2017届高三物理一轮复习 题组层级快练42(选修3-3)热学 第2讲 热力学定律 能的转化和守恒
高考物理一轮总复习 热学 第3讲 热力学定律、能量守恒
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.。
新人教版高考物理一轮复习题及答案解析 选修3-3
选考题专练卷[选修3－3]1．(1)以下说法正确的是________。
A．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征B．液体的分子势能与液体的体积有关C．水的饱和汽压不随温度变化D．组成固体、液体、气体的物质分子依照一定的规律在空间整齐地排列成“空间点阵”(2)如图1所示，在内径均匀两端开口、竖直放置的细U形管中，两边都灌有水银，底部封闭一段空气柱，长度如图所示，左右两侧管长均为h＝50 cm，现在大气压强为p0＝75 cmHg，气体温度是t1＝27 ℃，现给空气柱缓慢加热到t2＝237 ℃，求此时空气柱的长度。
图12．(1)下列有关热学知识的论述正确的是________。
A．两个温度不同的物体相互接触时，热量既能自发地从高温物体传给低温物体，也可以自发地从低温物体传给高温物体B．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C．第一类永动机违背能量的转化和守恒定律，第二类永动机不违背能量的转化和守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动却是有规律的(2)如图2所示，可自由滑动的活塞将圆筒形汽缸分成A和B两部分，汽缸底部通过阀门K与另一密封容器C相连，活塞与汽缸顶部间连一弹簧，当A、B两部分真空，活塞位于汽缸底部时，弹簧恰无形变。
现将阀门K关闭，B内充入一定质量的理想气体，A、C内均为真空，B部分的高度L1＝0.10 m，此时B与C的体积正好相等，弹簧对活塞的作用力恰等于活塞的重力。
若把阀门K打开，平衡后将整个装置倒置，当达到新的平衡时，B部分的高度L2是多少？(设温度保持不变)图2[选修3－4]1．(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图3甲所示，波此时恰好传播到M点。
图乙是质点N(x＝3 m)的振动图像，则Q点(x＝10 m)开始振动时，振动方向为________，从t＝0开始，终过________s，Q点第一次到达波峰。
高三物理一轮复习 题组层级快练42(选修33)热学 第2讲 热力学定律 能的转化和守恒(选修33)
热力学定律能的转化和守恒选择题(其中1－6题，只有一个选项正确，7－13题有多个选项正确)1.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而“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自身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解析转轮转动，机械能增加，必须从外界吸收能量，A、B两项错误；转动叶片从水中吸收能量，水温降低，C选项错误；叶片吸收的热量一部分转化为机械能，D选项正确．答案 D设置目的考查永动机与能量守恒2．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热B．对外界做负功C．分子平均动能减小D．内能增加解析“不计分子间势能”，说明气体可认为理想气体，缓慢放水过程中，压强减小，胎内气体体积增大、温度不变，内能不变，分子平均动能不变，C、D两项错误；由体积增大可知，气体对外界做正功，B选项错误；由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，A选项正确．答案 A设置目的考查内能的决定因素、等温变化、改变内能的方式3.如图所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小解析M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大，A选项正确．答案 A设置目的考查改变内能的方式4.右图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J解析由能量守恒，ΔU＝W＋Q＝－200 J＋800 J＝600 J，内能增加600 J，则温度一定升高．答案 A设置目的考查热力学第一定律5.(2016·河北廊坊)如图所示，在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高．那么弯管中的水将( )A．会不断地流出B．不会流出C．不一定会流出D．无法判断它会不会流出解析因为水滴从弯管管口处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，B项正确．答案 B设置目的考查毛细现象及成因6.在如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用管闩K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开管闩K，从打开管闩到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔE k；大气对液体做功W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3.由功能关系可得：①W1＝0 ②W2－W3＝ΔE k③W2－W3＝Q＝ΔU ④W3－Q＝ΔU.其中正确的是( )A．①②③B．①②④C．②③D．①③解析由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔE k，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，知①②正确．由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q，即ΔU＝W3－Q，即④正确，③错误．综合以上分析可知选项B 正确．答案 B学法指导本题对应做功的表达有W1、W2、W3，但能够改变物体内能的功是W3，其中W1、W2、W3功的代数和为液体外力做的功，对应的应该为液体动能的改变量．从而看出，同样是功，但形成效果不同，在理解基本概念、基本规律时，要注意将看似相同的物理量放在一起，进行比较和鉴别，从而达到认识事物的本质的目的．7．关于一定量的气体，下列叙述正确的是( )A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少解析根据热力学第二定律可知，气体吸收的热量可以完全转化为功，但一定要引起其他的变化，A选项正确；根据热力学第一定律可知，B、C两项错误；根据热力学第一定律可知，若外界对气体做功的同时气体放热，则气体的内能可能减少，D项正确．答案AD设置目的考查对热力学第一、第二定律的理解8．(2015·德州二模)下列说法中正确的是( )A．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，这说明气体分子间有斥力B．物体体积增大时，分子间距增大，分子间势能也增大C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．对物体做功，物体的内能可能减小E．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能答案CD解析用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是由于内外气体的压强差造成的；分子势能随距离增大先减小后增加，再减小；热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，在一定的条件下能从低温物体传递到高温物体；改变内能的方式有做功和热传递；物体中所有分子的热运动动能与所有分子势能的总和叫做物体的内能．A项，用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是由于内外气体的压强差造成的．故A项错误；B项，分子势能随距离增大先减小后增加，再减小，故两个分子的间距减小，分子间的势能可能减小，故B项错误；C项，热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，故C项正确；D项，由ΔU＝W＋Q可知系统吸收热量后，若系统对外做功，则内能不一定增加，故D项正确．E项，物体中所有分子的热运动动能与所有分子势能的总和叫做物体的内能．故E项错误．命题立意本题旨在考查分子间的作用力；物体的内能9．下列说法正确的是( )A．当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关答案ADE设置目的考查晶体和非晶体的物理性质、液体表面张力10．(2014·新课标全国Ⅱ)下列说法正确的是( )A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点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，这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果解析布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由大量花粉分子组成的，所以布朗运动不能反映花粉分子的热运动，A选项错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力，使雨滴表面有收缩的趋势的结果，B选项正确；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，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C选项正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，D选项错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，E 选项正确．答案BCE设置目的考查表面张力、液晶、干湿泡温度计的工作基础11.(2014·山东)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )A．内能增加B．对外做功C．压强增大D．分子间的引力和斥力都增大解析当环境温度升高时，由于气缸导热性能良好，缸内气体的温度升高，内能增加，A选项正确；气缸内气体的压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，可知气缸内气体的压强不变．根据盖·吕萨克定律可知：温度升高，体积增大，则气体对外做功，B选项正确，C 选项错误；理想气体分子间的作用力不计，D选项错误．答案AB设置目的考查热传递、做功、盖·吕萨克定律12．(2014·广东)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A ．体积减小，内能增大B ．体积减小，压强减小C ．对外界做负功，内能增大D ．对外界做正功，压强减小解析 充气袋四周被挤压时，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知气体的内能增大，A 选项正确；气体的内能增大，温度升高，根据气体方程PV T＝c ，气体的压强必定增大，B 选项错误；气体的体积减小，气体对外界做负功，内能增大，C 选项正确，D 选项错误．答案 AC设置目的 考查热力学第一定律、气态方程13．如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )A ．右边气体温度升高，左边气体温度不变B ．左右两边气体温度都升高C ．左边气体压强增大D ．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析 当电热丝通电后，右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，隔板不再平衡，向左移动，右侧气体对左侧气体做功，由于隔板和气缸均绝热，使左侧气体的内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体的压强也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增大了，A 选项错误，B 、C 选项正确；右侧气体对左侧气体做了功，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，D 选项错误．答案 BC。
高中物理选修3-3《热学》复习学案(精品含答案)
第1节分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型．(2)分子的大小①分子直径：数量级是10－10 m；②分子质量：数量级是10－26 kg；③测量方法：油膜法．(3)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝6.02×1023 mol－1.2．分子热运动分子永不停息的无规则运动．(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著．3．分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．二、内能1．分子平均动能(1)所有分子动能的平均值．(2)温度是分子平均动能的标志．2．分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．三、温度1．意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，在1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点作为100 ℃，在0 ℃～100 ℃之间等分100份，每一份表示1 ℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K.(3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即ΔT＝Δt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为T＝t＋273.15.(4)绝对零度(0 K)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．[自我诊断]1．判断正误(1)质量相等的物体含有的分子个数不一定相等．(√)(2)组成物体的每一个分子运动是有规律的．(×)(3)布朗运动是液体分子的运动．(×)(4)分子间斥力随分子间距离的减小而增大，但分子间引力却随分子间距离的减小而减小．(×)(5)内能相同的物体，温度不一定相同．(√)(6)分子间无空隙，分子紧密排列．(×)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解析：选BC.根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、C.3．关于物体的内能，以下说法正确的是( )A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：选 C.不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，A错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，B错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等，D错误，C正确．考点一宏观量与微观量的计算1．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2．宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3．关系(1)分子的质量：m0＝MN A＝ρV mN A.(2)分子的体积：V0＝V mN A＝MρN A.(3)物体所含的分子数：N＝VV m·N A＝mρV m·N A或N＝mM·N A＝ρVM·N A.4．分子的两种模型(1)球体模型直径d＝36Vπ.(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d＝3V0.(常用于气体)对于气体分子，d＝3V0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离．1．(多选)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表示在标准状态下水蒸气的密度，N A表示阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的是( )A．N A＝ρVm B．ρ＝μN A vC．ρ＜μN A v D．m＝μN A解析：选ACD.由于μ＝ρV，则N A＝μm＝ρVm，变形得m＝μN A，故A、D正确；由于分子之间有空隙，所以N A v ＜V ，水的密度为ρ＝μV ＜μN A v ，故C 正确，B 错误．2．(多选)已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1)．下列判断正确的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN A ρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) 解析：选ACD.1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M ，A 正确；同理，1 m 3铜所含的原子数N ＝ρM N A ＝ρN A M ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A(kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝m 0ρ＝M ρN A(m 3)，D 正确． 3．(2016·陕西西安二模)目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2 500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，将二氧化碳分子看成直径为D 的球⎝ ⎛⎭⎪⎫球的体积公式V 球＝16πD 3，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为________．解析：二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ；所含分子数为n ＝m M N A ＝ρV M N A ；变成硬胶体后体积为V ′＝n ·16πD 3＝πρVN A D 36M .答案：πρVN A D 36M在进行微观量与宏观量之间的换算的两点技巧(1)正确建立分子模型：固体和液体一般建立球体模型，气体一般建立立方体模型．(2)计算出宏观量所含物质的量，通过阿伏加德罗常数进行宏观量与微观量的转换与计算．考点二布朗运动与分子热运动1．(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于液体的对流形成的解析：选ACD.扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项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，选项B 错误、选项C正确、选项E错误．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确．2．关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显解析：选 D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，A、B错误．气体分子的运动不是布朗运动，C错误．布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，D正确．3．(多选)下列哪些现象属于热运动( )A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高解析：选ABD.热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误．区别布朗运动与热运动应注意以下两点(1)布朗运动并不是分子的热运动．(2)布朗运动可通过显微镜观察，分子热运动不能用显微镜直接观察．考点三分子力、分子力做功和分子势能分子力和分子势能随分子间距变化的规律如下：[典例] (2016·东北三省三市联考)(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多，分子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂．图示为分子势能与分子间距离的关系图象，用r 0表示分子引力与分子斥力平衡时的分子间距，设r →∞时，E p ＝0，则下列说法正确的是( )A ．当r ＝r 0时，分子力为零，E p ＝0B ．当r ＝r 0时，分子力为零，E p 为最小C ．当r 0＜r ＜10r 0时，E p 随着r 的增大而增大D ．当r 0＜r ＜10r 0时，E p 随着r 的增大而减小E ．当r ＜r 0时，E p 随着r 的减小而增大解析 由E p －r 图象可知，r ＝r 0时，E p 最小，再结合F －r 图象知此时分子力为0，则A 项错误，B 项正确；结合F －r 图象可知，在r 0＜r ＜10r 0内分子力表现为引力，在间距增大过程中，分子引力做负功分子势能增大，则C 项正确，D 项错误；结合F －r 图象可知，在r ＜r 0时分子力表现为斥力，在间距减小过程中，分子斥力做负功，分子势能增大，则E 项正确．答案BCE判断分子势能变化的两种方法(1)利用分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．(2)利用分子势能E p与分子间距离r的关系图线判断如图所示，仅受分子力作用，分子动能和势能之和不变，根据E p变化可判知E k变化．而E p变化根据图线判断．但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆．1．(2016·海口模拟)(多选)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r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变解析：选ACE.由E p－r图可知：在r＞r0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r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故E 正确．2．(2016·山东烟台二模)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A ．分子力先增大，后一直减小B ．分子力先做正功，后做负功C ．分子动能先增大，后减小D ．分子势能先增大，后减小E ．分子势能和动能之和不变解析：选BCE.两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位臵时，分子力为零，之后再靠近分子力表现为斥力且越来越大，A 选项错误；分子力先做正功后做负功，B 选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，C 选项正确、D 选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，E 选项正确．考点四 实验：用油膜法估测分子大小1. 实验原理：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V S 计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．2．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．3．实验步骤：(1)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．(2)往边长为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1n mL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜．(5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝V S ，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10m ，若不是10－10m 需重做实验．4．实验时应注意的事项：(1)油酸酒精溶液的浓度应小于11 000.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓.(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去．大于半个的算一个．5．可能引起误差的几种原因：(1)纯油酸体积的计算引起误差．(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面：①油膜形状的画线误差；②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．1．(2016·湖北三校联考)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_____．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为________ m．(结果保留1位有效数字)解析：(1)依据实验顺序，首先配臵混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为④①②⑤③；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为V＝1 cm3300×50＝SD，其中S＝0.13 m2，故油酸分子直径D＝VS＝1×10－6m3300×50×0.13 m2＝5×10－10m.答案：(1)④①②⑤③(2)5×10－102．(1)现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴．把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S.根据以上数据可估算出油酸分子直径为d＝________；(2)若已知油酸的密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A，油酸的分子直径为d，则油酸的摩尔质量为________．解析：(1)一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为：V1＝nV(m＋n)N，油膜的总面积为8S；则油膜的厚度即为油酸分子直径，即d＝V18S＝nV8S(m＋n)N(2)一个油酸分子的体积：V′＝16πd3，则油酸的摩尔质量为M＝ρNAV′＝16πρN A d3.答案：(1)nV8S(m＋n)N(2)πρN A d363．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则(1)油酸薄膜的面积是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m．(取一位有效数字)解析：(1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S＝115×1 cm2＝115 cm2. (2)一滴油酸酒精溶液的体积：V′＝175mL，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V＝6104V′＝8×10－6 mL.(3)油酸分子的直径：d＝VS＝8×10－12115×10－4m＝7×10－10 m.答案：(1)115±3 (2)8×10－6(3)7×10－10课时规范训练[基础巩固题组]1．(多选)以下关于分子动理论的说法中正确的是( )A．物质是由大量分子组成的B．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C．随分子间距离的增大，分子势能可能先减小后增大D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析：选ACD.物质是由大量分子组成的，A正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B错误；在分子间距离增大时，如果先是分子力做正功，后是分子力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D正确．2．下列叙述正确的是( )A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积C．悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小解析：选A.水的摩尔质量除以水分子的质量就等于阿伏加德罗常数，选项A正确；气体分子间的距离很大，气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的不是气体分子的体积，选项B错误；布朗运动与固体颗粒大小有关，颗粒越大，布朗运动越不明显，选项C错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项D错误．3．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是( )A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能解析：选AD.温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确、B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功、分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误、D正确．4．(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选BD.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，A错误．温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确．布朗运动是由液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，C错误、D正确．5．(多选)下列说法正确的是( )A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大解析：选ACD.根据布朗运动的定义，显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，不是分子运动，是小炭粒的无规则运动．但却反映了小炭粒周围的液体分子运动的无规则性，A正确．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，B错误．由于分子间的距离不确定，故分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，也可能一直增大，C正确．由扩散现象可知，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，D正确．当温度升高时，分子的热运动加剧，但不是物体内每一个分子热运动的速率都增大，E错误．6．如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图线，关于图线下面说法正确的是( )A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线D．当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先减小，后增大解析：选B.在F－r图象中，随着距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力曲线，c为引力曲线，b为合力曲线，故A、C错误，B正确；当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先增大，后减小，故D错误．7．(多选)当两分子间距为r0时，它们之间的引力和斥力大小相等．关于分子之间的相互作用，下列说法正确的是( )A．当两个分子间的距离等于r0时，分子势能最小B．当两个分子间的距离小于r0时，分子间只存在斥力C．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小D．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力一直增大E．在两个分子间的距离由r＝r0逐渐减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大解析：选ACE.两个分子间的距离等于r0时，分子力为零，分子势能最小，选项A正确；两分子之间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力，选项B错误；当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等、方向相反，合力为零，当两个分子间的距离由较远逐渐减小到r＝r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小，表现为引力，选项C正确，D错误；两个分子间的距离由r＝r0开始减小的过程中，分子间作用力的合力一直增大，表现为斥力，选项E正确．8．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)关于油膜面积的测量方法，下列说法中正确的是( )A．油酸酒精溶液滴入水中后，要立刻用刻度尺去量油膜的面积B．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积C．油酸酒精溶液滴入水中后，要立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积D．油酸酒精溶液滴入水中后，要让油膜尽可能散开，等到状态稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，用坐标纸去计算油膜的面积(2)实验中，将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，又测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴，现将1滴溶液滴到水面上，水面上形成0.2 m2的单分子薄层，由此可估算油酸分子的直径d＝________ m.解析：(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液滴在水面上，油膜会散开，待稳定后，再在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜面积，故选D.(2)一滴油酸酒精溶液里含纯油酸的体积V＝1200×150cm3＝10－10m3.油酸分子的直径d＝VS＝10－100.2m＝5×10－10 m.答案：(1)D (2)5×10－10[综合应用题组]9．(多选)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子。
(新课标)2017届高考物理一轮总复习 选修部分 第11章 热学 第3讲 热力学定律与能量守恒随堂集训(选修3-3)
第3讲 热力学定律与能量守恒1.[2015·北京高考]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，其内能可能不变答案 C解析 由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，若物体放出热量，但外界对物体做正功，则ΔU 不一定为负值，即内能不一定减少，故A 项错误；同理可分析出，B 项和D 项错误，C 项正确。
2.[2015·福建高考] 如图，一定质量的理想气体，由状态a 经过ab 过程到达状态b 或者经过ac 过程到达状态c 。
设气体在状态b 和状态c 的温度分别为T b 和T c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac 。
则( )A.T b >T c ，Q ab >Q acB ．T b >T c ，Q ab <Q ac C.T b ＝T c ，Q ab >Q acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac 答案 C解析 由理想气体状态方程知2p 0·V 0T c ＝p 0V 0T a ＝p 0·2V 0T b，故T c ＝T b ；过程ab 和ac 中内能改变量相同，ac 过程气体体积不变，做功为0，W 1＝0，ab 过程气体体积增大，气体对外做功，W 2<0，由热力学第一定律Q ＋W ＝ΔU 知Q ac <Q ab ，选项C 正确。
3.[2015·重庆高考]某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。
若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么( )A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大答案 D解析 中午比清晨时温度高，所以中午胎内气体分子平均动能增大，理想气体的内能由分子动能决定，因此内能增大；车胎体积增大，则胎内气体对外界做功，所以只有D 项正确。
2017届高三物理一轮复习 热学测试卷(选修3-3)
热学一、选择题(共10小题，每题4分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，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．(2015·广东韶关十校联考)关于热现象和热学规律的说法中，正确的是( )A．第二类永动机违背了能量守恒规律B．当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力增大C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能大D．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显解析第二类永动机违背了热力学第二定律，没有违背能量守恒定律，故A项错误；当物体被拉伸时，分子间的斥力减小、引力也减小，但斥力减小得更快，故B项错误；温度是分子平均动能的标志，故温度高的物体分子热运动的平均动能一定大，但内能不一定大，故C 项正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，悬浮在液体中的固体微粒越小，液体分子碰撞的不平衡性越明显，布朗运动越明显，故D项正确．答案CD2．(2016·福建宁德质检)下列物理现象及其原理的叙述正确的是( )A．纤细小虫能停在平静的液面上，是由于受到浮力的作用B．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果C．“破镜不能重圆”，是因为接触部位的分子间斥力大于引力D．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向异性的表现答案 B解析纤细小虫能停在平静的液面上，是由于液体表面张力的作用，A项错误．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果，B项正确．“破镜不能重圆”，是因为再接触部位的分子间距离太大，没有达到分子力的范围，C项错误．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是非晶体各向同性的表现，D项错误．3．(2015·南平综测)分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的是( )A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大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，是液体分子无规则热运动的反映；分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，且斥力减小或增大比引力变化要快些．A项，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，悬浮颗粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故A 项错误；B 项，分子间距离越大，分子间的引力和斥力越小，但合力不一定减小；当分子间距大于平衡距离时，分子间距离越大，达到最大分子力之前，分子力越来越大，故B 项错误；C 项，一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多；故C 项正确；D 项，气体从外界吸收热量，若同时对外做功，则内能可能不变，也可能减小，故D 项错误．答案 C命题立意 本题旨在考查分子动理论的基本知识和热力学第一定律4．一定质量的气体，保持体积不变，当它的温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强( )A ．改变为原来的12B ．改变为原来的2倍C ．改变为原来的100273D ．改变为原来的473373解析 根据查理定律一定质量的气体，保持体积不变，温度升高时气体的压强跟它的热力学温度成正比，即p 1T 1＝p 0T 0，初状态T 0＝(273＋100) K ＝373 K ，末状态T 1＝(273＋200) K ＝473 K ；所以得p 1p 0＝T 1T 0＝473373，即温度从100 ℃升高到200 ℃时，它的压强改变为原来的473373，故正确的选项为D ，A 、B 、C 选项都错误．答案 D5．(2016·河北沧州五校联考)一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B ，气体的压强随热力学温度的变化如图所示，则此过程( )A ．气体的密度增大B ．外界对气体做功C ．气体从外界吸收了热量D ．气体分子的平均动能增大解析 由图像可得：从状态A 到状态B ，该理想气体做等温变化，而压强变大，由理想气体状态方程pV T ＝C ，知气体的体积V 减小，由密度公式ρ＝m V，故气体的密度增大，A 项正确；温度是分子平均动能的标志，温度不变，气体分子的平均动能不变，D 项错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度不变，内能不变，而体积减小，则外界对气体做功，由热力学第一定律可知，该气体要放热，故B 项正确，C 项错误．答案 AB6．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )A．一定是非晶体B．可能具有确定的熔点C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形D．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质解析判断固体物质是晶体还是非晶体，要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体与多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性．导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此，A选项不正确；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体外形是否规则不是判断是不是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此，C选项错误；因为单晶体一定具有各向异性的物理性质，所以，D选项正确．答案BD7．关于空气湿度，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．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比解析在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，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项错误；在一定气温条件下，大气中相对湿度越小，水汽蒸发也就越快，人就越感到干燥，故当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，但绝对湿度不一定小，故B项正确；绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水的蒸汽压来表示，故C项正确；相对湿度为某一被测蒸汽压与相同温度下的饱和气压的比值的百分数，相对湿度则给出大气的潮湿程度，而不是水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比，故D项错误．答案BC8．根据你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．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%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 项正确；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 项错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，机械总要消耗能量，C 项正确；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 项错误．答案 AC9．(2015·河北唐山模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是( )A ．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B ．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C ．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D ．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变解析 若单位体积内分子个数不变即气体体积不变，当分子热运动加剧即气体温度升高时，由理想气体状态方程知压强一定变大，A 项正确，B 项错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，C 项正确，D 项错误．答案 AC10.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小解析 外界温度降低，泡内气体体积减小，根据pV T＝C 知：泡内气体压强可能增大，液柱上升，内外液柱高度差变大，外界大气压增大，选项A 正确；由pV T＝C 可知，当T 增大V 减小，则p 一定增大，而液柱上升，说明外界大气压增大，选项B 、C 错误；被封闭气体温度不变，液柱升高，气体体积减小，由pV ＝C ，可知气体压强增大，则外界压强一定增大，选项D 错误．答案 A二、实验题(20分)11.(10分)在“用油膜法测分子大小”的实验中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸体积占溶液总体积的百分比为k.在量筒中滴入N 滴油酸酒精溶液．读出总体积为V.现将一滴这样的溶液滴在水面上，其散开的油膜在带有方格的玻璃板上描绘的图形如图所示．已知玻璃板上每小方格的长和宽均为a.由此计算油膜的面积为________，油酸分子的直径为d ＝________．解析 油膜面积约占26小格，每个方格的面积为a 2，则油酸膜的面积约为S ＝26a 2.一滴纯油酸的体积为V 0＝V N k ，则油酸分子的直径为d ＝V 0S ＝kV 26Na2. 答案 26a 2 kV26Na2 12．(10分)有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值．缓慢推动活塞，在使注射器内空气柱逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机．实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p －1/V 图线．(1)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是________________________________________________________________________；(2)根据(1)中的回答，说明减小误差应采取的措施：________________________________________________________________________.解析 (1)通过图像分析发现斜率k 在减小，即pV 的乘积在变小，根据理想气体状态方程公式pV T＝C ，由于pV 减小，故可能是T 减小，也可能是C 减小，即气体质量减小． (2)根据理想气体状态方程公式pV T＝C ，要保持温度T 恒定，还要保持质量恒定，即不能漏气． 答案 (1)实验时环境温度降低了[或：实验时注射器内的空气向外发生了泄漏](2)保持实验环境不变[或：给活塞涂润滑油，增加密闭性]三、计算简答题(40分)13．(8分)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A ，已知1克拉＝0.2克．用以上所给物理量表达每个钻石分子的直径 (单位为m)．解析 a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为N ＝nN A ＝0.2aN A M，钻石的摩尔体积为V m ＝M×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V m N A ＝M×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π(d 2)3，联立解得d ＝36M×10－3N A ρπ m答案 36M×10－3N A ρπm 14．(8分)(2015·青岛统一检测)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm3的气泡．气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变．(1)气泡在上升的过程中，气体吸热还是放热？请简述理由． (2)气泡到达湖面时的体积多大？解析 (1)因为湖水的温度不变，所以ΔU 等于0，又因为气体的体积逐渐增大，所以对外做功，W 为负值，所以Q 为正值，即气体吸收热量，对外做功，内能不变；(2)初态为：p 1＝p 0＋ρgh＝2×105 Pa ，V 1＝1 cm 3末态为：p 2＝1×105 Pa ，V 2由玻意耳定律，得p 1V 1＝p 2V 2解得V 2＝2 cm 3答案 (1)气体吸热、原因见解析 (2)2 cm 3命题立意 本题旨在考查理想气体的状态方程、热力学第一定律15．(12分)(2015·宿迁市三校检测)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 ，试求：(1)气体在状态C 时的温度T C .(2)若气体在AB 过程中吸热1 000 J ，则在AB 过程中气体内能如何变化？变化了多少？解析 (1)D→A 为等温线，则T A ＝T D ＝300 K ，C 到D 过程由盖·吕萨克定律，得V C T C ＝V D T D所以T C ＝375 K(2)A 到B 过程压强不变，由W ＝p ΔV ＝2×105×3×10－3＝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答案 (1)375 K (2)400 J命题立意 本题旨在考查理想气体的状态方程16．(12分)(2015·大庆实验中学三模)(10分)一根两端开口、粗细均匀的长直玻璃管横截面积为S ＝2×10－3 m 2，竖直插入水面足够宽广的水中．管中有一个质量m ＝0.6 kg 的活塞，封闭一段长度L 0＝66 cm 的气体，如图．开始时，活塞处于静止状态，不计活塞与管壁间的摩擦．已知外界大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度g＝10 m/s 2.求：(1)开始时封闭气体的压强；(2)现保持管内封闭气体温度不变，用竖直向上的力F 缓慢地拉动活塞．当活塞上升到某一位置时停止移动，此时F ＝8 N ，则这时管内外水面高度差为多少；(3)在第(2)小问情况下管内的气柱长度．解析 (1)当活塞静止时p 1＝p 0＋mg S＝1.03×105 Pa (2)当F ＝8 N 时，有p 2S ＋F ＝mg ＋p 0S得p 2＝p 0＋mg －F S＝0.99×105 Pa Δh ＝p 0－p 2ρg＝10 cm (3)由玻意耳定律p 1L 1S ＝p 2L 2S得L 2＝68.67 cm答案 (1)1.03×105 Pa (2)10 cm (3)68.67 cm命题立意 本题旨在考查理想气体的状态方程。
高考物理一轮复习备考演练 选修3-3 第3章 热力学定律与能量守恒
2013届高考物理一轮复习备考演练选修3-3 第3章热力学定律与能量守恒对应学生用书P3051．二氧化碳是导致“温室效应”的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术。
在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中( )．A．封闭气体对外界做正功B．封闭气体向外界传递热量C．封闭气体分子的平均动能增大D．封闭气体从外界吸收热量解析因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变，C错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，A错误；由热力学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，B正确．答案 B图1－3－62．(2011·上海浦东二模)如图1－3－6所示中汽缸内盛有一定量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气．现将活塞杆与外界连接并使之缓慢地向右移动．这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是( )．A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外作功，但此过程不违反热力学第二定律D．A、B、C三种说法都不对答案 C3．如图1－3－7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( )．图1－3－7A．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解析由热力学第二定律可知，热量不能自发地由低温物体传给高温物体，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，需要压缩机工作并消耗电能．答案 B图1－3－84．我国神七航天员的漫步太空已变成现实．神七航天漫步太空，此举震撼世界，意义重大无比．其中，飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图1－3－8所示，两个相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换．打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则( )．A．气体体积膨胀，对外做功B．气体分子势能减少，内能增加C．体积变大，温度降低D．B中气体不可能自发地全部退回到A中解析当阀门K被打开时，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，则A选项是错误的；又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，则气体的温度也不变，则选项A、B、C错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不能自发地全部回到A中，故D正确．答案 D5．(2011·江西重点盟校二次联考，33)(1)下列说法正确的是________．A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该种气体分子的大小B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．分子间的引力随分子间距离的增大而增大，分子间的斥力随分子间距离的增大而减小D．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体图1－3－9(2)如图1－3－9所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2 m，活塞面积10 cm2，大气压强1.0×105Pa，物重50 N，活塞质量及一切摩擦不计，缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60 J的热量，则封闭气体的压强将________(选填“增加”、“减小”或“不变”)，气体内能变化量为________J.解析 (1)由于气体分子间距离大，所以不能估算分子大小，A 错．布朗运动的显著程度与温度和颗粒大小有关，B 正确．分子引力和斥力都是随分子间距离的增大而减小的，则C 错．热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故D 错．(2)此时气体压强p ＝p 0－G S恒定．由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝－p ΔV ＋Q ＝50 J.答案 (1)B (2)不变 506．(1)当密闭在气球内的空气(可视为理想气体)温度缓慢升高时________．A ．气体分子的体积增大B ．气体分子的动能增大C ．气体分子的平均动能增大D ．单位体积内分子数增多(2)若只对一定质量的理想气体做1 500 J 的功，可使其温度升高5 K ．若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高 5 K ，那么气体应吸收________ J 的热量．如果对该气体做了2 000 J 的功，使其温度升高了5 K ，表明在该过程中，气体还________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.答案 (1)C (2)1 500 放出 5007．(1)第一类永动机不可能制成是因为其违反了________________，第二类永动机不可能制成是因为其违反了_____________________________________________________．(2)在一个大气压下，水在沸腾时，1 g 水吸收2 263.8 J 的热量后由液态变成同温度的气态，其体积由1.043 cm 3变成1 676 cm 3，求：①1 g 水所含的分子个数；②体积膨胀时气体对外界做的功；③气体的内能变化．(大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的摩尔质量为M ＝18 g/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1) 解析 (2)①1 g 水所含的分子个数为n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫118×6×1023＝3.3×1022(个)． ②气体体积膨胀时对外做的功为W ＝p 0×ΔV ＝105×(1 676－1.043)×10－6J ＝167.5 J. ③根据热力学第一定律有：ΔU ＝W ＋Q ＝(2 263.8－167.5) J ＝2 096.3 J.答案 (1)能量守恒定律 热力学第二定律(2)①3.3×1022 ②167.5 J ③增加 2 096.3 J8．(1)下列说法正确的是 ( )．A ．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B ．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C ．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D ．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同(2)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功 1.7×105J ，气体内能减少1.3×105 J ，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________ J ．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了5.0×105 J 的功，同时吸收了6.0×105 J 的热量，则此过程中，气体内能增加了________ J解析 (1)布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，并不是指颗粒分子的运动，所以A 错误．热能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，所以B 错误．知道摩尔质量和密度可求摩尔体积，求不出阿伏加德罗常数，所以C 错误．内能不同的物体它们分子运动的平均动能可能相同，因为只要物体的温度相同，分子平均动能就相同，所以D 项正确．(2)根据热力学第一定律得：W ＝1.7×105 J ，ΔU ＝－1.3×105 J ，代入ΔU ＝W ＋Q 可得，Q ＝－3.0×105 J ，Q 为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×105 J ；同理W ＝－5×105 J ，Q ＝6×105 J ，ΔU ＝W ＋Q ＝1.0×105 J ，即内能增加了1.0×105 J.答案 (1)D (2)放出 3.0×105 1.0×1059．(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 ( )．A ．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B ．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体C ．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J ，若空气向外界放出热量1.5×105 J ，则空气内能增加5×104 JD ．一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小，压强越小(2)1 mL 水用注射器能滴50滴，水的密度ρ＝103 kg/m 3，则1滴水中有多少个水分子？(阿伏加德罗常数N A ＝6.02×10－23 mol －1) 解析 (1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的，而教室内粉尘颗粒杂乱无章的运动是由于空气流动引起的，A 项错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体，例夏天空调工作时，不断地将热量从低温的室内传到高温的室外，B 项错误；根据热力学第一定律可知，C 项正确；根据pV T＝恒量可知，对于一定质量的气体，温度不变，体积越小，压强越大，D 项错误．(2)1滴水的体积为V ＝1×10－650m 3＝2×10－8 m 3 1滴水的质量为m ＝V ρ＝2×10－8×103 kg ＝2×10－5 kg所以1滴水中水分子的个数为n ＝m m mol N A ＝2×10－518×10－3×6.02×1023＝6.69×1020个． 答案 (1)C (2)6.69×1020个10．(2011·泉州适应考)(1)关于分子动理论，下列说法正确的是________．A ．对气体加热，气体内能一定增加B ．布朗运动指的是悬浮颗粒在液体中的无规则运动C ．物体的温度升高，物体中所有分子的动能都会增加D ．物体内部分子间距增加时，分子引力比分子斥力减小得快(2)一根粗细均匀、足够长的玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口，一段水银柱封闭着一定质量的理想气体，此时气体温度为27 ℃，现使气体温度升高到127 ℃.则________．A ．气体的压强增加B ．气体的压强减小C ．气体的初态和末态体积之比为3∶4D ．气体的初态和末态体积之比为27∶127答案 (1)B (2)C11．如图1－3－10所示，图1－3－10A 、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？解析 (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 ′＝43V 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．答案 (1)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。
一轮复习教师用书选修3-3-热学(81页)
一轮复习教师用书选修3-3-热学(81页)考点内容要求命题规律复习策略分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ(1)以选择题的形式考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、热力学第二定律的理解等；(2)以计算和问答题的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等；(3)考查油膜法测分子直径的实验原理、操作步骤和数据处理(1)建立宏观量和微观量的对应关系，如分子动能与温度相对应，分子势能与体积相对应，物体的内能与温度、体积、物质的量相对应等；(2)强化基本概念与基本规律的理解和记忆；(3)建立统计的观点；(4)理解热力学第一定律和第二定律，会进行简单的计算和分析阿伏加德罗常数Ⅰ气体分子运动速率的统计分布Ⅰ温度是分子平均动能的标志、内能Ⅰ固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ液晶的微观结构Ⅰ液体的表面张力现象Ⅰ气体实验定律Ⅰ理想气体Ⅰ饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压Ⅰ相对湿度Ⅰ热力学第一定律Ⅰ能量守恒定律Ⅰ热力学第二定律Ⅰ知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位。
包括摄氏度(℃)、标准大气压Ⅰ实验：用油膜法估测分子的大小第1课时分子动理论内能关系：T＝t＋273.15 K。
3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。
(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。
(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。
4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。
(2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。
5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量。
(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。
思维深化判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
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热力学定律 能的转化和守恒选择题(其中1－6题，只有一个选项正确，7－13题有多个选项正确)1.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而“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自身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解析 转轮转动，机械能增加，必须从外界吸收能量，A、B两项错误；转动叶片从水中吸收能量，水温降低，C选项错误；叶片吸收的热量一部分转化为机械能，D选项正确．答案 D设置目的 考查永动机与能量守恒2．给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体( )A．从外界吸热 B．对外界做负功C．分子平均动能减小 D．内能增加解析 “不计分子间势能”，说明气体可认为理想气体，缓慢放水过程中，压强减小，胎内气体体积增大、温度不变，内能不变，分子平均动能不变，C、D两项错误；由体积增大可知，气体对外界做正功，B选项错误；由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，A选项正确．答案 A设置目的 考查内能的决定因素、等温变化、改变内能的方式3.如图所示为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( )A．外界对气体做功，气体内能增大B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大D．气体对外界做功，气体内能减小解析 M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大，A选项正确．答案 A设置目的 考查改变内能的方式4.右图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800 J，同时气体向外界放热200 J，缸内气体的( )A．温度升高，内能增加600 J B．温度升高，内能减少200 JC．温度降低，内能增加600 J D．温度降低，内能减少200 J解析 由能量守恒，ΔU＝W＋Q＝－200 J＋800 J＝600 J，内能增加600 J，则温度一定升高．答案 A设置目的 考查热力学第一定律5.(2016·河北廊坊)如图所示，在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高．那么弯管中的水将( )A．会不断地流出 B．不会流出C．不一定会流出 D．无法判断它会不会流出解析 因为水滴从弯管管口处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，B项正确．答案 B设置目的 考查毛细现象及成因6.在如图所示的两端开口的“U”形管中，盛有同种液体，并用管闩K将液体隔成左、右两部分，左边液面比右边液面高．现打开管闩K，从打开管闩到两边液面第一次平齐的过程中，液体向外放热为Q，内能变化量为ΔU，动能变化量为ΔE k；大气对液体做功W1，重力做功为W2，液体克服阻力做功为W3.由功能关系可得：①W1＝0 ②W2－W3＝ΔE k ③W2－W3＝Q＝ΔU ④W3－Q＝ΔU.其中正确的是( )A．①②③ B．①②④C．②③ D．①③解析 由动能定理可知W2－W3＋W1＝ΔE k，其中W1＝p·ΔV左－p·ΔV右＝0，知①②正确．由热力学第一定律知ΔU＝W＋Q，即ΔU＝W3－Q，即④正确，③错误．综合以上分析可知选项B正确．答案 B学法指导 本题对应做功的表达有W1、W2、W3，但能够改变物体内能的功是W3，其中W1、W2、W3功的代数和为液体外力做的功，对应的应该为液体动能的改变量．从而看出，同样是功，但形成效果不同，在理解基本概念、基本规律时，要注意将看似相同的物理量放在一起，进行比较和鉴别，从而达到认识事物的本质的目的．7．关于一定量的气体，下列叙述正确的是( )A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少解析 根据热力学第二定律可知，气体吸收的热量可以完全转化为功，但一定要引起其他的变化，A选项正确；根据热力学第一定律可知，B、C两项错误；根据热力学第一定律可知，若外界对气体做功的同时气体放热，则气体的内能可能减少，D项正确．答案 AD设置目的 考查对热力学第一、第二定律的理解8．(2015·德州二模)下列说法中正确的是( )A．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，这说明气体分子间有斥力B．物体体积增大时，分子间距增大，分子间势能也增大C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．对物体做功，物体的内能可能减小E．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能答案 CD解析 用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是由于内外气体的压强差造成的；分子势能随距离增大先减小后增加，再减小；热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，在一定的条件下能从低温物体传递到高温物体；改变内能的方式有做功和热传递；物体中所有分子的热运动动能与所有分子势能的总和叫做物体的内能．A项，用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是由于内外气体的压强差造成的．故A项错误；B 项，分子势能随距离增大先减小后增加，再减小，故两个分子的间距减小，分子间的势能可能减小，故B项错误；C项，热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，故C项正确；D项，由ΔU＝W＋Q可知系统吸收热量后，若系统对外做功，则内能不一定增加，故D项正确．E项，物体中所有分子的热运动动能与所有分子势能的总和叫做物体的内能．故E项错误．命题立意 本题旨在考查分子间的作用力；物体的内能9．下列说法正确的是( )A．当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小B．玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点D．当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其他分子作用力的合力总是指向液体内部E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关答案 ADE设置目的 考查晶体和非晶体的物理性质、液体表面张力10．(2014·新课标全国Ⅱ)下列说法正确的是( )A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点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，这是湿泡外纱布中水蒸发吸热的结果解析 布朗运动是悬浮在水中花粉的无规则运动，由于花粉是由大量花粉分子组成的，所以布朗运动不能反映花粉分子的热运动，A选项错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力，使雨滴表面有收缩的趋势的结果，B选项正确；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，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，C选项正确；高原地区水的沸点较低，这是高原地区气压较低的缘故，D选项错误；干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，E选项正确．答案 BCE设置目的 考查表面张力、液晶、干湿泡温度计的工作基础11.(2014·山东)如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体( )A．内能增加 B．对外做功C．压强增大 D．分子间的引力和斥力都增大解析 当环境温度升高时，由于气缸导热性能良好，缸内气体的温度升高，内能增加，A选项正确；气缸内气体的压强等于大气压与活塞重力产生的压强之和，可知气缸内气体的压强不变．根据盖·吕萨克定律可知：温度升高，体积增大，则气体对外做功，B选项正确，C选项错误；理想气体分子间的作用力不计，D选项错误．答案 AB设置目的 考查热传递、做功、盖·吕萨克定律12．(2014·广东)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A．体积减小，内能增大 B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大 D．对外界做正功，压强减小解析 充气袋四周被挤压时，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律得知气体的内能增大，A选项正确；气体的内能增大，温度升高，根据气体方程＝c，气体的压强必定增大，B选项错误；气体的体积减小，气体对外界做负功，内能增大，C选项正确，D选项错误．答案 AC设置目的 考查热力学第一定律、气态方程13．如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝．气缸壁和隔板均绝热．初始时隔板静止，左右两边气体温度相等．现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源．当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比( )A．右边气体温度升高，左边气体温度不变B．左右两边气体温度都升高C．左边气体压强增大D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量解析 当电热丝通电后，右边气体吸收热量后，温度升高，压强增大，隔板不再平衡，向左移动，右侧气体对左侧气体做功，由于隔板和气缸均绝热，使左侧气体的内能增加，温度升高，体积减小，因此左侧气体的压强也增大，当隔板再次平衡时两边压强均增大了，A选项错误，B、C选项正确；右侧气体对左侧气体做了功，根据热力学第一定律ΔU ＝W＋Q得右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量，右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功，D选项错误．答案 BC。