专题05 热学（期末真题分类汇编，陕晋青宁专用）高二物理下学期

**基本信息** 该试卷为高中物理热学专题期末试题汇编，精选山西、宁夏、陕西等地期末真题，聚焦气体固体液体、分子动理论、热力学定律三大考点，通过中国空间站气闸舱、汽车胎压调控等真实情境，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|28题|晶体性质、气体实验定律、分子力与势能、热力学定律|结合卡车轮胎胎压、简易气温计等生活情境，如第3题以轮胎气体压强温度变化考查理想气体状态方程| |解答题|16题|气体状态变化计算、热力学第一定律应用|设计汽缸加热、压力罐供水等综合问题，如第15题汽车胎压调整需联立查理定律与质量守恒，体现科学推理与模型建构|

品学科网 考点01气体、固体和液体 考点02分子动理论 考点03热力学定律 目地城赠点1 气体、 一、单选题 1.A 2.D 3.c 4.D 5.A 6.c 7.A 8.C 9.C 10. c 11.AC 12. BD 13.ACD 14.AC 二、解答题 15.(1)2.0atm 1 2)5 www.zxxk.com 专题05热学 ☆3大高频考点概览 固体和液体 1/3 让教与学更高效 可学科网 16.1)m=8kg (2)T=495K 17.)P=1.8x10Pa (2)△F=-18N 18.)1.2x10Pa 2.1m 2) 4 19.4)3P0 (②)放热，W △Y=300L 20.1) ②45-325L 21.)A=102cmHg 2)P,=136cmHg 22.(1)300K (2)900J 23.(1)2.6cm (2)66K 24.1)47cmHg 67 2)47 目地城赠点02 分子动理论 一、单选题 1.D 2.C www.zxxk.com 2/3 让教与学更高效 函学科网 3.A 4.A 5.c 6.B 7.D 8.AB 9.】BD 故选BD。 二、解答题 10.1) 变小 变小 m=225 (2)3g (3)0=AU+PoSL 400 目地城诗点03 热力学定律 一、单选题 1.D 2.D 3.C 4.c 5.AD 6.AB www.zxxk.com 3/3 让教与学更高效 专题05 热学 3大高频考点概览 考点01 气体、固体和液体 考点02分子动理论 考点03 热力学定律 地 城 考点01 气体、固体和液体 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．晶体有固定的熔点 B．分子间作用力只能表现为引力 C．温度越低，分子热运动越剧烈 D．摄氏温标是国际单位制中七个基本物理量之一 2．(24-25高二下·山西太原·期末)下列说法正确的是（　　） A．液晶和晶体都具有各向同性的性质 B．船能浮于水面是由于水的表面张力作用 C．毛细现象指的是不浸润液体在毛细管中上升 D．晶体吸热熔化过程中，其分子的平均动能不变 3．(24-25高二下·山西吕梁·期末)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105Pa~3.5×105Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T为300K时，体积V和压强p分别为0.528m³、3.0×105Pa；当胎内气体温度升高到T为350K时，体积增大到V=0.560m³，气体可视为理想气体。此时胎内气体的压强为p2，若该过程中胎内气体吸收的热量，胎内气体内能增加量为ΔU，则（　　） A．， B．， C．， D．， 4．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，中国空间站“天和”核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B。已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的。若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·山西运城·期末)如图甲所示是一个简易的气温计，竖直放置的空铝罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内吸入一小段油柱（长度可以忽略），不计大气压的变化。已知铝罐的容积是357，吸管内部横截面积为0.3，吸管的有效长度为20，当温度为27时，油柱离罐口10。关于这个简易气温计，下列说法正确的是（　　） A．温度缓慢变化的过程中，封闭气体的压强保持不变 B．若给吸管上标刻温度值，则刻度是不均匀的 C．该气温计能测量的最高气温为28.5 D．若以图乙所示方式使用按图甲标刻好的气温计，则测量值将比实际值偏小 6．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 7．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 8．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)关于下列各图，说法正确的是（　　） A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体 B．图乙中液体和管壁表现为不浸润 C．图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力 D．图丁中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 9．(24-25高二下·陕西宝鸡岐山高级中学·期末)用活塞式气筒向一个容积为的容器内打气，每次把体积为、压强为的空气打入容器内。若容器内原有空气的压强为，打气过程中温度不变，则打了次气后容器内气体的压强为（　　） A． B． C． D． 10．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)一定质量的理想气体沿圆弧经历状态变化，其图像如图所示，图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是（　　） A．a→b是等压过程 B．b→c过程中气体放热 C．c→d过程中气体对外界做正功 D．d→a过程中气体分子平均动能增大 11．(24-25高二下·山西吕梁·期末)（多选）如图所示，图1为探究晶体与非晶体上石蜡熔化区域的形状示意图；图2为铀核发生衰变的示意图；图3为不同温度下的黑体辐射强度随波长λ的变化规律图；图4为放射性元素14C剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律图；下列说法中正确的是（　　） A．图1中，b一定是晶体 B．图2中，铀核的比结合能大于钍核的比结合能 C．图3中，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．图4中，14C的半衰期是5730年，则100个14C经过5730年还剩50个14C 12．(24-25高二下·山西部分学校·期末)（多选）一定质量的理想气体的状态变化情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程中，理想气体向外界放出热量 B．a→b过程中，理想气体从外界吸收热量 C．b→c过程中，理想气体向外界放出热量 D．b→c过程中，理想气体从外界吸收热量 13．(24-25高二下·宁夏吴忠青铜峡宁朔中学·期末)（多选）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 14．(24-25高二下·陕西西安临潼区华清中学·期末)（多选）一定质量理想气体，状态变化过程如图(p－V)中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线．若将这一状态变化过程表示在下图中的p－T图或V－T图上，其中正确的是（） A． B． C． D． 二、解答题 15．(24-25高二下·陕西安康·期末)汽车行驶时，轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患。已知某型号车辆轮胎内部气体压强的正常范围为。清晨出发前对轮胎进行检查，胎压为2.5atm，胎内气体温度为。轮胎内气体可看作理想气体，轮胎的容积可视为不变，热力学温度与摄氏温度的关系为。夏季高温时汽车在行驶过程中轮胎内气体的温度可达到，为了使轮胎在该温度下的胎压为2.5atm，需要提前放出一部分气体以减小胎压。 (1)求出发前应该将胎压调整为多少？ (2)若放气过程中轮胎内气体温度可视为不变，求出发前从轮胎放出的气体与放气前轮胎内气体的质量之比。 16．(24-25高二下·山西部分学校·期末)如图所示，一端开口、内壁光滑的圆柱形汽缸固定在倾角的斜面上，一根下端固定、劲度系数的轻弹簧与横截面积的活塞（厚度不计）相连接，汽缸内封闭一定质量的理想气体，在汽缸内距缸底处有卡环，活塞只能向缸口滑动，开始时活塞搁在卡环上，卡环对活塞没有力的作用，活塞到缸口的距离，弹簧的压缩量也为，缸内气体的压强等于大气压强，热力学温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，活塞到达汽缸口时，弹簧的压缩量为，取重力加速度大小，求： (1)活塞的质量； (2)缸内气体的最高热力学温度。 17．(24-25高二下·陕西商洛·期末)如图所示，体积固定的汽缸中充有理想气体，压强，热力学温度，汽缸上、下面水平，上表面面积，大气压强，当气体的热力学温度升为时，求： (1)汽缸内气体的压强； (2)升温前、后，汽缸内气体对汽缸上表面的压力差。 18．(24-25高二下·陕西榆林横山中学·期末)如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直放置的气缸内，活塞可沿气缸无摩擦地滑动。活塞横截面积，质量，当室温等于时，活塞在相对于底部的高度为处处于静止状态；现将环境温度缓慢升高到，活塞再次在某位置处于静止状态。已知大气压强，取，求： (1)气缸内气体的压强是多大； (2)再次平衡时活塞离气缸底部的距离。 19．(24-25高二下·山西临汾部分学校·期末)汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其一段等温压缩过程（状态 A 到状态B）可简化为如图所示的图像，已知 A 到B 过程中外界对气体做功为W，图中坐标均为已知量。 (1)求状态A 的压强； (2)A到B 过程，空气弹簧内的气体是放出还是吸收热量，并求该热量的大小Q。 20．(24-25高二下·山西太原·期末)在某些地区常用压力罐进行供水。工作情况如下：压力罐的容积为，空罐内初始充满气体，气体压强为，封闭出水口，工人操作水泵向罐内注水，当气体压强达到时，工人操作水泵停止注水；开始供水后，当罐内气体压强降到时，出水口自动停止供水。压力罐密封性和导热性良好，罐内气体可看作理想气体，水管体积忽略不计。求： (1)若环境温度保持不变，压力罐工作一次能供水的体积； (2)若工人在夜间启动水泵注水，环境温度为，空罐内初始充满气体，气体压强为。白天用水时，环境温度一直为，压力罐工作一次能供水的体积。 21．(24-25高二下·山西太原·期末)如图所示，粗细均匀的等高U形玻璃管竖直放置，管内有连续水银液柱。玻璃管左、右上部分均封闭着一定质量的理想气体，气柱长度分别为，已知右管中气体的压强为，玻璃管导热性能良好。求： (1)左管中气体的压强； (2)若仅对右管中气体加热，加热过程中左管中气体温度不变，两管水银面相平时，右管中气体的压强。 22．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，导热汽缸（不计缸壁厚度）与活塞之间无摩擦且不漏气，通过不可伸长的绳索竖直悬挂。汽缸质量，底面积为，汽缸内密封一定质量的理想气体。从状态A开始，气体缓慢升温至状态B，活塞与底面间的距离从增大到，此时温度为400K。在状态B将活塞锁定，气体缓慢降温至状态C。已知大气压强，A到C过程中气体内能增加量为500J。试求理想气体： (1)在状态A的温度； (2)从状态A到状态C的过程中，吸收的热量Q。 23．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)如图所示，“”形粗细均匀的玻璃管内，竖直部分管口封闭，一段水银封闭一段气柱，气柱的长为10cm，大气压强为76cmHg，环境温度始终为23℃，将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直管中水银柱长为2cm，取0℃=273K，求 (1)开始时竖直管中水银柱的长度； (2)若玻璃管不转动，而是给封闭气体缓慢加热，则当温度升高多少时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中（结果保留两位有效数字）。 24．(24-25高二下·山西临汾第一中学·期末)如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两管口相平且两管口均封闭，管内有一段水银，封闭有A、B两段气柱，B气柱长为，左管中水银液面比右管中水银液面高，大气压强为．现将左管口开一个小孔，待稳定时，左、右两管中水银液面刚好相平，设气体温度不变，求： (1)开始时，封闭的A气柱气体的压强； (2)左管口开孔后，稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比．（用分数表示） 地 城 考点02 分子动理论 一、单选题 1．(24-25高二下·陕西汉中·期末)《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．该段时间内，外界对轮胎内气体做正功 B．该段时间内，轮胎内气体对外界做正功 C．轮胎内气体的内能减小 D．轮胎内气体分子平均速率增大 2．(24-25高二下·山西太原·期末)如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 3．(24-25高二下·山西太原·期末)如图为一定质量的氧气分子在不同温度下的速率分布，下列说法正确的是（　　） A．氧气分子的平均速率由温度决定 B．温度升高，所有氧气分子的速率都会增大 C．时，氧气分子的速率都在300~400m/s之间 D．时，速率在300~400m/s的氧气分子占比最大 4．(24-25高二下·山西太原·期末)一个分子A固定在原点O，另一个分子B从无穷远处逐渐向O点靠近，A、B分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B由无穷远处到处的过程中，F先增大后减小 B．B由无穷远处到处的过程中，F对B做负功 C．B由无穷远处到处的过程中，分子势能先减小后增大 D．B由处继续靠近A的过程中，F在增大，分子势能在减小 5．(24-25高二下·山西运城·期末)关于以下甲、乙、丙、丁4幅图的相关物理知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，检测玻璃面是否平整的原理是光的偏振 B．图乙中，断开开关S的瞬间，灯泡会闪亮一下后逐渐熄灭 C．图丙为分子间作用力F与其间距r的关系图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变大后变小 D．图丁为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动 6．(24-25高二下·山西部分学校·期末)如图所示，若一分子固定于坐标原点，另一分子从轴上点沿轴向点运动，当运动到点时，两分子间的分子力为零，规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是（    ） A．运动到点时，分子势能大于零 B．从点运动到点的过程中，、间引力一直增大 C．从点运动到点的过程中，两分子之间只存在引力作用 D．从点运动到点的过程中，分子力先减小后增大再减小 7．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（    ） A．图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B．在无穷远到的过程中分子力对分子B做负功 C．在分子B靠近分子A的过程中分子力一直增加 D．若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到处速率最大 8．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)（多选）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．温度越高，布朗运动越显著 C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D．当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能先减小后增大 9．(24-25高二下·陕西西安中学·期末)（多选）如图，一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中ABC图线所示，由图线可知（　　） A．A→B过程，分子与器壁间的平均作用力变大、压强增大 B．B→C过程，分子与器壁间的平均作用力不变、压强增大 C．C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大 D．C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少 二、解答题 10．(24-25高二下·青海西宁第二中学优质教育集团·期末)如图所示为一超重报警装置示意图，长度为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器水平放置，开口向右。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连。不挂重物时封闭气体的长度为，挂上某一质量的重物时活塞右移至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统将发出超重预警。已知环境温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。    (1)在挂上重物达到平衡后，气体分子的数密度_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），器壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量； (3)从刚发出预警开始，若环境温度从缓慢降至，该过程中气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。 地 城 考点03 热力学定律 一、单选题 1．(24-25高二下·陕西西安中学·期末)我国建成后的“天宫”空间站，是“天和核心舱”“问天实验舱”和“梦天实验舱”的三舱组合体，三舱皆有“气闸舱”；航天员出站时，要途经“气闸舱”“减压”后才能出站；从太空返回空间站时要途经“气闸舱”“升压”后才能进站。“气闸舱”的原理如图所示，相通的两容器A、B之间装有阀门K，A内充满气体，B内为真空；打开阀门K后，A内的气体进入B中，达到平衡后，再关闭阀门K；B即为“气闸舱”。若整个系统跟外界没有热交换，气体为理想气体，则（　　） A．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，对外做了功 B．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，温度降低 C．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子势能减少 D．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子平均动能不变 2．(24-25高二下·山西临汾第一中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的 B．可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度 C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 D．空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用 3．(24-25高二下·青海西宁第二中学优质教育集团·期末)布雷顿循环是一种热力循环，常用于核反应堆燃气轮机和航空发动机等领域。该循环由两个等压过程、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，下列说法中正确的是（　　） A．状态B的温度低于状态C的温度 B．A到B过程，气体的内能在减小 C．C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量 4．(24-25高二下·宁夏吴忠青铜峡宁朔中学·期末)根据热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成 B．热效率为100%的热机是可能制成的 C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段 5．(24-25高二下·山西太原·期末)（多选）如图所示，一定质量的理想气体经历了一次A→B→C→D→A的循环过程，下列说法正确的是（　　） A．气体由状态C到状态D，内能增大 B．气体由状态A到状态B，从外界吸热 C．气体在B、D两个状态的温度可能相同 D．在一次A→B→C→D→A的循环过程中，气体对外界做的总功为正 6．(24-25高二下·陕西铜川王益中学·期末)（多选）一定质量的理想气体由状态A经状态B，C，D最终又回到状态A，该过程中气体的p-V图像如图所示，其中A到B为绝热过程，B到C和D到A为等容过程，C到D为等温过程。下列说法正确的是（　　） A．从A到B，气体分子的平均动能增大 B．从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量 C．全过程气体对外界做的功为零 D．全过程气体从外界吸收的热量小于放出的热量 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 热学 3大高频考点概览 考点01 气体、固体和液体 考点02分子动理论 考点03 热力学定律 地 城 考点01 气体、固体和液体 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．晶体有固定的熔点 B．分子间作用力只能表现为引力 C．温度越低，分子热运动越剧烈 D．摄氏温标是国际单位制中七个基本物理量之一 【答案】A 【详解】A．晶体在熔化时温度保持不变，有固定的熔点，故A正确； B．分子间作用力可表现为引力或斥力，取决于分子间距，故B错误； C．温度越高，分子热运动越剧烈，温度越低，分子热运动越缓慢，故C错误； D．国际单位制中温度的基本单位是开尔文（K），摄氏温标（℃）是导出单位，故D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·山西太原·期末)下列说法正确的是（　　） A．液晶和晶体都具有各向同性的性质 B．船能浮于水面是由于水的表面张力作用 C．毛细现象指的是不浸润液体在毛细管中上升 D．晶体吸热熔化过程中，其分子的平均动能不变 【答案】D 【详解】A．液晶的分子排列具有方向性，表现出各向异性；单晶体各向异性，多晶体各向同性，故A错误； B．浮力由阿基米德原理决定，表面张力主要影响液面形状，与宏观物体浮沉无关，故B错误； C．毛细现象中，浸润液体（如玻璃管中的水）因附着力大于内聚力而上升，不浸润液体（如水银）则下降，故C错误； D．晶体熔化时温度恒定，分子平均动能仅与温度相关，故平均动能不变，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·山西吕梁·期末)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105Pa~3.5×105Pa。卡车行驶过程中，一般胎内气体的温度会升高，体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示，温度T为300K时，体积V和压强p分别为0.528m³、3.0×105Pa；当胎内气体温度升高到T为350K时，体积增大到V=0.560m³，气体可视为理想气体。此时胎内气体的压强为p2，若该过程中胎内气体吸收的热量，胎内气体内能增加量为ΔU，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】AB．根据理想气体状态方程 解得，AB错误； CD．气体对外所做的功为 由热力学第一定律，C正确，D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，中国空间站“天和”核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为p0，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B。已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的。若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】第一次抽气相当于气体的体积由V变为V+ΔV，且 气体温度不变，根据玻意耳定律得 解得 同理可得，第二次抽气后有 解得 故选D。 5．(24-25高二下·山西运城·期末)如图甲所示是一个简易的气温计，竖直放置的空铝罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内吸入一小段油柱（长度可以忽略），不计大气压的变化。已知铝罐的容积是357，吸管内部横截面积为0.3，吸管的有效长度为20，当温度为27时，油柱离罐口10。关于这个简易气温计，下列说法正确的是（　　） A．温度缓慢变化的过程中，封闭气体的压强保持不变 B．若给吸管上标刻温度值，则刻度是不均匀的 C．该气温计能测量的最高气温为28.5 D．若以图乙所示方式使用按图甲标刻好的气温计，则测量值将比实际值偏小 【答案】A 【详解】A．温度缓慢变化时，油柱可自由移动，封闭气体压强等于大气压（不计大气压变化），保持不变，气体做等压变化，A正确； B．根据盖—吕萨克定律 因为， 则 化简 与成线性关系，所以刻度均匀，B错误； C．当油柱到达吸管顶端时，气体体积最大，此时温度最高。初始体积 初始温度 最大体积 由盖—吕萨克定律 解得 即，C错误； D．图乙方式使用时，封闭气体压强小于图甲方式使用时，封闭气体压强。温度相同时，乙图方式体积比甲图方式大，按甲图刻度，测量值比实际值偏大，D错误。 故选A。 6．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 7．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．分析图像可知，为等压膨胀， 是等温压缩（反比例函数图像为双曲线），是等容降温，根据理想气体状态方程，可知p-T图像中为平行横轴的直线， 是平行纵轴的直线，是过原点的直线，选项A正确，B错误；。 CD ．V-T图像中为过原点的直线， 是平行纵轴的直线，是平行横轴的直线，图像C的变化方向错误，故选项CD错误。 故选A。 8．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)关于下列各图，说法正确的是（　　） A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体 B．图乙中液体和管壁表现为不浸润 C．图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力 D．图丁中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 【答案】C 【详解】A．图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故A错误； B．图乙中液体和管壁接触面中的附着层中的液体分子间表现为斥力效果，可知液体和管壁表现为浸润，故B错误； C．图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力，故C正确； D．图丁中，农民用拖拉机耕地是为了破坏毛细管，防止地下水分因毛细现象上升到地面蒸发，故D错误。 故选C。 9．(24-25高二下·陕西宝鸡岐山高级中学·期末)用活塞式气筒向一个容积为的容器内打气，每次把体积为、压强为的空气打入容器内。若容器内原有空气的压强为，打气过程中温度不变，则打了次气后容器内气体的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】以容器内原有的气体和打进的气体为研究对象，初态是压强，体积，末态压强是，体积，由玻意耳定律 所以 故选C。 10．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)一定质量的理想气体沿圆弧经历状态变化，其图像如图所示，图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是（　　） A．a→b是等压过程 B．b→c过程中气体放热 C．c→d过程中气体对外界做正功 D．d→a过程中气体分子平均动能增大 【答案】C 【详解】A．由理想气体状态方程可知 从a→b，圆弧的斜率在变化，不是等压变化，A错误； B．b→c，温度升高，体积膨胀，由 可知该过程气体吸热，B错误； C．c→d，体积膨胀，气体对外界做正功，C正确； D．d→a，温度降低，气体分子平均动能变小，D错误。 故选C。 11．(24-25高二下·山西吕梁·期末)（多选）如图所示，图1为探究晶体与非晶体上石蜡熔化区域的形状示意图；图2为铀核发生衰变的示意图；图3为不同温度下的黑体辐射强度随波长λ的变化规律图；图4为放射性元素14C剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律图；下列说法中正确的是（　　） A．图1中，b一定是晶体 B．图2中，铀核的比结合能大于钍核的比结合能 C．图3中，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．图4中，14C的半衰期是5730年，则100个14C经过5730年还剩50个14C 【答案】AC 【详解】A．图1中，表现出各向异性，一定是单晶体，故A正确； B．图2中，衰变过程释放能量，生成的钍核更稳定，比结合能大于铀核的比结合能，故B错误； C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确； D．半衰期指的是大量原子核衰变时的统计规律，100个不是大量的原子核，经过一个半衰期后不一定剩余50个，故D错误。 故选AC。 12．(24-25高二下·山西部分学校·期末)（多选）一定质量的理想气体的状态变化情况如图所示，下列说法正确的是（　　） A．a→b过程中，理想气体向外界放出热量 B．a→b过程中，理想气体从外界吸收热量 C．b→c过程中，理想气体向外界放出热量 D．b→c过程中，理想气体从外界吸收热量 【答案】BD 【详解】AB．根据理想气体状态方程 可得 可知从a到b体积增大，气体对外做功，温度升高内能变大，根据热力学第一定律 可知理想气体从外界吸收热量，故A错误，B正确； CD．根据理想气体状态方程 可得 可知从b到c体积增大，气体对外做功，温度不变内能不变，根据热力学第一定律 可知理想气体从外界吸收热量，故C错误，D正确。 故选BD。 13．(24-25高二下·宁夏吴忠青铜峡宁朔中学·期末)（多选）如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大。下列说法正确的是（   ） A．A→B过程为吸热过程 B．B→C过程为吸热过程 C．状态A压强比状态B的小 D．状态A内能比状态C的小 【答案】ACD 【详解】A．A→B过程，体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q>0，即该过程吸热，选项A正确； B ．B→C过程，温度不变，则∆U=0，体积减小，则W>0，根据热力学第一定律∆U=W+Q 可知Q<0，即该过程为放热过程，选项B错误； C ．A→B过程，体积不变，温度升高，根据 可知，压强变大，即状态A压强比状态B压强小，选项C正确； D．状态A的温度低于状态C的温度，可知状态A的内能比状态C的小，选项D正确。 故选ACD。 14．(24-25高二下·陕西西安临潼区华清中学·期末)（多选）一定质量理想气体，状态变化过程如图(p－V)中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线．若将这一状态变化过程表示在下图中的p－T图或V－T图上，其中正确的是（） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】在P-V图象中，由A到B为等压变压，由可知，体积增大，温度升高，从B到C的过程中，为双曲线，故为等温变化，体积减小，压强增大；从A到C为等容变化，压强增大，温度升高；故AC正确，BD错误。 故选AC． 二、解答题 15．(24-25高二下·陕西安康·期末)汽车行驶时，轮胎的胎压太高或太低都容易造成安全隐患。已知某型号车辆轮胎内部气体压强的正常范围为。清晨出发前对轮胎进行检查，胎压为2.5atm，胎内气体温度为。轮胎内气体可看作理想气体，轮胎的容积可视为不变，热力学温度与摄氏温度的关系为。夏季高温时汽车在行驶过程中轮胎内气体的温度可达到，为了使轮胎在该温度下的胎压为2.5atm，需要提前放出一部分气体以减小胎压。 (1)求出发前应该将胎压调整为多少？ (2)若放气过程中轮胎内气体温度可视为不变，求出发前从轮胎放出的气体与放气前轮胎内气体的质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）已知出发前胎内气体压强，温度 夏季高温时胎内气体压强，温度 根据查理定律，将数值代入可得 （2）设轮胎的容积为，放气前轮胎内气体压强为，体积为，放气后压强为，体积为，根据玻意耳定律，将数值代入可得 那么放出气体的体积 所以放出气体与放气前轮胎内气体的质量之比 16．(24-25高二下·山西部分学校·期末)如图所示，一端开口、内壁光滑的圆柱形汽缸固定在倾角的斜面上，一根下端固定、劲度系数的轻弹簧与横截面积的活塞（厚度不计）相连接，汽缸内封闭一定质量的理想气体，在汽缸内距缸底处有卡环，活塞只能向缸口滑动，开始时活塞搁在卡环上，卡环对活塞没有力的作用，活塞到缸口的距离，弹簧的压缩量也为，缸内气体的压强等于大气压强，热力学温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，活塞到达汽缸口时，弹簧的压缩量为，取重力加速度大小，求： (1)活塞的质量； (2)缸内气体的最高热力学温度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）开始缸内气体的压强等于大气压，根据平衡条件有 解得 （2）当活塞到达缸口时，缸内气体的压强最大，则有 由理想气体状态方程 解得 17．(24-25高二下·陕西商洛·期末)如图所示，体积固定的汽缸中充有理想气体，压强，热力学温度，汽缸上、下面水平，上表面面积，大气压强，当气体的热力学温度升为时，求： (1)汽缸内气体的压强； (2)升温前、后，汽缸内气体对汽缸上表面的压力差。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体做等容变化，有， 代入数据解得 （2）由， 知压力差 代入数据解得 18．(24-25高二下·陕西榆林横山中学·期末)如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的竖直放置的气缸内，活塞可沿气缸无摩擦地滑动。活塞横截面积，质量，当室温等于时，活塞在相对于底部的高度为处处于静止状态；现将环境温度缓慢升高到，活塞再次在某位置处于静止状态。已知大气压强，取，求： (1)气缸内气体的压强是多大； (2)再次平衡时活塞离气缸底部的距离。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）活塞处于静止状态，根据压强平衡 解得 （2）根据盖-吕萨克定律 其中， 解得 19．(24-25高二下·山西临汾部分学校·期末)汽车搭载空气悬挂有助于提升汽车的舒适性，某国产汽车的空气悬挂由空气弹簧与避震桶芯所组成。某次测试中，空气弹簧内密封有一定质量的理想气体，其一段等温压缩过程（状态 A 到状态B）可简化为如图所示的图像，已知 A 到B 过程中外界对气体做功为W，图中坐标均为已知量。 (1)求状态A 的压强； (2)A到B 过程，空气弹簧内的气体是放出还是吸收热量，并求该热量的大小Q。 【答案】(1) (2)放热，W 【详解】（1）A到B是等温过程，有 代入数据解得 （2）由于A到B是等温压缩，故此过程内能变化量 由热力学第一定律有，解得 由于，故，所以A到B过程气体放出热量，放出热量大小为W。 20．(24-25高二下·山西太原·期末)在某些地区常用压力罐进行供水。工作情况如下：压力罐的容积为，空罐内初始充满气体，气体压强为，封闭出水口，工人操作水泵向罐内注水，当气体压强达到时，工人操作水泵停止注水；开始供水后，当罐内气体压强降到时，出水口自动停止供水。压力罐密封性和导热性良好，罐内气体可看作理想气体，水管体积忽略不计。求： (1)若环境温度保持不变，压力罐工作一次能供水的体积； (2)若工人在夜间启动水泵注水，环境温度为，空罐内初始充满气体，气体压强为。白天用水时，环境温度一直为，压力罐工作一次能供水的体积。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）罐内气体做等温变化，根据玻意耳定律可知， 其中 可得 （2）罐内气体温度升高，根据玻意耳定律以及理想气体状态方程， 则 解得压力罐工作一次能供水的体积 21．(24-25高二下·山西太原·期末)如图所示，粗细均匀的等高U形玻璃管竖直放置，管内有连续水银液柱。玻璃管左、右上部分均封闭着一定质量的理想气体，气柱长度分别为，已知右管中气体的压强为，玻璃管导热性能良好。求： (1)左管中气体的压强； (2)若仅对右管中气体加热，加热过程中左管中气体温度不变，两管水银面相平时，右管中气体的压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）水银柱处于平衡状态，左、右管水银面高度差， 解得 （2）左管中气体做等温变化，变化前，变化后 变化后，左右两管内气压相等都为，则 解得 22．(24-25高二下·山西运城·期末)如图所示，导热汽缸（不计缸壁厚度）与活塞之间无摩擦且不漏气，通过不可伸长的绳索竖直悬挂。汽缸质量，底面积为，汽缸内密封一定质量的理想气体。从状态A开始，气体缓慢升温至状态B，活塞与底面间的距离从增大到，此时温度为400K。在状态B将活塞锁定，气体缓慢降温至状态C。已知大气压强，A到C过程中气体内能增加量为500J。试求理想气体： (1)在状态A的温度； (2)从状态A到状态C的过程中，吸收的热量Q。 【答案】(1)300K (2)900J 【详解】（1）气体从状态A缓慢升温至状态B，气体发生等压变化，则有 其中， 解得 （2）根据热力学第一定律可得 又 联立解得从状态A到状态C的过程中，吸收的热量为 23．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)如图所示，“”形粗细均匀的玻璃管内，竖直部分管口封闭，一段水银封闭一段气柱，气柱的长为10cm，大气压强为76cmHg，环境温度始终为23℃，将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直管中水银柱长为2cm，取0℃=273K，求 (1)开始时竖直管中水银柱的长度； (2)若玻璃管不转动，而是给封闭气体缓慢加热，则当温度升高多少时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设试管的横截面积为S，开始时竖直试管的水银柱的长度为，则开始时气体的压强为 开始时气体的体积为 温度为 将玻璃管绕水平管缓慢转动180°，稳定后竖直试管的水银柱的长度为，所以此时气体的压强为 气体的体积为 温度 气体做等温变化，由玻意耳定律可得 即 代入数据可得开始时竖直管中水银柱的长度 （2）当竖直管中的水银柱刚好移到水平管中时，玻璃管内气体压强为 体积为 设此时管内的温度为，根据理想气体状态方程有 代入数据解得此时管内的温度为 所以 即当温度升高时，竖直管中的水银柱刚好移到水平管中。 24．(24-25高二下·山西临汾第一中学·期末)如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，两管口相平且两管口均封闭，管内有一段水银，封闭有A、B两段气柱，B气柱长为，左管中水银液面比右管中水银液面高，大气压强为．现将左管口开一个小孔，待稳定时，左、右两管中水银液面刚好相平，设气体温度不变，求： (1)开始时，封闭的A气柱气体的压强； (2)左管口开孔后，稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比．（用分数表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设开始时B气柱气体压强为，开孔后气体压强为，气体发生等温变化，则有 解得 则开始时A气柱气体的压强 （2）开孔后，对左管中气体研究，有 解得 稳定时进入管中的气体质量与原A气柱气体质量之比为 地 城 考点02 分子动理论 一、单选题 1．(24-25高二下·陕西汉中·期末)《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。长时间行车不仅驾驶员会疲劳，而且汽车轮胎与地面摩擦会使得轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体泄漏，胎内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A．该段时间内，外界对轮胎内气体做正功 B．该段时间内，轮胎内气体对外界做正功 C．轮胎内气体的内能减小 D．轮胎内气体分子平均速率增大 【答案】D 【详解】AB．轮胎体积不变，气体体积一定，可知，外界与气体之间不做功，故AB错误； C．理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增大，故C错误； D．温度升高，气体分子平均动能增大，可知，分子平均速率增大，故D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·山西太原·期末)如图所示，一个密闭绝热容器用固定挡板隔开分成A、B两部分，容器中的气体为同种气体，它们的压强、温度。打开挡板上的开关K，使两部分互通，经过足够长的时间，再闭合开关。此时关于A、B两部分容器，下列说法正确的是（　　） A．A、B两部分容器内分子的数密度不相同 B．A、B两部分容器内分子的平均动能不相等 C．A、B两部分容器壁单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等 D．A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小不相等 【答案】C 【详解】ABC．两部分气体达到平衡状态时，压强、温度、密度都相同，因此A、B两部分容器内分子的数密度相同、平均动能相等、单位面积上受到气体分子平均作用力的大小相等，故AB错误，C正确； D．由于最终两部分气体压强相等，则A、B两部分容器壁单位面积上在单位时间内受到气体分子平均冲量的大小相等，故D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·山西太原·期末)如图为一定质量的氧气分子在不同温度下的速率分布，下列说法正确的是（　　） A．氧气分子的平均速率由温度决定 B．温度升高，所有氧气分子的速率都会增大 C．时，氧气分子的速率都在300~400m/s之间 D．时，速率在300~400m/s的氧气分子占比最大 【答案】A 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，因此氧气分子的平均速率由温度决定，故A正确； B．温度升高，所有氧气分子的速率都会增大。氧气分子的平均速率增大，但并非所有氧气分子的速率都增大，故B错误； C．时，氧气分子的速率在300~400m/s之间的百分比最大，故C错误； D．由图可知，时，速率在400~500m/s的氧气分子占比最大，故D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·山西太原·期末)一个分子A固定在原点O，另一个分子B从无穷远处逐渐向O点靠近，A、B分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．B由无穷远处到处的过程中，F先增大后减小 B．B由无穷远处到处的过程中，F对B做负功 C．B由无穷远处到处的过程中，分子势能先减小后增大 D．B由处继续靠近A的过程中，F在增大，分子势能在减小 【答案】A 【详解】A．在分子间距由无穷远减小到时，分子间的作用力为引力，由图可知，分子间的作用力先增大后减小，故A正确； BC．两分子间距由无穷远减小到的过程中，分子间的作用力体现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故BC错误； D ．B由处继续靠近A的过程中，分子作用力体现为斥力，由图可知，分子间的作用力F增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大，故D错误。 故选A。 5．(24-25高二下·山西运城·期末)关于以下甲、乙、丙、丁4幅图的相关物理知识，描述正确的是（　　） A．图甲中，检测玻璃面是否平整的原理是光的偏振 B．图乙中，断开开关S的瞬间，灯泡会闪亮一下后逐渐熄灭 C．图丙为分子间作用力F与其间距r的关系图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变大后变小 D．图丁为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动 【答案】C 【详解】A．检测平整度是根据光的干涉，故A错误； B．电路稳定后断开开关，线圈发生断电自感，产生自感电动势，有同方向的电流，其自感电流不会大于原来通过灯泡的电流，所以灯泡不会闪亮而是逐渐熄灭，故B错误； C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C正确； D．图中的折线是在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出花粉颗粒在不停地做无规则运动，故D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·山西部分学校·期末)如图所示，若一分子固定于坐标原点，另一分子从轴上点沿轴向点运动，当运动到点时，两分子间的分子力为零，规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是（    ） A．运动到点时，分子势能大于零 B．从点运动到点的过程中，、间引力一直增大 C．从点运动到点的过程中，两分子之间只存在引力作用 D．从点运动到点的过程中，分子力先减小后增大再减小 【答案】B 【详解】A．当分子b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，则当分子b向Q点运动的过程中，分子间作用力表现为引力，分子间作用力做正功，分子势能减小，由于规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零，故b运动到Q点时，分子势能小于零，故A错误； B．分子间的引力和斥力随分子间的距离减小都增大，则从点运动到点的过程中，、间引力一直增大，故B正确； C．分子b从点运动到点的过程中，两分子之间同时存在着引力和斥力，C错误； D．当分子b运动到Q点时，两分子间的分子力为零，无穷远处两分子间的分子力也为零，则从点运动到点的过程中，分子力先增大后减小，故D错误。 故选B。 7．(24-25高二下·宁夏银川一中·期末)假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（    ） A．图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B．在无穷远到的过程中分子力对分子B做负功 C．在分子B靠近分子A的过程中分子力一直增加 D．若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到处速率最大 【答案】D 【详解】AB．在处分子力为0，在大于处分子力表现为引力，分子B从无穷远处到的过程中，分子力对其做正功，分子势能减小，在处分子势能最小，故图1为分子力随分子间距离变化的图线，图2为分子势能随分子间距离变化的图线，AB错误； C．随着距离的减小分子力先增加再减小再反向增加，C错误； D．从较远处到的过程中，分子力做正功，速率增大，距离小于时分子力做负功，速率减小，故在处速率最大，D正确。 故选D。 8．(24-25高二下·陕西西安第八十五中学·期末)（多选）对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．温度越高，布朗运动越显著 C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 D．当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的减小分子势能先减小后增大 【答案】AB 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能一定大；但内能由质量、温度和体积共同决定，温度高的物体内能不一定大（如小物体与大物体比较），故A正确； B．布朗运动的显著程度与温度有关，温度越高，液体分子热运动越剧烈，对悬浮颗粒的撞击越频繁，布朗运动越显著，故B正确； C．分子间作用力随距离的变化并非单调。当分子间距离从小于平衡位置（r0）开始增大时，斥力逐渐减小；但当距离从大于r0开始增大时，分子力（引力）可能先增大后减小，故C错误； D．当分子间作用力表现为斥力时（r<r0），分子势能随分子间距离的减小而持续增大（需克服斥力做功），故D错误。 故选AB。 9．(24-25高二下·陕西西安中学·期末)（多选）如图，一定质量的理想气体，状态变化过程如图像中ABC图线所示，由图线可知（　　） A．A→B过程，分子与器壁间的平均作用力变大、压强增大 B．B→C过程，分子与器壁间的平均作用力不变、压强增大 C．C→A过程，分子密度减小，分子平均动能增大 D．C→A过程，分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少 【答案】BD 【详解】A．根据理想气体状态方程，可得 A→B过程，由题图可知压强不变，温度升高，气体分子平均动能变大，则分子与器壁间的平均作用力变大，故A错误； B．B→C过程，温度不变，气体分子平均动能不变，则分子与器壁间的平均作用力不变，由玻意耳定律知，气体的体积减小，压强增大，故B正确； CD．C→A过程，气体体积增大，温度降低，可知分子密度减小，分子平均动能减小；根据压强微观意义可得分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数减少，故C错误，D正确。 故选BD。 二、解答题 10．(24-25高二下·青海西宁第二中学优质教育集团·期末)如图所示为一超重报警装置示意图，长度为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器水平放置，开口向右。一厚度不计的轻质活塞将一定质量的理想气体封闭在容器内，活塞通过水平轻绳跨过滑轮与重物相连。不挂重物时封闭气体的长度为，挂上某一质量的重物时活塞右移至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统将发出超重预警。已知环境温度为，大气压强为，重力加速度为，不计摩擦阻力。    (1)在挂上重物达到平衡后，气体分子的数密度_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），器壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)求刚好触发超重预警时所挂重物的质量； (3)从刚发出预警开始，若环境温度从缓慢降至，该过程中气体内能减少了，求气体向外界放出的热量。 【答案】(1) 变小 变小 (2) (3) 【详解】（1）[1]挂上重物达到平衡后，气体的体积增大，气体分子的数密度变小； [2]同时气体的压强变小，即器壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小； （2）由题可知，初始状态， 轻绳连接重物刚好触发超重预警时，设理想气体的压强为，有 对理想气体，由玻意耳定律得 联立解得 （3）由盖-吕萨克定律可得 解得 此过程外界对气体做的功 由以上两式可得 由热力学第一定律有 解得 地 城 考点03 热力学定律 一、单选题 1．(24-25高二下·陕西西安中学·期末)我国建成后的“天宫”空间站，是“天和核心舱”“问天实验舱”和“梦天实验舱”的三舱组合体，三舱皆有“气闸舱”；航天员出站时，要途经“气闸舱”“减压”后才能出站；从太空返回空间站时要途经“气闸舱”“升压”后才能进站。“气闸舱”的原理如图所示，相通的两容器A、B之间装有阀门K，A内充满气体，B内为真空；打开阀门K后，A内的气体进入B中，达到平衡后，再关闭阀门K；B即为“气闸舱”。若整个系统跟外界没有热交换，气体为理想气体，则（　　） A．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，对外做了功 B．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体膨胀，温度降低 C．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子势能减少 D．容器A内的气体进入容器B的过程中，气体分子平均动能不变 【答案】D 【详解】A．当阀门K被打开时，容器A中的气体进入容器B中，由于容器B中为真空，没有受力物体，所以气体体积膨胀，对外不做功，故A错误； BC．又因为系统与外界没有热交换，所以气体内能不变，气体为理想气体，分子势能不变，则气体的温度也不变，故BC错误； D．气体的温度不变，则气体分子平均运动不变，故D正确。 故选D 。 2．(24-25高二下·山西临汾第一中学·期末)下列说法正确的是（　　） A．制作一个装置从海水中吸收热量并全部用来做功是可行的 B．可发明一种制冷设备，使温度降至绝对零度 C．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，可想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝 D．空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用 【答案】D 【详解】A．根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能并全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，故A错误； B．绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不能的，故B错误； C．有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，故C错误； D．根据热力学第二定律的方向性可知，空间站气闸舱散逸到太空的空气无法自动回到气闸舱重复利用，故D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·青海西宁第二中学优质教育集团·期末)布雷顿循环是一种热力循环，常用于核反应堆燃气轮机和航空发动机等领域。该循环由两个等压过程、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，下列说法中正确的是（　　） A．状态B的温度低于状态C的温度 B．A到B过程，气体的内能在减小 C．C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 D．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量 【答案】C 【详解】A．B到C过程，气体经历绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故A错误； B．根据可知，A到B过程，气体经历等压变化，体积增大，气体对外界做功，热力学温度增加，即内能在增加，故B错误； C．C到D过程，气体经历等压变化，体积减小，外界对气体做功，则热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C正确； D．由图可知，经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·宁夏吴忠青铜峡宁朔中学·期末)根据热力学定律，下列说法正确的是（　　） A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成 B．热效率为100%的热机是可能制成的 C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段 【答案】C 【详解】（1）第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，故A错误； （2）根据热力学第二定律，机械能可以100%转化为内能，但内能不能100%转化为机械能，即热力学过程不可逆，所以，热效率为100%的热机是不可能制成的，故B错误； （3）电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递；故C正确； （4）从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的；故D错误； 故本题选C 5．(24-25高二下·山西太原·期末)（多选）如图所示，一定质量的理想气体经历了一次A→B→C→D→A的循环过程，下列说法正确的是（　　） A．气体由状态C到状态D，内能增大 B．气体由状态A到状态B，从外界吸热 C．气体在B、D两个状态的温度可能相同 D．在一次A→B→C→D→A的循环过程中，气体对外界做的总功为正 【答案】AD 【详解】A．气体由状态C到状态D，初末状态p相等，V增大，T升高，内能增大，A正确； B．气体由状态A到状态B，初末状态p相等，V减小，T降低，内能减小；V减小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，气体向外界放热，B错误； C．气体在B、D两个状态，， 根据理想气体状态方程，C错误； D．在A→B→C过程中，气体体积减小，外界对气体做功，外界对气体做功WABC的大小等于图线与坐标轴所围的面积； 在C→D→A过程中，气体体积增大，气体对外界做功，气体对外界做功WCDA的大小等于图线与坐标轴所围的面积；在A→B→C过程中图线与坐标轴所围的面积小于在C→D→A过程中图线与坐标轴所围的面积，则，所以，在一次A→B→C→D→A的循环过程中，气体对外界做功。综上所述，在一次A→B→C→D→A的循环过程中，气体对外界做的总功为正，D正确。 故选AD。 6．(24-25高二下·陕西铜川王益中学·期末)（多选）一定质量的理想气体由状态A经状态B，C，D最终又回到状态A，该过程中气体的p-V图像如图所示，其中A到B为绝热过程，B到C和D到A为等容过程，C到D为等温过程。下列说法正确的是（　　） A．从A到B，气体分子的平均动能增大 B．从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量 C．全过程气体对外界做的功为零 D．全过程气体从外界吸收的热量小于放出的热量 【答案】AB 【详解】A．A到B为绝热过程，气体与外界无热交换，又气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律，气体内能增大，温度升高，即，从A到B，气体分子的平均动能增大，A正确； B． C到D为等温过程，即，结合前面分析可知 故从D到A，气体分子平均动能的减少量大于从B到C气体分子平均动能的增加量，B正确； CD．图像与横轴围成的面积表示做功，则全过程气体对外界做的功大于外界对气体做的功，又气体内能不变，全过程气体从外界吸收的热量大于放出的热量，CD错误。 故选AB。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $