2022届高考物理一轮总复习检测：第十二章 第1课时 分子动理论 热力学定律 Word版含答案

1.分子动理论的基本观点和试验依据Ⅰ
2．阿伏加德罗常数Ⅰ
3．气体分子运动速率的统计分布Ⅰ
4．温度、内能Ⅰ
5．固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ
6．液晶的微观结构Ⅰ
7．液体的表面张力现象Ⅰ
8．气体试验定律Ⅰ
9．抱负气体Ⅰ
10．饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压Ⅰ
11．相对湿度Ⅰ
12．热力学第肯定律Ⅰ
13．能量守恒定律Ⅰ
14．热力学其次定律Ⅰ
15．中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压Ⅰ
试验十三：用油膜法估测分子的大小
1．在本章的考查中，题型涉及选择、填空和计算．考查学问点掩盖全面，突出几个重点，以近几年考查状况来看，气体试验定律、热力学定律往往作为考查的重点．
2．分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算．
3．内能的变化及转变内能的物理过程以及气体压强的打算因素．
4．抱负气体状态方程和用图象表示气体状态的变化．
5．热现象试验与探究过程的方法．
6．热力学定律应用及两类永动机的理解．
7．关注新情景题目的设置，试题多以科技前沿、社会热点及与生产生活联系的问题为背景来考查热学学问在实际中的应用．
一、分子动理论
1．物体是由大量分子组成的．
(1)多数分子大小的数量级为10－10m.
(2)一般分子质量的数量级为10－26 kg.
2．分子永不停息地做无规章热运动．
(1)集中现象：由于分子的无规章运动而产生的物质迁移现象．温度越高，集中越快．
(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规章运动．布朗运动反映了液体内部的分子的无规章运动．颗粒越小，运动越明显；温度越_高_，运动越猛烈．
3．分子间存在着相互作用力．
(1)分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．
(2)引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快．
二、内能热力学定律
1．物体内能的转变
(1)做功是其他形式的能与内能的相互转化过程，内能的转变量可用做功的数值来量度．
(2)热传递是物体间内能的转移过程，内能的转移量用热量来量度．
2．热力学第肯定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．
(2)表达式：ΔU＝Q＋W．
3．能量守恒定律
(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．
(2)任何违反能量守恒定律的过程都是不行能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不行能制成的．
4．热力学其次定律
(1)两种表述．
①第一种表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体(克劳修斯表述)．
②其次种表述：不行能从单一热库吸取热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(开尔文表述)．
(2)其次类永动机是指设想只从单一热库吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其他影响的热机．这类永动机不行能制成的缘由是违反了热力学其次定律．
1．布朗运动不是分子的运动．(√)
2．分子间斥力随分子间距离的增大而增大．(×)
3．－33 ℃＝240 K．(√)
4．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．(√)
5．内能相同的物体，它们的分子平均动能肯定相同．(×)
6．分子间距为r0时，分子间无相互作用．(×)
7．物体吸取热量，同时对外做功，内能可能不变．(√)
8．绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能削减．(×) 9．自由摇摆的秋千摇摆幅度越来越小，能量并没有消逝．(√)
10．热量不行以从低温物体传到高温物体．(×)
1．(多选)(2021·课标全国II卷)关于集中现象，下列说法正确的是()
A．温度越高，集中进行得越快
B．集中现象是不同物质间的一种化学反应
C．集中现象是由物质分子无规章运动产生的
D．集中现象在气体、液体和固体中都能发生
E．液体中的集中现象是由于液体的对流形成的
解析：依据分子动理论，温度越高，集中进行得越快，故A正确；集中现象不是化学反应，故B错误；集中现象是由物质分子无规章运动产生的，故C正确；集中现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的集中现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规章运动产生的，故E错误．答案：ACD
2．(2021·重庆卷)某驾驶员发觉中午时车胎内的气压高于早晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为抱负气体，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
解析：对车胎内的抱负气体分析知，体积增大为气体对外做功，体积增大，
由PV
T
＝C得温度上升，内能增大，故选项D正确．
答案：D
3．(多选)(2022·课标全国Ⅰ卷)关于热力学定律，下列说法正确的是()
A．气体吸热后温度肯定上升
B．对气体做功可以转变其内能
C．抱负气体等压膨胀过程肯定放热
D．热量不行能自发地从低温物体传到高温物体
E．假如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
解析：依据热力学定律，气体吸热后假如对外做功，则温度不肯定上升，说法A错误．转变物体内能的方式有做功和传热，对气体做功可以转变其内能，说
法B正确．抱负气体等压膨胀对外做功，依据pV
T
＝恒量知，膨胀过程肯定吸热，说法C错误．依据热力学其次定律，热量不行能自发地从低温物体传到高温物体，说法D正确．两个系统达到热平衡时，温度相等，假如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，说法E 正确．故选B、D、E.
答案：BDE
4．(2022·太原模拟)如图所示，肯定质量的抱负气体由状态a沿abc变化到状态c，吸取了340 J的热量，并对外做功120 J．若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，则这一过程中气体______(填“吸取”或“放出”)热量______ J.
解析：对该抱负气体由状态a沿abc变化到状态c，由热力学第肯定律可得ΔU ＝Q＋W＝340 J＋(－120 J)＝220 J，即从状态a到状态c，抱负气体的内能增加了220 J；若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40 J，此过程抱负气体的内能还是增加220 J，所以可以判定此过程是吸取热量，再依据热力学第肯定律可得：ΔU＝Q′＋W′，得Q′＝ΔU－W′＝220 J－(－40 J)＝260 J.
答案：吸取260 一、单项选择题
1．如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要缘由是()
A．铅分子做无规章热运动
B．铅柱受到大气压力作用
C．铅柱间存在万有引力作用
D．铅柱间存在分子引力作用
解析：当两个接触面平滑的铅柱压紧时，接触面上的分子与分子间的距离格外小，分子之间的作用力表现为引力，使铅柱不脱落．
答案：D
2．(2022·沈阳模拟)下列关于布朗运动的说法，正确的是()
A．布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规章运动
B．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规章运动
C．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著
D．当物体温度达到0 °C时，物体分子的热运动就会停止
解析：布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规章运动，A错误；
布朗运动间接反映了液体分子运动的无规章性，B正确；悬浮颗粒越大，液体分子对它的撞击作用越趋近于平衡，布朗运动越不明显，C错误；热运动在0 °C时不会停止，D错误．
答案：B
3．(2021·洛阳模拟)被压瘪但尚未裂开的乒乓球放在热水里泡一会儿，就会重新鼓起来．这一过程乒乓球内的气体()
A．吸热，对外做功，内能不变
B．吸热，对外做功，内能增加
C．温度上升，对外做功，内能不变
D．压强增大，单位体积内分子数增大
解析：被压瘪但尚未裂开的乒乓球放在热水里泡一会儿，乒乓球内气体吸热，温度上升，体积增大，对外做功，内能增加，选项B正确．
答案：B
4．(2021·北京卷)下列说法正确的是()
A．物体放出热量，其内能肯定减小
B．物体对外做功，其内能肯定减小
C．物体吸取热量，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
解析：物体内能的转变方式有两种：做功和热传递，只说某一种方式我们无法推断内能是否变化，故选项A、B错误；物体放出热量又同时对外做功内能肯定减小，故选项D错误；物体吸取热量，同时对外做功，内能可能增大、减小或不变，故选项C正确．
答案：C
5．(2022·青岛模拟)下列关于热现象的描述正确的一项是()
A．依据热力学定律，热机的效率可以达到100%
B．做功和热传递都是通过能量转化的方式转变系统内能的
C．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规章的，大量分子的运动也是无规章的
解析：依据热力学其次定律可知，热机不行能从单一热源吸取热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的效率不行能达到100%，选项A错误；做功是通过能量转化的方式转变系统的内能，热传递是通过能量的转移的方式转变系统的内能，选项B错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平衡时，温度相同，选项C正确；单个分子的运动是无规章的，大量分子的运动表现出统计规律，选项D错误．
答案：C
6．(2022·哈尔滨模拟)下列关于温度及内能的说法中正确的是()
A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同
C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D．肯定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化
解析：温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，选项A错误；物体的内能与质量、温度、体积等有关，所以选项B错误；质量和温度相同的冰和水，分子平均动能相同，但是分子势能不同，冰熔化为水要吸取热量，所以水的内能大，选项C错误；肯定质量的某种物质，即使温度不变，体积变化也会引起内能的变化，选项D正确．
答案：D
二、多项选择题
7. (2021·九江模拟)下列说法正确的是()
A．布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规章运动
B．热量可以从低温物体传递到高温物体
C．肯定质量的抱负气体，体积减小，温度不变时，气体内能肯定增大
D．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1 K
解析：布朗运动证明液体的分子在做无规章运动，选项A错误；热量可以从低温物体传递到高温物体，选项B正确；肯定质量的抱负气体，体积减小，温度不变时，气体内能不变，选项C错误；摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，选项D正确．
答案：BD
8．(2021·邯郸模拟)PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂移在空中做无规章运动，很难自然沉降到地面．下列说法中正确的是() A．气温越高，PM2.5运动越猛烈
B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
C．PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动
D．提倡低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度
解析：由于PM2.5颗粒很小，PM2.5在空气中的运动是由于四周大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规章运动，是布朗运动，只是空气分子热运动的反映，B正确，C错误；温度越高，分子运动越猛烈，PM2.5运动也越猛烈，A 正确；由于矿物燃料燃烧的废气排放是形成PM2.5的主要缘由，所以提倡低碳生活、削减化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度，D正确．
答案：ABD
9．如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒渐渐向筒内打气，使容器内的压强增加到肯定程度，这时读出温度计的示数．打开卡子，胶塞冲出容器过程中()
A．温度计示数变大B．温度计示数变小
C．气体内能削减D．气体内能增加
解析：打开卡子，气体体积膨胀对外做功，所以W ＜0，由热力学第肯定律ΔU ＝W ＋Q ，可知气体内能减小，温度降低．
答案：BC
三、非选择题
10．(2022·张家界模拟)地球是太阳系中从内到外的第三颗行星．已知地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10－3
kg/mol ，一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据估算出地球表面大气在标准状况下的体积为多少(g 取9.8 m/s 2，计算结果保留一位有效数字)?
解析：大气压强是由大气重力产生的， 大气压强p ＝mg S ＝mg 4πR
2
， 代入数据可得地球表面大气质量m ≈5.2×1018 kg. 标准状况下1 mol 气体的体积为V ＝22.4×10－3m 3， 故标准状况下地球表面大气的体积为
V ′＝m m 0V ＝5.2×101829×10－3×22.4×10－3 m 3≈4×1018 m 3. 答案：4×1018 m 3
11．(2022·太原模拟)在如图所示的坐标系中，肯定质量的某种抱负气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A 到状态B ，外界对该气体做功为6 J ；其次种变化是从状态A 到状态C ，该气体从外界吸取的热量为9 J ．图线AC 的反向延长线过坐标原点O ，B 、C 两状态的温度相同，抱负气体的分子势
能为零．求：
(1)从状态A 到状态C 的过程，该气体对外界做的功W 1和其内能的增量ΔU 1； (2)从状态A 到状态B 的过程，该气体内能的增量ΔU 2及其从外界吸取的热量Q 2.
解析：(1)由题意知从状态A 到状态C 的过程，气体发生等容变化， 该气体对外界做的功W 1＝0，
依据热力学第肯定律有ΔU 1＝W 1＋Q 1， 内能的增量ΔU 1＝Q 1＝9 J.
(2)从状态A 到状态B 的过程，体积减小，温度上升， 由题意可知，该气体内能的增量ΔU 2＝ΔU 1＝9 J ， 依据热力学第肯定律有ΔU 2＝W 2＋Q 2， 从外界吸取的热量Q 2＝ΔU 2－W 2＝3 J. 答案：(1)0 9 J (2)9 J 3 J。