高考物理力学知识点之热力学定律真题汇编含答案(2)

一、选择题

1．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＞tB B．tA=tB C．tA＜tB D．无法确定

2．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．气缸内大量分子的平均动能增大 B．气体的内能增大

C．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多 D．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大

3．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体

A．对外界做负功，内能增大 B．对外界做负功，内能减小 C．对外界做正功，内能增大 D．对外界做正功，内能减小 4．下列说法正确的是

A．液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越明显

B．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

C．温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大 D．冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气 5．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 6．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

7．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（ ） A．第二类永动机违背能量守恒定律

B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加

C．保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式没有区别

8．一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 9．下列说法正确的是（ ） A．布朗运动就是液体分子的热运动 B．在实验室中可以得到-273.15℃的低温

C．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大 D．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体

10．一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中ab与竖直轴平行，bc的延长线通过原点，cd与水平轴平行，da与bc平行，则 ( )

A．ab过程中气体温度不变，气体不吸热也不放热 B．bc过程中气体体积保持不变，气体放出热量 C．cd过程中气体体积不断增加，气体吸收热量 D．da过程中气体体积保持不变，气体放出热量

11．一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

12．一定量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程，其图象如图所示，下列判断正确的是（ ）

A．ab过程气体吸收的热量大于内能的增加 B．bc过程气体吸收的热量全部用于对外做功 C．ca过程外界对气体做的功大于放出的热量 D．bc过程的体积变化量大于ca过程的体积变化量 13．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 14．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 15．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 16．下列说法正确的是_________． A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能 C．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程

D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加

17．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

18．一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

19．一定质量的理想气体，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

20．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2 mol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＞Tb C．Va＜Vb， Ta＜Tb

B．Va＞Vb， Ta＜Tb D．Va＜Vb， Ta＞Tb

21．如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。实验中把柱塞向下缓慢按压使气柱体积变小（保持空气柱质量和温度不变），若玻璃管中封闭的气体可视为理想气体，对于这个过程下列分析正确的是（ ）

A．对管壁单位面积的平均作用力增大 C．分子平均动能增大

B．分子间平均距离增大

D．气体从外界吸收热量，内能增大

22．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

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．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．关于物体内能的变化情况,下列说法中正确的是( ) A．吸热的物体,其内能一定增加 B．绝热压缩的物体,其内能一定增加 C．放热的物体,其内能一定减少 D．体积膨胀的物体,其内能一定减少

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一、选择题 1．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

2．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

AB．由于导热性能良好的金属气缸，且缓慢地向活塞上倒沙土，由于周围环境温度不变，缸内气体的温度不变，因此分子的平均动能不变，气体的内能不变，故AB错误； C．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C正确；

D．由于周围环境温度不变，则气体分子平均动能不变，分子平均速率没有变，因此气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力没有变，故D错误。 故选C。

3．A

解析：A 【解析】 【详解】

充气袋四周被挤压时，外界对气体做功，无热交换，根据热力学第一定律分析内能的变化．充气袋四周被挤压时，体积减小，外界对气体做正功，即气体对外界做负功，根据热力学第一定律得知气体的内能增大，A正确。

4．B

解析：B 【解析】 【详解】

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．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.

6．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.

7．C

解析：C 【解析】 【详解】

A.第二类永动机不违反能量守恒定律，违反了热力学第二定律；故A错误.

B.改变内能的方式有做功和热传递，物体从外界吸收了热量，物体的内能不一定增加；故B错误.

C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，压强增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多；故C正确.

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

8．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．

9．C

解析：C 【解析】

试题分析：布朗运动是液体分子对悬浮微粒的撞击形成的，是悬浮微粒的运动，则A选项错误；无论是自然界还是实验室的温度只能无限靠近-273.15°C但却不能达到这个温度，B选项错误；据PV/T=K可知，一定质量的气体被压缩时，如果温度也降低，有可能使压强减

小，C选项正确；热传递是指在不发生任何变化的情况下热量由高温物体传递给低温物体或者是高温部分传递给低温部分，也就是说热传递能否发生只和温度相关和内能的大小没有关系，所以D选项错误。

考点：布朗运动、内能、热力学第三定律、理想气体状态方程。

【名师点睛】本题考查布朗运动、内能、热力学第三定律、理想气体状态方程等知识点的考查；都是容易出错的知识点，尤其是布朗运动，它是分子热运动的表现，是固体颗粒的无规则的运动，而不是液体分析的运动。

10．B

解析：B 【解析】

试题分析：ab过程气体发生等温过程，压强减小，由玻意耳定律PVC分析可知，气体的体积变大，对外做功，根据UWQ知气体需要吸热，故A错误；bc过程，连线过坐标原点，则bc过程中体积不变，温度降低，根据UWQ知气体放热，故B正确；cd过程是等压变化，温度降低，由盖•吕萨克定律分析可知体积减小，根据UWQ知气体放热，故C错误； da过程，d与绝对零度273℃连线的斜率大于a与绝对零度

273℃连线的斜率，则d状态气体的体积小于a状态气体的体积，则da过程中体积增

大，温度升高，根据UWQ知故需要吸热，故D错误． 考点：理想气体的状态方程；热力学第一定律

【名师点睛】本题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，关键是会看图象，从图象中提取有用的信息是一种重要的能力．

11．B

解析：B 【解析】 【详解】

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。

12．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

A．过程ab为等容变化，温度升高，内能增大，体积不变，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体内能的增加，故A错误；

B．过程bc为等温变化，U0，但气体压强减小，由理想气体方程

pVC T可知V增大，气体对外做功，W<0，由

UQW0

可知bc过程气体吸收的热量全部用于对外做功，故B正确； C．过程ca为等压变化，由

VC T可知温度降低，体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体内能的减小等于放出的热量与外界对气体做功之差，故ca过程外界对气体做的功小于放出的热量，故C错误；

D．过程ab为等容变化，VaVb，故bc过程的体积变化量等于ca过程的体积变化量，故D错误。 故选B。

13．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

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．

14．C

解析：C 【解析】

根据热力学第一定律EWQ ,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.

15．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．

16．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A．布朗运动时固体微粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，选项A错误． B．由热力学第一定律可知改变内能有做功和热传递两种方式，选项B错误． C．由热力学第二定律知一切热现象都是不可逆的，功转变成热能自发发生，但热转化为功要引起其它的变化，选项C错误． D．由理想气体状态方程PnRT可知，压强P不变时，温度T降低，则体积减小，即Vn增加，选项D正确． V故选D．

17．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WQU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WQU分子间的距离和分子力的关系

18．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.

19．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

pVC可知，温度升高，则内能增加，选项TpVC可知，T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．

20．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pVnRT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VaVb,PaPb，故A、B错误；

CD．活塞左移过程中，a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TaTb，故C错误，D正确； 故选D。

21．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

该过程为等温变化，根据

pV11p2V2

可知压缩后气体压强增大。

A．对管壁单位面积的平均作用力增大即是压强增大，故A正确； B．分子间平均距离增大即体积变大，不符合分析，故B错误；

C．分子平均动能增大意味着温度升高，但该过程为等温变化，故C错误；

D．该过程外界对气体做功，但内能不变，根据热力学第一定律可知，释放热量，故D错误。 故选A。

22．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

UWQ

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

pgh

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

Ft=mv

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。

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

U0

体积增大，对外做功

W0

吸收热量

Q0

根据

UWQ

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．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．

25．B

解析：B 【解析】 【详解】

A、吸热的物体，根据热力学第一定律况有关，故A错误；

B、绝热压缩的物体，Q=0，外界对物体做功，W>0，根据热力学第一定律则有律

，其内能一定增加，故B正确； ，可知物体的内能增加，故C错误；

，可知物体的内能增加，故D错误；

，

，可知其内能不一定增加，还与做功情

C、放热的物体，若外界对物体做功，而且功的数值大于热量的数值，根据热力学第一定D、体积膨胀的物体，对外界做功，若物体从外界吸热，而且热量的数值大于功的数值，根据热力学第一定律故选B； 【点睛】

改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，根据热力学第一定律分析内能的变化。