2011-2020年高考物理试卷分类汇编之094.热力学定律（含答案及解析）

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第94节 热力学定律
1.2020年天津卷5．水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体
A．压强变大 B．对外界做功
C．对外界放热 D．分子平均动能变大
【答案】B
【解析】A．随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据恒量
可知气体压强减小，A错误；
BC．由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律
气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B正确，C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D错误。
故选B。
2.2020年山东卷6.一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a（V0， 2p0）、 b（2V0，p0）、c（3V0，2p0） 以下判断正确的是（　　）
A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，外界对气体做功小于气体向外界放出的热量
D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量
【答案】C
【解析】A．根据气体做功的表达式可知p-V图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在a→b过程中对外界做的功等于b→c过程中对外界做的功，A错误；
B．气体从a→b，满足玻意尔定律pV=C，所以
所以，根据热力学第一定律可知
气体从，温度升高，所以，根据热力学第一定律可知
结合A选项可知
所以
b→c过程气体吸收的热量大于a→b过程吸收的热量，B错误；
C．气体从c→a，温度降低，所以，气体体积减小，外界对气体做功，所以，根据热力学第一定律可知，放出热量，C正确；
D．理想气体的内能只与温度有关，根据，可知
所以气体从c→a过程中内能的减少量等于b→c过程中内能的增加量，D错误。
故选C。
3.2019年海南卷15.一定量的理想气体从状态M出发，经状态N、P、Q回到状态M，完成一个循环。从M到N、从P到Q是等温过程；从N到P、从Q到M是等容过程；其体积-温度图像（V-T图）如图所示。下列说法正确的是________。
A. 从M到N是吸热过程
B. 从N到P是吸热过程
C. 从P到Q气体对外界做功
D. 从Q到M是气体对外界做功
E. 从Q到M气体的内能减少
答案：BCE
解析：从M到N温度不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律，应向外放热，A错；
从N到P温度升高，内能增加，体积不变，不做功，由热力学第一定律，应从外界吸热，B正确；
从P到Q温度不变，体积增大，气体对外界做功，C正确；从Q到M体积不变，不做功，D错误；
从Q到M温度降低，气体的内能减少，E正确。故选BCE。
4. 2014年理综广东卷
17．用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体
A．体积减小，内能增大
B. 体积减小，压强减小
C. 对外界做负功，内能增大
D．对外界做正功，压强减小
【答案】AC
【解析】充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，气体内能增加，压强增大，选项A、C正确： B、D错误。
5. 2011年理综广东卷
14．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图。M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中
A．外界对气体做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大
D．气体对外界做功，气体内能减小
答：A
【解析】筒内气体不与外界发生热交换，当气体体积变小时，则外界对气体做功，外界对气体做功使气体的内能增大。A正确。
6. 2012年理综广东卷
14. 景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中
气体温度升高，压强不变
B.气体温度升高，压强变大
C.气体对外界做正功，其体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
【解析】选B。由于套筒内封闭着一定质量的气体，当猛推推杆时推杆迅速压缩气体，外界对气体做正功。由于这一过程进行得很快，可以看成是一个近似的绝热过程，即整个系统来不及向外界传递热量。根据热力学第一定律，这时外力做的功只能用来增加气体的内能。这就使气体分子的运动加剧，引起气体分子平均动能增加，气体温度升高。所以艾绒即刻被点燃。由于被封闭的气体质量不变，温度升高，而体积变小，则由气体状态方程知压强变大。故B选项正确，其它选项都错。
7.2011年理综重庆卷
15．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大
D．对外做负功，内能减小
答案：A
解析：密闭于气缸内的压缩气体膨胀对外做正功W＜0，缸内气体与外界无热交换说明Q=0，忽略气体分子间相互作用，说明内能是所有分子动能的总和。根据热力学第一定律△U=W+Q，可知内能减小，分子平均动能减小，温度降低。所以只有A正确。
8.2015年理综北京卷13．下列说法正确的是 （ C ）
A．物体放出热量，其内能一定减小
B．物体对外做功，其内能一定减小
C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
解析：由热力学第一定律，ΔU=W+Q可知， 物体放出热量，Q<0，但是W未知，则ΔU不一定小于0，即内能不一定减少，选项A错；物体对外做功，W<0，但是Q未知，所以ΔU不能确定，B错；物体吸收热量，同时对外做功， Q>0， W <0，则ΔU不一定为0，即内能可能增加，也可能减少或不变，选项C正确；物体放出热量，同时对外做功，Q<0， W <0，则ΔU <0，则内能一定减少，选项D错。 故选C。
9.2013年全国卷大纲版
15．根据热力学定律，下列说法正确的是
A．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机
D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”
答：AB
解析：电冰箱工作将热量从低温物体向高温物体传递的同时，引起了其它变化(消耗电能做功等)，A对；空调机在制冷过程中，机器从室内吸收热量室温降低，吸收的热量要全部转移到室外，加上电机工作产生的热量，根据热平衡可知B项正确；无论科技怎样进步，不可能制成单一热源的热机，C错；消耗能源使能源减少，但“能量”是守恒的，D错。
10.2011年理综全国卷
14．关于一定量的气体，下列叙述正确的是
A．气体吸收的热量可以完全转化为功 B．气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．外界对气体做功，气体内能可能减少
答案：AD
解析：根据热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。即气体吸收热量在引起了其他变化的情况下，可以完全转化为功，A对；内能的影响因素有气体的体积和温度，故气体体积增大时，由于温度变化情况未知，故内能不一定减少，B错；内能可以通过做功和热传递改变，气体从外界吸收热量，由于对外做功情况未知，故内能不一定增加，C错；同理外界对气体做功，由于热传递情况未知，故气体内能有可能减少，D对。
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