1、高考物理最新力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案高考物理最新力学知识点之热力学定律易错题汇编含答案一、选择题1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
2、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
3、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6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
4、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7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AAB过程中外界对气体做功BBC过程中气体对外界做功CCA过程中气体内能增大DAB过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的
5、功8一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程()A气体的密度减小B外界对气体做功C气体从外界吸收了热量D气体分子的平均动能增大9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10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
6、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11用相同材料制成质量相等的圆环A 和圆盘B，厚度相同，且起始温度也相同，把它们都竖立在水平地面上，如图所示现给它们相同的热量，假设它们不与任何其他物体进行热交换，则升温后，圆环A的温度tA 与圆盘B的温度tB 的大小关系是AtAtB BtA=tB CtAtB D无法确定12一定量的理想气体，从状态开始，经历、三个过程，其图象如图所示，下列判断正确的是（ ）A过程气体吸收的热量大于内能的增加B过程气体吸收的热量全部用于对外做功C过程外界对气体做的功大于放出的热量D过程的体积变化量大于过程
7、的体积变化量13一个气泡从恒温水槽的底部缓慢向上浮起，（若不计气泡内空气分子势能的变化）则（）A气泡对外做功，内能不变，同时放热B气泡对外做功，内能不变，同时吸热C气泡内能减少，同时放热D气泡内能不变，不吸热也不放热14某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（）A外界对气体做功，内
8、能增大 B外界对气体做功，温度计示数不变C气体体积减小，温度计示数减小 D外界对气体做功，温度计示数增大15一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p-V图象如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴则（ ）AMN过程气体温度不变BNQ过程气体对外做功CNQ过程气体内能减小DQM过程气体放出热量16关于热力学定律，下列说法中正确的是（）A可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功B理想气体的等压膨胀过程一定放热C热量不可能从低温物体传递到高温物体D压缩气体做功，该气体的内能一定增加17下列说法正确的是（）A一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走
9、，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子B温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大C气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度、气体的重力都有关D熵值越大，代表系统分子运动越无序182018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1
10、9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 B状态A时所有分子的速率都比状态C时的小C状态A到状态B，气体对外界做功为 D整个循环过程，气体从外界吸收的热量是20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（）Ac到b过程气体放出热量较多 Ba到b过程气体放出热量较多Cc到b过程内能减少较多 Da到b过程内能减少较多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
11、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 J23A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止假设这一过程水银与外界
12、没有热交换，则下列说法正确的是AA中水银的内能增量大于B中水银的内能增量BB中水银的内能增量大于A中水银的内能增量CA和B中水银体积保持不变，故内能增量相同DA和B中水银温度始终相同，故内能增量相同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下列说法正确的是A机械能全部变成内能是不可能的B第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式C根据热力学
13、第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体D从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1A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
14、错误2B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；3C解析：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
15、，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。4B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；
16、故D错误；5D解析：D【解析】【详解】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，且分子平均动能相同，由于分子质量不同，则分子平均速率不同，选项A错误；B. 在绝热条件下压缩理想气体，外界对气体做功，根据U=W+Q可知其内能一定增加，选项B错误；C. 布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动，不是花粉分子的热运动，选项C错误；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，选项D正确.6A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
17、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.7D解析：D【解析】【详解】A. AB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. BC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. CA过程中温度不变，则气体内能
18、不变，选项C错误；D. AB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8B解析：B【解析】【详解】A.由图线可知，在从A到B的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，VBVA；气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A错误；B.气体体积变小，外界对气体做功，故B正确；C.气体温度不变，内能不变，U0，外界对气体做功，W0，由热力学第一定律UQW可知：Q0，气体要放出热量，故C错误；D.气体温度不变，分子平均动能不变，故D错误9C解析：C【解析】【详解】A.热力学第
19、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。10B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
20、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11C解析：C【解析】【详解】由于圆环与圆盘的重心的位置都在它们的几何中心，所以开始时A的重心位置比较高；若A与B升高相等的温度，根据热胀冷缩可知，A的重心位置升高的高度大A的重力势能增大量：EPAEPB，所以A克服重力做的功比较多；根据热力学第一定律：U=Q+W；A与B吸收相等的热量，而A克服重力做的功比较多，所以A的内能的增加量比较小所以A温度的升高量比较小，则tAtB。A. tAtB。与上述结论不符，故A错误；B. tA=tB。与上述结论不符，故B错误；C. tAtB。与上述结论
21、相符，故C正确；D. 无法确定。与上述结论不符，故D错误。故选：C12B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，但气体压强减小，由理想气体方程可知V增大，气体对外做功，W0；由可知，温度降低，内能减小，即E0，根据热力学第一定律E=W+Q可知Q0，气体放出热量，选项D正确16A解析：A【解析】【分析】【详解】A根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他的变化，如绝热气缸，故A正确；B当理想气体做等压膨胀过程时，根据可得温度要增加
22、，故内能U增加；又因为气体膨胀对外做功，所以W0，再根据热力学第一定律U=W+Q可得Q0，气体一定吸收热量，故B错误；C根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功的话，可以从低温物体传递到高温物体；故C错误；D压缩气体，外界对气体做功，W0，根据热力学第一定律U=W+Q得知若气体同时放热，气体的内能不一定增加；故D错误。故选A。17D解析：D【解析】【分析】【详解】A把气体中分子速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体的由于碰撞等原因，仍然会出现速率大于v的分子；故A错误；B温度高的物体的分子平均动能一定大，而内能与物体的温度、体积和物
23、质的量有关，所以温度高的物体内能不一定大。故B错误；C气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作用产生的，压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关。故C错误；D微观状态的数目是分子运动无序性的一种量度，由于越大，熵也越大，那么熵自然也是系统内分子运动无序性的量度，所以熵越大，代表系统分子运动越无序，故D正确。故选D。18D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
24、，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。19D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，压强的平均值气体对外界做功为大小C错误；D从状态B到状态C为等容变化，气体不做功，即；从状态C到状态A为等压变化，体积减小，外界对其他做功对
25、于整个循环过程，内能不变，根据热力学第一定律得代入数据解得D正确。故选D。20B解析：B【解析】【分析】【详解】CD到过程与到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到过程压强不变，气体温度降低，气体体积减小，外界对气体做功，；到过程气体体积不变，外界对气体不做功，根据热力学第一定律可知到过程气体放出热量较多，故B正确，A错误。故选B。21A解析：A【解析】【分析】【详解】该过程为等温变化，根据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
26、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。22B解析：B【解析】【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。23B解析：B【解析】选B.由于水银与外界没有热交换，大气压力对水银做功，一部分转化为水银的重力势能，一部分转化为水银的内能，两种情况下管中进入的水银量相等，故大气将槽中水银面向下压的距离相等，因此大气压力做功相等，图A管中水银的重力势能比图B的大，因此A中水银的内能增量比B中小，B正确24B解析：B【解析】【分析】【详解】A布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，
27、是液体分子无规则运动的反映，但不是液体分子的运动，故A错误；B温度是分子平均动能的标志，气体分子的平均动能只与分子的温度有关，故物体的温度越高，其分子平均动能一定越大，故B正确；C热量在一定条件下可以从低温物体传递到高温物体，但会引起其他变化，故C错误；D气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的，并非由于分子之间的斥力造成的，故D错误。故选B。25D解析：D【解析】A、根据开尔文的描述可知：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故A错误；B、第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，但是违反了机械能和内能转化的方向性，即违反了热力学第二定律，故B错误；C、热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故C错误；D、在产生其它影响的情况下，可以从单一热源吸收的
