对于一定量的理想气体而言，内能不变则温度不变，而温度是衡量气体分子平均动能的标志，即温度不变气体分子平均动能不变，也就意味着气体分子的平均速率不变，气体自发扩散过程中，内能不变，则气体分子的平均速率不变，故C错误；D．根据热力学第一定律可知，该气体被压缩过程中，外界对气体做功，气缸绝热，气体内能增加，温度升高，因此可知气体分子的平均速率增大，但并不是所有分子的速率都增大，对于单个分子而言，其速率可能增大也可能减小，故D错误。故选A。二、多选题9．（22-23高二下·江西南昌·期末）如图所示的p-V图像中A→B→C→A表示一定质量的理想气体的状态变化过程，，则以下说法正确的是（

）A．由状态B到状态C的过程中，外界对气体做了202J的功B．由状态C到状态A的过程中，气体吸收的热量小于气体内能的增量C．气体在A、B两状态时的温度相等，由状态A到状态B的过程中气体温度先升高后降低D．由状态A经B．C回到状态A的过程中，气体从外界吸收的热量【答案】ACD【详解】A．由状态B到状态C的过程中，外界对体做的功为故A正确；B．由状态C到状态A的过程中，压强增大，温度升高，气体内能增大，因为体积不变，所以气体吸收的热量等于气体内能的增加量，故B错误；C．因为所以气体在A、B两状态时的温度相等。由图像可知，由状态到状态B的过程中，气体温度先升高后降低，故C正确；D．由图像与坐标轴所围面积表示气体做功可知，整个过程气体对外做功，则由于温度不变，所以内能不变，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收的热量，故D正确。故选ACD。10．（22-23高二下·江西南昌·期末）某汽缸内封闭有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V-T图像如图所示，则在该循环过程中，则（

）A．从状态A到B，气体放出热量B．从状态C到D，气体的压强增大C．从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增大D．该循环过程气体与外界热交换总体表现为吸热【答案】AD【详解】A．从状态A到B，体积不变，外界对气体不做功，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出热量，故A正确；B．CD连线过原点，根据公式可知，该条线为等压线，从C到D过程发生等压变化，故B错误；C．从D到A过程中，气体的温度不变，则单个气体分子碰撞器壁的力不变，压强减小，则必然是单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减小造成的，故C错误；D．将图像变换成图像如图所示由图像与坐标轴所围面积表示气体做功可知，整个过程气体对外做功，由于温度不变则根据热力学第一定律可知气体与外界热交换总体表现为吸热，故D正确。故选AD。11．（22-23高二下·宁夏石嘴山·期末）下列说法中正确的是（）A．从微观角度看，气体压强是由大量气体分子频繁地撞击器壁产生的B．毛细管的形状必须是直的，不能是弯的C．在同一温度下，不同液体的饱和汽压一般不同，挥发性大的液体饱和汽压大；同一种液体的饱和汽压随温度的升高而迅速增大D．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，违背了热力学第二定律【答案】AC【详解】A．从微观角度看，气体压强是由大量气体分子频繁地撞击器壁产生的，选项A正确；B．毛细管的形状可能是直的，也可能是弯的，选项B错误；C．在同一温度下，不同液体的饱和汽压一般不同，挥发性大的液体饱和汽压大；同一种液体的饱和汽压随温度的升高而迅速增大，选项C正确；D．电冰箱的制冷系统能够不断把冰箱内的热量传递到外面，消耗了电能，并不违背热力学第二定律，选项D错误。故选AC。12．（22-23高二下·河北唐山·期末）一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其p-V图像如图所示。在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是（）

A．气体经历过程1，外界对气体做功B．气体经历过程1，内能增加C．气体经历过程2，先放热后吸热D．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的一定相同【答案】CD【详解】AB．由图可知气体经历过程1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外界做功，而气体始终与外界无热量交换，根据热力学第一定律可得内能减小，故AB错误；C．气体在过程2中，根据理想气体状态方程可知刚开始时，体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，则温度升高，此过程体积变大对外做功，而温度升高内能增加，根据热力学第一定律可知气体要从外界吸热。即气体经历过程2，先放热后吸热，故C正确；D．无论是经过1过程还是2过程，初、末状态相同，故内能改变量相同，故D正确。故选CD。13．（22-23高二下·江西宜春·期末）一定质量的理想气体，从状态A经B、C变化到状态D的状态变化过程图像如图所示，与横轴平行，与纵轴平行，在同一直线上。已知A状态温度为，从A状态至B状态气体吸收了的热量，下列说法正确的是（）

A．D状态的温度为B．A状态的内能大于C状态的内能C．从A状态到B状态的过程中，气体内能增加了D．从B状态到C状态的过程中，器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数增加【答案】AC【详解】A．由题图可得根据可解得故A正确；B．根据可知，由于AC两态的pV乘积相等，则两状态的温度相同，所以A状态的内能等于C状态的内能，故B错误；C．从A状态到B状态的过程中，气体吸收了320J的热量，同时气体对外做功，因图像的面积等于功，可得根据热力学第一定律可得气体内能增加了240J，故C正确；D．由图知，从B状态到C状态的过程中，气体的体积不变，压强减小，根据压强的微观解释，可知器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数减小，故D错误。故选AC。14．（22-23高二下·陕西榆林·期末）一定质量的理想气体被质量为的绝热且可自由滑动的活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸底部相距，气体热力学温度为。现接通电热丝给气体缓慢加热，活塞缓慢向上移动距离后停止加热，整个过程中，气体吸收的热量为，大气压强为，重力加速度为，则（

）

A．初始时，气体压强B．停止加热时，气体的热力学温度C．该过程中，气体内能增加量D．该过程中，气体内能增加量E．该过程中，气体对外做功为【答案】BCE【详解】A．对处于平衡状态的活塞进行受力分析，受到大气压力、重力和气体向上压力，则有解得故A错误；B．活塞缓慢上升过程中气体压强不变，根据盖—吕萨克定律有解得故B正确；CDE．气体对外做功根据热力学第一定律故CE正确，D错误。故选BCE。15．（22-23高二下·陕西西安·期末）以下说法正确的是（）A．液体中悬浮微粒越大，布朗运动反而越不剧烈B．做功和热传递改变物体的内能本质上相同C．密封容器中气体的压强是由气体分子间的相互作用力产生的D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行【答案】AD【详解】A．布朗运动的决定因素：颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，可知液体中悬浮微粒越大，布朗运动反而越不剧烈，故A正确；B．做功和热传递都能改变物体的内能，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程，两个过程的本质不相同，但改变物体内能的效果相同，故B错误；C．密封容器中气体的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，故C错误；D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进行，故D正确。故选AD。16．（22-23高二下·云南玉溪·期末）如图所示，一定质量的理想气体，从状态沿直线经历状态到达状态，下列说法正确的是（）

A．过程中气体分子的平均动能不变B．过程中气体对外界做功C．过程中气体向外界放热D．过程中气体分子的密集程度减小【答案】CD【详解】A．根据题意，由图可知，过程中气体温度升高，则体分子的平均动能增大，故A错误；BC．根据题意，由图可知，过程中气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定理可知，气体的体积减小，则外界对气体做功，由于温度降低，气体内能减小，由热力学第一定律由于，可得即气体向外界放热，故B错误，C正确；D．根据题意，由图可知，过程中，气体的温度不变，压强减小，由玻意耳定律可知，气体的体积增大，则气体分子的密集程度减小，故D正确。故选CD。17．（22-23高二下·海南省直辖县级单位·期末）在温度不变的条件下，设法使一定质量的理想气体的压强增大，在这个过程中（）A．气体的密度增加 B．气体分子的平均动能增大C．外界对气体做了功 D．气体从外界吸收了热量【答案】AC【详解】A．由理想气体状态方程可知在温度不变的条件下，设法使一定质量的理想气体的压强增大，则气体体积减小，密度增加，故A正确；B．温度是其他分子平均动能的标志，温度不变，所以气体分子的平均动能不变，故B错误；CD．体积减小，说外界对气体做了功，温度不变，则气体内能不变，根据热力学第一定律可判断气体一定向外界释放了热量，故C正确，D错误。故选AC。三、解答题18．（22-23高二下·安徽滁州·期末）如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直倒立在两木块上，汽缸底水平，汽缸质量为、横截面积为、高为，质量、厚度可忽略的活塞在汽缸中封闭了一定质量的理想气体，气体温度，活塞静止，此时活塞到汽缸开口端的距离为。通过一定的方法使汽缸内封闭气体从外界吸收了热量，此时气体温度为，已知大气压强为，重力加速度大小，求：（1）最终气体的压强；（2）此过程中封闭气体的内能变化。【答案】（1）；（2）【详解】（1）初始时气体压强为气体体积温度。假设汽缸足够长，温度变为根据盖—吕萨克定律有解得汽缸体积表明活塞向下移动后气体做等容变化，最终气体的压强为，体积，温度。根据理想气体状态方程有解得（2）封闭气体在等压变化过程中气体对外界做的功对封闭气体，应用热力学第一定律有联立解得19．（22-23高二下·云南保山·期末）传统的手动抽气机模型如图所示，抽活塞时，闭合、打开，气体从容器中流入抽气机；推活塞时，闭合、打开，把抽出的气体排出，反复抽拉会使容器A中的气体越来越少。已知容器A的容积为2L，初始压强为，抽气机的最大容积为0.5L，若温度始终保持不变，不计细管体积的影响。求：（1）抽气过程中，该理想气体是吸热还是放热；（2）一次抽气后，容器内的气体压强减小了多少？（3）要想抽出一半质量的气体，至少要抽几次？

【答案】（1）吸热；（2）；（3）4（次）【详解】（1）体积变大，对外做功，温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知Q为正，气体吸热。

（2）根据玻意耳定律得解得（3）根据质量与压强的关系可知则有解得n＝4（次）20．（22-23高二下·云南红河·期末）一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的图像如图所示。已知图线的AD段是双曲线的一部分，且该气体在状态A时的温度为270K。（1）求气体在状态C时的温度TC和在循环过程中气体的最高温度；（2）若由状态C到状态D过程中放出热量75J，则求此过程中内能的变化量。

【答案】（1）337.5K，675K；（2）减小50J【详解】（1）图线的AD段是双曲线的一部分，即从D到A，理想气体做等温变化，有TD＝TA＝270K由图可知，从C到D，理想气体做等压变化，有代入数据，有TC＝337.5K对于一定质量的理想气体，根据理想气体状态方程易知变化过程中横纵坐标乘积最大时，其温度最高．由图可知状态B时温度最高，理想气体从A到B是等压过程，有代入数据，可得TB＝675K即Tm＝675K(2)由状态C到状态D过程是等压变化，外界对气体做功，有根据热力学第一定律，有代入数据，得21．（22-23高二下·广东广州·期末）2023年5月3日，我国轮胎品牌“三角轮胎”携多款热销工程胎和卡车胎系列产品亮相，吸引不少业内人士和客户关注。若某个汽车轮胎充气后容积为V，内部气体压强为，温度为T。当外界温度降低导致轮胎内气体温度降低了时，轮胎的容积几乎不变，轮胎内的气体可视为理想气体。（1）试判断轮胎内气体吸放热情况，并说明理由；（2）求此时轮胎内气体的压强。【答案】（1）见详解；（2）【详解】（1）轮胎的容积几乎不变，则外界对气体不做功；由轮胎内气体温度降低，可知气体的内能减少，即减小；根据热力学第一定律可知，轮胎内气体放热。（2）轮胎的容积几乎不变，气体发生等容变化，根据查理定律得解得一、单选题1．（22-23高二下·山东聊城·期末）下列说法正确的是（）A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律B．自发的热传导是可逆的C．可以通过给物体加热而使它运动起来，但不产生其他影响D．气体向真空膨胀具有方向性【答案】D【详解】A．冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，消耗了电能，引起了外界变化，因此遵循热力学第二定律，A错误；B．自发的热传导是不可逆的，热量一定从高温物体传递给低温物体，热量不可能自发的从低温物体传递给高温物体，B错误；C．给物体加热只能增加物体的内能，不能增加物体的机械能，所以不能使它运动起来，C错误；D．气体向真空膨胀具有方向性，气体的体积一定增大，不能减小，D正确。故选D。2．（22-23高二下·山东威海·期末）下列说法正确的是（）A．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点B．第二类永动机失败的原因是违背了能量守恒定律C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子体积为D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量小于向室外放出的热量【答案】D【详解】A．单晶体和多晶体都有确定的熔点，选项Ａ错误；B．第二类永动机失败的原因是违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律，选项Ｂ错误；C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个的分子运动占据的空间的体积为，选项Ｃ错误；D．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，因为工作过程还有电热释放，故D正确。故选D。3．（22-23高二下·吉林松原·期末）根据热力学定律，下列说法正确的是（

）A．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量等于向室外放出的热量B．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机C．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能【答案】D【详解】A．空调机在制冷过程中，把室内的热量向室外释放，消耗电能，产生热量，故空调机从室内吸收的热量小于向室外放出的热量，故A错误；B．根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，故B错误；C．自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故C错误；D．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律，电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能，故D正确。故选D。4．（22-23高二下·贵州遵义·期末）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca回到状态a，图像中ba延长线过坐标原点O，bc段与纵轴平行。则该气体（）

A．从状态b到c过程，气体体积减小，压强增大B．从状态a到b过程，气体体积增大，压强减小C．从状态b到c过程，外界对气体做功，内能增加D．从状态c到a过程，外界对气体做功，吸收热量【答案】A【详解】B．根据理想气体状态方程可得从状态a到b过程，由图像可知，气体体积增大，压强不变，故B错误；AC．从状态b到c过程，由图像可知，气体体积减小，温度不变，则压强增大；气体体积减小，则外界对气体做功，温度不变，则内能不变，故A正确，C错误；D．从状态c到a过程，气体体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故D错误。故选A。5．（22-23高二下·吉林长春·期末）如图所示，一开口向上的导热气缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。已知环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中（

）

A．气体体积逐渐成小，内能增知B．外界对气体做功，气体吸收热量C．容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多D．每个分子的速度大小相等【答案】C【详解】A．根据热力学第一定律虽然外界在对气体做功，使气体体积减小，即，但该气缸导热，且环境温度不变，因此在活塞其缓慢下降的过程中气缸内的气体与外部环境发生热传递，即，使缸内气体温度始终与外界环境温度相同，即有因此可知即缸内气体的内能不变，故A错误；B．外界对气体做功，会使气体的温度升高，但在活塞缓慢移动的过程中，缸内气体与外部气体发生热传递，可认为缸内气体及时放出热量，使缸内气体的温度始终保持与外界环境温度相同，故B错误；C．根据理想气体的状态方程可知外界对气体做功，使气体体积减小，但气体温度与外部环境温度始终相同，即气体温度不变，可知气体压强增加，而压强是气体分子在单位时间内对单位面积的器壁碰撞而产生的，压强增加，即容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增多，故C正确；D．该过程中气体温度不变，而温度是衡量分子平均动能的标志，温度不变，则分子平均动能不变，也就表明分子平均速率不变，即分子平均速率相同，但对于单个分子而言，其速率有可能增加也有可能减小，即每个分子的速度大小不相等，故D错误。故选C。6．（22-23高二下·黑龙江大庆·期末）根据热力学定律，下列说法正确的是（）A．热量既能自发地从高温物体传递到低温物体，也能够自发地从低温物体传递到高温物体B．一定质量的理想气体吸收了热量，则气体温度一定升高C．对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少D．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功【答案】D【详解】A．根据热力学第二定律，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故A错误；B．根据热力学第一定律，可知物体内能的改变是外界对物体做功与物体吸收的热量的和。所以物体吸收热量，又对外做功时。物体的内能可能减小。故B错误；C．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大对外做功，根据热力学第一定律结合理想气体状态方程可知，温度一定升高，内能增大，故C错误；D．根据热力学第二定律可知，物体不可以从单一热源吸收的热量全部用于做功而不产生其他影响，也就是说在引起其它变化的情况下，物体可以从单一热源吸收的热量可全部用于做功，故D正确。故选D。7．（22-23高二下·山东东营·期末）如图所示，一定质量的理想气体由状态a经等压变化到状态b，再从状态b经等温变化到状态c，最后从状态c变化回到状态a。下列说法正确的是（

）

A．气体在状态a的体积小于在状态b的体积B．气体在状态a的体积等于在状态c的体积C．从状态a到状态b的过程中气体向外界放出热量D．从状态b到状态c的过程外界对气体做正功【答案】A【详解】AC．气体由状态a经等压变化到状态b，温度升高，则体积变大，即气体在状态a的体积小于在状态b的体积，气体内能不变，对外做功，则气体吸热，选项A正确，C错误；B．根据因a点与O点连线的斜率大于c点与O点连线的斜率，可知气体在状态a的体积小于在状态c的体积，选项B错误；D．从状态b到状态c的过程，温度不变，压强减小，可知体积变大，则气体对外界做正功，选项D错误。故选A。二、多选题8．（22-23高二下·山东威海·期末）某汽车机舱盖的支撑杆由气缸和活塞组成。打开机舱盖时，气缸内密闭气体膨胀，将机舱盖顶起。在此过程中，气缸内气体可视为理想气体，忽略缸内气体与外界的热交换。对于气缸内的气体，下列说法正确的是（）A．压强减小 B．内能减小C．分子势能减小 D．平均动能减小【答案】ABD【详解】BD．根据热力学第一定律可知，气体将机舱盖顶起，即气体对外做功，，而忽略缸内气体与外界的热交换，则，因此可知，即气体的内能减小，而对于一定量的理想气体而言，内能减小则温度降低，而温度又是衡量气体分子平均动能的标志，温度降低则分子平均动能减小，故BD正确；A．根据以上分析，由理想气体状态方程可知，气缸内密闭气体膨胀，即气体的体积增大，同时气体温度降低，因此可知缸内气体的压强一定减小，故A正确；C．气缸内气体可视为理想气体，而理想气体不考虑分子势能，认为分子势能始终为零，故C错误。故选ABD。9．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）如下图，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，虚线、为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（）

A．过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的B．一个循环过程完成后，气体对外放出热量C．过程向低温热源释放的热量等于过程从高温热源吸收的热量D．过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功【答案】BD【详解】A．由理想气体状态方程可知，pV越大，气体的温度T越高，由图示图像可知由图示图像可知，a→b过程，气体体积增大温度降低，气体体积增大单位体积的分子数减少，气体温度降低，分子平均动能减小，因此a→b过程气体压强减小是单位体积内分子数减少和分子平均动能减小共同导致的，故A错误；B．根据p-V图像与横轴围成的面积表示外界对气体做的功（体积减小时），或气体对外界做的功（体积增大时），可知一个循环过程完成后，外界对气体做功为正值，由热力学第一定律，可知所以气体对外放出热量，故B正确；C．d→a过程气体温度不变，气体内能不变，气体体积减小外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界释放的热量等于外界对气体做的功，即|Qda|=|Wda|b→c过程气体气体温度不变，气体内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体对外界做的功，即|Qbc|=|Wbc|p-V图像与坐标轴所围图形的面积等于气体做的功，由图示图像可知，d→a过程p-V图像的面积大于b→c过程p-V图像的面积，即|Wda|＞|Wbc|则|Qda|＞|Qbc|即d→a过程向低温热源释放的热量大于b→c过程从高温热源吸收的热量，故C错误；D．a→b过程气体与c→d过程气体温度的变化量相等，两个过程气体内能的变化量相等，a→b过程气体与c→d过程都是绝热过程，则Q=0由热力学第一定律：可知由于两过程气体内能的变化量相等，则即a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功，故D正确。故选BD。10．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）下列有关热力学第二定律的说法正确的是（）A．气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是不可逆过程B．能源危机说明自然界的总能量在不断减少C．水的温度自动下降时，释放的内能可以自发地全部转化为机械能D．物体从高温热库吸收热量后，内能可能变少【答案】AD【详解】A．气体自发地扩散运动总是向着无序的方向进行，是不可逆的过程，故A正确；B．根据能量守恒定律可知自然界的总能量是守恒的，故B错误；C．物体温度下降释放的内能不可能在不引起其他变化的情况下完全转化为机械能，故C错误；D．改变物体内能方式有热传递和做功，所以当物体吸收热量后对外做功的情况下内能可能减少，故D正确。故选AD。11．（22-23高二下·云南红河·期末）地球上有很多的海水，它的总质量约为，如果这些海水的温度降低，将要放出的热量。有人曾设想利用海水放出的热量，使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，关于其原因，下列说法不正确的是（）A．内能不能转化成机械能B．内能转化成机械能不满足热力学第一定律C．只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机械不满足热力学第二定律D．机械能可全部转化为内能，内能不可能全部转化为机械能，同时不引起其他变化【答案】AB【详解】A．内能可以转化成机械能，如热机，故A错误，符合题意；B．内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，也可以说符合能量守恒定律，故B错误，符合题意；CD．根据热力学第二定律可知，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，故CD正确，不符合题意。故选AB。12．（22-23高二下·河北秦皇岛·期末）一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是（）

A．A→B→C过程中，气体压强先减小后增大B．C→D→A过程中，单位体积内分子数先不变后增加C．整个循环过程中，气体对外界做的功小于外界对气体做的功D．整个循环过程中，气体从外界吸热，内能不变【答案】AC【详解】A．A→B的过程中，气体温度不变，体积增大到原来的2倍，由玻意尔定律可知，气体压强将减小到A状态时的二分之一；B→C的过程中，气体的体积不变，温度升高到原来的4倍，由查理定律可知，气体的压强将增大到B状态时的4倍；即气体压强先减小后增大，故A正确；B．C→D→A过程中，气体的体积先减小后不变，所以单位体积内分子数先增加后不变，故B错误；C．A→B的过程中，气体等温膨胀，内能不变，但对外做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收了热量；B→C的过程中，气体体积不变，温度升高，内能增加，气体和外界没有相互做功，由可知，气体从外界吸收了热量；C→D过程中，气体体积减小，温度降低，内能减小，由图可知是定值，则由可知，气体经历了等压压缩，外界对气体做了功，由可知，气体向外界释放了热量；D→A过程中，气体经历了等容降温，内能减小，压强减小，气体与外界没有相互做功，由可知，气体向外界释放了热量。综上所述，气体与外界相互做功发生在A→B和C→D过程中，其中A→B是一个降压过程，C→D是一个等压过程，由D→A过程可知，A→B过程中压强的最大值小于C→D过程中的压强，两个过程中气体的体积变化量相等，所以A→B过程中气体对外界做的功小于C→D过程中外界对气体做的功，故C正确；D．由上面的分析可知，整个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，气体的温度、体积最终回到了开始状态，内能变化量为零，由热力学第一定律可知气体对外界放了热，故D错误。故选AC。13．（22-23高二下·宁夏石嘴山·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示，已知状态A的气体温度为，下列说法正确的是（）

A．状态B的气体温度为B．在过程中，气体既不对外做功，外界也不对气体做功C．在过程中，气体对外做功1200JD．在一个循环过程中，气体从外界吸收热量450J【答案】AB【详解】A．状态变化为等容变化，有解得故A正确；B．在过程中，气体体积没有发生变化，气体既不对外做功，外界也不对气体做功，故B正确；C．在过程中，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功为故C错误；D．在一个循环过程中，温度不变，内能变化。过程，气体体积不变，做功为零；过程，外界对气体做功为；过程，气体对外界做的功等于图线与横坐标围成的面积根据热力学第一定律表达式中的表示外界对气体做的功，则有联立可得气体向外界释放热量450J，故D错误。故选AB。14．（22-23高二下·山西朔州·期末）下列说法正确的是（）A．因为液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势B．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C．物体吸热时，它的内能可能不增加D．一定质量的水变成的水蒸气，其分子势能不变【答案】AC【详解】A．液体表面分子间的距离大于液体内部分