选择性必修 第三册第2章　固体、液体、气体的性质　热力学定律 Word版含解析

1.(多选)下列说法中正确的是
(　　)
A.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
B.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
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
2.(多选)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.第二类永动机违背了能量守恒定律,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
3.(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图K33-1所示,横轴表示时间t,纵轴表示温度T.下列判断正确的是
(　　)
图K33-1
A.固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体
B.固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形
C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性
D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
E.图线甲中ab段温度不变,所以甲的内能不变
4.(多选)下列说法不正确的是
(　　)
A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力所致
B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值
C.物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体
D.压缩气体需要用力,这是气体分子间有斥力的表现
E.气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞单位面积器壁的气体分子数一定减少
5.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.气体分子的数目越多,气体的体积越大
B.气体的压强是大量气体分子对器壁不断碰撞产生的
C.气体膨胀时对外做功,消耗内能,故气体的内能减少
D.内能不同的两个物体,它们的分子热运动的平均动能可能相等
E.晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化
6.(多选)下列说法中正确的是
(　　)
A.给车胎打气,越来越吃力,是由于分子间存在斥力
B.液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
C.悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉在做无规则的热运动
D.干湿泡湿度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远
E.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性
7.(多选)如图K33-2所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示.在此过程中
(　　)
图K33-2
A.气体温度一直降低
B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功
D.气体一直从外界吸热
E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
8.(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是
(　　)
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
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一定达到热平衡
9.(多选)下列说法正确的是
(　　)
A.水的饱和汽压随温度的升高而增大
B.浸润和不浸润现象均是液体分子间相互作用的表现
C.一定质量的0
℃的水的内能大于等质量的0
℃的冰的内能
D.气体的压强是由气体分子间的相互排斥而产生的
E.一些昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力
10.(多选)下列说法正确的是
(　　)
A.一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的
B.在完全失重的宇宙飞船中,水的表面存在表面张力
C.物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能
D.一定质量的0
℃的冰融化为0
℃的水时,分子势能增加
E.土壤里有很多毛细管,如果要把地下的水分沿着它们引到地表,可以将地面的土壤锄松
11.(多选)
对于物态和物态变化,下对说法正确的是
(　　)
A.绝对湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,越容易蒸发,感觉越干燥
B.在温度不变的情况下,饱和汽压不随体积变化
C.非晶体和多晶体没有确定的熔点,单晶体有确定的熔点
D.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的
E.可以根据各向同性或各向异性来鉴別晶体和非晶体
12.(多选)下列说法正确的是
(　　)
A.液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出
B.萘的熔点为80
℃,质量相等的80
℃的液态萘和80
℃的固态萘具有不同的分子势能
C.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象
D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大
E.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向同性
图K33-3
13.(多选)如图K33-3所示,密闭容器内可视为理想气体的氢气温度与外界空气的温度相同.现对该容器缓慢加热,当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时,则
(　　)
A.氢气分子的平均动能增大
B.氢气分子的势能增大
C.氢气的内能增大
D.氢气的内能可能不变
E.氢气的压强增大
14.(多选)下列说法中正确的是
(　　)
A.在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动
B.气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律
C.随着分子间距离增大,分子间作用力减小,分子势能也减小
D.一定质量的理想气体发生绝热膨胀时,其内能不变
E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
?
挑战自我?
15.如图K33-4所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终回到A状态,已知A状态的温度为27
℃.求:
(1)理想气体在C状态的温度;
(2)理想气体在全过程中气体吸收(放出)的热量.
图K33-4
16.一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图K33-5所示,p-T和V-T图各记录了其部分变化过程.
(1)求温度为600
K时气体的压强;
(2)在p-T图像上将温度从400
K升高到600
K的变化过程补充完整.
图K33-5
1.ABE　[解析]
温度是分子平均动能的标志,若减弱气体分子热运动的剧烈程度,则气体的温度降低,故A正确;气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,故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,故C错误;若气体在吸收热量的同时还在对外做功,且对外做的功大于吸收的热量,则内能可能减小,故D错误;气体在等压膨胀过程中,由理想气体状态方程可知,温度一定升高,故E正确.
2.ACE　[解析]
由第二类永动机的定义知,A正确;第二类永动机满足能量守恒定律,但违背了热力学第二定律,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.
3.ABD　[解析]
晶体具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,所以固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,故A正确;固体甲若是多晶体,则不会有确定的几何外形,固体乙是非晶体,一定没有确定的几何外形,故B正确;在热传导方面,固体甲若是多晶体,则不会表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性,故C错误;有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体,则固体甲和固体乙的化学成分有可能相同,故D正确;晶体在熔化时温度不变,但由于晶体在吸收热量,内能在增大,故E错误.
4.BCD　[解析]
竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力所致,A正确;空气的相对湿度等于空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的比值,故B错误;物理性质表现为各向同性的固体也可能是多晶体,不一定是非晶体,故C错误;气体分子之间距离很大,分子力近似为零,用力才能压缩气体是由气体内部与容器外之间的压强差造成的,并非由分子之间的斥力造成,故D错误;气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时,根据理想气体的状态方程=C可知,气体的温度一定升高,温度是分子的平均动能的标志,温度升高则分子的平均动能增大,分子对器壁的平均撞击力增大,压强不变,则单位时间碰撞单位面积器壁的气体分子数一定减少,故E正确.
5.BDE　[解析]
气体内部分子间有空隙,气体分子的数目多,气体的体积不一定大,A错误;气体的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的,B正确;气体的内能的变化取决于做功和热传递两个方面,C错误;温度是分子平均动能的标志,内能不同的两个物体只要温度相同,它们的分子热运动的平均动能就相等,D正确;晶体和非晶体在一条件下可以相互转化,E正确.
6.BDE　[解析]
给车胎打气,越来越吃力,主要是因为打气过程中车胎内气体压强增大,A错误;液体表面张力、浸润现象和不浸润现象都是分子力作用的表现,B正确;悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在做无规则的热运动,C错误;干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热,干湿泡湿度计的两个温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远,D正确;液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,E正确.
7.BCD　[解析]
由理想气体状态方程得=,结合图像知pa8.BDE　[解析]
根据热力学第一定律,气体吸热后,如果同时对外做功,温度不一定升高,A错误;改变气体内能的方式有热传递和做功,B正确;由=C知,一定质量理想气体在等压膨胀过程中,温度升高,内能增大,气体一定吸收热量,C错误;根据热力学第二定律,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,D正确;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一定处于热平衡,E正确.
9.ACE　[解析]
饱和汽压与液体种类和温度有关,温度越高,饱和汽压越大,故A正确;浸润与不浸润现象均是分子间相互作用的表现,是液体的表面层与固体表面的分子之间相互作用的结果,故B错误;由于水结冰要放热,故一定质量的0
℃的水的内能大于等质量的0
℃的冰的内能,故C正确;气体的压强是由气体分子对容器壁的频繁碰撞引起的,与分子数密度和平均动能有关,故D错误;昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力,故E正确.
10.BCD　[解析]
单晶体的光学和力学性质都是各向异性的,选项A错误;表面张力与重力无关,故在完全失重的宇宙飞船中,水的表面仍存在表面张力,选项B正确;
物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能,选项C正确;一定质量的0
℃的冰融化为0
℃的水时,分子势能增加,分子动能不变,选项D正确;将地面的土壤锄松会破坏土壤中的毛细管,不会将地下的水引到地面,选项E错误.
11.ABD　[解析]
绝对湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,越容易蒸发,感觉越干燥,A正确;饱和汽压与液体种类和温度有关,与体积无关,B正确;非晶体没有确定的熔点,晶体有确定的熔点,C错误;液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的,D正确;多晶体和非晶体都显示各向同性,只有单晶体显示各向异性,E错误.
12.BCD　[解析]
液面上方的蒸汽达到饱和时,液体分子从液面飞出,同时有相同个数的蒸汽分子进入液体中,从宏观上看,液体不再蒸发,故A错误;80
℃时,液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量,温度不变,则分子的平均动能不变,萘放出热量的过程中内能减小,而分子平均动能不变,所以一定是分子势能减小,故B正确;由毛细现象的定义可知,C正确;液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大,故液体表面层分子之间的作用力表现为引力,分子之间的距离有缩小的趋势,可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能,故D正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,E错误.
13.ACE　[解析]
温度是分子的平均动能的标志,氢气的温度升高,则分子的平均动能一定增大,故A正确;氢气被视为理想气体,气体分子势能忽略不计,B错误;密闭容器内一定质量理想气体的内能由分子平均动能决定,氢气的分子平均动能增大,则内能增大,故C正确,D错误;根据理想气体的状态方程=C可知,氢气的体积不变,温度升高,则压强增大,故E正确.
14.ABE　[解析]
布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动,在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞,是由气体的流动造成的,这不是布朗运动,故A正确;麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律,即“中间多,两头少”,故B正确;分子力的变化比较特殊,随着分子间距离的增大,分子间作用力不一定减小,当分子力表现为引力时,分子力做负功,分子势能增大,故C错误;一定质量理想气体发生绝热膨胀时,不吸收或释放热量,同时对外做功,其内能减小,故D错误;根据热力学第二定律可知,一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行,故E正确.
15.(1)2400
K　(2)1.5×103
J
[解析]
(1)气体由A到B过程
初状态:pA=1×105
Pa,TA=300
K,VA=10
L
末状态:pB=2×105
Pa,VB=20
L
由理想气体状态方程得
=,解得TB=1200
K
B到C过程为等容变化,由查理定律得=,解得TC=2400
K
(2)整个过程中气体的温度不变,则ΔU=Q+W=0
因为外界对气体做功的数值等于梯形ABCD的面积,求得W=1.5×103
J
则Q=-1.5×103
J,即气体放出的热量为1.5×103
J
16.(1)1.25×105
Pa　(2)如图所示
[解析]
(1)由p?T图可知,温度由200
K到400
K的过程中气体做等容变化,由V?T图可知,温度由400
K到500
K的过程中气体仍做等容变化,对应p?T图可得,T=500
K时,气体的压强为1.25×105
Pa,由V?T图可知,温度由500
K到600
K的过程中气体做等压变化,故T=600
K时,气体的压强仍为1.25×105
Pa.
(2)在p?T图像上补充画出400~600
K的气体状态变化图像,如图所示.