物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第2期专题13 热力学定律6027.docx

物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第2期专题13 热力学定律6027.docx

《物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第2期专题13 热力学定律6027.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第2期专题13 热力学定律6027.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

物理试题备考届高三物理名校试题汇编系列第2期专题13热力学定律6027

一、单项选择题

1．（四川省成都石室中学2012届高三上学期月考理科卷）下列说法正确的是（）

A．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大

B．布朗运动就是液体分子的热运动

C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变

D．根据热力学第二定律可知热量只能从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体

1．C解析：

物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，分子运动的平均动能也越大，但不是每个分子动能也越大，选项A错误；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，选项B错误；由热力学第一定律ΔU=Q+W可知，当一定质量的理想气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功时，其内能不变，选项C正确；热力学第二定律指出热传递具有方向性，即热量可以自发地从高温物体传给低温物体，但是不能自发地从低温物体传到高温物体，而不产生其他影响，要使热量从低温物体传给高温物体，必须有外界的帮助，即外界对其做功，选项D错误。

本题答案为C。

2．（广西区百所高中2012届高三上学期联考理综卷）下列说法正确的是（）

A．英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉做无规则的运动，该运动是花粉分子的无规则运动

B．当分子间的距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小，所以分子间的作用力表现为引力

C．气体对外界做功，气体的内能一定增大

D．一定质量的理想气体，如果保持温度不变，当其体积减小时，压强一定增大

2.D解析：

布朗运动是花粉微粒的运动，不是花粉分子的无规则运动，它反映的是液体分子运动的无规则性，选项A错误；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项B错误；做功和热传递均可以改变物体的内能，并且这两种方式在改变物体内能的效果上是等效的，只知道做功情况，而不知热传递情况，就不能确定气体内能的增减，选项C错误；一定质量的理想气体做等温变化时满足玻意耳定律pV=c（常数），可见，当其体积V减小时，压强p一定增大，选项D正确。

本题答案为D。

3.（山东省滨州市沾化一中2012届高三上学期期末考试理综）根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动

B．密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大

C．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体

D．某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为V、密度为

，用NA表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量

0=M/NA，每个气体分子的体积V0=M/

NA

3.B解析：

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，选项A错误；一定质量的气体的压强与温度和体积有关，当体积不变时，温度越高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，压强越大，选项B正确；热力学第二定律指出热量可以自发地从高温物体传给低温物体，而不引起其他变化，但是不能自发地从低温物体传到高温物体，而不产生其他影响，并没有说热量不可能从低温物体传到高温物体，实际上，当外界对低温物体做功时，也可以使热量从低温物体传给高温物体，选项C错误；选项D中，M/

NA表示每个气体分子的平均活动空间，并不是每个气体分子的体积，实际上，每个气体分子的体积要比每个气体分子的平均活动空间小得多，选项D错误。

本题答案为B。

4.（山西省临汾一中2012届高三月考）关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（）

A．第二类永动机违反能量守恒定律

B．如果物体从外界吸收了热量，则内能一定增加

C．如果物体从外界吸收了热量，则温度一定升高

D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的

4．D解析：

第一类永动机要制造一台不消耗能量的机器，违背了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，但其不可能制成是因为自然界的宏观过程具有方向性，即它违背热力学第二定律，选项A错误；根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知，只知道物体从外界吸收了热量即Q＞0，而不知做功情况，还无法确定物体内能的增减或温度的升降，选项BC错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，并且这两种方式在改变物体内能的效果上是等效的，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的，做功是机械能与内能之间的转化，功是内能转化的量度，而热传递是内能之间的转移过程，热量是量度内能转移的过程量，选项D正确。

本题答案为D。

5.（甘肃省陇东中学2012届高三第四次模拟考试）给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体（）

A.从外界吸热B.对外界做负功C.分子平均动能减小D.内能增加

5.A解析：

胎内气体温度不变，说明分子平均动能不变，又不计分子间势能时，所以气体内能不变，选项CD错误；在缓慢放水过程中，胎内气体体积膨胀，胎内气体对外界做正功，或者外界对气体做负功，即W＜0，选项B错误；根据ΔU=Q+W，ΔU=0，W＜0，可知，Q＞0，即胎内气体从外界吸热，选项A正确。

6.（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）下列关于气体的说法中正确的是（）

A．气体温度升高时，分子的平均动能增大，撞击器壁的平均作用力增大，气体压强一定增大

B．气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数增多，气体压强一定增大

C．气体吸收热量，同时对外界做功，气体分子平均动能一定增加

D．分子a从远外接近分子b的过程中，忽略其他分子对a的作用，a受b的作用力为零时，a的动能一定最大

6.D解析：

气体的压强与温度和体积两个因素有关，只知道其中一个因素的变化，无法确定气体压强的增减，所以选项AB错误；根据ΔU=Q+W，气体吸收热量，同时对外界做功时，即Q＞0，W＜0时，气体的内能不一定增加，即ΔU不一定大于0，气体的温度也不一定升高，所以气体分子平均动能也不一定增加，选项C错误；a受b的作用力为零时，a处在平衡位置，此时a的势能一定最小，动能一定最大，选项D正确。

本题答案为D。

7．（广西区柳铁一中2012届高三第三次月考理综卷）如图所示，密闭着常温、常压下气体的导热气缸开口向上，缸内活塞用一根弹簧竖直悬挂，气缸下系有钩码P，整个系统处于静止状态。

若大气压恒定，系统状态变化足够缓慢，摩擦不计。

则下列说法正确的是（）

A．当外界温度升高时，气缸内的温度也升高，弹簧长度会减小

B．当外界温度升高时，单位时间单位面积的器壁上受到的气体分子撞击次数将增加

C．保持外界温度不变，增加钩码个数，气体体积将增大，但弹簧长度保持不变

D．保持外界温度不变，增加钩码个数，气体将从外界吸热，但气体内能保持不变

7.D解析：

系统状态变化足够缓慢，说明系统始终处于平衡状态，根据系统的平衡条件可知，当外界温度升高时，气缸内的温度也升高，但弹簧的弹力恒定，弹簧长度不变，选项A错误；当外界温度升高时，气缸内的温度也升高，又因为大气压恒定，选取气缸为研究对象，根据平衡条件可知，缸内气体压强大小

（其中m为气缸和砝码的总质量，S为气缸的底面积），恒定不变，即缸内气体做等压变化，因为气体的温度升高，而压强不变，所以单位时间单位面积的器壁上受到的气体分子撞击次数将减小，选项B错误；若保持外界温度不变，增加钩码个数，根据系统的平衡条件可知，弹簧的弹力增大，弹簧长度变长，选项C错误；保持外界温度不变时，缸内气体温度也不变，气体内能肯定不变，若增加钩码个数，则缸内气体压强大小

会因气缸和砝码的总质量m的增大而增大，由玻意耳定律得：

pV=c（常数）可知，气体的体积膨胀，即气体对外界做功，再根据热力学第一定律可知，气体将从外界吸热，所以选项D正确。

本题答案为D。

8．（广东省茂名市2012届高三上学期第一次模拟考试理综卷）喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。

在晴朗的夏日，对密闭在红色气球内的气体从早晨到中午过程，下列说法中正确的是（）

A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变

B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加

C．气体密度增加，分子平均动能增加

D．气体密度不变，气体压强不变

8.B解析：

从早晨到中午，密闭在红色气球内的气体温度升高，气体的内能增加；该过程中，气球内的气体压强恒等于大气压强，即气体要经历等压变化，根据

（常量）可知，T增大时，V增大，即气体体积膨胀对外做功，又根据热力学第一定律，因为气体内能增加，所以气体肯定从外界吸收了热量；气体质量不变，体积增大，密度减小。

综上可知，只有选项B正确。

9．（重庆市2012届高三上学期期末考试理综卷）下列关于热学的说法中，正确的是（）

A．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

B．分子间距离减小，分子势能一定增大

C．气体体积是指所有气体分子体积的总和

D．温度升高，分子间距离一定增大

9．A解析：

根据热力学第二定律可知，选项A正确；分子间距离从无限远处逐渐减小到平衡位置的过程中，分子势能逐渐减小，选项B错误；气体体积指的是气体所能达到的空间的大小，选项C错误；温度与分子间距离无关，温度升高，说明分子运动的平均动能增大，选项D错误。

本题答案为A。

10．（上海市嘉定区2012届高三上学期第一次质量调研物理试题）下列涉及能量变化的过程中，不属于单向性过程的是（）

A．摩擦生热B．简谐振动C．热传递D．气体自由膨胀

10.B解析：

热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，如摩擦生热、热传递、气体自由膨胀等，而简谐振动只涉及机械能之间的转化，其运动过程中能量的转化具有周期性，即不具有单向性。

本题答案为B。

11.（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）如图所示，导热性能良好的钢瓶内装有高压氧气，打开阀门氧气迅速从瓶口喷出，此时握钢瓶的手明显感觉变冷（）

A．变冷是因为瓶内氧气喷出时带走了钢瓶的热量

B．变冷是因为氧气喷出时外界对瓶内气体做功

C．氧气喷出时瓶内气体分子的平均动能增大

D．当钢瓶内外气压相等时立即关闭阀门，几分钟后，瓶内压强大于瓶外大气压

11.D解析：

变冷是因为氧气喷出时对外界做了功，氧气内能减小，温度降低，选项AB错误；氧气喷出时，瓶内气体温度降低，分子的平均动能减小，选项C错误；当钢瓶内外气压相等时立即关闭阀门，此时瓶内气体温度小于瓶外，几分钟后，瓶内气体温度升高，而体积不变，根据根据理想气体状态方程

（常量）可知，气体压强变大，所以瓶内压强大于瓶外大气压，选项D正确。

本题答案为D。

12.（甘肃省陇东中学2012届高三第四次模拟考试）如图所示是密闭的气缸，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，缸内气体的（）

A.温度升高，内能增加600JB.温度升高，内能减少200J

C.温度降低，内能增加600JD.温度降低，内能减少200J

12.A解析：

根据热力学第一定律ΔU=Q+W以及W=800J，Q=-200J可知，ΔU=600J，即内能增加600J，温度肯定升高，只有选项A正确。

本题答案为A。

二、多项选择题

13.（河北省唐山市2012届高三上学期期末统一考试试题）根据热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是（）

A．当分子间距离等于r0时，分子势能一定最小

B．满足能量守恒定律的客观过程并不是都可以自发地进行

C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

D．知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子体积

13．AB解析：

当分子间距离等于r0时，分子力为零，分子势能一定最小，选项A正确；根据热力学第二定律，可知选项B正确，这也正是第二类永动机不可能实现的原因；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，选项C错误；知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子质量，但是求不出分子体积，选项D错误。

本题答案为AB。

14．（贵州省毕节市第一中学2012届高三第四次摸底考试理综卷）下列说法正确的是（）

A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

B．热机可以把吸收的热量全部转化为机械能

C．知道某物质的摩尔质量和分子质量可求出阿伏加德罗常数

D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

14.CD解析：

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，不是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映，选项A错误；根据热力学第二定律，热机不可能把吸收的热量全部转化为机械能，选项B错误；物质的摩尔质量与分子质量的比值就是阿伏加德罗常数，选项C正确；内能不同的物体，温度可能相同，所以它们分子热运动的平均动能可能相同，选项D正确。

本题答案为CD。

15．（四川省仁寿县城区五校2012届高三（上）第三次月考联考理综卷）如图所示，在活塞可自由移动的竖直放置的气缸中，将一个热敏电阻（电阻率随温度升高而减小）R置于气缸中，热敏电阻与容器外的电源E和电流表A组成闭合回路，电路中的电流很小，电阻R上产生的热量可以不计。

气缸中封闭一定质量的气体（不计分子间的作用力，外界大气压恒定不变），在某一段时间内电流表的读数逐渐增大，则在这段时间内气缸中气体（）

A. 压强增大B. 分子平均动能增大C. 向外界放热D. 对外界做功

15.BD解析：

气缸中气体的压强p=p0+

恒定不变，选项A错误；电流表的读数逐渐增大，说明热敏电阻的阻值减小，气缸中气体的温度增大，所以分子平均动能增大，选项B正确；气缸中气体的温度增大，压强不变，根据

（常数）可知，气体的体积增大，即气体对外界做功，选项D正确；温度增大，说明气体的内能增大，又气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，选项C错误。

本题答案为BD。

16．（甘肃省兰州一中2012届高三上学期期末考试理科卷）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，放出热量

C．内能增大，外界对其做功D．内能减小，外界对其做功

16．BD解析：

本题考查热力学第一定律。

不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小；薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外界对其做功，又根据热力学第一定律可知，气体要向外放出热量。

本题答案为BD。

17．（上海市七宝中学2012届高三物理综合练习卷）关于一定量的气体，下列叙述正确的是（）

A．气体吸收的热量可以完全转化为功

B．气体体积增大时，其内能一定减少

C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加

D．外界对气体做功，气体内能可能减少

17.AD解析：

在外界的影响下，气体吸收的热量可以完全转化为功，选项A正确；判断物体内能的变化，要同时考虑做功和热传递两个方面的因素，当气体体积增大时，外界对气体做负功，如果同时气体吸收热量，其内能可能增大，可能不变，也可能减小，选项B错误；同理，选项C错误，D正确。

本题答案为D。

三、非选择题

18.（江苏省淮安市2012届高三上学期第一次调研测试）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体放出热量为5.0×104J。

在此过程中，该气体的内能（选填“增加”或“减少”）了J。

18.增加；1.5×105解析：

根据热力学第一定律ΔU=Q+W以及W=2.0×105J，Q=-5.0×104J可知，ΔU=1.5×105J，即内能增加了1.5×105J。

19.（上海市静安区2012届高三第一学期期末质量检测试卷）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。

气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。

设气体在状态b和状态c的压强分别为pb、和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则pbpc，QabQac（均选填“＞”、“＝”或“＜”）。

19．＜；＞解析：

b、c状态温度相同，根据玻意耳定律得：

pbVb=pcVc，又Vb＞Vc，所以pb＜pc；b、c状态温度相同，气体的内能相同，则在过程ab和ac中，气体增加的内能ΔU相等，在ab过程中，气体体积膨胀对外界做了功，即W＜0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知，Qab=ΔU-W＞ΔU，而ac过程是等容过程，W=0，同理可得，Qac=ΔU-W=ΔU，所以Qab＞Qac。

20.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，如图所示，则对应的压强pApB（选填“大于”、“小于”或“等于”），该过程中气体热量（选填“吸收”或“放出”）。

20.大于；吸收解析：

设V-t图象的斜率为k，则VA=ktA，VB=ktB，根据理想气体状态方程有

即

，所以

，其中用到了tB＞tA，故pA＞pB；理想气体从状态A变化到状态B，温度升高，内能增大，又体积膨胀对外做功，根据热力学第一定律知，气体肯定吸热。

21.（山西省忻州一中等四校2012届高三第二次联考理综卷）有一导热气缸，缸内有一定质量的密封活塞，气缸内密封一部分稀薄气体，如图所示，气缸水平放置时，活塞距离气缸底部的距离为2L/3，现将气缸竖立起来，活塞缓慢下降，稳定后，活塞距离气缸底部的距离为L，若气缸活塞的横截面积为S，大气压强为p0。

（1）求活塞的质量;

（2）当气缸竖起，活塞缓慢下降过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热，并简述原因．

21.解析：

（1）将气缸水平放置时看做初始状态，竖立放置时看做末状态，则：

初始状态：

p1=p0，V1=LS；末状态：

p2=p0+

，V2=2LS/3。

根据玻意耳定律有：

p1V1=p2V2，即p0LS=（p0+

）×（2LS/3），解得：

m=p0S/2g。

（2）放热；根据热力学第一定律，活塞下降过程对气体做功，而气体内能不变，所以应是放热。

22.（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C。

已知状态A的温度为300K。

（1）求气体在状态B的温度；

（2）由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？

简要说明理由．

22.解析：

（1）由理想气体的状态方程：

，代入数据，可得，气体在状态B的温度

。

（2）由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得：

，则

，故气体由状态B到状态C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小。

根据热力学第一定律ΔU=W+Q，ΔU＜0，W=0，故Q＜0，可知气体要放热。

23.（山东省潍坊市2012届高三上学期期末考试理综卷）如图所示，气缸A与导热气缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体，压强均为p0、体积均为V0。

缓慢加热A中气体，使A中气体体积变为原来的1.2倍。

设环境温度始终保持不变。

（1）求此时气缸A中气体的压强pA。

（2）此过程B中气体吸热还是放热？

试分析说明。

23.解析：

（1）因为此时活塞处于平衡状态，根据平衡条件可知，pA=pB，选取气缸B中气体为研究对象，初始状态压强为p0，B中气体等温变化，变化后B中气体体积VB=0.8V0，根据根据玻意耳定律有p0V0=pB0.8V0，可得，pB=1.25p0，所以pA=1.25p0。

（2）放热；B中气体温度不变，所以内能不变，活塞对B中气体做正功，由热力学第一定律可知，气体肯定放热。