《高考全国最新模拟试题分类汇编》专题11热力学综合（解析版）

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2021 年高考全国模拟试题分类汇编(一模二模)
专题 11 热力学综合
1．（2021·山东省德州一模）（单选）PM2.5 是指空气中直径小于 2.5 微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做
无规则运动，很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是(　　)
A．气温越高，PM2.5 运动越剧烈
B．PM2.5 在空气中的运动属于布朗运动
C．PM2.5 在空气中的运动就是分子的热运动
D．倡导低碳生活有利于减小 PM2.5 在空气中的浓度
【答案】C　
【解析】由于 PM2.5 颗粒很小，PM2.5 在空气中的运动是由于周围大量空气分子对 PM2.5 碰撞的不平衡使
其在空中做无规则运动，是布朗运动，只是空气分子热运动的反映，B正确，C错误；温度越高，分子运
动越剧烈，PM2.5 运动也越剧烈，A正确；因为矿物燃料燃烧的废气排放是形成 PM2.5 的主要原因，所以
倡导低碳生活、减少化石燃料的使用能有效减小 PM2.5 在空气中的浓度，D正确。
2．(2021·湖北一模)(多选)下列说法正确的是（ ）。
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，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他元素
E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
【答案】：　ACD
【解析】：　布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反映液体分子的运动，故显微镜下观察到墨水中的小
炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故 A正确；分子间的相互作用力随着分
子间距离由很小逐渐增大，r<r0，分子力随 r增大而减小，当 r＝r0时，分子力等于零，然后随 r的增大先
增大再减小，故 B错误；由于 r＝r0时分子势能最小，若分子之间距离开始时小于 r0，则随着分子距离的增
大，分子势能先减小后增大，故 C正确；分子之间存在间隙，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向
半导体材料掺入其他元素，故 D正确；温度升高，分子平均动能增大，但单个分子运动不确定，故 E错误。
3．(2021·福建莆田一模)（单选）下列各种说法中正确的是(　　)
A．固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著
B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行
C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动
D．如果一开始分子间距离大于 r0，则随着分子间距离的增大，分子势能减小
【答案】：A　
【解析】：固体小颗粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，温度越
高，液体分子运动越激烈，冲击力越大，布朗运动越激烈，故 A正确；一切物质的分子都在永不停息地做
无规则运动，扩散现象就是分子运动的结果，所以固体、液体和气体之间都能发生扩散现象，故 B、C错
误；分子间距离大于 r0，分子间表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，
故D错误。
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4．（2021·湖南师范附中二模）(多选)在一个标准大气压下，1 g 水在沸腾时吸收了2 260 J 的热量后变成同
温度的水蒸气，对外做了 170 J 的功。已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，水的摩尔质量 M＝18
g/mol。下列说法中正确的是（ ）。
A．分子间的平均距离增大
B．水分子的热运动变得更剧烈了
C．水分子总势能的变化量为 2 090 J
D．在整个过程中能量是不守恒的
E．1 g 水所含的分子数为 3.3×1022 个
【答案】：　ACE
【解析】：　液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，选项A正确；温度是分子热运动剧烈程度的标
志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，选项B错误；水
发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律ΔU＝Q
＋W，可得水的内能的变化量 ΔU＝2 260 J－170 J＝2 090 J，即水的内能增大 2 090 J，则水分子的总势能增
大了 2 090 J，选项C正确；在整个过程中能量是守恒的，选项D错误；1 g 水所含的分子数为 n＝NA＝
×6.0×1023＝3.3×1022(个)，选项E正确。
5．(2021·河北唐山一模)(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是(　　)
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变
【答案】：　AC
【解析】：气体压强的大小与气体分子的平均动能和单位体积内的分子数两个因素有关。若单位体积内分
子数不变，当分子热运动加剧时，决定压强的两个因素中一个不变，一个增大，故气体的压强一定变大 ，
A对，B错；若气体的压强不变而温度降低，只有增大单位体积内的分子个数才能实现，故 C对，D错。
6．（2021·浙江省瑞安一模）(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是(　　)
A．在 10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力
B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小
D．分子间距离越大，分子间的斥力越小
【答案】：AD　
【解析】：在 10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零
时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，
克服分子力做功，分子势能增大，选项C错误；分子间距离越大，分子间的引力和斥力都是越小的，选项
D正确。
7．(2021·山东聊城一模)(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是（ ）。
A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
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E．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
【答案】：　ACE
【解析】：　单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都
增大，因此这时气体压强一定增大，故 A正确，B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体分子热运
动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故 C正确，D错误；气体的压强由气体的温度和单
位体积内的分子个数共同决定，E正确。
8．(2021·山东泰安一模)(多选)甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方
向运动，两分子间的分子势能 Ep与两分子间距离 x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的
总能量为 0，则下列说法正确的是________。
A．乙分子在 P点时加速度为 0
B．乙分子在 Q点时分子势能最小
C．乙分子在 Q点时处于平衡状态
D．乙分子在 P点时动能最大
E．乙分子在 P点时，分子间引力和斥力相等
【答案】：　ADE
【解析】：　由题图可知，乙分子在 P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和
斥力相等，乙分子所受合力为 0，加速度为 0，A、E正确。乙分子在 Q点时分子势能为 0，大于乙分子在
P点时的分子势能，B错误。乙分子在 Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，
合力表现为斥力，所以乙分子在 Q点合力不为 0，故不处于平衡状态，C错误。乙分子在 P点时，其分子
势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，D正确。
9．(2021·哈尔滨二模)(多选)如图所示，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”。该循环过程中，下列说法正确的是(　　)
A．A→B过程中，气体对外界做功
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．C→D过程中，气体放热
【答案】：ACD　
【解析】：A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，故 A正确；B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做
功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故 B错误；C→D过程中，等温压缩，体积变小，
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