2020-2021年高三物理考点专项突破：热学常识考察

2020-2021年高三物理考点专项突破：热学常识考察

2020-2021 年高三物理考点专项突破：热学常识考察 1.下列说法正确的是___________。 A．当分子之间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大 B．物体的温度越高，分子的热运动越剧烈，每个分子的动能都增大 C．外界对封闭气体做功，气体的温度可能降低 D．从单一热源吸收热量，不可能使之完全变成功 E．气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程 【答案】:ACE 【解析】:A、根据分子力图像可知，当分子表现为斥力时，分子间距离越小，斥力做负功，分子势能增大， 故 A 正确；B、物体的温度越高，分子的热运动越剧烈，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大， 有个别分子动能也可能减小，故 B 错误；C、外界对封闭气体做功，气体向外界放出热量，如果放出热量大 于做功，内能会减小，气体温度降低，故 C 正确；D、从单一热源吸收热量，如果有外界参与时，是可以使 之完全变成功，故 D 错误；E、热现象具有方向性，气体向真空自由膨胀的过程就是一种不可逆过程，没有 外界的参与气体是不可能自动收缩回去的，故 E 正确。 2.关于热现象，下列说法正确的是___________。 A．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分 B．悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 C．液晶与多晶体一样具有各向同性 D．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 E．若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量，则气体分子的平均动能减小 【答案】:BDE 【解析】:A.根据内能的定义可知，物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子间 相互作用的势能的总和与物体的动能和重力势能无关，故 A 错误。B. 布朗运动是由于液体分子的无规则运 动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，温度越高，分子运动越剧烈，颗粒越小，液体撞击固体颗粒的作用力 越不平衡，运动越剧烈，故 B 正确。C．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的 各向异性，多晶体具有各向同性，故 C 错误。D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子力为零，分子势能最 小，故 D 正确。E．若一定质量的理想气体，在膨胀时气体对外界做功，同时又放出热量，由热力学第一定 理可得，气体则内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故 E 正确，故选 BDE 正确 3.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是___________。 A．某种物体的温度为 0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大 U W Q   C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大但引力增大的更快，所以分子力表现为引力 D．10g100℃水的内能小于 10g100℃水蒸气的内能 E．两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力 【答案】:BDE 【解析】:A．某种物体的温度是 0℃，温度为 0℃没有到达绝对零度，任何物体都具有内能，不是物体中分 子的平均动能为零，故 A 错误；B．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一 定增大，内能的多少还与物质的多少有关，内能不一定增大，故 B 正确；C．由分子力图像可知，当分子间 的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快，故表现为引力，故 C 错误；D．温度是分子平 均动能的标志，所以 10g100℃的水的分子平均动能等于 10g100℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水 变为同样温度的水蒸气要吸收热量，内能与物态有关，所以 100℃的水的内能小于 100℃相同质量的水蒸气 的内能，故 D 正确；E．两个铅块相互紧压后，它们会黏在一起，是分子运动的结果，说明了分子间有引力， 故 E 正确，故选 BDE。 4.下列说法正确的是________。 A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子势能之和 B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定也变化 C．晶体有固定的熔点且物理性质具有各向异性 D．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体 E．金属在各个方向具有相同的物理性质，为多晶体 【答案】：BDE 【解析】：根据内能的定义可知，气体的内能是分子热运动的动能与分子势能之和，A 错误；气体的温度 变化时，气体分子的平均动能也变化，B 正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体具 有各向同性，C 错误；完全失重情况下，液体各方向的力都一样，所以会成为一个标准的球体，D 正确；通 常金属在各个方向具有相同的物理性质，为多晶体，E 正确。 5.一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 图象如图所 示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O。下列判断正确的是________。(填正确答案标号) A．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 E．在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da 中气体对外界做的功 【答案】：ABE 【解析】：由理想气体状态方程pV T ＝C 得， p＝C VT，由图象可知，Va＝Vc，故 A 正确；理想气体的内能只 由温度决定，而 Ta＞Tc，故气体在状态 a 时的内能大于在状态 c 时的内能，故 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，故 C 错误；da 过程温度升高，即内能增大，则吸 收的热量大于对外做的功，故 D 错误；bc 过程和 da 过程互逆，则做功的多少相同，选项 E 正确。 6．(2016·全国Ⅱ卷)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 E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 【答案】：BDE 【解析】：根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，说法 A 错误。改变物体内能 的方式有做功和传热，对气体做功可以改变其内能，说法 B 正确。理想气体等压膨胀对外做功，根据克拉 伯龙方程式：pV T ＝C 恒量知，膨胀过程一定吸热，故 C 错误。根据热力学第二定律，热量不可能自发地从 低温物体传到高温物体，故 D 正确。两个系统达到热平衡时，温度相等，如果这两个系统分别与状态确定 的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，故 E 正确，故选 B、D、E。 7.(2015·全国Ⅱ卷)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于液体的对流形成的 【答案】：ACD 【解析】：扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，故 A 正确；扩散现象是由于分子的无规则 运动引起的，不是一种化学反应，故 B、E 错误，C 正确。扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故 D 正确。 8.关于物体的内能，下列叙述正确的是 ( ) A．温度高的物体比温度低的物体内能大 B．物体的内能不可能为零 C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同 D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同 E．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关 【答案】：BDE 【解析】：温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反 映内能大小，故 A 错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能都不可能为零，故 B 正确；内 能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，故 C 错误；内能不同的两个物体，它们的温度可能相同， 即它们的分子平均动能可能相同，故 D 正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故 E 正确。 9.关于分子间的作用力，下列说法正确的是 ( ) A．分子之间的斥力和引力同时存在 B．分子之间的引力随分子间距离的增大而增大，斥力则减小，所以在大于平衡距离时，分子力表现为引力 C．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功 D．分子之间的距离增大时，分子势能可能增加 E．分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点 【答案】：ADE 【解析】：根据分子力图像可知，分子间既存在引力，也存在斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而 增大，随分子间距离的增大而减小，只是斥力变化的快，所以当分子间距离大于 r0 时分子力表现为引力， 小于 r0 时表现为斥力，故 A 正确、B 错误；当分子力表现为引力，相互靠近时分子力做正功，当分子力表 现为斥力，相互靠近时分子力做负功，故 C 错误；当分子力表现为引力，分子之间的距离增大时分子力做 负功，分子势能增加，故 D 正确；两分子之间的距离等于 r0 时，分子势能最小，从该位置起增大或减小分 子间距离，分子力都做负功，分子势能都增加，所以分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两 个点，故 E 正确。 10.两分子间的斥力和引力的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线所示，曲线与 r 轴交点的横坐标为 r0。 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 法正确的是 ( ) A．在 r>r0 阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小 B．在 rr0 阶段，当 r 减小时 F 做正功，分子势能减小，分子动能增加，故 A 正确； 在 r0，气体吸收热量，由以上分析可知，b→c 过程气体对外界做的功等于气体吸收的热量，故 C 错误；c→a 过程温度降低，气体分子的平均动能减小，气体压强增大，体积减小，气体的分子数密度增大，所以从微 观讲是由于气体分子与器壁碰撞的频繁程度增大引起的，故 D 正确；由热力学第一定律可知，若 a→b 过程 气体吸热 300 J，c→a 过程放热 400 J，则 c→a 过程外界对气体做功 100 J，故 E 正确。 18.(2018·马鞍山一模)下列说法正确的是 ( ) A．单晶体和多晶体都有确定的熔点 B．气体绝热膨胀对外做功，内能一定增大 C．温度低的物体分子运动的平均速率小 D．液体的饱和汽压随温度的升高而增大 E．液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离 【答案】：ADE 【解析】：单晶体和多晶体都是晶体，都有确定的熔点，故 A 正确；气体绝热膨胀的过程中与外界没有热 量交换，对外做功，根据热力学第一定律可知，内能一定减小，故 B 错误；温度是分子的平均动能的标志， 温度低的物体分子运动的平均动能一定小，而平均速率不一定小，还与分子的质量有关，故 C 错误；液体 的饱和汽压与温度有关，液体的饱和汽压随温度的升高而增大，故 D 正确；液体表面存在张力是因为液体 表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子之间表现为引力，故 E 正确。 19.(2018·安庆模拟)下列说法正确的是 ( ) A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出 B．萘的熔点为 80 ℃，质量相等的 80 ℃的液态萘和 80 ℃的固态萘具有不同的分子势能 C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象 D．液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大 E．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性 【答案】：BCD 【解析】：液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看， 液体不再蒸发，故 A 错误；80 ℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动 能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故 B 正确；由 毛细现象的定义可知，C 正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之 间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大 的分子势能，故 D 正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，E 错误。 20．(2018·西安联考)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是________。 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 【解析】：温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是分子平 均动能的标志，故 A 正确；改变内能的方式有做功和热传递，若外界对物体做功的同时物体放热，内能不 一定增大，故 B 错误；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡性造成的，液体温度越高，液体分子热运动越 激烈，布朗运动越显著，故 C 正确；当分子间的距离从平衡位置增大时，分子间作用力先增大后减小，故 D 错误；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，故 E 正确。 21.(2020 年全国Ⅲ卷) 如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁 间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞 下降过程中___________。 A．气体体积逐渐减小，内能增知 B．气体压强逐渐增大，内能不变 C．气体压强逐渐增大，放出热量 D．外界对气体做功，气体内能不变 E．外界对气体做功，气体吸收热量 【答案】：BCD 【解析】：根据公式 CTPV  ， QWU  可知，BCD 正确； 22.(2020 年全国Ⅱ卷) 下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有_______，不 违背热力学第一 定律、但违背热力学第二定律的有_______。（填正确答案标号） A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低 C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 【答案】：B C 【解析】：A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热，属于自然过程，既不违背热力学第一定律也不 违背热力学第二定律；B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低，总热量减少，违背热力学第一 定律；C.从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响，不违背热力学第一定律，但违背热力学 第二定律；D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，既不违背热力学第 一定律也不违背热力学第二定律，故答案分别选择 B、C