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专题49 热力学定律（测）【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。在每小题给出的四个选项中18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1下列说法中正确的是_。（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）A布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动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100的水变成100的水蒸气，其分子之间的势能增加D只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低E空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律【答案】ACD【名师点睛】正确解答本题要掌握：温度是分子平均动能的标志；布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动；物体的内能；正确理解好应用热力学第二定律。2下面说法中正确的是_。（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）A所有晶体沿各个方向的物理性质和化学光学性质都相同B足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多【答案】CDE【解析】单晶体具有各向异性，即单晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质不同，故A错误；足球充足气后很难压缩是由于足球内外有压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关，故B错误；根据热力学第二定律知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故C正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由气态方程知温度升高，内能增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律U=Q+W可知，气体一定吸收热量，故D正确；一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多，故E正确。【名师点睛】单晶体具有各向异性多晶体具有各向同性足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因；根据热力学第一定律解释其内能的变化；体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大。3下列说法正确的是_。（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）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【名师点睛】本题考查了有关分子动理论的基础知识和固体与液体的性质，对于这部分知识注意平时多加积累和记忆，在平时训练中多加练习。4下列说法中正确的是_。（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）A温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多B温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均速率大C物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大D相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化【答案】ACE【名师点睛】此题考查了热学部分的几个简单的知识点；要注意温度是物体平均动能的标志，不同的物体温度相同，则分子平局动能相同，但是平均速率是不同的；影响物体内能的因素很多，有温度、体积、状态及物质的量等等5下面说法中正确的是_。（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）A所有晶体沿各个方向的物理性质和化学光学性质都相同B足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多【答案】CDE【解析】单晶体具有各向异性，即单晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质不同，故A错误；足球充足气后很难压缩是由于足球内外有压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关，故B错误；根据热力学第二定律知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故C正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由气态方程知温度升高，内能增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，故D正确；一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多，故E正确。【名师点睛】单晶体具有各向异性多晶体具有各向同性足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因；根据热力学第一定律解释其内能的变化；体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大。6下列说法中正确的是_。（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）A已知某物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏伽德罗常数为，则这种物体的分子体积为B当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小C饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等D自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生E一定质量理想气体对外做功，内能不一定减小，但密度一定减小【答案】BCE【名师点睛】熵增原理表明，在绝热条件下，只可能发生的过程，其中 表示可逆过程；表示不可逆过程，过程是不可能发生的但可逆过程毕竟是一个理想过程因此，在绝热条件下，一切可能发生的实际过程都使系统的熵增大，直到达到平衡态。7下列说法中，正确的是_。（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）A扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关B温度高的物体分子运动的平均速率大C一定质量的理想气体，匀强不变，温度升高，分子间的平均距离一定增大D热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”E气体分子单位时间内单位面积器壁碰撞次数与单位体积内气体的分子数和气体温度有关【答案】ACE【解析】扩散现象和布朗运动都属于分子热运动，和温度有关，A正确；分子的质量没有考虑进去，平均动能大，但平均速率不一定大，B错误；根据=c，知一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故C正确；热力学第二定律的内容可以表述为：热量不能自发地由低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故D错误；气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关，单位体积内的分子数越多碰撞次数越多，分子的平均动能越大，单位时间碰撞次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故E正确【名师点睛】扩散现象和布朗运动的剧烈程度与温度有关温度是分子平均动能的量度根据气态方程分析气体体积的变化，从而确定分子间平均距离的变化再结合热力学第二定律和压强的微观意义分析。8下面说法中正确的是_。（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）A所有晶体沿各个方向的物理性质和化学光学性质都相同B足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热E一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多【答案】CDE【名师点睛】此题考查了晶体、热力学第二定律、热力学第一定律、气体的压强等知识点；加强对基本概念的记忆，基本方法的学习利用，是学好3-3的基本方法对于气体状态参量的变化，要根据气态方程分析。9下列说法正确的是_。（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）A温度低的物体内能小B外界对物体做功时，物体的内能一定增加C温度低的物体分子运动的平均动能小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E物体吸收热量后，内能不一定增加【答案】CDE【解析】由于物质的量不确定，所以不能说温度低的物体内能小，选项A错误；根据UWQ可知外界对物体做功时，还要看物体的吸热、放热情况，所以物体的内能不一定增加，选项B错误；温度是分子平均动能的标志，所以温度低的物体分子运动的平均动能小，选项C正确；一定质量的100 的水吸收热量后变成100 的水蒸气，由于气体体积增大，对外做功，即W0，根据UWQ可知吸收的热量大于增加的内能，选项D正确；根据UWQ可知物体吸收热量后，还要看物体对外做功情况，所以内能不一定增加，选项E正确；故选CDE。【名师点睛】此题考查了选修3-3中常见的基本知识，都比较简单，只要加强记忆均能回答；尤其是热力学第一定律UWQ，主要是理解各个物理量的含义及符号规则，内能增加时U为正，吸热时Q为正，外界对气体做功时W为正10下列说法正确的是_。（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）A液体中悬浮的颗粒越大，某时刻撞击它的分子越多，布朗运动越不明显B用“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子直径等于滴在液面上的纯油酸体积除以相应油酸膜的面积C温度升高，每个分子的动能都增大，导致分子平均动能增大D冰箱内低温食品的热量自发地传到了冰箱外高温的空气E温度升高，有的分子动能可能增大，有的分子动能可能减小，但分子平均动能一定增大【答案】ABE【名师点睛】本题考查热力学第二定律、库仑定律、油膜法实验及湿度等内容；对于热学内容一定要熟记，并要注意准确理解，不能一知半解而导致出错11关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（ ）（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） A某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数 B第二类永动机不可能制造成功的的原因是因为违背了能量守恒定律 C用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了20105J的功，若气体向外界放出15105J的热量，则气体的内能增加了05105J D当两分子间的距离小于平衡位置的距离r0时，分子间的斥力大于分子间的引力 E气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关【答案】CDE【解析】因为气体分子不是紧密靠在一起的，对于气体，不能通过求出阿伏伽德罗常数故A错误；第二类永动机不可能制造成功的的原因是因为违背了热力学第二定律而不违反能量守恒定律，选项B错误；用活塞压缩汽缸里的气体，对气体做了20105J的功，若气体向外界放出15105J的热量，根据可知气体的内能增加了20105J -15105J =05105J，选项C正确；当两分子间的距离小于平衡位置的距离r0时，分子间的斥力大于分子间的引力，分子力表现为引力，选项D正确；根据，气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，过程不同则气体做功情况不同，则吸收的热量也不同，选项E正确；故选CDE【名师点睛】本题考查了选修3-3中基本内容，难度不大，主要考查了阿伏伽德罗常数、热力学第二定律、热力学第一定律、分子力等知识点；关键要熟悉教材，理解并牢记这些基础知识点。12对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是_。（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）A温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B外界对物体做功，物体内能一定增加C温度越高，布朗运动越显著D当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小E当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】ACE【名师点睛】该题重点是掌握分子动理论的基本内容，知道影响物体内能的因素；会分析分子力做功与分子势能的改变关系。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）如图所示，内壁光滑的导热气缸里封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，质量不计，离缸底的距离为L1由于环境温度缓慢下降，使得活塞缓慢下降到距离缸底L2处已知大气压强为p0，被封闭气体初始状态的热力学温度为T1、内能为E1求活塞下降到距离缸底L2处时，缸内封闭气体的温度；一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q【答案】；p0（L1L2）S【名师点睛】本题考查了求气体体积、求传递的热量，应用平衡条件、玻意耳定律、热力学第一定律即可正确解题，应用热力学第一定律时，要注意各符号正负的含义。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）一定质量的理想气体经历了如图所示的ABCDA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pa，求：（i）B状态的温度；（ii）完成一个循环，气体与外界热交换的热量。【答案】（i）600K（ii）气体对外界放热150J。【解析】（i）理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变，根据盖吕萨克定律有带入数据解得 （ii）理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功解得 气体从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有解得（用理想气体状态方程解答正确同样给分）【名师点睛】本题是理想气体状态方程和热力学第一定律的综合应用运用热力学第一定律时，注意做功W和热量Q的符号，对外做功和放热为负的，对气体做功和吸热为正的。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【解析】（1）从状态A到状态C过程，气体发生等容变化，该气体对外界做功，根据热力学第一定律有内能的增量（2）从状态A到状态B过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量根据热力学第一定律有从外界吸收的热量【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
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