1、2020 年高考物理專題訓練：熱力學定律1、關于對永動機的認識,下列說法正確的是( )A. 第一類永動機和第二類永動機都違背了能量守恒定律,所以都不可能制成B. 第一類永動機違背了能量守恒定律,第二類永動機沒有違背能量守恒定律,因此,隨著科學 技術的迅猛發展,第二類永動機是可以制成的C. 第一類永動機違反了熱力學第一定律,第二類永動機違反了熱力學第二定律,這兩類永動 機都不可能制成D. 第一類永動機違反了能量守恒定律,第二類永動機違反了熱力學第一定律和熱力學第二定 律,這兩類永動機都不可能制成2、若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,將氣泡內的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過

2、程中,對外界做了 0.6J 的功,則此過程中下列說法正確的是( ) A.氣泡內氣體的內能增加B. 氣泡內氣體的內能減少C. 氣泡內氣體從外界吸收了 0.6J 的熱量D. 氣泡內氣體向外界放出了 0.6J 的熱量3、對于一定質量的理想氣體，下列說法正確的是( )A. 溫度升高，分子的平均動能增大，每次碰撞對容器壁的作用力增大，壓強一定增大B. 體積減小，單位體積內的分子數增多，氣體的內能一定增大C. 絕熱壓縮一定質量的理想氣體時，外界對氣體做功，內能增加，壓強一定增大D. 定質量的理想氣體向真空自由膨脹時，體積增大，熵減小4、下列過程中可能發生的是( )A. 某種物質從高溫熱源吸收 20kJ 的

3、熱量,全部轉化為機械能,而沒有產生其他任何影響B. 打開一高壓密閉容器,其內氣體自發溢出后又自發溢進去,恢復原狀C. 利用其他手段,使低溫物體溫度更低,高溫物體的溫度更高D. 將兩瓶不同液體混合,然后它們又自發地各自分開5、重慶出租車常以天然氣作為燃料,加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若 儲氣罐內氣體體積及質量均不變,則罐內氣體(可視為理想氣體)( )A. 壓強增大,內能減小B. 吸收熱量,內能增大C. 壓強減小,分子平均動能增大D. 對外做功,分子平均動能減小6、如圖所示,一定質量的理想氣體密封在絕熱(即與外界不發生熱交換)容器中,容器內裝有一可以活動的絕熱活塞。今對活塞施以一

4、豎直向下的壓力 F,使活塞緩慢向下移動一段距離 后,氣體的體積減小。若忽略活塞與容器壁間的摩擦力,則被密封的氣體( )A.溫度升高,壓強增大,內能減少C.溫度升高,壓強增大,內能增加B.溫度降低,壓強增大,內能減少D.溫度降低,壓強減小,內能增加7、下面關于熱力學第二定律微觀意義的說法中正確的是( )A. 從微觀的角看,熱力學第二定律是一個統計規律B. 切自然過程總是沿著分子熱運動運動無序性減小的方向進行C. 有的自然過程沿著分子熱運動無序性增大的方向進行,有的自然過程沿著分子熱運動無序 性減小的方向進行D. 在任何自然過程中,一個孤立系統的總熵不會減小8、一個密閉的容器內有稀薄氣體,在容器上

5、開一個小口,外部的空氣就會流入容器,在氣體流入過程中,容器內靠近開口處的空氣密度暫時變得比內部大,以下說法正確的是( ) A.此時容器內氣體處于一個不平衡狀態,是一個最無序的狀態B. 外界的影響破壞了容器內氣體的平衡C. 上面事實說明熱力學第二定律只適用于封閉系統D. 個開放系統并不一定是最無序的分布9、如圖所示,一定質量的理想氣體,從狀態 A 絕熱過程 A ® B 、等容過程 B ® C 、等溫過程 C ® A 又回到了狀態 A 則( )A. A ® B 過程氣體降溫B. B ® C 過程氣體內能增加,可能外界對氣體做了功C. C ®

6、; A 過程氣體放熱B. 全部過程氣體做功為零10、如圖所示為一定質量氣體發生狀態變化的 P-V 圖象,1、2 是兩條等溫線,A、B 是等溫線1 上的兩點,C、D 是等溫線 2 上的兩點,若氣體按圖線從 ABCDA 進行狀態變化,則下 列說法正確的是( )A. 等溫線 1 對應的氣體溫度比等溫線 2 對應的氣體溫度高B. 氣體從狀態 A 變化到狀態 B,氣體一定吸收熱量C. 氣體從狀態 B 變化到狀態 C,氣體吸收的熱量比氣體做功多D. 氣體從狀態 C 變化到狀態 D,氣體分子密度增大了,但氣體分子的平均速率不變 E.氣體從 ABCDA 的過程中,氣體做的總功為零11、一定質量的理想氣體經歷A

7、 ® B ® C的狀態變化過程,變化過程的 p -1V圖象如圖所示.已知氣體在狀態 A 時的壓強為pA,體積為VA;在狀態 B 時的體積為VB,在狀態 C 時的溫度為TC.(1). 求氣體在狀態 B 時的壓強和在狀態 A 時的溫度.(2). 若氣體從 B 到 C 內能減少了 DE ,則此過程氣體放出的熱量為多少?12、絕熱氣缸 A 和導熱氣缸 B 固定在水平地面上，由鋼性桿連接的兩個等大活塞封閉著兩部分體積均為 V 的理想氣體，此時氣體的壓強與外界大氣壓強相同，氣體的溫度與環境溫度也相同。已知理想氣體的內能 U 與溫度 T 的關系為，為常量且現給氣缸 A 的電熱絲通電，當電

8、熱絲放出的熱量為時氣缸 B 的體積減為原來的三分之一。若加熱過程是緩慢的，求：（1） 氣缸 A 內氣體的壓強；（2） 氣缸 B 在該過程中放出的熱量。參考答案與解析1 答案及解析：答案：C解析：第一類永動機是不可能制成的,因為它違背了能量守恒定律;第二類永動機不違反能量守恒定律,但違反了熱力學第二定律,內能與機械能之間的轉化具有方向性才是第二類永動 機不可能制成的原因。 故選項 ABD 錯誤,C 正確。2 答案及解析：答案：C解析：理想氣體等溫過程中內能不變,由熱力學第一定律U=Q+W,氣體對外做功 0.6J,則一定同時從外界吸收熱量 0.6J,才能保證內能不變。故選項 C 正確。3 答案及解

9、析：答案：C解析：對于一定質量的理想氣體溫度升高.但如果氣體體積增大，壓強不一定增大.A 錯誤；體積減小，單位體積內的分子數增多，但如果對外放熱，氣體的內能可能減小.B 錯誤：孤 立系統總是從熵小的狀態向熵大的狀態發展.D 錯誤. 只有 C 正確.4 答案及解析：答案：C解析：根據熱力學第二定律,熱量不可能從低溫物體自發地傳給高溫物體,但通過一些物理過程是可以實現的,故 C 項對;內能自發地全部轉化為機械能是不可能的,故 A 項錯;氣體膨脹具 有方向性,故 B 項錯;擴散現象也有方向性,D 項錯。5 答案及解析：答案：B解析：溫度是分子平均動能的宏觀標志,故在天然氣的溫度升高過程中,分子平均動

10、能增大,又天然氣可視為理想氣體,不需要考慮分子勢能,而氣體質量不變,氣罐內天然氣分子數不變,所以氣體分子總動能增大,故內能增大,AD 項錯;由熱力學第一定律可知,氣體體積不變,內能增大,則一定從外界吸收熱量,B 項對;天然氣體積不變,隨溫度升高,氣體壓強增大,C 項 錯。6 答案及解析：答案：C解析：選 C.容器是絕熱的,所以當向下推活塞壓縮氣體時,對氣體做功,氣體內能增大,溫度升高,根據pVT=C (常量)可知,壓強增大.7 答案及解析：答案：AD解析：系統的熱力學過程就是大量分子無序運動狀態的變化,從微觀角度看,熱力學第二定律是一個統計規律,所以 A 項對;熱力學第二定律的微觀意義是“一切

11、自然過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行”,所以 B、C 項均錯;D 是在引入熵之后對熱力學第二定律微 觀意義的描述,D 項對.8 答案及解析：答案：BCD解析：本來封閉容器內的氣體處于平衡狀態,內部是無序的,在容器上開一個小口后,有外部的空氣進入容器內在氣體流入的過程中,內部平衡被破壞,容器內靠近開口處的空氣密度比內部大,這是比較有序的狀態,是一個不平衡狀態,之后要發生變化,到達一個新的平衡狀態。這一現象說明,熱力學第二定律只適用于一個封閉系統,不適用于開放的系統,一個開放系統 內分子的運動并不一定是無序狀態。故選項 BCD 正確。9 答案及解析：答案：AC解析： A ® B

12、 過程氣體絕熱膨脹,氣體對外界做功,其對應的內能必定減小,即氣體溫度降低,A 正確; B ® C 過程氣體等容升壓,由pT=恒量可知,氣體溫度升高,其對應的內能增加,因氣體體積不變,做功 W =0 ,B 錯誤; C ® A 過程氣體等溫壓縮,故內能變化為零,但外界對氣體做功,因此該過程中氣體放熱,C 正確; A ® B 過程氣體對外做功,其數值等于 AB 橫軸包BVAC C圍的面積, B ® C 過程氣體不做功, C ® A 過程外界對氣體做功,其數值等于 CA 橫軸包圍 的面積,顯然全過程外界對氣體做的凈功為 ABC 線包圍的面積,D 錯誤.

13、10 答案及解析：答案：BCD解析：A、 由圖可知,從狀態 A 變化到狀態 D 的過程中,氣體的壓強保持不變,體積變大,根據蓋呂薩克定律可得狀態 A 的溫度低于狀態 D 的溫度,故 A 錯誤;B、氣體從狀態 A 變化到狀 態 B,溫度不變,內能不變,體積變大,氣體對外界做功 W<0,根據熱力學第一定律可知 Q>0,氣體一定吸收熱量,故 B 正確;C、氣體從狀態 B 變化到狀態 C,溫度升高,內能增大,體積變大,氣體對外界做功 W<0,根據熱力學第一定律可知氣體吸收的熱量比氣體做功多,故 C 正確;D、氣體從狀態 C 變化到狀態 D,溫度不變,體積變小,所以氣體分子密度增大了,

14、但氣體分子的平均速率不變,故 D 正確;E、體積增大,氣體對外做功,體積減小,外界對氣體對做功,P-V 圖象的圖線與橫軸圍成的面積表示氣體對外做功,所以氣體從 ABC DA 的過程中,外界對氣體對做功,氣體做的總功不為零,故 E 錯誤;故選 BCD。11 答案及解析：答案：(1).由題圖知,氣體從狀態 A 變化到狀態 B 發生的是等溫變化,根據玻意耳定律可得 p V =p VA A B B解得p Vp = A AVB由題圖知氣體從狀態 B 到狀態 C 發生的是等壓變化,因此 p Vp =p = A AC BB氣體在狀態 A 和狀態 C 體積相等,根據查理定律可知 p pA = CT TA C解得p V T = A T = B Tp VC A.(2).由圖象知氣體從狀態 B 到狀態 C 的過程中,發生的是等壓壓縮,外界對氣體做的功為V解得：p V (V -V )W =p (V -V ) = A A B AB B AB根據熱力學第一定律可知,氣體放出的熱量Q =DE +W =DE +p V (V -V ) A A B AVB.解析：12 答案及解析：答案：（1）設 AB 內氣體末態壓強為 P，對 B 氣體由