2018年高考物理一轮复习 专题54 热力学定律（测）（含解析）

专题54 热力学定律【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)1下列对热力学定律的理解正确的是_。A可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功B由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能C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D热量不可能由低温物体传给高温物体E如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能可能减少【答案】ACE【名师点睛】自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，热量可能由低温物体传递到高温物体，但要产生其它影响，第二类永动机不违背能量守恒，违背了热力学第二定律。2一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图像如图所示，下列判断正确的是 。A、一定量气体膨胀对外做功，同时从外界吸收的热量，则它的内能增大B、在使两个分子间的距离由很远减小到很难在靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大C、由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D、用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏伽德罗常数，只需再知道油的密度即可E、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压，水蒸发越慢【答案】ACE【解析】根据热力学第一定律知：，A正确；在使两个分子间的距离由很远（）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能先减小后增大，B错误；由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力，C正确；用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的摩尔体积即可，D错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，E正确。【名师点睛】本题考查了选项3-3的内容，掌握热力学第一定律的应用，知道分子力与分子间距的关系，会利用油膜法测分子的直径3下列对理想气体的理解正确的是_。A、理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B、只要气体压强不是很大就可视为理想气体C、密闭容器内的理想气体随着温度的升高，其压强增大，内能增大D、一定质量的理想气体对外界做功时，它的内能有可能增大E、理想气体的压强是由气体分子间斥力产生的【答案】ACD【名师点睛】本题关键要理解理想气体这个模型的物理意义，抓住不考虑分子间的作用力，一定质量理想气体的内能只与温度有关是关键4下列说法正确的是_。A一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向D外界对气体做功时，其内能一定会增大E生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺人其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成【答案】ACE 5下列说法正确的是 。A悬浮在液体中的小颗粒越小，布朗运动越明显B当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大C液晶具有光学的各向异性D单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强可能增大E自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生【答案】【解析】悬浮在液体中的小颗粒越小，布朗运动越明显，选项A正确；当分子间距离从0增大时，分子间作用力先减小后增加，再减小，分子势能先减小后增大，选项B错误；液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，选项C正确；单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，如果气体的温度升高，气体对器壁的碰撞力变大，则气体的压强也可能增大，选项D正确；自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程有的具有方向性，不一定都能自然发生，选项E错误；故选ACD.6有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是_。A外界对物体做功，物体的内能必定增加B物体的温度越高，分子热运动越剧烈C布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和E一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变【答案】BDE【解析】根据热力学第一定律可知，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，选项A错误；物体的温度越高，分子热运动越剧烈，选项B正确；布朗运动是由液体分子对悬浮在液体中的微粒频繁的碰撞引起的，选项C错误；物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项D正确；一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变，选项E正确；故选BDE.7下列说法中正确的是_。A利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积B一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关C固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用D只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变E物体温度升高，内能可能降低【答案】BCE【名师点睛】要理解做功和热传递是改变物体内能的两种方式，这两种方式是等效的分子之间同时存在着引力和斥力. 8一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是_。A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【答案】ABE【解析】根据气体状态方程，得，p-T图象的斜率，a、c两点在同一直线上，即a、c两点是同一等容线上的两点，体积相等，故A正确；理想气体在状态a的温度大于状态c的温度，理想气体的内能只与温度有关，温度高，内能大，故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能，故B正确；在过程cd中温度不变，内能不变U=0，等温变化压强与体积成反比，压强大体积小，从c到d体积减小，外界对气体做正功W0，根据热力学第一定律U=W+Q，所以W=|Q|，所以在过程cd中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功，故C错误；在过程da中，等压变化，温度升高，内能增大U0，体积变大，外界对气体做负功即W0，根据热力学第一定律U=W+Q，Q|W|，所以在过程da中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故D错误；在过程bc中，等压变化，温度降低，内能减小U0，体积减小，外界对气体做功，根据，即pV=CT，, da过程中，气体对外界做功，因为|Tbc|Tda|，所以|Wbc|Wad|，在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功，故E正确故选ABE. 9下列说法正确的是 。A温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质B改进内燃机结构，提高内燃机内能转化率，最终可能实现内能完全转化为机械能C分子a从远处靠近固定不动的分子b，当a只在b的分子力作用下到达所受的分子力为零的位置时，a的动能一定最大D气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关E大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体【答案】ACD 10下列说法正确的是 。A布朗运动就是液体分子的无规则运动B空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度D将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小再增大E一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小【答案】BDE【解析】布朗运动是指悬浮在液面上的微小的花粉颗粒的无规则运动（在显微镜下观察），它是液体分子的无规则运动引起的，故A错误；空气的绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，故B正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到100%，温度是分子热运动平均动能的标志，分子热运动的平均动能与物体的温度成正比，故绝对零度是不可能达到的，故C错误；两个分子相距无穷远时，分子力为零，逐渐靠近的过程，分子力先表现为引力，引力先增大后减小，减小到零后，又随距离的减小而表现为斥力，所以两个分子相互靠近时，分子力先做正功在做负功，分子力先增大后减小最后再增大，分子势能先减小后增大，故D正确；一定质量的气体，在体积不变时，分子个数不变，温度降低则气体的平均动能减少，气体的分子的平均速率减小，故气体分子每秒平均碰撞次数减小，故E正确。11以下说法正确的是_。A已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离B饱和蒸汽在等温变化的过程中，随体积减小压强增大C布朗运动指的是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动D给自行车打气时越往下压，需要用的力越大，是因为压缩气体使得分子间距减小，分子间作用力表现为斥力导致的E热量可以从低温物体传递到高温物体【答案】ACE 12下列说法正确的是_。A布朗运动就是液体分子的无规则运动B空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值C.尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度D将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小再增大E附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润【答案】BDE【解析】布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接反应了液体分子无规则运动，故A错误；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，相对湿度则给出大气的潮湿程度，故B正确；根据热力学第二定律可知，尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降至热力学零度，故C错误；将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间的分子力先增大后减小最后再增大；分子力表现为引力时，靠近的过程中分子力做正功；当分子力表现为斥力时，靠近的过程中分子力做负功，所以分子势能是先减小再增大，故D正确；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润，故E正确。二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分） 一种海浪发电机的气室如右上图所示，工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭，气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电，气室中的空气可视为理想气体。压缩过程中，两个阀门均关闭，若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了 3.4 x104J，则该气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功 （选填“大于” 小于”或“:等于” ）3.4x 104J。【答案】增大、等于【名师点睛】知道理想气体内能与温度的关系、知道温度与分子平均动能的关系、掌握热力学第一定律是解题的关键，根据题意应用基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握14（10分）如图所示，一轻活塞将体积为V，温度为的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内。已知大气压强为，大气温度为，气体内能U与温度T的关系为U=aT（a为正的常数）。在气缸内气体温度缓慢将为的过程中，求：（1）气体内能的减少量；（2）气体放出的热量Q【答案】（1）（2）【名师点睛】结合题目给出的条件即可求出气体内能减少量；找出初状态和末状态的物理量，由查理定律和盖吕萨克定律求体积，根据功的公式和内能表达式求放出的热量15（15分）如图所示，将一定质量的气体密封在烧瓶内，烧瓶通过细玻璃管与注射器和装有水银的U形管连接，最初竖直放置的U形管两臂中的水银柱等高，烧瓶中气体体积为400ml，现用注射器缓慢向烧瓶中注水，稳定后两臂中水银面的高度差为25cm，已知大气压强为75cmHg柱，不计玻璃管中气体的体积，环境温度不变，求：（1）共向玻璃管中注入了多大体积的水？（2）试分析此过程中气体吸热还是放热，气体的内能如何变化【答案】（1）100ml；（2）气体放热，气体的内能不变【解析】（1）初状态：P1=75cmHg，V1=400ml注入水后，P2=100cmHg由玻意耳定律得：P1V1=P2V2代入数据，解得：V2=300ml注入水的体积：V=V1V2=100ml（2）气体的内能是由温度和物质的量的多少决定的，一定质量的气体，温度不变，那么它的内能也不变；根据题意气体的体积减小，说明外界对气体做功，又由热力学第一定律得出：气体对外放热【名师点睛】本题考查了求气体压强与体积问题，根据题意确定初末状态的状态参量、熟练应用查理定律即可正确解题；本题难度不大，是一道基础题。16（15分）在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体发生以下两种状态变化：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9J，图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零，求：（1）从状态A到状态C的过程，外界对该气体做的功和气体内能的增量；（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量及其从外界吸收的热量【答案】（1）9J（2）9J，3J【名师点睛】本题关键抓住气体的内能是状态量，由气体的温度决定考查基本的应用能力- 9 -