专题15 热学1．（2020·湖南长郡中学高三模拟）如图所示，a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化中的四个状态，图中ad与T轴平行，cd与p轴平行，ab的延长线过原点，则下列说法中正确的是（）A．气体在状态a时的体积大于在状态b时的体积B．从状态b到状态a的过程，气体吸收的热量一定等于其增加的内能C．从状态c到状态d的过程，气体分子的平均动能不变，但分子的密集程度增加D．从状态a到状态d的过程，气体对外做功，内能不变E.从状态b到状态c的过程，气体从外界吸收的热量一定大于其对外做的功【答案】BCE【解析】因ab连线过原点，可知是等容线，则气体在状态a时的体积等于在状态b时的体积，选项A错误；从状态b到状态a的过程，气体体积不变，则对外做功为零，即W=0，根据∆U=W+Q可知，气体吸收的热量一定等于其增加的内能，选项B正确；从状态c到状态d的过程，气体的温度不变，压强变大，体积减小，则气体分子的平均动能不变，但分子的密集程度增加，选项C正确；从状态a到状态d的过程，气体压强不变，温度升高，则体积变大，气体对外做功，内能变大，选项D错误；从状态b到状态c的过程，气体温度升高，体积变大，内能增加，对外做功，根据∆U=W+Q可知，气体从外界吸收的热量一定大于其对外做的功，选项E正确。
故选BCE。
2．（2020·山东省实验中学高三模拟）下列说法中正确的是A．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力B．在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的尘埃作无规则运动，属于布朗运动C．一定质量的理想气体温度升高其压强一定增大D．一定质量的理想气体温度升高其内能一定增大【答案】D【解析】用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故A错误；教室空气中飞舞的尘埃是由于空气的对流而形成的；不是布朗运动；故B错误；由理想气体状态方程可知，当温度升高时如果体积同时膨胀，则压强有可能减小；故C错误；理想气体不计分子势能，故温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大；故D 正确。
3．（2020·湖北省黄冈高三八模）大气压强为51.010Pa ⨯。
某容器的容积为10L ，装有压强为61.010Pa ⨯的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（ ） A ．1∶9 B ．1∶10C ．1∶11D ．1∶20【答案】B【解析】以原来所有气体为研究对象，初状态：p 1=1.0×106Pa ，V 1=10L ，把容器的开关打开，气体等温膨胀，末状态：p 2=1.0×105Pa ，设体积为V 2，由玻意耳定律得 p 1V 1=p 2V 2 代入数据得 V 2=100L即容器中剩余10L 压强为P 0的原来气体，而同样大气压下气体的总体积为100L ，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比12101=10010m V m V ==剩总故ACD 错误，B 正确；故选B 。
4．（2020·江苏省扬州市高三检测）人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的，下列说法正确的是（ ）A ．晶体的物理性质都是各向异性的B ．露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用C ．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停歇地做无规则运动D ．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减小 【答案】B【解析】晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故A 错误； 液体表面张力的产生原因是：液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力；合力现为引力，露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用，故B 正确；布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒所做的无规则的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，故C 错误；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，故D 错误。
故选B 。
6．（2020·北京市门头沟区高三一模）一定质量的理想气体，在温度升高的过程中（ ）A．气体的内能一定增加B．外界一定对气体做功C．气体一定从外界吸收热量D．气体分子的平均动能可能不变【答案】A【解析】理想气体不计分子势能，温度升高，平均动能增大，内能一定增加，选项A正确，D错误；温度升高，外界可能对气体做功，也可能从外界吸收热量，选项BC错误。
故选A。
7．（2020·北京市门头沟区高三一模）对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（）A．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小B．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大C．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大D．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大【答案】C【解析】气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。
当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大。
故选C。
8．（2020·河北衡水中学高三五调）下列说法中正确的是（）A．热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B．液体表面张力的方向与液面垂直C．液体表面张力的大小是跟分界线的长度成正比的D．水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体E.相对湿度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态【答案】ACE【解析】热力学第二定律的一种表述为：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响，即无论采用任何设备和手段进行能量转化，总是遵循“机械能可全部转化为内能，而内能不能全部转化为机械能”，A正确；液体表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，其大小跟分界线的长度成正比，B错误C正确；浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的。
液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩；水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，D错误；相对湿度=空气中水蒸气的压强/同温度下水的饱和气压，当相对湿度为100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态，故E正确。
故选ACE。
9．（2020·湖北华中师大附中高三测试）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦。
a 态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b 态是气缸从容器中移出后，在室温（27 °C）中达到的平衡状态。
气体从a态变化到 b 态的过程中大气压强保持不变。
若忽略气体分子之间的势能，下列说法中正确的是（）A．与b态相比，a 态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大C．在相同时间内，a、b 两态的气体分子对活塞的冲量相等D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量E.从a态到b态，气体的内能增加，气体对外界做功，气体向外界吸收了热量【答案】ACE【解析】因压强不变，而由a到b时气体的温度升高，故可知气体的体积应变大，故单位体积内的分子个数减少，故a状态中单位时间内撞击活塞的个数较多，故A正确；因压强不变，故气体分子在单位时间内撞击器壁的冲力不变，故冲量不变，故B错误，C正确；因从a到b，气体的温度升高，故内能增加；因气体体积增大，故气体对外做功，则由热力学第一定律可知气体应吸热，故D错误，E正确；故选ACE。
10．（2020·长春市第六中学高三二模）下列说法中正确的是（）A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小【答案】BDE【解析】分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，故A错误；表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故B正确；空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故D正确；E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E正确。
故选BDE。
11．（2020·山西省临汾市高三模拟）下列各种说法中正确的是（）A．布朗运动是分子热运动的宏观现象，可以发生在固体、液体和气体中B．扩散现象反映了分子的无规则运动，可以发生在固体、液体、气体的任何两种中C．分子力较大时，分子势能较大；分子力较小时，分子势能较小D．液晶分子排列比较整齐，但不稳定，其光学性质随温度的变化而变化E.只要是具有各向异性的物体一定是晶体，具有各向同性的物体不一定是非晶体【答案】BDE【解析】布朗运动是悬浮在液体、气体中的固体小颗粒的运动，所以只能发生在液体和气体中，故A错误；扩散现象是两种物质的分子相互进入对方，可在固、液、气三种物质中任两种中发生，故B正确；当分子力表现为引力时，随分子间的距离增大，分子力先增后减，但分子势能一直增大，故C错误；液晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子排列不稳定，外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，如温度、压力和外加电压等的变化，都会引起液晶光学性质的变化，故D正确；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性，故E正确。
故选BDE。
12．（2020·安徽省六安市一中高三模拟）下列说法正确的是。
A．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大E.热量一定由高温物体向低温物体传递【答案】ACD【解析】失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故金属液体的气体气泡不能无限地膨胀，A正确；阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，B错误；由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，C正确；由于分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力为引力，而分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力为斥力，所以分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，D正确；热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，E错误。