2017-2018届高考物理历年易错题集锦：热学状态变化[第107页第1题] (2017-2018江苏连云港)如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力。
a、b、c、d 为x轴上四个特定的位置,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是( )A.从a到bB.从b到cC.从b到dD.从c到d[答案] D[解析] 乙分子从c到d时,分子力表现为斥力,分子力和分子势能同时都增大,选项D正确。
[变式训练] （2012长沙二校联考，33(1)）以下说法正确的是 (选对一个给3分, 选对两个给4分, 选对三个给6分. 每选错一个扣3分, 最低得分为0分)A. 当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时, 分子势能最小B. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C. 一滴油酸酒精溶液体积为V, 在水面上形成的单分子油膜面积为S, 则油酸分子的直径d=D. 气体的温度升高时, 分子的热运动变得剧烈, 分子的平均动能增大, 撞击器壁时对器壁的作用力增大, 但气体的压强不一定增大E. 高压下的油会透过钢壁渗出, 说明分子是不停运动着的F. 存放过煤的混凝土地面下一段深度内部有黑色颗粒, 说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动[变式答案] ADF[变式解析] 当r>r0时分子力表现为引力, 当r<r0时分子力表现为斥力, 当分子间距离从r0变化时一定需克服分子力做功, 分子势能增大, 故当r=r0时分子势能最小, A正确. 布朗运动是固体颗粒整体的运动, 它是周围液体分子对其撞击引起的, 反映的是周围液体分子的运动情况, B错误. d=V/S中V应是油酸酒精溶液中纯油酸的体积, C错误. 由pV/T=C知T升高时pV的乘积增大, p不一定增大, D正确. 油透过钢壁渗出表明固体分子间也是有空隙的, 这是高压机械运动, 与分子热运动无关, E错误. 选项F属于扩散现象, 而扩散现象是分子热运动的实验基础之一, F正确.[第107页第2题] (2017-2018广东揭阳、潮州联考)夏天将密闭有空气的矿泉水瓶放进低温的冰箱中会变扁,此过程中瓶内空气(可看成理想气体)( )A.内能减小,外界对其做功B.内能减小,吸收热量C.内能增加,对外界做功D.内能增加,放出热量[答案] A[解析] 瓶内空气温度降低,内能减小,体积减小,外界对其做功;由热力学第一定律,知瓶内空气放出热量,选项A正确。
[变式训练] (辽宁省五校协作体2017-2018届高三摸底考试理科综合试题题14(1))[物理——选修3-3]甲、乙两分子间作用力与距离的关系图象如图所示，现把甲分子固定在坐标原点，乙分子从轴上的处由静止释放，则乙分子 ( )A. 从到一直加速B. 从到加速，从到减速C. 从到过程中，两分子间的分子势能一直减小D. 从到过程中，两分子间的分子势能先减小后增加[变式答案] AC[变式解析] 从到过程中，两分子间作用力为引力，故从到过程中，两分子间作用力一直对乙分子做正功，乙分子一直做加速运动，其分子势能一直减小，故AC正确。
[第107页第3题] (2012广东理综,13,4分)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。
这一物理过程中,水分子间的( )A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大[答案] D[解析] 因为空气中水汽凝结成水珠时水分子间距离减小,再根据分子力与分子间距离的关系可知,当分子间距离减小时斥力、引力同时增大,所以只有D项正确。
[变式训练] （2012山东基本能力，65，易）轨道车运行时，车与轨道摩擦使轨道温度升高. 下列说法正确的是（）A. 温度升高，但轨道的内能不增加B. 温度升高，但轨道不会产生热辐射C. 摩擦生热与摩擦生电一样，都涉及能量转化D. 轨道对车的摩擦力方向与车的运动方向无关[变式答案] C[变式解析] 温度是分子平均动能的标志，对于轨道，温度升高时分子平均动能增大，其内能也增大，A错误. 轨道温度升高后与周围环境间存在温差而发生热传递，其中包括传导、对流、辐射三种方式，B错误. 从能量转化的情况来看，摩擦生热是机械能转化为内能，摩擦生电是机械能转化为电能，故C正确. 轨道对车的摩擦力方向总是在作为动力时与车的运动方向相同，作为阻力时与车的运动方向相反，故D错误.[第107页第4题] (2012广东理综,14,4分)景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒。
猛推推杆,艾绒即可点燃。
对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( )A.气体温度升高,压强不变B.气体温度升高,压强变大C.气体对外界做正功,气体内能增加D.外界对气体做正功,气体内能减少[答案] B[解析] 对封闭气体,猛推压缩过程中,外界对气体做正功,时间极短,热传递不计,即Q=0,由ΔU=W+Q可知内能增大,C、D均错误。
因气体内能等于所有分子动能与分子势能之和,其中分子势能不变或减小,所以分子平均动能增加,温度升高,再由气体状态方程=常量可知,气体压强变大,故A错误、B正确。
[变式训练] （2011上海单科，8，易）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ，TⅡ，TⅢ，则（）A. TⅠ>TⅡ>TⅢB. TⅢ>TⅡ>TⅠC. TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢD. TⅠ=TⅡ=TⅢ[变式答案] B[变式解析] 温度是气体分子平均动能的标志. 由图像可以看出，大量分子的平均速率>>，因为是同种气体，则>>，所以B 正确，A、C、D错误.[第107页第5题] (2011上海单科,8,2分)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TⅠ,TⅡ,TⅢ,则( )A.TⅠ>TⅡ>TⅢB.TⅢ>TⅡ>TⅠC.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ[答案] B[解析] 温度是气体分子平均动能的标志。
由图象可以看出,大量分子的平均速率>>,因为是同种气体,则>>,所以B正确,A、C、D错误。
[变式训练] （2012长沙二校联考，33(1)）以下说法正确的是 (选对一个给3分, 选对两个给4分, 选对三个给6分. 每选错一个扣3分, 最低得分为0分)A. 当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时, 分子势能最小B. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C. 一滴油酸酒精溶液体积为V, 在水面上形成的单分子油膜面积为S, 则油酸分子的直径d=D. 气体的温度升高时, 分子的热运动变得剧烈, 分子的平均动能增大, 撞击器壁时对器壁的作用力增大, 但气体的压强不一定增大E. 高压下的油会透过钢壁渗出, 说明分子是不停运动着的F. 存放过煤的混凝土地面下一段深度内部有黑色颗粒, 说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动[变式答案] ADF[变式解析] 当r>r0时分子力表现为引力, 当r<r0时分子力表现为斥力, 当分子间距离从r0变化时一定需克服分子力做功, 分子势能增大, 故当r=r0时分子势能最小, A正确. 布朗运动是固体颗粒整体的运动, 它是周围液体分子对其撞击引起的, 反映的是周围液体分子的运动情况, B错误. d=V/S中V应是油酸酒精溶液中纯油酸的体积, C错误. 由pV/T=C知T升高时pV的乘积增大, p不一定增大, D正确. 油透过钢壁渗出表明固体分子间也是有空隙的, 这是高压机械运动, 与分子热运动无关, E错误. 选项F属于扩散现象, 而扩散现象是分子热运动的实验基础之一, F正确.[第107页第6题] (2011广东理综,13,4分)如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是( )A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用[答案] D[解析] 压紧的两个光滑铅柱分子间距离变小,分子间的作用力增大,分子力表现为引力,导致铅柱不脱落,D正确。
压紧与否铅柱受的大气压力始终不变,铅柱间的万有引力很小,可以忽略,故B、C错误。
铅分子做无规则热运动不影响铅柱之间的相互作用,故A错误。
[变式训练] （2009上海单科，8，中）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律. 在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）A. 接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B. 根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论C. 根据F∝m和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出F∝D. 根据大量实验数据得出了比例系数G的大小[变式答案] ABC[变式解析] 根据物理学史知A、B、C正确；比例系数G是卡文迪许测量得出的，D错误.[第107页第7题] (2012四川理综,14,6分)物体由大量分子组成,下列说法正确的是( )A.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大B.分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C.物体的内能跟物体的温度和体积有关D.只有外界对物体做功才能增加物体的内能[答案] C[解析] 分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大,但不一定是每个分子的动能都大,故A错。
分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大,故B错。
物体的内能由物质的量、物态、体积及温度决定,即所有分子动能和分子势能之和,故C正确。
物体内能的变化由做功和热传递共同决定,故D错。
[变式训练] （2009上海单科，2，易）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（）A. 温度和体积B. 体积和压强C. 温度和压强D. 压强和温度[变式答案] A[变式解析] 由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的热运动动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间引力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积. 因此答案A正确.[第107页第8题] [2012福建理综,28(1),6分]关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( )A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大[答案] D[解析] 由热力学第一定律知内能的变化取决于做功和热传递两个方面,故A错误。