十年高考(2003—2012）物理试题分类解析——专题21 分子动理论和热力学定律

十年高考(2003—2012）物理试题分类解析
专题21 分子动理论和热力学定律
一．2012年高考题
1.（2012·江苏物理）下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 _________.
(A) 水黾可以停在水面上
(B) 叶面上的露珠呈球形
(C) 滴入水中的红墨水很快散开
(D) 悬浮在水中的花粉做无规则运动
1【答案】AB
【解析】滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动，说明液体分子的热运动。
【考点定位】此题考查分子动理论和表面张力。
2、（2012·广东理综物理）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
2.【答案】：D
【解析】：空气中的水汽凝结成的水珠，分子之间距离减小，引力、斥力都增大，选项D正确。
【考点定位】此题考查分子之间的引力和斥力。
3. （2012·广东理综物理）景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。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，其体内能增加
D.外界对气体做正功，气体内能减少
3.【答案】：B
【解析】：在压缩过程中，外界对气体做正功，气体内能增大，温度升高，压强变大，选项B正确。
【考点定位】此题考查热力学第一定律及其相关知识。
4.（2012·全国理综）下列关于布朗运动的说法，正确的是
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧列
C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
5. （2012·重庆理综）题图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
5.【答案】：A
【解析】：若玻璃管内水柱上升，气体体积减小，外界大气的变化可能是温度降低，压强增大，选项A正确。
【考点定位】此题考查气体的状态变化及其相关知识。
6.（2012·四川理综）物体由大量分子组成，下列说法正确的是
分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大
分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小
物体的内能跟物体的温度和体积有关
只有外界对物体做功才能增加物体的内能
6.【答案】：C
7.（2012·福建理综）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。（填选项前的字母）
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
7.【答案】：D
【解析】：一定量气体吸收热量，若对外做功，其内能不一定增大，选项A错误；可以使热量由低温物体传递到高温物体，选项B错误；若两分子间距离从小于平衡位置距离处增大，分子势能减小，选项C错误；若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，选项D正确。
【考点定位】此题考查热学相关知识。
8.（2012·山东理综）以下说法正确的是 。
a．水的饱和汽压随温度的升高而增大
b．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
c．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
d．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小
【答案】ab
【解析】水的饱和汽压随温度的升高而增大，扩散现象表明，分子在永不停息地运动，选项ab正确；当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，选项c错误；一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，选项d错误。
【考点定位】此题考查分子动理论、饱和汽压、等压膨胀及其相关知识。
9（2012·新课标理综）关于热力学定律，下列说法正确的是__ _______（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B．.对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．.可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E．.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
答案：ACE
10（2012·江苏物理）密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大. 从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的 _________增大了. 该气体在温度T1、T2 时的分子速率分布图象如题12A-1 图所示，则T1 _________(选填“大于”或“小于”)T2.
10【答案】平均动能; 小于
【解析】理想气体，温度升高时，分子热运动的平均动能增大。根据分子速率分布图象的意义可知，T1 小于T2.。
【考点定位】此题考查温度的微观含义、分子速率分布图象的意义。
11 （2012·江苏物理）如题12A-2 图所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B。 此过程中,气体压强p =1.0×105 Pa，吸收的热量Q =7.0×102J，求此过程中气体内能的增量。.
11【答案】△U =5.0×102J。
【解析】等压变化，=,
对外做的功W =p(VB -VA )
根据热力学第一定律△U=Q-W
解得△U =5.0×102J。
【考点定位】此题考查热力学第一定律、气体做功等。
12（2012·海南物理）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是
A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在rC．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r=r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
二．2011年高考题
.1（ 2011四川理综）气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
A. 气体分子可以做布朗运动
B. 气体分子的动能都一样大
C. 相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D. 相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
错误。
2（2011·海南物理）关于空气湿度，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
3.（2011·全国理综）关于一定量的气体，下列叙述正确的是
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D．外界对气体做功，气体内能可能减少
.答案：AD
解析：气体等温膨胀，吸收的热量完全转化为功，选项A正确。由热力学第一定律可知，选项BC错误D正确。
4.（2011·重庆理综）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成.开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如题15图所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体
A.对外做正功，分子的平均动能减小
B. 对外做正功，内能增大
C. 对外做负功，分子的平均动能增大
D. 对外做负功，内能减小
4.答案：A解析：由于开箱时气体膨胀，对外做功，内能减小，温度降低，分子平均动能减小，选项A正确。
5（2011高考江苏物理）如题12A-1图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
【解析】：由能量守恒定律可知，叶片在热水中吸收的热量等于在空气中释放的热量与维持转动的能量之和，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，选项D正确。
【答案】D
6（2011·山东理综）人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。
a．液体的分子势能与体积有关
b．晶体的物理性质都是各向异性的
c．温度升高，每个分子的动能都增大
d．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
的作用，选项d正确。
7（2011·新课标理综）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是______。（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A． 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B． 若气体的内能不变，其状态也一定不变
C． 若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大
D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大
答案：ADE
解析：由理想气体状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，其温度不变，内能也一定不变，选项A正确；理想气体做等温变化，内能不变，而体积压强变化，状态变化，选项B错误；若气体的温度随时间不段升高，体积也随着增大，其压强也可能不变或减小，选项C错误；由热力学第一定律，气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，选项D正确；由于理想气体的内能只与温度有关，当气体温度升高时，气体的内能一定增大，选项E正确。
8（2011高考江苏物理）如题12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。
【解析】由热力学第一定律，对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，温度升高，体积由V1增大为V2，对外做功W= p0(V2-V1)。则在此过程中，气体分子平均动能增大，由热力学第一定律可得气体内能变化了△U=Q-W=Q-p0(V2-V1)。
【答案】增大 Q-p0(V2-V1)
三．2010年高考题
1．（2010上海物理）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则
（A）分子间引力随分子间距的增大而增大
（B）分子间斥力随分子间距的减小而增大
（C）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
（D）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
减小而增大；选项CD错误。
【答案】B
【点评】对分子力要区分分子间引力、斥力和分子间的相互作用力，要理解掌握分子力随分子间距的变化规律。
2．（2010海南物理)下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）。
(A)当一定质量的气体吸热时，其内能可能减小
(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
(C)单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
(D)当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【答案】ADE
【点评】此题考查对晶体、非晶体、液体特性和气体压强及其相关因素的理解。
3（2010·新课标理综）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是B C（填入正确选项前的字母）
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都晶体
B.晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的
C.单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D. 单晶体和多晶体物理性质是各向异性物，非昌体是各向同性的
答案：BC解析：玻璃不是晶体，选项A错误；晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的，选项B正确；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C正确；单晶体物理性质是各向异性物，非昌体和多晶体是各向同性的，选项D错误。
4.（2010福建理综）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是
4．答案：D 根据麦克斯韦气体分子速率的分布规律，能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是图D。
5.（2010福建理综）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体
A.温度升高，压强增大，内能减少
B.温度降低，压强增大，内能减少
C.温度升高，压强增大，内能增加
D.温度降低，压强减小，内能增加
四．2009年高考题
1．（2009·上海物理）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
答案：A
解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。
2.（2009年海南物理）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）
（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；
（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；
（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；
（E）一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；
（F）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
项D正确。
【答案】ADEF
【点评】此题考查物体内能、热力学定律、影响压强的微观因素等知识点。
3（2009年江苏物理）已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，取气体分子的平均直径为2×10-10m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）
【解析】设气体体积为V0，液体体积为V1，
气体分子数n=NA，V1=nπd3/6, (或V1=nd 3)
则=πd3NA，（或=d3NA）
解得=1×10-4 (9×10-5~2×10-4都算对)。
【点评】此题考查微观量的计算。对于分子可视为球体，也可视为立方体。微观量的估算，最终结果只要保证数量级正确即可。
4．（2010江苏物理）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/ m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1．若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）
【解析】设空气的摩尔质量为M=0.029kg/mol，在岸上和海底的密度分别为ρ1=1.3kg/ m3和ρ2=2.1kg/m3．一次吸入空气的体积为V=2L，则有=,
代入数据得△n=3×1022。
【点评】阿伏加德罗常数NA是连接宏观量（密度、物质的量、摩尔质量、摩尔体积等）和微观量（分子质量、分子体积、分子数等）的桥梁。
5．（2009年江苏物理）（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是 。（填写选项前的字母）
（A）气体分子间的作用力增大 （B）气体分子的平均速率增大
（C）气体分子的平均动能减小 （D）气体组成的系统地熵增加
（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡 （填“吸收”或“放出”）的热量是 J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 J
【答案】(1) D (2) 吸收 0.6 0.2
【点评】此题考查热力学定律及其相关知识，要注意抓住理想气体内能只与温度有关的特点进行处理。
6．（2009年广东物理）（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。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的___________，温度_________，体积___________。
【点评】此题考查改变内能的方式、热力学定律等相关知识。
五．2008年高考题
1.（2008年北京理综）假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近（阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1）
A．10年 B．1千年 C．10万年 D．1千万年
【解析】1g水物质的量n=1/18mol，所含有的分子数N=nNA=0.33×1023。每人每小时可以数5000个，每年可以数5000×24×365个，全世界60亿人同时数每年可以数5000×24×365×60×108=1017个，完成任务所需时间最接近0.33×1023/1017=3.3×105年。所以正确选项是C。
2（2008年天津理综·14）下列说法正确的是
布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
没有摩擦的理想热机可以把吸收的热量全部转化为机械能
知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
【解析】：布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是悬浮颗粒的分子无规则运动的反映，选项A错误；由热力学第二定律可知，热机不可能把吸收的热量全部转化为机械能，即热机效率不可能达到100%，选项B错误；知道某物质的摩尔质量和密度，只能求出该物质的摩尔体积，不能求出阿伏加德罗常数，选项C错误；内能包括所有分子的分子动能和分子势能，内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动的平均动能就相同，所以选项D正确。
3. (2008年宁夏)如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出．在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．关于这一过程，下列说法正确的是 ．（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A．气体分子的平均动能逐渐增大
B．单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C．单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D．气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量
4.（2008年海南物理）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℃的水蒸汽，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
F．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
说法F错误。
5.（2008年四川理综·14）下列说法正确的是
A．物体吸收热量，其温度一定升高
B．热量只能从高温物体向低温物体传递
C．遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D．做功和热传递是改变物体内能的两种方式
答案：D解析：由热力学第一定律可知，气体吸收热量同时对外做功，内能可能减小，温度可能降低，选项A错误；在外界做功的情况下，热量可以由低温物体向高温物体传递，例如电冰箱。所以选项B错误；由热力学第二定律可知，涉及热现象的宏观过程是不可逆的，所以遵守热力学第一定律的过程不一定能够实现，选项C错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，是改变物体内能的两种方式，选项D正确。
六．2007年高考题
1.（2007年高考江苏物理）分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
以应该选择B。
【点评】在显微镜下看到的悬浮在液体中花粉颗粒的运动（布朗运动）是液体分子无规则热运动的反映。温度越高，布朗运动越激烈；颗粒越小，布朗运动越明显。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大。
2（2007年高考重庆理综）氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气
A.分子总数减少，分子总动能不变
B.密度降低，分子平均动能不变
C.吸收热量，膨胀做功
D.压强降低，不对外做功
【点评】任何物体，只要温度相同，分子的平均动能就相同。分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大；分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间的距离增大而减小。分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度、体积及物质的量有关。
3（2007年高考四川理综）如图1所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向筒内打气，使容器内的压强增加到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器后
A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少
B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加
C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少
D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加
答案：C解析：打开卡子，胶塞冲出容器口的过程可看作绝热膨胀过程。胶塞冲出容器口后，由热力学第一定律可知，气体膨胀对外做功，内能减小，温度计示数变小。所以正确选项为C。
4.(2007年高考江苏物理)如图2所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是
Ａ、初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能
Ｂ、系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小
Ｃ、松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气
Ｄ、松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小
【解读】功是能量转化的量度，热量是在热传递过程中内能转移多少的量度，功和热量都不是能量的一种形式。热力学第一定律中，外界对物体做功，W＞0；物体对外做功，W＜0 ；物体吸热，Q＞0 ；物体放热，Q＜0 ；物体内能增加，ΔU＞0 ；物体内能减少，ΔU＜0。任何违背能量守恒定律的过程都是不可能的，不消耗能量而对外做功的第一类永动机是不可能的。
5. （2007年高考海南物理）有以下说法：
　　Ａ. 气体的温度越高，分子的平均动能越大
B. 即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速度是非常小的
C. 对物体做功不可能使物体的温度升高
D. 如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关
E. 一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为Ｔ的气体，乙室为真空，如图3所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室，若甲室中气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为Ｔ
F. 空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的。
G. 对于一定量的气体，当其温度降低时，速度大的分子数目减少，速率小的分子数目增加
H. 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
其中正确的是___________。
可能的，选项H错。所以此题中正确的是Ａ、Ｂ、D、Ｅ、Ｇ。
【解读】热力学第二定律是热学中的重要规律，要完整准确理解定律。热力学第二定律反映了能量转化的方向性，表明有大量分子参与的宏观过程都是不可逆的，宣告了第二类永动机是不可能制成的。
6. （2007全国高考理综1）如图4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℃）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，气体对外界释放了热量
项D错。所以此题正确选项为AC。
【解读】气体涉及分子动理论、热力学定律和气体的压强、体积、温度关系，综合性强，是高考热学命题重点和热点。
7. （2007年高考北京理综）为研究影响家用保温瓶保温效果的因素，某同学在保温瓶中灌入热水，先测量初始水温，经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件，先后共做了6次实验，实验数据记录如下表：
序号 瓶内水量（mL） 初始水温（0C） 时间（h） 末态水温（0C）
1 1000 91 4 78
2 1000 98 8 74
3 1500 91 4 80
4 1500 98 10 75
5 2000 91 4 82
6 2000 98 12 77
下列研究方案中符合控制变量方法的是
若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第1、3、5次实验数据
若研究瓶内水量与保温效果的关系，可用第2、4、6次实验数据
若研究初始水温与保温效果的关系，可用第1、2、3次实验数据
若研究保温时间与保温效果的关系，可用第4、5、6次实验数据
【解读】新课标强调了三维教学目标和培养学生的探究能力，2007年北京理综首次将探究性实验引入高考，为高考改革与课程改革、教学改革同步的尝试。
七．2006年高考题
1．（2006.江苏物理）从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量
A．氧气的密度和阿伏加德罗常数
B．氧气分子的体积和阿伏加德罗常数
C．氧气分子的质量和阿伏加德罗常数
D．氧气分子的体积和氧气分子的质量
答案：C解析：由氧气分子的质量和阿伏加德罗常数可以算出氧气的摩尔质量，选项C正确。
2（2006·江苏物理）用隔板将一绝热容器隔成 A和 B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空（如图①）。现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器（如图②），这个过程称为气体的自由膨胀。下列说法正确的是
A．自由膨胀过程中，气体分子只作定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
答案C解析：自由膨胀过程中，气体分子做无规则运动，选项A错误；气体自由膨胀，体积增大，压强减小，选项B错误；自由膨胀，对外不做功，气体的内能不变，温度不变，选项C正确；根据热力学第二定律，容器中的气体在足够长的时间内，不能全部自动回到A部分，选项D错误。
3（2006·全国理综1）下列说法中正确的是：
A.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，从而气体的压强一定增大
B.气体体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大
C.压缩一定量的气体，气体的内能一定增加
D.分子a从远外趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大
4.（2006·广东物理）关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是
A.第二类永动机违反能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加
C.外界对物体做功，则物体的内能一定增加
D.做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能量转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
答案：D
解析：第二类永动机并不违反能量守恒定律，它只不符合热力学第二定律，所以A项错误.从热力学第一定律可知物体内能的改变ΔU与物体吸、放热ΔQ和做功ΔW有关，即ΔU=ΔQ+ΔW.物体只从外界吸收了热量，做功情况不明确，同样道理，对物体做功而吸、放热情况不明确，都不能断定物体的内能如何变化，所以B、C项错误.做功是通过机械能转化为热能，而热传递是热能从一个物体转移到另一个物体，两种改变内能的方式和本质是有区别的，所以D项正确.
八．2005年高考题
1（2005·北京春招）以下关于分子力的说法，正确的是（ ）
A．分子间既存在引力也存在斥力
B．液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力
C．气体分子之间总没有分子力的作用
D．扩散现象表明分子间不存在引力
2（2005天津理综）下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
答案：A解析：一定质量的气体被压缩时，若温度降低，气体压强不一定增大，选项A正确；一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积减小，选项B错误；气体压强是由气体分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的，选项C错误；在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁有压强，选项D错误。
3（2005·江苏物理）某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和Vo，则阿伏加德罗常数NA可表示为
(A) 　(B) 　　　 (C) 　　 (D)
答案：BC解析：由阿伏加德罗常数NA意义可知选项BC正确。
4．（2005·江苏物理）下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是 ，
(A)当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
(B)当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
(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)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
1（2004·全国理综）若以μ表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿佛加德罗常数，m、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：
①NA=vρ/m ②ρ=μ/NAΔ ③ m =μ/NA ④ Δ=v/NA
其中
A. ①和②都是正确的 B. ①和③都是正确的
C. ③和④都是正确的 D. ①和④都是正确的
【解析】μ/NAΔ表示水的密度，不是在标准状态下水蒸气的密度ρ，关系式错误；v/NA表示在标准状态下水蒸气分子所占的体积，不是水分子体积Δ，关系式错误。所以此题选项B正确。
2. （2004·天津理综）下列说法正确的是
A. 热量不能由低温物体传递到高温物体
B. 外界对物体做功，物体的内能必定增加
C. 第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
D. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
答案：解析：热量可以由低温物体传递到高温物体，外界对物体做功，若同时放热，物体的内能不一定增加，选项AB错误；第二类永动机不可能制成，是因为违反了热力学第二定律，选项C错误；不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，选项D正确。
3（2004·广东物理）下列说法哪些是正确的：
水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现
用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现
4. （2004·广东物理）下列说法正确的是：
机械能全部变成内能是不可能的
第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式。
根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
答案：D解析：机械能全部变成内能是可能的；第二类永动机不可能制造成功的原因是因为违反热力学第二定律，选项AB错误；根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其它变化，选项C错误；从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的，选项D正确。
十．2003年高考题
1．（2003·全国理综）如图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中，
A 外力对乙做功；甲的内能不变
B 外力对乙做功；乙的内能不变
C 乙传递热量给甲；乙的内能增加
D 乙的内能增加；甲的内能不变
答案：C解析：将活塞P缓慢地向B移动一段距离，外力对乙做功，乙内能增大，乙温度升高，乙传递热量给甲；甲的内能增加；选项C正确。
2．（2003·北京春招）一根粗细均匀长1.0m的直玻璃管，上端封闭，下端开口，将它竖直地缓慢插入深水池中，直到管内水面距管上端0.50m为止。已知水的密度为1.0×103kg/m3，重力加速度为10m/s2，大气压强1.0×105Pa，则这时管内、外水面的高度差为
A 9m B 9.5m C 10m D 10.5m
答案：C解析：由玻意耳定律，p0L= pL/2，解得p=2.0×105Pa。p= p0+ρgh解得h=10m，选项C正确。
3.（2003江苏广东物理）一定质量的理想气体
A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于其始温度
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
正确。
4. （2003江苏广东物理）如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从a处由静止释放，则 （BC）
A.乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B.乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D.乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
图2
图3
图4
b
y
x
a
c
d
o