2024屆高考物理第一輪復習：熱力學定律

更新時間：2023-09-03 瀏覽次數：51 類型：一輪復習

一、選擇題

1. (2022高二上·孝感期中) 關于能源和能量，下列說法中正確的是（　?。?

A . 隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 B . 能量被使用后就消失了，所以要節(jié)約資源 C . 能量的耗散反映出自然界宏觀過程的方向性 D . 自然界的石油、煤炭等資源可供人類永久使用

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2. (2022高二上·嘉興月考) 下列關于能量守恒定律的認識不正確的是（）

A . 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 B . 某個物體的能減少，必然有其他物體的能增加 C . 不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機器——永動機，不可能制成 D . 石子從空中落下，最后停止在地面上，說明能量消失了

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3. (2021高二上·揚州月考) 下列說法中正確的是（）

A . 隨著科技的發(fā)展，永動機是可以制成的 B . 能量守恒表明，節(jié)約能源是無意義的 C . 機械能守恒是自然界遵循的普遍規(guī)律 D . 能量的耗散反映出自然界宏觀過程的方向性

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4. (2021高二下·信陽期末) 下列關于能量轉化或轉移過程的敘述中，正確的是（　?。?

A . 汽車的內燃機通過燃燒汽油而對外做功，同時還向空氣中散熱，這違背熱力學第一定律 B . 冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低，這是不可能的，因為違背熱力學第一定律 C . 某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產生其他影響，這不違背熱力學第一定律、也不違背熱力學第二定律 D . 冰箱的制冷機工作時實現(xiàn)了熱量從箱內低溫環(huán)境散發(fā)到箱外溫度較高的室內，這違背熱力學第二定律

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5. (2021高二下·中山期末) 關于熱力學定律，下列說法正確的是（　?。?

A . 內燃機可以把燃料產生的內能全部轉化為機械能 B . 電冰箱的工作過程說明可以將熱量自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 C . 第二類永動機違反了能量守恒定律 D . 一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的

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6. (2023高三下·石家莊月考) 壓縮空氣儲能（CAES）是一種利用壓縮空氣來儲存能量的新型儲能技術，絕熱壓縮空氣儲能方式是壓縮空氣并將產生的熱能儲存在各種介質當中，比如混凝土、石頭、礦洞礦石中等。需要發(fā)電的時候讓壓縮空氣推動發(fā)電機工作，這種方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升。對于上述過程的理解，下列說法正確的是（　?。?

A . 絕熱壓縮空氣，分子平均動能不變 B . 絕熱壓縮空氣，溫度升高，氣體內能一定增大 C . 該方式能夠將壓縮空氣儲能的效率提升到 $\text{[math]}$ D . 壓縮空氣推動發(fā)電機工作，是氣體對外做功，內能增大

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7. (2023高三下·湛江模擬) 一同學在室內空調顯示屏上看到室內的空氣溫度，為了測出室外的空氣溫度，他將一近似球形的氣球在室內吹大并放置較長一段時間后，測量其直徑為 $\text{[math]}$ 之后拿到室外并放置較長一段時間后，測量其直徑為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 若不考慮氣球表皮的彈力變化，且氣球吹大后視為球體，大氣壓不變，室內、外的溫度均保持不變，則（　　）

A . 氣球內氣體對外界做負功 B . 氣球內氣體對外界不做功 C . 室外溫度比室內溫度高 D . 氣球在室外放出了熱量

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8. (2023高二下·魏縣月考) 一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三個過程后再回到狀態(tài)a，其 $\text{[math]}$ 圖像如圖所示，則該氣體（）

A . 在狀態(tài)a的內能小于在狀態(tài)b的內能 B . 在狀態(tài)a的密集程度大于在狀態(tài)b的密集程度 C . 在 $\text{[math]}$ 過程中，外界對氣體做功為0 D . 由狀態(tài)a經歷三個過程后再回到狀態(tài)a的過程中，氣體從外界吸熱

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9. (2023·邵陽模擬) 如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經過等壓變化到狀態(tài)B，再經過等容變化到狀態(tài)C，最終經過等溫變化回到初始狀態(tài)A。已知從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體吸收了 $\text{[math]}$ 的熱量，關于從A到B過程下列說法中正確的是（　?。?

A . 氣體內能增加 $\text{[math]}$ B . 氣體內能增加 $\text{[math]}$ C . 氣體內能減少 $\text{[math]}$ D . 氣體內能減少 $\text{[math]}$

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10. (2023高二下·鐵嶺月考) 如圖所示，開口豎直向上的薄壁絕熱氣缸內壁光滑，缸內下部裝有電熱絲，一定質量的理想氣體被一絕熱活塞封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁緊密接觸?，F(xiàn)通過電熱絲對缸內氣體緩慢加熱，則該過程中（　?。?p>

A . 氣體的壓強增大 B . 氣體的內能增大 C . 氣體分子熱運動的平均動能可能減小 D . 氣體對外界做的功等于氣體吸收的熱量

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11. (2023·泉州模擬) 2022年5月，我國首個商用壓縮空氣儲能電站投產發(fā)電。在用電低谷期，利用剩余的電力把洞外空氣壓縮到鹽礦開采后留下的密閉鹽穴礦洞中，儲存能量；在用電高峰期，將儲存在礦洞內的高壓空氣釋放出來驅動汽輪機發(fā)電。礦洞可視為絕熱容器，在充氣過程中，礦洞內（　　）

A . 氣體內能保持不變 B . 氣體分子數密度不變 C . 氣體分子的運動速率都增加了 D . 氣體分子對洞壁單位面積平均撞擊力變大

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12. (2023高三上·太原期末) 一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三個過程后回到狀態(tài)a，其 $\text{[math]}$ 圖像如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標分別為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。以下判斷正確的是（）

A . $\text{[math]}$ ，氣體對外做的功小于氣體從外界吸收的熱量 B . $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ ，氣體均向外界放出熱量 C . $\text{[math]}$ 氣體對外做的功小于 $\text{[math]}$ 對外界做的功 D . $\text{[math]}$ 中，氣體從外接吸收的熱量大于對外做的總功

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13. (2023·淮安模擬) 如圖所示，絕熱容器被絕熱隔板K₁和卡銷鎖住的絕熱光滑活塞K₂隔成a、b、c三部分，a部分為真空，b部分為一定質量的稀薄理想氣體，且壓強 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 是大氣壓強），c與大氣連通，則下列說法中正確的是（）

A . 只打開隔板K₁ ， b中氣體對外做功，內能減少 B . 只打開隔板K₁ ， b中氣體壓強減小，溫度不變 C . 只打開卡銷K₂ ，外界對b中氣體做功，b中氣體內能不變 D . 打開隔板K₁和卡銷K₂ ，待活塞K₂穩(wěn)定后，b部分氣體的內能減少

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二、多項選擇題

14. (2022高二下·鄭州期末) 下列關于物體內能的說法正確的是（）

A . 同一個物體，運動時比靜止時的內能大 B . 一定質量的 $\text{[math]}$ 的水的內能比相同質量的 $\text{[math]}$ 的冰的內能大 C . 靜止物體的分子平均動能不為零 D . 一定質量的理想氣體從外界吸收熱量，氣體的內能一定增大

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15. (2022高二下·威海期末) 下列說法正確的是（）

A . 只有同種物質之間才能發(fā)生擴散 B . 晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化 C . 液體的表面張力跟液面相切，使液體表面繃緊 D . 不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功

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16. (2022高二下·煙臺期末) 下列關于熱力學第二定律的理解正確的是（）

A . 一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程都是不可逆的 B . 空調既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性 C . 從微觀的角度看，熱力學第二定律表明一個孤立系統(tǒng)總是向無序度更大的方向發(fā)展 D . 沒有漏氣、摩擦、不必要的散熱等損失，熱機可以把燃料產生的內能全部轉化為機械能

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17. (2022高二下·湖北月考) 下列說法正確的是（）

A . 機械能轉化為內能的實際宏觀過程一定不可逆 B . 第二類永動機沒有違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律 C . 熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，但是會引起其它變化 D . 隨著科技的進步，絕對零度可以達到

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18. (2023高二下·遼寧期末) 關于熱學現(xiàn)象與規(guī)律，下列說法正確的是（）

A . 熱機的效率不可能達到 $\text{[math]}$ B . 自然界中某些熱現(xiàn)象不具有方向性 C . 熱量能從低溫物體傳到高溫物體 D . 孤立系統(tǒng)的自發(fā)過程中熵可能減小

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19. (2023高二下·閻良期末) 以下說法正確的是（）

A . 液體中懸浮微粒越大，布明運動反而越不劇烈 B . 做功和熱傳遞改變物體的內能本質上相同 C . 密封容器中氣體的壓強是由氣體分子同的相互作用力產生的 D . 熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運動的無序性增加的方向進行

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20. (2022高三上·江西期中) 以下說法中正確的是（）

A . 一定質量的理想氣體，使氣體溫度升高，氣體壓強可能減小 B . 懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉顆粒的無規(guī)則運動 C . 液晶的光學性質與所有晶體相似，具有各向異性 D . 飽和汽壓與分子密度有關，與溫度無關 E . 自然發(fā)生的宏觀熱運動過程是向著分子熱運動無序性增大的方向進行的

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21. (2021高二下·河池期末) 關于分子動理論和熱力學定律，下列說法中正確的是（　?。?

A . 一定質量的理想氣體，若吸收熱量100J時，內能減少了10J，則氣體一定對外做了110J的功 B . 布朗運動是由于分子無規(guī)則運動直接形成的，而擴散現(xiàn)象是分子熱運動的間接反映 C . 阿伏加德羅常數是聯(lián)系微觀物理量和宏觀物理量的橋梁，已知水的摩爾質量和水分子的質量，可以求出該常數 D . 第二類永動機雖然不違反熱力學第二定律，但它違背了能量守恒定律 E . 水面上的單分子油膜，在測量油膜分子直徑時可把它們當作球形處理

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三、非選擇題

22. (2022·韶關模擬) 疫情反彈期間，快遞既可以滿足人們的購物需要，又充氣袋可以減少人員接觸。在快遞易碎品時，往往用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品。如圖所示，當物品外部的充氣袋四周被擠壓時，外界對袋內氣體（選填“做正功”、“做負功”或“不做功”）；若袋內氣體（視為理想氣體）與外界無熱交換，則袋內氣體分子的平均動能（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

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23. (2022高三上·茂名月考) 二氧化碳滅火器的使用需要一定技巧，如果操作不當，操作人員的皮膚因直接接觸噴筒和噴射膠管會造成凍傷，而且在密閉空間使用人員還有窒息的風險，因此要遵守操作要求。一個存放超期的二氧化碳滅火器，工作人員想在空曠的環(huán)境中排掉其內的二氧化碳。根據測算該滅火器內的二氧化碳還有 $\text{[math]}$ ，且已經全部成為氣態(tài)，其壓強為 $\text{[math]}$ ，溫度為 $\text{[math]}$ ，所處環(huán)境的大氣壓強為 $\text{[math]}$ 、工作人員打開閥門，迅速跑到上風口處，等氣體不再排出時，測得滅火器內剩余氣體的溫度為 $\text{[math]}$ 。已知熱力學溫度與攝氏溫度的關系為 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）排氣過程中為什么滅火器內剩余氣體的溫度會降低？
2. （2）求此過程中排出的二氧化碳氣體質量。
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24. (2023高二下·永勝期末) 如圖所示，圓柱形汽缸內用活塞封閉了一定質量的理想氣體、汽缸的高度為l、缸體內底面積為S ，缸體重力為 $\text{[math]}$ 彈簧下端固定在桌面上，上端連接活塞，活塞所在的平面始終水平．當熱力學溫度為 $\text{[math]}$ 時，缸內氣體高為 $\text{[math]}$ ，已知大氣壓強為 $\text{[math]}$ ，不計活塞質量及活塞與缸體的摩擦．現(xiàn)緩慢升溫至活塞剛要脫離汽缸，求：
1. （1）此時缸內氣體的溫度；
2. （2）該過程缸內氣體對汽缸所做的功；
3. （3）若該過程缸內氣體吸收熱量為Q，則缸內氣體內能增加多少？
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25. (2023高二下·杭州月考) 如圖1所示，內壁光滑、導熱性能良好的氣缸（氣缸口足夠高）豎直放置在水平桌面上，氣缸內用活塞封閉一定質量的理想氣體。開始時環(huán)境溫度 $\text{[math]}$ ，活塞與氣缸底部的距離， $\text{[math]}$ 。已知活塞的質量 $\text{[math]}$ 、橫截面積 $\text{[math]}$ ，大氣壓強 $\text{[math]}$ ，不計氣缸和活塞的厚度。

圖1 圖2
1. （1）若環(huán)境溫度從 $\text{[math]}$ 緩慢上升至 $\text{[math]}$ ，這個過程中缸內氣體吸收了4.76J的熱量，求：
  ①穩(wěn)定時活塞離氣缸底部的距離 $\text{[math]}$ ；
  ②這個過程中氣體內能的變化量 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若環(huán)境溫度 $\text{[math]}$ 保持不變，將氣缸緩慢調整成水平放置，如圖2所示，求：
  ①穩(wěn)定時活塞離氣缸底部的距離 $\text{[math]}$ ；
  
  ②這個過程中氣體內能的變化量 $\text{[math]}$ 。
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26. (2023高二下·思明月考) 如圖所示在絕熱汽缸內，有一絕熱活塞封閉一定質量的氣體，開始時缸內氣體溫度為27℃，封閉氣柱長為9 cm，活塞橫截面積S=100cm^2.現(xiàn)通過汽缸底部電阻絲給氣體加熱一段時間，此過程中氣體吸熱37 J，穩(wěn)定后氣體溫度變?yōu)?27 ℃。已知大氣壓強等于10⁵ Pa，活塞與汽缸間無摩擦，不計活塞重力。求：
1. （1）加熱后活塞到汽缸底部的距離；
2. （2）此過程中氣體內能改變了多少。
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27. 將100℃的水蒸氣、50℃的水和﹣20℃的冰按質量比1：2：10的比例混合，求混合后的最終溫度（c_冰=2100J/（kg?℃），c_水=4200J/（kg?℃），L=2.26×10⁶J/kg ， λ=3.36×10⁵J/kg）．

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28. (2023高二下·寧波期末) 如圖是一款氣墊運動鞋，鞋底氣墊空間內充滿氮氣（可視為理想氣體），氮氣壓縮后可產生回彈效果，減少震蕩沖擊．已知氣墊內氣體體積為 $\text{[math]}$ ，腳與氣墊間的等效作用面積為 $\text{[math]}$ ，初始壓強與大氣壓相同，不考慮氣墊漏氣．某運動員穿上一只該鞋子后起身在水平地面上單腳穩(wěn)定站立，此時氣墊內氣體體積被壓縮至原來的 $\text{[math]}$ ，若該過程不計溫度變化，設大氣壓強為 $\text{[math]}$ 、當地重力加速度為 $\text{[math]}$ ．求：
1. （1）此時氣墊內氣體的壓強；
2. （2）該過程中氣體是放熱還是吸熱；
3. （3）該運動員的質量．
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29. (2023高二下·韓城期末) 魚在水面下深度為h處吐出一個氣泡，當氣泡緩慢上升至水面時，氣泡的體積由 $\text{[math]}$ 增大至 $\text{[math]}$ 。已知大氣壓強為 $\text{[math]}$ ，水的密度為ρ，重力加速度為g，水面的熱力學溫度為 $\text{[math]}$ 且高于水下的溫度，氣泡內的氣體可視為理想氣體。
1. （1）氣泡在上升的過程中對外界做正功還是負功。向外界吸熱還是放熱？
2. （2）求氣泡剛被吐出時，其內部氣體的溫度 $\text{[math]}$
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30. (2023高二下·阜陽月考) 圖所示，內部橫截面積 S = 2 × 10^-3 m²的汽缸放置在水平地面上，質量m = 2kg 的活塞將一部分理想氣體密封在汽缸內，活塞用不可伸長的細繩懸掛起來，此時，活塞下表面到汽缸底部的距離 h = 0.2m ，缸內氣體的溫度t₀ = 27℃，壓強剛好為大氣壓強 p₀ = 1.0 ×10⁵ Pa ?，F(xiàn)對汽缸加熱，使汽缸內部氣體的溫度緩慢升高，并且整個過程活塞未離開汽缸。已知重力加速度g = 10m / s² ， T = (t + 273)K 。
1. （1）當活塞上升 0.1m 時，求缸內氣體的溫度；
2. （2）若在活塞上升 0.1m 的過程中，氣體的內能增加了 20J ，求缸內氣體吸收的熱量。
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