2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題54 熱力學(xué)定律（測(cè)）（含解析）

專題54 熱力學(xué)定律【滿分：110分 時(shí)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(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)1下列對(duì)熱力學(xué)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由熱力學(xué)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(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能C空調(diào)機(jī)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【名師點(diǎn)睛】自然界進(jìn)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(dòng)機(jī)不違背能量守恒，違背了熱力學(xué)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(gè)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(duì)外做功，同時(shí)從外界吸收的熱量，則它的內(nèi)能增大B、在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)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(shì)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(cè)出油分子的直徑后，要測(cè)定阿伏伽德羅常數(shù)，只需再知道油的密度即可E、空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和氣壓，水蒸發(fā)越慢【答案】ACE【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律知：，A正確；在使兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)（）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(shì)能先減小后增大，B錯(cuò)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(cè)出油分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的摩爾體積即可，D錯(cuò)誤；空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，E正確。【名師點(diǎn)睛】本題考查了選項(xiàng)3-3的內(nèi)容，掌握熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，知道分子力與分子間距的關(guān)系，會(huì)利用油膜法測(cè)分子的直徑3下列對(duì)理想氣體的理解正確的是_。A、理想氣體實(shí)際上并不存在，只是一種理想模型B、只要?dú)怏w壓強(qiáng)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(qiáng)增大，內(nèi)能增大D、一定質(zhì)量的理想氣體對(duì)外界做功時(shí)，它的內(nèi)能有可能增大E、理想氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間斥力產(chǎn)生的【答案】ACD【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要理解理想氣體這個(gè)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(shí)，分子每秒與器壁平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小B晶體熔化時(shí)吸收熱量，分子平均動(dòng)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(duì)氣體做功時(shí)，其內(nèi)能一定會(huì)增大E生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻人其他元素，可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)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(yùn)動(dòng)越明顯B當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間作用力減小，分子勢(shì)能增大C液晶具有光學(xué)的各向異性D單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減小，氣體的壓強(qiáng)可能增大E自然界凡是符合能量守恒定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(yùn)動(dòng)越明顯，選項(xiàng)A正確；當(dāng)分子間距離從0增大時(shí)，分子間作用力先減小后增加，再減小，分子勢(shì)能先減小后增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；液晶既像液體一樣具有流動(dòng)性，又跟某些晶體一樣具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性，選項(xiàng)C正確；單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)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(duì)器壁的碰撞力變大，則氣體的壓強(qiáng)也可能增大，選項(xiàng)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(xiàng)E錯(cuò)誤；故選ACD.6有關(guān)分子的熱運(yùn)動(dòng)和內(nèi)能，下列說法正確的是_。A外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能必定增加B物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈C布朗運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和E一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變【答案】BDE【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子對(duì)懸浮在液體中的微粒頻繁的碰撞引起的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，選項(xiàng)D正確；一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)E正確；故選BDE.7下列說法中正確的是_。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(wú)關(guān)C固體很難被壓縮是因?yàn)槠鋬?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(diǎn)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(shí)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pT圖像如圖所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O。下列判斷正確的是_。A氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)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(duì)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(duì)外界做的功E在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)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(diǎn)在同一直線上，即a、c兩點(diǎn)是同一等容線上的兩點(diǎn)，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(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，故B正確；在過程cd中溫度不變，內(nèi)能不變U=0，等溫變化壓強(qiáng)與體積成反比，壓強(qiáng)大體積小，從c到d體積減小，外界對(duì)氣體做正功W0，根據(jù)熱力學(xué)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(duì)氣體做的功，故C錯(cuò)誤；在過程da中，等壓變化，溫度升高，內(nèi)能增大U0，體積變大，外界對(duì)氣體做負(fù)功即W0，根據(jù)熱力學(xué)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(duì)外界做的功，故D錯(cuò)誤；在過程bc中，等壓變化，溫度降低，內(nèi)能減小U0，體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)，即pV=CT，, da過程中，氣體對(duì)外界做功，因?yàn)閨Tbc|Tda|，所以|Wbc|Wad|，在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)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(xué)性質(zhì)B改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)，提高內(nèi)燃機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化率，最終可能實(shí)現(xiàn)內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C分子a從遠(yuǎn)處靠近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)a只在b的分子力作用下到達(dá)所受的分子力為零的位置時(shí)，a的動(dòng)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(xì)鹽，就變成了非晶體【答案】ACD 10下列說法正確的是 。A布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B空氣的相對(duì)濕度定義為空氣中所含水蒸氣壓強(qiáng)與同溫度水的飽和蒸汽壓的比值C盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降至熱力學(xué)零度D將一個(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)限靠近另一個(gè)分子，則這兩個(gè)分子間分子力先增大后減小最后再增大，分子勢(shì)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(shí)，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(yùn)動(dòng)是指懸浮在液面上的微小的花粉顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（在顯微鏡下觀察），它是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，故A錯(cuò)誤；空氣的絕對(duì)濕度指大氣中水蒸汽的實(shí)際壓強(qiáng)，相對(duì)濕度是指水蒸汽的實(shí)際壓強(qiáng)與該溫度下水蒸汽的飽和壓強(qiáng)之比，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與物體的溫度成正比，故絕對(duì)零度是不可能達(dá)到的，故C錯(cuò)誤；兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)，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(gè)分子相互靠近時(shí)，分子力先做正功在做負(fù)功，分子力先增大后減小最后再增大，分子勢(shì)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(shí)，分子個(gè)數(shù)不變，溫度降低則氣體的平均動(dòng)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(qiáng)增大C布朗運(yùn)動(dòng)指的是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)D給自行車打氣時(shí)越往下壓，需要用的力越大，是因?yàn)閴嚎s氣體使得分子間距減小，分子間作用力表現(xiàn)為斥力導(dǎo)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(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B空氣的相對(duì)濕度定義為空氣中所含水蒸氣壓強(qiáng)與同溫度水的飽和蒸汽壓的比值C.盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)卻可以使溫度降至熱力學(xué)零度D將一個(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)限靠近另一個(gè)分子，則這兩個(gè)分子間分子力先增大后減小最后再增大，分子勢(shì)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(shí)，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤(rùn)【答案】BDE【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它間接反應(yīng)了液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；相對(duì)濕度為某一被測(cè)蒸氣壓與相同溫度下的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù)，相對(duì)濕度則給出大氣的潮濕程度，故B正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，熱機(jī)的效率仍不能達(dá)到100%，制冷機(jī)也不能使溫度降至熱力學(xué)零度，故C錯(cuò)誤；將一個(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)限靠近另一個(gè)分子，則這兩個(gè)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(shí)，靠近的過程中分子力做正功；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，靠近的過程中分子力做負(fù)功，所以分子勢(shì)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(shí)，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤(rùn)，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(jī)的氣室如右上圖所示，工作時(shí)，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)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(dòng)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(gè)閥門均關(guān)閉，若此過程中，氣室中的氣體與外界無(wú)熱量交換,內(nèi)能增加了 3.4 x104J，則該氣體的分子平均動(dòng)能 （選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對(duì)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(diǎn)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(dòng)能的關(guān)系、掌握熱力學(xué)第一定律是解題的關(guān)鍵，根據(jù)題意應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)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(dǎo)熱氣缸內(nèi)。已知大氣壓強(qiáng)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）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(diǎn)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(dá)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?jī)?nèi)，燒瓶通過細(xì)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(qiáng)為75cmHg柱，不計(jì)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=V1V2=100ml（2）氣體的內(nèi)能是由溫度和物質(zhì)的量的多少?zèng)Q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(duì)氣體做功，又由熱力學(xué)第一定律得出：氣體對(duì)外放熱【名師點(diǎn)睛】本題考查了求氣體壓強(qiáng)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(biāo)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(duì)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(zhǎng)線通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，B、C兩狀態(tài)的溫度相同，理想氣體的分子勢(shì)能為零，求：（1）從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程，外界對(duì)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(diǎn)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- 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