高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案解析6.docx

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高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案解析6

高考物理力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案解析（6）

一、选择题

1．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

2．一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

3．下列有关热学的叙述中，正确的是（　　）

A．同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均速率相同

B．在绝热条件下压缩理想气体，则其内能不一定增加

C．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉分子的无规则热运动

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力

4．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（　　）

A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能

B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体

C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293℃

D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来

5．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程（　　）

A．气体的密度减小

B．外界对气体做功

C．气体从外界吸收了热量

D．气体分子的平均动能增大

6．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

7．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

8．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

9．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是（）

A．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量

B．满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行

C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动

D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大

10．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

11．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）

A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量

C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功

12．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

13．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

14．研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活。

如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E，气缸的总高度h=90cm。

a缸内被封闭气体初始温度

℃，活塞与底部的距离

cm，活塞和气缸间的摩擦不计。

若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离

cm，关于上述变化过程，下列说法正确的是

A．b气缸中逸出的气体占原b气缸中气体的

B．a气缸中的气体吸收的热量等于其增加的内能

C．稳定后，a气缸内的气体温度为50℃

D．稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a气缸内新冠病毒能够被灭活

15．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

16．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＞QacB．Tb＞Tc，Qab＜Qac

C．Tb=Tc，Qab＞QacD．Tb=Tc，Qab＜Qac

17．如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。

已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。

解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb。

下列说法正确的是

A．Va＞Vb，Ta＞TbB．Va＞Vb，Ta＜Tb

C．Va＜Vb，Ta＜TbD．Va＜Vb，Ta＞Tb

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．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源。

关于能源与能量，下列说法正确的是（　　）

A．因为能量守恒，所以不要节约能源

B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用

C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源

D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造

21．为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。

如图是某喷水壶示意图。

未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。

储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则阀门（　　）

A．充气过程中，储气室内气体内能不变

B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大

C．喷水过程中，储气室内气体吸热

D．喷水过程中，储气室内气体压强不变

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，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

24．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

25．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

【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】

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．

2．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。

3．D

解析：

D

【解析】

【详解】

A.同一温度下，无论是氢气还是氮气，它们分子速率都呈现出“中间多，两头少”的分布规律，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A错误；

B.在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据∆U=W+Q可知其内能一定增加，选项B错误；

C.布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C错误；

D.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，选项D正确.

4．A

解析：

A

【解析】

【详解】

A.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；

B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；

C.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能无限接近－273.15℃，C错误；

D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误.

5．B

解析：

B

【解析】

【详解】

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．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；

7．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．

8．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．

9．A

解析：

A

【解析】

试题分析：

知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，根据

，可以求出其分子质量，故A正确．根据热力学第二定律可知一切热现象都有方向性，如热量不可能自发的从低温向高温传递，故B错误．.布朗运动是固体微粒的无规则运动是由液体分子撞击形成的，反应了液体分子的无规则运动，故C错误.首先明确了开始分子之间距离与

关系，才能判断分子势能的变化情况，若开始分子之间距离小于

，则在分子之间距离增大到大于

过程中，分子势能先减小后增大，故D错误.故选A．

考点：

分子动理论、布朗运动、热力学第二定律

10．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

11．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

气体的内能由温度决定，当温度降低时，内能减小，而塑料瓶变扁，内部气体体积减小，外界对它做了功，根据热力学第一定律

，它会放出热量，ABC错误，D正确．

12．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。

13．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。

14．D

解析：

D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由题意可知，原b气缸的高度

当a气缸稳定后活塞与底部的距离

cm

此时b气缸的高度

设S为活塞的面积，那么b气缸中逸出的气体占原b气缸中气体为

A错误；

B．a气缸中的气体吸收热量

，对外做功

由热力学第一定律

可知，a气缸中的气体吸收的热量大于其增加的内能，B错误；

CD．由于K始终打开，a气缸中的气体的压强不变，可得

代值求得

C错误，D正确。

故选D。

15．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。

16．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=Tc

②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．

17．D

解析：

D

【解析】

【详解】

AB．解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由

可知质量大的部分压强大，即b部分压强大，故活塞左移，平衡时

，故A、B错误；

CD．活塞左移过程中，

气体被压缩内能增大，温度增大，b气体向外做功，内能减小，温度减小，平衡时

，故C错误，D正确；

故选D。

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．C

解析：

C

【解析】

【分析】

【详解】

A．能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。

虽然总能量没有减小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；

B．自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；

C．新能源是可以循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正确；

D．人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于太阳，符合能量守恒定律，故D错误。

故选C。

21．C

解析：

C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，故气体内能增大，故AB错误；

C．喷水过程中，气体对外做功，W＜0；由于气体温度不变，则内能不变，,根据

∆E=W+Q

可知，储气室内气体吸热，故C正确；

D．喷水过程中，储气室内气体体积增大，温度不变，则根据

可知压强减小，选项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】

【详解】

因为A→B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有△U=W+Q，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A错误；因为B→C为等压过程，由于体积增大，由理想气体状态方程pV/T=C可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，B正确；C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，C错误；D→A为等容过程，体积不变，压强变小，由pV/T=C可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误；故选B.

24．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