高考物理最新力学知识点之热力学定律真题汇编

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

2．下列说法正确的是（ ）

B．Tb＞Tc，Qab＜Qac D．Tb=Tc，Qab＜Qac

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0C的水和0C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 3．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

4．如图所示为一定质量的理想气体压强随热力学温度变化的图象，气体经历了ab、bc、cd、da四个过程。其中bc的延长线经过原点，ab与竖直轴平行，cd与水平轴平行，ad与bc平行。则气体在

A．ab过程中对外界做功 B．bc过程中从外界吸收热量 C．cd过程中内能保持不变 D．da过程中体积保持不变

5．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

A．tA＞tB B．tA=tB C．tA＜tB D．无法确定

6．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 7．在下列叙述中，正确的是

A．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能

B．—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大 C．对一定质量的气体加热，其内能一定增加

D．随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小

8．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

9．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，在M向下滑动的过程中

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

10．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

11．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

12．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则 （ ）

A．ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热 B．bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热

C．ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热 D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加 13．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，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

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

t127℃，活塞与底部的距离h160cm，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h266cm，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

16．下列说法中不正确的是（ ）

B．Va＞Vb， Ta＜Tb D．Va＜Vb， Ta＞Tb

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NA，某气体的摩尔质量为M，密度为ρ（均为国际单位），则1

M个该气体分子的体积是

NAD．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个6C，6C原子的质量是12.0000u，2He原子核的质量是4.0026u，已知1u=931.5MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为7.3MeV 17．有一封闭的汽缸，内部封有一定质量的理想气体。外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J。同时气体向外界放热200 J，则缸内气体的( ) A．温度升高，内能减少200 J C．温度降低，内能增加600 J

B．温度升高，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J

1212418．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．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多 B．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大 C．气缸内大量分子的平均动能增大 D．气体的内能增大

19．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能

源。关于能源与能量，下列说法正确的是（ ） A．因为能量守恒，所以不要节约能源

B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用 C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源 D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造

20．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

21．如图所示，内壁光滑的固定气缸水平放置，其右端由于有挡板，厚度不计的活塞不能离开气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞距气缸右端的距离为0.2m。现对封闭气体加热，活塞缓慢移动，一段时间后停止加热，此时封闭气体的压强变为2×105Pa。已知活塞的横截面积为0.04m2，外部大气压强为1×105Pa，加热过程中封闭气体吸收的热量为2000J，则封闭气体的内能变化量为（ ）

A．400J B．1200J C．2000J D．2800J

22．关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（ ） A．物体吸收热量，内能一定增大 B．物体对外做功，内能一定减少

C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 23．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

24．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，内能增大 C．气体体积减小，温度计示数减小

B．外界对气体做功，温度计示数不变 D．外界对气体做功，温度计示数增大

25．一定质量的理想气体，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（ ）

A．M→N过程气体温度不变 B．N→Q过程气体对外做功 C．N→Q过程气体内能减小 D．Q→M过程气体放出热量

【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．

2．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

AB．气体压强跟分子平均动能和分子密集程度有关，选项Ａ正确，Ｂ错误； C．0C的冰熔化成水时要吸热，所以水的内能要比同质量的冰大，选项C错误； D．因气体绝热自由膨胀，不受外界阻力，所以外界不对气体做功，也没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能不变，选项D错误。 故选A。

3．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；

4．A

解析：A 【解析】 【详解】

A.ab过程气体发生等温过程，压强降低，根据PV/ T=C，知体积增大，气体对外界做功，故A正确；

B.bc过程，连线过坐标原点，则bc过程中体积不变，W=0，温度降低，内能减小，根据∆U=W+Q可知，气体放热，故B错误；

C. cd过程中气体压强不变，温度降低，则内能减小，选项C错误； D. da过程，d与原点连线的斜率大于a与原点连线的斜率，据pCT知，d状态气体的V体积小于a状态气体的体积，即da过程中体积增大，故D错误。

5．C

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：△EPA＞△EPB，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tA＜tB。 A. tA＞tB。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. tA＜tB。与上述结论相符，故C正确； D. 无法确定。与上述结论不符，故D错误。 故选：C

6．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

7．B

解析：B 【解析】

试题分析：由分子动理论的知识知，物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能，所以A选项错误；对一定质量的气体，当体积不变时，气体的压强和热力学温度成正比，所以B选项正确；由热力学第一定律WQU可知，对一定质量的气体加热，气体的热量增加，但是不知道气体的做功情况，所以气体的内能的变化不能判断，所以C选项错，随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力可能是先增大，后减小，也可能减小，原因是题中没有清楚的说明分子间的距离从什么位置开始增大，所以D选项错误．

考点：物体的内能 玻意耳定律 热力学第一定律WQU分子间的距离和分子力的关系

8．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．

9．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大．A正确．

10．C

解析：C 【解析】

试题分析：对活塞来说：P0SPSmg，则当m减小时，P增大；由于气体体积变大，则对外做功，W＜0，由于气体的温度不变，则△E=0，气体的内能不变，故选项C正确． 考点：热力学第一定律；气体的压强.

11．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．

12．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

A．其V-T图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，所以ab过程中气体压强不变。体积变大，气体对外做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故A正确；

B．bc过程中气体体积不变，温度降低，体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，温度降低内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放热，故B错误； C． ca过程中气体温度不变，内能不变，体积变小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放热，故C错误；

D．整个变化过程温度先升高，后降低，最后不变，所以气体的内能先增加，后减小，最

后不变，故D错误。 故选A。

13．D

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。

14．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A．由题意可知，原b气缸的高度

h1'hh130cm

当a气缸稳定后活塞与底部的距离

h266cm

此时b气缸的高度

'h2hh224cm

设S为活塞的面积，那么b气缸中逸出的气体占原b气缸中气体为

'h2S11' h1S5A错误；

B．a气缸中的气体吸收热量Q，对外做功W,由热力学第一定律

UWQ

可知，a气缸中的气体吸收的热量大于其增加的内能，B错误； CD．由于K始终打开，a气缸中的气体的压强不变，可得

V1V2

t1273t2273代值求得

t257Ｃ

C错误，D正确。 故选D。

15．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。

16．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A说法正确，故A错误；

B．根据理想气体状态方程

PVC T可知，气体温度不变，内能也一定不变，选项B说法正确，故B错误；

C．由于空气分子之间的距离非常大，所以不能估算空气分子的大小。气体的摩尔体积为

M，所以一个空气分子所占的空间为

VM NA选项C说法错误，故C正确； D．该核反应的质量亏损

m40026312000000078u

则释放的核能

Emc200078931eV7eV7eV

选项D说法正确，故D错误。 故选C。

17．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

根据题意，外界对气体做功，W=800J；气体向外界放热，则 Q=200J；根据热力学第一定律U=W+Q得，气体内能的增量U=W+Q=800J-200J=600J，即内能增加600J；对于一定质量的理想气体，内能增加温度必然升高，故A正确，BCD选项错误， 故选：A。

18．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

A．温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，等温压缩时，根据玻意耳定律得知，压强增大，则单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多，故A正确； B．气缸内封闭气体被压缩，体积减小，压强增大，大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力增大，大量分子撞击气缸壁的平均作用力却不一定增大，故B错误； C．温度不变，则气缸内分子平均动能保持不变，故C错误；

D．金属气缸导热性能良好，由于热交换，气缸内封闭气体温度与环境温度相同，向活塞上倒一定质量的沙土时气体等温压缩，温度不变，气体的内能不变，故D错误。 故选A。

19．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A．能量守恒告诉我们，能量是不会减少的，煤炭、石油、天然气等化石能源使用后，化学能转化为内能耗散了。虽然总能量没有减小，但是可以利用的品质降低了，故依然要节约能源，故A错误；

B．自然界中石油、煤炭等能源是有限的，故会不断减少，故B错误；

C．新能源是可以循环利用的，故人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，故C正确；

D．人类不断地开发和利用新的能源，如风能、太阳能，本质上都来源于太阳，符合能量守恒定律，故D错误。 故选C。

20．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。

21．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

由题意可知，气体先等压变化，到活塞运动到挡板处再发生等容变化，等压变化过程气体对外做功，做功为

Wp0Sx11050.040.2J800J

由热力学第一定律可知，封闭气体的内能变化量为

UWQ(8002000)J1200J

故ACD错误，B正确。 故选B。

22．C

解析：C 【解析】

根据热力学第一定律EWQ ,若物体吸收热量，内能不一定增大，选项A错误；物体对外做功，若物体吸热，则内能不一定减小，选项B错误； 物体吸收热量，同时对外做功，且两者相等时，内能不变，选项C正确； 物体放出热量，同时对外做功，内能一定减小，选项D错误；故选C.

23．B

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，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。

24．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，活塞上移，外界对气体做功，因汽缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变，因此B正确，ACD错误。 故选B。

25．D

解析：D 【解析】 【详解】

A．M→N过程气体的pV乘积先增加后减小，可知温度先升高后降低，选项A错误； B．N→Q过程气体的体积不变，不对外做功，选项B错误； C．N→Q过程气体压强增大，体积不变，由C错误；

D．Q→M过程气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，即W>0；由

pVC可知，温度升高，则内能增加，选项TpVC可知，T温度降低，内能减小，即∆E<0，根据热力学第一定律∆E=W+Q可知Q<0，气体放出热量，选项D正确．