高三物理二轮专题复习强化练习 -热力学定律

第=page11页，共=sectionpages11页第=page22页，共=sectionpages22页高三物理二轮专题复习强化练习——热力学定律一、单选题（本大题共8小题，共32分）一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体(    )A.从外界吸收了热量 B.对外界做了功

C.密度增大 D.分子的平均动能增大两个物体放在一起并接触，它们之间不发生热传递是因为(    )A.具有相同的内能 B.具有相同的比热

C.具有相同的温度 D.具有相同的热量固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变．若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动，如图所示，则在拉动活塞的过程中，关于气缸内气体的下列结论，其中正确的是(    )A.气体对外做功，气体内能减小 B.气体对外做功，气体内能不变

C.外界对气体做功，气体内能不变 D.气体向外界放热，气体内能不变下列说法正确的是(    )A.单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点

B.若绝对湿度增加且大气温度降低，则相对湿度增大

C.物体温度升高1℃相当于热力学温度升高274K

D.分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大一定质量的理想气体，在温度不变条件下，设法使压强增大，则这一过程中A.气体的密度增加 B.气体分子的平均动能增大

C.外界对气体不做功 D.气体从外界吸收了热量下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(    )A.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能

B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加

C.一定量物体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和

D.如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加下列说法中正确的是(    )A.所有能量守恒的过程都能自发地发生

B.气体自由膨胀的过程是不可逆过程

C.空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性

D.能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机下列关于熵的说法错误的是(    )A.熵是表征系统的无序程度的物理量

B.在孤立系统中，一个自发的过程总是向熵减少的方向进行

C.热力学第二定律的微观实质是熵是增加的，因此热力学第二定律又叫熵增加原理

D.熵越大，代表系统分子运动越无序二、多选题（本大题共5小题，共20分）下列说法正确的是(    )A.在一定温度下，水的饱和汽压是一定的

B.单晶体的所有物理性质都是各向异性的

C.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小

D.自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性

E.一锅水中撒些胡椒粉，加热时发现胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈关于热现象，下列说法正确的是(    )A.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比

B.两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小

C.物质是晶体体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断

D.如果用Q表示物体吸收的能量，用W

表示物体对外界所做的功，△U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=△U+W

E.如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到以下说法中正确的是(    )A.气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律

B.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

C.随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也随之减小

D.因为液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势

E.当空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距较大时，我们会感觉空气是较潮湿的关于分子运动和热现象的说法，正确的是

(填入正确选项前的字母)A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动

B.气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加

C.一定量1000C的水变成1000C下列说法正确的是(    )A.理想气体在等压压缩过程中内能一定增大

B.理想气体在等温膨胀过程中从外界吸收热量全部用于对外做功

C.液晶显示屏是应用液晶光学各向异性特点制成的

D.空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性

E.当分子间距离减小时，分子势能不一定减小三、填空题（本大题共2小题，共8分）做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。做功使______转化为内能；热传递使物体间的内能______。有一个气缸通过光滑活塞密封有一定质量的理想气体，现让气体做如图所示的状态变化：先经过第①过程从状态A变化到状态B；再经第②过程，从状态B变化到状态C；最后经第③过程，从状态C返回状态A．

(1)在第②过程气体的体积______(填“增大”或“减小”)，内能______(填“增大”或“减小”)

(2)已知气体状态A的体积为VA=0.001m3，压强为PA=4×104Pa，状态B的体积为VB=0.003m3，则在第①过程中气体做了______J的功，若在此过程中气体内能变化了20J，则气体______(填“吸收”或“放出”)的热量为______J.

(3)如果气缸中被封密的是0.1g的氢气(H四、实验题（本大题共1小题，共10分）(1)下列说法正确的是______。

A.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

B.液体表面张力方向与液面垂直并指向液体内部

C.降低温度可以使未饱和汽变成饱和汽

D.当分子间距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小

(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②③到达状态d。过程①中气体______(选填“放出”或“吸收”)了热量，状态d的压强______(选填“大于”或“小于”)状态b的压强。

(3)在第(2)问③状态变化过程中，1mol该气体在c状态时的体积为10L，在d状态时压强为c状态时压强的23.求该气体在d状态时每立方米所含分子数。(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×10五、计算题（本大题共3小题，共30分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的ρ−V图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为27℃，则：

①该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大？

②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？

竖直放置的气缸内壁光滑、导热良好，横截面积为S=100cm2，厚度不计的活塞质量为m=20kg，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气开始时如图甲所示，气缸开口竖直向下放置，活塞与气缸底的距离为H1=30cm，气体温度T1=300K，大气压强为P0=1.0×105Pa，现将气缸缓慢的转到开口竖直向上的位置，如图乙所示取重力加速度g=10m/s2.求：

(1)

下列说法正确的是______(填正确答案标号)

A.气体扩散现象表明气体分子间存在斥力；

B.对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大；

C.热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体；

D.用活塞压缩气缸内的理想气体，对气体做了3.0×105J的功，同时气体向外界放出1.5×105J的热量，则气体内能增加了1.5×105J；

E.在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的灰尘做无规则运动，灰尘的运动属于布朗运动．

答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】

一定质量的理想气体内能只与温度有关。温度不变，根据玻意耳定律判断气体的体积如何变化，即可知做功情况．温度不变，分子的平均动能不变。

【解答】

AB.气体的温度不变，内能不变，使其压强增大，玻意耳定律PV=c可知，其体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知气体向外放热．故AB错误；

C.由A知体积减小，分子密度增大．故C正确；

D.温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子的平均动能不变，D错误。

故选C。

2.【答案】C

【解析】解：因为发生热传递的条件是有温度差，如果两物体没发生热传递，肯定是具有相同的温度。

故选：C。

解答本题应掌握：两物体间(物体的不同部分之间)只有存在温度差的情况下，才会发生热传递．

本题主要考查学生对热传递的条件的了解和掌握，属于基础题目．

3.【答案】B

【解析】解：A、B、C、气体体积变大，故气体对外做功；又气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，故气体做等温变化，温度不变即内能不变，故A错误，B正确，C错误，

D、内能不变：即△U=0，又气体对外做功，故W<0，由热力学第一定律：△U=W+Q得：Q=−W>0；故气体从外界吸热，故D错误．

故选B．

气缸壁的导热性能良好，环境的温度保持不变，故气体做等温变化，温度不变内能不变，做功放热问题可由热力学第一定律讨论，压强的变化可由压强产生的微观解释分析．

主要考察热力学第一定律和压强的微观解释，关键点在气体等温变化

4.【答案】B

【解析】解：A、单晶体和多晶体都属于晶体，晶体都拥有固定的熔点，在熔化过程中，晶体温度始终保持不变。故A错误B、温度降低饱和状态水蒸气含量降低，绝对湿度增加，则绝对湿度与该温度饱和状态水蒸气含量的比值增加，故B正确C、物体温度升高1℃相当于热力学温度升高1K，故C错误D、当分子间距离小于r0时，分子间的距离增大，分子间的作用力做正功，分子势能减小，当分子间距离大于r0时，分子间的距离增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大，故D错误

故选：B。

A、单晶体和多晶体都属于晶体，拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度保持不变。B、绝对湿度是指每单位容积的气体所含水分的重量。相对湿度是指绝对湿度与该温度饱和状态水蒸气含量之比，用百分数表达。最大湿度很大程度上取决于温度，温度越低饱和状态水蒸气含量越低，可解C、热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是：T(K)=273.15+t(℃)。只是零点不同，每一开尔文等于每一摄氏度D、根据分子势能与分子间距离的关系，当分子间距离小于r0时，分子间的距离增大，分子势能减小，当分子间距离大于r0时，分子间的距离增大，分子势能增大，可解

本题是热学综合题，涉及晶体、绝对湿度、相对湿度、热力学温度和分子势能的概念，容易出错的是绝对湿度、相对湿度的概念比较生僻，分子势能与分子间距离的关系，容易与分子间力与分子间距离的关系混淆。

【解析】试题分析：等温变化时压强增大，体积减小，密度增加，选项A正确；温度不变气体分子的平均动能不变，选项B错误；体积减小，外界对气体做功，选项C错误；等温内能不变，由热力学第一定律知，外界对气体做功应放热，选项D错误。

考点：气体实验定律、热力学定律。

6.【答案】C

【解析】解：A、气体分子间的距离较大，相互间的作用力微弱，所以气体如果失去了容器的约束就会散开，故A错误；

B、温度是分子平均动能的标志，一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，因其温度不变，所以分子平均动能不变，故B错误；

C、物体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，故C正确；

D、气温升高，分子平均动能增大，平均速率增大，由于分子运动是无规则的，不是每个分子速率都增加，故D错误。

故选：C。

根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，物体的内能概念去分析各项．

本题考查的知识点较多，关键要掌握温度的微观意义，知道温度是分子平均动能的标志．

7.【答案】B

【解析】解：A、并非所有能量守恒的过程都能自发的进行，如没有在引起其它变化的情况下，热量不能自发地从低温向高温传递，故A错误；

B、气体自由膨胀的过程具有方向性，是不可逆过程，故B正确；

C、热传递在自发进行时具有方向性，总是从高温物体传递到低温物体，空调机致冷是外界影响下发生的，不能说明热传递没有方向性，故C错误；

D、能的转化过程虽然符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此会发生能源危机，故D错误。

故选：B。

涉及热现象的宏观过程都具有方向性，只有既遵守能量守恒，又遵守热力学第二定律的过程才能自发地发生。能的转化过程符合能量守恒定律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，会发生能源危机。

本题考查了对能量转化或转移的理解，大都属于理解记忆知识，对于这类问题要平时加强记忆和强化练习，可通过实例来分析抽象的问题。

8.【答案】B

【解析】解：热力学第二定律揭示，自然界的一切自发过程，总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行的。例如，功转变为热是机械能转变为内能的过程，是大量分子从有序运动向无序运动转化的过程，汽缸内燃气推动活塞做功燃气分子做有序运动，排出汽缸后做越来越无序的运动。物理学中用熵来描述系统大量分子运动的无序性程度。热力学第二定律用熵可表述为：任何孤立系统，它的总熵永远不会减小，反映了一个孤立系统的自发过程会沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。故ACD正确，B错误。

本题选错误的，故选：B。

熵是物体内分子运动无序程度的量度，在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行，熵值越大，代表系统分子运动越无序。

本题考查了熵的知识，知道在孤立系统中，一个自发的过程熵总是向增加的方向进行，热力学第二定律的微观实质是熵是增加的。

9.【答案】ACD

【解析】解：A、在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，故A正确；

B、由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的，故B错误；

C、分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但总是斥力变化得较快，故C正确；

D、热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确；

E、椒粉在翻滚并非是布朗运动，故E错误。

故选：ACD。

在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的；由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小；热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性；椒粉在翻滚并非是布朗运动。

本题考查了饱和汽、未饱和汽和饱和汽压、布朗运动、分子间的相互作用力、热力学第二定律、晶体和非晶体等知识点。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。

10.【答案】ABD

【解析】解：A、根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径。故A正确；

B、当分子间的距离r<r0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r。时，引力与斥力大小相等，分子势能最小。故B正确；

C、单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以不能根据各向异性或各向同性来判断物质是晶体还是非晶体。故C错误；

D、根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W

表示物体对外界所做的功，△U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=△U+W.故D正确；

E、根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%.故E错误

故选：ABD。

明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径。

引力和斥力同时存在的，分子间距增大时，分子的引力和斥力均减小。根据分子力的方向与运动方向的关系判断分子力做功，从而得出分子势能的变化。

单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性。

明确热力学第一定律的基本内容，知道热力的效率无法达100%。

该题考查多个3−3的知识点的内容，其主要注意的是：分子力的变化是从远到近先减小后增大，在大于平衡距离时表现为引力，在小于平衡距离时表现为斥力；由力和位移的关系确定分子力做功情况

【解析】解：A、根据分子动理论可知，气体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，故A正确。

B、根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故B正确。

C、随着分子间距离增大，分子间相互作用力不一定减小，可能增大，故C错误。

D、根据液体表面张力的本质可知，液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势，故D正确。

E、当空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距较大时，我们会感觉空气是较干燥的，故E错误。

故选：ABD。

根据分子动理论分析。

根据热力学第二定律分析，明确热力学第二定律的内容，知道热现象的方向性。

影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。

本题考查了分子动理论、热力学第二定律和表面张力等知识，理解影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距。

12.【答案】AC

【解析】A、布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动，故A正确；气体的温度升高，气体分子运动的平均速率增加，并不是每个分子的速率都增加，故B错误；一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽需要吸收热量，内能增加，由于温度不变，分子动能不变，则增加的内能转化为分子势能，其分子之间的势能增加，故C正确；空调机作为制冷机使用时，空气压缩机做功，要消耗电能，制冷过程不是自发进行的，制冷时将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作遵循热力学第二定律，故D错误；

考点：考查了布朗运动，分子平均动能，热力学定律

13.【答案】BCE

【解析】解：A、等压压缩的过程中压强不变，体积减小，由理想气体得状态方程可知气体的温度降低，而质量不变的气体的内能仅仅与温度有关，则可知理想气体在等压压缩过程中内能一定减小；故A错误；

B、理想气体在等温膨胀过程中气体的内能没有变，所以把吸收的热量全部对外做功，故B正确；

C、液晶具有液体的流动性，同时具有光学的各向异性，液晶显示屏是应用液晶光学各向异性特点制成的。故C正确；

D、空调机既能致热又能致冷，是由于消耗一定的电能，所以它不能说明热传递不存在方向性。故D错误；

E、当分子间距离减小时，分子力是引力则分子势能减小，若分子力是斥力则分子势能增大。故E正确；

故选：BCE。

做功与热传递都可以改变物体的内能，由理想气体得状态方程结合内能分析；理想气体在等温膨胀过程中气体的内能没有变，所以把吸收的热量全部对外做功。液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征；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。分子间存在相互作用的引力和斥力。当分子间的距离大于平衡距离时，表现为引力；分子间的距离小于平衡距离时，表现为斥力。当r=r0时分子势能最小。

本题考查了热学中的基本规律，对于热学中的基本规律要认真掌握，涉及内容比较广泛，平时注意加强积累。

14.【答案】其他形式的能

【解析】解：用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的转化过程，即内能和其它形式的能的相互转化，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是内能的转移过程，

故答案为：其他形式的能

发生转移

知道改变内能的两种方式为做功和热传递；同时明确二者的效果相同，但实质上并不相同。

本题考查内能以及内能改变的方式，要注意掌握内能的准确定义，明确做功和热传递在改变内能的效果上是相同的，但其实质是不同的。

15.【答案】减小；减小；80；吸收；100；2×10【解析】解：(1)由图示图象可知，在②过程气体中气体的温度T降低而压强p增大，由理想气体状态方程可知，气体的体积V减小，气体温度降低，理想气体内能减小．

(2)由图示图象可知，气体在第①过程中压强p不变而温度T升高，气体体积增大，气体对外做功：W=Fl=pASl=pA△V=pA(VB−VA)=4×104×(0.003−0.001)=80J；气体对外做功，W<0，气体温度升高，气体内能增大：△U=20J，由热力学第一定律可知：Q=△U−W=20−(−80)=100J>0，气体要从外界吸收热量．

(3)氢气分子数：n=0.12×6.0×1023=3×1022个，分子间的平均距离：d=3Vn=33×10【解析】解：(1)A、石墨和金刚石是两种不同的晶体，其物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，故A正确；

B、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，液体表面存在张力，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直。故B错误；

C、饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则降低温度可使使未饱和汽变成饱和汽，故C正确；

D、当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，斥力减小的快，故D错误；

故选：AC。

(2)过程①中气体体积不变，做功为零；温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸热；

连接bO和dO，根据理想气体状态方程PVT=C可得：T=PC⋅V，T−V图象中过原点的倾斜直线表示气体做等圧変化，斜率表示压强，故过b、d做过原点的直线如图所示：

由图知状态d的压强比状态b的压强小，故答案为：吸热、小于；

(3)③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律得：

pcVc=pdVd，

又Pd=23Pc

解得

Vd=15

L

n=NAVd=6×10231.5×10−2个=4×1025个

答：该气体在d状态时每立方米所含分子数为4×1025个。

(1)石墨和金刚石都是晶体；表面张力形成的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力；分子间同时存在引力和斥力，都随着距离增大而减小，但斥力减得快；饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。饱和汽压越大，表示该物质越容易挥发；

(2)根据热力学第一定律分析吸放热情况，根据理想气体状态方程分析压强变化；

(3)③过程，气体做等温变化，根据玻意耳定律可求得d的体积，从而该气体在d状态时每立方米所含分子数。

本题主要考查了理想气体的状态方程和热力学第一定律，要能够根据温度判断气体内能的变化；在应用热力学第一定律时一定要注意各量符号的意义；△U为正表示