高考物理力学知识点之热力学定律难题汇编一、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T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac2．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，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中（）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3．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4．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5．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6．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 7．一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8．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9．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10．如图所示，柱形容器内封有一定质量的空气，光滑活塞C （质量为m ）与容器用良好的隔热材料制成。
活塞横截面积为S ，大气压为0p ，另有质量为M 的物体从活塞上方的A 点自由下落到活塞上，并随活塞一 起到达最低点B 而静止，在这一过程中，容器内空气内能的改变量E ∆，外界对容器内空气所做的功W 与物体及活塞的重力势能的变化量的关系是（ ）A ．Mgh mg h E W +∆∆+=B ．E W ∆=，0W Mgh mg h p S h +∆+∆=C ．E W ∆=，0W Mgh mg h p S h +∆+∆<D ．E W ∆≠，0W Mgh mg h p S h +∆+∆=11．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则A ．缸内的气体压强减小，内能减小B ．缸内的气体压强增大，内能减小C ．缸内的气体压强增大，内能不变D ．外界对气体做功，缸内的气体内能增加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0C ︒的水和0C ︒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．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9JC．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127t=℃，活塞与底部的距离160h=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266h=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1 6B．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．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V a、V b，温度分别为T a、T b。
下列说法正确的是A．V a＞V b， T a＞T b B．V a＞V b， T a＜T bC．V a＜V b， T a＜T b D．V a＜V b， T a＞T b16．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。
下列说法正确的是（）A ．ab 过程中气体分子热运动平均动能增加B ．bc 过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C ．cd 过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D ．de 过程中气体对外放出热量，内能不变17．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N A ，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AM N D ．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个126C ，126C 原子的质量是12.0000u ，42He 原子核的质量是4.0026u ，已知1u =931.5MeV/c 2，则此核反应中释放的核能约为7.3MeV18．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．下列说法正确的是（ ）A ．因为能量守恒，所以能源危机是不可能的B ．摩擦力做功的过程，必定有机械能转化为内能C ．热力学第二定律可表述为所有自发的热现象的宏观过程都具有方向性D ．第二类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律21．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 J22．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．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能23．如图所示，一定量的理想气体由状态A经过过程①到达状态B，再由状态B经过过程②到达状态C，其中过程①图线与横轴平行，过程②图线与纵轴平行。
对于这个变化过程，下列说法中正确的是（）A．从状态A到状态B的过程，气体放出热量B．从状态A到状态B的过程，气体分子热运动的平均动能在减小C．从状态B到状态C的过程，气体分子对容器壁撞击的频繁程度增加D．从状态B到状态C的过程，气体吸收热量24．下列关于热现象和热力学规律的说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．物体的温度越高，其分子平均动能一定越大C．热量不可能从低温物体传到高温物体D．压缩气体需要用力，这是气体分子间斥力的宏观表现25．有人设想在夏天用电冰箱来降低房间的温度．他的办法是：关好房间的门窗然后打开冰箱的所有门让冰箱运转，且不考虑房间内外热量的传递，则开机后，室内的温度将() A．逐渐有所升高B．保持不变C．开机时降低，停机时又升高D．开机时升高，停机时降低【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T a，由图可知：V C=V a=V0、V b=2V0=2V a，①从a到b是等压变化：解得：T b=2T a从a到c是等容变化：，由于P c=2P0=2P a解得：T c=2T a，所以：T b=T c②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，Q ac＜Q ab．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．D解析：D【解析】【分析】【详解】由题可知，当人从椅子上离开，M向上滑动的过程中，气体对外界做功。