高考物理力学知识点之热力学定律难题汇编及答案解析Word文档下载推荐.docx
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C．pb＜pc，Qab＜QacD．pb＜pc，Qab＞Qac
8．一定质量的理想气体在某一过程中压强
保持不变，体积增大100cm3，气体内能增加了50J，则此过程（）
A．气体从外界吸收50J的热量
B．气体从外界吸收60J的热量
C．气体向外界放出50J的热量
D．气体向外界放出60J的热量
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．根据热力学第二定律，下列说法中错误的是（）
A．电流的电能不可能全部变成内能
B．在火力发电中，燃气的内能不可能全部变为电能
C．在热机中，燃气的内能不可能全部变为机械能
D．在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
11．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
12．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则（ ）
A．ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热B．bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热
C．ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加
13．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则
A．缸内的气体压强减小，内能减小
B．缸内的气体压强增大，内能减小
C．缸内的气体压强增大，内能不变
D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加
14．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
15．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：
第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；
第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸热的热量为9J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，则下列说法中正确的是（ ）
A．从A状态到B状态气体放出3J的热量
B．从A状态到C状态气体内能增加9J
C．气体从A状态到B状态与外界交换热量和A状态到C状态相同
D．气体从A状态到B状态的内能变化小于从A状态到C状态
16．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
17．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
18．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
19．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
20．如图所示，水平放置的密闭绝热气缸，被绝热隔板K分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的。
两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。
现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，此时a、b的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb，则下列正确的是（ ）
A．Va=Vb，Ta=TbB．Va
Vb，Ta=Tb
C．Va
Vb，Ta
TbD．Va=Vb，Ta
Tb
21．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
22．气体膨胀对外做功100J，同时从外界吸收了120J的热量，它的内能的变化是
A．减小20JB．增大20JC．减小220JD．增大220J
23．如图所示，内壁光滑的固定气缸水平放置，其右端由于有挡板，厚度不计的活塞不能离开气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距气缸右端的距离为0.2m。
现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×
105Pa。
已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×
105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J，则封闭气体的内能变化量为（）
A．400JB．1200JC．2000JD．2800J
24．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
25．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．
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
1．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．
2．D
D
【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。
3．B
B
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。
4．B
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；
5．B
A.由图线可知，在从A到B的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，VB＜VA；
气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A错误；
B.气体体积变小，外界对气体做功，故B正确；
C.气体温度不变，内能不变，ΔU＝0，外界对气体做功，W＞0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知：
Q＜0，气体要放出热量，故C错误；
D.气体温度不变，分子平均动能不变，故D错误．
6．A
在气球破裂过程中，体积增大，属于气体对外做功；
由于气球破裂过程的时间比较短，气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律
可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程
可知气体压强减小；
A.气体对外界做功，温度降低与分析相符，故选项A符合题意；
B.外界对气体做功，内能增大与分析不符，故选项B不合题意；
C.气体内能不变，体积增大与分析不符，故选项C不合题意；
D.气体压强减小，温度升高与分析不符，故选项D不合题意；
7．D
由图象可知，b、c两点温度相同，Vb＞Vc，由玻意耳定律pV=C可知：
pb＜pc；
b、c两点温度相同，理想气体的内能相同，则△Uab=△Uac，由a到b过程中，气体体积变大，气体对外做功W，由热力学第一定律可知：
△Uab=Qab﹣W；
从a到c过程中，气体体积不变，气体不对外做功W=0，由热力学第一定律可知：
△Uac=Qac；
而△Uab=△Uac，则Qab﹣W=Qbc，则Qab＞Qac．故D正确；
故选D．
8．B
气体体积增大100cm3，所以气体对外界做功
，而气体内能增加了50J，根据
，可知气体吸收热量
，故B正确；
ACD错误
9．B
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．A
A项：
由电流热效应中的焦耳定律可知，电流的能可以全部转化为内能，故A错误；
B项：
火力发电机发电时，能量转化的过程为内能--机械能--电能，因为内能--机械能的转化过程中会对外放出热量，故燃气的内能必然不能全部变为电能，B正确；
C项：
凡是与热现象有关的宏观热现象都具有方向性．无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，故C正确；
D项：
热量从低温物体传递到高温物体不能自发进行，必须借助外界的帮助，结果会带来其他影响，这正是热力学第二定律第一种表述的主要思想，故D正确．
11．D
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。
12．A
A．其V-T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，所以ab过程中气体压强不变。
体积变大，气体对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故A正确；
B．bc过程中气体体积不变，温度降低，体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，温度降低内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，故B错误；
C．ca过程中气体温度不变，内能不变，体积变小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故C错误；
D．整个变化过程温度先升高，后降低，最后不变，所以气体的内能先增加，后减小，最后不变，故D错误。
故选A。
13．C
C
试题分析：
对活塞来说：
，则当m减小时，P增大；
由于气体体积变大，则对外做功，W＜0，由于气体的温度不变，则△E=0，气体的内能不变，故选项C正确．
考点：
热力学第一定律；
气体的压强.
14．C
A．从状态A到状态B的过程，气体体积不变，
，温度升高，
，根据热力学第一定律
可知
，气体吸收热量，A错误；
B．从状态A到状态B的过程，气体温度升高，气体分子热运动的平均动能在增大，B错误；
C．从状态B到状态C的过程，温度不变，体积减小，单位体积内的分子个数增大，所以气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加，C正确；
D．从状态B到状态C的过程，温度不变，
，气体体积减小，
，气体放出热量，D错误。
故选C。
15．B
B．p-T图象的斜率表示体积，从A状态到C状态，由图象可知，气体体积不变，即
又由已知条件
则由热力学第一定律得
故B正确；
AD．由于B、C两状态的温度相同，说明分子动能相等，又分子势能为零，所以内能相等，则气体从状态A到状态B过程与A到C的过程内能的增量相等，即
再由热力学第一定律，可求出从A状态到B状态与外界的热量转化为
其中
即需要从外界吸收3J的热量，故AD错误；
C．从A状态到C状态需要吸收9J热量，从A状态到B状态需要吸收3J热量，所以两个过程与外界的热量交换不同，故C错误。
16．D
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；
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。
17．D
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，
得
代入数据解得
D正确。
18．C
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。
19．B
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。
20．C
当电热丝对气体a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与气缸壁的接触是光滑的，绝热隔板K将向b气体移动
依题意，a、b可视作相同的理想气体，一方面据热力学第一定律，a对b做功，又无热交换，故b内能增加，b气体温度升高，另一方面，a气体压强等于b气体压强，但a气体体积大于b气体体积，则a的内能大于b的内能，亦即
故ABD错误，C正确。
21．C
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A错误；
B．根据热力学第一定律
内能的减少量等于氧气放出的热量和外界对氧气做功之和，故B错误；
C．根据液体压强公式
可知随下潜深度增加，海水压强增大，由于活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通，氧气压强增加，即氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加，故C正确；
D．根据冲量定理
氧气分子平均动能降低，氧气分子每次对缸壁的平均撞击力减小，故D错误。
22．B
由热力学第一定律得：
△U=W+Q=-100J+120J=20J
则气体内能增加了20J
．
23．B
由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为
由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为
故ACD错误，B正确。
24．C
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。
25．C
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
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