高考物理一轮复习：热力学定律

更新时间：2024-09-14 浏览次数：5 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2024高二下·宜宾期末) 下面说法中正确的有（　　）

A . 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 B . 1 g 100 ℃水的内能等于1 g 100 ℃水蒸气的内能 C . 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 D . 某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零

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2. (2019高一下·通州期末) 下列能源属于不可再生能源的是（）

A . 水能 B . 风能 C . 太阳能 D . 天然气

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3. (2024高二下·上海市期中) 第一类永动机不能制成的原因是它的设计违背了（　　）

A . 热力学第一定律 B . 热力学第二定律 C . 能量守恒定律 D . 机械能守恒定律

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4. (2022·山东) 如图所示，内壁光滑的绝热气缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时气缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将气缸缓慢转动 $\text{[math]}$ 过程中，缸内气体（）

A . 内能增加，外界对气体做正功 B . 内能减小，所有分子热运动速率都减小 C . 温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少 D . 温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加

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5. (2024高二下·桂林期末) 某柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作，该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成。如图所示 $\text{[math]}$ 为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环，则（　　）

A . 在 $\text{[math]}$ 过程中，气体对外做功 B . 在 $\text{[math]}$ 过程中，气体分子的平均动能不变 C . 在 $\text{[math]}$ 过程中，气体的温度升高 D . 在 $\text{[math]}$ 过程中，气体放热

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6. (2019高二上·宝山期中) 关于能量的耗散，下列说法中正确的是( ）

A . 能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了 B . 能量耗散表明，能量守恒定律具有一定的局限性 C . 能量耗散表明，在能源的利用过程中，在可利用的品质上降低了 D . 以上说法都不对

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7. (2024高二下·上海市月考) 图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹，a和b 是轨迹上的两点。云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直，粒子（　　）

A . 由b点运动到a点，带正电 B . 由b点运动到a点，带负电 C . 由a 点运动到b点，带负电 D . 由a点运动到b点，带正电

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8. (2020高二下·佛山月考) 下列说法中正确的是（）

A . 电动机的发明，实现了机械能向电能的大规模转化 B . 发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 C . 电磁感应说明电流通过感应能产生磁 D . 发电机工作时把机械能转化为电能

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9. (2024高二下·江西月考) 关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是（）

A . 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性 B . 将体积为 $\text{[math]}$ 的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为 $\text{[math]}$ 的单分子油膜，则该油酸分子直径为 $\text{[math]}$ C . 对气体做功，其内能一定增加 D . 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

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10. (2024高二下·聊城月考) 下列说法正确的是（）

A . 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B . 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C . 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D . 科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机

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11. (2024高二下·西城期末) 如图所示，一定质量的理想气体从状态 $\text{[math]}$ 开始，经历两个过程，先后到达状态 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 三个状态的温度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ C . 状态 $\text{[math]}$ 到状态 $\text{[math]}$ 的过程中，气体内能增加 D . 状态 $\text{[math]}$ 到状态 $\text{[math]}$ 的过程中，气体对外做功

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12. (2024高一下·乐平月考) 如图所示，光滑水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，右侧与半径为R的光滑竖直半圆轨道平滑连接，压缩弹簧，将质量为m的小球由静止弹出。要使小球恰好能通过最高点，重力加速度为g ，则弹簧初始时弹性势能为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多项选择题

13. (2024·湖北模拟) 下列关于温度及内能的说法中正确的是

A . 物体的内能不可能为零 B . 温度高的物体比温度低的物体内能大 C . 一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化 D . 内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同 E . 温度见分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高

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14. (2024·海南) 一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是（　　）

A . be过程外界对气体做功 B . ca过程气体压强不变 C . ab过程气体放出热量 D . ca过程气体内能减小

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15. (2024高二下·江西月考) 如图所示，平行虚线间有垂直于水平面向下的匀强磁场，正方形金属线框在光滑水平面上以速度 $\text{[math]}$ 向右滑行并刚好能穿过匀强磁场，线框中产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ 、线框进磁场过程中通过线框截面的电量为 $\text{[math]}$ ，线框穿过磁场过程中安培力的冲量大小为 $\text{[math]}$ ；若将线框向右运动的初速度增大为 $\text{[math]}$ ，线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为 $\text{[math]}$ 、线框进磁场过程中线框通过线框截面的电量为 $\text{[math]}$ ，线框穿过磁场过程中安培力的冲量大小为 $\text{[math]}$ ，线框穿过磁场时的速度大小为 $\text{[math]}$ ；已知磁场的宽度大于线框的边长，则下列关系正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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16. (2024高三下·凉山模拟) 根据热力学定律，下列说法正确的有（）

A . 电冰箱的工作原理表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 B . 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生 C . 科技的不断进步使得人类有可能生产出单一热源的热机 D . 尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100% E . 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

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17. (2024高三下·杭州月考) 下列对于物理学知识在生活中的应用或解释正确的是（　　）

A . 照相机镜头前面的增透膜是利用了光的干涉现象 B . 对土壤进行松土主要是为了给农作物的地下根系通风 C . 在测量油酸分子直径的实验中，滑石粉撒的太厚会使测量值偏大 D . 根据热力学第二定律得知，溶解在水中的食盐再也不可能分离出来

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三、非选择题

18. (2020·新课标Ⅱ)
1. （1）下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有。（填正确答案标号）
  A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热
  
  B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低
  
  C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响
  
  D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内
2. （2）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p₀ ， H $\text{[math]}$ h，忽略温度的变化和水密度随深度的变化。
  
  ⑴求进入圆筒内水的高度l；
  
  ⑵保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p₀时的体积。
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19. (2024高二下·舟山月考) “东方绿舟”内有一个绿色能源区，同学们可以在这里做太阳能和风能的研究性实验，某同学为了测定夏季中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，制作了一个太阳能集热装置，实验器材有：①内壁涂黑的泡沫塑料箱一个，底面积为1平方米；②盛水塑料袋一个；③温度计一个；③玻璃板一块（约1平方米），如图所示：
假设图为一斜坡草地，太阳光垂直照射到草地表面，请将上述实验器材按实验设计要求画在图中；
如果已知水的比热容c，被水吸收的热量Q与水的质量m、水温升高量△间的关系是 $\text{[math]}$ ，则为了测定中午单位面积上、单位时间内获得的太阳能，除了需要测量m、 $\text{[math]}$ 外，还应测量的物理量是，本实验会有一定误差，试写出一条产生误差的主要原因：。

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20. (2024高二下·黄浦期末) 半径分别为r和2r的两个质量不计的圆盘，共轴固定连结在一起，可以绕水平轴O无摩擦转动，大圆盘的边缘上固定有一个质量为m的质点，小圆盘上绕有细绳，开始时圆盘静止，质点处在水平轴O的正下方位置。现以水平恒力F拉细绳，使两圆盘转动，若恒力F=mg，两圆盘转过的角度θ=时，质点m的速度最大。若圆盘转过的最大角度θ= $\text{[math]}$ ，则此时恒力F=。

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21. (2024高三下·江海月考) 气压传动是工业中常见的传动方式。如图所示，面积为 $\text{[math]}$ 的活塞A静止，与气缸右端相距 $\text{[math]}$ 。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积 $\text{[math]}$ 的活塞B和上方高h的液柱（液体密度为 $\text{[math]}$ ），最终活塞A移到最右端。活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为 $\text{[math]}$ ，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，不计摩擦和两活塞质量。
（1）最终活塞B上升的高度 $\text{[math]}$ ；
（2）若整个过程活塞A对封闭气体做正功W，忽略气体质量，求整个过程中气体对外放热Q为多少。

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22. (2024高一下·渝中期末) 如图所示，足够长的水平传送带以速率 $\text{[math]}$ 逆时针传动，左端与倾角为 $\text{[math]}$ 、长 $\text{[math]}$ 的斜面 $\text{[math]}$ 平滑相接， $\text{[math]}$ 之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在 $\text{[math]}$ 之间调节。现有质量为 $\text{[math]}$ 的小滑块（视为质点）在传送带右端由静止释放，与传送带共速后进入斜面（小滑块进入斜面后传送带立即停止转动）斜面底部 $\text{[math]}$ 点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在 $\text{[math]}$ 点，自然状态下另一端恰好在 $\text{[math]}$ 点。滑块在经过C、D两处时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。
（1）求小滑块与传送带之间因摩擦产生的热量；
（2）若设置 $\text{[math]}$ ，求滑块在运动过程中弹簧的最大弹性势能；
（3）若最终滑块停在 $\text{[math]}$ 点，求 $\text{[math]}$ 的取值范围。

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23. (2024高一下·赣州期末) 如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC固定在竖直平面内且与水平轨道CD相切于C点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q到C点的距离为2R、质量为m的滑块（视为质点）从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，通过圆轨道的最高点A时对轨道压力大小为mg。已知∠POC=60°，重力加速度为g，求：
（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时所受轨道支持力大小；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ；
（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。

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24. (2019·宜宾模拟) 如图所示在绝热气缸内，有一绝热活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27℃，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S＝50 cm²。现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127℃。已知大气压强等于10⁵ Pa，活塞与气缸间无摩擦，不计活塞重力。求：

①加热后活塞到气缸底部的距离；

②此过程中气体内能改变了多少。

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25. (2024高一下·来宾期末) 如图所示，一个足够长的斜面， $\text{[math]}$ 部分的长度为 $\text{[math]}$ ， C点以下光滑， $\text{[math]}$ 点以上粗糙 $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 的中点。一根原长为 $\text{[math]}$ 的轻弹簧，劲度系数为 $\text{[math]}$ ，下端固定在A点，上端放置一个长为 $\text{[math]}$ 、质量为 $\text{[math]}$ 的均匀木板 $\text{[math]}$ 。已知斜面的倾角为 $\text{[math]}$ ，木板与斜面粗糙部分的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，木板受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。求：
（1）木板静止在斜面AC间时，弹簧形变量x；
（2）现将木板沿斜面缓慢下压，弹簧长度变为L时释放，求释放瞬间木板加速度a的大小；
（3）当弹簧长度变为L时，释放木板，发现木板的Q端刚好能到达C点，至少要将木板截掉多长，木板被释放后能整体到达C点之上区域。

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