2020年高考物理模擬100考點模擬題 熱力學(xué)定律

2020年高考物理100考點最新模擬題千題精練（選修3-3、3-4）

第一部分熱學(xué)（選修3-3）

專題L6熱力學(xué)定律（提高篇）

1.（2019湖南衡陽三模）下列說法正確的是（）

A.己知銅的密度、摩爾質(zhì)量和阿伏伽德羅常數(shù)，可以估算銅分子的直徑

B.熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體

C.一定質(zhì)量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加

D.在一定的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，但非晶體一定不可以轉(zhuǎn)化為晶體

E.當(dāng)液體與固體之間表現(xiàn)為浸潤時，附著層內(nèi)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

【參考答案】ACE

【名師解析】已知銅的密度和摩爾質(zhì)量可求摩爾體積，摩爾體積除以阿伏伽德羅常數(shù)得銅分子體積，把銅

分子看成球型，即可求解銅分子直徑，故A正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量能從低溫物體傳到高溫

物體，如空調(diào)，但會引起其他的變化，故B錯誤；一定質(zhì)量的某種理想氣體在等壓膨脹過程，根據(jù)蓋呂薩

克定律可知溫度升高，故氣體內(nèi)能一定增大，故C正確；晶體與非晶體在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化，即

在一定的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體。故D錯誤；液體與固體之間表

現(xiàn)為浸潤時，附著層內(nèi)分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力；附著層出現(xiàn)擴展的趨勢；故E正確。

2.（2019河南示范性高中聯(lián)考）下列說法正確的是（）

A.物體吸收熱量時，其分子平均動能一定增大

B.空氣中水蒸氣的壓強越大，空氣的絕對濕度一定越大

C.當(dāng)兩分子間距離小于平衡位置的間距m時，分子間的距離越大，分子勢能越小

D.燧值越大表明系統(tǒng)內(nèi)分子運動越無序

E.同種物質(zhì)不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)

【參考答案】BCD

【名師解析】

物體吸收熱量時，若同時對外做功，則其內(nèi)能可能會減小，溫度降低，則其分子平均動能減小，選項A錯

誤；空氣中水蒸氣的壓強越大，空氣的絕對濕度一定越大，選項B正確；當(dāng)兩分子間距離小于平衡位置的

間距r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，分子間的距離越大，分子力做正功，則分子勢能越小，選項C正確；皤是

物體內(nèi)分子運動無序程度的量度，系統(tǒng)內(nèi)分子運動越無序，燃值越大。故D正確。同種物質(zhì)可能以晶體和

非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，如煤炭與金剛石，故E錯誤；故選BCD.

3.（2019湖南岳陽二模）下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法正確的是（）

A.花粉顆粒在水中做布朗運動，反映了花粉分子在不停的做無規(guī)則運動

B.熱量不可能自發(fā)從低溫物體傳到高溫物體

C.單晶體某些物理性質(zhì)沿不同方向是各向異性的

D.影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和氣

壓的差距

E.一定質(zhì)量的理想氣體在等溫壓縮的過程中，氣體的內(nèi)能不變，從外界吸熱

【參考答案】BCD

【名師解析】

花粉顆粒在水中做布朗運動，反映了水分子在不停的做無規(guī)則運動，故A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不

可能使熱量自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，比如電冰箱要耗電，故B正確：因為組成它們的原子（分子、

離子）在空間上的排列是有序的，所以單晶體的某些物理性質(zhì)呈現(xiàn)各向異性，故C正確；影響蒸發(fā)快慢以

及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是相對濕度，與空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和氣壓的差

距有關(guān)，故D正確；一定質(zhì)量理想氣體等溫壓縮的過程中，溫度不變，氣體內(nèi)能不變AUR；體積縮小，

外界對氣體做功，W>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放熱，故E錯誤；

【關(guān)鍵點撥】

布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是分子的無規(guī)則運動，形成的原因是由于液體分子對懸浮微粒無規(guī)

則撞擊引起的；熱力學(xué)第二定律反映了自發(fā)的宏觀熱現(xiàn)象具有方向性；單晶體的物理性質(zhì)各向異性；根據(jù)

熱力學(xué)第一定律和氣體實驗定律分析氣體內(nèi)能變化和吸放熱情況。

本題考查布朗運動、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、晶體、氣體實驗定律等，知識點多，難度小，關(guān)

鍵是記住基礎(chǔ)知識。

4.（2019?甘肅蘭州月考）（多選）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A-BTC的狀態(tài)變化過程，則下列說法

正確的是（）o

A.A—B過程中，壓強不變

B.A-B過程中，外界對氣體做負(fù)功

C.B-C過程中，氣體分子間距增大

B-C過程中，氣體分子無規(guī)則熱運動變劇烈

C-4過程中，氣體對外放熱

【參考答案】BDE

【名師解析】A-8過程溫度降低，體積增大，由可知壓強變小，則氣體膨脹對外做功，即外界對氣

體做負(fù)功，則A錯誤，B正確；8-C過程為等容變化，溫度升高，則體積不變，分子運動加劇，C錯誤，

D正確。C-A過程為等壓降溫，體積減小，由AU=Q+W知。＜0,則氣體放熱，E正確。

5.（2019?四川診斷）（多選）如圖所示，一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形

狀記憶合金制成的葉片。輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后，葉片

形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是。

形狀記憶合金

A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量

B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金從熱水中吸收的熱量

C.轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高

D.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量

E.葉片在熱水中吸收的熱量一定大于水和轉(zhuǎn)輪獲得的動能

【參考答案】BDE

【名師解析】根據(jù)能量守恒定律知，形狀記憶合金從熱水中吸收熱量后，一部分能量在伸展劃水時轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

水和轉(zhuǎn)輪的動能，另一部分釋放到空氣中。轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動的過程中克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)輪的速度越來越小，所

以要維持轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動需要外力做功。故A錯誤，B正確。轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水的過程是水對轉(zhuǎn)輪做功的

過程，同時水會向四周放出熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知水的內(nèi)能減小，故水溫降低，故C錯誤。根據(jù)

熱力學(xué)第二定律，物體不可能從單一熱源吸收能量全部用來對外做功而不引起其變化，故葉片在熱水中吸

收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量，也一定大于水和轉(zhuǎn)輪獲得的動能。故D、E正確。

6.[2019?河北衡水聯(lián)考]（多選）下列說法正確的是o

A.單晶體在不同方向上的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、機械強度等物理性質(zhì)不一樣

B.熱量不可能從低溫物體向高溫物體傳遞

C.一定質(zhì)量的理想氣體，保持氣體的壓強不變，溫度越高，體積越大

D.功可以完全轉(zhuǎn)化為熱量，而熱量不能完全變?yōu)楣Γ床豢赡軓膯我粺嵩次鼰崾怪孔優(yōu)橛杏玫墓?/p>

E.若氣體的溫度不變，壓強增大，說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多

【參考答案】ACE

【名師解析】單晶體具有各向異性，A項正確；熱力學(xué)第二定律是說熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫

物體，但是通過外力做功是可以把熱量從低溫物體傳到高溫物體，B項錯誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程（或者

查理定律）可知C項正確；在引起其他變化的情況下，是可以從單一熱源吸熱使之全部變?yōu)橛杏玫墓?，D項

錯誤；根據(jù)氣體壓強的微觀含義可知E項正確。

7.[2019?湖北武漢模擬]（多選）如圖所示，在一定質(zhì)量的理想氣體壓強隨體積變化的p-V圖象中，氣體先后經(jīng)

歷了"、be、cd、曲四個過程，其中浦垂直于〃，"垂直于丫軸且與p軸平行，he,而是兩條等溫線。

下列判斷正確的是。

A.氣體在狀態(tài)〃時的溫度低于在狀態(tài)c時的溫度

B.從a-6的過程，氣體分子密集程度不變，分子平均動能增加

C.從a—bTC的過程，氣體密度不斷減小，溫度先升高后不變

D.從cid的過程，氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功

E.從。一〃一°一4/的過程，設(shè)氣體對外做功為明，外界對氣體做功為卬2，氣體吸熱為0，放熱為0，則

W-W2<Q-Q2

【參考答案】ABD

【名師解析】根據(jù)題圖可知，氣體在狀態(tài)。和狀態(tài)6時體積相同，氣體的壓強越大，溫度越高，故狀態(tài)b

的溫度比狀態(tài)”的溫度高，乂兒為等溫線，所以狀態(tài)c的溫度比狀態(tài)a的溫度高，A正確。氣體在狀態(tài)a

和狀態(tài)人時體積相同，故分子密集程度不變，狀態(tài)6的壓強大，溫度高，分子平均動能更大，B正確。由c

到d,氣體體積減小，外界對氣體做正功，且溫度降低，內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第一定律可得D正確。從a

到b,氣體體積不變，密度不變，從方到c,氣體體積變大，溫度不變，C錯誤。0d等溫，內(nèi)能相等，故

外界對氣體做的功與氣體放出的熱量相等，E錯誤。

8.（多選）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程外、兒、ca回到原狀態(tài)，其V-7圖象如圖所示,

Pa、Pb、Pc分別表示狀態(tài)。、b、C的壓強，下列判斷正確的是。

A.過程加中氣體一定吸熱

B.Pc=Ph>Pa

C.過程A中分子勢能不斷增大

D.過程尻、中每一個分子的速率都減小

E.過程ca中氣體吸收的熱量等于對外界做的功

【參考答案】ABE

【名師解析】由題圖知，該理想氣體從4到6為等容變化，外界對氣體做功為零，溫度升高，內(nèi)能增大，

根據(jù)AU=Q+W,可知氣體一定吸熱，選項A正確；從b到c為等壓變化，故p,=p/,,而從。到b為等容

變化，根據(jù)查理定律p=CT,可知溫度升高，壓強變大，故ppp。,選項B正確；理想氣體沒有分子勢能，

選項C錯誤；從〃到c,溫度降低，分子的平均動能降低，平均速率減小，但不是每一個分子的速率都減小,

選項D錯誤；從。到a,氣體發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，氣體對外界做功，吸收熱量，根據(jù)AU=Q+W,

氣體吸收的熱量等于對外界做的功，選項E正確。

9.（2019?遼寧六校聯(lián)考）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)4變化到狀態(tài)8,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的

p-V圖象如圖所示，己知氣體處于狀態(tài)A時的溫度為300K,則下列判斷正確的是

p/atm

3R

2

I-憶

0123V/(xl0-3m3)

A.氣體處于狀態(tài)B時的溫度為900K

B.氣體處于狀態(tài)C時的溫度為300K

C.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)C過程氣體內(nèi)能一直增大

D.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B過程氣體放熱

E.從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C過程氣體放熱

【參考答案】ABE

VATAVB3x1（尸

【名師解析】由題知〃=300K,A—8過程為等壓變化，則根據(jù)YB=TB，解得了8=%〃=1x1（）7x300K=

PHTnpc1

900K。故A正確。8TC過程是等容變化，則有「。二五，得TC=PB%=§X900K=300K,故B正確。從狀

態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程，氣體的溫度先升高后降低，則氣體的內(nèi)能先增大后減小，故C錯誤。由A-8

氣體的溫度升高，內(nèi)能增大，體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律△U=W+。知，氣體吸熱，故

D錯誤。8TC過程氣體的體積不變，不做功，溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，由熱力學(xué)第-定律AU=W+。

知，氣體放熱，故E正確。故選A、B、Eo

二.計算題.

1.如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為S=2cm)足夠長的玻璃管豎直插入水銀槽中并固定(插入水銀槽中

的部分足夠深)。管中有一個質(zhì)量不計的光滑活塞，活塞下封閉著長L=21cm的氣柱，氣體的溫度為4=7℃,

5

外界大氣壓取p()=1.0xl0Pa(相當(dāng)于75cm高的汞柱的壓強)。

(1)若在活塞上放一個質(zhì)量為m=0.1kg的祛碼，保持氣體的溫度4不變，則平衡后氣柱為多長？(^=10m/s2)

(2)若保持祛碼的質(zhì)量不變，對氣體加熱，使其溫度升高到々=77℃,此時氣柱為多長？

(3)若在(2)過程中，氣體吸收的熱量為10J,則氣體的內(nèi)能增加多少？

【答案】⑴20cm(2)25cm(3)8.95J

【名師解析】：(1)被封閉氣體的初狀態(tài)為

Pi=/%=1.0x10’Pa

%=LS=42cm3,T|=280K

末狀態(tài)壓強P2=Po+警=L05xl()5pa

V2=L2S,72=4=280K

根據(jù)玻意耳定律，有Pl—=P2V2，即夕1乙=〃2乙2

得LO="L=20cm。

“2

(2)對氣體加熱后,氣體的壓強不變，P3=P2,V3=L3S,73=350K

根據(jù)蓋?呂薩克定律，有旨=熱即然受

得心3=梟＜2=25cm.

(3)氣體對外做的功W=p2S〃=P2s(乙3-㈤=105J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律得

AU=W+Q=-1.05J+10J=8.95J

即氣體的內(nèi)能增加8.95Jo

2.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ATB—CTOTA循環(huán)，該過程每個狀態(tài)視為平衡態(tài)，各狀態(tài)參

數(shù)如圖所示。A狀態(tài)的壓強為lxl()5pa,求：

(1)B狀態(tài)的溫度；

(2)完成一次循環(huán)，氣體與外界熱交換的熱量。

【答案】(1)600K(2)放熱150J

【名師解析】：

(1)理想氣體從A狀態(tài)到8狀態(tài)的過程中，壓強保持不變，根據(jù)蓋-呂薩克定律有

匕=必

TA~TB

代入數(shù)據(jù)解得T8=P〃=600K

(2)理想氣體從A狀態(tài)到8狀態(tài)的過程中，外界對氣體做功

用=一2八(乙一%)

解得W|=-100J

氣體從8狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中，體積保持不變，根據(jù)查理定律有

陛="

TtTTc

解得Pc=2.5xl(/Pa

從C狀態(tài)到。狀態(tài)的過程中，外界對氣體做功

W2=pdVB-VA)

解得電=250J

一次循環(huán)過程中外界對氣體所做的總功W=W1+W?=i50J

理想氣體從A狀態(tài)完成一次循環(huán)，回到A狀態(tài)，始末溫度不變，所以內(nèi)能不變。根據(jù)熱力學(xué)第一定律有

△U=W+Q

解得（2=-150J

故完成一次循環(huán)，氣體向外界放熱150J。

3.（2019?寧夏銀川模擬）如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的汽缸內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞用輕彈簧

與缸底相連，當(dāng)汽缸如圖甲水平放置時，彈簧伸長了X。，活塞到缸底的距離為及，將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動豎直放

置，開口向上，如圖乙所示，這時活塞剛好向缸底移動了松的距離。已知活塞的橫截面積為S,活塞與汽

缸壁的摩擦不計，且氣密性良好，活塞的質(zhì)量為〃?，重力加速度為g,環(huán)境溫度恒定，大氣壓強為po,求：

（1）彈簧的勁度系數(shù)的大?。?/p>

（2）若從甲圖到乙圖的過程中，氣體放出的熱量為Q,活塞的重力對氣體做的功為W,則彈簧開始具有的彈

性勢能為多少？

【答案】⑴""及；'；一沖°$（2）Q-W-p^S

入0乙0

【解析】（1）汽缸水平放置時，缸內(nèi)氣體的壓強為0=po+華

當(dāng)汽缸豎直放置時，缸內(nèi)氣體的壓強為p2=po+警,

根據(jù)玻意耳定律有pi￡oS=p2（Lo—刈）5,

mg品一沏-p必）S

解得k=

（2）從甲圖到乙圖的過程中，氣體的溫度始終不變，因此氣體的內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第?定律可知Q=W

+p(KoS+Ep,

求得Ep=Q-W-P^}S.

4.（2016?漳州模擬）如圖，豎直放置、開口向上的試管內(nèi)用水銀封閉一段理想氣體，若大氣壓強不變，管內(nèi)氣體

)

A.溫度升高，則體積減小B.溫度降低，則壓強減小

C.溫度降低，則壓強增大D.溫度升高，則體積增大

【參考答案］D

【名師解析】溫度升高，壓強不變，則體積增大，選項D正確A錯誤。溫度降低,則壓強不變，體積減小，

選項BC正確。

5.（9分）（2016?長沙模擬）（1）（3分）下列敘述中，正確的是（）

A.同一溫度下,氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律

B.布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映

C.第二類永動機是不可能制造出來的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律，但它違反熱力學(xué)第二定律

D.物體熔化時吸熱，分子平均動能不一定增加

E.只知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出氣體分子的體積

【參考答案］ACD

【名師解析】同溫度下，氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，選項A正確。布朗運動是懸浮

在液體中固體顆粒的運動，是液體分子無規(guī)則運動的反映，選項B錯誤。第二類永動機是不可能制造出來

的，盡管它不違反熱力學(xué)第一定律,但它違反熱力學(xué)第二定律，選項C正確。物體熔化時吸熱，溫度不變，物體

內(nèi)分子平均動能不一定增加，選項D正確。只知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)就可以算出每個氣體

分子所占的體積，不能算出分子體積，選項E錯誤。

6.（10分）（2016?廣東百校聯(lián)盟模擬）（1）（3分）當(dāng)兩分子間距為r°時，它們之間的引力和斥力相等。關(guān)于分子之間

的相互作用，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)兩個分子間的距離等于r0時,分子勢能最小

B.當(dāng)兩個分子間的距離小于r0時，分子間只存在斥力

C.在兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)逐漸減小到r=r°的過程中，分子間作用力的合力先增大后減小

D.在兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)逐漸減小到r=r0的過程中，分子間作用力的合力一直增大

E.在兩個分子間的距離由r=ro逐漸減小的過程中，分子間作用力的合力一直增大

【參考答案］ACE

【名師解析】當(dāng)兩個分子間的距離等于m時，分子勢能最小，選項A正確。當(dāng)兩個分子間的距離小于r0時,

分子間存在引力和斥力，但是斥力大于引力，對外表現(xiàn)為斥力，選項B錯誤。在兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)

逐漸減小到r=r0的過程中，分子間作用力的合力先增大后減小，選項C正確D錯誤。在兩個分子間的距離由

r=r0逐漸減小的過程中，分子間作用力的合力一宜增大，選項E正確。

7.（2016?云南昆明二檢）下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號）

A.溫度低的物體內(nèi)能一定小

B.從單一熱源吸收熱量使之全部變成有用的機械功而不引起任何變化是不可能的

C.液體與大氣相接觸，表層分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引

D.燧值越大，表明系統(tǒng)內(nèi)分子運動越無序

E.分子運動的平均動能可能為零，瞬時速度不可能為零

【參考答案］BCD

【名師解析】溫度低的物體，分子平均動能小，內(nèi)能不一定小，選項A錯誤。從單一熱源吸收熱量使之全

部變成有用的機械功而不引起任何變化是不可能的，選項B正確。液體與大氣相接觸，由于蒸發(fā)，表層分

子之間距離較大，大于平衡位置之間的距離，所以表層分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引，選項C

正確。烯值越大，表明系統(tǒng)內(nèi)分子運動越無序，選