高考物理台州力学知识点之热力学定律真题汇编附答案

一、选择题

1．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p0，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，W=Mghmghp0Sh C．EW，WA．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 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．如图所示的p-V图像， 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3，用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，下列说法中正确的是( )

A．气体从1状态变化到2状态要放热，N1 > N2，T1>T2 B．气体从2状态变化到3状态对外做功，吸热，N2 = N3，T3>T2 C．气体从3状态变化到1状态内能不变，放热，N16．若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化．变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示，图中AB线段平行于T轴，BC线段延长线通过坐标原点，CA线段平行于p轴．由图线可知

A．A→B过程中外界对气体做功 B．B→C过程中气体对外界做功 C．C→A过程中气体内能增大

D．A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 7．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

8．一定质量的理想气体在某一过程中压强P1.0105Pa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

9．重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若

储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( ) A．压强增大,内能减小 B．吸收热量,内能增大 C．压强减小,分子平均动能增大 D．对外做功,分子平均动能减小

10．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

11．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 12．给一定质量、温度为

的水加热，在水的温度由

上升到

的过程中，水的体积随

着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是 A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 13．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 C．内能增大，对外界做功

B．内能减小，吸收热量 D．内能减小，外界对其做功

14．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为等压过程，D→A为等容过程．该循环过程中，下列说法正确的是( )

A．A→B过程中，气体吸收热量

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

15．把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明

（ ）

A．扩散现象没有方向

B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性 C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性 D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性

16．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

17．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＞Qac C．Tb=Tc，Qab＞Qac

B．Tb＞Tc，Qab＜Qac D．Tb=Tc，Qab＜Qac

18．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

19．2018年3月2日上映的《厉害了我的国》的票房和评分都极高。影片中展示了我们中国作为现代化强国的方方面面的发展与进步。如图是影片中几个场景的截图，则下列说法正的是

A．甲图中火箭点火后加速上升阶段，舱内的物体处于失重状态 B．乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能

C．丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力垂直于倾斜的电线

D．丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力是一对作用力和反作用力 20．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 小

C．状态A到状态B，气体对外界做功为收的热量是

B．状态A时所有分子的速率都比状态C时的

1p0V0 2D．整个循环过程，气体从外界吸

1p0V0 221．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 C．c到b过程内能减少较多 说法正确的是（ ）

B．a到b过程气体放出热量较多 D．a到b过程内能减少较多

22．如图所示的p-V图像中A→B→C→A表示一定质量理想气体的状态变化过程。则以下

A．在状态C和状态A时，气体的内能一定相等 B．从状态C变化到状态A的过程中，气体一定放热 C．从状态B变化到状态C的过程中，气体一定吸热

D．从状态B变化到状态C的过程中，气体分子的平均动能减小

23．为抗击新冠，防止病毒蔓延，每天都要用喷雾剂（装一定配比的84消毒液）对教室进行全面喷洒。如图是某喷水壶示意图。未喷水时阀门K闭合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷水过程温度保持不变，则阀门（ ）

A．充气过程中，储气室内气体内能不变 B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大 C．喷水过程中，储气室内气体吸热 D．喷水过程中，储气室内气体压强不变 24．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 25．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

【参】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．C 解析：C 【解析】 【详解】

由于系统隔热，所以气体与外界没有热交换，活塞对气体做正功，所以由热力学第一定律知气体的内能增加，且

△E=W

而从能量守恒的角度考虑，m和M减少的机械能即重力势能和大气压做功共

Mgh+mg△h+poS△h

这部分损失的能量一部分使气体的内能增加，另一部分损失到碰撞过程中m和M的内能上，所以

W＜Mgh+mg△h+poS△h

故选C。

2．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。

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．A

解析：A 【解析】 【详解】

A. 气体从1状态变化到2状态，体积不变，压强减小，则温度降低，即T1>T2；温度降低，内能减小，体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以气体要放热；体积不变，气体的数密度不变，而温度减小，则气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数减小，即N1 > N2，故选项A正确；

B. 气体从2状态变化到3状态，体积变大，压强不变，则温度升高，即T3>T2；体积变大，则气体对外做功，温度升高，则气体内能增加，所以气体吸热。状态2到状态3，温度升高，分子运动更加剧烈，单个分子对器壁的平均作用力变大，压强不变，所以在状态2单位时间内撞击器壁单位面积的分子数大于状态3单位时间内撞击器壁单位面积的分子数，即N2>N3，选项B错误；

C. 由图像可知气体在状态3和状态1的pV乘积相同，则温度相同，即T1=T3，所以气体从3状态变化到1状态内能不变，体积减小，则外界对气体做功，所以气体放热；因从3状态变化到1状态体积减小，气体的数密度变大，又温度不变，所以气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数增加，即N1>N3，选项C错误； D. 由以上分析可知，选项D错误。

6．D

解析：D 【解析】 【详解】

A. A→B过程中，压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外界做功，选项A错误； B. B→C过程中气体做等容变化，则气体不对外界做功，外界也不对气体做功，选项B错误；

C. C→A过程中温度不变，则气体内能不变，选项C错误；

D. A→B过程中气体压强不变，温度升高，体积变大，内能变大，气体对外做功，根据∆E=W+Q可知，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D正确．

7．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。

8．B

解析：B 【解析】 【详解】

气体体积增大100cm3，所以气体对外界做功WPV1.010510010610J，而气体内能增加了50J，根据 UWQ，可知气体吸收热量Q60J ，故B正确；ACD错误

9．B

解析：B 【解析】

质量一定的气体，体积不变，当温度升高时，是一个等容变化，据压强的微观解释：（1）温度升高：气体的平均动能增加；（2）单位时间内撞击单位面积的器壁的分子数增多，可知压强增大．由于温度升高，所以分子平均动能增大，物体的内能变大；体积不变，对内外都不做功，内能增大，所以只有吸收热量，故ACD错误，B正确．

10．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。

11．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mMmol，可以求出其分子质NA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r0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r0，则在分子之间距离增大到大于

r0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

12．D

解析：D 【解析】 【分析】

温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；在水反常膨胀的过程中，所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功． 【详解】

温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能最大；由题意，在水反常膨胀的过程中，虽然体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功，ABC错误D正确． 【点睛】

明确温度是分子平均动能的标志，注意是大量分子的统计规律；分子之间的相互作用力对分子做负功，水分子间的总势能增大；分子之间的相互作用力对分子做正功，水分子间的总势能减小，与弹簧的弹性势能与弹力做功的关系是相似的．

13．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UWQ，它会放出热量，ABC错误，D正确．

14．B

解析：B 【解析】 【详解】

因为A→B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有△U=W+Q，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，选项A错误；因为B→C为

等压过程，由于体积增大，由理想气体状态方程pV/T=C可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，B正确；C→D为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，C错误；D→A为等容过程，体积不变，压强变小，由pV/T=C可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，D错误；故选B.

15．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

从题中可明显看出，两者混合时是自动产生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的． 故选B。

16．A

解析：A 【解析】

冰箱工作，会产生热量，即消耗电能，产生了内能，且房间与外界没有能量交换，所以房内温度会升高，A正确．

17．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：从a到c是等容变化：

解得：Tb=2Ta

，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．

18．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。

19．D

解析：D 【解析】 【详解】

A. 甲图中火箭点火后加速上升时，加速度向上，处于超重状态，故A错误；

B. 乙图中的光伏电池能把太阳光的光能转化为内能，但并不能全部转化成内能，存在一定的能量损耗，故B错误；

C. 丙图中静止站立在电缆上的工作人员受到的合力与重力等大反向，故竖直向上，故C错误；

D. 丁图中某根钢索对桥面的拉力和桥面对该钢索的拉力为相互作用，故是一对作用力和反作用力，故D正确。

20．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

PVC T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

PVC T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

P气体对外界做功为大小

P02P03P0 223PV00 2W1P（VBVA）C错误；

D．从状态B到状态C为等容变化，气体不做功，即W20；从状态C到状态A为等压变化，体积减小，外界对其他做功

W3P0(2V0V0)PV00

对于整个循环过程，内能不变，U0，根据热力学第一定律

UWQ

得

QW1W2W30

代入数据解得

QD正确。 故选D。

1PV00 221．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，W0；c到b过程气体体积不变，外界对气体不做功，W0，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。

22．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

AB．状态由C→A，根据气体状态方程

pVC T知V不变，压强增大，温度升高，分子平均动能增大，内能增大，根据

△U=W+Q

知W=0，Q＞0，故气体吸热，故AB错误； CD．状态由B→C，压强不变，根据气体状态方程

pVC T知体积减小，T减小，分子平均动能减小，内能减小，根据

△U=W+Q＜0

由W＞0知Q＜0，故气体放热，故C错误，D正确。 故选D。

23．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

AB．充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，故气体内能增大，故AB错误；

C．喷水过程中，气体对外做功，W＜0；由于气体温度不变，则内能不变，,根据

∆E=W+Q

可知，储气室内气体吸热，故C正确；

D．喷水过程中，储气室内气体体积增大，温度不变，则根据

pVc T可知压强减小，选项D错误； 故选C。

24．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，故B正确；

C．当分子间的引力与斥力平衡时，如下图中r0 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。

25．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．