2024年高考物理二輪專題復(fù)習(xí)：熱力學(xué)定律（能力提升）

更新時間：2024-02-27 瀏覽次數(shù)：73 類型：二輪復(fù)習(xí)

一、選擇題

1. (2019高一下·翔安月考) 下列說法中正確的是（）

A . 隨著科技的發(fā)展，永動機(jī)是可以制成的 B . 某種形式的能量減少，一定有其他形式的能量增加 C . 能量耗散表明，在能量的轉(zhuǎn)化過程中能的總量逐漸減少 D . 不用電池，也不用上發(fā)條的“全自動”手表，說明能量可以憑空產(chǎn)生的

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2.
17世紀(jì)70年代，英國賽斯特城的主教約翰·維爾金斯設(shè)計了一種磁力“永動機(jī)”，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，在斜面頂端放一塊強(qiáng)磁鐵M ，斜面上、下端各有一個小孔P、Q ，斜面下有一個連接兩小孔的彎曲軌道．維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個鐵球，那么在磁鐵的引力作用下，鐵球會沿斜面向上運(yùn)動，當(dāng)球運(yùn)動到P孔時，它會漏下，再沿著彎曲軌道返回到Q ，由于這時球具有速度可以對外做功．然后又被磁鐵吸引回到上端，到P處又漏下……對于這個設(shè)計，下列判斷中正確的是( )

A . 滿足能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，所以可行 B . 不滿足熱力學(xué)第二定律，所以不可行 C . 不滿足機(jī)械能守恒定律，所以不可行 D . 不滿足能量守恒定律，所以不可行

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3. (2017高二下·宿遷會考) 下列說法中錯誤的是（　?。?/p>

A . 能量既不會創(chuàng)生也不會消失 B . 石沉水底，石頭的能量消失了 C . 某種形式的能減少，一定存在其他形式的能增加 D . 不需要任何外界的動力而持續(xù)對外做功的機(jī)器﹣﹣﹣﹣﹣永動機(jī)是不可能制成的

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4. (2024高二下·蘇州月考) 海底火山活躍的海域，火山附近的海水會受到加熱形成水蒸氣從而產(chǎn)生氣泡。當(dāng)氣泡浮上水面的過程中溫度下降，壓強(qiáng)減小，體積減小。該過程中水蒸氣可視作理想氣體。下列關(guān)于該過程說法正確的是（）

A . 水蒸氣上升過程中吸收熱量 B . 水蒸氣分子的平均動能增大 C . 水蒸氣放出的熱量大于其減小的內(nèi)能 D . 該過程違反了熱力學(xué)第二定律

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5. (2023高二下·新華月考) 根據(jù)所學(xué)的熱學(xué)的有關(guān)知識，判斷下列說法中正確的是（）

A . 機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能 B . 凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的宏觀過程都具有方向性，在熱傳遞中，熱量能夠從高溫物體傳遞給低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫物體 C . 隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，制冷機(jī)可以使溫度降到 $\text{[math]}$ D . 滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)進(jìn)行

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6. (2020高二下·臨沂月考) 根據(jù)熱學(xué)中的有關(guān)知識，下列說法正確的是（）

A . 盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降到-293℃ B . 第二類永動機(jī)是可以制造出來的，因為它不違反熱力學(xué)第一定律 C . 把裝有不同壓強(qiáng)、不同溫度的氣體的兩容器連通，溫度高的氣體會向溫度低的一方傳遞熱量，壓強(qiáng)大的氣體會向壓強(qiáng)小的一方流動 D . 改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，提高內(nèi)燃機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化率，最終可能實現(xiàn)內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

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二、多項選擇題

7. (2023高二下·廣州期末) 列車運(yùn)行的平穩(wěn)性與車廂的振動密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動，上下乘客時氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來不及熱交換。若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過程中（）

A . 上下乘客時，氣體的內(nèi)能不變 B . 上下乘客時，氣體從外界吸熱 C . 劇烈顛簸時，外界對氣體做功 D . 劇烈顛簸時，氣體的溫度不變

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8. (2024高三上·太原期末) 如圖為一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ 的循環(huán)過程中，氣體壓強(qiáng) $\text{[math]}$ 隨熱力學(xué)溫度 $\text{[math]}$ 變化的關(guān)系。 $\text{[math]}$ 的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)， $\text{[math]}$ 平行于 $\text{[math]}$ 軸，下列說法正確的是（）

A . 氣體在狀態(tài) $\text{[math]}$ 時的內(nèi)能最大 B . 狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ ，氣體分子數(shù)密度增大 C . 狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ ，氣體向外界放熱 D . 狀態(tài) $\text{[math]}$ 狀態(tài) $\text{[math]}$ ，氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量

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9. (2024高三上·聯(lián)合期中) 下列說法中正確的是（）

A . 布朗運(yùn)動是指液體或氣體中懸浮的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動 B . 氣體的溫度升高，每個氣體分子運(yùn)動的速率都增加 C . 液體表面張力形成的原因是由于液體表面層分子間距離大于r₀ ，分子間作用力表現(xiàn)為引力 D . 空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度下水的飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢 E . 空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律

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10. (2023高三上·浙江開學(xué)考) 下列說法正確的是（　?。?

A . 熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 B . 液體的表面張力方向總是跟液面相切 C . $\text{[math]}$ 粒子散射實驗中用金箔而沒有用鋁箔，主要原因是金的延展性比鋁的延展性好 D . 核子結(jié)合成原子核釋放的能量叫作結(jié)合能，結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

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11. (2021高二下·河南期中) 對分子動理論及熱力學(xué)定律的理解，下列說法正確的是_______________。

A . 在任何自然過程中，一個孤立系統(tǒng)的總熵是不會減少的 B . 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷等壓膨脹過程，吸收熱量，內(nèi)能增大 C . 冰箱把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體的過程，是遵循熱力學(xué)第二定律的 D . 布朗運(yùn)動是由懸浮在液體中的固體小顆粒之間的相互碰撞產(chǎn)生的 E . 兩個分子在相互靠近的過程中其分子力逐漸增大，而分子勢能一定先減小后增大

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12. (2020·海拉爾模擬) 下列說法正確的是（）

A . 由于液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在張力 B . 把金片兒和鉛片壓在一起，經(jīng)過足夠長時間后，可發(fā)現(xiàn)金會擴(kuò)散到鉛中，但鉛不會擴(kuò)散到金中 C . 物體的溫度升高，物體內(nèi)分子的平均動能增大 D . 熱力學(xué)第二定律表明，不可能通過有限的過程，把一個物體冷卻到絕對零度 E . 一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行

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13. (2020·大連模擬) 下列說法中正確的是（）

A . 無論對物體如何進(jìn)行冷卻，都不能把它的溫度降為絕對零度 B . 三個熱力學(xué)系統(tǒng)A，B，C，若A與B內(nèi)能相等，B與C內(nèi)能相等，則根據(jù)熱平衡定律A與C接觸時不會發(fā)生熱交換 C . 當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小 D . 陽光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒在空氣中做布朗運(yùn)動 E . 一定溫度下飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，溫度升高，飽和汽的分子數(shù)密度增大

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14. (2019·武功模擬) 下列說法中正確的是（）

A . 外界對物體做功，物體內(nèi)能一定增大 B . 溫度越高，布朗運(yùn)動就越顯著 C . 當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大 D . 在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性 E . 隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達(dá)到絕對零度

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15. (2019·臨沂模擬) 下列說法正確的（）

A . 氣體分子的速率分布規(guī)律遵從統(tǒng)計規(guī)律，在一定溫度下，某種氣體的分子速率分布是確定的 B . 隨著科技的發(fā)展，絕對零度是可能達(dá)到的 C . 不論溫度多高，速率很大和很小的分子總是少數(shù) D . 氣體分子的運(yùn)動速率可由牛頓運(yùn)動定律求得 E . 相對濕度是100％，表明在當(dāng)時的溫度下，空氣中水蒸氣已達(dá)到飽和狀態(tài)

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16. (2019·沙坪壩模擬) 對于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是（）

A . 第一類永動機(jī)不可能實現(xiàn)，因為違背了熱力學(xué)第一定律 B . 熱力學(xué)第一定律指出，不可能達(dá)到絕對零度 C . 熱力學(xué)第一定律指出，一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做功的和 D . 熱力學(xué)第二定律指出，不能從單一熱源吸熱全部用來對外做功而不產(chǎn)生其它影響 E . 熱力學(xué)第二定律指出，熱量可以自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體

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三、非選擇題

17. (2023高三上·泉州月考) 某實驗器材的結(jié)構(gòu)如圖所示，導(dǎo)熱金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定質(zhì)量的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封閉空氣的壓強(qiáng)，內(nèi)能，單位體積空氣分子數(shù)。（均選填“變大”“變小”或“不變”）

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18. (2023高二下·虹口期末) 如圖所示，豎直放置的絕熱氣缸和絕熱活塞間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為 $\text{[math]}$ ，質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 。初態(tài)時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，理想氣體內(nèi)能為 $\text{[math]}$ ?，F(xiàn)用外力將活塞緩慢向下壓縮 $\text{[math]}$ ，此時理想氣體的內(nèi)能為 $\text{[math]}$ ，若大氣壓強(qiáng)為 $\text{[math]}$ ，重力加速度取 $\text{[math]}$ ，則初態(tài)時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為；外力所做的功為。

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19. (2023高三上·羅湖期末) 如圖，某實驗小組為測量一個玻璃葫蘆的容積，在玻璃葫蘆開口處豎直插入一根兩端開口、內(nèi)部橫截面積為 $\text{[math]}$ 的均勻透明足夠長塑料管，密封好接口，用氮?dú)馀趴諆?nèi)部氣體，并用一小段水柱封閉氮?dú)狻Ｍ饨鐪囟葹?00K時，氣柱長度為 $\text{[math]}$ ；當(dāng)外界溫度緩慢升高到310K時，氣柱長度變?yōu)?0cm。已知外界大氣壓恒為 $\text{[math]}$ Pa，水柱長度不計。
1. （1）求溫度變化過程中氮?dú)鈱ν饨缱龅墓Γ?
2. （2）求葫蘆的容積。
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20. (2023高三上·懷仁期中) 下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有。（填正確答案標(biāo)號）
A. 汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱
B. 冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低
C. 某新型熱機(jī)工作時將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響
D. 冰箱的制冷機(jī)工作時從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)

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21. (2023高三上·重慶市期末) 如圖所示，一定質(zhì)量的氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時的體積是1L。（1atm=1.013×10⁵Pa，ln3=1.099）
1. （1）求氣體在狀態(tài)C的體積；
2. （2）氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A的過程中，吸收或放出的熱量Q。
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22. (2023高三上·新鄉(xiāng)月考) 某同學(xué)利用數(shù)字化信息系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，實驗后計算機(jī)屏幕顯示如圖所示的 $\text{[math]}$ 圖像。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃。求：
1. （1）該氣體在狀態(tài)C時的溫度是多少；
2. （2）該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱，傳遞的熱量是多少。
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23. (2023高三上·浦東期中) 在日常生活中有很多有趣的熱學(xué)現(xiàn)象，可以用所學(xué)的氣體知識來解釋。例如，如果你留心觀察，會發(fā)現(xiàn)在暴雨期間，水位迅速上漲，井蓋可能出現(xiàn)不斷跳躍的現(xiàn)象。
如圖所示是某排水管道的側(cè)面剖視圖。井蓋上的泄水孔因雜物而堵塞，井蓋與井口間密封良好但不粘連。設(shè)井蓋質(zhì)量m=20kg，圓柱形豎直井內(nèi)水面面積S=0.30m² ，圖示時刻水面與井蓋之間的距離h=2.0m，井內(nèi)密封有壓強(qiáng)剛好等于大氣壓強(qiáng)p₀=1.01×10⁵Pa ，溫度T₀=300K的空氣（可視為理想氣體），重力加速度g=10m/s² 。密封空氣的溫度始終不變。
1. （1）隨著水面上漲到井蓋被頂起之前，對于被井蓋封閉的理想氣體，下列說法正確的是____
  
  A . 氣體經(jīng)歷了等壓變化 B . 氣體對外界放出熱量 C . .氣體分子平均動能不變 D . 氣體的分子勢能減小
2. （2）從圖示位置起，水面上漲 cm 后，井蓋第一次被頂起。（保留兩位有效數(shù)字）
3. （3）井蓋第一次被頂起后迅速回落再次封閉井內(nèi)空氣，此時空氣壓強(qiáng)重新回到p₀ ，溫度仍為T₀ ，則此次向外界排出的空氣當(dāng)壓強(qiáng)為p₀ ，溫度T₁=290K 時體積是 m³。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
4. （4）井蓋每次被頂起后，都迅速回落再次封閉井內(nèi)空氣，此時空氣壓強(qiáng)重新回到p₀ ，溫度仍為T₀ ，若水面勻速上升，井蓋相鄰兩次跳躍的時間間隔將____
  
  A . 變小 B . 變大 C . 不變 D . 不能確定
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