高考物理一轮复习课时作业57固体液体热力学定律（含解析）

固体液体热力学定律

一、选择题

1．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点

B．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

C．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

D．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

E．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

答案　BCD

解析　A项，只有晶体有固定的熔点，故A项错误；

B项，石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，故B项正确；

C项，在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体．把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故C项正确；

D项，固体可以分为晶体和非晶体两类，单晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，故D项正确；

E项，烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，所以E项错误．

2．(2018·潍坊二模)(多选)关于固体、液体、气体的叙述，下列说法正确的是(　　)

A．晶体的熔点和液体的沸点都与压强有关

B．多晶体具有各向同性，且无固定熔点

C．液晶具有流动性，且其光学性质具有各向异性

D．饱和汽压随温度的变化而变化

E．影响人感受到干爽和潮湿的因素是空气的绝对湿度，而不是相对湿度

答案　ACD

解析　A项，晶体的熔点和液体的沸点都与压强有关．故A项正确；B项，多晶体属于晶体，有固定的熔点；故B项错误；C项，液晶是一类比较特殊的物质，液晶具有流动性，且其光学性质具有各向异性．故C项正确；D项，饱和汽压的大小仅仅与液体的种类以及温度有关，随温度的变化而变化．故D项正确；E项，影响人感受到干爽和潮湿的因素是空气的相对湿度，而不是绝对湿度．故E项错误．

3．下列关于液体表面张力的说法中，正确的是(　　)

A．液体表面张力的存在，使得表层分子的分布比内部要密些

B．液体表面两层分子间的引力小于液体内部分子间的引力，因而产生表面张力

C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因

D．表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势

答案　D

解析　液体表面层分子间距离较大，表面层分子比液体内部稀疏，而分子力表现为引力，使表面层有收缩的趋势，故D项正确．

4．(2018·唐山三模)(多选)下列说法正确的是(　　)

A．晶体具有确定的熔点、规则的几何外形和物理性质的各向异性

B．若一定量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大

C．将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子力先减小后增加

D．热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体

E．液体的表面张力是由于液体表面层分子间的距离略大于平衡距离而产生的

答案　BDE

解析　A项，单晶体具有各向异性，但多晶体具有各向同性．故A项错误；

B项，若一定量的理想气体被压缩且吸收热量，根据热力学第一定律可知，外界对气体做功，气体又吸收热量，则气体的内能一定增大，温度一定升高；气体的温度升高、体积减小，根据理想气体的状态方程可知压强一定增大．故B项正确；

C项，将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，分子力先是斥力后是引力，分子力的大小先减小后增加，最后又减小，故C项错误；

D．热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，而温度是分子平均动能的标志，所以热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能减小的物体，故D项正确；

E项，液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，则液体表面分子间的作用表现为相互吸引，所以存在表面张力，故E项正确．

5．关于饱和汽和相对湿度，下列说法错误的是(　　)

A．相同温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的

B．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压

C．温度一定时，饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大

D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

答案　D

解析　A、C两项，饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度；相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的；温度升高，饱和汽的密度增大，故A、C两项正确；

B项，根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故B项正确；

D项，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比．故D项错误．

6．不同温度下水的饱和汽压如下表所示．由如下数据能确定天气最干燥的是(　　)

不同温度下水的饱和汽压(单位：毫米汞柱)

A.天气温度为－5 ℃，绝对湿度为2 mm汞柱

B．天气温度为0 ℃，绝对湿度为3 mm汞柱

C．天气温度为10 ℃，绝对湿度为3 mm汞柱

D．天气温度为20 ℃，绝对湿度为10 mm汞柱

答案　C

解析　计算相对湿度，A项，B1＝×100%＝63.3%；B项，B2＝×100%＝65.5%；C项，B3＝×100%＝32.6%；D项，B4＝×100%＝57.0%.相对湿度越小，天气越干燥，故选C项．

7.(2018·无锡模拟)如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则(　　)

A．液面上方水蒸气的密度和压强都不变

B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小

C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小

D．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和

答案　A

解析　在一定的温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽的压强也是一定的．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故A项正确，B、C、D三项错误．

8．(2018·保定一模)(多选)关于以下液体或气体的现象中，说法正确是(　　)

A．在绕地球做匀速圆周运动的字宙飞船内，水滴不受重力，仅受表面张力，所以小水滴呈球形

B．水蜘蛛能在水面上自由爬行而不落水是由于表面张力所致

C．相对湿度较大时，较低的温度也可能引起人们中暑

D．空气绝对湿度越大，人们感到越潮湿

E．液体与固体接触时，如果附着层液体分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润

答案　BCE

解析　A项，在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，处于完全失重状态，但仍受重力，A项错误；

B项，水蜘蛛能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用．故B项正确．

C项，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度，在相对湿度比较大的时候，较低的温度就能引起中暑，是因为汗液不容易蒸发．故C项正确；

D项，人们感到潮湿是因为相对湿度大，故D项错误；

E项，液体与固体接触时，如果附着层液体分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润，故E项正确．

9．(多选)关于热力学第二定律，下列说法正确的是(　　)

A．热传递过程是不可逆的，但功转变为热是可逆的

B．一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的

C．热量可以从低温物体传到高温物体

D．热力学第二定律可以表述为第二类永动机是不可能造成的

答案　BCD

解析　由热力学第二定律可知，热传递和能量的转化都是具有方向性的，热量会自发地从高温物体传给低温物体，但热量不会自发地从低温物体传给高温物体，功和热的转变也具有方向性，做功过程可以把全部机械能转变为内能，但热机不可能把它得到的内能全部转化为机械能；可以说，一切涉及热现象的实际的宏观过程都是不可逆的，所以B项正确；热量不能自发地从低温物体传到高温物体，有外界影响热量可以由低温物体传给高温物体，故C项正确；D项也正确．

10．(多选)下列过程中，可能实现的是(　　)

A．将海水温度自动下降时释放的内能全部转变为机械能

B．利用海洋不同深度的海水温度不同来制造一种机器，把海水的内能变为机械能

C．在粗糙水平面上运动的物体，它的动能转化为内能，使物体温度升高

D．静止在光滑水平面上的物体，温度降低时释放的内能可以转化为物体的动能，使物体运动起来

答案　BC

解析　根据热力学第二定律可知答案为B、C两项．

11．(2018·唐山二模)(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是(　　)

A．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成

B．效率为100%的热机是不可能制成的

C．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递

D．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段

E．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加

答案　BCE

解析　第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，故A项错误；效率为100%的热机是不可能制成的，故B项正确；电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故C项正确；从单一热源吸收热量，使之完全变为功是不可能实现的，故D项错误；改变内能的方式有做功和热传递，吸收了热量的物体，其内能也不一定增加，E项正确．

12．(2018·广东模拟)小红和小明打乒乓球不小心把乒乓球踩扁了，小明认真观察后发现表面没有开裂，于是把踩扁的乒乓球放在热水里泡一下，基本恢复了原状．乒乓球内的气体可视为理想气体，对于乒乓球恢复原状的过程，下列描述中正确的是(　　)

A．内能变大，球内气体对外做正功的同时吸热

B．内能变大，球内气体对外做正功的同时放热

C．内能变大，球内气体对外做负功的同时吸热

D．内能变小，球内气体对外做负功的同时放热

答案　A

解析　A项，乒乓球内的气体受热膨胀，故对外做功，故W＜0，气体温度升高，故内能增加，故ΔU＞0，根据热力学第一定律公式ΔU＝Q＋W，Q＞0，即吸收热量，故A项正确，B、C、D三项错误．

13.如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形良好导热的汽缸中，活塞上堆放细沙，活塞处于静止，现逐渐取走细沙，使活塞缓慢上升，直到细沙全部取走．若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略，外界温度不变，则在此过程中(　　)

A．气体对外做功，内能不变

B．气体对外做功，内能一定减少

C．气体放出热量，内能一定减少

D．气体从外界吸热，内能一定增加

答案　A

解析　由于汽缸是导热的，则可以与外界进行热交换，外界温度不变，使气体温度也不变，则内能不变．细沙减少时，气体膨胀对外做功，由由ΔU＝Q＋W知，气体从外界吸热吸热．

14.如图所示，汽缸放置在水平地面上，质量为m的活塞将汽缸分成甲、乙两气室，两气室中均充有气体，汽缸、活塞是绝热的且不漏气．开始活塞被销钉固定，现将销钉拔掉，活塞最终静止在距原位置下方h处，设活塞移动前后甲气体内能的变化量为ΔE，不计气体重心改变的影响，下列说法正确的是(　　)

A．ΔE＝mgh　　　　　　 B．ΔE＞mgh

C．ΔE＜mgh   D．以上三种情况均有可能

答案　B

解析　气体甲体积减小，外界对它做正功等于mgh和乙气体分子对活塞的力做功W乙之和，则ΔE＝mgh＋W乙．

二、非选择题

15.如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的p­V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J，求：

(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？

(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？

答案　(1)251 J　(2)放热　293 J

解析　(1)沿a→c→b过程

ΔU＝W＋Q＝(－126＋335)J＝209 J.

沿a→d→b过程，

ΔU＝W′＋Q′，Q′＝ΔU－W′＝[209－(－42)]J＝251 J，即有251 J的热量传入系统．

(2)由b→a，ΔU′＝－209 J.

ΔU′＝W″＋Q″＝84 J＋Q″，

Q″＝(－209－84)J＝－293 J.

负号说明系统放出热量．