高考物理力学知识点之热力学定律难题汇编附解析1.docx

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高考物理力学知识点之热力学定律难题汇编附解析1

高考物理力学知识点之热力学定律难题汇编附解析

（1）

一、选择题

1．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

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．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中（　　）

A．外界对气体做功，气体内能增大

B．外界对气体做功，气体内能减小

C．气体对外界做功，气体内能增大

D．气体对外界做功，气体内能减小

4．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

5．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

6．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

7．一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

8．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

9．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

10．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

11．一定质量的理想气体，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

12．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

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，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

16．有一封闭的汽缸，内部封有一定质量的理想气体。

外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J。

同时气体向外界放热200J，则缸内气体的（　　）

A．温度升高，内能减少200JB．温度升高，内能增加600J

C．温度降低，内能增加600JD．温度降低，内能减少200J

17．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图所示．下列判断正确的是（　　）

A．过程ab中气体一定吸热

B．过程bc中气体既不吸热也不放热

C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大

18．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

19．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

20．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．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

B．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大

C．气缸内大量分子的平均动能增大

D．气体的内能增大

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．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

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．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．下列说法正确的是（　　）

A．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子

B．温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大

C．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度、气体的重力都有关

D．熵值越大，代表系统分子运动越无序

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．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。

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．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

由题可知，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中，气体对外界做功。

因筒内气体不与外界发生热交换，则

由热力学第一定律

可知气体内能减小，故ABC错误，D正确。

故选D。

4．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。

5．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。

6．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

7．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.

8．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．

9．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。

10．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．

11．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．

12．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。

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．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。

16．B

解析：

B

【解析】

【分析】

【详解】

根据题意，外界对气体做功，

；气体向外界放热，则

；根据热力学第一定律

得，气体内能的增量

，即内能增加600J；对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故A正确，BCD选项错误，

故选：

A。

17．A

解析：

A

【解析】

A、由图示可知，ab过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律

可知，气体吸收热量，故A正确；

B、由图示图象可知，bc过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律

可知，气体吸热，故B错误；

C、由图象可知，ca过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W>0，气体温度降低，内能减少，△U<0，由热力学第一定律

可知，气体要放出热量，过程ca中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C错误；

D、由图象可知，a状态温度最低，分子平均动能最小，故D错误；

故选A．

【点睛】由图示图象判断气体的状态变化过程，应用气态方程判断气体体积如何变化，然后应用热力学第一定律答题．

18．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力。

故A错误；

B．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小，斥力做负功分子势能增大，当分子表现为引力时，分子力随距离增加先增大后减小，间距减小，引力做正功，分子势能减小，故B错误；

C．分子间同时存在引力和斥力，都随着距离的增加而减小，随着距离的减小而增加，故C正确；

D．热力学第二定律的内容可以表述为：

一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故D错误。

故选C。

19．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。

20．A

解析：

A

【解析】

【分析】

【详解】

A．温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，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A正确；

B．气缸内封闭气体被压缩，体积减小，压强增大，大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，大量分子撞击气缸壁的平均作用力却不一定增大，故B错误；

C．温度不变，则气缸内分子平均动能保持不变，故C错误；

D．金属气缸导热性能良好，由于热交换，气缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温压缩，温度不变，气体的内能不变，故D错误。

故选A。

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．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。

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．C

解析：

C

【解析】

根据热力学第一定律

若物体吸收热量，内能不一定增大，选项A错误；物体对外做功，若物体吸热，则内能不一定减小，选项B错误；物体吸收热量，同时对外做功，且两者相等时，内能不变，选项C正确；物体放出热量，同时对外做功，内能一定减小，选项D错误；故选C.

25．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

A．把气体中分子速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体的由于碰撞等原因，仍然会出现速率大于v的分子；故A错误；

B．温度高的物体的分子平均动能一定大，而内能与物体的温度、体积和物质的量有关，所以温度高的物体内能不一定大。

故B错误；

C．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作用产生的，压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关。

故C错误；

D．微观状态的数目

是分子运动无序性的一种量度，由于

越大，熵也越大，那么熵自然也是系统内分子运动无序性的量度，所以熵越大，代表系统分子运动越无序，故D正确。

故选D。