第3节热力学定律
(1)做功和热传递的实质是相同的。(×)
(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能一定减少。(×)
(3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。(√)
(4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功。(√)
(5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。(×)
(6)利用河水的能量使船逆水航行的设想，符合能量守恒定律。(√)
(7)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。(×)
突破点(一) 热力学第一定律
1．改变内能的两种方式的比较
4
(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0 或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。
[多角练通]
1．(多选)(2017·淄博、莱芜二模)健身球是一个充满气体的大皮球，现把健身球放在水平地面上。若在人体压向健身球的过程中球内气体温度保持不变，则( ) A．气体分子的平均动能增大 B．气体的密度增大
C．气体的内能增大D．外界对气体做功
解析：选BD 在人压向健身球的过程中，外界对球做功，气体所占的体积减小，故气体的密度增大；气体温度不变，故气体分子的平均动能不变；由于外界对气体做功，但气体温度不变，故内能不变；由热力学第一定律可知，气体对外放热；故A 、C 错误；B 、D 正确。
2．(多选)(2017·潮州朝安区高三模拟)对于一定量的气体，下列说法正确的是( )
A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B ．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
E ．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
解析：选ABE 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A 正确；温度高，气体分子热运动就剧烈，B 正确；在完全失重的情况下，分子热运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C 错误；做功也可以改变物体的内能，D 错误；气体在等压膨胀过程中温度一定升高，E 正确。
3．(多选)(2016·海南高考)一定量的理想气体从状态M 可以经历过
程1或者过程2到达状态N ，其p -V 图像如图所示。在过程1中，气体
始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变
化。对于这两个过程，下列说法正确的是( )
A ．气体经历过程1，其温度降低
B ．气体经历过程1，其内能减小
C ．气体在过程2中一直对外放热
D ．气体在过程2中一直对外做功
E ．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同
解析：选ABE 气体经历过程1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，选项A 、B 正确；气体在过程2中，根据理想气体状态方程pV T
＝C ，则开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，气体膨胀对外做功，则温度升高，需要吸热，故选项C 、D 错误；过程1和过程2的初、末状态相同，故气体内能改变量相同，选项E 正确。
突破点(二) 热力学第二定律 1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环
境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。
2．热力学第一、第二定律的比较
[典例] (多选)(2017·东北三省四市模拟)下列说法中正确的是( )
A．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
B．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入火罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小
C．空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向
D．自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
[解析] 相互间达到热平衡的两物体的温度相同，内能不一定相等，故A错误；火罐内气体压强小于大气压强，所以火罐能“吸”在皮肤上，故B正确；根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，但在一定外界条件影响下可以实现，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行
的，故D 正确。
[答案] BCD
[方法规律]
4个常见的宏观热现象方向性实例
(1)高温物体 热量Q 能自发传递热量Q 不能自发传递低温物体。
(2)功 能独立全转化为不能独立地完全转化为热量。
(3)气体体积V 1 能自发膨胀不能自发压缩气体体积V 2(V 2＞V 1)。
(4)不同气体A 和B 能自发混合不能自发分离混合气体AB 。
[集训冲关]
1．(2017·连云港模拟)关于能量和能源，下列说法正确的是( )
A ．在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少
B ．由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源
C ．能量耗散说明能量在转化过程中不断减少
D ．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
解析：选A 根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A 正确，C 错误；虽然自然界中的总能量不会减少，但是能源的品质会降低，无法再利用，故还需要节约能源，故B 错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D 错误。
2．(2017·重庆模拟)卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的，它可用于分析热机的工作过程，卡诺循环包括四个步骤：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩。下列相关说法中正确的是( )
A ．随着设备的改进和技术的提高，热机效率可能达到100%
B ．绝热膨胀和绝热压缩过程中，气缸内气体的内能保持不变
C ．等温压缩过程中，因外界对气体做功，故气缸内气体内能增大
D ．等温膨胀过程中，单位时间内在单位面积上碰撞气缸壁的分子数减少
解析：选D 由热力学第二定律可知，热机效率不可能达到100%，选项A 错；绝热膨胀和绝热压缩过程中，与外界没有热量交换，而气缸体积改变，气缸内气体的内能因做功而改变，选项B 错；等温压缩过程中，温度不变，气缸内气体内能不变，选项C 错；等温膨胀过程中，温度不变，体积增大，单位体积内分子数目减少，单位时间内在单位面积上碰撞气缸壁的分子数减少，选项D 对。
3．(多选)(2017·洛阳孟津一高检测)下列说法正确的是( )
A ．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
B ．悬浮在液体中的固体小颗粒会不停地做无规则的运动，这种运动是分子热运动
C ．把很多小的单晶体放在一起，就变成了非晶体
D ．第二类永动机没有违反能量守恒定律
E ．绝对零度不可达到
解析：选ADE 通常，处于液体表面层的分子较为稀疏，其分子间距较大，液体分子之间的合力表现为平行于液体界面的引力，故A 正确；悬浮在液体中的固体小颗粒会不停地做无规则的运动，这种运动是布朗运动，故B 错误；把很多小的单晶体放在一起，就变成了多晶体，故C 错误；第二类永动机没有违反能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，故D 正确；因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失，所以绝对零度是不存在的，故E 正确。
突破点(三) 气体实验定律与热力学第一定律的综合
求解此类综合问题的通用思路
[典例] (2017·潍坊模拟)如图所示在绝热气缸内，有一绝热轻活塞封闭
一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27 ℃，封闭气柱长为9 cm ，活塞横
截面积S ＝50 cm 2。现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体
吸热22 J ，稳定后气体温度变为127 ℃。已知大气压强等于105 Pa ，活塞与气
缸间无摩擦，求：
(1)加热后活塞到气缸底部的距离；
(2)此过程中气体内能改变了多少。
[解析] (1)取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L 1S ，温度为：T 1＝(273＋27) K ＝300 K ，
末状态的体积为：L 2S ，温度为：T 2＝(273＋127)K ＝400 K
气体做等压变化，则：L 1S T 1＝L 2S T 2
代入数据得：L 2＝12 cm 。
(2)在该过程中，气体对外做功：W ＝F ·ΔL ＝p 0S (L 2－L 1)＝105×50×10－4×(12－9)×10－2 J ＝15 J ，
由热力学第一定律：ΔU ＝Q －W ＝22 J －15 J ＝7 J 。
[答案] (1)12 cm (2)7 J
[方法规律]
判断理想气体内能变化的两种方法
(1)一定质量的理想气体，内能的变化完全由温度变化决定，温度升高，内能增大。
(2)若吸、放热和做功情况已知，可由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 来确定。
[集训冲关]
1.(多选)(2017·超级全能生26省联考)如图所示，p -V 坐标系中每个
方格的边长均相等，在p -V 图中的直线段AB 表示一定质量的理想气体的状
态变化过程，则气体从状态A 变化到状态B 的整个过程中，下列说法正确的
是( )
A ．气体的温度保持不变
B ．气体的内能先增加某一值，再减少同样的值
C ．气体对外做功，并吸热
D ．气体的密度不断减小
解析：选BCD 设题图中每一个小方格的长度为单位长度1。等温过程pV ＝常量，应是一条双曲线(上半支)，直线段AB 明显不符，故A 错误；pV ＝CT ，C 为恒量，pV 越大，T 越高。状态在(2,2)处温度最高。在状态A 和B ，pV 乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度；气体的内能先增加某一值，再减少同样的值，故B 正确；气体膨胀就会对外界做功，整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0。根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，由于气体的内能增加，ΔU ＝0，由于气体膨胀对外做功，W <0，所以Q >0，即气体一定吸收热量，故C 正确；气体的体积在不断增大，质量一定，所以气体的密度在不断减小，故D 正确。
2．(2017·大庆一模)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化
到状态B ，再由B 变化到C 。已知状态A 的温度为300 K 。
(1)求气体在状态B 的温度；
(2)由状态B 变化到状态C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说
明理由。
解析：(1)由理想气体的状态方程p A V A T A ＝p B V B T B
解得气体在状态B 的温度T B ＝1 200 K 。
(2)由B→C，气体做等容变化，由查理定律得：
p B T B ＝p C T C
解得T C＝600 K
故气体由B到C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小。根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，可知气体要放热。
答案：(1)1 200 K (2)放热
对点训练：热力学第一定律
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
解析：选C 根据热力学第一定律(公式ΔU＝Q＋W)可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外界做的功时，物体的内能增加，选项A、B错误，选项C正确；物体放出热量同时对外做功，则Q ＋W<0，内能减小，选项D错误。
2．(2014·重庆高考)重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )
A．压强增大，内能减小
B．吸收热量，内能增大
C．压强减小，分子平均动能增大
D．对外做功，分子平均动能减小
解析：选B 温度是分子平均动能的宏观标志，故天然气的温度升高过程中，分子平均动能增大，又天然气可视为理想气体，不需要考虑分子势能，而气体质量不变，储气罐内天然气分子数不变，所以气体分子总动能增大，故内能增大，A、D项错；由热力学第一定律可知，气体体积不变，内能增大，则一定从外界吸收热量，B项对；天然气体积不变，随温度升高，气体压强增大，C项错。
3．(2017·福州质检)如图是某喷水壶示意图。未喷水时阀门K闭
合，压下压杆A可向瓶内储气室充气；多次充气后按下按柄B打开阀门
K，水会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充
气和喷水过程温度保持不变，则( )
A．充气过程中，储气室内气体内能增大
B．充气过程中，储气室内气体分子平均动能增大
C．喷水过程中，储气室内气体放热
D．喷水过程中，储气室内气体压强增大
解析：选A 充气过程中，储气室内气体的质量增加，气体的温度不变，故气体的平均动能不变，气体内能增大，选项A正确，B错误；喷水过程中，气体对外做功，体积增大，而气体温度不变，则气体吸热，所以气体压强减小，选项C、D错误。
对点训练：热力学第二定律
4．(多选)(2017·湖南长沙模拟)关于第二类永动机，下列说法中正确的是( ) A．第二类永动机是指没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
C．第二类永动机违背了热力学第二定律，所以不可能制成
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能
E．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化
解析：选ACE 由第二类永动机的定义知，A正确；第二类永动机违反了热力学第二定律，故B错误，C正确；机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而不引起其他变化，故E正确，D错误。
5．(多选)(2017·开封5月质检)下列说法中正确的是( )
A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大
B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第一定律
E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝V
V0解析：选ABC 根据热力学第一定律，气体放出热量，若外界对气体做功，使气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的减小，分子力做负功，所以分子势能也增大，故C正确；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故D错误；某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿
伏加德罗常数可表示为N A＝V
V0
，对于气体此式不成立，故E错误。
6．(多选)(2017·济南模拟)下列说法正确的是( )
A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化
B．足球充足气后很难压缩，是足球内气体分子间斥力作用的结果
C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变
解析：选ACD 单晶体冰糖有固定的熔点，磨碎后物质微粒排列结构不变，熔点不变，A正确；足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因，与气体的分子之间的作用力无关，B错误；一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，没有对外做功，根据热力学第一定律可知，其内能一定增加，故C正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故D正确；一定质量的理想气体体积保持不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大，E错误。
7．(多选)(2017·郑州高三质检)下列说法正确的是( )
A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的
E．第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但也是不可能制成的
解析：选ACE 分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故A正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误；食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C正确；做功和热传递在改变系统内能方面是等价的，故D错误；第二类永动机虽不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，仍不可能制成，故E正确。
对点训练：气体实验定律与热力学第一定律的综合
8．(多选)(2015·广东高考)如图为某实验器材的结构示意图，金属内
筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程
中，被封闭的空气( )
A．内能增大
B．压强增大
C．分子间引力和斥力都减小
D ．所有分子运动速率都增大
解析：选AB 在水加热升温的过程中，封闭气体的温度升高，内能增大，选项A 正确；根据p T ＝C 知，气体的压强增大，选项B 正确；气体的体积不变，气体分子间的距离不变，分子间的引力和斥力不变，选项C 错误；温度升高，分子热运动的平均速率增大，但并不是所有分子运动的速率都增大，选项D 错误。
9.(多选)如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的
导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A 和B ，活塞处于静止平衡状态。现
通过电热丝对气体A 加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子
势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是( )
A ．气体A 吸热，内能增加
B ．气体B 吸热，对外做功，内能不变
C ．气体A 分子的平均动能增大
D ．气体A 和气体B 内每个分子的动能都增大
E ．气体B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少
解析：选ACE 气体A 进行等容变化，则W ＝0，根据ΔU ＝W ＋Q 可知气体A 吸收热量，内能增加，温度升高，气体A 分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，选项
A 、C 正确，D 错误；因为中间是导热隔板，所以气体
B 吸收热量，温度升高，内能增加；又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B 错误；气体B 的压强不变，但是体积增大，平均动能增大，所以气体B 分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E 正确。
10．（多选）(2017·哈尔滨第三中学模拟)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是
( )
A ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B ．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
C ．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
D ．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
E ．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
解析：选BCE 气体分子间距较大，分子间的分子力很小，分子永不停息地做无规则运动，所以气体如果失去了容器的约束就会散开，故A 错误；一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，内能增加，动能不变，分子势能增加，故B 正确；由pV T
＝C 可知，对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大则温度升高，体积增大对外做功，温度升高则内能增加，结合热力学第一定律可知，气体一定从外界吸收热量，故C 正确；气体分子总数不变，气体温
度升高，气体分子的平均动能增大，但不知气体体积的变化情况，因此压强不一定增大，故D 错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故E 正确。故B 、C 、E 正确。
11．一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变为状态C ，其中A →B 过程为等压变化，B →C 过程为等容变化。已知V A ＝0.3 m 3，T A ＝T C ＝300 K ，T B ＝400 K 。
(1)求气体在状态B 时的体积；
(2)设A →B 过程气体吸收的热量为Q 1，B →C 过程气体放出的热量为Q 2，比较Q 1、Q 2的大小并说明原因。
解析：(1)设气体在状态B 时的体积为V B ，A →B 过程气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得，V A T A ＝V B T B
代入数据得V B ＝0.4 m 3。
(2)T A ＝T C ，所以A →B 过程气体增加的内能与B →C 过程气体减小的内能相同。而A →B 过程气体对外做功，W <0；B →C 过程气体不做功，W ＝0，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，Q 1>Q 2。
答案：(1)0.4 m 3 (2)Q 1>Q 2 原因见解析
12．(2017·郑州高三质检)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 ，其状态变化过程的p -V 图像如图所示。已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃，求：
(1)该气体在状态B 时的温度；
(2)该气体从状态A 到状态C 的过程中与外界交换的热量。
解析：(1)对于理想气体：A →B ，由查理定律得：p A T A ＝p B T B
即：T B ＝p B p A T A ＝100 K ，所以：t B ＝T －273 ℃＝－173 ℃。
(2)B →C 过程由盖—吕萨克定律得：V B T B ＝V C T C
，
解得：T C ＝300 K ，所以：t C ＝27 ℃ A 、C 温度相等，ΔU ＝0
A →C 的过程，由热力学第二定律ΔU ＝Q ＋W 得：
Q ＝ΔU －W ＝p ΔV ＝200 J ，即气体从外界吸热200 J 。
答案：(1)－173 ℃ (2)200 J
42机械振动 一、选择题(每小题均有多个选项符合题目要求) 1．如图所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是( ) A．在第1 s内，质点速度逐渐增大 B．在第1 s内，质点加速度逐渐增大 C．在第1 s内，质点的回复力逐渐增大 D．在第4 s内质点的动能逐渐增大 E．在第4 s内质点的机械能逐渐增大 2．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等．所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s．下列说法正确的是( ) A．列车的危险速率为20 m/s B．列车的危险速率为40 m/s C．列车过桥需要减速，是为了防止发生共振现象 D．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 E．增加钢轨的长度有利于列车高速运行 3．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( ) A．质点振动的频率是4 Hz B．在10 s内质点经过的路程是20 cm C．第4 s末质点的速度最大 D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点的位移大小相等、方向相同 E．在t＝2 s和t＝6 s两时刻，质点的速度相同 4．甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知( ) A．两弹簧振子完全相同 B．两弹簧振子所受的回复力最大值之比F甲F乙＝2：1 C．振子甲的速度为零时，振子乙的速度最大 D．两振子的振动频率之比f甲f乙＝1：2 E．振子乙的速度为最大时，振子甲的速度不一定为零 二、非选择题 5．有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2－l图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是
第2章 《热力学第一定律》练习题 一、思考题 1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程所做的功是否一样 2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应， (3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同 3. 在298 K ， kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。 二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应：A(l) + (g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10kJ ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ?? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________； (2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p H V ???= ????kPa 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ???= ????m 3 。
高考物理真题——选修3-3 热学 2016年 （全国新课标I 卷，33）（15分） （1）（5分）关于热力学定律，下列说确的是__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分） A ．气体吸热后温度一定升高 B ．对气体做功可以改变其能 C ．理想气体等压膨胀过程一定放热 D ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E ．如果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 （2）（10分）在水下气泡空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p ?与气泡半径r 之间的关系为2p r σ?=，其中0.070N/m σ=。现让水下10m 处一半径为0.50cm 的气泡缓慢上升。已知大气压强50 1.010Pa p =?，水的密度 331.010kg /m ρ=?，重力加速度大小210m/s g =。 (i)求在水下10m 处气泡外的压强差； (ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。 （全国新课标II 卷，33）（15分） ⑴（5分）一定量的理想气体从状态a 开始，经历等温或 等压过程ab 、bc 、cd 、da 回到原状态，其p -T 图像如图 所示．其中对角线ac 的延长线过原点O ．下列判断正确 的是 ． A ．气体在a 、c 两状态的体积相等 B ．气体在状态a 时的能大于它在状态c 时的能 C ．在过程cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D ．在过程da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E ．在过程bc 中外界对气体做的功等于在过程da 中气体对外界做的功 ⑵（10分）一氧气瓶的容积为30.08m ，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气30.36m ．当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实
专题复习 热学（固体、液、气） 考点1、分子动理论的基本观点 阿伏罗德罗常数 古希腊 德谟克里特提出“原子”的概念 阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁． 微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ； 宏观量：物质体积V 、摩尔体积V mol 、物质质量、摩尔质量M mol 、物质密度ρ． （1）分子质量：A A 0N V N M m mol mol ρ== （2）分子体积：A A 0N M N V V mol mol ρ＝＝（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小） （3）分子直径：①球体模型：303A 66π πV N V d == （固体、液体一般用此模型） ②立方体模型：30V d =（气体一般用此模型） （对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） （4）分子的数量：A A A A N V V N V M N M V N M m N mol mol mol mol ====ρρ，注意公式的使用条件． 固体、液体可估算分子质量、大小（认为分子一个挨一个紧密排列）；气体不可估算大小，只能估算气体分子 所占空间、分子质量；分子直径的数量级为10－10m 考点2、用油膜法估测分子的大小（实验、探究） 1、实验原理：利用油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子大小．（模型法、估算法） 2、实验步骤： （1）用注射器吸入一定体积事先配好的油酸酒精溶液，均匀地滴出，记下滴出的滴数，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0；利用已知的浓度算出这滴溶液中纯油酸的体积V ． （2）在浅盘中倒入约2cm 深的水，在水面上均匀地撒一层薄薄的痱子粉，用注射器轻轻地滴一滴油酸溶液在水面上． （3）待油酸溶液全部散开，形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，并估算出油酸溶液在水面上散开后的面积S ． （4）用公式d =V /S ，算出油酸的厚度，此即油酸分子的直径． 【典型例题2】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 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得l cm 3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 m 2．由此估算出油酸分子的直径为m ．(结果保留l 位有效 数字) 考点3、分子热运动 布朗运动 1、扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象（分子热运动）．温度越高，扩散越快． 直接说明：组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈； 间接说明：分子间有间隙． 分子的扩散在科学研究和生产技术中有很多应用。在电子技术领域，利用真空、高温条件下固体原子的扩散，可以向半导体材料中掺入其他元素，制成各种半导体器件；机械工业中常常在某些轴、齿轮等零件表面掺上碳、氮等元素，以增加其耐磨、耐腐蚀等特殊性能。 2、布朗运动：1827年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象。 布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动．扩散现象是分子运动的直接证明，布朗运动间接说明了液体分子的无规则运动．
2018年高考物理全真模拟试题（十） 满分110分，时间60分钟 第Ⅰ卷(选择题共48分) 选择题：本题共8小题，每小题6分．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5～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 1．下列说法正确的是() A．自然界的电荷只有两种，库仑把它们命名为正电荷和负电荷 B．欧姆发现了电流的热效应 C．楞次根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 2．如图所示，静止在水平地面上倾角为θ的光滑斜面体上，有一斜劈A，A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物块C，A、B、C一起沿斜面匀加速下滑．已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是() A．A、B间摩擦力为零 B．C可能只受两个力作用 C．A加速度大小为g cos θ D．斜面体受到地面的摩擦力为零 3．如图所示，真空中两个等量异种点电荷＋q(q＞0)和－q以相同角速度绕O点在纸面中沿逆时针方向匀速转动，O点离＋q较近，则() A．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向外 B．O点的磁感应强度方向始终垂直纸面向里 C．O点的磁感应强度方向随时间周期性变化 D．O点的磁感应强度大小随时间周期性变化 4．如图甲所示，以等腰直角三角形ABC为边界的有界匀强磁场垂直于纸面向里，一个等腰直角三角形线框abc的直角边ab的长是AB长的一半，线框abc在纸面内，线框的cb 边与磁场边界BC在同一直线上，现在让线框匀速地向右通过磁场区域，速度始终平行于BC边，则在线框穿过磁场的过程中，线框中产生的电流随时间变化的关系图象是(设电流沿顺时针方向为正)()
第二章 热力学第一定律 、 恒压条件下，△H =Q p 。 系 统状 态变化 时，计算系 统与环境间交换 的能 量 ) m dT
1. 当理想气体冲入一真空绝热容器后，其温度将 (a) 升高(b) 降低 (c) 不变(d) 难以确定 (答案) c (△U=Q+W, ∵p外=0 , ∴W=0 ,又∵绝热，∴Ｑ＝０，所以△U＝０) 因为是真空故不做功，又因为是绝热故无热交换，故△U＝0。温度不变。 2. 当热力学第一定律写成d U = δQ–p d V时，它适用于 (a). 理想气体的可逆过程(b). 封闭体系的任一过程 (c). 封闭体系只做体积功过程(d). 封闭体系的定压过程 (答案) c (W=W体+W非，当W非=0时，W体= -pdV) 3．对热力学可逆过程，下列说法中正确的是 (a) 过程进行的速度无限慢 (b) 没有功的损失 (c) 系统和环境可同时复原 (d) 不需环境做功 （答案) c 可逆过程： 体系经过某一过程从状态（1）变到状态（2）之后，如果能够使体系和环境都恢复到原来的状态而未留下任何永久性的变化，则该过程称为热力学可逆过程。否则为不可逆过程 特征： ①状态变化时推动力与阻力相差无限小，体系与环境始终无限接近于平衡态； ②过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达； ③体系变化一个循环后，体系和环境均恢复原态，变化过程中无任何耗散效应； ④等温可逆过程中，体系对环境作最大功，环境对体系作最小功。 ⑤在可逆过程中，由于状态变化时推动力与阻力相差无限小，所以完成过程所需的时间为无限长。 4．对于封闭体系来说，当过程的始态与终态确定后，下列各项中哪一个无确定值 (a) Q (b) Q + W (c) W (当Q = 0时) (d) Q (当W = 0时) (答案) a (△U=Q+W) 5．对于孤立体系中发生的实际过程，下列关系中不正确的是 (a) W = 0 (b) Q = 0 (c) ΔU= 0 (d) ΔH = 0 (答案) d (孤立体系？△U=Q+W) 6．对于内能是体系状态的单值函数概念，错误理解是 (a) 体系处于一定的状态，具有一定的内能 (b) 对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值
热学问题 1.下列说法中正确的是： A.水和酒精混合后总体积减小主要说明分子间有空隙 B.温度升高，布朗运动及扩散现象将加剧 C.由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏伽德罗常数 D.物体的体积越大，物体内分子势能就越大 2.关于分子力，下列说法中正确的是： A.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用 B.将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力 C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力 D.固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力 3.如图所示是医院给病人输液的部分装置的示意图．在输液的 过程中： A.A瓶中的药液先用完 B.B瓶中的药液先用完 C.随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大 D.随着液面下降．A瓶内C处气体压强保持不变 4.一定质量的理想气体经历如图所示的四个过程，下面说 法正确的是： A.a→b过程中气体密度和分子平均动能都增大 B.b→c过程．压强增大，气体温度升高 C.c→d过程，压强减小，温度升高 D.d→a过程，压强减小，温度降低 5.在标准状态下，水蒸气分子间的距离大约是水分子直径的： A.1.1×104倍 B.1.1×103倍 C.1.1 ×102倍 D.11倍 6.如图所示．气缸内充满压强为P0、密度为ρ0的空气，缸 底有一空心小球，其质量为m，半径为r．气缸内活塞面 积为S，质量为M，活塞在气缸内可无摩擦地上下自由移 动，为了使小球离开缸底。在活塞上至少需加的外力大小 为(不计温度变化)． 7.如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总 容积为15L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体 积为1.5 L，打气简活塞每次可以打进1 atm、250cm3 的空气，若要使气体压强增大到6atm，应打气多少次？ 如果压强达到6 atm时停止打气，并开始向外喷药，那 么当喷雾器不能再向外喷药时，筒内剩下的药液还有
高中物理之热学专题复 习与练习 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第七章热学 一、主要内容 本章内容包括两部分，一是微观的分子动理论部分，一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念，及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律；气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念，以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律（包括公式和图象两种描述方法）。 二、基本方法 本章中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法，其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体，这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础；在气体状态变化规律中，将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体，从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 三、错解分析 在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位，导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。对于宏观的气体状态的分析，学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难，由此导致对气体状态规律应用出现错误；另外，本章中涉及到用图象法描述气体状态变化规律，对于p—V，p—T，V—T图的理解，一些学生只观注图象的形状，不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义，因此造成从图象上分析气体温度变化（内能变化）、体积变化（做功情况）时出现错误，从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 设一氢气球可以自由膨胀以保持球内外的压强相等，则随着气球的不断升高，因大气压强随高度而减小，气球将不断膨胀。如果氢气和大气皆可视为理想气体，大气的温度、平均摩尔质量以及重力和速度随高度变化皆可忽略，则氢所球在上升过程中所受的浮力将______（填“变大”“变小”“不变”） 【错解】错解一：因为气球上升时体积膨胀，所以浮力变大。 错解二：因为高空空气稀薄，所以浮力减小。
第一章 热力学第一定律 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP] 例 1-1 某会场开会有1000人参加，若每人平均每小时向周围散发出400kJ 的热量。试求： (1) 如果以礼堂中空气和椅子等为系统，则在开会时的30分钟内系统的热力学能增加了多少？ (2) 如果以礼堂中的空气、人和其他所有的东西为系统，则其热力学能的增加又为多少？ 解：(1)开会30分钟时产生的热量为： ()J 100.260 3010400100083?=? ??=Q 此为恒容系统，故0=W 根据热力学第一定律： ()J 100.28?=+=?W Q U (2) 因为此为孤立系统，所以：0=?U 例 1-2 2 mol 单原子理想气体在298K 时，分别按下列三种方式从15.00dm 3膨胀到40.00 dm 3： （1）自由膨胀； （2）恒温可逆膨胀； （3）恒温对抗100kPa 外压下膨胀。 求上述三种过程的Q 、W 、ΔU 和ΔH 。 解：（1）自由膨胀过程，0)(0)(1212e ＝＝＝V V V V p W -?-- 因为理想气体的热力学能和焓都只是温度的函数，而理想气体自由膨胀过程温度不变，所以：ΔU =ΔH =f (T )＝0 0=-?=W U Q
（2）因为理想气体等温过程，所以：ΔU =ΔH =0 J 486000.1500.40ln 298314.82ln 12-=???-=-V V nRT W ＝ J 4860=-=W Q （3）同理，ΔU =ΔH =0 J 250010)00.1500.40(100000)(312e -=?-?-=--=－V V p W J 2500=-=W Q 例 1-3 具有无摩擦活塞的绝热气缸内有5mol 双原子理想气体，压力为1013.25kPa ，温度为298.2K 。 （1）若该气体绝热可逆膨胀至101.325kPa ，计算系统所做的功。 （2）若外压从1013.25kPa 骤减至101.325kPa ，系统膨胀所做的功为多少？ 解：（1） R C V 25m ,=，R C p 27m ,=，4.1/m ,m ,==V p C C γ K p T =-γγ1， γγγ--=121112/p p T T 4.154)110298(4.1/14.04.04.12=??=-T K 绝热 0=Q ， )(12m ,T T nC U W V -=?= kJ 94.14)2.2984.154(314.82 55-=-???=W （2）对抗恒定外压101.325kPa 绝热膨胀，0=Q ，U W ?= ???? ??--=--=112 2e 12e )(p nRT p nRT p V V p W ??? ??-??-=102.298314.852T )2.298(314.82 55)(212m ,-???=-=?T T T nC U V K 5.2212=T kJ 97.7)10 2.2985.221(314.85-=-??-=W 学生自测题 [TOP]
1 新课标2014年高考二轮专题复习之热学 一、 选择题 1．如图28-A-2是在观察中记录的做布朗运动的微粒的运动路线，以微粒在A 点开始计时，每隔30秒记录微粒的一个位置，然后用直线把它们依次连起来，得到B 、C 、D 、E 、F 等点，则微粒在75秒末 的位置（ ） A ．一定在 CD 连线的中点 B ．一定不在CD 连线的中点 C ．可能在 C D 连线上，但不一定在CD 的中点 D ．可能在CD 连线以外的某点 （该题考查布朗运动图线的真正含义） 2．分子间的相互作用力既有引力f 引，也有斥力f 斥，下列说法正确的是（ ） A ．分子之间的距离越小，f 斥越大，f 引越小 B ．f 引与f 斥同时存在 C ．在分子间距离由r 0逐渐增大的过程中，分子力先增大后减小 D ．在分子间距离由r 0逐渐减小的过程中，分子力逐渐增大 （该题考查分子间的斥力、引力和分子力随分子间距离的变化关系，熟记前面图示可得结论） 3．某物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加得罗常数为N A ，则每个分子的质量和单位体积所含的分子数分别是（ ） A ．N A /M ，N A ρ/M B ．M/N A ，MN A /ρ C ．N A /M ，M/ρN A D ．M/N A ，ρN A /M （该题考查阿伏加得罗常数的简单应用） 4．电冰箱在消耗电能时能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明了（ ） A ．热量能自发地从低温物体传给高温物体 B ．在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体 C ．热量的传导过程具有方向性 D ．热量的传导过程不具有方向性 （该题考查的是热力学第二定律） 5．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J 的功，气体的内能减少了1.2×105J ， 则下列各式中正确的是（ ） A. W =8×104J △U =1.2×105J ，Q =4×104J B ．W =8×104J ，△U =－1.2×105J ，Q =－2×105J C ．W =－8×104J ，△U =－1.2×105J ，Q =2×105J D ．W =－8×104J ，△U =－1.2×105J ，Q =－4×104J （该题考查了热力学第一定律，根据关系式及相应的符号法则即可求解） 6．（2003江苏卷）一定质量的理想气体（ ） A ．先等压膨胀，在等容降温，其温度必低于起始温度 B ．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C ．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度 D ．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 （该题考查了气体的三个状态参量的相互关系即PV/T=C ，也可根据图象来判断） 二、填空题 7．固体和液体很难被压缩这一现象说明物质分子之间存在 ，1g 氧气含有 个氧 分子。（阿伏加得罗常数N A =6.0×1023个/mol ，氧气的摩尔质量为32g/mol ） （该题考查的是阿伏加得罗常数的简单应用） 8．利用油膜法可粗略测定分子的大小和阿伏加得罗常数，若已知n 滴油的总体积为V ，一滴油所形成的油膜的面积为S 。这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则一个油分子的直径d 为 ，可算出阿伏加得罗常数为 。 （该题考查的是利用单分子油膜法测定分子直径的方法） B A C D E F 图28-A-2
1 第二章 热力学第一定律 一、 选择题 1、下列叙述中不具状态函数特征的是：（ ） (A)系统状态确定后，状态函数的值也确定 (B)系统变化时，状态函数的改变值只由系统的初终态决定 (C)经循环过程，状态函数的值不变 (D)状态函数均有加和性 2、下列叙述中，不具可逆过程特征的是：（ ） (A)过程的每一步都接近平衡态，故进行得无限缓慢 (B)沿原途径反向进行时，每一小步系统与环境均能复原 (C)过程的初态与终态必定相同 (D)过程中，若做功则做最大功，若耗功则耗最小功 3、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极， 以蓄电池为电源进行电解，可以看作封闭体系的是：（ ） (A)绝热箱中所有物质 (B)两个铜电极 (C)蓄电池和铜电极 (D) CuSO 4水溶液 5、在下列关于焓的描述中，正确的是（ ） (A)因为ΔＨ＝ＱＰ，所以焓是恒压热 (B)气体的焓只是温度的函数 (C)气体在节流膨胀中，它的焓不改变 (D)因为ΔＨ＝ΔＵ＋Δ（ＰＶ），所以任何过程都有ΔＨ>０的结 论 6、在标准压力下，1mol 石墨与氧气反应生成1mol 二氧化碳的 反应热为Δr H ，下列哪种说法是错误的? （ ） (A) ΔH 是CO2(g)的标准生成热 (B) ΔH =ΔU (C) ΔH 是石墨的燃烧热 (D) ΔU <ΔH 7、在标准状态下，反应C 2H 5OH （l ）+3O 2(g) →2CO 2(g)+3H 2O(g)的反应焓为Δr H m θ, ΔC p >0, 下列说法 中正确的是（ ） (A)Δr H m θ是C 2H 5OH （l ）的标准摩尔燃烧焓 (B)Δr H m θ〈０ (C)Δr H m θ＝Δr Ｕm θ (D)Δr H m θ不随温度变化而变化 8、下面关于标准摩尔生成焓的描述中，不正确的是（ ） (A)生成反应中的单质必须是稳定的相态单质 (B)稳态单质的标准摩尔生成焓被定为零 (C)生成反应的温度必须是298.15K (D)生成反应中各物质所达到的压力必须是100Kpa 9、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应， 那么：（ ） (A) Q > 0，W > 0，?U > 0 (B)Q = 0，W = 0，?U < 0 (C) Q = 0，W = 0，?U = 0 (D) Q < 0，W > 0，?U < 0 10、非理想气体进行绝热自由膨胀时,下述答案中哪一个是错误 的? ( ) (A) Q =0 (B) W =0 (C) ΔU =0 (D) ΔH =0 11、下列表示式中正确的是 ( ) (A)恒压过程ΔH=ΔU+pΔV (B)恒压过程 ΔH=0 (C)恒压过程ΔH=ΔU+VΔp (D)恒容过程 ΔH=0 12、理想气体等温反抗恒外压膨胀，则 ( ) (A)Q>W (B)Q
1．根据热力学定律,下列说法正确的是（） A．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 B．空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量 C．科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机 D．对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机” 【答案】AB 【考点】热力学第一定律、热力学第二定律 【解析】在外界帮助的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，A 对；空调在制冷时，把室内的热量向室外释放，需要消耗电能，同时产生热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，B 对；根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，C 错；因为自然界的能量是守恒的，能源的消耗并不会使自然界的总能量减少，D 错。 2．液体与固体具有的相同特点是 (A)都具有确定的形状(B)体积都不易被压缩 (C)物质分子的位置都确定(D)物质分子都在固定位置附近振动 答案：B 解析：液体与固体具有的相同特点是体积都不易被压缩，选项B正确。 3．已知湖水深度为20m，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10m/s2，ρ＝1.0×103kg/m3) (A)12.8倍(B)8.5倍(C)3.1倍(D)2.1倍 答案：C 解析：湖底压强大约为3个大气压，由气体状态方程，当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的3.1倍，选项C正确。 4. 图6为某同学设计的喷水装置，内部装有2L水，上部密封1atm的空气0.5L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1L，设在所有过程中空可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有 A.充气后，密封气体压强增加 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加 C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光 【答案】AB 【考点】热力学第一定律、热力学第二定律 【解析】在外界帮助的情况下，热量可以从低温物体向高温物体传递，A 对；空调在制冷时，把室内的热量向室外释放，需要消耗电能，同时产生热量，所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量，B 对；根据热力学第二定律，可知内燃机不可能成为单一热源的热机，C 错；因为自然界的能量是守恒的，能源的消耗并不会使自然界的总能量减少，D 错。 5．A．[选修3-3]（12分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。
热学 1.[多选]在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是() A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴溶液中含有油酸10-2 mL B.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积 E.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=,即油酸分子的大小 2.[多选]运用分子动理论的相关知识,判断下列说法正确的是() A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置 B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关 C.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为N A= D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动 E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 3.[多选]下列说法正确的是() A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样 B.热量不可能从低温物体向高温物体传递 C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大 D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功 E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 4.[多选]如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中,气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温线.下列判断正确的是()
课时作业 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题) 1. (2017·陕西安康二调)如图所示，对于电场线中的A、B、C三点，下列判断正确的是() A．A点的电势最低 B．B点的电场强度最大 C．同一正电荷在A、B两点受的电场力大小相等 D．同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大 解析：根据电场线的特点，沿着电场线方向电势逐渐降低，则φA>φC>φB，又知同一负电荷在电势越低处电势能越大，则同一负电荷在C点具有的电势能比在A点的大，所以A错误，D正确；因在同一电场中电场线越密，电场强度越大，则知A点电场强度最大，所以B错误；因电场中E A>E B，则同一正电荷在A、B 两点所受电场力关系为F A>F B，所以C错误。 答案： D 2. 如图，水平天花板下用长度相同的绝缘细线悬挂起来的两个相同的带电小球A、B，左边放一带正电的固定球P时，两悬线都保持竖直方向。下面说法正确的是() A．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较P球带电荷量大 B．A球带正电，B球带负电，并且A球带电荷量较P球带电荷量小 C．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较P球带电荷量小 D．A球带负电，B球带正电，并且A球带电荷量较P球带电荷量大 解析：A、B悬线都处于竖直方向，表明沿水平方向均处于平衡状态，由此可判断A球带负电，B球带正电，结合库仑定律知，A球带电荷量较P球带电荷量小。故选C。 答案： C 3.
将两个质量均为m 的小球a 、b 用绝缘细线相连，竖直悬挂于O 点，其中球a 带正电、电荷量为q ，球b 不带电，现加一电场强度方向平行竖直平面的匀强电场(没画出)，使整个装置处于平衡状态，且绷紧的绝缘细线Oa 与竖直方向的夹角为θ＝30°，如图所示，则所加匀强电场的电场强度大小可能为( ) A.mg 4q B ．mg q C.mg 2q D ． 3mg 4q 解析： 取小球a 、b 整体作为研究对象，则受重力2mg 、悬线拉力F T 和电场力F 作用处于平衡，此三力满足如图所示的三角形关系，由图知F 的最小值为2mg sin 30°＝mg ，由F ＝qE 知A 、C 、D 错，B 对。 答案： B 4．如图所示，一个绝缘圆环，当它的1 4均匀带电且电荷量为＋q 时，圆心O 处的电场强度大小为E ，现 使半圆ABC 均匀带电＋2q ，而另一半圆ADC 均匀带电－2q ，则圆心O 处的电场强度的大小和方向为( ) A ．22E ，方向由O 指向D B ．4E ，方向由O 指向D C ．22E ，方向由O 指向B D ．0 解析： 由题意可知，若14圆AB 带电荷量为q ，AB 在圆心处场强为E ，方向由O 指向CD 中点，若1 4圆 CD 带电荷量为－q ，CD 在圆心处的场强也是E ，且方向与14圆AB 在圆心处场强相同；同理，1 4圆BC 、AD 在圆心处的场强也是E ，方向由O 指向AD 中点。合成各场强可得，圆心O 处的场强大小为22E ，方向由O 指向D 。因此A 正确。 答案： A 5．(2017·内蒙古包头测评)如图甲所示，在某一电场中有一条直电场线，在电场线上取A 、B 两点，将一个电子由A 点以某一初速度释放，它能沿直线运动到B 点，且到达B 点时速度恰为零，电子运动的v -t 图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
第二章练习题 一、填空题 1、根据体系和环境之间能量和物质的交换情况，可将体系分成、、 。 2、强度性质表现体系的特征，与物质的数量无关。容量性质表现 体系的特征，与物质的数量有关，具有性。 3、热力学平衡状态同时达到四种平衡，分别是、、 、。 4、体系状态发生变化的称为过程。常见的过程有、 、、、。 5、从统计热力学观点看，功的微观本质是，热的微观本质是 。 6、气体各真空膨胀膨胀功W= 0 7、在绝热钢瓶中化学反应△U= 0 8、焓的定义式为。 二、判断题（说法对否）： 1、当体系的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。（√） 2、当体系的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。（χ）3．因= ΔH， = ΔU，所以与都是状态函数。（χ） 4、封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。（χ） 错。只有封闭系统不做非膨胀功等压过程ΔH=Q P 5、状态给定后，状态函数就有定值；状态函数确定后，状态也就确定了。（√） 6、热力学过程中W的值应由具体过程决定( √ ) 7、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能
不变。( √ ) 三、单选题 1、体系的下列各组物理量中都是状态函数的是（ C ） A 、T、P、V、Q B 、m、W、P、H C、T、P、V、n、 D、T、P、U、W 2、对于内能是体系的单值函数概念，错误理解是（ C ） A体系处于一定的状态，具有一定的内能 B对应于某一状态，内能只能有一数值不能有两个以上的数值 C状态发生变化，内能也一定跟着变化 D对应于一个内能值，可以有多个状态 3下列叙述中不具有状态函数特征的是（D ） A体系状态确定后，状态函数的值也确定 B体系变化时，状态函数的改变值只由体系的始终态决定 C经循环过程，状态函数的值不变 D状态函数均有加和性 4、下列叙述中正确的是（ A ） A物体温度越高，说明其内能越大B物体温度越高，说明其所含热量越多C凡体系温度升高，就肯定是它吸收了热 D凡体系温度不变，说明它既不吸热也不放热 5、下列哪一种说法错误（ D ） A焓是定义的一种具有能量量纲的热力学量 B只有在某些特定条件下，焓变△H才与体系吸热相等 C焓是状态函数 D焓是体系能与环境能进行热交换的能量
选修3-3 第一章热学 第1讲分子支理论热力学定律与能量守恒 图1－1－4 1．(2020·广东，13) (1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火” 是通过________方式改变物体的内能，把________转变成内能． (2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶， 并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图1－1－4.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________． 解析：(1)热力学第一定律是对能量守恒定律的一种表述方式．热力学第一定律指出，热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变．所以钻木取火是通过做功把机械能转化为内能． (2)内能可以从一个物体传递给另一个物体(高温到低温)，使物体的温度升高； 一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积V随温度T线性地变化．所以从冰箱里拿出的烧瓶中的空气(低温)吸收水(高温)的热量温度升高，体积增大． 答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大 2．(1)物质是由大量分子组成的，分子直径的数量级一般是________ m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有________(举一例即可)．在两分子间的距离由r0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子作用力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是________(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”“先减小后增大”)． (2)一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，如果增大气体体积，气 体压强将如何变化？请你从分子动理论的观点加以解释．如果在此过程中气体对外界做了900 J的功，则此过程中气体是放出热量还是吸收热量？放出
功和功率 一、选择题(1～6题为单项选择题，7～11题为多项选择题) 1．如图1所示，甲、乙两物体之间存在相互作用的滑动摩擦力，甲对乙的滑动摩擦力对乙做了负功，则乙对甲的滑动摩擦力对甲( ) 图1 A．可能做正功，也可能做负功，也可能不做功 B．可能做正功，也可能做负功，但不可能不做功 C．可能做正功，也可能不做功，但不可能做负功 D．可能做负功，也可能不做功，但不可能做正功 2．同一恒力按同样的方式施于物体上，使它分别沿着粗糙水平地面和光滑水平地面移动相同一段距离时，恒力做的功和平均功率分别为W1、P1和W2、P2，则二者的关系是( ) A．W1＞W2、P1＞P2B．W1＝W2、P1＜P2 C．W1＝W2、P1＞P2D．W1＜W2、P1＜P2 3．(2017·安徽期中测试)A、B两物体的质量之比m A∶m B＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度—时间图象如图2所示。那么，A、B 两物体所受摩擦力之比F A∶F B与A、B两物体克服摩擦阻力做功之比W A∶W B分别为( ) 图2 A．2∶1，4∶1 B．4∶1，2∶1C．1∶4，1∶2 D．1∶2，1∶4 4．(2016·济南模拟)汽车从静止匀加速启动，最后做匀速运动，其速度随时间及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象如图所示，其中错误的是( )
5．(2016·福建厦门质检)汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1，汽车能达到的最大速度为v m 。则当汽车速度为1 2v m 时，汽车的加速度为(重 力加速度为g )( ) A ．0.1g B ．0.2g C ．0.3g D ．0.4g 6．如图3所示，半径为R 的1 8光滑圆弧轨道左端有一质量为m 的小球，在大小恒为F 、 方向始终与轨道相切的外力作用下，小球在竖直平面内由静止开始运动，轨道左端切线水平，当小球运动到轨道的末端时立即撤去外力，此时小球的速率为v ，已知重力加速度为 g ，则( ) A ．此过程外力做功为π 2FR B ．此过程外力做功为 22 FR C ．小球离开轨道的末端时，拉力的功率为Fv D ．小球离开轨道末端时，拉力的功率为 22 Fv 7．质量为m 的物体置于倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下斜面以加速度a 向左做匀加速直线运动，如图4所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是( )