高考物理曲靖力学知识点之热力学定律单元汇编及答案解析.docx
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高考物理曲靖力学知识点之热力学定律单元汇编及答案解析
高考物理曲靖力学知识点之热力学定律单元汇编及答案解析
一、选择题
1．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
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．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
4．一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
5．下列说法正确的是（ ）
A．气体的温度升高，分子动能都增大
B．功可以全部转化为热，但吸收的热量一定不能全部转化为功
C．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D．凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化
6．一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
7．用相同材料制成质量相等的圆环A和圆盘B，厚度相同，且起始温度也相同，把它们都竖立在水平地面上，如图所示．现给它们相同的热量，假设它们不与任何其他物体进行热交换，则升温后，圆环A的温度tA与圆盘B的温度tB的大小关系是
A．tA＞tBB．tA=tBC．tA＜tBD．无法确定
8．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
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．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
11．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
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．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，在M向下滑动的过程中
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
14．某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。
该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。
他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（ ）
A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变
C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大
15．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
16．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态A，对于这个循环过程，以下说法正确的是（ ）
A．由A→B，气体的分子平均动能增大，放出热量
B．由B→C，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量
C．由C→A，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功
D．经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加
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．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
20．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
21．下列说法正确的是（ ）
A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理
D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机
22．下列说法不正确的是（ ）
A．饱和气压与热力学温度成正比
B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小
D．在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少
23．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
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．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
【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：
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．
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．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.
4．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．
5．C
解析：
C
【解析】
【详解】
A.气体的温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故A错误.
B.当存在其他影响时，吸收的热量可以全部转化为功，故B错误.
C.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C正确.
D.一切宏观自然过程除了要符合能量守恒定律，还得符合热力学第二定律，故D错误.
6．B
解析：
B
【解析】
【详解】
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
7．C
解析：
C
【解析】
【详解】
由于圆环与圆盘的重心的位置都在它们的几何中心，所以开始时A的重心位置比较高；若A与B升高相等的温度，根据热胀冷缩可知，A的重心位置升高的高度大．A的重力势能增大量：
△EPA＞△EPB，所以A克服重力做的功比较多；
根据热力学第一定律：
△U=Q+W；A与B吸收相等的热量，而A克服重力做的功比较多，所以A的内能的增加量比较小．所以A温度的升高量比较小，则tA＜tB。
A.tA＞tB。
与上述结论不符，故A错误；
B.tA=tB。
与上述结论不符，故B错误；
C.tA＜tB。
与上述结论相符，故C正确；
D.无法确定。
与上述结论不符，故D错误。
故选：
C
8．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．
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．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．
11．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．
12．A
解析：
A
【解析】
【分析】
【详解】
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．A
解析：
A
【解析】
【分析】
【详解】
筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大．A正确．
14．B
解析：
B
【解析】
【分析】
【详解】
因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，活塞上移，外界对气体做功，因汽缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变，因此B正确，ACD错误。
故选B。
15．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。
16．C
解析：
C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据图象可以知道，A→B，气体的压强体积都变大，PV的乘积变大，根据
可知气体的温度升高，所以气体的分子平均动能增加；温度升高则内能增加，而体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律知气体要吸收热量，选项A错误；
B．由B→C，气体做的是等容变化，分子数密度不变；等容变化，压强减小，温度降低，内能减小；体积不变，
，内能减小，气体放出热量；选项B错误；
C．C→A过程，气体做的是等压变化，体积减小，根据
可知温度降低，则气体内能减小，体积减小则外界对气体做功，根据热力学第一定律知气体放出热量，选项C正确；
D．经过一个循环过程后，回到A点，温度跟初始温度相同，则内能不变，选项D错误。
故选C。
17．D
解析：
D
【解析】
【分析】
【详解】
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，
，根据热力学第一定律
得
代入数据解得
D正确。
故选D。
18．C
解析：
C
【解析】
【分析】
【详解】
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。
故选C。
19．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。
20．C
解析：
C
【解析】
【分析】
【详解】
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。
故选C。
21．A
解析：
A
【解析】
【分析】
【详解】
A．液体表面存在张力，表面要缩小到最小而平衡，故A正确；
B．用气筒给自行车打气，越大越费劲，是因为车胎内外压强差越来越大，与气体分子之间有斥力无关，故B错误；
C．严格遵守气体实验定律的气体是理想气体，实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，不可能制造出效率为100%的机器，故D错误。
故选A。
22．A
解析：
A
【解析】
【分析】
正确
【详解】
A．饱和汽的气压随温度而变。
温度越高，饱和汽的气压越大，但与热力学温度不成正比，故A错误，符合题意；
B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律，因为热力学第二定律的前提是不引起其他变化，B选项中并没有限制，故B正确；
C．当分子间的引力与斥力平衡时，如下图中
处
此时分子势能一定最小，故C正确；
D．用熵的概念表示热力学第二定律：
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小，故D正确。
故选A。
23．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，故大气将槽中水银面向下压的距离相等，因此大气压力做功相等，图A管中水银的重力势能比图B的大，因此A中水银的内能增量比B中小，B正确．
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】
【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
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