2020版高考物理一轮复习(含最新2019高考题)：热学6 第三节 新题培优练

2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：热学一、选择题在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。

1 •以下有关气体分子动理论的讲法正确的选项是〔〕A. 对一定质量气体加热，其内能一定增加B. 在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确定的C. 气体的压强只跟气体的温度有关，温度越高压强越大D. 温度升高时每个气体分子的速率都将增大，因此气体分子的平均速率也将增大2. 一定质量的理想气体处于平稳状态I，现设法使其温度降低而压强升高，达到平稳状态II ,那么A. 状态I时气体的密度比状态II时的大B. 状态I时分子的平均动能比状态II时的小C.状态I时分子间的平均距离比状态II时的大D.状态I时每个分子的动能都比状态II时的分子平均动能大3 .如下图，在一端开口且足够长的玻璃管内，有一小段水银柱封住了一段空气柱。

玻璃管绕通过其封闭端的水平轴，从竖直位置开始，顺时针方向缓慢转动，在转动一周的过程中，管内空气压强p随夹角B变化的关系图像大致为〔〕4 .分子运动是看不见、摸不着的，其运动特点不容易研究，但科学家能够通过对布朗运动认识它，这种方法在科学上叫做”转换法〃。

下面给出的四个研究实例，其中采取的方法与上述研究分子运动的方法相同的是〔〕A. 伽利略用理想斜面实验得出力不是坚持物体运动的缘故的结论B. 爱因斯坦在普朗克量子学讲的启发下提出了光子讲C. 欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变研究电流与电压的关系；然后再保持电压不变研究电流与电阻的关系D. 奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论5.在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M气缸内有一质量为m的活塞，M>m活塞密封一部分理想气体。

现对气缸施一水平向左的拉力F〔如图A〕时，气缸的加速度为a i，封闭气体的压强为p i，体积为V i；假设用同样大小的力F水平向左推活塞，如图B,现在气缸的加速度为比，封闭气体的压强为P2，体积为匕，设密封气体的质量和温度均不变。

2020届高三物理高考一轮复习《热学》单元提高练习题卷1 / 7热血一、 (本题共12小题，每小题4分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．如图所示，竖直放置的弯曲玻璃管a 端封闭，b 端开口，水银将两段空气封闭在管内，管内各液面间高度差为h 1、h 2、h 3且h 1＝h 2＝h 3；K 1、K 2为两个阀门，K 2位置与b 管水银面等高，打开阀门后可与外界大气相通。

打开K 1或K 2，下列判断正确的是()A ．打开K 1，h 1、h 2和h 3均变为零B ．打开K 1，h 1增大，h 2和h 3均变为零C ．打开K 2，h 1、h 2和h 3均变为零D ．打开K 2，h 1、h 2、h 3的长度保持不变2．图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r 0。

相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。

若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法不正确的是()A ．在r ＞r 0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小B ．在r ＜r 0阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小C ．在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大D ．分子动能和势能之和在整个过程中不变3．下列说法正确的是()A ．如图甲，迅速压下有机玻璃筒中的活塞，密闭气体体积减小，压强增大，可视为等温变化B ．如图乙，一定质量的理想气体处于A 状态时温度为T A ＝300 K ，则气体从状态A 沿直线变化到状态B 的过程中的最高温度为400 KC ．如图丙，一端封闭一端开口的细管开口向下竖直放置，两段空气柱的长度分别为l 1和l 2，若将两段水银柱和空气柱分别合在一起，则此时管中空气柱的长度l ＜l 1＋l 2 D. 如图丁，容器A 、B 中各有一个可自由移动的轻活塞，两容器底部由带阀门K 的管相连。

已知整个装置与外界绝热且大气压恒定。

热力学定律、能量守恒一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5题有多项符合题目要求．1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是( )A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J【答案】B【解析】因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104 J＝－2×105 J，即选项B正确．2．如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的下部封闭着理想气体，上部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的顶部，另一端固定在活塞上，弹簧处于自然长度后用绳扎紧，此时活塞的重力势能为E p(活塞在底部时的重力势能为零)．现绳突然断开，活塞在重力的作用下向下运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程( )A．E p全部转换为气体的内能B．E p一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C．E p一部分转换成弹簧的弹性势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为活塞的重力势能D．E p全部转换成弹簧的弹性势能和气体的内能【答案】C【解析】分析题意得，最后静止时，活塞的位置有所下降，即重力势能减少，但是不为零，所以选项A错误．根据能量守恒，减少的重力势能转化为两部分：增加弹性势能、增加气体内能，所以选项B、D错误，选项C正确．3．在图中容器A，B中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定，A，B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中的水比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中( )A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力不做功，水的内能不变D．大气压力不做功，水的内能增加【答案】D【解析】大气压力在两活塞上做的正、负功恰好抵消，水的重力势能最后全部转化为水的内能，选项D正确．4．如图所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是( )A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律【答案】B5．某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升．那么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气体)( )A．分子间的平均距离增大B．分子平均动能减小C．不断吸热D．压强不断减小【答案】ACD【解析】气泡处在恒温的水池中，可认为温度不变，故平均动能不变，选项B错．气泡从水池底部缓缓上升的过程中，其压强在不断减小，由气体压强的微观解释可知，体积必在增大，对外做功，而温度不变，对理想气体而言，其内能不变，由热力学第一定律知，气体必不断从外部环境中吸热，故选项A、C、D正确．二、非选择题6．如图所示，A ，B 两个汽缸中装有体积均为10 L ，压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27 ℃的空气，中间用细管连接，细管容积不计．细管中有一绝热活塞，现将B 汽缸中的气体升温到127 ℃，若要使细管中的活塞仍停在原位置．(不计摩擦，A 汽缸中的气体温度保持不变，A 汽缸截面积为500 cm 2)(1)求A 中活塞应向右移动的距离；(2)A 中气体是吸热还是放热，为什么？解：(1)对B ：由p B T B ＝p B ′T B ′得 p ′B ＝T B ′T B p B ＝400300p B ＝43p B 对A ：由p A V A ＝p ′A V ′A得V ′A ＝p A V A p A ′且：p A ＝p B ，p ′A ＝p ′B解得V ′A ＝34V A 所以Δl ＝14V A S＝5 cm. (2)放热，在向右推活塞过程中，A 中气体温度不变，气体内能不变；体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知气体应放热.。

绝密★启用前2020届全国高考物理一轮专题集训《热学》测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.下列说法中正确的是()A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变2.如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强()A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终不变D．先增大后减小3.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序由a→b→c→a，ab线段延长线过坐标原点，bc线段与t轴垂直，ac线段与V轴垂直．气体在此状态变化过程中()A．从状态a到状态b，压强不变B．从状态b到状态c，压强增大C．从状态b到状态c，气体内能增大D．从状态c到状态a，单位体积内的分子数减少4.以下关于用油膜法估测分子大小的说法中，正确的是()A．能准确地测量分子的直径B．能测出任何物质分子的大小C．只能估测分子的大小D．以上说法都不正确5.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示．下列说法中正确的是()A．c→a过程中，气体压强增大，体积变小B．c→a过程中，气体压强增大，体积变大C．a→b过程中，气体体积增大，压强减小D．b→c过程中，气体压强不变，体积增大6.如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是()A．若外界大气压增大，则弹簧压缩量将增大B．若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D．若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大7.如图所示，有一固定的圆筒形绝热容器，用绝热活塞密封一定质量的气体，当活塞处位置a时，筒内气体压强等于外界大气压，当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，下列说法正确的是()A．气体分子间作用力增大B．气体压强增大C．气体分子的平均动能减小D．气体内能增加8.已知湖水的深度为20 m，湖底的水温为4 ℃，水面的温度为17 ℃，大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3)()A． 12.8倍B． 8.5倍C． 3.1倍D． 2.1倍9.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J10.下列说法正确的是()A．温度升高，物体的每一个分子的动能都增大B．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的C．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小D．温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动也叫做热运动11.如图是压力保温瓶结构简图，活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体．假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换，则向下压a的过程中，瓶内气体()A．内能增大B．体积增大C．压强不变D．温度不变12.下列说法中正确的是()A．外界对气体做功，气体的内能一定增大B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大C．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大D．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大13.做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是()A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线14.导热性能良好的汽缸和活塞，密封一定质量的理想气体，汽缸固定不动，保持环境温度不变，现用外力将活塞向下缓慢移动一段距离，则这一过程中()A．外界对缸内气体做功，缸内气体内能不变B．缸内气体放出热量，内能增大C．汽缸内每个气体分子的动能保持不变D．单位时间内撞击到器壁上单位面积的分子数减小15.下列说法正确的是()A．布朗运动就是液体(气体)分子的无规则运动B．单晶体和多晶体都有规则的几何外形C．当两分子间的距离增大时，分子引力增大，分子斥力减小D．热量可以从低温物体传给高温物体第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶水平放置，瓶口处有阀门K，瓶内有A、B两部分用一活塞分开的理想气体．开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气体长度分别为2L和L，压强均为p.若因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢移动，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可以忽略．当活塞向右缓慢移动的距离为0.4L时，(忽略摩擦阻力)求此时：(1)A中气体的压强；(2)B中剩余气体与漏气前B中气体的质量比．17.一圆柱形汽缸，质量M为10 kg，总长度L为40 cm，内有一活塞，质量m为5 kg、截面积S 为50 cm2，活塞与汽缸壁间摩擦可忽略，但不漏气(不计汽缸壁与活塞厚度)，当外界大气压强p0为1×105Pa，温度t0为7 ℃时，如果用绳子系住活塞将汽缸悬挂起来，如图所示，汽缸内气体柱的高L1为35 cm，g取10 m/s2.求：(1)此时汽缸内气体的压强；(2)当温度升高到多少摄氏度时，活塞与汽缸将分离．18.如图所示，水平放置一个长方体的封闭汽缸，用无摩擦活塞将内部封闭气体分为完全相同的A、B两部分．初始时两部分气体压强均为p、热力学温度均为T.使A的温度升高ΔT而保持B部分气体温度不变，试求A部分气体的压强增加量．19.一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中A→B过程为等压变化，B→C过程为等容变化．已知VA＝0.3 m3，TA＝TC＝300 K、TB＝400 K.(1)求气体在状态B时的体积．(2)说明B→C过程压强变化的微观原因(3)设A→B过程气体吸收热量为Q，B→C过程放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因．答案解析1.【答案】B【解析】温度是分子平均动能的宏观标志．物体温度降低，其分子热运动的平均动能减小，反之，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对；改变内能的两种方式是做功和热传递，由ΔU＝W＋Q 知，温度降低，分子平均动能减小，但是做功情况不确定，故内能不确定，C、D错．2.【答案】A【解析】根据理想气体状态方程＝C，因为沿直线从a到b，V逐渐变小，T逐渐变大，所以p 逐渐变大．A正确．3.【答案】B【解析】过各点的等压线如图从状态a到状态b，斜率变大，则压强变小，故A错误；从状态b到状态c，斜率变小，则压强变大，故B正确；从状态b到状态c，温度不变，则内能不变，故C错误；从状态c到状态a，体积不变，则单位体积内的分子数不变，故D错误．4.【答案】C【解析】油膜法是估测分子大小的实验方法，不能进行准确的测量，故C对．5.【答案】C【解析】据＝C(常量)，图中c→a过程中，气体的体积不变，温度升高，压强增大，所以A、B 选项错误；a→b过程中，气体的温度不变，压强减小，体积增大，所以C选项正确；b→c过程中，气体压强不变，温度减小，体积减小，所以D选项错误．6.【答案】D【解析】对活塞与汽缸的整体，受到重力和弹簧的弹力作用，且弹簧的弹力等于重力，故若外界大气压增大时，弹簧压缩量不变，选项A错误；对汽缸而言：Mg＋p0S＝pS，若外界大气压增大，则汽缸内的气体压强增大，由p1V1＝p2V2可知，气体的体积减小，由于弹簧长度不变，则汽缸的上底面距地面的高度将减小，选项B错误；若气温升高，则由＝可知，气体的体积增大，由于弹簧长度不变，则汽缸的上底面距地面的高度将增大，活塞距底面的高度不变，选项C错误，D 正确．7.【答案】C【解析】温度是分子平均动能的标志，温度降低，分子的平均动能减小，故C正确；当活塞在外力作用下由位置a移动到位置b的过程中，气体对外界做功，而容器是绝热的，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，温度降低，D错误；根据气态方程＝C可知，温度降低，体积增大，则压强必定减小，故B错误；分子体积增大，气体分子间作用力减小，A错误．8.【答案】C【解析】气泡在湖底的压强为：p1＝p0＋ρgh＝105＋103×10×20＝3×105Pa；气泡在湖底的温度为：T1＝273＋4＝277 K；气泡在水面的压强为：p2＝p0＝105Pa；气泡在水面的温度为：T2＝273＋17＝290 K；根据理想气体状态方程，有：＝；解得：＝·＝×≈3.1.9.【答案】B【解析】改变内能的方式有2种，即热传递和做功，气体内能变化ΔQ＝W＋Q，即－12 J＝－8 J＋Q，可得Q＝－4 J，即放热4 J，选项B对．10.【答案】C【解析】温度升高时，物体分子的平均动能增大，但是物体的每一个分子的动能不一定都增大，选项A错误；气体的压强是大量的气体分子频繁的对容器壁的碰撞产生的，选项B错误；当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小，选项C正确；温度越高，布朗运动越剧烈，由于布朗运动是悬浮在液体(气体)表面的固体颗粒的无规则运动，所以布朗运动不叫做热运动，选项D错误．11.【答案】A【解析】压缩气体时，外界对气体做功，则W＞0；因为气体与外界没有热交换，则Q＝0，由热力学第一定律可知：ΔE＝W＋Q，所以ΔE＞0，气体的内能增加，选项A正确．12.【答案】C【解析】改变内能的方式有两种即做功和热传递，外界对气体做功，若没有热传递则气体内能增加，由于不知道是否存在热传递，所以内能变化无法判断，选项A错；气体从外界吸收热量，没有明确是否存在做功，所以统一无法确定内能的变化，选项B错；温度是气体分子平均动能的标志，温度越高，气体分子平均动能越大，选项C对，D错．13.【答案】D【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然运动是无规则的，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故无法描绘其速度—时间图线，故C项错误，D项正确．14.【答案】A【解析】由于汽缸和活塞导热性能良好，且环境温度不变，因此在将活塞向下缓慢压一段距离过程中，气体温度不变，气体内能不变，由ΔU＝W＋Q可知，外界对气体做功，内能不变，气体将放出热量，故A正确，B错误；温度不变，说明气体分子平均动能不变，而并非指每个气体分子的动能均保持不变，故C错误；气体温度不变，体积缩小，根据理想气体状态方程可知，其压强增大，单位时间内撞击到器壁上单位面积上的分子数增多，故D错误．15.【答案】D【解析】布朗运动是液体(气体)分子的无规则运动的反映，单晶体有规则的几何外形，而多晶体没有规则的几何外形，选项A、B错误；当两分子间距离的增大时，分子引力减小，分子斥力减小，选项C错误；热量可以从低温物体传给高温物体，选项D正确．16.【答案】(1)p(2)【解析】(1)对A中气体：p2L＝pA(2L＋0.4L)；得pA＝p；＝pB.pA(2)设漏气后B中气体和漏出气体总长度为LBpL＝pBLB；得LB＝L；此时B中气体长度为LB′＝L－0.4L；则此时B中气体质量mB′与原有质量mB之比为＝＝17.【答案】(1)8×104Pa(2)47 ℃【解析】(1)p＝p0－＝8×104Pa，(2)＝，t＝47 ℃.18.【答案】【解析】设温度升高后，AB压强增加量都为Δp，升高温度后体积VA，由理想气体状态方程得：＝，对B部分气体，升高温度后体积VB，由玻意耳定律得：pV＝(p＋Δp)VB，两部分气体总体积不变：2V＝VA＋VB，解得：Δp＝.19.【答案】见解析【解析】(1)设气体在B状态时的体积为VB，由盖－吕萨克定律得，＝，代入数据得VB＝0.4 m3.(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小．(3)Q1大于Q2；因为TA＝TC，故A→B增加的内能与B→C减小的内能相同，而A→B过程气体对外做正功，B→C过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2.。

绝密★启用前鲁科版新高三物理2019-2020学年一轮复习测试专题《热学》本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A．大气压强增加B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移2.下列说法正确的是()A．叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果B．晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能变大C．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体D．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，就显示不同颜色3.麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()A．B．C．D．4.在温度均匀且恒定的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀，在气泡上浮的过程中，下列说法正确的是()A．气泡内的气体向外界放出热量B．气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变C．气泡内的气体对外界做功，其内能减少D．气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变5.在“油膜法估测分子大小”的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是()A．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积B．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜C．取酒精油酸溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜D．把酒精油酸溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓6.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处是()A．a点B．b点C．c点D．d点7.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的()A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加8.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则() A．将热量传给气体，其温度必升高B．压缩气体，其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高9.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序由a→b→c→a，ab线段延长线过坐标原点，bc线段与t轴垂直，ac线段与V轴垂直．气体在此状态变化过程中()A．从状态a到状态b，压强不变B．从状态b到状态c，压强增大C．从状态b到状态c，气体内能增大D．从状态c到状态a，单位体积内的分子数减少10.下列说法正确的是 ()A．一定质量的密封气体膨胀过程中，对外界做功，这些气体的内能可能增加B．一定质量的气体，温度升高，压强一定增大C．一定质量的气体，压强增大，体积一定减小D．俗话说“破镜难重圆”，是由于分子之间存在斥力的原因11.下列说法正确的是()A．扩散现象说明分子间存在斥力B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．一定质量的0 ℃的冰融化成0 ℃的水，其内能没有变化D．一定质量理想气体对外做功，内能不一定减少，但密度一定减小12.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J13.根据分子热运动，分子间的距离为r0时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子势能的说法正确的是()A．分子间距离为r0时，分子势能最大，距离增大或减小，分子势能都变小B．分子间距离为r0时，分子势能最小，距离增大或减小，分子势能都变大C．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能越小D．分子间距离越大，分子势能越小；分子间距离越小，分子势能越大14.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A．温度和压强B．体积和压强C．温度和体积D．压强和温度15.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A．体积不变，压强变小B．体积变小，压强变大C．体积不变，压强变大D．体积变小，压强变小16.下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动B．分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等C．只要已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，就可以估算出该液体的分子直径D．分子间相互作用表现为引力时，随着分子间距的增大分子间的作用力一直减小17.下列说法正确的是()A．除了一些有机物大分子外，多数分子尺寸的数量级为10－10mB．凡是晶体都表现出各向异性C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越显著D．未饱和汽的压强一定大于饱和汽的压强18.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()A．B．C．D．19.下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力C．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动D．露珠呈球形状是由于液体表面张力的作用20.下列说法中正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动C．温度降低了，物体内每个分子动能一定减小D．温度低的物体内能一定小第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的．开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空．现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍，已知外界大气压强为p0，求此过程中气体内能的增加量．22.某热水袋内水的体积约为400 cm3，已知水的摩尔质量为18 g/mol，阿伏加德罗常数为6×1023/mol，求它所包含的水分子数约为多少？(计算结果保留2位有效数字)23.如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为lA＝40 cm，右管内气体柱长为lB＝39 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：(1)A端上方气柱长度；(2)稳定后右管内的气体压强．24.如图所示，竖直放置的圆柱形汽缸内有一不计质量的活塞，可在汽缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体．已知活塞截面积为100 cm2，大气压强为 1.0×105Pa，汽缸内气体温度为27 ℃，试求：(1)若保持温度不变，在活塞上放一重物，使汽缸内气体的体积减小一半，求这时气体的压强和所加重物的重力．(2)在加压重物的情况下，要使汽缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，使温度升高到多少摄氏度．答案解析1.【答案】A【解析】管内密封气体压强p＝p0－ρgh，绳子的拉力等于F T＝mg＋ρghS，S表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当p0增大，则h增大，符合题意，A正确，温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h减小，不符合题意，向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h下降，所以不符合题意，故选A.2.【答案】D【解析】叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，故A错误；晶体熔化过程中要吸收热量，但温度不变，分子的平均动能不变，故B错误；晶体与非晶体在一定条件下可相互转化，例如：天然水晶是单晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，故C 错误；由液晶各向异性可知，对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，故D正确．3.【答案】D【解析】图象突出中间多两边少的特点，故选D.4.【答案】D【解析】气泡体积增大，对外做功；由于温度不变，因此分子的平均动能不变，气泡内气体的内能不变；根据ΔU＝Q＋W可知，气体吸收热量，故A、B、C错误，D正确．5.【答案】C【解析】在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是：形成清晰地油膜边缘；实验中，向水中滴入一滴酒精油酸溶液，在水面上形成单分子油膜；取酒精油酸溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜，待薄膜形状稳定后，再描绘油酸在水面上的轮廓，所以正确选项为C.6.【答案】C【解析】由分子力与分子之间距离的图象可以看出，乙分子从无穷远处到c点过程中，分子力做正功，分子动能增大，从c到d过程中，分子力做负功，动能减小，所以经过位置c时速度最大．7.【答案】C【解析】根据分子动理论可知，物质是由大量分子组成的；组成物质的分子在永不停息的做着无规则的热运动；分子间同时存在相互作用的引力和斥力．随分子间距的增大，斥力和引力均变小，只是斥力变化的更快一些，C项正确．8.【答案】D【解析】因改变内能有两种方式：做功和热传递，根据热力学第一定律判断可知，将热量传给气体，气体的内能不一定增大，则其温度不一定升高，故A错误；压缩气体，外界对气体做功，且同时放热，内能可能减小，则温度就降低，故B错误；压缩气体，外界对气体做功，同时气体向外界放热，根据热力学第一定律可知，内能可能增大、可能不变，也可能减小，则其温度变化是不确定的，故C错误；压缩气体，外界对气体做功，同时将热量传给气体，根据热力学第一定律可知，内能一定增大，温度一定升高，故D正确．9.【答案】B【解析】过各点的等压线如图从状态a到状态b，斜率变大，则压强变小，故A错误；从状态b到状态c，斜率变小，则压强变大，故B正确；从状态b到状态c，温度不变，则内能不变，故C错误；从状态c到状态a，体积不变，则单位体积内的分子数不变，故D错误．10.【答案】A【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体膨胀对外做功时，气体可能吸热，内能增加，A 对；由气体状态方程＝C，可知B、C错；破镜难重圆是由于分子间存在空隙，D错．11.【答案】D【解析】扩散现象说明分子间存在间隙，A错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，B错误；一定质量的0 ℃的冰融化成0 ℃的水，分子的平均动能不变，但分子间距有变化，则分子势能有变化，故其内能有变化，C错误；一定质量的理想气体对外做功，气体体积增大，密度一定减小，但有可能同时吸热，故其内能不一定减少，D正确．12.【答案】B【解析】改变内能的方式有2种，即热传递和做功，气体内能变化ΔQ＝W＋Q，即－12 J＝－8 J＋Q，可得Q＝－4 J，即放热4 J，选项B对．13.【答案】B【解析】当分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力相等，即分子力为零；当分子间距离增大时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增加；当减小分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故可以判断选项B是正确的．14.【答案】C【解析】温度是分子平均动能的量度，分子势能跟分子间的距离有关，故本题应选C.15.【答案】B【解析】当洗衣缸的水位升高时，封闭的空气的压强增大，由于气体的温度保持不变，根据玻意耳定律可得，pV＝C，所以气体的体积要减小，所以B正确．16.【答案】B【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故A错误；分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等，故B正确；已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，无法计算分子体积，不可以估算出该液体的分子直径，C错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，分子力先增大再减小，故D错误．17.【答案】A【解析】除一些有机物大分子的直径较大外，用油膜法测得油酸分子的直径的数量级(10－10m)适用于绝大多数分子大小，选项A正确；晶体有单晶体与多晶体之分，单晶体表现为各向异性而多晶体表现为各向同性，选项B错误；悬浮在液体中的固体微粒越大，碰撞的不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，选项C错误；未饱和汽和饱和汽的性质完全不同，但他们在一定的条件下可以相互转化，未饱和汽变成饱和汽的方法是增加压强和降低温度，增加压强可以减小分子间的距离，增加汽的密度，从而增加单位时间内返回液体的分子个数，降低温度可以减低液体分子的平均动能，从而减少单位时间内飞出液体的分子数，使汽化和液化从不平衡变为平衡，故未饱和汽的压强小于饱和汽压，选项D错误．18.【答案】B【解析】乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B 正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误．19.【答案】D【解析】感觉“潮湿”还是“干燥”，取决于水分蒸发的快慢，在一定气温条件下，大气中相对的湿度越大，水汽蒸发的就越慢，人就感觉越潮湿，水汽蒸发的就越快，人就感觉越干燥．故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；气体分子间的作用力极其微弱，可以忽略，用气筒给自行车打气，越打越费劲，主要是因为气体压强越来越大的原因，所以B错误；教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，不是布朗运动，布朗运动中的颗粒很小，肉眼是看不见的，需用显微镜才能观察到布朗运动，所以C错误；小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，所以D正确．20.【答案】B【解析】布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动，不是指液体分子的无规则运动，但布朗运动可以间接反映液体分子的无规则运动，选项A错误，B正确；影响内能大小的因素是质量、温度和状态，所以温度低的物体内能不一定大；物体的温度降低，则组成物体的所有分子的平均动能减小，但对于每个分子，其动能不一定减小，选项C、D错误．21.【答案】(Mg＋p0S)H【解析】理想气体发生等压变化，气体压强为p，对活塞由：pS＝Mg＋p0S；设气体初温为T，活塞下降x，平衡时有：＝，解得x＝H；系统绝热，Q＝0，外界对气体做功W＝pSx，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，所以ΔU＝(Mg＋p0S)H.22.【答案】1.3×1025个【解析】已知热水袋内水的体积大约是：V＝400 cm3＝4×10－4m3，水的密度为ρ＝1×103kg/m3，则含有的水分子数为n＝·N A＝1.3×1025个．23.【答案】(1)38 cm(2)78 cmHg【解析】(1)设A端上方气柱长度为l1，由题可知，插入水银槽后左管内气体压强为p1＝p0＋ρgΔh＝80 cmHg由玻意耳定律得：p0lA＝p1l1所以A端上方气柱长度为l1＝38 cm(2)设右管水银面上升h，则右管内气柱长度为l＝lB－h，气体压强为p＝p1－2ρgh由玻意耳定律得：p0lB＝(p1－2ρgh)(lB－h)解得h＝1 cm所以右管内气体压强为p＝p1－2h＝78 cmHg.24.【答案】(1)2×105Pa 1 000 N(2)327 ℃【解析】(1)若保持温度不变，在活塞上放一重物，使汽缸内气体的体积减小一半，根据理想气体的等温变化：p1V1＝p2V2，p1＝1×105Pa，V1＝V，p2＝p2，V2＝，解得：p2＝2×105Pa.活塞面积：S ＝100×10－4m2＝10－2m2，因为p2＝p0＋；解得：所加重物的重力G＝1 000 N.(2)在加压重物的情况下，保持汽缸内压强不变，要使汽缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，已知p3＝2×105Pa，V3＝V，T3＝T3；根据理想气体状态方程：＝；解得：T3＝600 K，所以t ＝T－273 ℃＝327 ℃.。

第3讲热力学定律与能量守恒定律一、热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递.2.热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和.(2)表达式：ΔU＝Q＋W.(3)ΔU＝Q＋W中正、负号法则：物理量意义W Q ΔU符号＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少自测1一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能减少 1.3×105 J，则此过程()A.气体从外界吸收热量 2.0×105 JB.气体向外界放出热量 2.0×105 JC.气体从外界吸收热量 6.0×104 JD.气体向外界放出热量 6.0×104 J答案 B二、热力学第二定律1.热力学第二定律的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响.2.热力学第二定律的微观意义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.3.第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律.自测2(多选)下列现象中能够发生的是()A.一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体答案CD三、能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.2.条件性能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的.3.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律.自测3木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到地面的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能E k分别是(空气阻力不计)()A.U＝200 J，E k＝600 JB.U＝600 J，E k＝200 JC.U＝600 J，E k＝800 JD.U＝800 J，E k＝200 J答案 B解析U＝F f x＝60×10 J＝600 JE k＝Fx－U＝80×10 J－600 J＝200 J命题点一热力学第一定律的理解和应用1.热力学第一定律的理解(1)内能的变化都要用热力学第一定律进行综合分析.(2)做功情况看气体的体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W为正.(3)与外界绝热，则不发生热传递，此时Q＝0.(4)如果研究对象是理想气体，因理想气体忽略分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化.2.三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量.例1(多选)(2017·全国卷Ⅱ·33(1)改编)如图1，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是()图1A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中，气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功答案ABD解析因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也不放热，也不对外界做功.根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体内能增大，选项B、D正确.变式1(多选)(2016·全国卷Ⅲ·33(1)改编)关于气体的内能，下列说法正确的是()A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体被压缩时，内能可能不变C.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关D.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加答案BCD解析质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A错误；若气体被压缩的同时对外传热，根据热力学第一定律可知，内能可能不变，B正确；根据pVT＝C可知，等压膨胀，温度增大，内能一定增大，D正确；理想气体的分子势能为零，所以一定量的某种理想气体的内能只与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，C正确.命题点二热力学第一定律与图象的综合应用1.四种图象的比较类别特点(其中C为常量)举例p－V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p－1Vp＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高p－T p＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大，体积越小V－T V＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大，压强越小2.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系.例如：(1)在图2甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B 状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1.(2)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2<V1.图2例2(多选)(2018·全国卷Ⅰ·33(1)改编)如图3，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态 e.对此气体，下列说法正确的是()图3A.过程①中气体的压强逐渐减小B.过程②中气体对外界做正功C.过程④中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等答案BD解析过程①中，气体由a到b，体积V不变、温度T升高，则压强增大，A项错误；过程②中，气体由b到c，体积V变大，对外界做正功，B项正确；过程④中，气体由d到e，温度T降低，内能ΔU减小，体积V不变，气体不做功，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q<0，即气体放出热量，C 项错误；状态c、d温度相同，所以内能相等，D项正确.变式2(多选)(2017·全国卷Ⅲ·33(1)改编)如图4，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态 a.下列说法正确的是()图4A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量答案ABD解析在过程ab中，体积不变，气体对外界不做功，压强增大，温度升高，内能增加，故选项A正确，C错误；在过程ca中，气体的体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，内能变小，气体向外界放出热量，故选项B正确；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故选项D正确.变式3(多选)(2016·全国卷Ⅱ·33(1)改编)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p－T图象如图5所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是()图5A.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答案AB解析由理想气体状态方程pVT ＝C得，p＝CVT，由题图可知，V a＝V c，选项A正确；理想气体的内能只由温度决定，而T a>T c，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，cd过程温度不变，内能不变，则Q＝－W，选项C错误；da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外界做的功，选项D错误.命题点三热力学第一定律与气体实验定律的结合基本思路例3(2013·山东卷·36(2))我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图6所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝3 m3.如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体.图6(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强).(2)下潜过程中封闭气体________(填“吸热”或“放热”)，传递的热量________(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功.答案(1)2.8×10－2 m3(2)放热大于解析(1)当汽缸下潜至990 m深处时，设封闭气体的压强为p，温度为T，体积为V，由题意可知p ＝100 atm①根据理想气体状态方程得p0V0T0＝pVT②代入数据得V＝2.8×10－2 m3③(2)下潜过程中气体体积减小，外界对气体做正功，由于气体质量一定，温度降低，内能减小，由热力学第一定律知，气体向外放热，且传递的热量大于外界对气体做的功.变式4如图7所示，用销钉固定的导热活塞把水平放置的导热汽缸分隔成容积相同的两部分，分别封闭着A、B两部分理想气体：A部分气体压强为p A0＝2.5×105 Pa，B部分气体压强为p B0＝1.5×105 Pa.现拔去销钉，待活塞重新稳定后.(外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气发生)图7(1)求此时A部分体积与原来体积之比；(2)判断此过程中A部分气体是吸热还是放热，并简述理由.答案(1)5∶4(2)见解析解析(1)设A、B部分气体原来体积都为V，由玻意耳定律得p A0V＝p A(V＋ΔV) p B0V＝p B(V－ΔV)又p A＝p B由以上各式可解得ΔV＝14 V，因此，此时A部分气体体积与原来体积之比为5∶4.(2)A部分气体由于温度不变，所以内能不变；体积膨胀，对外做功，由热力学第一定律可知，一定从外界吸收热量.命题点四热力学第二定律1.热力学第二定律的含义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助.(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等.在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程.2.热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.3.热力学过程的方向性实例(1)高温物体热量Q能自发传给热量Q不能自发传给低温物体.(2)功能自发地完全转化为不能自发地转化为热.(3)气体体积V1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V2(较大).(4)不同气体A和B能自发混合成不能自发分离成混合气体AB.4.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机设计要求不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒定律不违背能量守恒定律，违背热力学第二定律例4如图8所示为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环.在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外.图8(1)(多选)下列说法正确的是________.A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D.电冰箱的工作原理违反热力学第一定律(2)电冰箱的制冷系统从冰箱内吸收的热量与释放到外界的热量相比，有怎样的关系？答案(1)BC(2)见解析解析(1)热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热学过程，故C项正确，D项错误；由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，除非有外界的影响或帮助，电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能，故B项正确，A项错误.(2)由热力学第一定律可知，电冰箱制冷系统从冰箱内吸收了热量，同时消耗了电能，释放到外界的热量比从冰箱内吸收的热量多.变式5(多选)(2016·全国卷Ⅰ·33(1)改编)关于热力学定律，下列说法正确的是()A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体答案BD解析气体内能的改变ΔU＝Q＋W，故对气体做功可改变气体的内能，B选项正确；气体吸热为Q，但不确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度的变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，W<0，由理想气体状态方程pVT＝C，p不变，V增大，气体温度升高，内能增大，ΔU>0，由ΔU＝Q＋W，知Q>0，气体一定吸热，C选项错误；由热力学第二定律知，D选项正确.1.(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是()A.不可能使热量从低温物体传向高温物体B.第二类永动机违反了热力学第二定律C.气体向真空膨胀的过程是不可逆过程D.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程答案BC青海省格尔木市调研)根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()2.(2018·A.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来答案 A解析机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273.15 ℃，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，D错误.3.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是()A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C.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D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的答案 D解析第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B错；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起其他变化，D对.4.(多选)(2018·福建省龙岩市一模)关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是()A.对气体做功可以改变其内能B.气体被压缩时，内能可能不变C.一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能一定增加D.一定量的理想气体，温度越高，气体分子运动越剧烈，气体内能越大答案ABD5.(2013·山东卷·36(1))下列关于热现象的描述正确的是()A.根据热力学定律，热机的效率可以达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的答案 C山西省吕梁市第一次模拟)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca 6.(多选)(2018·回到原状态，其p－T图象如图1所示.下列判断正确的是()图1A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小答案AD解析过程ab中气体体积不变，则W＝0，但温度升高，气体内能增大，即ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体一定吸热，故A正确；过程bc中温度不变，则内能不变，即ΔU＝0，但体积增大，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q>0，气体吸热，则B错误；过程ca中温度减小即ΔU<0，体积减小，外界对气体做功，W>0，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C错误；a、b和c三个状态中，状态a的温度最低，故分子的平均动能最小，则D正确.安徽省宿州市一质检)一定量的理想气体的压强p与热力学温度T的变化图象如图2所7.(多选)(2019·示.下列说法正确的是()图2A.A→B的过程中，气体从外界吸收的热量等于其内能的增加量B.B→C的过程中，气体体积增大，对外做功C.B→C的过程中，气体对外界放热，内能不变D.B→C的过程中，气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加答案ACD解析从A到B的过程，是等容升温过程，气体不对外做功，气体从外界吸收热量，使得气体内能增加，故A正确；从B到C的过程是等温压缩过程，气体压强增大，体积减小，外界对气体做功，气体放出热量，内能不变，因体积减小，分子数密度增大，故气体分子与容器壁每秒碰撞的次数增加，故B错误，C、D正确.8.(多选)一定质量的理想气体经历如图3所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在p－T 图象中都是直线，其中CA的延长线通过坐标原点O，下列说法正确的是()图3A.A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变B.B→C的过程中，单位体积内的气体分子数减少C.C→D的过程中，气体对外界做功，分子的平均动能减小D.D→A过程与B→C过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量不同答案AB解析A→B的过程中，气体温度不变，则内能不变，压强变大，体积减小，则外界对气体做功，由ΔU＝W＋Q可知气体对外界放热，选项A正确；B→C的过程中，气体的压强不变，温度升高，体积变大，则单位体积内的气体分子数减少，选项B正确；C→D的过程中，温度不变，压强减小，体积变大，则气体对外界做功，分子的平均动能不变，选项C错误；D→A过程和B→C过程内能的变化量大小相等，D→A过程外界对气体做功W1＝p AD(V D－V A)，又V AT A＝V DT D，则W1＝p AD T D－T A V AT A，同理B→C过程，气体对外做功W2＝p BC T C－T B V CT C，因T D－T A＝T C－T B，V A＝V C，p ADT A＝p BCT C，则W1＝W2，根据热力学第一定律，两过程中气体与外界交换的热量相同，选项D错误.9.(多选)(2018·山西省太原市三模)如图4所示，在斯特林循环的p－V图象中，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成.下列说法正确的是()图4A.从a到b，气体的温度一直升高B.从c到d，气体对外放热C.从d到a，单位体积中的气体分子数目增多D.从b到c气体吸收的热量与从d到a气体放出的热量相同答案ABC解析从a到b，体积不变，压强增大，温度一直升高，A正确；从c到d，体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，气体对外放热，B正确；从d到a，温度不变，压强增大，体积减小，单位体积中的气体分子数目增多，C正确；从b到c气体吸收的热量等于气体对外做的功，从d到a气体放出的热量等于外界对气体做的功，两个过程体积变化相同，但压强不同，做的功不同，所以从b到c 气体吸收的热量与从d到a气体放出的热量不同，D错误.10.(2012·山东卷·36(2))如图5所示，一粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高.现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)图5(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位).(2)此过程中左管内的气体对外界________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”).答案(1)50 cmHg(2)做正功吸热解析(1)设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体的压强为p1，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2①p1＝p0②p2＝p＋p h③V1＝l1S④V2＝l2S⑤由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg(2)左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，ΔU＝0，根据热力学第一定律，ΔU＝Q＋W且W<0，所以Q＝－W>0，气体将吸热.11.(2018·辽宁省大连市第二次模拟)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图6所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为T A＝300 K，求：图6(1)气体在状态C时温度T C；(2)若气体在A→B过程中吸热 1 000 J，则在A→B过程中气体内能如何变化？变化了多少？答案(1)375 K(2)气体内能增加增加了400 J解析(1)D→A为等温线，则T D＝T A＝300 K，C到D过程由盖－吕萨克定律得：V CT C＝V DT D所以T C＝375 K(2)A到B过程压强不变，由：W＝－pΔV＝－2×105×3×10－3 J＝－600 J由热力学第一定律，得：ΔU＝Q＋W＝1 000 J－600 J＝400 J则气体内能增加，增加了400 J.12.若一个空置房间地面面积为15 m2，高3 m，该房间内室温为27 ℃.(已知大气压p＝1×105 Pa)(1)则该房间的空气在标准状况下占的体积V多大；(2)设想该房间的这些空气从27 ℃等压降温到0 ℃，由W＝p0ΔV计算外界对这些空气做的功为多少；若同时这些空气放出热量5×105 J，求这些空气的内能变化了多少.答案(1)41 m3(2)4×105 J内能减少了1×105 J解析(1)该房间的体积V1＝15×3 m3＝45 m3，T1＝27 K＋273 K＝300 K，标准状况下T＝273 K，由V1T1＝VT，解得V＝41 m3.(2)外界对这些空气做功W＝p0ΔV＝p0(V1－V)＝4×105 J，热量Q＝－5×105 J，由ΔU＝Q＋W，故ΔU＝4×105 J－5×105 J＝－1×105 J，ΔU为负，表示内能减少了1×105 J.。

2019一轮好卷高考物理《热学》选修3-3学思卷一Thermology1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由液体的对流形成的2．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。

关于该现象的分析正确的是() A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的3．下列说法中正确的是()A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变4．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的() A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加5．(多选)下列各种说法中正确的是()A．温度低的物体内能小B．分子运动的平均速度可能为零，瞬时速度不可能为零C．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同E．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6．下列叙述正确的是()A．扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B．布朗运动就是液体分子的运动C．分子间距离增大，分子间作用力一定减小D．物体的温度较高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大7．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g。

由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。

《热学》选修3-3学思卷二Thermology1．(多选)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变2．(多选)如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水。