2025版正禾一本通高三一轮总复习物理-18任务群检测l练(十八) 热学

任务群检测练(十八)热学1．根据热学知识可以判断，下列说法正确的是()A．载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功B．气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1mol该气体的体积为V，则该气体分子的体积为eq\f(mV,M)C．一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D．空调的压缩机制冷时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以这一过程不遵守热力学第二定律解析：选C。载重汽车卸去货物的过程中，轮胎体积变大，则汽车轮胎内的气体对外界做正功，故A错误；若1mol该气体的体积为V，V＝NAV0，NA＝eq\f(M,m)，该气体分子所占空间的体积为V0＝eq\f(mV,M)，由于气体分子的体积远小于该气体分子所占空间的体积，故B错误；因为水蒸发要吸收能量，蒸发过程中温度恒定，分子动能不变，能量转化为分子势能，故分子之间的势能增加，故C正确；空调的压缩机制冷时，压缩机做功，消耗电能，制冷过程不是自发地进行的，所以这一过程遵守热力学第二定律，故D错误。2．(多选)下列说法正确的是()A．在使两个分子间的距离由很远(大于10－10m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大B．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大C．无论什么物质，只要它们的物质的量相同就含有相同的分子个数D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征解析：选BCD。在使两个分子间的距离由很远(大于10－10m)减小到很难再靠近的过程中，分子力先表现为引力并先增大后减小，之后表现为斥力后再一直增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故A错误；分子平均动能描述的是大量分子的整体表现，温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故B正确；无论什么物质，只要它们的物质的量相同就含有相同的分子个数，故C正确；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故D正确。3．(多选)某同学记录某日教室内的温度如下：时刻6：009：0012：0015：0018：00温度12℃15℃18℃23℃17℃教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是()A．教室内所有空气分子动能均增加B．教室内空气密度减小C．教室内单位体积内的分子个数一定增加D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少解析：选BD。温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，不是所有空气分子动能均增加，故A错误；压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减小，故B正确；空气密度减小，单位体积内分子数减小，故C错误；与9：00相比，15：00时教室内的温度升高，空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确。4．(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸，待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A．气体自发扩散前后内能变化B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功解析：选BD。气体向真空扩散过程中对外不做功，且又因为汽缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，故A、C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因汽缸绝热，则气体内能增大，故B、D正确。5．关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是()A．扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中B．布朗运动就是花粉分子的无规则运动C．悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越明显D．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动解析：选D。大量事实表明，气态、液态和固态物质之间都能发生扩散现象，故A错误；布朗运动是悬浮在液体表面的花粉微粒的无规则运动，不是花粉分子的无规则运动，选项B错误；悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越小，布朗运动越明显，选项C错误；扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动，选项D正确。6．如图所示为两分子间的分子势能Ep随分子间距离r变化的图像，对此以下说法中正确的是()A.r>r1时，分子间的引力大于斥力B．固体相邻分子间的距离约等于r1C．液体存在表面张力是因为表面层中相邻分子的平均间距大于r2D．将分子间距由r1增大到r2，分子间引力与斥力的合力会变大解析：选C。分子间同时存在相互作用的引力和斥力，当二者大小相等时分子势能最小，此时分子间距离为平衡距离，即固体相邻分子间的距离约等于r2，选项B错误；当分子间距离r>r2时，分子间的引力大于斥力，选项A错误；液体存在表面张力是因为表面层中相邻分子的平均间距大于r2，选项C正确；将分子间距由r1增大到平衡距离r2时，分子间引力与斥力的合力会变小，选项D错误。7．关于固体、液体，下列说法正确的是()A．晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点B．液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性C．表面张力使液体表面具有扩张的趋势，使液体表面积趋于最大D．发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降解析：选B。晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，A错误；由液晶的性质知它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，B正确；表面张力使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，C错误；毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外；毛细管插入不浸润液体中，管内液面下降，低于管外，D错误。8．自行车胎充气过足，在阳光下受曝晒时车胎极易爆裂，曝晒过程中内胎容积的变化可以忽略不计。则()A．在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体内能减小B．车胎爆裂是车胎内气体温度升高、气体分子间斥力急剧增大的结果C．在车胎爆裂前，胎内所有气体分子的运动速率都在增大D．在车胎爆裂前，胎内气体吸热、温度升高，气体分子的平均动能减小解析：选A。在车胎突然爆裂的瞬间，可以认为胎内气体与外界没有热交换，而胎内气体对外做功，由热力学第一定律可知，车胎内气体内能减小，选项A正确；车胎爆裂是车胎内气体温度升高、压强增大的结果，与分子间斥力无关，选项B错误；在车胎爆裂前，车胎内气体温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是所有气体分子的运动速率都在增大，实际上有些分子的运动速率可能减小，选项C、D错误。9．一定质量的理想气体从A开始，经状态B和状态C回到状态A，其状态变化的p­T图像如图所示，其中线段AB与T轴平行，线段BC与p轴平行。下列说法中正确的是()A．气体从状态A到状态B过程中，气体分子对容器壁的碰撞次数不变B．气体从状态B到状态C过程中，气体向外界释放热量C．气体从状态A到状态B过程中，气体吸收热量全部用来增加气体的内能D．气体从状态C到状态A过程中，单位体积内气体分子数减少解析：选B。气体从状态A到状态B经历了一个温度升高的等压过程，则气体分子的平均动能增加，单个气体分子对容器壁的撞击力增大，由理想气体状态方程可知其体积要增大，所以单位体积内的气体分子数要减少，但是气体压强保持不变，由气体压强的微观解释可知，气体分子在单位时间内对容器壁的碰撞次数要减小，故A错误；气体体积增大的过程中气体对外界做功，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知吸热并不全部用来增加内能，故C错误；气体从状态B到状态C是压强增大的等温过程，由理想气体状态方程可知其体积减小，即气体被压缩，外界对气体做功，但是气体的内能不变，由热力学第一定律可知气体向外界释放热量，故B正确；A、C两点所在的直线过原点，即压强p与温度T成正比，其比值是一个定值，由理想气体状态方程可得eq\f(p,T)＝eq\f(C,V)，即从状态C到状态A，气体的体积没有变化，单位体积内气体分子数不变，故D错误。10．带有活塞的汽缸内封闭一定质量的理想气体。气体开始处于状态a；然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，如图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸引的热量分别为Qab和Qac，则()A．pb>pc，Qab>QacB．pb<pc，Qab>QacC．pb<pc，Qab<QacD．pb>pc，Qab<Qac解析：选B。根据理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C，整理可得V＝eq\f(CT,p)，所以V­T图线斜率越大，压强越小，b点的压强小于c点，即pb<pc；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，经过程ab到达状态b或经过程ac到达状态c，b、c状态温度相同，所以ΔU相等，又因经过程ab到达状态b，体积增大，对外做功，W为负值，而经过过程ac到达状态c，体积不变，对外不做功，W为零，所以ab过程吸收的热量多，即Qab>Qac，故选B。11．在四冲程内燃机的奥托循环中，一定质量的理想气体经历两个绝热和两个等容的循环过程，从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，其p­V图像如图所示。下列说法正确的是()A．气体在状态a时的内能等于状态b时的内能B．气体分子的平均动能Eka＝Ekb<Ekc＝EkdC．对状态c到d的过程中，单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小D．由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量小于由状态c经d到a过程中放出的热量解析：选C。由题意知，从状态a到b是绝热过程，Q＝0，气体体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内增加，则气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，A错误；由于气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，理想气体分子势能不计，则分子平均动能满足Eka<Ekb，同理可知，Ekc>Ekd，B错误；从状态c到d为绝热过程，气体体积增大，气体对外界做正功，内能减少，分子平均动能减小，分子数密度减小，则单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小，C正确；设由状态a经b到c的过程中，外界对气体做的正功为W1，吸收的热量为Q1，由状态c经d到a的过程中，气体对外界做的正功为W2，放出的热量为Q2，由热力学第一定律可得ΔU＝W1＋Q1－W2－Q2＝0，p­V图像中，图线与横坐标轴所围成的面积表示外界对气体做功的绝对值，则有W1<W2，所以Q1－Q2＝W2－W1>0，则由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量大于由状态c经d到a过程中放出的热量，D错误。12．一定质量的理想气体p­V变化图像如图所示，气体从1→2→3的过程对外界做的功为W1，从外界吸收的热量为Q1，气体内能的变化量为ΔU1；气体从1→4→3的过程对外界做的功为W2，从外界吸收的热量为Q2，气体内能的变化量为ΔU2，则它们之间的关系正确的是()A．W1<W2，Q1<Q2，ΔU1>ΔU2B．W1<W2，Q1>Q2，ΔU1<ΔU2C．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1＝ΔU2D．W1>W2，Q1<Q2，ΔU1＝ΔU2解析：选C。在气体的两个变化过程中，初态和末态温度相同，因此两个热力学过程内能变化相同，即ΔU1＝ΔU2；在p­V图像中，图线与横轴所围面积表示气体对外界做功的多少，故W1>W2，又ΔU＝－W＋Q可得Q1>Q2，C正确，A、B、D错误。13．(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从状态a变化到状态b，再变化到状态c，最后回到状态a。下列说法正确的是()A．气体在状态a时的温度小于在状态b时的温度B．气体从状态b变化到状态c的过程中，内能增加C．气体从状态c变化到状态a的过程中，分子平均动能减小D．气体从状态c变化到状态a的过程中，气体吸收热量解析：选AC。由题图知，气体从状态a变化到状态b过程中，pV乘积变大，由eq\f(pV,T)＝C可知气体在状态a时的温度小于在状态b时的温度，A正确；气体从状态b变化到状态c的过程中，发生等容变化，压强降低，温度降低，内能减小，B错误；气体从状态c变化到状态a的过程中，发生等压变化，体积减小，温度降低，分子平均动能减小，C正确；气体从状态c变化到状态a的过程中，体积减小，外界对气体做正功，即W>0，温度降低，则气体内能减小，即ΔU<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可得Q<0，即气体放出热量，D错误。14．某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温(教室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值。B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，当教室内温度为7℃时，B管内水银面的高度为20cm。下列说法正确的是()A．B管上所刻的温度数值上高下低B．B管内水银面的高度为16cm时，教室内温度为17℃C．B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的D．若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高解析：选D。由查理定律可知，当玻璃泡内温度增加(即外界温度增加)，玻璃泡内的压强增加，水银柱下降，故刻度值是上低下高，A错误；玻璃泡A内气体温度T1＝(273＋