高考物理力学知识点之热力学定律基础测试题含答案(6)

一、选择题

1．一定质量的理想气体在某一过程中压强51.010P Pa =?保持不变，体积增大100cm 3，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

2．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也是在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一个可以自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减小为原来的一半，温度逐渐降低．此过程中（） A ．封闭的二氧化碳气体对外界做正功

B ．封闭的二氧化碳气体压强一定增大

C ．封闭的二氧化碳气体分子的平均动能增大

D ．封闭的二氧化碳气体一定从外界吸收热量

3．下列过程中可能发生的是（）

A ．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开

B ．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高

C ．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状

D ．某种物质从高温热源吸收20kJ 的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响

4．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

5．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

6．一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

7．如图所示为一定质量的理想气体压强随热力学温度变化的图象，气体经历了ab、bc、cd、da四个过程。其中bc的延长线经过原点，ab与竖直轴平行，cd与水平轴平行，ad与bc平行。则气体在

A．ab过程中对外界做功

B．bc过程中从外界吸收热量

C．cd过程中内能保持不变

D．da过程中体积保持不变

8．下列说法正确的是

A．物体吸收热量，其内能一定增加

B．不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响

C．第二类永动机不能制成是因为违背了能量守恒定律

D．热量能够自发地从低温物体传递到高温物体

9．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

10．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

11．某同学将一气球打好气后，不小心碰到一个尖利物体而迅速破裂，则在气球破裂过程中( )

A ．气体对外界做功，温度降低

B ．外界对气体做功，内能增大

C ．气体内能不变，体积增大

D ．气体压强减小，温度升高 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．如图所示,用两种不同的金属丝组成一个回路,接触点1插在一杯热水中,接触点2插在一杯冷水中,此时灵敏电流计的指针会发生偏转,这就是温差发电现象,根据这一现象,下列说法中正确的是( )

A ．这一过程违反了热力学第二定律

B ．这一过程违反了热力学第一定律

C ．热水和冷水的温度将发生变化

D ．这一过程违反了能量守恒定律

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．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（）

A ．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳

B ．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性

C ．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天

D ．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒

16．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

17．如图所示，上端开口的圆柱形导热气缸竖直放置，一定质量的理想气体被光滑活塞封闭在气缸内，设环境的大气压保持不变，若外界温度逐渐升高，则缸内的气体（）

A．气体的体积增大，内能减小B．气体的体积增大，吸收热量

C．气体的体积不变，内能增大D．气体的体积不变，放出热量

18．如图所示为一定质量的理想气体状态的两段变化过程，一个从c到b，另一个是从a 到b，其中c与a的温度相同，比较两段变化过程，则（）

A．c到b过程气体放出热量较多B．a到b过程气体放出热量较多

C．c到b过程内能减少较多D．a到b过程内能减少较多

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800 J。同时气体向外界放热200 J，则缸内气体的()

A．温度升高，内能减少200 J B．温度升高，内能增加600 J

C．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J

20．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是（）

A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功

B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为V，则该气体分子的体

积为mV M

C．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律

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B．分子间平均距离增大

C．分子平均动能增大D．气体从外界吸收热量，内能增大

22．气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收了120 J的热量，它的内能的变化是

A．减小20 J B．增大20 J C．减小220 J D．增大220 J

23．随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，油价的不断攀升，已对各国人民的日常生活造成了各种影响，如排长队等待加油的情景已经多次在世界各地发生，能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一。下列有关能量转化的说法正确的是（）

A．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能

B．满足能量守恒定律的物理过程都能自发地进行

C．可以直接利用空气中的内能，减少“温室效应”

D．物体吸收热量，物体的内能可能减小

24．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和D→A为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（）

A．A→B过程中，气体和外界无热交换

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

25．关于热力学定律，下列说法正确的是()

A．在一定条件下物体的温度可以降到0 K

B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

C ．吸收了热量的物体，其内能一定增加

D ．压缩气体气体的温度一定升高

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．B

解析：B

【解析】

【详解】

气体体积增大100cm 3，所以气体对外界做功561.010*******J W PV -==???=，而气体内能增加了50J ，根据 U W Q ?=+，可知气体吸收热量60J Q = ，故B 正确；ACD 错误

2．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A ．气体体积减为原来的一半，外界对气体做正功，故A 错误．

B ．根据PV /T =

C 可知，气体体积减小到原来的一半，但是气体的温度不可能减小到原来的一半，则气体的压强一定增加，选项B 正确；

C ．温度降低，所以气体的气体分子的平均动能减小，故C 错误．

D ．温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律△U =W +Q ，封闭气体向外界传递热量，故D 错误；

3．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

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．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。

5．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。

6．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

由热力学第一定律

2.210J

U W Q

?=+=?

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。7．A

解析：A

【解析】

【详解】

A.ab过程气体发生等温过程，压强降低，根据PV/ T=C，知体积增大，气体对外界做功，故A正确；

B.bc过程，连线过坐标原点，则bc过程中体积不变，W=0，温度降低，内能减小，根据?U=W+Q可知，气体放热，故B错误；

C. cd过程中气体压强不变，温度降低，则内能减小，选项C错误；

D. da过程，d与原点连线的斜率大于a与原点连线的斜率，据

p T

=知，d状态气体的

体积小于a状态气体的体积，即da过程中体积增大，故D错误。

解析：B

【解析】

【详解】

A. 物体吸收热量，同时对外做功，则其内能不一定增加，选项A错误；

B. 根据热力学第二定律可知，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，选项B正确；

C. 第二类永动机不能制成是因为违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律，选项C错误；

D. 根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项D错误. 9．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.

10．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。

11．A

解析：A

【解析】

【分析】

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U W Q ?=+可知，气体的内能减小，温度降低，根据理想气体状态方程pV nRT =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；

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，0U ?=，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

0U Q W =+=

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，a b V V =，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．C

解析：C

【解析】

【详解】

A.热力学第二定律有实际热现象总结而来，故任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A 错误；

B.吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B 错误。

C.在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，故热水一

定会降温，冷水一定会升温，故C 正确。

D.能量守恒定律是普遍定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，有电阻的位置都会产生热能，符合能量守恒定律，故D 错误。

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．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳，A 正确．热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，B 错误．虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，C 错误．单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，变成了其他形式的能量，能量是守恒的，D 错误．

16．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

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

10W =

又由已知条件

19J Q =

则由热力学第一定律得

111U Q W ?=+

19J U ?=

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

219J U U ?=?=

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

2223J Q U W =?-=

其中

26J W =

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。

故选B 。

17．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

气缸内气体压强不变，气体发生等压变化。由于气缸是导热的，外界温度逐渐升高，缸内气体温度升高，由盖?吕萨克定律可知，气体体积变大，气体温度升高，气体内能增大；气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律可知，为保证内能增大，则气体要吸收热量，故B 正确，A CD 错误。

故选B 。

18．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

CD ．a 到b 过程与c 到b 过程理想气体的温度降低相同，所以内能减少相同，故CD 错误；

AB ．a 到b 过程压强不变，气体温度降低，气体体积减小，外界对气体做功，0W >；c 到b 过程气体体积不变，外界对气体不做功，0W =，根据热力学第一定律

U W Q ?=+

可知a 到b 过程气体放出热量较多，故B 正确，A 错误。

故选B 。

19．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

根据题意，外界对气体做功，=800J W ；气体向外界放热，则 =200J Q -；根据热力学第一定律=+U W Q ?得，气体内能的增量=+=800J-200J=600J U W Q ?，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，

20．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

A ．载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A 错误；

B ．若1摩尔该气体的体积为V

A 0V N V =

A M N m

该气体分子所占空间的体积为 0mV V M

= 由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B 错误；

C ．对的，因为在水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，也就是说分子动能不变，能量转化到分子势能中，故分子之间的势能增加，故C 正确；

D ．空调机压缩机制冷时，空气压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发的进行的，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D 错误。

故选C 。

21．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

该过程为等温变化，根据

1122pV p V =

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．B

解析：B

【分析】

【详解】

由热力学第一定律得：

△U=W+Q=-100J+120J=20J

则气体内能增加了20J

故选B。

．

23．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A．内燃机工作时，燃料不可能全部燃烧、尾气要带走部分热量、零件之间存在摩擦生热，发动机本身需要散热等等，使得发动机不可能将所有内能转化为机械能，故A错误；B．由于能量的转移和转化具有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发地进行故B错误；

C．空气中的内能并不能直接被利用，如果需要利用，则需要热泵，例如空调，空气能热水器等，都需要热泵工作同时消耗电能，引起了其他变化，故C错误；

D．根据热力学第一定律，改变内能的方式有两种：做功和热传递，外界对物体做功，若物体同时向外放热，则物体的内能有可能减少，故D正确。

故选D。

24．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

A．A→B过程中，等温膨胀，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A错误；

B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；

C．C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；

D．D→A过程，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D错误。

故选C。

25．B

解析：B

【解析】

选B.根据热力学第三定律的绝对零度不可能达到可知A错误；物体从外界吸收热量、对外做功，根据热力学第一定律可知内能可能增加、减小或不变，C错；压缩气体，外界对气体做正功，可能向外界放热，内能可能减少、温度降低，D错；物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功而引起其他变化是可能的，B对．