高考物理选修33第十章热力学定律（含解析）

1、.2019备战高考物理选修3-3第十章-热力学定律含解析一、单项选择题1.以下关于热学的说法中，正确的选项是   A. 气体体积是指所有气体分子体积的总和                          B. 分子间间隔 减小，分子势能一定增大C. 自然界中进展的涉及热现象的宏观过程都具

2、有方向性     D. 温度升高，分子间间隔 一定增大2.一定质量的理想气体分子力不计，体积由V膨胀到V假如通过强不变的过程实现，对外做功大小为W1 ， 传递热量的值为Q1 ， 内能变化为U1；假如通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2 ， 传递热量的值为Q2 ， 内能变化为U2 ， 那么 A. W1W2 ， Q1Q2 ， U1U2                

3、;    B. W1W2 ， Q1Q2 ， U1U2C. W1W2 ， Q1=Q2 ， U1U2                     D. W1=W2 ， Q1Q2 ， U1U23.根据热力学定律判断以下说法中正确的选项是   A. 第一类永动机不违背能量守恒定律B. 当人类

4、的科学技术开展到一定程度时永动机是可以制造出来的C. 冰箱可以自发地使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移D. 墒增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进展4.一定量的气体吸收热量，那么该气体的    A. 内能一定增加                  B. 内能可能减少    

5、;              C. 压强一定增大                  D. 温度一定升高二、多项选择题5.有关热力学第二定律，以下说法正确的选项是   A. 热力学第二定律说明自然界中进展的涉及热现象的宏观过程都具有

6、方向性           B. 热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的C. 由热力学第二定律的克劳修斯表述可知热量只能从高温物体传到低温物体           D. 第一类永动机违犯了热力学第二定律，因此制不成6.如下图，电路与一绝热密闭气缸相连，R为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定。闭合电键后，绝热活塞K缓

7、慢且无摩擦地向右挪动，那么以下说法正确的选项是_A. 气体的内能增加          B. 气体分子平均动能不变          C. 电热丝放出的热量等于气体对外所做的功D. 气体的压强不变          E. 气体分子单位时间内对器壁单位

8、面积的撞击次数减少7.在以下表达中，错误的选项是 A. 熵是物体内分子运动无序程度的量度B. 对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向减少的方向进展C. 热力学第二定律的微观本质是：熵总是增加的D. 熵值越大，说明系统内分子运动越无序E. 能量耗散说明能量在不断减小8.以下表达正确的有   A. 自然界中所进展的涉及热现象的宏观过程都具有方向性B. 外界对气体做正功，气体的内能一定增大C. 温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大D. 扩散现象与布朗运动都与温度有关E. 

9、;第二类永动机违背了热力学第二定律9.以下说法中正确的选项是   A. 除了一些有机物质的大分子外，大多数分子的大小数量级为1010cmB. 两个分子间间隔 增大时，它们之间的分子势能一定减小C. 在绝热过程中，外界对理想气体做功，气体的内能一定增加D. 水的饱和汽压随温度的升高而增大E. 液体外表层中分子间的间隔 比液体内部分子间的间隔 大，所以液体外表存在张力10.以下有关热现象的表达中，正确的选项是   A. 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进展B. 机械能转化为内

10、能的实际宏观过程是不可逆过程C. 气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功D. 第二类永动机没有违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律E. 热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其它变化11.以下说法错误的选项是 A. 气体的扩散运动总是沿着分子热运动的有序性增大的方向进展B. 物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关C. 一定质量的气体经历等容过程，假如吸热那么其内能一定增加D. 分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大E. 物质的状态在一定的条件下可以互相转

11、变，在转变过程中会发生能量交换三、填空题12.改变内能的方法有_ 和_它们两种是等价的 13.空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J 在这一过程中，空气_热填“吸、“放等，热量为_J 四、解答题14.如下图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S开场时气体的温度为T0 ， 活塞与容器底的间隔 为h0 将整个装置放在大气压恒为p0的空气中后，当气体从外界吸收热量Q，活塞缓慢上升d后再次平衡求：外界空气的温度是多少？在此过程中密闭气体的内能增加了多少？

12、15.如下图，用不计重力的轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开场时活塞距汽缸底高度h1=0.50m给汽缸加热，活塞缓慢上升到间隔 汽缸底h2=0.80m处，同时缸内气体吸收了Q=450J的热量活塞横截面积S=5.0×103 m2 ， 大气压强p0=1.0×105 Pa求：缸内气体对活塞所做的功W此过程中缸内气体增加的内能U五、综合题16.一定质量的理想气体在某一过程中内能增加了3×105J 1假设吸收了2×105J的热量，那么是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做了多少焦耳的功？ 2假设气体对外界做了4×1

13、05J的功，那么是气体向外界放热，还是从外界吸热？放出或吸收多少焦耳的热量？ 17.如下图，p-V图中一定质量的理想气体从状态A经过程变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J.1状态A经过程变至状态B，增大或减少的内能是多少？ 2当气体从状态B经过程回到状态A时外界压缩气体做功200 J，求此过程气体吸收或放出的热量是多少？过程过程的U互为相反数 18.如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体P0和T0分别为大气的压强和温度：气体内能U与温度T的关系为U=aT，a为正的常量；容器

14、内气体的所有变化过程都是缓慢的求：1气缸内气体与大气到达平衡时的体积V1； 2在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q 答案解析部分一、单项选择题1.【答案】C 【考点】热力学第一定律能量守恒定律，热力学第二定律 【解析】【解答】解：A、气体体积是指气体分子可以充满的空间，它包括所有气体分子体积以及它们之间的空隙，故A错误；B、当分子之间的间隔 较大时，它们之间的作用表现为引力，间隔 减小时，分子引力做正功，分子势能减小，故B错误；C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故C正确；D、温度升高或降低，与分子间间隔 没有直接的关系，故D错误应选C【分析】气体体积是指气体

15、分子可以充满的空间，它包括所有气体分子体积以及它们之间的空隙；当分子之间的间隔 较大时，它们之间的作用表现为引力，间隔 减小时，分子引力做正功，分子势能减小；自发的宏观热学过程是有方向性的，热量只能从高温物体传到低温物体2.【答案】B 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【解答】解：第一种情况，根据 =C可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，U10，根据热力学第一定律有：U1=Q1W1第二种情况，气体等温变化，U2=0，根据热力学第一定律有：U2=Q2W1 ， 第二中情况下，压强减小，体积变化一样，因此W1W2 ， 且U1U2=0，因此Q1Q2 ， 故答案为：B【分析】根据两种情

16、况列出热力学第一定律的表达式，注意两次变化的体积变化一样，因此气体对外做功一样，根据温度的变化判断内能的变化，然后进一步比较吸热、放热情况3.【答案】D 【考点】热力学第一定律能量守恒定律，热力学第二定律 【解析】【解答】解：A、第一类永动机违背能量守恒定律，永远无法实现；故AB错误；C、热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，但不能自发地从低温物体转移到高温物体；故C错误；D、由墒增加原理可知，一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增加的方向进展；故D正确；应选：D【分析】第一类永动机违犯了能量守恒定律，而第二类永动机违犯了热力学第二定律4.【答案】B 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【

17、解析】【分析】一定量的气体吸收热量，根据热力学第一定律分析内能的变化气体吸收热量，压强不一定增大、温度不一定升高。A、B一定量的气体吸收热量，根据热力学第一定律分析可知，其内能不一定增加，也可能减小，还与做功情况有关故A错误，B正确。C、D气体吸收热量，压强不一定增大、温度不一定升高故CD错误。应选B。【点评】此题解答时要抓住改变内能有两种方式：做功和热传递，根据热力学第一定律分析内能的变化。二、多项选择题5.【答案】A,B 【考点】热力学第二定律 【解析】【解答】根据热力学第二定律，自然界中进展的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A符合题意；热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不

18、可逆的，B符合题意；克劳修斯在大量研究的根底上提出，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，C不符合题意；第一类永动机违犯了能量守恒定律定律，因此制不成，D不符合题意。所以AB符合题意，CD不符合题意。故答案为：AB【分析】根据热力学第二定律的几种表述方式选择正确说法。6.【答案】A,D,E 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【解答】活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体为等压变化；活塞缓慢向右挪动过程中，气体体积增大，故温度一定升高，气体内能增加，A符合题意，D符合题意；电阻丝向气体放热气体温度升高，而理想气体内能只取决于分子动能，气体温度升高，分子平均动能增大，B不符合题意；气

19、体内能增大，由热力学第一定律可知，电阻丝向气体放出的热量一定大于对外做功，C不符合题意；气体体积变大，故气体单位体积内的分子数减小时，故单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减小，故E正确故答案为：ADE。【分析】理想气体内能只与温度有关，温度决定分子的动能。7.【答案】B,E 【考点】热力学第二定律 【解析】【解答】A、D、熵是物体内分子运动无序程度的量度，系统内分子运动越无序，熵值越大故AD正确B、对孤立系统而言，一个自发的过程中熵总是向增加的方向进展，故B错误C、根据热力学第二定律，扩散、热传递等现象与温度有关，是与热现象有关的宏观过程，具有方向性，其本质说明熵总是增加的，故C正确E、能量耗

20、散是指能量的可利用率越来越低，但能量仍然是守恒的故E错误应选：B、E【分析】熵是物体内分子运动无序程度的量度，熵值越大，说明系统内分子运动越无序任何自然过程一定总是沿着熵增加的方向进展的，即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展的能量耗散是指能量的可利用率越来越低8.【答案】A,D,E 【考点】热力学第二定律 【解析】【解答】解：A、自然界中所进展的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故A正确；B、改变内能的方式有做功和热传递，外界对气体做正功，气体的内能不一定增大，故B错误；C、温度升高，平均动能增大，物体内的每一个分子的热运动速率不一定都增大，故C错误；D、扩散现象与布朗运动都

21、与温度有关，温度越高，现象越明显，故D正确；E、第二类永动机违背了热力学第二定律，故E正确；应选：ADE【分析】温度是平均动能的标志，改变内能的方式有做功和热传递，自然界中所进展的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，扩散现象与布朗运动都与温度有关9.【答案】C,D,E 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【解答】解：A、除了一些有机物质的大分子，多数分子大小的数量级为1010m，故A错误B、在平衡间隔 以外引力大于斥力，分子力表现为引力，随分子间距增大，分子力做负功，它们之间的分子势能一定增大故B错误；C、在绝热过程中没有热交换，外界对理想气体做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能一定

22、增加故C正确；D、温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大故D正确；E、液体间的作用力是由分子间的引力和斥力互相作用一起的，即由分子作用力引起的，外表张力产生的原因是由于外表层中分子间的间隔 比液体内部分子间的间隔 大故E正确应选：CDE【分析】分子动理论的内容主要有三方面：一是物质是由分子组成，二是分子在永不停息地做无规那么运动，三是分子之间存在引力和斥力根据每个选项详细事例，分别进展判断根据热力学第一定律分析气体内能的变化；温度越高，液体越容易挥发，饱和汽压会随之增大；外表张力产生的原因是由于外表层中分子间的间隔 比液体内部分子间的间隔 大10.【答案】B,C,E 【考点】热

23、力学第二定律 【解析】【解答】解：A、由熵增加原理知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进展故A错误B、根据热力学第二定律知，机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程，故B正确C、在外界的影响下，气体可以从单一热源吸收热量，全部用来对外做功故C正确D、第二类永动机没有违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律故D错误E、根据热力学第二定律知，热量可以从低温物体传到高温物体，但是不可能不引起其它变化故E正确应选：BCE【分析】此题根据熵增原理、热力学第二定律进展解答热力学第二定律有不同的表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的

24、功而不产生其他影响11.【答案】A,B 【考点】热力学第二定律 【解析】【解答】A、熵增加原理，气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进展故A错误B、物体的内能在宏观上与其物质的量、温度和体积有关，故B错误；C、根据热力学第一定律公式U=W+Q ， 一定质量的气体经历等容过程，W=0，假如吸热，其内能一定增加，故C正确；D、分子a从远处趋近固定不动的分子b ， 当分子a到达受分子b的作用力为零处时，由于分子力是引力，一直做正功，故分子a的动能一定最大，故D正确；E、物质的状态固、液、气三态在一定的条件下可以互相转变，在转变过程中会发生能量交换，如冰吸热可以化成水，水吸热可以变成水蒸

25、气，故E正确；应选：AB【分析】由熵增加原理可断定A熵增加原理，气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进展根据热力学第一定律公式U=W+Q断定C由分子力随间隔 的变化断定分子力做功的正负，继而断定分子动能变化物质的状态固、液、气三态可以转化三、填空题12.【答案】做功；热传递 【考点】改变内能的两种方法 【解析】【解答】解：做功和热传递是改变物体内能的两种方式，它们都可以改变物体的内能， 但热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程同时它们虽然是两种不同的改变物体内能的方法，但是它们获得的最终的效果是一样的，所以是等效的，故答案为：做功   热传递【

26、分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程13.【答案】放；5×104 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【解答】根据热力学第一定律U=Q+W ， 活塞对气缸中的气体做功为W=2.0×105J ， 气体内能增加了1.5×105J ， 根据公式为：U=Q+W 放出热量为Q=5.0×104J 故答案为：放，5×104【分析】热力学第一定律内容为：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变公式为：U=Q+W 四、解答题14.【答案】解：取

27、密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖吕萨克定律得： 解得：外界的空气温度为： 活塞上升的过程，密闭气体抑制大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功     W=mg+p0Sd根据权力学第一定律得密闭气体增加的内能U=Q+W=Qmg+p0Sd答：外界空气的温度是 ；在此过程中的密闭气体的内能增加了Qmg+p0Sd 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【分析】对于封闭的气体，发生了等压变化，由盖吕萨克定律可求出外界空气的温度活塞上升的过程，密闭气体抑制大气压力和活塞的重力做功，根据权力学第一定律求得气体的内能增加量15.【答案】解：

28、活塞重力不计，封闭气体的压强：p=p0=1××105Pa，气体对活塞做的功：W=Fl=pSl=1×105×5.0×103×0.80.5=150J；由热力学第一定律可得：U=W+Q=150+450=300J；答：缸内气体对活塞所做的功W为150J此过程中缸内气体增加的内能U为300J 【考点】热力学第一定律能量守恒定律 【解析】【分析】气体发生等压变化，应用功的计算公式可以求出气体对活塞做的功；应用热力学第一定律可以求出气体内能的增加量五、综合题16.【答案】1气体的内能增加了3×105J ， 吸收了2×105J的热量，由热力学第一定律可得：W=UQ=3×105J2.0×105J=1×105J ， 所以外界对气体做功1×105J。2假设气体对外界做了4×