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考向25 热学——其他-备战2022年高考一轮复习考点微专题
解决目标及考点:
1. 分子动理论
2. 物态、物态变化
3. 热力学定律
例1(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc
到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是( )
A.在过程ab中气体的内能增加
B.在过程ca中外界对气体做功
C.在过程ab中气体对外界做功
D.在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
例2(多选)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图
象如图3所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是( )
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
一、分子动理论
1、物体是由大量分子组成的
宏观量与微观量的相互关系
(1)微观量：分子体积V、分子直径d、分子质量m.
0 0
(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V 、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.
mol
(3)相互关系
①一个分子的质量：m＝＝.
0
②一个分子的体积：V＝＝(注：对气体，V为分子所占空间体积)；
0 0
③物体所含的分子数：N＝·N＝·N或N＝·N＝·N.
A A A A
2、分子永不停息地做无规则运动
(1)扩散现象
①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；
②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.
(2)布朗运动
①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；
②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；
③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.
(3)热运动
①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；
②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.
3、分子间同时存在引力和斥力
(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；
(2)分子力随分子间距离变化的关系：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，但斥力比引力变化得快；
(3)分子力与分子间距离的关系图线
由分子间的作用力与分子间距离的关系图线(如图1所示)可知：
①当r＝r时，F ＝F ，分子力为零；
0 引 斥
②当r＞r时，F ＞F ，分子力表现为引力；
0 引 斥
③当r＜r时，F ＜F ，分子力表现为斥力；
0 引 斥
④当分子间距离大于10r(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计.
0
二、物态
1.固体
(1)固体分为晶体和非晶体两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体.玻璃、蜂蜡、松香、沥
青、橡胶等是非晶体.
(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有
确定的熔点.
(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各
向异性.非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性.
2.液体
(1)液体的表面张力
①作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.
②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.
(2)毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，毛细管越细，毛
细现象越明显.
3.液晶
(1)具有液体的流动性.
(2)具有晶体的光学各向异性.
(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的.
三、热力学定律
1、热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和.(2)表达式：ΔU＝ Q ＋ W.
(3)ΔU＝ Q ＋ W 中正、负号法则：
物理量
意义 W Q ΔU
符号
＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加
－ 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少
2、热力学第二定律
(1) 热力学第二定律的两种表述
① 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.
② 开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响.或表述为“第二类
永动机是不可能制成的.”
(2) 用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小.
(3) 热力学第二定律的微观意义
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.
(4) 第二类永动机不可能制成的原因是违背了热力学第二定律.
考点: 分子动理论相关
例3根据分子动理论，下列说法正确的是( )
A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动
C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大
D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
例42015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳
能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6 g的水分解为氢气和氧气.已知水的
密度ρ＝1.0×103 kg/m3，摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数N＝6.0×1023 mol－1.试求：
A
(结果均保留一位有效数字)
(1)被分解的水中含有水分子的总数N；
(2)一个水分子的体积V.
0例5下列叙述正确的是( )
A．扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动
B．布朗运动就是液体分子的运动
C．分子间距离增大，分子间的引力和斥力一定减小
D．物体的温度较高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大
E．两个铅块压紧后能连在一起，说明分子间有引力
扩散现象、布朗运动与热运动的比较
现象 扩散现象 布朗运动 热运动
活动
分子 微小固体颗粒 分子
主体
分子的运动，发生在 比分子大得多的微粒 分子的运动，不能
区别 固体、液体、气体任 的运动，只能在液 通过光学显微镜直
何两种物质之间 体、气体中发生 接观察到
共同点 ①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈
联系 扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动
例6(多选)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5中曲线所示，曲线与r轴交点的
横坐标为r.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时分子势能为
0
零，下列说法正确的是( )
A.在r＞r阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
0
B.在r＜r阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
0
C.在r＝r时，分子势能最小，动能最大
0
D.在r＝r时，分子势能为零
0
E.分子动能和势能之和在整个过程中不变
考点: 固体、液体相关.
例7下列说法正确的是( )
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增
大
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面
张力
1.晶体和非晶体
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性；
(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体；
(3)只要具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体；
(4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何外形，所以不能从形状
上区分晶体与非晶体；
(5)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化；
(6)液晶既不是晶体也不是液体.
2.液体表面张力
(1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力；
(2)表面特征：表面层中分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层张紧的弹性薄
膜；
(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线；
(4)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件
下，球形表面积最小.
考点: 热力学定律相关
例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必定达到热平衡
例9下列关于热力学第二定律的说法中正确的是( )
A．所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生
B．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的
C．机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能
D．气体向真空的自由膨胀是可逆的
E．热运动的宏观过程有一定的方向性
例10一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280 J，并对外做功120 J，试问：
(1)这些气体的内能怎样发生变化？变化了多少？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了 240 J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还
是外界对气体做功？做功多少？
热力学第二定律的涵义
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助.
(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力
学方面的影响，如吸热、放热、做功等.在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气
体的等温膨胀过程.
2.热力学第二定律的实质
热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性，进而使人们认识到自
然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.
3.热力学过程的方向性实例
(1)高温物体((((((((((((低温物体.
(2)功((((((((((((热.
(3)气体体积V(((((((((气体体积V(较大).
1 2
(4)不同气体A和B((((((((((混合气体AB.
4.两类永动机的比较
第一类永动机 第二类永动机
设计 不需要任何动力或燃料，却能 从单一热源吸收热量，使之完全变
要求 不断地对外做功的机器 成功，而不产生其他影响的机器
不可能
不违背能量守恒定律，违背热力学
制成的 违背能量守恒定律
第二定律
原因
例11一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示。
已知该气体在状态A时的温度为27 ℃。
(1)求该气体在状态B、C时的温度；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？1.(多选)下列说法正确的是( )
A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
B.悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C.在使两个分子间的距离由很远(r＞10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分
子势能不断增大
D.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大
E.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关
2.下列说法正确的是( )
A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和
B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变
C．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性
D．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体
E．金属在各个方向具有相同的物理性质，但它是晶体
3.下列说法正确的是( )
A．用油膜法可以估测分子的质量
B．晶体的熔点是确定的，几何形状是规则的
C．石英、云母、明矾、食盐等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、橡胶等是非晶体
D．从微观角度来看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能以及分子的密集程度有关
E．英国物理学家焦耳通过实验测定了外界对系统做功和传热对于系统状态的影响，以及功与热量的相互
关系
4.下列说法正确的是( )
A．对于一定量的气体，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体
C．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性
D．在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由悬浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果
E．一定量的理想气体等压膨胀对外做功，气体一定吸热
5.下列对热学相关知识的判断中正确的是( )
A．对一定质量的气体加热，其内能一定增大
B．物体温度升高时，物体内的每个分子的速率都将增大C．对一定质量的理想气体，当它的压强、体积都增大时，其内能一定增大
D．功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程
E．自然界中的能量虽然是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源
6.关于物体的内能，以下说法中正确的是( )
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少
C．物体体积改变，内能可能不变
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E．质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大
7．夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候，会觉得从轮胎里喷出的气体凉，如果把轮胎里
的气体视为理想气体，则关于气体喷出的过程，下列说法正确的是( )
A．气体的内能减少
B．气体的内能不变
C．气体来不及与外界发生热交换，对外做功，温度降低
D．气体膨胀时，热量散得太快，使气体温度降低了
E．气体分子的平均动能减小
8.下列说法正确的是( )
A．分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
B．当分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离的增大分子势能增大
C．一定质量的理想气体发生等温膨胀，一定从外界吸收热量
D．一定质量的理想气体发生等压膨胀，一定向外界放出热量
E．熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度
9.下列有关热学的说法中正确的是( )
A．气体放出热量，其分子的平均动能一定减小
B．气体温度升高，分子的平均动能一定增大
C．随着科技的进步，物体的温度可以降低到－300 ℃
D．热量可以从低温物体传递到高温物体
E．对物体做功，物体的内能可能减小10.(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体
B.不可能使热量从低温物体传向高温物体
C.第二类永动机违反了热力学第二定律
D.气体向真空膨胀的过程是不可逆过程
E.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程
11.(多选)在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢施加压力，
将袋内的氮气视为理想气体，在加压测试过程中，下列说法中正确的是( )
A.包装袋内氮气的压强增大
B.包装袋内氮气的内能不变
C.包装袋内氮气对外做功
D.包装袋内氮气放出热量
E.包装袋内氮气的所有分子运动速率都保持不变
12.(多选)下列说法中正确的是( )
A.物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
B.一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能减小
C.相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量一定相同
D.物体的内能与物体的温度和体积都有关系
E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性
13.根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )
A.机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能
B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能
从低温物体传递给高温物体
C.尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃
D.第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类
永动机可以制造出来
14.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( )
A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改
变内能
D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是
可能的15.景颇族的祖先发明的点火器如图1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
16.如图2，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在
状态b和状态c的温度分别为T和T，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q 和Q，则( )
b c ab ac
A. T＞T，Q＞Q
b c ab ac
B. T＞T，Q＜Q
b c ab ac
C. T＝T，Q＞Q
b c ab ac
D. T＝T，Q＜Q
b c ab ac
17.如图3所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.
其中，A―→B和C―→D为等温过程，B―→C和D―→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)，这就是著名
的“卡诺循环”.
(1)该循环过程中，下列说法正确的是________.
A.A―→B过程中，外界对气体做功
B.B―→C过程中，气体分子的平均动能增大
C.C―→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D―→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中，内能减小的过程是________(选填“A―→B”“B―→C”“C―→D”或“D―→A”).若
气体在A―→B过程中吸收63 kJ的热量，在C―→D过程中放出38 kJ的热量，则气体完成一次循环对外
做的功为________kJ.
18.(多选)关于分子动理论的规律，下列说法正确的是( )
A.扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动
B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
C.两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大
D.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它
们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
E.已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，则该气体分子之间的平均距离可以表
A
示为
19.(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法
正确的是( )
A.分子力先增大，后一直减小
B.分子力先做正功，后做负功C.分子动能先增大，后减小
D.分子势能先增大，后减小
E.分子势能和动能之和不变
20.(多选)以下说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大，其内能越大
B.分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
C.微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性
D.若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加
E.温度低的物体，其内能一定比温度高的物体小
21.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E随分子间距离r变化关系的图线是( )
p
1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A.温度越高，扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
2..雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结
果.雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表
示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检
测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于
PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料，以下
叙述正确的是( )
A.PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物
B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
3.(多选)如图1，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是
真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来
的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是( )
图1
A.气体自发扩散前后内能相同
B.气体在被压缩的过程中内能增大
C.在自发扩散过程中，气体对外界做功
D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
例1【答案】ABD
【解析】在过程ab中，体积不变，气体对外界不做功，压强增大，温度升高，内能增加，故选项 A正确，
C错误；在过程ca中，气体的体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，内能变小，气体向外界
放出热量，故选项B正确，E错误；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由
热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故选项D正确.
例2【答案】ABE
【解析】由理想气体状态方程＝C得，p＝T，由题图可知，V＝V，选项A正确；理想气体的内能只由温度
a c
决定，而T>T，故气体在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B正确；由热力学第一定律ΔU＝Q
a c
＋W知，cd过程温度不变，内能不变，则Q＝－W，选项C错误；da过程温度升高，即内能增大，则吸收的
热量大于对外界做的功，选项D错误；由理想气体状态方程知：＝＝＝＝C，即pV＝CT，pV＝CT，pV
a a a b b b c c
＝CT，pV＝CT.设过程bc中压强为p＝p＝p，过程da中压强为p′＝p＝p.由外界对气体做功W＝
c d d d 0 b c 0 d a
p·ΔV知，过程bc中外界对气体做的功W ＝p(V－V)＝C(T－T)，过程da中气体对外界做的功W ＝
bc 0 b c b c da
p′(V－V)＝C(T－T)，T＝T，T＝T，故W＝W，选项E正确.
0 a d a d a b c d bc da
例3【答案】D
【解析】由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之
比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动
的体现，但不是分子的运动，故B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更
快，故C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小
后增大，故D正确.例4【答案】(1)3×1016个 (2)3×10－29 m3
【解析】(1)水分子数：
N＝＝个≈3×1016个.
(2)水的摩尔体积：V ＝，
mol
一个水分子的体积V＝＝＝3×10－29 m3.
0
例5【解析】扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，选项A正确；布朗运动是液体分子无规则运动
的反映，不是液体分子的运动，选项B错误；分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子间距增大
时，引力和斥力均减小，选项C正确；物体的温度越高，分子运动越激烈，分子平均动能增大，并非每个
分子的动能都一定越大，选项D错误；两个铅块压紧后，由于分子间存在引力，所以能连在一起，选项 E
正确。
【答案】ACE
例6【答案】ACE
【解析】由E－r图可知：在r＞r阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；
p 0
在r＜r阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r时，分子势能最
0 0
小，但不为零，动能最大，故C正确，D错误；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，
故E正确.
例7【解析】水的表面张力托起针，A正确；水在油脂上不浸润，在干净的玻璃上浸润，B错误；当宇宙
飞船绕地球做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此时自由飘浮的水滴在表面张力作
用下呈现球形，C正确；对于浸润液体，在毛细管中上升，对于非浸润液体，在毛细管中下降，D正确；
在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大气压的作用，E错误。
【答案】ACD
例8【答案】BDE
【解析】气体内能的改变ΔU＝Q＋W，故对气体做功可改变气体的内能，B选项正确；气体吸热为Q，但不
确定外界做功W的情况，故不能确定气体温度的变化，A选项错误；理想气体等压膨胀，W<0，由理想气体
状态方程＝C，p不变，V增大，气体温度升高，内能增大，ΔU>0，由ΔU＝Q＋W，知Q>0，气体一定吸热，
C选项错误；由热力学第二定律，D选项正确；根据热平衡性质，E选项正确.
例9【解析】符合能量守恒定律，但违背热力学第二定律的宏观过程不能发生，选项 A错误；一切与热现
象有关的宏观自然过程都是不可逆的，选项B正确；机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做
功而转化成机械能，选项C正确；气体向真空的自由膨胀是不可逆的，选项D错误；热运动的宏观过程有
一定的方向性，选项E正确。【答案】BCE
例10【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU＝W＋Q＝－120 J＋280 J＝160 J，气体的内能增加了160
J。
(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态2回到状态1的过程中内能应减少，其减少量应等于从
状态1到状态2的过程中内能的增加量，则从状态2到状态1的内能应减少160 J，即ΔU′＝－160 J，
又Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：ΔU′＝W′＋Q′，所以W′＝ΔU′－Q′＝－160 J－(－240
J)＝80 J，即外界对气体做功80 J。
【答案】(1)增加 160 J (2)外界对气体做功 80 J
例11【解析】(1)气体从状态A到状态B做等容变化，由查理定律有＝，解得T＝200 K，即t＝－73
B B
℃；
气体从状态B到状态C做等压变化，由盖－吕萨克定律有＝，解得T＝300 K，即t＝27 ℃。
C C
(2)因为状态A和状态C温度相等，且理想气体的内能是所有分子的动能之和，温度是分子平均动能的标志，
所以在这个过程中ΔU＝0，
由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得Q＝－W。
在整个过程中，气体在B到C过程对外做功，故
W＝－pΔV＝－200 J。
B
即Q＝－W＝200 J，是正值，所以气体从状态A到状态C过程中是吸热，吸收的热量Q＝200 J。
【答案】(1)－73 ℃ 27 ℃ (2)吸收热量 200 J
1.【答案】ADE
【解析】悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，B
错误.在使两个分子间的距离由很远(r＞10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小
再增大，分子势能先减小后增大，C错误.
2.【解析】由热力学知识知：气体的内能是分子热运动的动能与分子间势能之和，A错误；气体的温度变
化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各
向同性的，C错误；完全失重情况下，液体各方向的力都一样，所以会成为一个标准的球形，D正确；通
常金属在各个方向具有相同的物理性质，它为多晶体，E正确。
【答案】BDE
3.【解析】用油膜法可以估测分子的大小，不能估测分子的质量，选项A错误；多晶体的几何形状不规则，
选项B错误。
【答案】CDE4.【解析】根据气体压强的产生原因，在完全失重的情况下，气体的压强不为零，选项 A错误；晶体不会
因为体积的变化而变成非晶体，选项B错误；在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排
列的，具有空间上的周期性，选项C正确；宇宙飞船中自由悬浮的水滴处于完全失重状态，由于重力引起
的液体内部的压力为零，故液滴呈球形是液体表面张力作用的结果，选项D正确；一定量的理想气体等压
膨胀，温度一定升高，内能一定增加，ΔU＞0，膨胀对外做功，W＜0，由热力学第一定律W＋Q＝ΔU可知，
Q＞0，说明气体一定吸热，故选项E正确。
【答案】CDE
5.【解析】气体内能变化由做功和热传递共同决定，A错误；温度升高，分子的平均动能增大，部分分子
速率也会减小，B错误；理想气体压强和体积增大，温度一定增大，内能一定增大，C正确；一切涉及热
现象的宏观过程都是不可逆的，D正确；自然界中的能量在数量上是守恒的，但能量在转化过程中，品质
逐渐降低，可利用的能量在逐渐减少，故要节约能源，E正确。
【答案】CDE
6.【解析】物体吸收热量，若同时对外做功，其内能可能减少，选项A错误；根据热力学第一定律，物体
放出热量，同时对外做功，内能一定减少，选项B正确；物体体积改变，例如理想气体体积改变，只要温
度不变，其内能不变，选项C正确；可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他变化，
选项D错误；0 ℃的水变成0 ℃的冰需要放出热量，故质量相同的0 ℃的水的内能比0 ℃的冰的内能大，
选项E正确。
【答案】BCE
7.【解析】气体喷出时，来不及与外界交换热量，发生绝热膨胀，Q＝0，对外做功，热力学第一定律的表
达式为W＝ΔU，内能减少，温度降低，温度是分子平均动能的标志，则A、C、E正确。
【答案】ACE
8.【解析】分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，选项A错误；当分子间的作用力表现为引力
时，随分子间距离的增大分子势能增大，选项B正确；一定质量的理想气体发生等温膨胀，温度不变，内
能不变，对外做功，一定从外界吸收热量，选项C正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀，对外做功，
根据盖—吕萨克定律，等压膨胀，温度一定升高，内能增大，一定吸收热量，选项D错误；熵是系统内分
子运动无序性的量度，其大小可以反映物体内分子运动的无序程度，选项E正确。
【答案】BCE
9.【解析】由热力学第一定律可知，气体放出热量，其内能不一定减小，温度不一定降低，故分子平均动
能不一定减小，选项A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，选项 B正确；
根据热力学第三定律可知，绝对零度(－273 ℃)是不可能达到的，所以－300 ℃是不可能达到的，选项C
错误；在一定的条件下，热量可以从低温物体传递到高温物体，选项D正确；根据热力学第一定律可知，对物体做功的同时，若物体向外界放出热量，其内能可能减小，选项E正确。
【答案】BDE
10.【答案】ACD
11【答案】ABD
12.【答案】BDE
【解析】速度增大，不会改变物体的分子的动能，故A错误；体积增大时，气体对外做功，不吸热也不放
热时，内能减小，故B正确；质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高相同的温度时，内能的增量
不一定相同，故C错误；物体的内能取决于物体的温度和体积，故D正确；由热力学第二定律可知，凡是
与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E正确.
13.【答案】A
【解析】机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与
热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从
低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到
100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273.15 ℃，C错误；第一类永动机违背能量守
恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，
D错误.
14.【答案】D
【解析】第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B错；由热力学第一定
律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错；由热力学第二定律可知D中现象是可能的，但会引起
其他变化，D对.
15.【答案】B
16.【答案】C
【解析】a→b过程为等压变化，由盖－吕萨克定律得：＝，得T＝2T，a→c过程为等容变化，由查理定
b a
律得：＝，得T＝2T，所以T＝T.
c a b c
由热力学第一定律，a→b：W＋Q＝ΔU
ab ab ab
a→c：W＋Q＝ΔU
ac ac ac
又W＜0，W＝0，ΔU＝ΔU>0，则有Q＞Q，故C项正确.
ab ac ab ac ab ac
17【答案】(1)C (2)B―→C 25
【解析】(1)由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，A―→B为等温过程，内能不变，气体的体积增
大，气体对外做功，A错；B―→C过程为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，因此内能减小，气体
分子的平均动能减小，B错；C―→D为等温过程，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，单位时间内
碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确； D―→A为绝热过程，气体体积减小，外界对气体做功，内能增
大，温度升高，因此气体分子的速率分布曲线变化，D错.
(2)在以上循环过程中，内能减小的过程是B―→C.由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得W＝25 kJ.
18【答案】ACE
19.【答案】BCE【解析】由分子动理论的知识可知，当两个相距较远的分子相互靠近，直至不能再靠近的过程中，分子力
先是表现为引力且先增大后减小，之后表现为分子斥力，一直增大，所以 A选项错误；分子引力先做正功，
然后分子斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以 B、C正确，D错误；因为只
有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不变，E选项正确.
20【答案】BCD
【解析】内能与物体的速度无关，故A错误；温度低的物体，分子平均动能小，内能不一定小，故E错误.
21.【答案】B
【解析】分子间作用力F的特点是：rr时F表现为引力；分子势能
0 0 0
E的特点是r＝r时E最小，因此只有B项正确.
p 0 p
1.【答案】ACD
【解析】根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产
生的，不是化学反应，故B错误，C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中
的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误.
2.【答案】C
【解析】PM10颗粒物的直径小于或等于10×10－6 m＝1.0×10－5 m，A项错误；PM10受到的空气分子作用
力的合力总是在不停地变化，并不一定始终大于重力，B项错误；PM10和大悬浮颗粒物受到空气分子不停
地碰撞做无规则运动，符合布朗运动的条件，C项正确；根据材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增
大，D项错误.
3.【答案】ABD
【解析】因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也
不放热，也不对外界做功.根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项A正确，选项C
错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，又因为一定质量的理想气体的内能只与
温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大，选项B、D正确，选项E错误.
