2018年高考物理一輪復習 專題54 熱力學定律（測）（含解析）

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1、 專題54 熱力學定律 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題(本大題共12小題，每小題5分，共60分。填正確答案標號，選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分) 1．下列對熱力學定律的理解正確的是_______。 A．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣? B．由熱力學第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時做功和熱傳遞一定會改變內(nèi)能 C．空調(diào)機在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量少于向室外放出的熱量 D．熱量不可能由低溫物體傳給高溫物體 E．如果物體從外界吸收了熱量，則物體的內(nèi)能可能減少 【答案】ACE

2、 【名師點睛】自然界進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的，熱量可能由低溫物體傳遞到高溫物體，但要產(chǎn)生其它影響，第二類永動機不違背能量守恒，違背了熱力學第二定律。 2．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其圖像如圖所示，下列判斷正確的是 。 A、一定量氣體膨脹對外做功，同時從外界吸收的熱量，則它的內(nèi)能增大 B、在使兩個分子間的距離由很遠減小到很難在靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢能不斷增大 C、由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力 D、用油膜法測出油分子的直徑后，要測定阿伏伽

3、德羅常數(shù)，只需再知道油的密度即可 E、空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢 【答案】ACE 【解析】根據(jù)熱力學第一定律知：，A正確；在使兩個分子間的距離由很遠（）減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢能先減小后增大，B錯誤；由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力，C正確；用油膜法測出油分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的摩爾體積即可，D錯誤；空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，E正確。 【名師點睛】本題考查了選項3-3的內(nèi)容，掌握熱力學第一定律的應(yīng)用，知道分子力與

4、分子間距的關(guān)系，會利用油膜法測分子的直徑． 3．下列對理想氣體的理解正確的是__________。 A、理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型 B、只要氣體壓強不是很大就可視為理想氣體 C、密閉容器內(nèi)的理想氣體隨著溫度的升高，其壓強增大，內(nèi)能增大 D、一定質(zhì)量的理想氣體對外界做功時，它的內(nèi)能有可能增大 E、理想氣體的壓強是由氣體分子間斥力產(chǎn)生的 【答案】ACD 【名師點睛】本題關(guān)鍵要理解理想氣體這個模型的物理意義，抓住不考慮分子間的作用力，一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)是關(guān)鍵． 4．下列說法正確的是_____。 A．一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，分子每秒與器壁平均

5、碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小 B．晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大 C．空調(diào)既能制熱又能制冷，說明在不自發(fā)地條件下熱傳遞方向性可以逆向 D．外界對氣體做功時，其內(nèi)能一定會增大 E．生產(chǎn)半導體器件時，需要在純凈的半導體材料中摻人其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成 【答案】ACE 5．下列說法正確的是 。 A．懸浮在液體中的小顆粒越小，布朗運動越明顯 B．當分子間距離增大時，分子間作用力減小，分子勢能增大 C．液晶具有光學的各向異性 D．單位時間內(nèi)氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減小，氣體的壓強可能增大 E．自然界凡是符合能量守恒定

6、律的宏觀過程都能自然發(fā)生 【答案】 【解析】懸浮在液體中的小顆粒越小，布朗運動越明顯，選項A正確；當分子間距離從0增大時，分子間作用力先減小后增加，再減小，分子勢能先減小后增大，選項B錯誤；液晶既像液體一樣具有流動性，又跟某些晶體一樣具有光學性質(zhì)的各向異性，選項C正確；單位時間內(nèi)氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減小，如果氣體的溫度升高，氣體對器壁的碰撞力變大，則氣體的壓強也可能增大，選項D正確；自然界凡是符合能量守恒定律的宏觀過程有的具有方向性，不一定都能自然發(fā)生，選項E錯誤；故選ACD. 6．有關(guān)分子的熱運動和內(nèi)能，下列說法正確的是______。 A．外界對物體做功，物體的內(nèi)能必定

7、增加 B．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈 C．布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的 D．物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和 E．一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變 【答案】BDE 【解析】根據(jù)熱力學第一定律可知，外界對物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，選項A錯誤；物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，選項B正確；布朗運動是由液體分子對懸浮在液體中的微粒頻繁的碰撞引起的，選項C錯誤；物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和，選項D正確；一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變，選項E正確；故選BDE. 7．下列說法中正確的是__

8、_____。 A．利用氧氣的摩爾質(zhì)量、密度以及阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氧氣分子體積 B．一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)與體積無關(guān) C．固體很難被壓縮是因為其內(nèi)部的分子之間存在斥力作用 D．只要物體與外界不發(fā)生熱量交換，其內(nèi)能就一定保持不變 E．物體溫度升高，內(nèi)能可能降低 【答案】BCE 【名師點睛】要理解做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式，這兩種方式是等效的．分子之間同時存在著引力和斥力. 8．一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p–T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點O。下列判斷正確的是________。

9、 A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能 C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功 D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功 E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功 【答案】ABE 【解析】根據(jù)氣體狀態(tài)方程，得，p-T圖象的斜率，a、c兩點在同一直線上，即a、c兩點是同一等容線上的兩點，體積相等，故A正確；理想氣體在狀態(tài)a的溫度大于狀態(tài)c的溫度，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度高，內(nèi)能大，故氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能，故B正確；在過程cd中溫度不變，內(nèi)能不變△U=

10、0，等溫變化壓強與體積成反比，壓強大體積小，從c到d體積減小，外界對氣體做正功W＞0，根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q，所以W=|Q|，所以在過程cd中氣體向外界放出的熱量等于外界對氣體做的功，故C錯誤；在過程da中，等壓變化，溫度升高，內(nèi)能增大△U＞0，體積變大，外界對氣體做負功即W＜0，根據(jù)熱力學第一定律△U=W+Q，Q＞|W|，所以在過程da中氣體從外界吸收的熱量大于氣體對外界做的功，故D錯誤；在過程bc中，等壓變化，溫度降低，內(nèi)能減小△U＜0，體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)，即pV=CT，, da過程中，氣體對外界做功，因為|△Tbc|＝|△Tda|，所以|Wbc|＝|Wad|，在過程b

11、c中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功，故E正確．故選ABE. 9．下列說法正確的是 。 A．溫度、壓力、電磁作用可以改變液晶的光學性質(zhì) B．改進內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)，提高內(nèi)燃機內(nèi)能轉(zhuǎn)化率，最終可能實現(xiàn)內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為機械能 C．分子a從遠處靠近固定不動的分子b，當a只在b的分子力作用下到達所受的分子力為零的位置時，a的動能一定最大 D．氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān) E．大顆粒的鹽磨成了細鹽，就變成了非晶體 【答案】ACD 10．下列說法正確的是 。 A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B．空氣的相對濕度定義為空氣

12、中所含水蒸氣壓強與同溫度水的飽和蒸汽壓的比值 C．盡管技術(shù)不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機卻可以使溫度降至熱力學零度 D．將一個分子從無窮遠處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間分子力先增大后減小最后再增大，分子勢能是先減小再增大 E．一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小 【答案】BDE 【解析】 布朗運動是指懸浮在液面上的微小的花粉顆粒的無規(guī)則運動（在顯微鏡下觀察），它是液體分子的無規(guī)則運動引起的，故A錯誤；空氣的絕對濕度指大氣中水蒸汽的實際壓強，相對濕度是指水蒸汽的實際壓強與該溫度下水蒸汽的飽和壓強之比，故B正確；根據(jù)熱力學第二定

13、律，熱機的效率不可能達到100%，溫度是分子熱運動平均動能的標志，分子熱運動的平均動能與物體的溫度成正比，故絕對零度是不可能達到的，故C錯誤；兩個分子相距無窮遠時，分子力為零，逐漸靠近的過程，分子力先表現(xiàn)為引力，引力先增大后減小，減小到零后，又隨距離的減小而表現(xiàn)為斥力，所以兩個分子相互靠近時，分子力先做正功在做負功，分子力先增大后減小最后再增大，分子勢能先減小后增大，故D正確；一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時，分子個數(shù)不變，溫度降低則氣體的平均動能減少，氣體的分子的平均速率減小，故氣體分子每秒平均碰撞次數(shù)減小，故E正確。 11．以下說法正確的是________。 A．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的

14、摩爾質(zhì)量和密度，可算出該氣體分子間的平均距離 B．飽和蒸汽在等溫變化的過程中，隨體積減小壓強增大 C．布朗運動指的是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動 D．給自行車打氣時越往下壓，需要用的力越大，是因為壓縮氣體使得分子間距減小，分子間作用力表現(xiàn)為斥力導致的 E．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體 【答案】ACE 12．下列說法正確的是_______。 A．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B．空氣的相對濕度定義為空氣中所含水蒸氣壓強與同溫度水的飽和蒸汽壓的比值 C.盡管技術(shù)不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機卻可以使溫度降至熱力學零度 D．將一個分子從無窮遠處無限

15、靠近另一個分子，則這兩個分子間分子力先增大后減小最后再增大，分子勢能是先減小再增大 E．附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤 【答案】BDE 【解析】布朗運動是固體小顆粒的運動，它間接反應(yīng)了液體分子無規(guī)則運動，故A錯誤；相對濕度為某一被測蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分數(shù)，相對濕度則給出大氣的潮濕程度，故B正確；根據(jù)熱力學第二定律可知，盡管技術(shù)不斷進步，熱機的效率仍不能達到100%，制冷機也不能使溫度降至熱力學零度，故C錯誤；將一個分子從無窮遠處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間的分子力先增大后減小最后再增大；分子力表現(xiàn)為引力時，靠近的過程中分子力

16、做正功；當分子力表現(xiàn)為斥力時，靠近的過程中分子力做負功，所以分子勢能是先減小再增大，故D正確；附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤，故E正確。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分） 一種海浪發(fā)電機的氣室如右上圖所示，工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強，從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉，氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動出氣口處的裝置發(fā)電，氣室中的空氣可視為理想氣體。壓縮過程中，兩個閥門均關(guān)閉，若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了 3.4 x1

17、04J，則該氣體的分子平均動能 （選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對該氣體所做的功 （選填“大于” 小于”或“:等于” ）3.4x 104J。 【答案】增大、等于 【名師點睛】知道理想氣體內(nèi)能與溫度的關(guān)系、知道溫度與分子平均動能的關(guān)系、掌握熱力學第一定律是解題的關(guān)鍵，根據(jù)題意應(yīng)用基礎(chǔ)知識即可解題，平時要注意基礎(chǔ)知識的學習與掌握 14．（10分）如圖所示，一輕活塞將體積為V，溫度為的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱氣缸內(nèi)。已知大氣壓強為，大氣溫度為，氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為U=aT（a為正的常數(shù)）。在氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢將為的過程中，求： （1）

18、氣體內(nèi)能的減少量； （2）氣體放出的熱量Q 【答案】（1）（2） 【名師點睛】結(jié)合題目給出的條件即可求出氣體內(nèi)能減少量；找出初狀態(tài)和末狀態(tài)的物理量，由查理定律和蓋?呂薩克定律求體積，根據(jù)功的公式和內(nèi)能表達式求放出的熱量 15．（15分）如圖所示，將一定質(zhì)量的氣體密封在燒瓶內(nèi)，燒瓶通過細玻璃管與注射器和裝有水銀的U形管連接，最初豎直放置的U形管兩臂中的水銀柱等高，燒瓶中氣體體積為400ml，現(xiàn)用注射器緩慢向燒瓶中注水，穩(wěn)定后兩臂中水銀面的高度差為25cm，已知大氣壓強為75cmHg柱，不計玻璃管中氣體的體積，環(huán)境溫度不變，求： （1）共向玻璃管中注入了多大體積的水？ （2）試

19、分析此過程中氣體吸熱還是放熱，氣體的內(nèi)能如何變化． 【答案】（1）100ml；（2）氣體放熱，氣體的內(nèi)能不變． 【解析】（1）初狀態(tài)：P1=75cmHg，V1=400ml 注入水后，P2=100cmHg 由玻意耳定律得：P1V1=P2V2 代入數(shù)據(jù)，解得：V2=300ml 注入水的體積：△V=V1﹣V2=100ml （2）氣體的內(nèi)能是由溫度和物質(zhì)的量的多少決定的，一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，那么它的內(nèi)能也不變；根據(jù)題意氣體的體積減小，說明外界對氣體做功，又由熱力學第一定律得出：氣體對外放熱． 【名師點睛】本題考查了求氣體壓強與體積問題，根據(jù)題意確定初末狀態(tài)的狀態(tài)參量、熟練應(yīng)用查理

20、定律即可正確解題；本題難度不大，是一道基礎(chǔ)題。 16．（15分）在如圖所示的坐標系中，一定質(zhì)量的某種理想氣體發(fā)生以下兩種狀態(tài)變化：第一種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)B，外界對該氣體做功為6J；第二種變化是從狀態(tài)A到狀態(tài)C，該氣體從外界吸收的熱量為9J，圖線AC的反向延長線通過坐標原點O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢能為零，求： （1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，外界對該氣體做的功和氣體內(nèi)能的增量； （2）從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程，該氣體內(nèi)能的增量及其從外界吸收的熱量 【答案】（1）9J（2）9J，3J 【名師點睛】本題關(guān)鍵抓住氣體的內(nèi)能是狀態(tài)量，由氣體的溫度決定．考查基本的應(yīng)用能力． - 9 -