2019届高三物理一轮复习单元质检十三热学 Word版含解析
单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1、(2017·河北唐山模拟)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是()A、温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B、外界对物体做功,物体内能一定增加C、温度越高,布朗运动越显著D、当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小E、当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,但是内能不一定大,选项A正确;外界对物体做功,若物体同时向外散热,物体内能不一定增加,选项B错误;温度越高,布朗运动越显著,选项C正确;当分子间的距离增大时,分子间作用力可能先增大后减小,选项D错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,选项E正确.2、(2017·山西四校联考)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、物体的温度越高,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,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.3、(2017·广东东莞实验中学期末)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是()A、一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变B、物体的温度越高,分子热运动越剧烈C、物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D、布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的,所以温度不变,分子的平均动能不变,A正确;物体的温度越高,分子热运动越剧烈,B正确;物体的内能就是物体内部所有分子的热运动动能和分子势能的总和,C正确;布朗运动是由液体分子之间的不规则运动引起的,D错误.故选A、B、C.4、(2017·河南、河北、山西联考)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,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.5、(2017·东北师大附中等五校联考)下列说法正确的是()A、熵是物体内分子运动无序程度的量度B、在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀,将势能转化为内能,温度升高C、物体的内能大小与温度、体积和物质的量三者有关D、从单一热源吸收热量,使之全部变成有用的机械功是可能的,熵值越大,代表系统分子运动越无序,故A正确;在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀,对外做功,内能减小,温度降低,故B错误;物体内能包括分子总动能、分子总势能,分子动能与温度有关,分子势能与体积有关,故物体的内能大小与温度、体积和物质的量三者有关,故C正确;从单一热源吸收热量,使之全部变成有用的机械功是可能的,但是对外界产生了影响,故D正确. 6、(2017·河北唐山模拟)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E、若气体体积减小,温度升高,单位时间内分子对器壁的撞击次数增多,平均撞击力增大,因此压强增大两个因素有关.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时,气体的体积一定减小,故单位体积内的分子个数一定增加,C对,D错;由气体压强产生原因知,E对. 7、(2017·山东潍坊模拟)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A状态开始,经历了B、C,最后到D状态,下列判断中正确的是()A、A→B温度升高,压强不变B、B→C体积不变,压强变大C、B→C体积不变,压强不变D、C→D体积变小,压强变大,在A→B的过程中,气体温度升高,体积变大,且体积与温度成正比,由=C,气体压强不变,故A正确;由图象可知,在B→C的过程中,体积不变而热力学温度降低,由=C可知,压强p减小,故B、C错误;由图象可知,在C→D的过程中,气体温度不变,体积减小,由=C可知,压强p增大,故D正确.二、非选择题(本题共4小题,共44分)8、(9分)(2017·广西南宁模拟)用油膜法估测分子的大小实验的简要步骤如下:A、将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油酸膜的面积S.B、将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C、用浅盘装入2 cm深的水.D、用公式d=求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小.E、根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的,请指出:(1).(2).上述实验步骤的合理顺序是.步骤中,要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉.(2)实验时,还需要:F、用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时液滴的数目.实验步骤的合理顺序是CFBAED.9、(10分)(2017·四川雅安模拟)如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为m0,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p0,平衡时汽缸内的容积为V.现用手握住活塞手柄缓慢向上提,设汽缸足够长,不计汽缸内气体的重力和活塞与汽缸壁间的摩擦,求开始时汽缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强.+p0-p1,开始时由于活塞处于静止,由平衡条件可得p0S+mg=p1S,则p1=p0+当汽缸刚提离地面时汽缸处于静止状态,汽缸与地面间无作用力,设此时封闭气体压强为p2,因此由平衡条件可得p2S+m0g=p0S则p2=p0-.10、(12分)(2016·全国卷Ⅰ)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=,其中σ=0、070 N/m.现让水下10 m处一半径为0、50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0=1、0×105 Pa,水的密度ρ=1、0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2.(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(2)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.(2)1、3当气泡在水下h=10 m处时,设其半径为r1,气泡内外压强差为Δp1,则Δp1=①代入题给数据得Δp1=28 Pa②(2)设气泡在水下10 m处时,气泡内空气的压强为p1,气泡体积为V1;气泡到达水面附近时,气泡内空气的压强为p2,内外压强差为Δp2,其体积为V2,半径为r2.气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2③由力学平衡条件有p1=p0+ρgh+Δp1④p2=p0+Δp2⑤气泡体积V1和V2分别为V1=⑥V2=⑦联立③④⑤⑥⑦式得⑧由②式知,Δp i≪p0(i=1,2),故可略去⑧式中的Δp i项.代入题给数据得≈1、3 ⑨11、(13分)(2017·湖北襄阳二联)如图所示,两个可导热的汽缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积).两汽缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与汽缸无摩擦.活塞的下方为理想气体,上方为真空.当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m1=2m,m2=m)(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0).(2)在达到第(1)问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到1、25T0,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到汽缸顶部)h(2)0、75mgh设左、右活塞的面积分别为S'和S,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即由此得S'=2S在两个活塞上各放一质量为m的物块后,假设左、右两活塞仍没有碰到汽缸底部,由平衡条件有p左=,p右=,p左<p右,则右活塞降至汽缸底部,所有气体都在左汽缸中在初态,气体的压强为,体积为3Sh;在末态,气体压强为,体积为2xS(x为左活塞的高度)由玻意耳定律得·3Sh=·2xS解得x=h,即两活塞的高度差为h.(2)当温度由T0上升至T=1、25T0时,气体的压强不变,设x'是温度达到T时的左活塞的高度,由盖-吕萨克定律得x'=h=1、25h气体对活塞做的功为W=Fs=3mg(x'-x)=0、75mgh.。
高考物理课标全国版一轮单元过关检测13选考33热学
单元过关检测(十三) 选考3-3 热学1.(1)关于一定质量的理想气体,下列说法正确的是________.A .气体吸收的热量可以完全转化为功,而不引起其他变化B .气体从外界吸收热量,同时外界对气体做功,则其内能一定增加C .气体体积增大,同时压强也增大,则其内能一定增加D .气体与外界没有发生热量交换,则其内能一定不变E .气体体积增大,同时压强减小,则其分子平均动能可能不变(2)如图所示,在两端封闭粗细均匀的竖直玻璃管内,用一可自由移动的绝热活塞A 封闭体积相等的两部分气体.开始时玻璃管内的气体温度都为T 0=480 K ,下部分气体的压强p =×105 Pa ,活塞质量m = kg ,玻璃管内的横截面积S =1 cm 2.现保持玻璃管下部分气体温度不变,上部分气体温度缓慢降至T ,最终玻璃管内上部分气体体积变为原来的34,若不计活塞与玻璃管壁间的摩擦,g 取10 m/s 2,求此时:①下部分气体的压强;②上部分气体的温度T .解析 (1)根据热力学第二定律的开尔文表述——不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功,而不产生其他影响知,选项A 错误;气体从外界吸收热量,即Q >0,外界对气体做功,即W >0,根据热力学第一定律ΔU =Q +W ,得ΔU >0,即气体内能一定增加,选项B 正确;气体体积增大,同时压强也增大,根据理想气体状态方程pV T=C ,可知温度T 一定升高,气体内能一定增加,选项C 正确;虽然气体与外界没有发生热量交换,但气体可能对外界做功,其内能可能变化,选项D 错误;气体体积增大,同时压强减小,根据理想气体状态方程pV T=C ,得气体温度可能不变,即其分子平均动能可能不变,选项E 正确.(2)①设初状态时两部分气体体积均为V 0对下部分气体,等温变化pV 0=p 2VV =54V 0 解得p 2=1×105 Pa②对上部分气体,初态p 1=p -mg S末态p ′2=p 2-mg S根据理想气体状态方程,有p 1V 0T 0=p ′2·34V 0T解得T =270 K答案 (1)BCE (2)①1×105 Pa ②270 K2.(1)下列说法正确的是________.A .空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是自发的B .单晶体和多晶体一定有确定的熔点,都是各向异性的C .知道水的摩尔质量和水分子质量,可以计算出阿伏加德罗常数D .液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离E .影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距(2)在热力学中有一种循环过程叫做焦耳循环,它由两个等压过程和两个绝热过程组成,图示为一定质量的理想气体的焦耳循环过程(A →B →C →D →A ),已知某些状态的部分参数如图所示(见图中所标数据),状态P 位于过程AB atm =1×105 Pa.①已知状态A 的温度T A =400 K ,求状态D 的温度T D ;②若已知P →C 过程放热Q =5×105 J ,求B →C 过程外界对气体做的功.解析 (1)空调制冷时把热量从低温物体传递到高温物体是通过压缩机进行的,不是自发的,选项A 错误;单晶体和多晶体一定有确定的熔点,单晶体是各向异性的,多晶体是各向同性的,选项B 错误;知道水的摩尔质量M 和水分子质量m ,可以计算出阿伏加德罗常数N A =M /m ,选项C 正确;液体表面存在张力是由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为吸引力,选项D 正确;影响蒸发快慢的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,即相对湿度,选项E 正确.(2)①由题意知D →A 过程为绝热过程,根据理想气体状态方程,有:p A V A T A =p D V D T D代入数据解得:T D =600 K②对P →C 过程,根据理想气体状态方程,有:p P V P T P =p C V C T C可知,状态P 和C 的温度相同.根据理想气体的内能只与温度有关,可知P 、C 两个状态内能相等对P →B 过程,外界做功W 1=p P ΔV =1×105×(6-4) J =2×105 J设B →C 过程外界对气体做的功为W 2从P到C过程根据热力学第一定律,有0=W1+W2-Q代入数据解得B→C过程外界对气体做的功:W2=3×105 J答案(1)CDE(2)①600 K②3×105 J3.(2019·领航高考冲刺卷)(1)下列说法正确的是________.A.在显微镜下可以观察到悬浮在液体中花粉颗粒的无规则运动,这说明液体分子在做无规则运动B.物体温度升高,物体内每个分子做无规则热运动的分子动能都会增大C.晶体的物理性质都是各向异性的D.从微观角度看,气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的E.一定质量的理想气体在经历等温膨胀的过程中,一定从外界吸热(2)一个空的小容积易拉罐中插入一根粗细均匀的透明玻璃管,接口用蜡密封,在玻璃管内有一段长度为4 cm的水银柱,构成一个简易的“温度计”.已知铝罐的容积是148 cm3,cm2,罐外玻璃管的长度L为24 ,将“温度计”水平放置,当温度为27℃时,水银柱右端离管口的距离为10 cmHg,若“温度计”能重复使用,其内气体可视为理想气体,且使用过程中水银不溢出.求:①将“温度计”如图甲放置,能测量的最高温度;②将“温度计”如图乙竖直放置后(水银不会流入易拉罐中),能测量的最高温度.解析(1)显微镜下观察到的花粉颗粒的运动是在液体分子无规则运动的碰撞下产生的,选项A正确.物体温度升高时,分子平均动能增大,但并非每个分子的动能都增大,选项B 错误.单晶体的物理性质具有各向异性,多晶体的物理性质则是各向同性,选项C错误.气体压强的微观解释告诉我们,大量气体分子频繁持续碰撞容器壁产生了压强,选项D正确.根据热力学第一定律ΔU=Q+W,一定质量的理想气体内能只与温度有关,等温则内能不变,体积膨胀则对外做功,W<0,故一定有Q>0,即从外界吸热,选项E正确.(2)①对封闭气体:V1=V0+(L-4 cm-10 cm)S=150 cm3T1=t1+273 K=300 KV2=V0+(L-4 cm)S=152 cm3气体发生等压变化,有V1T1=V2 T2解得T2=304 K②对封闭气体p1=p0=76 cmHgp 3=p 0+p 水银=80 cmHgV 3=V 2=152 cm 3由理想气体状态方程有p 1V 1T 1=p 3V 3T 3解得T 3=320 K答案 (1)ADE (2)①304 K ②320 K4.(1)关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列论述正确的是________.A .一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,气体的内能增大B .热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成C .气体向真空的自由膨胀是不可逆的D .热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”E .1 kg 的0 ℃的冰比1 kg 的0 ℃的水的内能小些(2)利用如图所示的实验装置来测定容器内液体的温度,容器右侧部分水银压强计的左管中有一段长度为h =10 cm 水银柱,水银柱下密封一段长为l =4 cm 的空气柱B .实验开始时水银压强计的两侧水银柱上端在同一水平面,这时容器内液体的温度为7 ℃,后来对液体加热,通过向水银压强计右管中注入水银,使左管水银面仍在原来的位置,此时测得水银压强计左管中密封空气柱B 的长度为l ′=3 :①加热后液体的温度t ;②向水银压强计右管中注入水银的长度.解析 (1)一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,则Q =0,W <0,根据ΔU =W +Q 可知,气体的内能减小,选项A 错误;热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成,选项B 正确;热力学第二定律表明:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的,选项C 正确;热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化”,选项D 错误;1 kg 的0 ℃的冰变成1 kg 的0 ℃的水要吸收热量,所以选项E 正确.(2)①由题意知,B 部分气体发生等温变化,则初始时p B =p 0+(ρgh +ρgl )=(76+10+4) cmHg =90 cmHg其中ρ为水银密度,g 为重力加速度根据玻意耳定律得,p B lS =p ′B l ′S得p ′B =p B l l ′=90×43 cmHg =120 cmHg这时A 气体压强p ′A =p ′B -ρgh =110 cmHgA 气体做等容变化,初始时p A =p 0+ρgl =80 cmHg根据查理定律,p A T A =p ′A T A得T ′A =p ′A T A p A =110×(273+7)80K 得t ℃②由题意知120 cmHg =13 cmHg +76 cmHg +ρg Δh得Δh =31 cm所以水银压强计右管注入水银的长度为Δh +(4-3) cm =32 cm答案 (1)BCE (2)① ℃ ②32 cm5.(1)下列说法正确的是________.A .分子间距离减小时分子势能一定减小B .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C .温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同D .知道某物质的摩尔质量和阿伏加德罗常数,一定可求其分子的质量E .若一定质量的理想气体的压强和体积都不变,则其内能也一定不变(2)如图所示,在竖直圆柱形绝热气缸内,可移动的绝热活塞a 、b 密封着质量相同的A 、B 两部分同种气体,且处于平衡状态.已知活塞a 、b 的横截面积之比为S a ∶S b =2∶1,密封气体的长度之比为h A ∶h B =1∶3,活塞厚度、质量和摩擦均不计.①求A 、B 两部分气体的热力学温度T A 、T B 的比值.②若对B 部分气体缓慢加热,同时在活塞a 上逐渐增加细砂使活塞b 的位置不变,当B部分气体的温度为65T B 时,活塞a 、b 间的距离h ′A 与h A 之比为k ∶1,求此时A 部分气体的绝热温度T ′A 与T A 的比值.解析 (1)当分子力表现为斥力时,分子力随分子间距离的减小而增大,分子间距离减小,分子力做负功,分子势能增大,A 错误;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,B 正确;温度相同,两气体分子的平均动能相同,但是由于两气体分子的质量不同,故两气体分子的平均速率不同,C 错误;任何物质的摩尔质量除以阿伏加德罗常数就是该物质分子的质量,D 正确;由理想气体状态方程可知,若一定质量的理想气体的压强和体积都不变,则温度不变,所以内能也一定不变,E 正确.(2)①A 、B 两部分气体质量相同且为同种气体,压强也相同,根据盖-吕萨克定律有S a h A T A=S b h B T B解得T A T B =23②加热前后,B 部分气体体积不变,设外界大气压强为p 0,由查理定律有p 0T B =p 65T B解得p =65P 0 对A 部分气体,压强也为p ,由理想气体状态方程有p 0S a h A T A =pS a h ′A T ′A且h ′A h A=k 联立解得T ′A T A =65k 答案 (1)BDE (2)①23 ②65k。
物理试题 人教版高考一轮复习第13章 热学
第1讲分子动理论内能[A组基础题组]一、单项选择题1.下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )A.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,运动的剧烈程度与温度无关B.布朗运动和扩散现象都是分子的无规则运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都能在固体、液体和气体中发生解析:布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,运动的剧烈程度受温度的影响,温度越高,运动越剧烈,故A 错误;布朗运动是固体小颗粒的运动,不是分子的无规则运动,故B错误;布朗运动和扩散现象都与温度有关,温度越高越明显,故C正确;布朗运动只能在气体和液体中发生,不能在固体中发生,故D错误。
答案:C2.(2021·江苏江阴高三检测)关于分子动理论,下列说法正确的是( )A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大解析:气体扩散的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快,选项A错误;布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的具体表现,选项B错误;分子间同时存在着引力和斥力,选项C正确;分子间的引力总是随分子间距增大而减小,选项D错误。
答案:C3.(2021·福建三明一中高三检测)分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的( ) A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加解析:分子间同时存在引力和斥力,当分子距离增加时,分子间的引力和斥力都减小,只是斥力减小得更快,当距离超过平衡位置时,斥力就会小于引力,合力即分子力表现为引力,当距离小于平衡位置时,斥力大于引力,分子力表现为斥力,选项C正确。
答案:C4.(2021·福建永安一中高三检测)关于分子动理论,下列说法正确的是( )A.温度相同的氧气和臭氧气体,分子平均速率相同B.两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大,而分子势能一定先减小后增大C .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 A ,则单位体积的分子数为ρN A MD .水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动解析:温度是分子的平均动能的标志,温度相同的氧气和臭氧,分子的平均动能相同,但分子的质量不同,所以平均速率不相同,选项A 错误;如果初始两分子的距离远大于平衡间距,那么两个分子相互靠近过程中,分子引力先增大后减小,到平衡位置时,分子力变为0,距离再小,分子力就变成斥力,并随距离的减小而增大,分子势能先减小后增大,在平衡位置处,分子势能最低,选项B 错误;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 A ,则单位体积的分子数为n =ρN A M,选项C 正确;分子永不停息地做无规则运动,则知水结为冰时,水分子不会停止热运动,选项D 错误。
(新课标)2019届高考物理:一轮复习 第13章 热学章末过关检测(十三)(含答案).doc
第13章热学章末过关检测(十三)(时间:60分钟满分:90分)非选择题(本题共6小题,共90分,按题目要求作答.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 1.(15分)(1)(2018·西北工业大学附中模拟)下列说法中正确的是________.A.布朗运动反映的是液体分子的无规则运动B.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C.物体放出热量,温度一定降低D.气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的E.热量是热传递过程中,物体间内能的转移量;温度是物体分子平均动能大小的量度(2)(2017·高考全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K.K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮2软管与充有水银的容器R连通.开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示.设测量过程中温1度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:①待测气体的压强;②该仪器能够测量的最大压强.解析:(1)布朗运动是固体小颗粒的运动,是液体分子无规则运动的反映,故A正确;热量可以从低温物体传到高温物体,但要引起其他方面的变化,故B 错误;物体放出热量时,若同时外界对物体做功,则温度可以升高,故C 错误;大量气体分子对器壁的持续撞击引起了气体对容器壁的压强,故D 正确;热量是热传递过程中,物体间内能的转移量;温度是物体分子平均动能大小的量度,故E 正确.(2)①水银面上升至M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住,设此时被封闭的气体的体积为V ,压强等于待测气体的压强p .提升R ,直到K 2中水银面与K 1顶端等高时,K 1中水银面比顶端低h ;设此时封闭气体的压强为p 1,体积为V 1,则V =V 0+14πd 2l ① V 1=14πd 2h ② 由力学平衡条件得p 1=p +ρgh ③ 整个过程为等温过程,由玻意耳定律得pV =p 1V 1 ④联立①②③④式得p =ρπgh 2d 24V 0+πd 2(l -h ). ⑤②由题意知 h ≤l⑥ 联立⑤⑥式有p ≤πρgl 2d 24V 0 ⑦该仪器能够测量的最大压强为p max =πρgl 2d 24V 0. 答案:(1)ADE (2)见解析2.(15分)(1)(2018·山东潍坊一中模拟)下列说法中正确的是________.A .物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B .橡胶无固定熔点,是非晶体C .饱和汽压与分子密度有关,与温度无关D.热机的效率总小于1E.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大(2)如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍,细筒足够长.粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气(可视为理想气体),气柱长L=20 cm.活塞A上方的水银深H=15cm,两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计,用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至水银的13被推入细筒中,求活塞B上移的距离.(设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm的水银柱产生的压强)解析:(1)物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能,故A错误;橡胶是非晶体,没有固定的熔点,故B正确;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,故C 错误;热机的效率无法达到100%,故D正确;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,故E正确.(2)初态封闭气体压强:p1=H+p0,体积:V1=LS13水银上升到细筒中,设粗筒横截面积为S,则13HS=h1S3,23HS=h2S,此时封闭气体压强:p2=h1+h2+p0,体积:V2=L′S,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,解得L′=18 cm,活塞B上移的距离d=H+L-L′-23H=7 cm.答案:(1)BDE (2)7 cm3.(15分)(1)(2016·高考全国卷Ⅱ)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p-T图象如图所示,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(2)U 形管左右两管粗细不等,左侧A 管开口向上,封闭的右侧B 管横截面积是A 管的3倍.管中装入水银,大气压为p 0=76 cmHg ,环境温度为27 ℃.A 管中水银面到管口的距离为h 1=24 cm ,且水银面比B 管内高Δh =4 cm.B 管内空气柱长为h 2=12 cm ,如图所示.欲使两管液面相平,现用小活塞把开口端封住,并给A 管内气体加热,B 管温度保持不变,当两管液面相平时,试求此时A 管气体的温度为多少?解析:(1)由pV T=k 可知,p -T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线,A 项正确;气体从状态c 到状态d 的过程温度不变,内能不变,从状态d到状态a的过程温度升高,内能增加,B项正确;由于过程cd中气体的内能不变,根据热力学第一定律可知,气体向外放出的热量等于外界对气体做的功,C项错误;在过程da中气体内能增加,气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功,D项错误;过程bc中,外界对气体做的功W bc=p b(V b -V c)=p b V b-p c V c,过程da中气体对外界做的功W da=p d(V a-V d)=p a V a-p d V d,由于p b V b=p a V a,p c V c=p d V d,因此过程bc中外界对气体做的功与过程da中气体对外界做的功相等,E项正确.(2)设A管横截面积为S,则B管横截面积为3S以B管封闭气体为研究对象初状态:p1=p0+Δh=80 cmHgV=3Sh21设末状态的压强为p2,体积为V2从初状态到末状态,设A管水银面下降Δh1,B管水银面上升Δh2,则Δh1+Δh2=ΔhΔh1S=3Δh2S故Δh1=3Δh2=0.75Δh=3 cm末状态的体积V2=3S(h2-Δh2)由玻意耳定律有p1·V1=p2·V2由以上各式得p2≈87.3 cmHg以A管被活塞封闭的气体为研究对象初状态:p3=p0=76 cmHg,V3=Sh1,T1=300 K 末状态:p4=p2=87.3 cmHg,体积V4=S(h1+Δh1)由理想气体方程:p3V3T1=p4V4T2由以上各式得T2≈387.7 K.答案:(1)ABE (2)387.7 K4.(15分)(1)(2018·吉林实验中学模拟)下列关于热学中的相关说法正确的是________.A.液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加C.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,故气体的压强一定增大D.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝E.某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大(2)如图所示,长为0.5 m、内壁光滑的汽缸固定在水平面上,汽缸内用横截面积为100 cm2的活塞封闭有压强为1.0×105Pa、温度为27 ℃的理想气体,开始时活塞位于汽缸底30 cm处.现对封闭的理想气体加热,使活塞缓慢向右移动.(已知大气压强为1.0×105 Pa)①试计算当温度升高到427 ℃时,缸内封闭气体的压强;②若在此过程中封闭气体共吸收了800 J的热量,试计算气体增加的内能.解析:(1)根据液晶特点和性质可知:液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性,故A正确;燃气由液态变为气态的过程中要吸收热量,故分子的分子势能增加,选项B正确;若温度升高的同时,体积膨胀,压强可能不变,故C 错误;根据热力学第二定律可知,混合气体不能自发地分离,选项D 错误;液体的饱和汽压与液体的温度有关,随温度的升高而增大,相同的温度下,同种液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大,不同温度时,某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大,选项E 正确.(2)①由题意可知,在活塞移动到汽缸口的过程中,气体发生的是等压变化.设活塞的横截面积为S ,活塞未移动时封闭气体的温度为T 1,当活塞恰好移动到汽缸口时,封闭气体的温度为T 2,则由盖—吕萨克定律可知:0.3 m ·S T 1=0.5 m ·S T 2,又T 1=300 K解得:T 2=500 K ,即227 ℃,因为227 ℃<427 ℃,所以气体接着发生等容变化,设当气体温度达到427 ℃时,封闭气体的压强为p ,由查理定律可以得到:1.0×105 Pa T 2=p(427+273)K ,代入数据整理可以得到: p =1.4×105 Pa.②由题意可知,气体膨胀过程中活塞移动的距离Δx=0.2 m,故大气压力对封闭气体所做的功为W=-p0SΔx,代入数据解得:W=-200 J,由热力学第一定律ΔU=W+Q得到:ΔU=-200 J+800 J=600 J.答案:(1)ABE (2)①1.4×105 Pa ②600 J5.(15分)(1)(2018·黑龙江哈尔滨六中模拟)下列说法正确的是________.A.运送沙子的卡车停与水平地面,在缓慢卸沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子间势能,则胎内气体从外界吸热B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入一个小罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上.其原因是,当火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小C.晶体的物理性质都是各向异性的D.一定量的理想气体从外界吸收热量,其内能一定增加E.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,分子间引力和斥力都随分子间距的减小而增大(2)如图,一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定量的理想气体,活塞体积可忽略不计,距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离汽缸底部为1.5h0,两边水银柱存在高度差.已知水银密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分高为1.2h0,重力加速度为g,求:①通过制冷装置缓慢降低气体温度,当温度为多少时两边水银面恰好相平;②从开始至两水银面恰好相平的过程中,若气体放出的热量为Q,求气体内能的变化.解析:(1)在缓慢卸沙过程中,若车胎不漏气,胎内气体的压强减小,温度不变,根据气态方程pVT=C分析知气体的体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知,胎内气体从外界吸热,故A 正确;当火罐内的气体体积不变时,温度降低,根据气态方程 pV T=C 分析知,气体的压强减小,这样外界大气压大于火罐内气体的压强,从而使火罐紧紧地被“吸”在皮肤上,故B 正确;单晶体的物理性质是各向异性的,而多晶体的物理性质是各向同性的,故C 错误;一定量的理想气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,还与做功情况有关,故D 错误;分子间的引力与斥力同时存在,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,分子间引力和斥力都随分子间距的减小而增大,故E 正确.(2)①初态时,对活塞受力分析,可求气体压强p 1=p 0+mg S ①体积V 1=1.5h 0S ,温度T 1=T 0要使两边水银面相平,汽缸内气体的压强p 2=p 0,此时活塞下端一定与汽缸底接触,V 2=1.2h 0S设此时温度为T 2,由理想气体状态方程有p 1V 1T 1=p 2V 2T 2得:T 2=4p 0T 0S 5p 0S +5mg . ②②从开始至活塞竖直部分恰与汽缸底接触,气体压强不变,外界对气体做功W =p 1ΔV =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫p 0+mg S ×0.3h 0S ③由热力学第一定律有ΔU =W +Q④ 得:ΔU =0.3⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫p 0+mg S h 0S -Q . 答案:(1)ABE (2)①4p 0T 0S 5p 0S +5mg②0.3⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫p 0+mg S h 0S -Q 6.(15分)(2018·大连模拟)(1)下列说法中正确的是________.A .单晶体和多晶体均存在固定的熔点B .空气相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越快C.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D.用油膜法估测分子大小时,用油酸溶液体积除以油膜面积,可估测油酸分子的直径E.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力(2)如图所示,粗细均匀的U形细玻璃管竖直放置,各部分水银柱的长度分别为L2=25 cm,L3=25cm,L4=10 cm,A端被封空气柱的常见为L1=60 cm,BC在水平面上,整个装置处在恒温环境中,外界气压p=750 cmHg.将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90°至AB管水平,求此时被封空气柱的长度.解析:(1)单晶体和多晶体均存在固定的熔点,选项A正确;空气相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢,选项B错误;液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,选项C正确;用油膜法估测分子大小时,用油酸溶液中含有的纯油酸的体积除以油膜面积,可估测油酸分子的直径,选项D错误;由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力,选项E正确,故选ACE.(2)设玻璃管的横截面积为S,以cmHg为压强单位开始p1=p0-(L2-L4)=60 cmHg,V1=L1S=60S,将玻璃管绕B点沿逆时针方向缓慢旋转90°,假设CD管中还有水银,p=p0+L3=100 cmHg2由玻意耳定律p1V1=p2V2,解得V2=L′1S解得L′1=36 cm<(60-10)cm,假设不成立设原水平管中有长为x cm的水银进入左管:60×60S=(75+25-x)(60-10-x)S解得x=10 cm<L3所以L=60-10-x=40 cm.答案:(1)ACE (2)40 cm。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第十三章 热学 单元质检十三 热学
单元质检十三热学(时间:45分钟满分:100分)一、多项选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的五个选项中,都有三个选项是正确的。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于气体,下列说法正确的是( )A.两个分子间距离减小时,分子间引力和斥力都在增大B.气体总是很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现C.当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的距离越小,分子势能越大D.布朗运动虽不是分子运动,但它能反映分子的运动特征E.若知道氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数,则可以算出氦气分子的体积2.8月5日东京奥运会跳水女子10 m台决赛中,14岁的全红婵领先第二名90多分,以总分466.2拿到金牌,并打破了世界纪录。
下列说法错误的是( )A.运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润B.运动员入水过程中,在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压C.运动员入水过程中激起的水花中,很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用D.跳水池水温保持恒定约26 ℃,保证运动员入水后的舒适度,此时运动员和水池中的水处于热平衡状态E.跳水运动员入水后,身体周围会出现一些小气泡,这些小气泡在做无规则的布朗运动3.有关对热学的基础知识理解正确的是( )A.雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用B.热量不能从低温物体传递到高温物体C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动E.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4.(宁夏银川高三模拟预测)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是( )A.分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动C.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等E.0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点5.甲、乙两个密闭的容器中分别装有等质量的同种气体,两容器的容积分别为V甲、V乙,两容器中气体的压强分别为p甲、p乙,已知V甲>V乙,p甲=p乙,则下列说法正确的是( )A.两容器中气体温度相同B.甲容器中气体分子的平均速率较大C.乙容器中气体分子与器壁的平均撞击力较小D.甲容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多E.乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多6.如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态。
2019届高考物理一轮复习第十三章热学第三节热力学定律与能量守恒随堂检测新人教版
第三节 热力学定律与能量守恒1.(2015·高考广东卷)如图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气( )A .内能增大B .压强增大C .分子间引力和斥力都减小D .所有分子运动速率都增大解析:选AB.在水加热升温的过程中,封闭气体的温度升高,内能增大,选项A 正确;根据p T =C 知,气体的压强增大,选项B 正确;气体的体积不变,气体分子间的距离不变,分子间的引力和斥力不变,选项C 错误;温度升高,分子热运动的平均速率增大,但并不是所有分子运动的速率都增大,选项D 错误.2.(2015·高考北京卷)下列说法正确的是( )A .物体放出热量,其内能一定减小B .物体对外做功,其内能一定减小C .物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D .物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变解析:选C.根据热力学第一定律(公式ΔU =Q +W )可知,做功和热传递都可以改变物体的内能,当外界对物体做的功大于物体放出的热量或物体吸收的热量大于物体对外做的功时,物体的内能增加,选项A 、B 错误,选项C 正确;物体放出热量同时对外做功,则Q +W <0,内能减小,选项D 错误. 3.(2015·高考福建卷)如图,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 b 和T c ,在过程ab 和ac中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ,则( )A .T b >T c ,Q ab >Q acB .T b >T c ,Q ab <Q acC .T b =T c ,Q ab >Q acD .T b =T c ,Q ab <Q ac 解析:选C.由理想气体状态方程可知p a V a T a =p c V c T c =p b V b T b ,即2p 0·V 0T c =p 0·2V 0T b,得T c =T b ,则气体在b 、c 状态内能相等,因a 到b 和a 到c 的ΔU 相同;而a 到c 过程中气体体积不变,W =0,a 到b 过程中气体膨胀对外做功,W <0,根据热力学第一定律:ΔU =Q +W 可知a 到b 吸收的热量Q ab 大于a 到c 吸收的热量Q ac ,即Q ab >Q ac .选项C 正确.。
2019届高三物理一轮复习单元质检十三热学
单元质检十三 热学(选修3-3)(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分。
在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.(2017·河北唐山模拟)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B.外界对物体做功,物体内能一定增加C.温度越高,布朗运动越显著D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小,分子势能随分子间距离的减小而增大,但是内能不一定大,选项A正确;外界对物体做功,若物体同时向外散热,物体内能不一定增加,选项B错误;温度越高,布朗运动越显著,选项C正确;当分子间的距离增大时,分子间作用力可能先增大后减小,选项D错误;当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,选项E正确。
2.(2017·山西四校联考)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.物体的温度越高,分子运动越激烈,每个分子的动能都一定越大,说明分子间有引力,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。
3.(2017·广东东莞实验中学期末)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是( )A.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变B.物体的温度越高,分子热运动越剧烈C.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和,所以温度不变,分子的平均动能不变,A正确;物体的温度越高,分子热运动越剧烈,B正确;物体的内能就是物体内部所有分子的热运动动能和分子势能的总和,C正确;布朗运动是由液体分子之间的不规则运动引起的,D错误。
2019年高三物理人教版一轮作业:第十三章第3讲 热力学定律与能量守恒定律含解析
[课时作业]单独成册方便使用一、选择题1.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,可利用的能源在逐渐减少,故要节约能源,E正确.答案:CDE2.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:BCE3.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:BCE4.(2016·高考全国卷Ⅰ)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解析:若气体吸热的同时对外做功,则其温度不一定升高,选项A错误;做功是改变物体内能的途径之一,选项B正确;理想气体等压膨胀,气体对外做功,由理想气体状态方程pVT=C知,气体温度升高,内能增加,故一定吸热,选项C错误;根据热力学第二定律知选项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,那么这两个系统与第三个系统的温度均相等,则这两个系统之间也必定达到热平衡,故选项E正确.答案:BDE二、非选择题5.一定质量的理想气体在初状态(状态A)时温度为T,压强p0=2.0×105Pa,内能为20 J,其体积V与热力学温度T间的关系如图所示,线段AB、BC分别与V轴和T轴平行.假设理想气体的内能与热力学温度的二次方成正比.(1)求状态C 时的压强p C .(2)若气体从状态A 变化到状态C 的过程中,对外界做的功为10 J ,则此过程中气体________(选填“吸收”或“放出”) ________ J 热量.解析:(1)从A 到B 发生等温变化,有p 0V 0=p B ·2V 0,从B 到C 发生等容变化,有p B T 0=p C 3T 0,联立解得p C =3p 02=3.0×105 Pa. (2)因理想气体的内能与热力学温度的二次方成正比,所以在状态C 时内能为180 J ,由热力学第一定律ΔU =W +Q 得Q =170 J ,所以此过程吸收热量170 J.答案:(1)3.0×105 Pa (2)吸收 1706.如图所示p V 图像中,一定质量的理想气体由状态A 经过ACB 过程至状态B ,气体对外做功280 J ,放出热量410 J ;气体又从状态B 经BDA 过程回到状态A ,这一过程中外界对气体做功200 J.(1)ACB 过程中气体的内能如何变化?变化了多少?(2)BDA 过程中气体吸收还是放出多少热量?解析:(1)ACB 过程中,W 1=-280 J ,Q 1=-410 J由热力学第一定律得U B -U A =W 1+Q 1=-690 J气体的内能减少,减少量为690 J.(2)因为一定质量理想气体的内能只与温度有关,BDA 过程中气体内能变化量:U A -U B =690 J由题知W 2=200 J由热力学第一定律得U A -U B =W 2+Q 2解得Q 2=490 J即吸收热量490 J.答案:见解析7.(2018·江西南昌模拟)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的倒U 形管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长L 1=20 cm(可视为理想气体),两管中水银面等高.先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后左管水银面高出右管水银面h =10 cm.(环境温度不变,大气压强p 0=75 cmHg)(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位).(2)此过程中外界对左管内气体________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”),气体将________(选填“吸热”或“放热”).解析:(1)设U 形管横截面积为S ,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p 1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p 2,气柱长度为L 2,稳定后低压舱内的压强为p ,左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2p 1=p 0p 2=p -p hV 1=L 1SV 2=L 2Sh =2(L 2-L 1)联立各式,代入数据得p =70 cmHg.(2)此过程气体体积增大,外界对气体做负功,温度不变,内能不变,故吸热.答案:(1)70 cmHg (2)做负功 吸热8.如图所示,用质量m =1 kg 的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计,开始时活塞距离汽缸底部的高度h 1=0.50 m ,气体的温度t 1=27 ℃,给汽缸缓慢加热至t 2= 207 ℃,活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h 2处,此过程中被封闭气体增加的内能ΔU=300 J .已知大气压强p 0=1.0×105 Pa ,重力加速度g 取10 m/s 2,活塞横截面积S =5.0×10-4 m 2.求:(1)初始时汽缸内气体的压强和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h 2;(2)此过程中缸内气体吸收的热量Q .解析:(1)气体压强p =p 0+mg S =1.2×105 Pa.气体做等压变化,根据盖吕萨克定律可得h 1S T 1=h 2S T 2, 代入数据解得h 2=0.80 m.(2)在气体膨胀的过程中,气体对外做功为W 0=p ΔV =[1.2×105×(0.80-0.50)×5.0×10-4] J =18 J.根据热力学第一定律可得气体内能的变化为ΔU =-W 0+Q ,得Q =ΔU +W 0=318 J.答案:(1)1.2×105 Pa 0.80 m (2)318 J9.如图甲所示,用面积为S 的活塞在汽缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m .现使汽缸内的气体缓缓按图乙所示的规律变化,汽缸内的气体从状态A 变化到状态B .若该过程中气体内能发生了变化,气体柱高度增加了ΔL .外界大气压强为p 0.(1)下列说法中正确的是________.A .该过程中汽缸内气体的压强始终为p 0B .该过程中气体的内能不断增大C .该过程中气体不断从外界吸收热量D .气体在该过程中吸收的热量大于它对外界做的功E .A 和B 两个状态,汽缸内壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数相同(2)汽缸内气体的温度为T 1时,气体柱的高度为L =________(用图中和题目中给出的字母表示).(3)若气体从状态A 变化到状态B 的过程中从外界吸收的热量为Q ,则被封闭气体的内能变化了多少?解析:(1)根据图乙可知气体在该过程中发生的是等压变化,该过程中汽缸内气体的压强始终为p 0+mg S ,选项A 错误;由图乙可知气体温度升高,内能增大,气体体积膨胀对外做功,根据热力学第一定律可知,气体必定从外界吸收热量,且气体从外界吸收的热量大于气体对外做的功,选项B 、C 、D 正确;A 和B 两个状态,气体温度不相同,气体分子运动的平均速率不相等,单个分子对汽缸内壁的平均撞击力也不相等,根据等压变化,可判断汽缸内壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数不同,选项E 错误.(2)由盖吕萨克定律得V 1T 1=V 2T 2,即L ·S T 1=(L +ΔL )·S T 2,解得L =T 1T 2-T 1ΔL . (3)对活塞和砝码整体,由力的平衡条件得mg +p 0S =pS解得p =p 0+mg S气体从状态A 变化到状态B 的过程中对外做的功为W =pS ΔL =(p 0S +mg )ΔL由热力学第一定律得,气体内能的变化量为ΔU =Q -W =Q -(p 0S +mg )ΔL . 答案:(1)BCD (2)T 1T 2-T 1ΔL (3)Q -(p 0S +mg )ΔL。
2019届高考物理一轮复习人教新课标版练习:第13章 热学 第1节 (附答案)
(建议用时:60分钟)一、选择题1.下列说法中正确的是( )A .物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B .物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C .物体温度降低,其内能一定增大D .物体温度不变,其内能一定不变解析:选B.温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A 错误,B 正确;物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和质量,故C 、D 错误.2.(2018·大连模拟)在两个密闭的容器中分别存有质量相等的氢气和氧气,不考虑分子间引力和斥力,它们的温度也相等,下列说法中不正确的是( )A .氢分子的平均速率大于氧分子的平均速率B .氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能C .氢气的分子总动能大于氧气分子的总动能D .氢气的内能大于氧气的内能解析:选B.由题知,氢气和氧气的温度相等,则分子的平均动能一定相等,由于氢气分子的质量小于氧气分子的质量,由动能的表达式E k =12m v 2 ,知氢分子的平均速率大于氧分子的平均速率,故选项A 正确,B 错误.因氢气的摩尔质量小于氧气的摩尔质量,相等质量的氢气和氧气,氢气分子数多,而分子平均动能相等,所以氢气的分子总动能大于氧气分子的总动能,故C 正确.由题意知,两种气体都可以看成理想气体,只有分子动能,所以氢气的内能大于氧气的内能,故D 正确.3.以下说法正确的是( )A .无论什么物质,只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B .分子引力不等于分子斥力时,违背了牛顿第三定律C .1 g 氢气和1 g 氧气含有的分子数相同,都是6.02×1023个D .阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动解析:选A.一摩尔任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子,选项A 正确;分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力,它们的大小不一定相等,选项B 错误;氢气分子和氧气分子的质量不同,所以1 g 氢气和1 g 氧气含有的分子数不同,选项C 错误;布朗运动只有在显微镜下才能看到,人的肉眼是看不到的,从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动,选项D 错误.4.如图所示,用F 表示两分子间的作用力,用E p 表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r 0变为r 0的过程中()A .F 不断增大,E p 不断减小B .F 先增大后减小,E p 不断减小C .F 不断增大,E p 先增大后减小D .F 、E p 都是先增大后减小解析:选B.分子间的作用力是矢量,分子势能是标量,由图象可知F 先增大后减小,E p 则不断减小.5.(2018·北京月考)晶须是一种发展中的高强度材料,它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体.现有一根铁质晶须,直径为d ,用大小为F 的力恰好将它拉断,断面呈垂直于轴线的圆形.已知铁的密度为ρ,铁的摩尔质量为M ,阿伏加德罗常数为N A ,则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是( )A.F d 2⎝⎛⎭⎫M πρN A 13 B .F d 2⎝⎛⎭⎫6M πρN A 13 C.F d 2⎝⎛⎭⎫6M πρN A 23 D .F d 2⎝⎛⎭⎫M πρN A 23 解析:选C.铁的摩尔体积:V =M ρ,单个分子的体积:V 0=M ρN A ,又:V 0=16πD 3,所以分子的直径:D =⎝⎛⎭⎫6M πρN A 13.分子的最大截面积:S 0=π4⎝⎛⎭⎫6M πρN A 23 ,铁质晶须的横截面上的分子数:n = πd 24S 0,拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力:F 0 =F n =F d 2⎝⎛⎭⎫6M πρN A 23. 6.(2018·湖南衡阳八中模拟)关于理想气体的温度、分子平均速率、内能的关系,下列说法中正确的是( )A .温度升高,气体分子的平均速率增大B .温度相同时,各种气体分子的平均速率都相同C .温度相同时,各种气体分子的平均动能相同D .温度相同时,各种气体的内能相同解析:选AC.温度是物体分子热运动的平均动能大小的标志,温度升高,气体分子的平均动能增加,气体分子的平均速率增大,故A 正确;温度相同时,一定质量的各种理想气体平均动能相同,但由于是不同气体,分子质量不同,所以各种气体分子的平均速率不同,故C 正确,B 错误;各种理想气体的温度相同,只说明它们的平均动能相同,气体的内能大小还和气体的质量有关,即使是相同质量的气体,由于是不同气体,所含分子数不同,其内能也不相同,所以选项D错误.7.(2018·河北邯郸第一中学测试)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线,受影响最严重的是京津冀地区,雾霾笼罩,大气污染严重.PM2.5是指空气中直径等于或小于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,吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因.下列关于PM2.5的说法中正确的是()A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C.温度越低,PM2.5活动越剧烈D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5中颗粒小一些的,其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈解析:选BDE.氧分子的尺寸的数量级在10-10m左右,则PM2.5的尺寸大于空气中氧分子的尺寸的数量级,选项A错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒、分子团的运动,故它的运动属于布朗运动,选项B正确;温度越高,PM2.5活动越剧烈,选项C错误;倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度,选项D正确;PM2.5中颗粒小一些的,其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈,选项E正确.8.(2018·潍坊月考)已知阿伏加德罗常数为N A,某物质的摩尔质量为M,则该物质的分子质量和m kg水中所含氢原子数分别是()A.MN A,19mN A×103B.MN A,9mN AC.MN A,118mN A×103D.MN A,18mN A解析:选A.物质分子的质量m0=MN A,m kg水的物质的量为mM,则m kg水中氢原子数为:N=mM×2×N A=m18×10-3×2×N A=19mN A×103,故A正确,B、C、D错误.9.(2018·安阳第二次检测)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是()A.分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动C.当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等E.0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点解析:选ACE.A图是油膜法估测分子的大小,图中分子并不是球形,但可以当做球形处理,这是一种估算方法,选项A正确;B图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,故选项B错误;C图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,故选项C正确;D图中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等,故选项D 错误;E图是麦克斯韦速率分布规律的图解,0 ℃和100 ℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点,故选项E正确.二、非选择题10.在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中,(1)某同学操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积.改正其中的错误:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3mL ,其形成的油膜面积为40 cm 2,则估测出油酸分子的直径为________m.解析:(1)用单分子油膜法估测分子的大小:首先精确取1 mL 的油酸,用无水酒精按1∶200的体积比稀释成油酸酒精溶液,并测出一滴的体积V ,在盛水盘中倒入2 cm 深的蒸馏水,为观测油膜的面积,在水面上轻撒一层薄薄的痱子粉,在水盘中央轻滴一滴油酸酒精溶液,于是油酸在水面上迅速散开,等到油膜不再扩大时,用一块透明塑料(或玻璃)板盖在水盘上描出油膜的轮廓图,把这块塑料(玻璃)板放在方格纸上(绘图纸),数出油膜面的格数,然后算出油膜的面积S ,于是可求出油膜的厚度h =d =V S. (2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得:d =V S=4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4 m =1.2×10-9m. 答案:(1)②在量筒中滴入N 滴溶液③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10-9 11.石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2,试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.(阿伏加德罗常数N A =6.0×1023 mol -1,碳的摩尔质量M =12 g/mol ,计算结果保留两位有效数字) 解析:由题意可知,已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2,1 m 2石墨烯的质量:m =12 600g 则1 m 2石墨烯所含碳原子个数:N =m M N A =12 60012×6×1023个≈1.9×1019个. 答案:1.9×1019个12.空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液化水的体积V =1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.0×1023 mol -1.试求:(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ;(2)一个水分子的直径d .解析:(1)水的摩尔体积为V m =M ρ=1.8×10-21.0×103 m 3/mol =1.8×10-5 m 3/mol 水分子总数为N =VN A V m =1.0×103×10-6×6.0×10231.8×10-5≈3×1025(个). (2)建立水分子的球体模型,有V m N A =16πd 3,可得水分子直径:d = 36V m πN A= 36×1.8×10-53.14×6.0×1023 m ≈4×10-10 m. 答案:(1)3×1025个 (2)4×10-10 m。
2019高考物理一轮复习典型题新题《热学》精品试题(含答案)
2019一轮好卷高考物理《热学》选修3-3学思卷一Thermology1.(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液体的对流形成的2.(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。
关于该现象的分析正确的是() A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的3.下列说法中正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变4.分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的() A.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加5.(多选)下列各种说法中正确的是()A.温度低的物体内能小B.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零C.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引D.0 ℃的铁和0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同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的分子数和温度有关6.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,分子间作用力一定减小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7.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。
由此可估算得,地球大气层空气分子总数为________,空气分子之间的平均距离为________。
《热学》选修3-3学思卷二Thermology1.(多选)下列说法正确的是()A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适条件下,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E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变2.(多选)如图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水。
XX省版高考物理一轮复习单元质检十三热学新人教版.docx
单元质检十三热学(时间 :45分钟满分 :100分 )一、选择题(此题共 6 小题,每题7 分,共 42分。
每题选对 1 个得2 分,选对 2 个得4 分,选对3 个得7 分;每选错 1 个扣4 分,最低得分为0 分 )()1.(2019 ·宁夏银川一中月考)以下说法中正确的选项是A. 当两分子间距离大于均衡距离r0时, 分子间的距离越大 ,分子势能越小B.叶面上的小露水呈球形是因为液体表面张力的作用C.在空气中必定质量的 100 ℃的水汲取热量后变为 100 ℃的水蒸气 ,则汲取的热量大于增添的内能D.对必定质量的气体做功 ,气体的内能不必定增添E.热量不可以够从低温物体向高温物体传达答案 BCD分析 A 、当两分子间距离大于均衡距离r0时,分子间的距离增大 ,分子力做负功 ,分子势能增添 ,A 错误 ;B 、液体表面张力的作用会使表面积最小 ,因此叶面上的小露水呈球形 ,B 正确 ;C、因为液体变为气体体积变大 ,要对外做功 ,由热力学第必定律知 ,汲取的热量大于增添的内能 ,C 正确 ;D 、对必定质量的气体做功时 ,气体可能对外放热 ,气体的内能不必定增添 ,D 正确 ;E 、依据热力学第二定律 :热量不可以自觉地从低温物体传到高温物体 ,假如有外界作用,热量能够从低温物体向高温物体传达,E 错误。
应选BCD 。
()2.(2019 ·云南红河戈奎中学月考)以下说法正确的选项是A. 必定质量的气体 ,在体积不变时 ,分子每秒与器壁均匀碰撞次数跟着温度降低而减少B. 晶体融化时汲取热量 ,分子均匀动能必定增大C. 空调既能制热又能制冷 ,说明在不自觉地条件下热传达方向性能够逆向D. 外界对气体做功时 ,其内能必定会增大E. 生产半导体器件时 ,需要在纯净的半导体资猜中掺入其余元素,能够在高温条件下利用分子的扩散来达成答案 ACE分析 A 、必定量的气体 ,在体积不变时 ,温度降低 ,压强减小 ,依据气体压强原理知道分子每秒均匀碰撞次数也减少 ,故 A 正确 ;B、晶体都有固定的熔点 ,故 B 错误 ;C、依据热力学第二定律,热量能够自觉地从高温物体传达到低温物体,但不可以自觉地从低温物体传达到高温物体 ,故 C 正确 ;D、依据热力学第必定律可知 ,当外界对气体做功的同时 ,对外放热 ,其内能可能会增大 ,也可能减小 ,也可能不变 ,故 D 错误 ;E、生产半导体器件时 ,需要在纯净的半导体资猜中掺入其余元素 ,能够在高温条件下利用分子的扩散来达成 ,故 E 正确。
