1、热力学定律一、单选题（本大题共5小题）1.1.一定质量的理想气体分子力不计，体积由V膨胀到，如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为，传递热量的值为，内能变化为，如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为，传递热量的值为，内能变化为，则 A. ，12 B. W1W2，Q1Q2，12C. W1W2，Q1Q2，12 D. W1W2，Q1Q2，12【答案】B【解析】【分析】根据两种情况列出热力学第一定律的表达式，注意两次变化的体积变化相同，因此气体对外做功相同，根据温度的变化判断内能的变化，然后进一步比较吸热、放热情况。【详解】第一种情况，根据理想气体状态方程，可知，气体压强不变，体积增大，因此
2、温度升高，U10，根据热力学第一定律有：U1=Q1-W1；第二种情况，气体等温变化，U2=0，根据热力学第一定律有：U2=Q2-W1，第二中情况下，压强减小，体积变化相同，因此W1W2，且U1U2=0，因此Q1Q2，故B正确，ACD错误。【点睛】本题主要考查学生对能量守恒的正确理解和应用，必须注意在应用热力学第一定律时公式中各物理量的意义和条件。2.2.下列各事例中通过热传递改变物体内能的是A. 车床上车刀切削工件后发热 B. 擦火柴时火柴头温度升高C. 用肥皂水淋车刀后车刀降温 D. 搓搓手就会觉得手发热【答案】C【解析】试题分析：车床上车刀切削工件后发热、擦火柴时火柴头温度升高、搓搓手就会
3、觉得手发热都是通过做功改变内能的，ABD错；故选C考点：考查改变内能的方式点评：难度较小，改变内能的两种方式：做功和热传递3.3.下列说法正确的是A. 热量不可能从低温物体传到高温物体B. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D. 理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型【答案】D【解析】【详解】热量可能从低温物体传到高温物体，故A错误；悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了液体分子的热运动，故B错误；气体压强是分子对容器的碰撞引起的，与分子数密度和分子热运动的平均动能有关，故C错误；理想气体实际上并不存在，只是一种理想化的物理模型，故D正
4、确。所以D正确，ABC错误。4.4.关于能量转化与守恒的理解，下列说法中正确的是A. 凡是能量守恒的过程就一定会发生B. 摩擦生热的过程是不可逆过程C. 热传递的过程不存在方向性D. 由于能量的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机【答案】B【解析】凡是能量守恒的过程可能发生能量的转化，也可能发生能量的转移不符合题意摩擦生热的过程是不可逆的例如钻木取火，不能用火得到木头符合题意热传递是有方向性的，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，或从温度高的部分传向温度低的部分不符合题意由于能量转移或转化是有方向性的，虽然能量守恒，但是还会产生能源危机不符合题意故选B点睛：掌握能量守恒定律：能不
5、会创生，也不会消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能总量保持不变5.5.下列关于能量转化或转移过程的说法中正确的是A. 所有能量守恒的过程都能自发地进行B. 摩擦生热的过程是不可逆过程C. 空调机既能致热又能致冷，说明热传递不存在方向性D. 能的转化过程符合能量守恒定律，因此不会发生能源危机【答案】B【解析】并非所有能量守恒的过程都能自发的进行，如在引起其它变化的情况下，热量才可以从低温向高温传递，A错误；气体自由膨胀的过程是不可逆过程，B正确；热传递在自发进行时有方向性，总是从高温物体传递到低温物体，C错误；能的转化过程虽然符合能量守恒定
6、律，但是在转化过程中存在着“能量耗散”和“品质降低”，能量向品质低的大气内能转化，不能再重复利用，因此要节约能源，D错误二、多选题（本大题共4小题）6.6.下列说法中正确的是A. 分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零B. 布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著C. 在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加D. 一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多E.
7、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降【答案】CDE【解析】设分子平衡距离为，分子距离为r当，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，A错误；布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，B错误；夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故，与外界无热交换，故，根据热力学第一定律公式，
8、房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，C正确；由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，D正确；当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，这一短暂过程中气体与外界热量交换很少，根据热力学第一定律气体内能是减少，温度降低，E正确7.7.下列说法正确的是A. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大B. 当分子间的距离减小时，分子间作用力的合力也减小，分子势能增大C. 布朗运动就是液体分子的无规则运动D. 热量可以从低温物体传到高温物体E. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热【答案】ADE【解析】表
9、面张力产生的原因是由于表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，故A正确；当分子间的距离减小时，分子间作用力可能先增大后减小，故B错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的体现，故C错误；热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，在特定条件下热量会由低温物体传递给高温物体，如电冰箱中热量会由低温物体传递给高温物体，故D正确；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由可知温度升高，则内能增加，根据热力学第一定律得知气体一定吸热，故E正确。所以ADE正确，BC错误。8.8.下列说法正确的是A. 气体吸热后温度一定升高B. 热量不一定从内能多的物体传递到内能少的物
10、体上C. 一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比D. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也在不断减小E. 液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离【答案】BCE【解析】A、气体吸热同时气体对外做功，气体的温度不一定升高，故A错误；B、热量总是从高温物体传向低温物体，跟内能多少无关，所以热量不一定从内能多的物体传递到内能少的物体上，故B正确；C、一定质量的理想气体在体积不变的情况下，根据理想气体方程可知压强p与热力学温度T成正比，故C正确；D、分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，当分子力表现为斥力时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能随分子
11、间的距增大而减小，当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能随分子间的距增大而增大，故D错误；E、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，故E正确；故选BCE。9.9.下列说法正确的是A. 液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动B. 液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性C. 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E. 一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能增大【答案】BCE【解析】布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分
12、子的无规则运动，故A错误液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性，在显示器等方面有着广泛应用，故B正确；当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，故C正确；在引起其他变化的情况下，热量可以从低温物体传递到高温物体，故D错误一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体的温度一定升高，故气体分子的平均动能增大；故E正确；故选BCE.三、填空题（本大题共1小题）10.10.一定质量的理想气体压强p与摄氏温度t的关系如图所示，气体从状态A变到状态B，则气体在状态A的体积_选填“”、“”或“”在状态B的体积；此过程中，气体做功的绝
13、对值为W，内能变化量的绝对值为，则气体与外界之间传递的热量为_【答案】 (1). (2). 【解析】试题分析：据A，B两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体积变化，斜率越大，体积越小B与绝对零度-273连线的斜率小于A与绝对零度-273连线的斜率，则B状态气体的体积大于A状态气体的体积，根据热力学第一定律可得四、计算题（本大题共3小题）11.11.如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为，经历的过程，整个过程中对外界放出热量。求该气体在过程中对外界所做的功。【答案】138.6J【解析】整个过程中，外界对气体做功W=WAB+WCA，且WCA=pA（VCVA）由热力学第一定律U=Q+W，得
14、WAB=（Q+WCA）代入数据得WAB=138.6 J，即气体对外界做的功为138.6 J12.12.绝热气缸倒扣在水平地面上，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为G的重物，活塞重为G0，活塞的截面积为S，开始时封闭气柱的高为h，气体的温度为T1，大气压强为p0现给电热丝缓慢加热，若气体吸收热量Q时，活塞下降了h，求：气体的温度升高多少；气体的内能增加多少？【答案】T1 【解析】试题分析：加热过程气体发生等压变化，求出气体初末状态参量，应用盖吕萨克定律可以求出末状态的温度应用热力学第一定律可以求出气体内能的增加量气体初状态的参量为：；气体末状态参量
15、为：气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：解得：故气体的温度升高封闭气体的压强为：加热过程气体对外做功为：由热力学第一定律得：【点睛】本题考查了求气体的温度、考查了热力学第一定律的应用，知道气体发生等压变化，求出气体的状态参量，应用盖吕萨克定律即可求出气体的温度；应用热力学第一定律求内能的变化量时要注意各量正负号的含义13.13.一个水平放置的气缸，由两个截面积不同的圆筒联接而成活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动、B的截面积分别为，A、B之间封闭着一定质量的理想气体，两活塞外侧的左方和B的右方是压强为的大气当气缸内气体温度为时两活塞静止于如图所示的位置现使气缸内
16、气体的温度缓慢下降，当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒连接处？若在此变化过程中气体共向外放热500J，求气体的内能变化了多少？【答案】（1）300K （2）200J【解析】试题分析：对活塞受力分析，活塞向右缓慢移动过程中，气体发生等压变化由盖吕萨克定律有代人数值，得T2=300 K时活塞A恰好移到两筒连接处活塞向右移动过程中，外界对气体做功W=P03L（SASB）=1105305（410-3210-3）J=300J由热力学第一定律得U=W+Q=300500J=-200J即气体的内能减少200J考点：盖吕萨克定律；热力学第一定律【名师点睛】利用气态方程解题关键是气体状态要明确，求出各个状态的温度、压强、体积然后列气体状态方程即可求解，尤其注意气体压强的求法。