高中物理气体动理论和热力学题库

热 学 习 题 课 (2007.10.18)Ⅰ 教学基本要求 气体动理论及热力学1.了解气体分子热运动的图象。

理解理想气体的压强公式和温度公式。

通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。

能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。

了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。

2.了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程。

3.了解麦克斯韦速率分布率及速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。

了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。

了解波耳兹曼能量分布律。

4.通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自由度均分定理，并会应用该定理计算理想气体的定压热容、定体热容和内能。

5.掌握功和热量的概念。

理解准静态过程。

掌握热力学过程中的功、热量、内能改变量及卡诺循环等简单循环的效率。

6.了解可逆过程和不可逆过程。

了解热力学第二定律及其统计意义。

了解熵的玻耳兹曼表达式。

Ⅱ 内容提要一、气体动理论(主要讨论理想气体) 1.状态方程 pV =( M/M mol )RT pV /T = 常量 p=nkT2.压强公式32 3 322/ n /v /v nm p t ερ=== 3.平均平动动能与温度的关系232/2kT/v m w ==4.常温下分子的自由度 单原子 i=t=3 双原子 i=t+r =3+2=5多原子 i=t+r =3+3=6 5.能均分定理每个分子每个自由度平均分得能量 kT /2 每个分子的平均动能 ()kT i k /2=ε 理想气体的内能：E =( M/M mol ) (i /2)RT ； 6.麦克斯韦速率分律：22232)2(4d d v ekTm v N N )v (f kT mv -==ππmol2rms 33RT/MkT/m v v ===()()mol 88M RT/m kT/v ππ== mol22RT/MkT/m v p ==7.平均碰撞次数 v n d Z 22π= 8.平均自由程 ()n d 221πλ=二、热力学基础 1.准静态过程(略)2.热力学第一定律Q= (E 2－E 1)+A d Q =d E +d A 准静态过程的情况下()⎰+-=21d 12V V V p E E Q d Q=d E +p d V3.热容 C =d Q /d T定体摩尔热容 C V ,=(d Q /d T )V /ν 定压摩尔热容 C p ,=(d Q /d T )p /ν比热容比 γ=C p ,/C V, 对于理想气体：C V ,=(i /2)R C p ,=[(i /2)+1]R C p ,-C V ,=R γ=(i +2)/i4.几个等值过程的∆E 、 A 、 Q 等体过程 ∆E = (M/M mol )C V ,∆T A =0 Q=(M/M mol )C V ,∆T 等压过程 ∆E = (M/M mol )C V ,∆TA = p (V 2-V 1) Q=(M/M mol )C p ,∆T 等温过程 ∆E =0 A =(M/M mol )RT ln(V 2/V 1) Q =(M/M mol )RT ln(V 2/V 1)绝热过程 pV γ=常量Q=0 ∆E= (M/M mol )C V ,∆TA = -(M/M mol )C V ,∆T =(p 1V 1-p 2V 2)/( γ-1) 5.循环过程的效率及致冷系数：η=A /Q 1=1-Q 2/Q 1 w=Q 2/A =Q 2/(Q 1-Q 2) 卡诺循环: ηc =1-T 2/T 1 w c =T 2/(T 1-T 2) 6.可逆过程与不可逆过程(略)7.热力学第二定律两种表述及其等价性(略)8.熵 S=k ln Ω熵增原理 孤立系统中 ∆S ＞0Ⅲ 练习九至练习十五答案及简短解答练习九 理想气体状态方程热力学第一定律一.选择题B B A D B二.填空题1. 体积、温度和压强；分子的运动速度(或分子运动速度、分子的动量、分子的动能). 2. 166J. 3. （2），（3），（2），（3）.三.计算题1. (1)由V =p a ,得p=a 2/V 2,所以A=()()⎰⎰-==21212122211d d V V VVV /V /a V V a V p (2)由状态方程p 1V 1/T 1= p 2V 2/T 2知T 1/T 2=( p 1V 1)/( p 2V 2)= (V 1a 2/V 12)/( V 2 a 2/V 22) = V 2/V 1四.证明题1.两结论均错误.(1).等容吸热过程有Q=∆E=(M/M mol )C V ∆T∆T= Q/[(M/M mol )C V ]而C V (H e )=3R /2, C V (N 2)=5R /2,C V (CO 2)=6R /2.因摩尔数相同,吸热相同,所以∆T (H e ):∆T (N 2):∆T (CO 2) = 1/[C V (H e )] :1/[C V (N 2)] :1/[C V (CO 2)] =1/3:1/5:1/6即 ∆T (H e )＞∆T (N 2)＞∆T (CO 2)(2)因为等容过程,有p/T =恒量,得∆p/∆T .所以 ∆p (H e )＞∆p (N 2)＞∆p (CO 2)练习十 等值过程 绝热过程一.选择题A D D B B二.填空题1. 在等压升温过程中,气体膨胀要对外作功,所以比等容升温过程多吸收热量.2. ＞0; ＞0.3. 2/(i +2); i /(i +2).三.计算题 1. 容器左右初始体积都为V 0,末了体积左为4V 0/3右为2V 0/3.因等温,气体对外作功为A=[p 1V 1ln(V 2/V 1)]左+[ p 1V 1ln(V 2/V 1)]右=p 0V 0ln[(4V 0/3)/V 0]+ p 0V 0ln[(2V 0/3)/V 0] = p 0V 0ln[(4/3)(2/3)]= p 0V 0ln(8/9) 外力作功为 A '= -A =p 0V 0ln(9/8)四.证明题1.过C 再作一条绝热线CM,过D 作一条等容线DM,构成一个循环.因C 在绝热线AB 的下方,依热力学第二定律,知绝热线不能相交,故M 必在绝热线AB 的下方,即M 在D 的下方.因DM 为等容线,有 T D ＞T A E D ＞E M 循环CDMC 为正循环,对外作正功,即A=A CD-A CM＞0而Q CD=E D-E C+A CDQ CM=E M-E C+A CM=0所以Q CD=Q CD-Q CM =E D-E M+ A CD- A CM＞0练习十一循环过程热力学第二定律卡诺定理一.选择题A B A D C二.填空题1. 33.3％; 50％; 66.7％.2. 200J.3. V2; (V1/V2)γ-1T1; (RT1/V2)(V1/V2)γ-1三.计算题1. 单原子分子i=3, C V=3R/2, C p=5R/2. ca等温T a=T cab等压V a/T a=V b/T bT b=(V b/V a)T a=(V b/V a)T c(1)ab等压过程系统吸热为Q ab=(M/M mol)C p(T b-T a)= (5R/2)(V b/V a-1) T c=-6232.5Jbc等容过程系统吸热为Q bc=(M/M mol)C V(T c-T b)= (3R/2)(1-V b/V a)T c=3739.5Jca等温过程系统吸热为Q ca=(M/M mol)RT c ln(V a/V c)= RT c ln2=3456J (2)经一循环系统所作的净功A=Q ab+ Q bc+ Q ca=963J循环的效率η=A/Q1= A/( Q bc+ Q ca)=13.4％2.(1)CA等容过程p C/T C=p A/T AT C= (p C/p A)T A=75KBC等压过程V B/T B=V C/T CT B=(V B/V C)T C=(V B/V C)(p C/p A)T A=225K (2)由γ= 1.40可知气体分子为双原子,所以i=5, C V=5R/2, C p=7R/2CA等容吸热过程A CA=0Q CA=∆E CA=(M/M mol)C V(T A-T C)=(M/M mol)( 5R/2)(T A-T C)= (5/2)(p A-p C)V C=1500JBC等压放热过程A BC=p B(V C-V B)=-400J∆E BC=(M/M mol)C V(T C-T B)=(5/2)(V C-V B)p C=-1000JQ BC=∆E BC+ A BC=-1400JAB过程A BC=(1/2)(p A+p B)(V B-V A)=1000J ∆E BC=(M/M mol)C V(T B-T A)= (5/2)(p B V B-p C V C)=-500JQ BC= A BC+∆E BC=500J练习十二热力学第二定律卡诺定理（续）熵一.选择题 D A B A C二.填空题1. 500K.2. 7.8 .3. 不能, 相交, 1.三.计算题1.(1) T1/T2=Q1/Q2T2=T1Q2/Q1=320K(2) η=1－Q2/Q1=20%2.（1）A da=p a(V a－V d)= －5.065⨯10－3J (1)∆E ab=(M/M mol)(i/2)R(T b-T a)= (i/2)(p b－p a)V a=3.039⨯104J(2)A bc=(M/M mol)RT b ln(V c/V b)=p b V b ln(V c/V b)=1.05⨯104JA=A bc+A da=5.47⨯103J(3)Q1=Q ab+Q bc=∆E ab+A bc=4.09⨯104Jη=A/Q1=13.4%练习十三物质的微观模型压强公式一.选择题C B D A B二.填空题4. 1.33×105Pa.5.210K; 240K.6.物质热现象和热运动的规律; 统计.三.计算题1. (1) 因T等,有()2O kε=()2H kε=6.21×10-21Jmvkε22==4.83m/s(2) T=2kε/(3k)=300K2．kε=3kT/2p=2nkε/3=2n(3kT/2)/3=nkT= (N/V) kT =[(M/M mol)N A/V] kT=(M/M mol)RT/V得pV =(M/M mol)RT练习十四理想气体的内能分布律自由程一.选择题A B D B C1 1 2) 1) a(T 1二.填空题1. 5/3; 10/3.2. 1.04kg/m3.3. 温度为T 时每个气体分子每个自由度平均分得的能量.三.计算题1.依状态方程:pV= (M/M mol )RT ,有M=( pV/RT ) M mol因氢气氦气的压强、体积、温度相等, 有M (H 2)/ M (H e )= M (H 2)mol /M (H e )mol =1/2 依 E=(i/2)(M/M mol )RT=(i/2)pV 注意到压强、体积相等, 有E (H 2)/ E (H e )=[(5/2) pV ]/[(3/2) pV ]= 5/32. 平均平动动能的总和E t =(3/2)(M/M mol ) RT =(3/2)(ρV /M mol )RT =7.31×106J 内能增加 ∆E=(i /2)(M/M mol ) R ∆T=(i /2)(ρV/M mol )R ∆T =4.16×104J2v 的增量 ∆(2v )=∆(mol 3M RT )=()[]T RT/Md 3d mol∆T=()[1mol 13T M R ∆T/2=0.856m/s练习十五 热学习题课一.选择题B A C B B二.填空题1. mu 2/(3k ).2. 速率区间0～v p 的分子数占总分子数的百分比; ()()⎰⎰∞∞=ppv v v v f vv vf v d d3. 1.5; 1; 3.25R .三.计算题1. (1)CA 等容过程 p C /T C =p A /T A 有T C = (p C /p A )T A =100KBC 等压过程 V C /T C =V B /T B 有T B = (V B /V C )T C = (V B /V C )(p C /p A )T A =300K (2)各过程对外作功A →B A AB = (p A +p B )( V B -V A )/2=400J B →C A BC = p B ( V C -V B )=-200J C →A A BC =0(3)因循环过程 ∆E=0 所以气体吸热为Q=∆E+A=A= A AB +A BC +A BC =200J2.(1)理想循环的p —V 图曲线如图：ab 绝热线,bc 等容线,ca (2) ab 绝热,有 V 1γ -1T 1= V 2γ -1T 2T 2=(V 1/V 2) γ -1T 1=2γ -1T 1一次循环系统吸热:bc 等容过程Q bc =(M/M mol )C V (T c -T b )=C V (T 1- T 2)= (5R /2)(1-2γ -1)T 1 =-5(1-2γ -1)T 1R /2ca 等温过程Q ca =(M/M mol )RT c ln(V a /V c )= RT 1ln2所以 Q = Q bc +Q ca =-5(1-2γ -1)T 1R /2+RT 1ln2=-5(1-20.4)T 1R /2+RT 1ln2=-240J 即一次循环系统放热 Q '=239.6J n=100次循环系统放热熔解冰的质量 m=n Q '/λ=7.15×10-2kgⅣ 课堂例题一.选择题1.在一封闭容器中盛有1 mol 氦气(视作理想气体)，这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于(A) 压强p ． (B) 体积V ． (C) 温度T ． (D) 平均碰撞频率Z ．2. 在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程．(2) 平衡过程一定是可逆的． (3) 不可逆过程一定是非平衡过程．(4) 非平衡过程一定是不可逆的． 中，哪些是正确的？(A) (1)、(4)． (B) (2)、(3)． (C) (1)、(2)、(3)、(4)． (D) (1)、(3)．3.如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a ( 压强p 1 = 4 atm ，体积V 1 =2 L )变到状态b ( 压强p 2 =2 atm ，体积V 2 =4L )．则在此过程中：(A) 气体对外作正功，向外界放出热量．(B) 气体对外作正功，从外界吸热． (C) 气体对外作负功，向外界放出热量． (D) 气体对外作正功，内能减少．4. 下列各说法中确切的说法是： (A) 其它热机的效率都小于卡诺热机的效率．(B) 热机的效率都可表示为η = 1 – Q 2 / Q 1，式中Q 2表示热机循环中工作物向外放出的热量（绝对值），Q 1表示从各热源吸收的热量（绝对值）． (C) 热机的效率都可表示为η = 1 – T 2 / T 1，式中T 2为低温热源温度，T 1为高温热源温度． (D) 其它热机在每一循环中对外作的净功一定小于卡诺热机每一循环中对外作的净功． 5.关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述： (1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (2) 一切热机的效率都只能够小于1； (3) 热量不能从低温物体向高温物体传递； (4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的． 以上这些叙述 (A) 只有(2)、(4)正确． (B) 只有(2)、(3) 、(4)正确．(C) 只有(1)、(3) 、(4)正确． (D) 全部正确．6.设有以下一些过程： (1) 两种不同气体在等温下互相混合． (2) 理想气体在定体下降温． (3) 液体在等温下汽化. (4) 理想气体在等温下压缩． (5) 理想气体绝热自由膨胀． 在这些过程中，使系统的熵增加的过程是： (A) (1)、(2)、(3). (B) (2)、(3)、(4). (C) (3)、(4)、(5). (D) (1)、(3)、(5).p (atm )01234二.填空题1.用公式T C E V ∆=∆ν(式中V C 为定体摩尔热容量，视为常量，ν 为气体摩尔数)计算理想气体内能增量时，此式适用于过程。

第六部分选修系列专题13 分子动理论气体及热力学定律（检测）(满分：120分建议用时：60分钟)每题15分共120分1．(2020·广东省茂名测试)(1)下列说法正确的是()A．温度升高，物体内每一个分子运动的速率都增大B．空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果(2)如图所示，长31 cm内径均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置，齐口水银柱封住10 cm长的空气柱，此时气温为27 ℃.若把玻璃管在竖直平面内顺时针缓慢转动半周，发现水银柱长度变为15 cm，继续转动半周，然后对封闭空气柱加热使水银柱刚好与管口相平．求：℃大气压强的值；℃回到原处加热到水银柱刚好与管口相平时气体的温度．【答案】(1)BCE(2)℃75 cmHg℃450 K【解析】(1)温度是分子热运动平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以温度越高，平均动能越大，平均速率越大，不是所有分子运动速率都增大，故A错误；空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故B正确；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，需要克服分子间的引力，故分子势能增大，故C正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故．故D错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果．故E正确；故选BCE.(2)在玻璃管开口向上转到开口竖直向下的过程中，由等温变化可得p1V1＝p2V2℃由压强关系可得p1＝p0＋21 cmHg，p2＝p0－15 cmHg℃由℃℃式解得(p 0＋21)×(31－10)S ＝(p 0－15)×(31－15)Sp 0＝75 cmHg℃(2)加热至水银与管口相平时p 3＝p 0＋15 cmHg ＝90 cmHg℃T 1＝t ＋273 K ＝300 K℃由气体状态方程得p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3℃ (75＋21)×(31－10)S 300＝90×(31－15)S T 3解得T 3＝450 K℃2． (2020安徽宣城二调)(1)(5分)对于下面所列的热学现象说法正确的是__________。

(每日一练)通用版高中物理热学理想气体必考知识点归纳单选题1、关于分子动理论，下列说法中正确的是（）A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动C．图丙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高答案：D解析：A．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；B．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即T1＜T2故D正确。

故选D。

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p－T图像如图所示，下列判断正确的是（）A．过程ca中气体内能的减小等于放出的热量B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ab中气体吸收的热量大于气体内能的增加D．a、b和c三个状态中，状态a气体的内能最小答案：D解析：＝C可知，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律A．过程ca为等压变化，由VT可知，气体内能的减少等于放出的热量与外界对气体做功之差，则气体内能的减少小于放出的热量，故A错误；B．过程bc为等温变化，ΔU＝0，但气体压强减小，由pV＝CT知V增大，气体对外做功，W＜0，由ΔU＝Q＋W可知Q＞0，即气体吸收热量，故B错误；C．过程ab为等容变化，温度升高，内能增大，体积不变，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体内能的增加，故C错误；D．理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，a、b和c三个状态中，状态a温度最低，则理想气体的内能最小，故D正确。

【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。

知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。

二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。

V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。

V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。

阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。

由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。

2022届高考物理二轮复习专题12分子动理论、气体及热力学定律基础篇一、单选题，共10小题1．（2022·山东·模拟预测）如图甲，竖直放置导热性能良好的密闭矩形容器中，一活塞上下各封闭一定质量的理想气体A和B，它们的温度相同，活塞重力不可忽略并可在密闭容器中无摩擦滑动，此时活塞处于静止状态，理想气体A和B在体积不变下的-图像如图乙所示，则以下说法正确的是（）p T-图像A．图乙中图线Ⅰ表示在体积不变下的理想气体A的p TB．封闭的理想气体A的体积一定大于理想气体B的体积C．若环境温度升高，活塞一定向上移动D．若环境温度升高，理想气体B一定释放热量2．（2022·重庆·模拟预测）下列说法正确的是（）A．两个邻近的分子之间的作用力变大时，分子间距一定减小B．水蒸气的实际压强越大，空气的相对湿度就越大C．制作晶体管、集成电路只能用单晶体，不能用多晶体D．由于可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以热机效率可以达到100% 3．（2022·北京·一模）1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。

某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察炭粒的运动得到某个观测记录如图。

图中记录的是（）A ．某个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 ．按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线4．（2022·河北·石家庄二中实验学校高二阶段练习）如图所示，一定量的理想气体从状态A 开始，经历两个过程，先后到达状态B 和C 。

有关A 、B 和C 三个状态温度A B T T 、和C T 的关系，正确的是（ ）A ．AB BC T T T T ==，B ．A B BC T T T T <<， C ．A C B C T T T T =>，D ．A C B C T T T T =<，5．（2022·全国·高三专题练习）分子力F 随分子间距离r 的变化如图所示。

气体动理论练习题练习1一、选择题1. 在一密闭容器中，储有A 、B 、C 三种理想气体，处于平衡状态。

A 种气体的分子数密度为n 1，它产生的压强为p 1，B 种气体的分子数密度为2n 1，C 种气体的分子数密度为3n 1，则混合气体的压强p 为 ( )A. 3p 1;B. 4p 1;C. 5p 1;D. 6p 1.2. 若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻 尔兹曼常量，R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为 ( )A. pV m ⁄；B. pV kT ⁄；C. pV RT ⁄；D. pV mT ⁄。

3. 一定量某理想气体按pV 2=恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度( )A. 将升高；B. 将降低；C. 不变；D. 升高还是降低，不能确定。

二、填空题1. 解释下列分子动理论与热力学名词：(1) 状态参量： ；(2) 微观量： ；(3) 宏观量： 。

2. 在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是：(1) ；(2) 。

练习2一、选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是( )A. p1>p2； B. p1<p2； C. p1=p2； D. 不能确定。

2. 两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数为n，单位体积内的气体分子的总平动动能为E kV⁄，单位体积内的气体质量为ρ，分别有如下关系( )A. n不同，E k V⁄不同，ρ不同；B. n不同，E k V⁄不同，ρ相同；C. n相同，E k V⁄相同，ρ不同；D. n相同，E k V⁄相同，ρ相同。

3. 有容积不同的A、B两个容器，A中装有刚体单原子分子理想气体，B中装有刚体双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能E A和E B的关系( )A. E A<E B；B. E A>E B；C. E A=E B；D.不能确定。

一、选择题1．关于分子动理论和热力学定律，下列说法中正确的是（）A．空气相对湿度越大时，水蒸发越快B．物体的温度升高，每个分子的动能都增大C．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第一定律处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先D．两个分子间的距离由大于910m增大后减小到零，再增大2．关于元器件，下列说法错误的是（）A．太阳能电池板是将光能转化为电能B．电热水壶烧水是利用电流的热效应C．电容器是用来储存电荷的装置D．微波炉加热食物是利用电磁感应原理3．下列说法不正确的是（）A．饱和气压与热力学温度成正比B．一定量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律C．当分子间的引力与斥力平衡时，分子力一定为零，分子势能一定最小D．在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少4．某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。

该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。

他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（）A．外界对气体做功，内能增大B．外界对气体做功，温度计示数不变C．气体体积减小，温度计示数减小D．外界对气体做功，温度计示数增大5．一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能），在温度升高的过程中（）A．气体分子的平均动能可能不变B．外界一定对气体做功C．气体一定从外界吸收热量D．气体的内能一定增加6．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、cd、de四个过程到达状态e，其中ba的延长线经过原点，bc连线与横轴平行，de连线与纵轴平行。

下列说法正确的是（）A．ab过程中气体分子热运动平均动能增加B．bc过程中气体分子单位时间内击容器壁次数不变C．cd过程中气体从外界吸热小于气体内能增量D．de过程中气体对外放出热量，内能不变7．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断增大8．下列过程中可能发生的是 ()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开9．如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体（不考虑分子势能）．将一个热敏电阻（电阻值随温度升高而减小）置于气缸中，热敏电阻与气缸外的欧姆表连接，气缸和活塞均具有良好的绝热性能，气缸和活塞间摩擦不计．则（）A．若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体压强一定减小B．若发现欧姆表示数变大，则气缸内气体内能一定减小C．若拉动活塞使气缸内气体体积增大，则欧姆表示数将变小D．若拉动活塞使气缸内气体体积增大时，则需加一定的力，这说明气体分子间有引力10．如图所示，导热的气缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个砂桶，砂桶装满砂子时，活塞恰好静止，现将砂桶底部钻一个小洞，让细砂慢慢漏出．气缸外部温度恒定不变，则A．缸内的气体压强减小，内能减小B．缸内的气体压强增大，内能减小C．缸内的气体压强增大，内能不变D．外界对气体做功，缸内的气体内能增加11．一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p—V图像如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴，M、N在同一等温线上。

1质量为 m 摩尔质量为 M 的理想气体，在平衡态下，压强 p、体积 V 和热力学温度 T 的关系 式是 A、pV=(M/m)RT  B、pT=(M/m)RV  C、pV=(m/M)RT  D、VT=(m/M)Rp 正确答案： C 我的答案：C 得分： 9.1 分2一定量某理想气体按 =恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度  A、将降低  B、将升高  C、保持不变  D、升高还是降低，不能确定正确答案： A 我的答案：A 得分： 9.1 分3在标准状态下，任何理想气体每立方米中含有的分子数都等于 A、  B、  C、  D、 正确答案： C 我的答案：A 得分： 0.0 分 4 有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有 0.1 kg 某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量 为 A、0.16 kg  B、0.8 kg C、1.6 kg  D、3.2 kg 正确答案： C 我的答案：C 得分： 9.1 分5若理想气体的体积为 V，压强为 p，温度为 T，一个分子的质量为 m，k 为玻尔兹曼常量， R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为 A、pV / m  B、pV / (kT)  C、pV / (RT)  D、pV / (mT) 正确答案： B 我的答案：C 得分： 0.0 分6一定量的理想气体在平衡态态下，气体压强 p、体积 V 和热力学温度 T 的关系式是  A、  B、  C、  D、 正确答案： C 我的答案：C 得分： 9.1 分 7 某理想气体在温度为 27℃和压强为 1.0×10-2atm 情况下，密度为 11.3g/m3，则这气体的 摩尔质量 Mmol＝______g/mol。

正确答案：第一空： 27.8-28我的答案： 得分： 0.0 分第一空： 0.0113批语 8热力学温度 T 和摄氏温度 t 的关系是 T=t+_________(取整数) 正确答案：第一空：273我的答案： 得分： 9.1 分 第一空： 273批语 9质量为 m、摩尔质量为 M 的理想气体，处于平衡态时，状态方程写为这 pV=(m/M)________， 状态方程的另一形式为 p=nkT，其中 n 是理想气体的________，k 称为________常数。

2021高三物理人教版一轮复习专题练：专题92气体状态变化和热力学定律含解析专题92气体状态变化和热力学定律1．[2020·江南十校联考］(多选）对分子动理论的认识，下列说法正确的有（）A．布朗运动就是液体分子的无规则热运动B．摩尔数相同且视为理想气体的氧气和氦气，如果升高相同的温度，内能增加量相同C．当一个物体加速运动时，其内能不一定增加D．随着高科技的发展，第二类永动机可能被发明，因为这不违背能的转化及守恒定律E．当两个分子间的分子力减小时，分子势能可能减少也可能增加2．［2020·唐山模拟］（多选）缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是(）A．外界向气体发生热传递，气体的内能一定增加B．不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响C．如果保持气体温度不变，当压强增大时,气体的密度一定增大D．若气体体积不变，温度升高,单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多E．该气缸做加速运动时，气缸内气体温度一定升高3．［2020·绵阳月考］(多选)关于热力学知识,下列说法正确的是()A．无论用什么方式都不可能使热量从低温物体向高温物体传递B．一定质量的理想气体做绝热膨胀,则气体的内能减少C．温度降低，物体内所有分子运动速率一定减小D．扩散现象是分子热运动的表现E．气体对容器的压强是由大量分子对容器不断碰撞而产生的4．[2020·江西重点中学摸底］（多选)下列有关自然现象说法正确的是（）A．荷叶上的露珠几乎呈球形是由于表面张力的作用B．温度相同的氢气和氧气,它们分子的平均速率不同C．空气泡从恒温水中升起,应该放出热量D．空调制冷说明热量可以自发地由低温物体传向高温物体E．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5．[2020·石家庄质检](多选）下列说法正确的是（）A．第二类永动机违反了热力学第二定律,但不违反能量守恒定律B．被踩扁的乒乓球（表面没有开裂）放在热水里浸泡，恢复原状的过程中，球内气体对外做正功的同时会从外界吸收热量C．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势D．两个分子间分子势能减小的过程中，两分子间的相互作用力可能减小E．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动6．[2020·深圳市调研］（多选）下列说法中正确的是()A．液晶具有流动性,其光学性质表现为各向异性B．太空舱中的液滴呈球状是由于完全失重情况下液体表面张力的作用C．用打气筒的活塞压缩气体很费力,说明分子间有斥力D．第二类永动机是不可能制造出来的,因为它违反了能量守恒定律E．在合适的条件下，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7．［2020·武汉市调研］(多选）关于热现象，下列说法正确的是（)A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力,它们都随距离的增大而减小,当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等,分子势能最小C．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断D．如果用Q表示物体吸收的能量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q＝ΔU＋WE．如果没有漏气、没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100％8．[2020·大连测试］(多选）下面说法中正确的是()A．悬浮在液体中的颗粒越大，受周围液体分子撞击的机会越多，布朗运动越明显B．热量、功和内能三者的单位相同，所以它们的物理意义也相同C．封闭系统中，气体的扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D．电冰箱工作时既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律E．水的饱和汽压会随温度的升高而增大9．[情境创新］（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面“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（)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10．(多选)如图，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。

第13章⽓体动理论及热⼒学第13章⽓体动理论及热⼒学习题13.1 在⽔银⽓压计中，从⽔银池表⾯到封闭管管顶的距离为Ｌmm ，在标准⽓压计的读数为Ｈmm Ｈｇ和温度t 1℃的情况下，有⼀空⽓泡进⼊管中，因此⽔银柱的⾼减少到h 1mm ，求该⽓压计⽓压修正量ΔP 的表⽰式，并对任何温度t ℃时的任何⽓压计读数h 进⾏修正。

13.2 轮胎的计⽰压强（轮胎内压强与⼤⽓压之差）是1.65×105Pa ，轮胎的内体积为Ｖ0。

问在标准⼤⽓压下打⽓时要充⼊多⼤体积的同温度空⽓？13.3 ⼀氦氖激光器，⼯作温度为27℃，管内⽓体压强为2.4mm Ｈｇ，氖⽓与氦⽓的压强⽐是1:7。

求管内氦⽓和氖⽓的分⼦数密度各是多少？13.4 ⼀热⽓球的容积为2200m 3，⽓球本⾝和负载质量共725kg ，若其外部空⽓温度为20℃，要想使⽓球上升，其内部空⽓最低要加热到多少度？13.5 ⼀⽓缸内储有理想⽓体，⽓体的压强、摩尔体积和温度分别为P 1，V 1和T 1。

现将⽓缸加热，使⽓体的压强和体积同⽐例地增⼤，即在初态和末态，⽓体的压强Ｐ和摩尔体积Ｖ都满⾜下列关系式Ｐ＝CV其中Ｃ为常数。

（1）求常数C （⽤Ｐ1，T 1和普适常数R 表⽰）。

（2）设T 1=200K ，当摩尔体积增⼤到2V 1时，⽓体的温度是多少?13.6 （1）试⽤范德⽡尔斯⽅程计算密闭于容器内的质量为2.2kg 的CO 2的压强。

设容器的容积V ＝30×10-3m 3，温度t ＝27℃。

将这结果与在同⼀情况下的理想⽓体的压强相⽐较。

（2）试计算密度为100kg ·m -3、压强为100atm 的O 2的温度，并与理想⽓体作⽐较。

CO 2的a=3.6×10-6m 6·atm ·mol -2，b ＝4.3×10-5m 3·mol -1。

Ｏ2的a=1.36×10-6m 6·atm ·mol -2，b ＝3.2×10-5m 3·mol -1。

分子动理论 气体及热力学定律热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小．命题形式基本上都是小题的拼盘. 由于本讲内容琐碎，考查点多，因此在复习中应注意抓好四大块知识：一是分子动理论；二是从微观角度分析固体、液体、气体的性质；三是气体实验三定律；四是热力学定律．以四块知识为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆.`一、分子动理论 1．分子的大小(1)阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.(2)分子体积：V 0＝V molN A (占有空间的体积)．(3)分子质量：m 0＝M molN A.(4)油膜法估测分子的直径：d ＝VS . (5)估算微观量的两种分子模型 【①球体模型：直径为d ＝36V 0π.②立方体模型：边长为d ＝3V 0. 2．分子热运动的实验基础(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快．(2)布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．3．分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加；当分子间距为r 0时，分子势能最小． —二、固体、液体和气体1．晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同．其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．2．液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．3．液体的表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 4．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定． (1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2.(2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2.(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2.*(4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.三、热力学定律 1．物体的内能 (1)内能变化温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化． (2)物体内能的决定因素2．热力学第一定律 #(1)公式：ΔU ＝W ＋Q .(2)符号规定：外界对系统做功，W ＞0，系统对外界做功，W ＜0；系统从外界吸收热量，Q ＞0，系统向外界放出热量，Q ＜0.系统内能增加，ΔU ＞0，系统内能减少，ΔU ＜0. 3．热力学第二定律(1)表述一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)表述二：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．(3)揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，说明了第二类永动机不能制造成功．热点一 微观量的估算？命题规律：微观量的估算问题在近几年高考中出现的较少，但在2015年高考中出现的概率较大，主要以选择题的形式考查下列两个方面： (1)宏观量与微观量的关系；(2)估算固、液体分子大小，气体分子所占空间大小和分子数目的多少．1.若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面五个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝V N AE ．ρ＝μV^[解析] 由N A ＝μm ＝ρVm ，故A 、C 对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫N A ·Δ，D 不对，而ρ＝μV ≪μN A·Δ，B 不对，E 对．[答案] ACE2.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少(取N A ＝×1023 mol －1，球的体积V 与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留一位有效数字)[解析] 一个油酸分子的体积V ＝MρN A分子直径D ＝36M πρN A最大面积S ＝V 油D代入数据得：S ＝1×101 m 2. [答案] 1×101 m 2 $3.(2014·潍坊二模)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥，若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3.已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d .[解析] 水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积公式为V ′0＝16πd 3.(1)水的摩尔体积为V 0＝Mρ①该液化水中含有水分子的物质的量n ＝VV 0②水分子总数N ＝nN A ③由①②③得N ＝ρVN AM `＝错误!≈3×1025(个)．(2)建立水分子的球模型有：V 0N A＝16πd 3得水分子直径d ＝36V 0πN A＝ 36××10－5××1023m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10 m[方法技巧] 解决估算类问题的三点注意1固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间.2状态变化时分子数不变. ^3阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁，计算时要注意抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.)热点二 分子动理论和内能命题规律：分子动理论和内能是近几年高考的热点，题型为选择题．分析近几年高考命题，主要考查以下几点：(1)布朗运动、分子热运动与温度的关系．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系及分子势能与分子力做功的关系． ：1.(2014·唐山一模)如图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是( )A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能E p最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功E．当r等于r2时，分子间势能E p最小[解析]由图象知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．[答案]BDE,2.(2014·长沙二模)下列叙述中正确的是()A．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映B．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小C．两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力E．温度升高，物体的内能却不一定增大[解析]布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)，当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故B错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起，说明分子间存在引力，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，D错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，E正确．[答案]ACE￥3.对一定量的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体的体积大于所有气体分子的体积之和C．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的E．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小[解析]气体分子间的距离远大于分子直径，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错，B项对；温度是物体分子平均动能大小的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，C项对；气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D项对；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，E项错误．[答案]BCD；[方法技巧]1分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，两分子为平衡距离时，分子势能最小.2注意区分分子力曲线和分子势能曲线.)热点三热力学定律的综合应用命题规律：热力学定律的综合应用是近几年高考的热点，分析近三年高考，命题规律有以下几点：(1)结合热学图象考查内能变化与做功、热传递的关系，题型为选择题或填空题．(2)以计算题形式与气体性质结合进行考查．(3)对固体、液体的考查比较简单，备考中熟记基础知识即可．】1.(2014·南昌一模)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功[解析] 由热力学第一定律知A 正确；能量耗散是指能量品质降低，反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律，B 错误，D 正确；电冰箱的热量传递不是自发，不违背热力学第二定律，C 错误；在有外界影响的情况下，从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确． 。

高考物理力学知识点之热力学定律真题汇编附答案一、选择题1．一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p-V图象如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴．则（）A．M→N过程气体温度不变B．N→Q过程气体对外做功C．N→Q过程气体内能减小D．Q→M过程气体放出热量2．下列说法正确的是（）A．决定封闭理想气体压强大小的是，分子密集程度和分子的平均动能B．决定理想气体压强的是，分子平均动能和分子种类C．质量相同的0C︒的水和0C︒的冰具有相同的内能D．一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程，内能一定减少3．下列过程中可能发生的是（）A．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开B．利用其他手段，使低温物体温度更低，高温物体的温度更高C．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发溢进去，恢复原状D．某种物质从高温热源吸收20kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响4．下面几幅图中，有关功与内能的说法中正确的是A．图1中迅速下压活塞，棉花会燃烧起来，说明热传递可以使物体的温度升高B．图2中重物下落带动叶片转动，由于叶片向水传递热量而使水的温度升高C．图3中降落的重物使发电机发电，电流对水做功使水的温度升高D．做功和热传递都可以使物体的内能增加5．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()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6．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是（）A．第二类永动机违背能量守恒定律B．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C．保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式没有区别7．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )图13－2－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加8．根据热力学定律和分子动理论可知，下列说法中正确的是( )A．已知阿伏加德罗常数和某物质的摩尔质量，一定可以求出该物质分子的质量B．满足能量守恒定律的宏观过程一定能自发地进行C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子做永不停息的无规则运动D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小，分子势能一定增大9．下列说法正确的是_________．A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．只有外界对物体做功才能增加物体的内能C．功转变为热的实际宏观过程是可逆过程D．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加10．在下列叙述中，正确的是A．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能B．—定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大C．对一定质量的气体加热，其内能一定增加D．随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小11．如图所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空．现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中()A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少12．一定质量的理想气体，从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其V-T 图像如图所示，其中图线ab的反向延长线过坐标原点O，图线bc平行于T轴，图线ca平行于V轴，则（）A．ab过程中气体压强不变，气体从外界吸热B．bc过程中气体体积不变，气体不吸热也不放热C．ca过程中气体温度不变，气体从外界吸热D．整个变化过程中气体的内能先减少后增加13．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变14．研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56℃时，30分钟就可以灭活。

高中物理热学试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q / W答案：B2. 理想气体的内能只与温度有关，这是因为：A. 气体分子的平动动能B. 气体分子的转动动能C. 气体分子的振动动能D. 气体分子的平动和转动动能答案：D3. 根据热力学第二定律，下列哪种情况是不可能发生的？A. 在没有外界影响的情况下，热量从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量从高温物体传递到低温物体C. 气体自发地从高压区扩散到低压区D. 气体自发地从低压区扩散到高压区答案：A二、填空题4. 热力学温度T与气体的压强P、体积V和物质的量n之间的关系可以用_________定律来描述。

答案：理想气体状态5. 当气体发生绝热膨胀时，气体的内能_________，温度_________。

答案：减小；降低三、简答题6. 什么是熵？熵在热力学第二定律中扮演着什么角色？答案：熵是热力学中表示系统无序程度的物理量，通常用符号S表示。

熵在热力学第二定律中扮演着核心角色，第二定律可以表述为在孤立系统中，熵总是倾向于增加，这意味着自发过程总是朝着熵增的方向进行。

四、计算题7. 一个理想气体在等压过程中，从体积V1=2m³增加到V2=4m³，压强P=1atm，气体常数R=8.31J/(mol·K)，求气体的温度变化。

答案：首先，根据盖-吕萨克定律，PV/T = 常数。

由于是等压过程，我们有V1/T1 = V2/T2。

将已知数值代入，得到2/T1 = 4/T2，解得T1 = 0.5T2。

又因为T1 = P1V1/(nR)，T2 = P2V2/(nR)，由于是等压过程，P1 = P2 = P，所以T1 = T2。

将T1 = 0.5T2代入T1 = P1V1/(nR)，解得T1 = 283K，T2 = 566K。

2014高考物理考前押题：分子动理论 气体及热力学定律1．一定质量的理想气体，从初始状态A 经状态B 、C 、D 再回到状态A ，其体积V 与温度T的关系如图6－12－14所示．图中TA 、VA 和TD 为已知量．图6－12－14(1)从状态A 到B ，气体经历的是________过程(填“等温”、“等容”或“等压”)；(2)从B 到C 的过程中，气体的内能________(填“增大”、“减小”或“不变”)；(3)从C 到D 的过程中，气体对外________(填“做正功”、“做负功”或“不做功”)，同时________(填“吸热”或“放热”)；(4)气体在状态D 时的体积VD ＝________.解析 题目中给出了四个不同状态的体积和温度．(1)A →B 过程，体积不变，是等容过程．(2)B →C 过程，体积减小，说明外界对气体做功，但气体的温度不变，所以气体的内能也不变，说明此过程放热．(3)C →D 过程，气体的体积减小、温度降低，说明外界对气体做正功(或者说气体对外界做负功)，且气体的内能减小，是放热过程．(4)由理想气体状态方程知，pAVA TA ＝pDVD TD ，由题图知，D →A 过程是等压过程，则有VA TA ＝VD TD，得VD ＝TD TAVA. 答案 (1)等容 (2)不变 (3)做负功 放热 (4)TD TAVA 2．(1)下列说法正确的是________．A ．区分晶体与非晶体最有效的方法是看有没有规则的几何外形B ．已知某种液体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为NA ，则该液体分子间的平均距离可以表示为3M ρNA 或36M πρNA C ．分子间距离减小时，分子力一定增大D ．空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值(2)用活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内，当汽缸开口竖直向上时封闭气体的长度为h ，如图6－12－15甲所示．将汽缸慢慢转至开口竖直向下时，如图6－12－15乙所示，封闭气柱的长度为43h.已知汽缸的导热性能良好，活塞与缸壁间的摩擦不计，外界温度不变，大气压强为p0.图6－12－15①此过程气体是吸热还是放热？②汽缸开口向上时，缸内气体的压强为多少？解析 (2)②设汽缸的横截面积为S ，活塞的重力产生的附加压强为Δp.则根据玻意耳定律得：(p0＋Δp)hS ＝(p0－Δp)4hS 3解得：Δp ＝17p0，p1＝p0＋Δp ＝87p0. 答案 (1)BD (2)①吸热 ②87p0 3．(1)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是________．A ．液体的分子势能与体积有关B ．晶体的物理性质都是各向异性的C ．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大D ．外界对气体做功，气体的内能一定增加(2)气体温度计结构如图6－12－16所示，玻璃测温泡A 内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连．开始时A 处于冰水混合物中，左管C 中水银面在O 点处，右管D 中水银面高出O 点h1＝14 cm ，后将A 放入待测恒温槽中，上下移动D ，使C 中水银面仍在O 点处，测得D 中水银面高出O 点h2＝44 cm.(已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76 cmHg)图6－12－16①求恒温槽的温度．②此过程A 内气体内能________(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将________(填“吸热”或“放热”)．解析 (1)分子势能与分子间距有关，选项A 正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B 错误；气体压强大小由气体分子的平均动能和分子密度(单位体积内的分子数)共同决定，选项C 错误；由热力学第一定律表达式ΔU ＝W ＋Q 可知，外界对气体做功，若同时气体传递热量给外界，则气体的内能不一定增加，选项D 错误．(2)①设恒温槽的温度为T2，由题意知T1＝273 K ，A 内气体发生等容变化．根据查理定律得：p1T1＝p2T2p1＝p0＋ph1p2＝p0＋ph2联立以上各式，代入数据得：T2＝364 K(或91 ℃)．②增大；吸热答案 (1)A (2)①364 K(或91 ℃) ②增大 吸热4．(2013·重庆卷，10)(1)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时 ( )．A ．室内空气的压强比室外的小B ．室内空气分子的平均动能比室外的大C ．室内空气的密度比室外的大D ．室内空气对室外空气做了负功(2)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp.若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量．解析 (1)房间没有密闭，对房间内气体加热时，内外压强始终相等，但温度升高时，气体分子的平均动能变大．B 项对，A 项错．此时室内外空气密度应相等，C 项错．室内气体膨胀对外做功，对室外气体做正功，D 项错．(2)对轮胎内气体进行研究：由于等温变化则有p0V0＝(p0＋Δp)V ′所以V ′＝p0p0＋ΔpV0 所以ΔV ＝V0－V ′＝Δp p0＋ΔpV0 答案 (1)B (2)Δp p0＋ΔpV0 5．(1)下列说法正确的是 ( )．A ．某种液体的饱和蒸汽压与温度有关B ．物体内所有分子热运动动能的总和就是物体的内能C ．气体的温度升高，每个分子的动能都增大D ．不是所有晶体都具有各向异性的特点(2)一定质量的理想气体，经过如图6－12－17所示的p －V 图象由A 经B 到C 的状态变化．设状态A 的温度为400 K ，求：图6－12－17①状态C 的温度TC 为多少K?②如果由A 经B 到C 的状态变化的整个过程中，气体对外做了400 J 的功，气体的内能增加了20 J ，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？解析 (1)某种液体的饱和蒸汽压与温度有关，选项A 正确；物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和就是物体的内能，选项B 错误；气体的温度升高，分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项C 错误；不是所有晶体都具有各向异性的特点，例如多晶体各向同性，选项D 正确．(2)①由理想气体状态方程pAVA TA ＝pCVC TC，解得状态C 的温度TC ＝320 K. ②由热力学第一定律，ΔU ＝Q ＋W ，解得Q ＝420 J ，气体吸收热量．答案 (1)AD (2)①320 K ②吸收热量 420 J6. (1)如图6－12－18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 处静止释放，则( )．图6－12－18A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大C ．乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直增加D ．乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的分子势能一直增加(2)一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变成状态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Q1，B →C 过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小并说明原因．解析 (1)a →c 分子受到引力作用，分子力做正功，乙分子一直做加速运动，分子势能减小，c →d 过程中，分子受到斥力作用，分子力做负功，分子动能减小，分子势能增加．到达c点时速度最大．故选项B 正确．(2)①设气体在状态B 时的体积为VB ，由盖—吕萨克定律得VA TA ＝VB TB，代入数据得 VB ＝0.4 m3②微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化(降低)，气体分子平均动能变化(减小)，导致气体压强变化(减小)．③Q1大于Q2；因为TA ＝TC ，故A →B 增加的内能与B →C 减少的内能相同，而A →B 过程气体对外界做正功，B →C 过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2.答案 (1)B (2)①0.4 m3 ②见解析 ③Q1>Q2，原因见解析7．(1)下列说法正确的是________．A ．液体的分子势能与液体的体积无关B ．为了保存玉米地的水分，可以锄松地面，破坏土壤里的毛细管C ．从微观角度看，气体对容器的压强是大量气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的D ．扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生(2)一定质量的理想气体体积V 与热力学温度T 的关系图象如图6－12－19所示，气体在状态A 时的压强p0＝1.0×105 Pa ，线段AB 与V 轴平行．图6－12－19①求状态B 时的压强为多大？②气体从状态A 变化到状态B 过程中，对外界做的功为10 J ，求该过程中气体吸收的热量为多少？解析 (1)液体的体积决定了液体分子间的距离，进而决定液体分子势能，选项A 错误；锄松地面可以破坏土壤里的毛细管，可以保存玉米地里的水分，选项B 正确；气体压强的微观解释就是大量气体分子频繁撞击器壁引起的，选项C 正确；固体、液体、气体都可以发生扩散，只是固体扩散的慢，选项D 错误．(2)①A →B 为等温变化，由理想气体方程得：p0V0＝pB ×2V0，pB ＝12p0＝0.5×105 Pa ②A →B ：ΔU ＝0ΔU ＝Q ＋WQ ＝－W ＝10 J答案 (1)BC (2)①5×106 Pa ②10 J。