13热学-2024年高考物理回归课本基础巩固练习

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1、分子动理论 内能
(1)分子的大小：分子直径：数量级是10－10 m； ②分子质量：数量级是10－26 kg；
（2）对于气体分子，d＝eq \r(3,V0)的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．
（3）扩散现象是分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．
（4）布朗运是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的运动
（5）分子间距离等于r0时，分子不是处于平衡状态，分子还在平衡位置振动
（6）温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大
（7）分子子平均动能与宏观上物体的运动速度无关
（8）当r＝r0=10-10m时，分子的作用力的合力为零．分子势能最小，但不为零
（9）对于固体和液体，室温时分子间作用力为零，分子势能最小。
（10）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法
固体、液体和气体
(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体，否则为非晶体．
(2)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性．
(3)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体．
(4)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．
（5）表面张力的方向和液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直
（6）同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体可能不浸润．
（7）对于一定的浸润液体和一定材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高．
（8）液晶的各向异性是有条件的，只有达到这一条件时，才会表现出各向异性
3、热力学定律与能量守恒定律
（1）可以说系统具有多少内能而不能说传递多少内能；热量是过程量，不能说系统具有多少热量，只能说传递了多少热量，但不能说传递了多少温度
（2）第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机．它是不可能制成的
（3）绝热过程：若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加
（4）等容过程：若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加．
（5）第二类永动机它不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，所以不能实现．
二、易混淆易错判断题
第一单元、分子动理论 内能
1.分子间无空隙，分子紧密排列．(×)
2.用油膜法测分子直径的方法，把酒精撒在水面上只要实验方法得当就可以测出酒精分子的直径．(×)
3.1 g水含的水分子数与1 g酒精含的酒精分子数相等．(×)
4.若体积为V的氧气中含氧气分子个数为N，则每个氧气分子的体积近似为eq \f(V,N).(×)
5.只要知道气体的体积和阿伏加德罗常数，就可以算出分子的体积。(×)
6.组成物体的每一个分子运动是有规律的．(×)
7.布朗运动是液体分子的无规则运动。(×)
8.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动．(×)
9.布朗运动是分子的运动(×)
10.在阳光照射下的教室里，眼睛直接看到的空气中尘埃的运动属于布朗运动。(×)
11.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫作热运动。(×)
12.分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表现．(√)
13.分子间的引力和斥力都随分子间距的减小而增大。(√)
14.分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．(×)
15.分子间作用力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间作用力表现为引力且增大。(×)
16.分子间作用力减小时，分子势能也一定减小。(×)
17.分子间存在分子势能，随着分子间距离增大分子势能增大．(×)
18.分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。 (×)
19.温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大．(×)
20.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大。(×)
21.分子动能与分子势能的总和叫作这个分子的内能。(×)
22.相同质量和相同温度的氢气和氧气，氢气的内能大，氧气分子的平均动能大，氢气分子的平均速率大。(×)
23.物体的机械能减小时，内能不一定减小。(√)
24.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。(×)
25.物体温度不变，其内能一定不变。(×)
26.温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有意义。(√)
第二单元、固体、液体和气体
1.单晶体的所有物理性质都是各向异性的。(×)
2.只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。(√)
3.单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点。(×)
4.晶体一定有规则的外形．(×)
5.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。(√)
6.只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。(√)
7.大块晶体粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体。(×)
8.物理性质各向同性的一定是非晶体。(×)
9.液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。(√)
10.液晶是液体和晶体的混合物。(×)
11.液体的表面张力其实质是液体表面分子间的引力．(√)
12.草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的。(√)
13.若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管时，液面跟固体接触的面积有扩大的趋势。(√)
14.船浮于水面上是液体的表面张力作用的结果。(×)
15.气体的压强是由气体的自身重力产生的。(×)
16.理想气体的内能是所有气体分子的动能之和．(√)
17.气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的(√)
18.一定质量的理想气体的内能完全由温度来决定(√)
19.压强极大的气体不遵从气体实验定律。(√)
20.一定质量的理想气体，在温度升高时，气体的压强一定增大．(×)
21.一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比。(×)
第三单元、热力学定律与能量守恒定律
1.热量不可能从低温物体传到高温物体．(×)
2.做功和热传递的实质是相同的。(×)
3.做功改变物体内能的过程是内能与其他形式的能相互转化的过程．(√)
4.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加。(√)
5.利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律。(√)
6.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机。(×)
7.绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少。(×)
8.外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变。(√)
9.一定质量的理想气体向真空中自由膨胀，体积增大，对外做功，熵增加．(×)
10.在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．(×)
11.物体的机械能减小时，内能不一定减小。 (√)
12.热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。(×)
13.可以从单一热源吸收热量，使之完全变成功。(√)
14.随着技术不断进步，热机的效率可能达到100%。(×)
15.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。(√)
16.根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传导中热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体。(√)
三、选择题
1.(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状况下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的有( )
A．NA＝eq \f(ρV,m0) B．ρ＝eq \f(μ,NAV0)
C．ρ答案 ACD
解析 由于μ＝ρV，则NA＝eq \f(μ,m0)＝eq \f(ρV,m0)，变形得m0＝eq \f(μ,NA)，故A、D正确；由于水蒸气中水分子之间有空隙，所以NAV02.下列关于布朗运动的说法正确的是( )
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈
D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动
答案D
解析：选D 布朗运动不是液体、固体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，要通过显微镜才能观察到，A、B错误，D正确；而胡椒粉颗粒大，其运动不是布朗运动，C错误。
3.(多选)(2019·东北三省三校第二次联合模拟)下列关于内能的说法正确的是( )
A．系统的内能是由系统的状态决定的
B．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
C．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能
D．内能少的物体也可能自发地将一部分内能转移给内能多的物体
答案 ACD
解析 内能是指物体内部的所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和，系统的内能是由系统的状态决定的，A正确；温度相同，则分子的平均动能相同，但是质量相同的氢气和氧气的分子数不相同，因此内能不相同，B错误；相同温度下的水变成水蒸气需要吸收热量，因此1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C正确；内能包含分子势能和分子动能，内能少的物体可能温度高，内能多的物体可能温度低，D正确．
4.当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是( )
A．两种气体分子的平均动能相等
B．氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率
C．两种气体分子热运动的总动能相等
D．质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则两者内能相等
答案 A
解析 温度是物体分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，氢气分子的质量比氧气分子的质量小，平均动能相同时，氢气分子平均速率大，A正确，B错误；由于两种气体分子的总质量关系未知，所以分子数多少未知，故总动能不一定相同，C错误；氢气分子摩尔质量小，质量相等时，氢气分子数多，所以氢气内能大，D错误．
5.(多选)(2017·全国卷Ⅰ·33(1)改编)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图2中两条曲线所示．下列说法正确的是( )
A．图中两条曲线下的面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大
答案 ABC
解析 根据题图图线的物理意义可知，曲线下的面积表示百分比的总和，所以题图中两条曲线下的面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子所占比例越大，所以题图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；由题图可知，与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项D错误．
6.关于晶体和非晶体，下列说法中哪些是正确的( )
A．各向同性的物质一定没有确定的熔点
B．晶体熔化时温度和内能都不变
C．通常的金属材料是各向同性的，所以这些金属都是非晶体
D．晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化
答案D
解析：选D 多晶体是各向同性的，但有确定的熔点，A错误；晶体熔化时温度不变而内能增加，B错误；通常的金属都是多晶体，C错误；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，D正确。
7.下列说法正确的是( )
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．液晶都是人工合成的物质
C．由于水的表面张力作用，即使雨伞上有很多细小的孔，伞也能达到遮雨的效果
D．水银对所有固体都是不浸润的
答案 C
解析 晶体敲碎后得到的小颗粒仍然为晶体，故A错误；天然存在液晶，例如人体组织中也存在液晶结构，故B错误；雨伞上的孔较小，由于水的表面张力作用，雨水不会从细孔中流下，故C正确；水银浸润铅，故D错误。
8.(多选)液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层；同样，当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层。对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图甲、乙所示，有下列几种解释，正确的是( )
A．表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B．表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C．附着层Ⅰ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强
D．附着层Ⅱ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强
答案 AC
解析 液体表面层中分子间距离r略大于r0，而液体内部分子间的距离r略小于r0，故表面层Ⅰ、表面层Ⅱ内分子的分布均比液体内部稀疏，A正确，B错误。由甲图可知，水浸润玻璃，说明附着层Ⅰ中的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强，C正确；由乙图可知，附着层Ⅱ内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用弱，D错误。
9.(多选)下列说法正确的是( )
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C．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
D．食盐受潮后结成块，说明食盐从晶体变成非晶体
答案 AB
解析 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，A正确；脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，B正确；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，说明云母片是单晶体，其导热性表现为各向异性，C错误；要判断一种物质是否是晶体，应看它是否有确定的熔点，食盐受潮后结块，只是从单晶体变成多晶体，故D错误。
10.．(2019·江苏高考)(多选)在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体( )
A．分子的无规则运动停息下来
B．每个分子的速度大小均相等
C．分子的平均动能保持不变
D．分子的密集程度保持不变
答案 CD
解析 分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故A错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故B错误，C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故D正确。
11.(2020·海南省海口市6月模拟)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a处由静止释放，那么在乙分子从a运动到d的过程中，乙分子加速度增大和两分子间势能也增大的阶段是( )
A．从a到b B.从b到c
C．从b到d D.从c到d
答案 D
解析 乙分子由a到b一直受引力，分子力增大，乙分子加速度增大，分子力做正功，分子势能减小，故A错误；从b到c分子力逐渐变小，乙分子加速度减小，但仍为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；从b到d分子力先减小后增大，先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故C错误；从c到d分子力是斥力且逐渐增大，乙分子加速度增大，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。
12.(2020·陕西省咸阳市3月二模改编)如图甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法中正确的是( )
A．当分子间距离为r0时，分子力最小且为零
B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大
C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D．当分子间距离r答案 ACD
解析 由图甲可知，当分子间距离为r0时，分子力最小且为0，故A正确；由图甲可知，当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误；由图乙可知，当分子间距离为r0时，分子势能最小，当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大，故C正确；由图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小，当分子间距离r13.(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是( )
A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
B.若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D.若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
答案 AC
解析 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，故A正确；单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误.
14.下列说法中正确的是( )
A．若把氢气和氧气看做理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能
B．相同质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能小
C．物体吸收热量后，内能一定增加
D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
答案 D
解析 理想气体的内能与分子数和分子平均动能有关，而质量相同的氢气和氧气的分子数不同，当它们的体积和温度均相同时，内能不同，A错误；0 ℃的冰要吸收热量才能熔化成0 ℃的水，所以相同质量0 ℃水的内能比0 ℃冰的内能大，又因为它们的温度相同，其分子平均动能相等，所以相同质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，B错误；做功和热传递均可以改变物体的内能，只知道物体吸热，而不知其做功情况，故不能确定物体的内能是否增加，C错误；一定质量的100 ℃的水吸热汽化的过程中，水蒸气对外做功，根据热力学第一定律，水吸收的热量等于水蒸气增加的内能和水蒸气对外做的功之和，所以吸收的热量大于增加的内能，D正确。
15.(2020·天津市南开中学模拟)民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体( )
A．温度不变时，体积减小，压强增大
B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小
D．质量不变时，压强增大，体积减小
答案 B
解析 把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将火罐紧紧地压在皮肤上，故B正确，A、C、D错误。
16.(2020·天津高考)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 在水不断喷出的过程中，气体的体积变大，由于气体温度不变，则有pV＝恒量，可知气体压强变小，A错误；由于气体体积变大，故气体对外界做功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体温度不变，内能不变，则气体从外界吸收热量，B正确，C错误；温度是分子平均动能的标志，由于气体温度不变，则气体分子平均动能不变，D错误。
17.(八省联考·重庆·15(1))以下现象中，主要是由分子热运动引起的是( )
A．菜籽油滴入水中后会漂浮在水面
B．含有泥沙的浑水经过一段时间会变清
C．密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动
D．荷叶上水珠成球形
答案 C
解析 菜籽油滴入水中漂浮在水面主要体现的是浮力作用，A错误；含有泥沙的浑水经过一段时间会变清是由于泥沙的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向下沉，而上层水变清，B错误；密闭容器内悬浮在水中的花粉颗粒移动，是因为水分子热运动撞击花粉颗粒，造成了花粉颗粒受力不平衡，C正确；荷叶上的水珠成球形是表面张力的作用，是分子间作用力的结果，D错误．
18. (2020·北京市西城区模拟)一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p­T图像如图所示，下列判断正确的是( )
A．状态a的体积小于状态b的体积
B．状态b的体积小于状态c的体积
C．状态a分子的平均动能最大
D．状态c分子的平均动能最小
答案 B
解析 根据p＝eq \f(C,V)T可知，a、b在同一条等容线上，即状态a的体积等于状态b的体积，A错误；因b点与原点连线的斜率大于c点与原点连线的斜率，可知状态b的体积小于状态c的体积，B正确；因为a状态的温度最低，b、c两状态的温度最高，可知状态a分子的平均动能最小，状态b、c分子的平均动能最大，C、D错误。
19.(2020·山东高考) 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p­V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，外界对气体做的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 根据气体做功的表达式W＝Fx＝pSx＝p·ΔV，可知p­V图线和V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在b→c过程中对外界做的功，A错误；由理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C可知，气体从a→b，paVa＝pbVb，所以Ta＝Tb，ΔUab＝0，根据热力学第一定律可知ΔUab＝Qab＋Wab＝0，气体从b→c，pbVb0，根据热力学第一定律可知ΔUbc＝Qbc＋Wbc>0，由A选项可知Wab＝Wbc<0，所以QabpaVa，所以Tc>Ta，ΔUca<0，而气体体积减小，所以外界对气体做功，Wca>0，根据热力学第一定律可知Qca<0，向外界放出热量，且|Wca|<|Qca|，即外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，C正确；理想气体的内能只与温度有关，根据Ta＝Tb可知|ΔUca|＝|ΔUbc|，即气体在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。
20.(2020·山东等级考模拟卷)如图1所示，水平放置的封闭绝热汽缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分.已知a部分气体为1 ml氧气，b部分气体为2 ml氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体.解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为Va、Vb，温度分别为Ta、Tb.下列说法正确的是( )
A.Va>Vb，Ta>Tb B.Va>Vb，TaC.VaTb
答案 D
解析 解除锁定前，两部分气体温度相同，体积相同，由于b部分压强大，故解除锁定后活塞左移，则平衡时VaTb，D正确.
21.(2021·八省联考江苏卷)某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体( )
A．在状态a和c时的内能可能相等
B．在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
答案 B
解析 根据题意，结合题图可知，气体从c到d为绝热膨胀，则Qcd＝0，Wcd<0，根据ΔU＝W＋Q，ΔUcd<0，则温度降低；气体从d到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则该气体在状态c的温度高于在状态a时的温度，故在状态c时的内能大于在状态a时的内能，A错误；a→b过程为绝热压缩，外界对气体做功，Wab>0，Qab＝0，则ΔUab＝Wab，即外界对其做的功全部用于增加内能，B正确；根据p­V图像与V轴围成的面积表示气体做功的大小，可知一次循环过程中外界对气体做的功W＝Wcd＋Wab＜0，而整个过程气体内能变化为零，则整个过程Q＞0，即在一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，D错误；根据D项分析可知，Qbc＞－Qda，而ΔUbc＝Qbc，ΔUda＝Qda，则ΔUbc＞－ΔUda，即b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故C错误。
22. (2020·山东省威海市一模)如图所示，a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是( )
A．a、b、c三个状态的压强相等
B．从a到c气体的内能减小
C．从a到b气体吸收热量
D．从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等
答案 C
解析 根据理想气体状态方程eq \f(pV,T)＝C得V＝eq \f(C,p)T，若压强不变，则V­T图像应为过原点的倾斜直线，A错误；从a到c气体温度升高说明内能增加，B错误；从a到b气体体积增加说明对外做功，温度升高说明内能增加，根据热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q知气体吸收热量，C正确；从a到b与从b到c气体体积变化相同，但由V＝eq \f(C,p)T可知气体压强不断增大，因而从b到c气体对外界做功的数值比从a到b时的大，D错误。
23.(2020·山东潍坊市模拟)如图1所示，导热良好的圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上，用活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞上堆放着铁砂，系统处于静止状态.现缓慢取走铁砂，忽略活塞与汽缸之间的摩擦，外界环境温度不变，则在此过程中缸内气体( )
A.对外做功，其内能减少
B.温度不变，与外界无热量交换
C.单个分子碰撞缸壁时的平均作用力减小
D.单位时间内对活塞的碰撞次数减少
答案 D
解析 汽缸导热，缸内气体温度保持不变，所以气体内能不变，A错误；取走铁砂，缸内气体压强减小，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知，气体应从外界吸收热量，故B错误；温度不变，分子平均动能不变，单个分子撞击缸壁的平均作用力不变，故C错误；气体压强减小，单个分子撞击缸壁的平均作用力不变，则单位时间内对活塞的碰撞次数减少，故D正确.
24. （多选）[2020·全国卷Ⅱ，33(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________。
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
答案 B C
解析 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律；冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，违背了热力学第一定律；热机工作时吸收的热量不可能全部用来对外做功，而不产生其他影响，显然C选项遵循热力学第一定律，但违背了热力学第二定律；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，既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二定律，综上所述，第一个空选B，第二个空选C。
25.(多选)(2020·江西南昌市模拟)下列说法正确的是( )
A.第一类永动机不可能制成，是因为违背了热力学第一定律
B.能量耗散过程中能量不守恒
C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律
D.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
答案 AD
解析 第一类永动机不消耗能量却源源不断对外做功，违背了热力学第一定律，所以不可能制成，A正确；能量耗散过程中能量仍守恒，B错误；电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是压缩机做功的结果，不违背热力学第二定律，C错误；能量耗散说明宏观热现象的发生具有方向性，D正确.
26.(多选)关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( )
A.第二类永动机违反了能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加
C.保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种改变方式是有区别的
答案 CD
解析 第二类永动机违反了热力学第二定律，选项A错误；物体从外界吸收热量，可能同时对外做功，因此物体的内能不一定增加，选项B错误；保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，分子平均速率增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，选项C正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看，这两种改变方式是有区别的，选项D正确.
27.已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图2所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换.打开阀门K后，A中的气体进入 B中，最终达到平衡，则( )
A.气体体积膨胀，对外做功
B.气体分子势能减少，内能增加
C.体积变大，温度降低
D.B中气体不可能自发地全部退回到A中
答案 D
解析 打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，故A错误；又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，气体的温度也不变，故B、C错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不可能自发地全部退回到A中，故D正确.