第頁高考模擬系列熱力學定律一、單項選擇題〔5〕一定質量的氣體，不計分子之間作用力，在壓縮過程中與外界沒有熱交換，那么()A.外界對氣體做功，溫度降低，內能減小

B.外界對氣體做功，溫度升高，內能增大

C.氣體對外界做功，溫度降低，內能增大

D.氣體對外界做功，溫度升高，內能減小·B·【分析】

忽略氣體分子之間的作用力，那么氣體分子間無勢能，該氣體是理想氣體，內能等于分子熱運動的動能之和，根據熱力學第一定律判斷內能的變化情況，從而分析溫度的變化。解決此題的關鍵是要正確判斷氣體做功的正負，要知道一定質量理想氣體的內能只跟溫度有關。在運用熱力學第一定律時要注意各個量的符號。

【解答】

AB、外界對氣體做功，W>0，氣體與外界沒有熱交換，Q=0，根據熱力學第一定律△U=Q+W知△U>0，即氣體的內能增大，而一定質量理想氣體的內能只跟溫度有關，所以氣體的溫度升高，故A錯誤，B正確。

CD、氣體對外界做功，W<0，氣體與外界沒有熱交換，Q=0，根據熱力學第一定律△U=Q+W知△U<0，即氣體的內能減小，溫度降低，故CD錯誤。

應選B。

關于能量轉化與守恒的理解，以下說法中正確的選項是()A.但凡能量守恒的過程就一定會發生

B.摩擦生熱的過程是不可逆過程

C.空調機既能致熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性

D.由于能量的轉化過程符合能量守恒定律，所以不會發生能源危機·B·解：A、各種物理過程能量是守恒的，但是自然界的宏觀過程具有方向性，故A錯誤；

B、通過摩擦生熱，能量耗散了，即能量可以利用的品質降低了，這是不可逆過程，故B正確；

C、空調機既能致熱又能制冷，但是要耗電，即熱傳遞有方向性，熱量只能自發地由高溫物體傳向低溫物體，故C錯誤；

D、雖然總能量守恒，但隨著能量耗散，能量可以利用的品質降低了，故D錯誤；

應選B．

熱力學第二定律反映了自然界的宏觀過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量可以利用的品質降低了．

此題關鍵是根據熱力學第二定律進行分析，即能量雖然守恒，但熱過程具有方向性，故熱機的效率一定小于百分之百．

以下說法正確的選項是

()A.液體分子的無規那么運動稱為布朗運動

B.物體從外界吸收熱量，其內能一定增加

C.物體溫度升高，其中每個分子熱運動的動能均增大

D.氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對器壁的持續頻繁的撞擊·D·解：A、布朗運動是懸浮在液體當中的固體顆粒的無規那么運動，是液體分子無規那么熱運動的反映，故A錯誤；

B、由公式△U=W+Q知做功和熱傳遞都能改變物體內能，物體從外界吸收熱量假設同時對外界做功，那么內能不一定增加，故B錯誤；

C、溫度是分子的平均動能的標志，是大量分子運動的統計規律，物體溫度升高，不是每個分子熱運動的動能均增大。故C錯誤；

D、氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對器壁的持續頻繁的撞擊，故D正確

應選：D。

布朗運動是懸浮在液體當中的固體顆粒的無規那么運動，是液體分子無規那么熱運動的反映，溫度越高，懸浮微粒越小，布朗運動越劇烈；做功和熱傳遞都能改變物體內能；溫度是分子的平均動能的標志，是大量分子運動的統計規律；根據氣體壓強的意義分析氣體的壓強．

該題考查3-3的多個知識點的內容，掌握布朗運動的概念和決定因素，知道熱力學第一定律的公式是處理這類問題的金鑰匙．

關于熱現象，以下說法正確的選項是()A.物體溫度不變，其內能一定不變

B.物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能一定增大

C.外界對物體做功，物體的內能一定增加

D.物體放出熱量，物體的內能一定減小·B·解：A、物體的內能與物體的體積、溫度、摩爾數等因素都有關，所以溫度不變，其內能不一定不變。故A錯誤；

B、溫度是分子熱平均動能的標志，物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能減小，相反，溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大。故B正確；

C、做功與熱傳遞都可以改變物體的內能，假設外界對物體做功，同時物體放出熱量，那么物體的內能不一定增加。故C錯誤；

D、做功與熱傳遞都可以改變物體的內能，假設物體放出熱量，同時外界對物體做功，那么物體的內能不一定減小，故D錯誤；

應選：B。

物體的內能與物體的體積、溫度、摩爾數等因素都有關，溫度是分子熱平均動能的標志；做功與熱傳遞都可以改變物體的內能。由此分析即可。

解決此題的關鍵是要掌握溫度的微觀意義，知道溫度是分子熱平均動能的標志。明確內能與物體的體積、溫度、摩爾數等因素有關。

如下圖，一定質量的理想氣體，經過圖線A→B→C→A的狀態變化過程，AB的延長線過O點，CA與縱軸平行.由圖線可知()

A.A→B過程壓強不變，氣體對外做功

B.B→C過程壓強增大，外界對氣體做功

C.C→A過程壓強不變，氣體對外做功

D.C→A過程壓強減小，外界對氣體做功·B·【分析】

由圖示圖象判斷氣體的狀態變化過程，應用氣態方程判斷氣體體積如何變化，然后應用氣體的體積增大的過程中對外做功，體積減小的過程中外界對氣體做功。

此題考查氣體的狀態方程中對應的圖象，要抓住在P-T圖象中等壓線為過原點的直線.解決此類題目得會從圖象中獲取有用信息，判斷出氣體情況，內能變化情況，然后利用熱力學第一定律即可做出正確得分析。

【解答】

如圖做過C的等容線，那么體積相等的情況下，C的溫度高，所以C的壓強一定比AB兩點的壓強大。

A、由圖示可知，AB過程，氣體體積與熱力學溫度成正比，那么氣體發生等壓變化，氣體壓強不變，體積減小，外界對氣體做功，故A錯誤；

B、如圖做過C的等容線，那么體積相等的情況下，C的溫度高，所以C的壓強一定比AB的壓強大，由圖可知體積減小，外界對氣體做功；故B正確；

C、D、C的壓強一定比AB兩點的壓強大，所以C→A過程壓強減??；由圖可知氣體的體積增大，氣體對外界做功.故CD錯誤。

應選B。

二、多項選擇題〔16〕以下說法中正確的選項是()A.一定質量的理想氣體的內能隨著溫度升高一定增大

B.第一類水動機和第二類永動機研制失敗的原因是違背了能量守恒定律

C.當分子間距r>r0時，分子間的引力隨著分子間距的增大而增大，分子間的斥力隨著分子間距的增大而減小，所以分子力表現為引力

D.大霧天氣學生感覺到教室潮濕，說明教室內的相對濕度較大

·ADE·解：A、一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關，溫度越高，內能越大，故A正確．

B、第一類水動機研制失敗的原因是違背了能量守恒定律，而第二類永動機研制失敗的原因并不是違背了能量守恒定律，而是違背了熱力學第二定律.故B錯誤．

C、當分子間距r>r0時，分子間的引力和斥力都隨著分子間距的增大而減小，而且斥力減小更快，所以分子力表現為引力.故C錯誤．

D、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，大氣中相對濕度越大，水氣蒸發也就越慢，人就感受到越潮濕，故大霧天氣學生感覺到教室潮濕，說明教室內的相對濕度較大.故D正確．

E、一定質量的單晶體在熔化過程中溫度不變，分子的平均動能不變，所吸收的熱量全部用來增大分子勢能，故E正確．

應選：ADE

一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關.第二類永動機失敗的原因是違背了熱力學第二定律.根據分子斥力和引力都隨分子間距增大而減小，斥力減小更快，來分析分子力的性質.在一定氣溫條件下，大氣中相對濕度越大，水氣蒸發也就越慢，人就感受到越潮濕.單晶體在熔化過程溫度不變，根據能量守恒定律分析分子勢能的變化．

此題以下說法中正確是()A.相對濕度是指大氣中水蒸氣的實際壓強與同溫度下水蒸氣的飽和氣壓的比值

B.橡膠無固定熔點，是非晶體

C.知道氣體的體積和氣體分子的個數就可求出氣體分子的體積

D.熱機的效率總小于1

E.對于同一種氣體，溫度越高，所有分子的平均動能都會越大·ABD·解：A、根據相對濕度的定義，相對濕度是指大氣中水蒸氣的實際壓強與同溫度下水蒸氣的飽和氣壓的比值，故A正確；

B、橡膠是非晶體，無固定熔點，故B正確；

C、氣體分子之間的距離大于分子的大小，由氣體的體積和氣體分子的個數，不能估算出該種氣體分子的大小.故C錯誤；

D、根據熱力學第二定律不管通過什么方法，都不可以使熱機的效率到達1高考模擬系列%，故D正確；

E、溫度是分子的平均動能的標志，是大量分子運動的統計規律，對單個的分子沒有意義，對于同一種氣體，溫度升高，不是所有分子的平均動能都會越大，故E錯誤；

應選：ABD

空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，水蒸發越慢；液體外表層分子間距離大于液體內局部子間距離，故液體外表存在張力；由氣體的體積和氣體分子的個數，不能估算出該種氣體分子的大??；溫度是分子的平均動能的標志．

此題考查相對濕度、晶體與非晶體的區別、熱力學第二定律等熱學的知識.以下說法正確的選項是()A.在完全失重的情況下，密閉容器內的氣體的壓強不為零

B.無論技術怎樣改良，熱機的效率都不可能到達1高考模擬系列%

C.氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數與單位體積的分子數和溫度有關

D.機械能不可能全部轉化為內能，內能也不可能全部轉化為機械能

E.但凡不違背能量守恒定律的實驗·ABC·解：A、氣體的壓強是由大量氣體分子頻繁撞擊器壁產生的，與是否失重無關；在完全失重的情況下，氣體分子運動不停止，對容器壁的壓強不為零；故A正確；

B、根據熱力學第二定律，無論技術怎樣改良，熱機的效率都不可能到達1高考模擬系列%.故B正確；

B、根據壓強的微觀意義可知，氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數與單位體積的分子數和溫度有關；故C正確；

C、機械能可以全部轉化為內能，內能在一定的條件下也可能全部轉化為機械能.故D錯誤．

D、根據熱力學第二定律可知，所有的和熱現象有關的過程都有一定的方向性，所以不違背能量守恒定律的實驗設想，也不一定能實現的故E錯誤．

應選：ABC

根據氣體壓強的微觀意義分析壓強；滿足能量守恒定律的宏觀過程不一定可以自發進行；熵是物體內分子運動無序程度的量度.不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產生其他影響．

此題以下說法中正確的選項是()A.液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征

B.常溫常壓下，一定質量的氣體被絕熱壓縮后，每個氣體分子的動能都會增加

C.一質量的氣體溫度不變時，體積減小，壓強增大，說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數增多

D.用油膜法測出油分子的直徑后，只要再知道油的摩爾質量，就能計算出阿伏伽德羅常數

E.空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對濕度·ACE·解：A、液晶具有液體和晶體的共同特性，即液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特性，故A正確．

B、一定質量的氣體被絕熱壓縮后，內能增大，溫度升高，分子的平均動能增大，但由于分子運動是無規那么，不是每個氣體分子的動能都會增加.故B錯誤．

C、一質量的氣體溫度不變時，體積減小，由pV=c，知壓強增大，溫度不變時分子的平均動能不變，說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數增多，故C正確．

D、用油膜法測出油分子的直徑后，只知道油的摩爾質量，不能計算出每摩爾油分子的數目，即不能算出阿伏伽德羅常數.故D錯誤．

E、根據相對濕度的定義知，空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對濕度，故E正確．

應選：ACE．

液晶具有液體和晶體的共同特性.分子的運動是無規那么的.溫度是氣體分子平均動能變化的標志，氣體的壓強與分子的平均動能和氣體分子數密度有關.只要知道油的摩爾質量和油分子的質量，就可以計算出阿伏伽德羅常數.空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比叫做空氣的相對濕度．

解決此題的關鍵要掌握熱力學的根底知識，知道溫度是分子平均動能的標志，記住相對濕度的定義等知識．

三、填空題〔1〕快遞公司用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品，如下圖.假設袋內氣體與外界沒有熱交換，當充氣袋四周被擠壓時，袋內氣體壓強______(填“增大〞、“減少〞或“不變〞)，對外界______(填“做正功〞、“做負功〞或“不做功〞)．·增大；做負功·解：充氣袋四周被擠壓時，袋內氣體體積減小；

氣體的體積減小，故外界對氣體做正功，由于與外界無熱交換，根據熱力學第一定律，內能增加；

內能增加那么溫度增加，根據pVT=C，氣體的壓強一定增加；

外界對氣體做正功，故氣體對外界做負功；

故·為：增大、做負功

充氣袋四周被擠壓時，外界對氣體做功，無熱交換，根據熱力學第一定律分析內能的變化．四、實驗題探究題〔2〕給一定質量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹〞。查閱資料知道：在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于水分子之間的結構發生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的。由此可知，反常膨脹時，水分子的平均動能______(選填“增大〞“減小〞或“不變〞)，吸收的熱量______(選填“大于〞“小于〞或“等于〞)所有水分子的總勢能增加量。·增加；大于·解：溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，分子的平均動能增大；分子的平均動能增大，所有水分子間的總勢能增大，內能是增大的；反常膨脹水對外做功，根據熱力學第一定律，吸收的熱量大于所有水分子的總勢能增加量。

故·為：增大；大于。

溫度是分子平均動能的標志，溫度升高，分子的平均動能增大；在水反常膨脹的過程中，所有水分子間的總勢能是增大的，說明了分子之間的相互作用力對分子做負功。

明確溫度是分子平均動能的標志，注意是大量分子的統計規律；分子之間的相互作用力對分子做負功，水分子間的總勢能增大；分子之間的相互作用力對分子做正功，水分子間的總勢能減小，與彈簧的彈性勢能與彈力做功的關系是相似的。

如下圖，某同學制作了一個簡單的溫度計，一個容器連接橫截面積為S的足夠長的直管，用一滴水銀封閉了一定質量的氣體，當溫度T0時水銀滴停在O點，封閉氣體的體積為V0，大氣壓強不變，不計水銀與管壁間的摩擦。

①設上述氣體某過程從外界吸熱5.0J，內能增加3.5J，那么氣體對外做功______J。

②假設環境溫度緩慢變化，求水銀滴相對O點移動距離x隨封閉氣體熱力學溫度T的變化關系。·0.15·解：①由熱力學第一定律有：△U=Q+W

解得：W=△U-Q=3.5J-5.0J=-0.15J

即氣體對外做功：

②氣體做等壓變化，由蓋-呂薩克定律有V0T0=V0+xST

解得：x=V0TST0-V0S

答：①氣體對外做功0.15J；

②假設環境溫度緩慢變化，水銀滴相對O點移動距離x隨封閉氣體熱力學溫度T的變化關系為x=五、計算題〔4〕如下圖，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質量的理想氣體，活塞因重力而產生的壓強為0.2p0，活塞的橫截面積為S，與容器底部相距h，此時活塞處于平衡狀態，氣體的溫度為T0現在活塞上放置一個質量與活塞質量相等的物塊，活塞下降了h10后到達穩定，氣體的溫度為T1再通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量Q時活塞緩慢向上移動，恰好回到原來的位置并靜止，此時氣體的溫度為T2大氣壓強為P0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸間的摩擦，不計理想氣體的重力勢能，求：

①T1與T0的比值和·解：(1)放上物塊后，由理想氣體狀態方程可知：

1.2P0VT0=1.4P0?910VT1

解得：T1T0=6360

當加熱后回到原位置時，由查理定律可知：

1.2P0T0=1.4P0T2

·(1)利用理想氣體狀態方程即可求得溫度之比，注意找出初末狀態即可；

(2)在加熱過程中，氣體對外做功，由W=PS△h求的對外做功，由△U=Q+W求的內能增加量

此題確做功與熱量的正負確實定是解題的關鍵；對氣體正確地進行受力分析，求得兩個狀態的壓強是解題的關鍵.屬于中檔題．

如下圖，一輕活塞將體積為V、溫度為2T0的理想氣體，密封在內壁光滑的圓柱形導熱氣缸內.大氣壓強為p0，大氣的溫度為T0，氣體內能U與溫度的關系為U=aT(a為正常數).在氣缸內氣體溫度緩慢降為T0的過程中，求：

①氣體內能減少量△U；

②氣體放出的熱量·解：①由題意可知氣體內能U與溫度的關系為U=aT，所以開始時氣體的內能：U1=a?2T0

末狀態：U2=aT0；

內能的減?。骸鱑=U2-U1=aT0

②設溫度降低后的體積為V'，由查理定律那么：V2T0=V'T0

·(1)結合題目給出的條件即可求出氣體內能減少量；

(2)找出初狀態和末狀態的物理量，由查理定律和蓋?呂薩克定律求體積，根據功的公式和內能表達式求放出的熱量．

此題考查了理想氣體狀態方程的應用和熱力學第一定律的應用，注意氣體的初末的狀態參量是解答的關鍵，難度適中．

如下圖，豎直放置U形玻璃管與容積為V0=15cm3的金屬球形容器連通，玻璃管左側橫截面積為右側橫截面積的4倍.右側玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質量的理想氣體.開始時，U形玻璃管右側水銀面比左側水銀面高出h1=15cm，右側玻璃管內水銀柱上方空氣柱長h0=9cm.現緩慢向左管中參加水銀，使兩邊水銀柱到達同一高度，玻璃管和金屬球導熱良好.(大氣壓P0=75cmHg，U形玻璃管的右側橫截面積為S=1cm2·解：①氣體溫度不變，那么內能不變；向左管中參加水銀時，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律△U=Q+W可知，封閉氣體要放熱．

②初態：p1=p0-ph=(75-15)cmHg=6