2020年高考物理模拟100考点模拟题 热力学定律VIP

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3、3-4）

第一部分热学（选修3-3）

专题L6热力学定律（提高篇）

1.（2019湖南衡阳三模）下列说法正确的是（）

A.己知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可以估算铜分子的直径

B.热量不可能从低温物体传到高温物体

C.一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

D.在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，但非晶体一定不可以转化为晶体

E.当液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间的作用力表现为斥力

【参考答案】ACE

【名师解析】已知铜的密度和摩尔质量可求摩尔体积，摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得铜分子体积，把铜

分子看成球型，即可求解铜分子直径，故A正确；根据热力学第二定律可知，热量能从低温物体传到高温

物体，如空调，但会引起其他的变化，故B错误；一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程，根据盖吕萨

克定律可知温度升高，故气体内能一定增大，故C正确；晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化，即

在一定的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，非晶体也可以转化为晶体。故D错误；液体与固体之间表

现为浸润时，附着层内分子之间的作用力表现为斥力；附着层出现扩展的趋势；故E正确。

2.（2019河南示范性高中联考）下列说法正确的是（）

A.物体吸收热量时，其分子平均动能一定增大

B.空气中水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度一定越大

C.当两分子间距离小于平衡位置的间距m时，分子间的距离越大，分子势能越小

D.燧值越大表明系统内分子运动越无序

E.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

【参考答案】BCD

【名师解析】

物体吸收热量时，若同时对外做功，则其内能可能会减小，温度降低，则其分子平均动能减小，选项A错

误；空气中水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度一定越大，选项B正确；当两分子间距离小于平衡位置的

间距r0时，分子力表现为斥力，分子间的距离越大，分子力做正功，则分子势能越小，选项C正确；皤是

物体内分子运动无序程度的量度，系统内分子运动越无序，燃值越大。故D正确。同种物质可能以晶体和

非晶体两种不同的形态出现，如煤炭与金刚石，故E错误；故选BCD.

3.（2019湖南岳阳二模）下列有关热现象的说法正确的是（）

A.花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停的做无规则运动

B.热量不可能自发从低温物体传到高温物体

C.单晶体某些物理性质沿不同方向是各向异性的

D.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气

压的差距

E.一定质量的理想气体在等温压缩的过程中，气体的内能不变，从外界吸热

【参考答案】BCD

【名师解析】

花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动，故A错误；根据热力学第二定律，不

可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，比如电冰箱要耗电，故B正确：因为组成它们的原子（分子、

离子）在空间上的排列是有序的，所以单晶体的某些物理性质呈现各向异性，故C正确；影响蒸发快慢以

及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是相对湿度，与空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差

距有关，故D正确；一定质量理想气体等温压缩的过程中，温度不变，气体内能不变AUR；体积缩小，

外界对气体做功，W>0,根据热力学第一定律可知，气体放热，故E错误；

【关键点拨】

布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规

则撞击引起的；热力学第二定律反映了自发的宏观热现象具有方向性；单晶体的物理性质各向异性；根据

热力学第一定律和气体实验定律分析气体内能变化和吸放热情况。

本题考查布朗运动、热力学第一定律、热力学第二定律、晶体、气体实验定律等，知识点多，难度小，关

键是记住基础知识。

4.（2019•甘肃兰州月考）（多选）如图所示，一定质量的理想气体经历了A-BTC的状态变化过程，则下列说法

正确的是（）o

A.A—B过程中，压强不变

B.A-B过程中，外界对气体做负功

C.B-C过程中，气体分子间距增大

B-C过程中，气体分子无规则热运动变剧烈

C-4过程中，气体对外放热

【参考答案】BDE

【名师解析】A-8过程温度降低，体积增大，由可知压强变小，则气体膨胀对外做功，即外界对气

体做负功，则A错误，B正确；8-C过程为等容变化，温度升高，则体积不变，分子运动加剧，C错误，

D正确。C-A过程为等压降温，体积减小，由AU=Q+W知。＜0,则气体放热，E正确。

5.（2019•四川诊断）（多选）如图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有用形

状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展而“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片

形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是。

形状记忆合金

A.转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金从热水中吸收的热量

C.转动的叶片不断搅动热水，水温升高

D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

E.叶片在热水中吸收的热量一定大于水和转轮获得的动能

【参考答案】BDE

【名师解析】根据能量守恒定律知，形状记忆合金从热水中吸收热量后，一部分能量在伸展划水时转变为

水和转轮的动能，另一部分释放到空气中。转轮转动的过程中克服摩擦力做功，转轮的速度越来越小，所

以要维持转轮转动需要外力做功。故A错误，B正确。转动的叶片不断搅动热水的过程是水对转轮做功的

过程，同时水会向四周放出热量，根据热力学第一定律可知水的内能减小，故水温降低，故C错误。根据

热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收能量全部用来对外做功而不引起其变化，故叶片在热水中吸

收的热量一定大于在空气中释放的热量，也一定大于水和转轮获得的动能。故D、E正确。

6.[2019•河北衡水联考]（多选）下列说法正确的是o

A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样

B.热量不可能从低温物体向高温物体传递

C.一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大

D.功可以完全转化为热量，而热量不能完全变为功，即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功

E.若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多

【参考答案】ACE

【名师解析】单晶体具有各向异性，A项正确；热力学第二定律是说热量不能自发地从低温物体传到高温

物体，但是通过外力做功是可以把热量从低温物体传到高温物体，B项错误；根据理想气体状态方程（或者

查理定律）可知C项正确；在引起其他变化的情况下，是可以从单一热源吸热使之全部变为有用的功，D项

错误；根据气体压强的微观含义可知E项正确。

7.[2019•湖北武汉模拟]（多选）如图所示，在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中，气体先后经

历了"、be、cd、曲四个过程，其中浦垂直于〃，"垂直于丫轴且与p轴平行，he,而是两条等温线。

下列判断正确的是。

A.气体在状态〃时的温度低于在状态c时的温度

B.从a-6的过程，气体分子密集程度不变，分子平均动能增加

C.从a—bTC的过程，气体密度不断减小，温度先升高后不变

D.从cid的过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功

E.从。一〃一°一4/的过程，设气体对外做功为明，外界对气体做功为卬2，气体吸热为0，放热为0，则

W-W2<Q-Q2

【参考答案】ABD

【名师解析】根据题图可知，气体在状态。和状态6时体积相同，气体的压强越大，温度越高，故状态b

的温度比状态”的温度高，乂儿为等温线，所以状态c的温度比状态a的温度高，A正确。气体在状态a

和状态人时体积相同，故分子密集程度不变，状态6的压强大，温度高，分子平均动能更大，B正确。由c

到d,气体体积减小，外界对气体做正功，且温度降低，内能减小，由热力学第一定律可得D正确。从a

到b,气体体积不变，密度不变，从方到c,气体体积变大，温度不变，C错误。0d等温，内能相等，故

外界对气体做的功与气体放出的热量相等，E错误。

8.（多选）一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程外、儿、ca回到原状态，其V-7图象如图所示,

Pa、Pb、Pc分别表示状态。、b、C的压强，下列判断正确的是。

A.过程加中气体一定吸热

B.Pc=Ph>Pa

C.过程A中分子势能不断增大

D.过程尻、中每一个分子的速率都减小

E.过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功

【参考答案】ABE

【名师解析】由题图知，该理想气体从4到6为等容变化，外界对气体做功为零，温度升高，内能增大，

根据AU=Q+W,可知气体一定吸热，选项A正确；从b到c为等压变化，故p,=p/,,而从。到b为等容

变化，根据查理定律p=CT,可知温度升高，压强变大，故ppp。,选项B正确；理想气体没有分子势能，

选项C错误；从〃到c,温度降低，分子的平均动能降低，平均速率减小，但不是每一个分子的速率都减小,

选项D错误；从。到a,气体发生等温变化，内能不变，气体对外界做功，吸收热量，根据AU=Q+W,

气体吸收的热量等于对外界做的功，选项E正确。

9.（2019•辽宁六校联考）一定质量的理想气体，从状态4变化到状态8,再变化到状态C,其状态变化过程的

p-V图象如图所示，己知气体处于状态A时的温度为300K,则下列判断正确的是

p/atm

3R

2

I-忆

0123V/(xl0-3m3)

A.气体处于状态B时的温度为900K

B.气体处于状态C时的温度为300K

C.从状态A变化到状态C过程气体内能一直增大

D.从状态A变化到状态B过程气体放热

E.从状态B变化到状态C过程气体放热

【参考答案】ABE

VATAVB3x1（尸

【名师解析】由题知〃=300K,A—8过程为等压变化，则根据YB=TB，解得了8=%〃=1x1（）7x300K=

PHTnpc1

900K。故A正确。8TC过程是等容变化，则有「。二五，得TC=PB%=§X900K=300K,故B正确。从状

态A变化到状态C的过程，气体的温度先升高后降低，则气体的内能先增大后减小，故C错误。由A-8

气体的温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U=W+。知，气体吸热，故

D错误。8TC过程气体的体积不变，不做功，温度降低，气体的内能减小，由热力学第-定律AU=W+。

知，气体放热，故E正确。故选A、B、Eo

二.计算题.

1.如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm)足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中

的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm的气柱，气体的温度为4=7℃,

5

外界大气压取p()=1.0xl0Pa(相当于75cm高的汞柱的压强)。

(1)若在活塞上放一个质量为m=0.1kg的祛码，保持气体的温度4不变，则平衡后气柱为多长？(^=10m/s2)

(2)若保持祛码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到々=77℃,此时气柱为多长？

(3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为10J,则气体的内能增加多少？

【答案】⑴20cm(2)25cm(3)8.95J

【名师解析】：(1)被封闭气体的初状态为

Pi=/%=1.0x10’Pa

%=LS=42cm3,T|=280K

末状态压强P2=Po+警=L05xl()5pa

V2=L2S,72=4=280K

根据玻意耳定律，有Pl—=P2V2，即夕1乙=〃2乙2

得LO="L=20cm。

“2

(2)对气体加热后,气体的压强不变，P3=P2,V3=L3S,73=350K

根据盖・吕萨克定律，有旨=热即然受

得心3=枭＜2=25cm.

(3)气体对外做的功W=p2S〃=P2s(乙3-㈤=105J

根据热力学第一定律得

AU=W+Q=-1.05J+10J=8.95J

即气体的内能增加8.95Jo

2.一定质量的理想气体经历了如图所示的ATB—CTOTA循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参

数如图所示。A状态的压强为lxl()5pa,求：

(1)B状态的温度；

(2)完成一次循环，气体与外界热交换的热量。

【答案】(1)600K(2)放热150J

【名师解析】：

(1)理想气体从A状态到8状态的过程中，压强保持不变，根据盖-吕萨克定律有

匕=必

TA~TB

代入数据解得T8=P〃=600K

(2)理想气体从A状态到8状态的过程中，外界对气体做功

用=一2八(乙一%)

解得W|=-100J

气体从8状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有

陛="

TtTTc

解得Pc=2.5xl(/Pa

从C状态到。状态的过程中，外界对气体做功

W2=pdVB-VA)

解得电=250J

一次循环过程中外界对气体所做的总功W=W1+W?=i50J

理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变。根据热力学第一定律有

△U=W+Q

解得（2=-150J

故完成一次循环，气体向外界放热150J。

3.（2019•宁夏银川模拟）如图所示，导热性能良好的汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用轻弹簧

与缸底相连，当汽缸如图甲水平放置时，弹簧伸长了X。，活塞到缸底的距离为及，将汽缸缓慢转动竖直放

置，开口向上，如图乙所示，这时活塞刚好向缸底移动了松的距离。已知活塞的横截面积为S,活塞与汽

缸壁的摩擦不计，且气密性良好，活塞的质量为〃?，重力加速度为g,环境温度恒定，大气压强为po,求：

（1）弹簧的劲度系数的大小；

（2）若从甲图到乙图的过程中，气体放出的热量为Q,活塞的重力对气体做的功为W,则弹簧开始具有的弹

性势能为多少？

【答案】⑴""及；'；一冲°$（2）Q-W-p^S

入0乙0

【解析】（1）汽缸水平放置时，缸内气体的压强为0=po+华

当汽缸竖直放置时，缸内气体的压强为p2=po+警,

根据玻意耳定律有pi£oS=p2（Lo—刈）5,

mg品一沏-p必）S

解得k=

（2）从甲图到乙图的过程中，气体的温度始终不变，因此气体的内能不变，根据热力学第•定律可知Q=W

+p(KoS+Ep,

求得Ep=Q-W-P^}S.

4.（2016•漳州模拟）如图，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段理想气体，若大气压强不变，管内气体

)

A.温度升高，则体积减小B.温度降低，则压强减小

C.温度降低，则压强增大D.温度升高，则体积增大

【参考答案］D

【名师解析】温度升高，压强不变，则体积增大，选项D正确A错误。温度降低,则压强不变，体积减小，

选项BC正确。

5.（9分）（2016•长沙模拟）（1）（3分）下列叙述中，正确的是（）

A.同一温度下,气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律

B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

C.第二类永动机是不可能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律

D.物体熔化时吸热，分子平均动能不一定增加

E.只知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数就可以算出气体分子的体积

【参考答案］ACD

【名师解析】同温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项A正确。布朗运动是悬浮

在液体中固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，选项B错误。第二类永动机是不可能制造出来

的，尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律，选项C正确。物体熔化时吸热，温度不变，物体

内分子平均动能不一定增加，选项D正确。只知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数就可以算出每个气体

分子所占的体积，不能算出分子体积，选项E错误。

6.（10分）（2016•广东百校联盟模拟）（1）（3分）当两分子间距为r°时，它们之间的引力和斥力相等。关于分子之间

的相互作用，下列说法正确的是（）

A.当两个分子间的距离等于r0时,分子势能最小

B.当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力

C.在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r=r°的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小

D.在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r=r0的过程中，分子间作用力的合力一直增大

E.在两个分子间的距离由r=ro逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大

【参考答案］ACE

【名师解析】当两个分子间的距离等于m时，分子势能最小，选项A正确。当两个分子间的距离小于r0时,

分子间存在引力和斥力，但是斥力大于引力，对外表现为斥力，选项B错误。在两个分子间的距离由很远

逐渐减小到r=r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小，选项C正确D错误。在两个分子间的距离由

r=r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一宜增大，选项E正确。

7.（2016•云南昆明二检）下列说法正确的是。（填正确答案标号）

A.温度低的物体内能一定小

B.从单一热源吸收热量使之全部变成有用的机械功而不引起任何变化是不可能的

C.液体与大气相接触，表层分子所受其他分子的作用表现为相互吸引

D.燧值越大，表明系统内分子运动越无序

E.分子运动的平均动能可能为零，瞬时速度不可能为零

【参考答案］BCD

【名师解析】温度低的物体，分子平均动能小，内能不一定小，选项A错误。从单一热源吸收热量使之全

部变成有用的机械功而不引起任何变化是不可能的，选项B正确。液体与大气相接触，由于蒸发，表层分

子之间距离较大，大于平衡位置之间的距离，所以表层分子所受其他分子的作用表现为相互吸引，选项C

正确。烯值越大，表明系统内分子运动越无序，选