高一物理必修第2章热力学习题

高一物理必修第2章热力学习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.关于热力学第一定律，下列说法正确的是（）A.物体吸收热量，其内能一定增加B.做功可以改变物体的内能，但热量不能C.气体膨胀时，对外做功，其内能可能不变D.热力学第一定律揭示了能量守恒定律，但与热传递方向无关解析：热力学第一定律表述为ΔU=Q+W，其中ΔU为内能变化，Q为热量传递，W为做功。选项A错误，因为物体吸收热量若同时对外做功，内能可能减少。选项B错误，热量和做功均能改变内能。选项C正确，气体膨胀对外做功（W<0），若同时吸收热量（Q>0）且Q的绝对值大于W的绝对值，内能可能不变。选项D错误，热力学第一定律本质上就是能量守恒在热现象中的体现，且热传递具有方向性。故选C。2.某理想气体经历等压压缩过程，下列物理量变化正确的是（）A.气体分子平均动能增大B.单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加C.气体分子间距减小D.气体对外界做正功解析：理想气体等压压缩过程，压强p不变，体积V减小，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度T必然降低。选项A错误，温度降低意味着分子平均动能减小。选项B正确，温度降低分子平均速率减小，但压强不变，说明单位时间内碰撞频率增加。选项C正确，体积减小分子间距必然减小。选项D错误，气体被压缩外界对气体做正功。故选B、C。3.关于热机的效率，下列说法正确的是（）A.热机效率越高，说明它做的有用功越多B.热机效率不可能达到100%C.热机效率与热源温度无关d.升高热源温度一定能提高热机效率解析：热机效率η=W/Q_H，其中W为有用功，Q_H为从热源吸收的热量。选项A错误，效率高说明有用功占吸收热量的比例高，但吸收热量Q_H可能很小。选项B正确，根据热力学第二定律，任何热机不可能将吸收的热量全部转化为有用功。选项C错误，效率与热源温度直接相关，卡诺效率公式η=1-T_C/T_H。选项D正确，根据卡诺定理，在相同冷源温度下，热源温度越高效率越高。故选B、D。4.下列哪个过程是等温过程（）A.气体在恒温箱中缓慢膨胀B.气体在活塞下方缓慢加热C.气体与恒温热源接触并达到平衡D.气体经历等压膨胀后温度恢复原值解析：等温过程要求温度T保持不变。选项A正确，恒温箱中气体缓慢膨胀，通过热交换维持温度不变。选项B错误，缓慢加热过程温度会升高。选项C正确，与恒温热源接触达到平衡意味着温度相同。选项D错误，等压膨胀温度必然升高，不可能恢复原值。故选A、C。5.关于液晶，下列说法正确的是（）A.液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性B.液晶的光学性质随温度变化而改变C.液晶显示器利用了液晶的折射率随电场变化的特点D.液晶分子排列完全有序，类似于固体晶体解析：液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊物质状态。选项A正确，液晶分子具有流动性但排列有序，表现出各向异性。选项B正确，液晶温度特性使其可用于温度传感器。选项C正确，液晶显示器（LCD）利用扭曲向列型液晶的偏振光效应，电场会改变分子排列进而改变透光性。选项D错误，液晶分子排列有序程度介于液体和晶体之间，不是完全有序。故选A、B、C。6.下列哪个现象说明分子间存在引力（）A.水银柱在玻璃管中下降B.气体容易被压缩C.湿衣服在阳光下晾干D.水银表面有凸起解析：分子间存在相互作用的引力和斥力。选项A错误，水银柱下降是表面张力与重力平衡的结果。选项B错误，气体易压缩说明分子间距大，分子力较弱。选项C正确，湿衣服晾干是水分子克服分子间引力逃逸到空气中。选项D正确，水银表面凸起是表面张力（分子引力表现）的结果。故选C、D。7.关于内能，下列说法正确的是（）A.物体的内能等于分子动能总和B.温度升高，物体内能一定增加C.理想气体的内能只与温度有关D.摩擦生热是内能的增加解析：内能包括分子动能和势能。选项A错误，内能还包括分子势能。选项B错误，温度升高分子平均动能增加，但若同时对外做功，内能可能减少。选项C正确，理想气体分子间无势能，内能仅由温度决定。选项D正确，摩擦生热是机械能转化为内能的过程。故选C、D。8.关于热传递，下列说法正确的是（）A.热量总是从高温物体传到低温物体B.热传递的三种方式是传导、对流和辐射C.热传递过程中能量守恒D.热传递停止的条件是两物体温度相等解析：热传递本质是内能的转移。选项A正确，这是热力学第二定律的宏观表述。选项B正确，热传递方式包括传导、对流和辐射。选项C正确，热传递过程总能量守恒。选项D正确，温度差是热传递驱动力，温度相等时达到热平衡。故选A、B、C、D。9.关于布朗运动，下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子永不停息的无规则运动B.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动C.布朗运动的剧烈程度与温度无关D.布朗运动说明分子间存在斥力解析：布朗运动是悬浮颗粒受分子碰撞产生的随机运动。选项A错误，布朗运动反映的是分子运动，不是分子本身的运动。选项B正确，布朗运动研究对象是悬浮颗粒。选项C错误，温度越高分子运动越剧烈，布朗运动越明显。选项D错误，布朗运动本质是分子碰撞的不平衡性，与分子力性质无关。故选B。10.关于绝对零度，下列说法正确的是（）A.绝对零度是低温的极限，不可能达到B.绝对零度时分子动能为零C.绝对零度时分子势能为零D.绝对零度时理想气体压强为零解析：绝对零度（0K）是热力学温标的零点。选项A正确，根据热力学第三定律，绝对零度无法达到。选项B错误，分子运动具有量子性，即使0K时仍有零点能。选项C错误，分子势能与分子间距有关，与温度无关。选项D正确，理想气体状态方程PV=nRT，T=0时压强P=0。故选A、D。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.理想气体状态方程为_______，其中P为压强，V为体积，T为热力学温度，n为物质的量，R为气体常数。参考答案：PV=nRT2.热力学第一定律的数学表达式为_______，其中Q表示热量，W表示功，ΔU表示内能变化。参考答案：ΔU=Q+W3.气体分子平均动能与温度的关系为_______，温度是分子_____