2023屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)-熱力學(xué)定律卷含解析

2023屆高中物理高考備考一輪總復(fù)習(xí)

熱力學(xué)定律專題復(fù)習(xí)卷

一、單選題（共7題）

1.一定質(zhì)量的理想氣體，在某一狀態(tài)變化過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功4J,氣體內(nèi)能減少12J,則在該過(guò)程

中（）

A.氣體放熱8JB.氣體吸熱8JC.氣體吸熱16JD.氣體放熱16J

2.下列說(shuō)法正確的是（）

A.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)

B.液晶光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性

C.溫度相同的氧氣和氫氣，分子的平均動(dòng)能不同

D.物體對(duì)外做功，物體內(nèi)能一定減小

3.下列說(shuō)法正確的是（）

A.液體不浸潤(rùn)固體的原因是附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子稀疏

B.運(yùn)送沙子的卡車停于水平面，在緩慢卸沙的過(guò)程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間

勢(shì)能，則胎內(nèi)氣體對(duì)外界放熱

C.葉面上的露珠呈球形是因?yàn)橹亓ψ饔玫慕Y(jié)果

V

D.某氣體的摩爾體積為匕每個(gè)分子的體積為％，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為

4.如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為，”的活塞密封一部分理想氣體，活塞導(dǎo)熱良好且能無(wú)

摩擦地滑動(dòng)，容器的橫截面積為S,將整個(gè)裝置放在大氣壓強(qiáng)恒為力的空氣中，開始時(shí)氣體的溫度為"，

活塞與容器底的距離為瓦，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，氣體從外界吸收熱量。后，活塞緩慢上升d后再次平衡。

下列判斷正確的是（）

7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

C.外界沒(méi)有對(duì)氣體做功

D.氣體從外界吸收了熱量

二、多選題（共5題）

8.關(guān)于熱傳導(dǎo)的方向性，下列說(shuō)法正確的是（）

A.熱量能自發(fā)地由高溫物體傳給低溫物體

B.熱量能自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體

C.在一定條件下，熱量也可以從低溫物體傳給高溫物體

D.熱量不可能從低溫物體傳給高溫物體

9.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖所示，則（）

A.狀態(tài)仇c的內(nèi)能相等

B.狀態(tài)a的內(nèi)能比狀態(tài)6、c的內(nèi)能大

C.由。到b的過(guò)程中氣體向外界放熱

D.由b到c的過(guò)程中氣體一直向外界放熱

10.如圖所示，一個(gè)壁厚可以不計(jì)的導(dǎo)熱性能良好的汽缸固定在水平地面上，內(nèi)部封有一定質(zhì)量的理想氣

體。已知外界大氣壓強(qiáng)為尸，活塞不漏氣，活塞與氣缸間的摩擦不計(jì).現(xiàn)用水平外力/作用于活塞桿，使

活塞緩慢地向右移動(dòng)，在此過(guò)程中，如果環(huán)境溫度保持不變，下列說(shuō)法正確的是。

A.氣體分子平均動(dòng)能增加

B.氣體一定從外界吸熱

C.氣體是從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，但此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律

D.利用此氣體的摩爾質(zhì)量、密度以及阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氣體分子體積

E.氣體分子每秒撞擊器壁單位面積的分子數(shù)減小

II.下列說(shuō)法中正確的是。

A.PM25是指空氣中直徑等于或小于2.5〃n的懸浮顆粒物。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)其在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這間接地

反映了空氣分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性

B.液體表面層的分子間距比液體內(nèi)部的分子間距大

C.晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變

D.封閉容器中的氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)

E.涉及熱現(xiàn)象的宏觀自然過(guò)程都具有方向性，是不可逆的

12.帶有活塞的氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體，其狀態(tài)變化如圖所示。氣體開始處于狀態(tài)A,由過(guò)程Af8

到達(dá)狀態(tài)8,其內(nèi)能減小了E,后又經(jīng)過(guò)程到達(dá)狀態(tài)C。設(shè)氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)、體積和溫度分

別為幺、吟和在狀態(tài)8時(shí)的體積為匕，狀態(tài)C時(shí)的溫度為心。則下列說(shuō)法正確的是（）

-V

（JZ

TV

B.氣體在狀態(tài)8時(shí)的溫度及=-^

C.4-8過(guò)程中，氣體放出的熱量（匕一%）+E

D.過(guò)程中，氣體放出的熱量。=以（％-匕）—E

三、解答題（共4題）

13.《科學(xué)美國(guó)人》雜志刊登了一篇題為“地球的能量資源”的文章，提供了到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的幾個(gè)

主要去向的一些數(shù)據(jù)，如下表所示。請(qǐng)選用表中數(shù)據(jù)計(jì)算：

（1）地球?qū)μ?yáng)能的利用率是多少？

(2)每年按365天計(jì)算，有多少太陽(yáng)能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?

每秒直接反射的每秒以熱能方式離每秒水循環(huán)的能大氣流動(dòng)的能量光合作用的能量

能量且開地球的能量當(dāng)量E3%

l3

5.2xlOkJ8.1x1013kj4x1013kl3.7x10"kJ4xlO'°kJ

14.太陽(yáng)是個(gè)巨大的能源，其總輻射功率為3.8xl()23kW,即每秒鐘向周圍空間輻射的熱量相當(dāng)于1.3xlO”kg

標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)放出的能量。你能算出這些能量為多少J?這些能量能使多少質(zhì)量的水的溫度從15℃升

高到55℃?

15.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ABCD4循環(huán)，pk小山、匕均為已知量.已知4狀態(tài)的溫

完成一個(gè)循環(huán)，外界對(duì)氣體做功多少;

(3)完成一個(gè)循環(huán)，氣體與外界交換的熱量。.

16.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)8,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過(guò)程的。-V圖象如圖所

示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27°C。攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為：T=/+273K,則:

(1)該氣體在狀態(tài)B,C時(shí)的溫度分別為多少攝氏度？

(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過(guò)程中是吸熱還是放熱？傳遞的熱量是多少？

1kp/(xm5Pa)

3--/

2

,,BC

1—--------------?,

0123F7(xlO-2m3)

參考答案

1.A

【詳解】

根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知

\U=Q+W

所以

Q=AC7-lV=-12-(-4)=-8J

A正確。

故選Ao

2.B

【詳解】

A.懸浮在液體表面的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.液晶光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，選項(xiàng)B正確；

C.溫度相同的氧氣和氫氣，分子的平均動(dòng)能相同，平均速率不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.物體對(duì)外做功，若物體吸熱，則物體內(nèi)能不一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B?

3.A

【詳解】

A.液體不浸潤(rùn)固體的原因是因受到固體分子的吸引比較弱，附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子稀疏，

在附著層內(nèi)就出現(xiàn)與表面張力相似的收縮力，這時(shí)附著層有縮小的趨勢(shì)，形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象，A正確；

B.在緩慢卸沙時(shí)，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，溫度不變，由玻意耳定律pV=C,可知?dú)怏w體積

增大，對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，胎內(nèi)氣體從外界吸熱，B錯(cuò)誤；

C.葉面上的露珠呈球形是因?yàn)橐后w表面張力作用的結(jié)果，C錯(cuò)誤；

V

D.某固體或液體的摩爾體積為匕每個(gè)分子的體積為人,則阿伏伽德羅常數(shù)可表示為NA=7,而氣體分

子所占據(jù)的空間，要遠(yuǎn)大于分子的實(shí)際體積，因此對(duì)某氣體的阿伏伽德羅常數(shù)不能用此式表示，D錯(cuò)誤。

故選A。

4.D

【詳解】

對(duì)活塞進(jìn)行受力分析可得

pnS+mg=pS

可得封閉氣體的壓強(qiáng)

P=P。+震

A.由于氣體發(fā)生等壓變化，氣體膨脹，溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)外做功的值小于

Q，A錯(cuò)誤；

C.氣體發(fā)生等JE變化，可得

%S_(4+，)S

--

XTt

因此溫度升高了

△7=7；-"="，

%

C錯(cuò)誤；

B.溫度升高后對(duì)外做的功

W=pSd=(p()S+mg)d

B錯(cuò)誤；

D.根據(jù)熱力學(xué)第一定律，內(nèi)能增加量

AU=Q-W=Q-(p0S+mg)d

D正確。

故選D。

5.C

【詳解】

A.d-a的過(guò)程為等容過(guò)程，由查理定律

正=包

可得此過(guò)程溫度降低，故A錯(cuò)誤。

B.在p-V圖象中圖線與V軸所夾面積表示氣體做功，所以在〃一〃過(guò)程外界對(duì)氣體做的功小于在c-d過(guò)

程氣體對(duì)外界做的功，故B錯(cuò)誤。

C.在。一方的過(guò)程中，由于該過(guò)程絕熱，故外界對(duì)其做的功全部用于增加內(nèi)能。故C正確。

D.b-c的過(guò)程為等容過(guò)程，由查理定律可知，溫度升高壓強(qiáng)變大，故D錯(cuò)誤。

故選Co

6.B

【詳解】

A.因?yàn)橛沂业膲簭?qiáng)小，拔出鎖釘后，活塞向右移動(dòng)，右室氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，而氣體的溫

度不變，氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，右室氣體放出熱量，A錯(cuò)誤；

B.因?yàn)樽笫业膲簭?qiáng)大，拔出鎖釘后，活塞向右移動(dòng)，左室氣體體積增大，氣體對(duì)外做功，而氣體的溫度

不變，氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，左室氣體吸收熱量，B正確；

C.左室氣體體積增大，右室氣體體積減小，所以左室氣體對(duì)右室氣體做正功，C錯(cuò)誤；

D.左室氣體溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，分子平均速率不變，D錯(cuò)誤。

故選B。

7.A

【詳解】

A.由理想氣體狀態(tài)方程

&C

T

可知?dú)怏w在溫度不變的條件下壓強(qiáng)增大，則氣體體積減小，密度將增加，故A正確；

B.溫度是氣體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變，所以氣體分子的平均動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；

CD.體積減小，說(shuō)明外界對(duì)氣體做功。溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=Q+W

可判斷氣體一定向外界釋放熱量，故CD錯(cuò)誤。

故選A。

8.AC

【詳解】

在有外界幫助的情況下(如電流做功)，熱量可以從低溫物體傳給高溫物體，但熱量能自發(fā)地從高溫物體

傳給低溫物體，AC正確。

故選AC。

9.ABC

【詳解】

A.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程比=(7結(jié)合圖像可知，狀態(tài)氏c的溫度相同，故內(nèi)能相等，A正確；

T

B.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程處=(7結(jié)合圖像可知，狀態(tài)。的溫度比狀態(tài)反。的溫度高，故狀態(tài)a的內(nèi)能

T

比狀態(tài)8、c的內(nèi)能大，B正確；

C.由。到。的過(guò)程中，溫度降低，內(nèi)能減小，氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可

知?dú)怏w向外界放熱，c正確；

D.據(jù)A項(xiàng)分析可知狀態(tài)氏c的內(nèi)能相等，由6到c的過(guò)程氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，根據(jù)熱力學(xué)

第一定律可知，整個(gè)過(guò)程從結(jié)果來(lái)看氣體從外界吸熱，故不可能一直向外界放熱，D錯(cuò)誤；

故選ABCo

10.BCE

【詳解】

A.汽缸是導(dǎo)熱的，封閉氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同，保持不變，而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故

A錯(cuò)誤；

B.溫度保持不變，氣體內(nèi)能不變，但氣體對(duì)外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體一定從外界吸熱，

故B正確；

C.氣體是從單一熱源吸熱，全部用來(lái)對(duì)外做功，同時(shí)伴隨著外力F的作用，即引起了其他的變化，所以

此過(guò)程不違反熱力學(xué)第二定律，故C正確；

D.僅用此氣體的摩爾質(zhì)量和密度可以算出氣體的摩爾體積，但是氣體分子之間間距遠(yuǎn)大于分子直徑，所

以不能計(jì)算出氣體分子體積，故D錯(cuò)誤；

E.因溫度不變，氣體的體積增大，壓強(qiáng)減小，所以氣體分子每秒撞擊器壁單位面積的分子數(shù)減小，故E

正確。

故選BCE。

11.ABE

【詳解】

A.PM2.5顆粒在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)，故反映了氣體分子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，故A正確。

B.由于蒸發(fā)，液體表層的分子較液體內(nèi)部稀疏，其分子間距較大，故而液體表面有收縮的趨勢(shì)，故B正

確。

C.晶體熔化時(shí)有熔點(diǎn)，即溫度不變，故分子平均動(dòng)能不變。晶體熔化過(guò)程吸收的熱量轉(zhuǎn)化成液態(tài)的分子

勢(shì)能，故晶體內(nèi)能增加，故C錯(cuò)誤。

D.根據(jù)分子動(dòng)理論對(duì)壓強(qiáng)的微觀解釋可知，封閉氣體分子的碰撞頻率不僅與分子數(shù)有關(guān)，還和每個(gè)分子

單位時(shí)間內(nèi)的平均碰撞次數(shù)有關(guān)，故D錯(cuò)誤。

E.由熱力學(xué)第二定律可知，宏觀自然發(fā)生的熱現(xiàn)象都是不可逆的，故E正確。

故選ABE?

12.AC

【詳解】

AB.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得

P八一.PBVB

TATB

4f8過(guò)程中，氣體做等溫變化，所以

T工M

廠匕

選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；

CD.ArB過(guò)程中內(nèi)能減小了E,根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

-E=W+Q=PA(VA-VB)+Q

解得

Q=-[p,(匕-%)+可

即過(guò)程中，氣體放出的熱量。=必(%-%)+￡,選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。

故選AC。

2,

13.(1)7=23%；(2)AE,t=1.26X10J

【詳解】

(1)地球獲得太陽(yáng)能的途徑有水循環(huán)和光合作用兩種，每秒獲得的太陽(yáng)能

=(4xlOl3+4xlOlo)kJ=4.OO4xlOl3kJ

而每秒射向地球表面的太陽(yáng)能是

4

E總=Et+E2+E,+E4+￡5=1.73X10'kJ

所以，地球?qū)μ?yáng)能的利用率

E4.004xlO13kJ…

n=——=-----------------x100%=23%

備1.73x1（嚴(yán)kJ

(2)每年365d通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

△E北=4x10"x365x24x60x60kJ=1.26xlO2,J

14.3.8xlO26J;2.26x1021kg

【詳解】

太陽(yáng)每秒鐘向周圍空間輻射的熱量為

g=Pr=3.8xlO26J

由

Q=cni\T

可得，

2

m=&=kg=2.26xl0'kg

CAT4.2X103X40

15.（1）普%⑵（4-2）（%-K）；（3）C-XV%-K），氣體吸熱

【詳解】

①設(shè)狀態(tài)C的溫度為Tc,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：乎=畢

解得TC=py'T)；

②由C到D過(guò)程與由A到B過(guò)程氣體體積不變，氣體不做功，

從B到C過(guò)程氣體對(duì)外做功，WBC=-p2(V2—Vi)

從D到A過(guò)程外界對(duì)氣體做功WDA=P1(V2-Vi)

全過(guò)程有外界對(duì)氣體做功W=WBC+WDA=(p|-P2)(V2-V,)

③由熱力學(xué)第一定律