高中物理竞赛习题专题：热力学基础
一、选择题1．如图所示，bca为理想气体的绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是()（A）b1a过程放热、作负功，b2a过程放热、作负功；（B）b1a过程吸热、作负功，b2a过程放热、作负功；（C）b1a过程吸热、作正功，b2a过程吸热、作负功；（D）b1a过程放热、作正功，b2a过程吸热、作正功。【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a和b两点之间的内能变化相同，bca线是绝热过程，既不吸热也不放热，b1a过程作的负功比b2a过程作的负功多，由b2a过程放热，b1a过程吸热】2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡态B，且他们的压强相等，即问在状态A和状态B之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然（A）对外作正功；（B）内能增加；（C）从外界吸热；（D）向外界放热。【提示：由于，必有；而功、热量是()。知过程量，与过程有关】3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3J的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为（A）；（B）；（C）()。，所以需传】）；（D），而【提示：等体过程不做功，有4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（等温等温等压等温【提示：(A)绝热线应该比等温线陡，（B）和（C）两条绝热线不能相交】5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J，则对外做功（（A）；（B））；（D），可求得。，则；（C），【卡诺热机的效率为】6．根据热力学第二定律（）（A）自然界中的一切自发过程都是不可逆的；（B）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（C）热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；（D）任何过程总是沿熵增加的方向进行。【（A）正确；（B）少“不引起其他变化”；（C）想想空调和冰箱热量；（D）少“孤立系统”条件】7．如图所示为一定量的理想气体的p—V图，由图可得出结论(（A）（C）是等温过程；（B）；（D）；。)【提示：等温线是一条有关原点对称的反比例函数曲线】8.对于室温下定体摩尔热容从外界吸收的热量之比（A）；（B）；等于（C）的理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外做功与（；）（D）。，所以，功为【提示：等压膨胀吸热为，内能变化为，则9．气缸内储有2.0】的空气，温度为27℃，若使空气的体积等压膨胀到原来的3倍，则（）；（D）。，可求出因为空气而对外界所作的功为（A）；（B）；（C）【提示：等压膨胀对外功为，则，而等压变化满足盖?吕萨克方程】10．一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过一系列状态变化后回到初始状态的温度，可能实现的过程为（）（A）先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而增大压强；（B）先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强；（C）先保持体积不变而使它的压强增大，接着保持压强不变而使它体积膨胀；（D）先保持体积不变而使它的压强减小，接着保持压强不变而使它体积膨胀。【提示：（A）选项温度一直升高，（B）选项温度一直降低，（C）选项温度一直升高】11．气体的定压摩尔热容（A）膨胀系数不同；（C）气体膨胀需作功；【提示：大于定体摩尔热容（B）温度不同；（D）分子引力不同。，其主要原因是()的原因是定压时气体膨胀做功，但定体时气体体积不变不做功】12．压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为（A）；（B）；(（C）)；（D）。，单原子分子【提示：双原子分子的氧气在等压过程中吸收热量为的氦气在等压过程中吸收热量为，当时，，即而，所以】13．一摩尔单原子理想气体，从初态温度，外界需作多少功？（A）；（B）()、压强、体积，准静态地等温压缩至体积；（C）】；（D）。【提示：等温过程做功为14．对于理想气体系统来说，在下列过程中，那个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值()（A）等容降压过程；（B）等温膨胀过程；（C）等压压缩过程；（D）绝热膨胀过程。【提示：等容过程不做功，等温过程无内能的增量，绝热过程无热量传递，等压压缩过程系统对外作负功，温度降低，向外放热】15．如图所示，一定量的理想气体经历ACB过程时吸热700J，ACBDA过程时吸热为()则经历（A）700J；（B）700J；（C）500J；（D）500J。【提示：∵，∴，表明A、B两位置等温，为等容过程，不做功，吸收热为等压过程，放出热量，对外做；∴理想气体经历BDA，由知，则等温过程无内能的增量；量全部使得内能增加；负功，同时内能减少，对外做的负功为过程内能不变，对外做的负功为】16．“理想气体和单一热源接触做等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功”。对此说法，有以下几种评论，哪个正确？()（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。【提示：热力学第二定律强调的是“…循环工作的热机…”】17．在图上有两条曲线和，由此可以得出以下结论：()（A）其中一条是绝热线，另一条是等温线；（B）两个过程吸收的热量相同；（C）两个过程中系统对外作的功相等；（D）两个过程中系统的内能变化相同。【提示：只有内能是状态量】18．理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为（A）；（B）和，则两者的大小关系为：(；（D）无法确定。)；（C）【提示：由于理想气体卡诺循环过程的另两条是等温线，所以两者内能变化相同；绝热过程无吸放热量，所以功为内能变化的负值，相等】19．关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：（1）可逆过程一定是准静态过程；（2）准静态过程一定是可逆过程；（3）对不可逆过程，一定找不到另一过程使系统和外界同时复原；（4）非静态过程一定是不可逆过程。以上几种说法，正确的是：()（A）（1）（2）（3）；（B）（2）（3）（4）；（C）（1）（3）（4）；（D）（1）（2）（3）（4）。20．一绝热容器被隔板分为两半，一半是为真空，一半为理想气体，若抽去隔板，气体将自由膨胀，达到平衡后()（A）温度不变，熵增加；（B）温度升高，熵增加；（C）温度降低，熵增加；（D）温度不变，熵不变。【见书P246页例4，气体自由膨胀不对外做功，气体的内能也没有改变，所以温度不变；但气体自由膨胀后，不可能自发的回到原始的一半是真空状态，所以熵增加】二、填空题1．有刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀中对外做功；从外界吸收的热量【双原子分子内能变化为学第一定律，2．有从状态，而，有。，等压膨胀中吸热为；】，则由热力，则其温度变化单原子分子理想气体，变化至状态，如图所示，则此过程气体对外做功吸收热量【气体对外做功可由。；图的梯形面积求出，有W=；单原子分子内能变化为，再由】热力学第一定律，13--7．如图所示，一定量理想气体经历一循环过程，则该气体在循环过程中吸热和放热的情况是：1→2过程：，2→3过程：，3→1过程：。【提示，注意到给出的是图，所以1→2过程是等压膨胀，系统吸热并对外做功，内能增加；2→3过程是等容降温，不做功，内能减少，系统放热；3→1过程是等温压缩，系统做负功，内能不变，系统放热】4．如图所示，一理想气体系统由状态沿，而系统做功为（1）经过过程。，则系统吸收的热量Q1=。，则系统吸收的热到达状态，系统吸收热量，系统对外做功（2）当系统由状态沿曲线返回状态时，外界对系统做功为
【预赛自招】2021年高中物理竞赛习题专题：热力学基础练习题(含答案)
