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,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。
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,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。
2019高考物理一轮(全国)单元检测十三 热学 含解析
单元检测十三热学考生注意：1.本试卷共4页.2.答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上.3.本次考试时间90分钟，满分100分.4.请在密封线内作答，保持试卷清洁完整.一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分)1.以下关于布朗运动的说法正确的是()A.布朗运动就是分子的无规则运动B.布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C.一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚.这说明温度越高布朗运动越激烈D.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动2.关于温度的概念，下列说法中正确的是()A.温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B.物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C.某物体内能增大时，其温度一定升高D.甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大3.(2015·北京理综·13)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4.下列说法正确的是()A.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B.扩散现象表明，分子在永不停息地运动C.当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D.当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零5.根据热力学定律，下列说法正确的是()A.热量可以从低温物体自发地向高温物体传递B.空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的不断进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少，形成“能源危机”6.用隔板将一容器隔成A和B两部分，A中充有一定量的气体，B为真空(如图1甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体将自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀.则关于气体的自由膨胀下列说法中正确的是()图1A.在自由膨胀过程中，所有气体分子的运动方向相同B.在自由膨胀过程中，只要把握好隔板插入的时机，全部气体都能到达B部分C.气体充满整个容器后，只要时间足够长，还能全部自动回到A部分D.气体充满整个容器后，B部分中的某些气体分子有可能再回到A部分二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图2所示.下列说法正确的有()图2A.A→B的过程中，气体对外界做功B.A→B的过程中，气体放出热量C.B→C的过程中，气体压强不变D.A→B→C的过程中，气体内能增加8.对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是()A.保持气体的压强不变，改变其体积，可以实现其内能不变B.保持气体的压强不变，改变其温度，可以实现其内能不变C.若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E.当气体体积逐渐增大时，气体的内能一定减小9.(2017·河南六市一联)下列说法中正确的是()A.压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现B.两个分子间距增大时，它们之间的分子势能一定增大C.在绝热过程中，外界对理想气体做功，气体的内能一定增加D.水的饱和汽压随温度的升高而增大E.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，所以液体表面存在张力10.下列说法中正确的是()A.布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动B.气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大C.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加D.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E.空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律三、非选择题(本题共7小题，共56分)11.(4分)(2017·上海单科·16)如图3，汽缸固定于水平面，用截面积为20 cm2的活塞封闭一定量的气体，活塞与缸壁间摩擦不计.当大气压强为1.0×105 Pa、气体温度为87 ℃时，活塞在大小为40 N、方向向左的力F作用下保持静止，气体压强为________ Pa.若保持活塞不动，将气体温度降至27 ℃，则F变为________ N.图312.(6分)(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有________________.(2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：___________________ ____________________________________________________________.实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，这是因为____________________________ ____________________________________________________________；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了________________________.(3)如图4所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示).图4(4)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，如图5所示，测得油膜占有的小正方形个数为X.图5①用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝________.②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X＝________.13.(8分)(2017·福建福州模拟)如图6所示，厚度和质量不计、横截面积为S＝10 cm2的绝热汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸内有一绝热的“T”形活塞固定在桌面上，活塞与汽缸封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T0＝300 K，压强为p＝0.5×105 Pa，活塞与汽缸底的距离为h＝10 cm，活塞可在汽缸内图6无摩擦滑动且不漏气，大气压强为p0＝1.0×105 Pa.求：(1)此时桌面对汽缸的作用力大小F N；(2)现通过电热丝给气体缓慢加热到T，此过程中气体吸收热量为Q＝7 J，内能增加了ΔU＝5 J，整个过程活塞都在汽缸内，求T的值.14.(8分)如图7所示，一细U 型管两端开口，用两段水银柱封闭了一段空气柱在管的底部，初始状态时气体温度为280 K ，管的各部分尺寸如图所示，图中封闭空气柱长度L 1＝20 cm.其余部分长度分别为L 2＝15 cm ，L 3＝10 cm ，h 1＝4 cm ，h 2＝20 cm ；现使气体温度缓慢升高，取大气压强为p 0＝76 cmHg ，求：图7(1)气体温度升高到多少时右侧水银柱开始全部进入竖直管； (2)气体温度升高到多少时右侧水银柱与管口相平.15.(10分)(2016·全国卷Ⅰ·33(2))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 ＝2σr ，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p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大小g ＝10 m/s 2.(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.16.(10分)(2018·陕西商洛模拟)如图8所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性能良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.图8(1)加热过程中，若A气体内能增加了ΔU1，求B气体内能增加量ΔU2.(2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量Δm.17.(10分)如图9所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为S＝1×10－3 m2，汽缸内有质量m＝2 kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦.开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底高度L1＝12 cm，此时汽缸内被封闭气体的压强p1＝1.5×105 Pa，温度T1＝300 K，外界大气压p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.图9(1)现对密闭气体加热，当温度升到T2＝400 K.其压强p2多大？(2)若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为T3＝360 K，则这时活塞离缸底的距离L3为多少？(3)保持气体温度为360 K不变，让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L4＝16 cm处，则求汽缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a的大小及方向.答案精析1.D2.A3.C [由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知，改变物体内能的方式有两种：做功和热传递.若物体放热Q ＜0，但做功W 未知，所以内能不一定减小，A 选项错误；物体对外做功W ＜0，但Q 未知，所以内能不一定减小，B 选项错误；物体吸收热量Q ＞0，同时对外做功W ＜0，W ＋Q 可正、可负、还可为0，所以内能可能增加，故C 选项正确；物体放出热量Q ＜0，同时对外做功W ＜0，所以ΔU ＜0，即内能一定减小，D 选项错误.]4.B5.B6.D7.BC [由V-T 图象知，从A 到B 的过程中，气体被等温压缩，外界对气体做正功，气体的内能不变.由热力学第一定律知，气体放出热量，A 项错误，B 项正确；从B 到C 的过程中气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故C 正确，D 错误.]8.CD [一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关系，温度变化则其内能一定变化，B 选项错误；保持气体的压强不变，改变其体积，则其温度一定改变，故内能变化，A 选项错误；气体温度升高的同时，若其体积也逐渐变大，由理想气体状态方程pVT ＝C 可知，则其压强可以不变，C 选项正确；由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 知，气体温度每升高1 K 所吸收的热量Q 与做功W 有关，即与气体经历的过程有关，D 选项正确；当气体做等温膨胀时，其内能不变，E 选项错误.]9.CDE [压缩气体需要用力，是由大量气体分子的碰撞作用造成的，A 项错；当两个分子间的作用力表现为引力时，随分子间距离增大分子势能增大，分子力表现为斥力时，随分子间距离增大分子势能减小，B 项错.]10.ACD [布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，而不是分子的运动，故A 对.温度升高，气体分子的平均动能增大，但不是每个气体分子的速率都增大，故B 错.一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，虽然温度没有升高，但此过程必须吸热，而吸收的热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，故C 对.温度是分子热运动的平均动能的标志，故D 对.由热力学第二定律知，热量不可能从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，空调机作为制冷机使用时，消耗电能，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，故E 错.] 11.1.2×105 0解析 以活塞为研究对象，对其进行受力分析，如图所示(其中封闭气体的压强为p 1)由平衡条件可得 F ＋p 0S ＝p 1S则p 1＝p 0＋FS代入数据，得 p 1＝1.2×105 Pa保持活塞不动，就意味着气体的体积没有发生变化，即气体发生的是等容变化，设气体温度降至27 ℃时的压强为p 2，则 p 1T 1＝p 2T 2代入数据，得 p 2＝1.0×105 Pa 对活塞列平衡状态方程 F ′＋p 0S ＝p 2S 得F ′＝0 N.12.(1)量筒、痱子粉、坐标纸(2)将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的 纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大 界定油膜的边界 (3)dacb (4)①VANXa 2 ②5513.(1)50 N (2)720 K解析 (1)对汽缸受力分析，由平衡条件有 F N ＋pS ＝p 0S ， 得F N ＝(p 0－p )S ＝50 N.(2)设温度升高至T 时，活塞与汽缸底的距离为H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H －h )， 由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W . 解得H ＝12 cm气体温度从T 0升高到T 的过程，由理想气体状态方程，得pSh T 0＝p 0SH T .解得T ＝p 0Hph T 0＝720 K.14.(1)630 K (2)787.5 K解析 (1)设U 型管的横截面积是S ，以封闭气体为研究对象，其初状态： p 1＝p 0＋h 1＝(76＋4) cmHg ＝80 cmHg ，V 1＝L 1S ＝20S当右侧的水银全部进入竖直管时，水银柱的高度：h ＝h 1＋L 3＝ (4＋10) cm ＝14 cm ，此时左侧竖直管中的水银柱也是14 cm气体的状态参量：p 2＝p 0＋h ＝(76＋14) cmHg ＝90 cmHg ，V 2＝L 1S ＋2L 3S ＝20S ＋2×10S ＝40S 由理想气体状态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2代入数据得：T 2＝630 K(2)水银柱全部进入右管后，产生的压强不再增大，所以左侧的水银柱不动.右侧水银柱与管口相平时，气体的体积：V 3＝L 1S ＋L 3S ＋h 2S ＝20S ＋10S ＋20S ＝50S 由盖—吕萨克定律：V 2T 2＝V 3T 3代入数据得：T 3＝787.5 K. 15.(1)28 Pa (2)32解析 (1)由公式Δp ＝2σr 得Δp ＝2×0.0705×10－3 Pa ＝28 Pa 则水下10 m 处气泡内外的压强差是28 Pa. (2)气泡上升过程中做等温变化，由玻意耳定律得 p 1V 1＝p 2V 2 ① 其中，V 1＝43πr 13② V 2＝43πr 23③由于气泡内外的压强差远小于10 m 深处水的压强，气泡内压强可近似等于对应位置处的水的压强，所以有p 1＝p 0＋ρgh 1＝1.0×105 Pa ＋1.0×103×10×10 Pa ＝2×105 Pa ＝2p 0 ④ p 2＝p 0⑤将②③④⑤代入①得，2p 0×43πr 13＝p 0×43πr 232r 13＝r 23 r 2r 1＝32. 16.(1)Q －(mg ＋p 0S )h －ΔU 1 (2)(2T 2T 1－1)(Sp 0g ＋m )解析 (1)B 气体对外做的功：W ＝pSh ＝(p 0S ＋mg )h 由热力学第一定律得ΔU 1＋ΔU 2＝Q －W 解得ΔU 2＝Q －(mg ＋p 0S )h －ΔU 1 (2)停止对气体加热后，B 气体的初状态： p 1＝p 0＋mgS ，V 1＝2hS ，T 1B 气体的末状态：p 2＝p 0＋(m ＋Δm )gS，V 2＝hS ，T 2由理想气体状态方程 p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得Δm ＝(2T 2T 1－1)(Sp 0g＋m ).17.(1)2.0×105 Pa (2)18 cm (3)7.5 m/s 2，方向向上 解析 (1)气体发生等容变化，由查理定律得： p 1T 1＝p 2T 2，解得p 2＝2.0×105 Pa (2)活塞受力平衡，故封闭气体的压强 p 3＝p 0＋mgS ＝1.2×105 Pa根据理想气体状态方程，有p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3，又V 2＝L 1S ，V 3＝L 3S ，解得：L 3＝18 cm (3)气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p 3V 3＝p 4V 4，V 4＝L 4S ， 解得p 4＝1.35×105 Pa汽缸和活塞应向上做匀加速直线运动对活塞，由牛顿第二定律：p 4S －p 0S －mg ＝ma 解得：a ＝7.5 m/s 2.。
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。
高三物理一轮复习单元质检十三热学解析含答案
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。
(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。
2019届高三物理一轮复习：第十三单元 选修3-3 作业58
题组层级快练(五十八)一、选择题1．对于一个热力学系统，下列说法正确的是( )A ．如果外界对它传递热量则系统内能一定增加B ．如果外界对它做功则系统内能一定增加C ．如果系统的温度不变则内能一定不变D ．系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和答案 D解析 物体吸收热量，可能同时对外做功，内能不一定增加，故A 项错误；外界对物体做功，物体可能同时放热，物体的内能不一定增加，故B 项错误；如果系统的温度不变，物态发生变化，则内能一定变化，故C 项错误；根据热力学第一定律，系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和，故D 项正确．2．(2017·广州模拟)(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )A ．当气体温度变化时，气体内能一定变化B ．若气体的内能不变，其状态也一定不变C ．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变D ．若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大E ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关．答案 ACE解析 A 项，理想气体的内能由温度决定，温度变化气体内能一定变化，故A 项正确；B 项，若气体的内能不变，则气体的温度不变，气体的压强与体积可能发生变化，气体的状态可能变化，故B 项错误；C 项，由理想气体状态方程pV T＝常量，当等容升温变化时，可知若气体的压强和体积都不变，则温度不变，所以其内能也一定不变，故C 项正确；D 项，由理想气体状态方程pV T＝C 知，温度T 升高，pV 一定增大，但压强不一定增大，故D 项错误；E 项，气体绝热压缩或膨胀时，气体不吸热也不放热，气体内能发生变化，温度升高或降低，在非绝热过程中，气体内能变化，要吸收或放出热量，由此可知气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关，故E 项正确．3．(2017·凉山州模拟)(多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( )A ．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B ．能量耗散过程中能量不守恒C ．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功答案ADE解析A项，第一类永动机既不消耗能量又能源源不断对外做功，违背了能量守恒定律，所以不可能制成．故A项正确；B项，能量耗散过程中能量也守恒．故B项错误；C项，电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是由于压缩机做功，并不违背了热力学第二定律．故C项错误；D项，能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．故D项正确；E项，根据热力学第二定律可知：气体不可能从单一热源吸热，并全部用来对外做功，而不引起其它变化；若引起外界变化则可以，故E项正确．4．(2017·梅州模拟)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，乒乓球内的气体受力膨胀，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．5．(多选)导热气缸开口向下，内有理想气体，缸内活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止，现在把沙桶底部钻一个小洞，细沙慢慢漏出，并缓慢降低气缸外部环境温度，则()A．气体压强增大，内能可能不变B．外界对气体做功，气体温度降低C．气体体积减小，压强增大，内能一定减小D．外界对气体做功，气体内能一定增加答案BC解析由平衡条件知活塞受到的沙桶拉力减小，其他力如活塞重力、大气压力不变，则气体压强增大、体积减小，外界对气体做功，由于环境温度缓慢降低，则气体内能减少，由ΔU＝W＋Q知Q<0，即向外放热．6.(2016·课标全国Ⅱ)一定质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图像如图所示，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答案 ABE解析 由pV T ＝C 得p ＝C V·T(C 为常量)，因对角线ac 的延长线过原点O ，即p ＝kT ，故体积V 不变，即V a ＝V c ，A 项正确；一定量的理想气体的内能由温度T 决定，而T a >T c ，故E a >E c ，B 项正确；cd 过程为等温加压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故系统要对外放热，放出热量Q ＝W 外，C 项错误；da 过程为等压升温过程，体积增加，对外界做功，系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量Q ＝W 外＋ΔE 内>W 外，D 项错误；bc过程为等压降温过程，由V 1T 1＝V 2T 2可知，气体体积会减小，W ＝p ΔV ＝C ΔT bc ；同理da 过程中，W ′＝p ′ΔV ′＝C ΔT da ，因为|ΔT bc |＝|ΔT da |，故|W|＝|W ′|，E 项正确．7．(2017·福建模拟)(多选)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 图像如图所示．已知气体处于状态A 时的温度为27 ℃，则下列判断正确的是( )A ．气体处于状态B 时的温度是900 KB ．气体处于状态C 时的温度是300 KC ．从状态A 变化到状态C 过程气体内能一直增大D ．从状态A 变化到状态B 过程气体放热E ．从状态B 变化到状态C 过程气体放热答案 ABE解析 A 项，由题T A ＝(273＋27) K ＝300 K ；A →B 过程为等压变化，则有V A V B ＝T A T B，解得：T B ＝V B V A T A ＝3×10－31×10－3×300 K ＝900 K ．故A 项正确；B 项，B →C 过程是等容变化，则有p B p C ＝T B T C ，得：T C ＝p C p B T B ＝13×900 K ＝300 K ，故B 项正确；C 项，从状态A 变化到状态C 过程，气体的温度先升高后降低，则气体的内能先增大后减小，故C 项错误；D 项，由A →B 气体的温度升高，内能增大．体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，气体吸热，故D项错误；E项，B→C过程气体的体积不变，不做功，温度降低，气体的内能减小，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，气体放热．故E项正确．8.(2017·徐州二模)(多选)一定质量的理想气体经历了如图ABCDA的循环过程，其中A→B、C→D是两个等压过程，B→C、D→A是两个绝热过程．关于气体状态及其能量变化，下列说法中正确的有()A．A→B过程，气体对外做功，内能增大B．B→C过程，气体分子平均动能增大C．ABCDA循环过程中，气体吸热，对外做功D．ABCDA循环过程中，A状态气体温度最低答案AC解析A项，A→B过程，气体发生等压变化，体积增大，气体对外界做功，根据盖－吕萨克定律知，体积与热力学温度成正比，体积增大，温度升高，内能增大，故A项正确；B 项，B→C是绝热过程，体积增大，气体对外界做功，W＜0，绝热Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q＜0，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B项错误；C 项，ABCDA循环过程中，从A→B→C气体对外做功，C→D→A外界对气体做功，气体对外做功大于外界对气体做功，所以一个循环中表现为气体对外做功，W＜0；经过一个循环，气体回到初状态A，内能不变ΔU＝0，根据热力学第一定律知Q＞0，气体吸热，故C项正确；D项，ABCDA循环过程中，从D→A，体积减小，外界对气体做功W＞0，绝热过程Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＞0，内能增加，温度升高，D状态温度比A状态温度低，即A状态温度不是最低，故D项错误．9.(多选)如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，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．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是()A．气体A吸热，内能增加B．气体B吸热，对外做功，内能不变C．气体A分子的平均动能增大D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞总次数减少答案ACE解析气体A进行等容变化，则W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但是不是每个分子的动能都增加，A、C两项正确，D项错误；因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加；又因为压强不变，故体积变大，气体对外做功，B 项错误；气体B 的压强不变，但是体积增大，平均动能增大，所以气体B 分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，E 项正确．二、非选择题10.一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态A 时，体积为V 0，压强为p 0，温度为T 0，已知此时其内能为U 0.该理想气体从状态A 经由一系列变化，最终还回到原来状态A ，其变化过程的p －T 图如图所示，其中CA 延长线过坐标原点，BA 在同一竖直直线上．求：(1)状态B 的体积；(2)状态C 的体积；(3)从状态B 经由状态C ，最终回到状态A 的过程中，气体与外界交换的热量是多少？答案 (1)V 03(2)V 0 (3)2p 0V 0 解析 (1)由图可知，从状态A 到状态B 为等温变化过程，状态B 时气体压强为p 1＝3p 0，设体积为V 1，由玻意耳定律得p 0V 0＝p 1V 1，解得V 1＝V 03. (2)由图可知，从状态B 到状态C 为等压变化过程，状态C 时气体温度为T 2＝3T 0，设体积为V 2，由盖－吕萨克定律得V 1T 0＝V 2T 2，解得V 2＝V 0. (3)由状态B 经状态C 回到状态A ，外界对气体做的总功为ΔW ；从状态B 到状态C ，设外界对气体做功为ΔW BC ，ΔW BC ＝p 2(V 1－V 2)，联立解得ΔW BC ＝－2p 0V 0；从状态C 回到状态A ，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以ΔW ＝ΔW BC ＝－2p 0V 0，从状态B 经状态C 回到状态A ，内能增加量为ΔU ＝0，气体从外界吸收的热量为ΔQ ，内能增加量为ΔU ，由热力学第一定律得ΔU ＝ΔQ ＋ΔW ，解得ΔQ ＝2p 0V 0，即气体从外界吸收热量2p 0V 0.11．(2017·锦州二模)如图所示，固定的绝热气缸内有一质量为m 的“T”型绝热活塞(体积可忽略)，距气缸底部h 0处连接一U 型管(管内气体的体积忽略不计)．初始时，封闭气体温度为T 0，活塞距离气缸底部为1.5 h 0，两边水银柱存在高度差．已知水银的密度为ρ，大气压强为p 0，气缸横截面积为S ，活塞竖直部分长为1.2 h 0，重力加速度为g.试问：(1)初始时，水根柱两液面高度差多大？(2)缓慢降低气体温度，两水银面相平时温度是多少？答案 (1)m ρS (2)4p 0T 0S 5p 0S ＋5mg解析 (1)被封闭的气体压强p ＝p 0＋mg S＝p 0＋ρgh 初始时，液面高度差为h ＝m ρS . (2)降低温度直至液面相平的过程中，气体先等压变化，后等容变化．初状态：p 1＝p 0＋mg S，V 1＝1.5 h 0S ，T 1＝T 0 末状态：p 2＝p 0，V 2＝1.2 h 0S ，T 2＝？根据理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2代入数据，得T 2＝4p 0T 0S 5p 0S ＋5mg. 12．(2017·烟台二模)如图所示，在固定的气缸A 和B 中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞面积之比S A ∶S B ＝1∶3，两活塞以穿过B 底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，两个气缸都不漏气．初始时活塞处于平衡状态，A 、B 中气体的体积均为V 0，A 、B 中气体温度均为T 0＝300 K ，A 中气体压强p A ＝1.6p 0，p 0是气缸外的大气压强．(1)求初始时B 中气体的压强p B ；(2)现对A 中气体加热，使其中气体的压强升到p A ′＝2.5p 0，同时保持B 中气体的温度不变，求活塞重新达到平衡状态时A 中气体的温度T A ′.答案 (1)0.8p 0 (2)562.5 K解析 (1)初始时活塞平衡，对活塞，由平衡条件得：p A S A ＋p B S B ＝p 0(S A ＋S B )，已知：S B ＝3S A ，p A ＝1.6p 0，解得：p B ＝0.8p 0；(2)末状态活塞平衡，由平衡条件得：p A ′S A ＋p B ′S B ＝p 0(S A ＋S B )，解得：p B ′＝0.5p 0，B 中气体初、末态温度相等，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p B V B ＝p B ′V B ′，即：0.8p 0V 0＝0.5p 0V B ′，解得：V B ′＝1.6V 0，设A 中气体末态的体积为V A ′，因为两活塞移动的距离相等，故有： V A ′－V A S A ＝V B ′－V B S B， 解得：V A ′＝1.2V 0，对A 中气体，由理想气体状态方程得：p A ′V A ′T A ′＝p A V A T A ， 即：2.5p 0×1.2V 0T A ′＝1.6p 0×V 0300，解得：T A ′＝562.5 K.。
鲁科版新高三物理2019-2020年一轮复习测试专题《热学》
绝密★启用前鲁科版新高三物理2019-2020学年一轮复习测试专题《热学》本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A．大气压强增加B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移2.下列说法正确的是()A．叶面上的小露珠呈球形是由于液体内部分子间吸引力作用的结果B．晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能变大C．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)也是晶体D．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同，就显示不同颜色3.麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()A．B．C．D．4.在温度均匀且恒定的水池中，有一小气泡正在缓慢向上浮起，体积逐渐膨胀，在气泡上浮的过程中，下列说法正确的是()A．气泡内的气体向外界放出热量B．气泡内的气体与外界不发生热传递，其内能不变C．气泡内的气体对外界做功，其内能减少D．气泡内的气体对外界做功，同时从水中吸收热量，其内能不变5.在“油膜法估测分子大小”的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是()A．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积B．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜C．取酒精油酸溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜D．把酒精油酸溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓6.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处是()A．a点B．b点C．c点D．d点7.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8.一个带活塞的汽缸内盛有一定量的气体，若此气体的温度随其内能的增大而升高，则() A．将热量传给气体，其温度必升高B．压缩气体，其温度必升高C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高9.一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化，变化顺序由a→b→c→a，ab线段延长线过坐标原点，bc线段与t轴垂直，ac线段与V轴垂直．气体在此状态变化过程中()A．从状态a到状态b，压强不变B．从状态b到状态c，压强增大C．从状态b到状态c，气体内能增大D．从状态c到状态a，单位体积内的分子数减少10.下列说法正确的是 ()A．一定质量的密封气体膨胀过程中，对外界做功，这些气体的内能可能增加B．一定质量的气体，温度升高，压强一定增大C．一定质量的气体，压强增大，体积一定减小D．俗话说“破镜难重圆”，是由于分子之间存在斥力的原因11.下列说法正确的是()A．扩散现象说明分子间存在斥力B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．一定质量的0 ℃的冰融化成0 ℃的水，其内能没有变化D．一定质量理想气体对外做功，内能不一定减少，但密度一定减小12.一定质量的理想气体，在某一状态变化过程中，气体对外界做功8 J，气体内能减少12 J，则在该过程中()A．气体吸热4 JB．气体放热4 JC．气体吸热20 JD．气体放热20 J13.根据分子热运动，分子间的距离为r0时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子势能的说法正确的是()A．分子间距离为r0时，分子势能最大，距离增大或减小，分子势能都变小B．分子间距离为r0时，分子势能最小，距离增大或减小，分子势能都变大C．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能越小D．分子间距离越大，分子势能越小；分子间距离越小，分子势能越大14.气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A．温度和压强B．体积和压强C．温度和体积D．压强和温度15.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()A．体积不变，压强变小B．体积变小，压强变大C．体积不变，压强变大D．体积变小，压强变小16.下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动B．分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等C．只要已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，就可以估算出该液体的分子直径D．分子间相互作用表现为引力时，随着分子间距的增大分子间的作用力一直减小17.下列说法正确的是()A．除了一些有机物大分子外，多数分子尺寸的数量级为10－10mB．凡是晶体都表现出各向异性C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越显著D．未饱和汽的压强一定大于饱和汽的压强18.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是()A．B．C．D．19.下列说法正确的是()A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力C．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动D．露珠呈球形状是由于液体表面张力的作用20.下列说法中正确的是()A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动C．温度降低了，物体内每个分子动能一定减小D．温度低的物体内能一定小第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.如图所示，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为H，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞．两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管都是绝热的．开始时阀门关闭，左边容器中装有理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空．现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到新的平衡，此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍，已知外界大气压强为p0，求此过程中气体内能的增加量．22.某热水袋内水的体积约为400 cm3，已知水的摩尔质量为18 g/mol，阿伏加德罗常数为6×1023/mol，求它所包含的水分子数约为多少？(计算结果保留2位有效数字)23.如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为lA＝40 cm，右管内气体柱长为lB＝39 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：(1)A端上方气柱长度；(2)稳定后右管内的气体压强．24.如图所示，竖直放置的圆柱形汽缸内有一不计质量的活塞，可在汽缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体．已知活塞截面积为100 cm2，大气压强为 1.0×105Pa，汽缸内气体温度为27 ℃，试求：(1)若保持温度不变，在活塞上放一重物，使汽缸内气体的体积减小一半，求这时气体的压强和所加重物的重力．(2)在加压重物的情况下，要使汽缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，使温度升高到多少摄氏度．答案解析1.【答案】A【解析】管内密封气体压强p＝p0－ρgh，绳子的拉力等于F T＝mg＋ρghS，S表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当p0增大，则h增大，符合题意，A正确，温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h减小，不符合题意，向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h下降，所以不符合题意，故选A.2.【答案】D【解析】叶面上的小露珠呈球形是由于在液体表面张力作用下表面收缩的结果，故A错误；晶体熔化过程中要吸收热量，但温度不变，分子的平均动能不变，故B错误；晶体与非晶体在一定条件下可相互转化，例如：天然水晶是单晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体，故C 错误；由液晶各向异性可知，对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，故D正确．3.【答案】D【解析】图象突出中间多两边少的特点，故选D.4.【答案】D【解析】气泡体积增大，对外做功；由于温度不变，因此分子的平均动能不变，气泡内气体的内能不变；根据ΔU＝Q＋W可知，气体吸收热量，故A、B、C错误，D正确．5.【答案】C【解析】在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是：形成清晰地油膜边缘；实验中，向水中滴入一滴酒精油酸溶液，在水面上形成单分子油膜；取酒精油酸溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜，待薄膜形状稳定后，再描绘油酸在水面上的轮廓，所以正确选项为C.6.【答案】C【解析】由分子力与分子之间距离的图象可以看出，乙分子从无穷远处到c点过程中，分子力做正功，分子动能增大，从c到d过程中，分子力做负功，动能减小，所以经过位置c时速度最大．7.【答案】C【解析】根据分子动理论可知，物质是由大量分子组成的；组成物质的分子在永不停息的做着无规则的热运动；分子间同时存在相互作用的引力和斥力．随分子间距的增大，斥力和引力均变小，只是斥力变化的更快一些，C项正确．8.【答案】D【解析】因改变内能有两种方式：做功和热传递，根据热力学第一定律判断可知，将热量传给气体，气体的内能不一定增大，则其温度不一定升高，故A错误；压缩气体，外界对气体做功，且同时放热，内能可能减小，则温度就降低，故B错误；压缩气体，外界对气体做功，同时气体向外界放热，根据热力学第一定律可知，内能可能增大、可能不变，也可能减小，则其温度变化是不确定的，故C错误；压缩气体，外界对气体做功，同时将热量传给气体，根据热力学第一定律可知，内能一定增大，温度一定升高，故D正确．9.【答案】B【解析】过各点的等压线如图从状态a到状态b，斜率变大，则压强变小，故A错误；从状态b到状态c，斜率变小，则压强变大，故B正确；从状态b到状态c，温度不变，则内能不变，故C错误；从状态c到状态a，体积不变，则单位体积内的分子数不变，故D错误．10.【答案】A【解析】由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体膨胀对外做功时，气体可能吸热，内能增加，A 对；由气体状态方程＝C，可知B、C错；破镜难重圆是由于分子间存在空隙，D错．11.【答案】D【解析】扩散现象说明分子间存在间隙，A错误；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，B错误；一定质量的0 ℃的冰融化成0 ℃的水，分子的平均动能不变，但分子间距有变化，则分子势能有变化，故其内能有变化，C错误；一定质量的理想气体对外做功，气体体积增大，密度一定减小，但有可能同时吸热，故其内能不一定减少，D正确．12.【答案】B【解析】改变内能的方式有2种，即热传递和做功，气体内能变化ΔQ＝W＋Q，即－12 J＝－8 J＋Q，可得Q＝－4 J，即放热4 J，选项B对．13.【答案】B【解析】当分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力相等，即分子力为零；当分子间距离增大时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增加；当减小分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故可以判断选项B是正确的．14.【答案】C【解析】温度是分子平均动能的量度，分子势能跟分子间的距离有关，故本题应选C.15.【答案】B【解析】当洗衣缸的水位升高时，封闭的空气的压强增大，由于气体的温度保持不变，根据玻意耳定律可得，pV＝C，所以气体的体积要减小，所以B正确．16.【答案】B【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反应了液体分子的无规则运动，故A错误；分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等，故B正确；已知阿伏加德罗常数、某液体的摩尔质量和这种液体的质量，无法计算分子体积，不可以估算出该液体的分子直径，C错误；分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，分子力先增大再减小，故D错误．17.【答案】A【解析】除一些有机物大分子的直径较大外，用油膜法测得油酸分子的直径的数量级(10－10m)适用于绝大多数分子大小，选项A正确；晶体有单晶体与多晶体之分，单晶体表现为各向异性而多晶体表现为各向同性，选项B错误；悬浮在液体中的固体微粒越大，碰撞的不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，选项C错误；未饱和汽和饱和汽的性质完全不同，但他们在一定的条件下可以相互转化，未饱和汽变成饱和汽的方法是增加压强和降低温度，增加压强可以减小分子间的距离，增加汽的密度，从而增加单位时间内返回液体的分子个数，降低温度可以减低液体分子的平均动能，从而减少单位时间内飞出液体的分子数，使汽化和液化从不平衡变为平衡，故未饱和汽的压强小于饱和汽压，选项D错误．18.【答案】B【解析】乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B 正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误．19.【答案】D【解析】感觉“潮湿”还是“干燥”，取决于水分蒸发的快慢，在一定气温条件下，大气中相对的湿度越大，水汽蒸发的就越慢，人就感觉越潮湿，水汽蒸发的就越快，人就感觉越干燥．故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故A错误；气体分子间的作用力极其微弱，可以忽略，用气筒给自行车打气，越打越费劲，主要是因为气体压强越来越大的原因，所以B错误；教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，不是布朗运动，布朗运动中的颗粒很小，肉眼是看不见的，需用显微镜才能观察到布朗运动，所以C错误；小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，所以D正确．20.【答案】B【解析】布朗运动是指液体中悬浮颗粒的无规则运动，不是指液体分子的无规则运动，但布朗运动可以间接反映液体分子的无规则运动，选项A错误，B正确；影响内能大小的因素是质量、温度和状态，所以温度低的物体内能不一定大；物体的温度降低，则组成物体的所有分子的平均动能减小，但对于每个分子，其动能不一定减小，选项C、D错误．21.【答案】(Mg＋p0S)H【解析】理想气体发生等压变化，气体压强为p，对活塞由：pS＝Mg＋p0S；设气体初温为T，活塞下降x，平衡时有：＝，解得x＝H；系统绝热，Q＝0，外界对气体做功W＝pSx，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，所以ΔU＝(Mg＋p0S)H.22.【答案】1.3×1025个【解析】已知热水袋内水的体积大约是：V＝400 cm3＝4×10－4m3，水的密度为ρ＝1×103kg/m3，则含有的水分子数为n＝·N A＝1.3×1025个．23.【答案】(1)38 cm(2)78 cmHg【解析】(1)设A端上方气柱长度为l1，由题可知，插入水银槽后左管内气体压强为p1＝p0＋ρgΔh＝80 cmHg由玻意耳定律得：p0lA＝p1l1所以A端上方气柱长度为l1＝38 cm(2)设右管水银面上升h，则右管内气柱长度为l＝lB－h，气体压强为p＝p1－2ρgh由玻意耳定律得：p0lB＝(p1－2ρgh)(lB－h)解得h＝1 cm所以右管内气体压强为p＝p1－2h＝78 cmHg.24.【答案】(1)2×105Pa 1 000 N(2)327 ℃【解析】(1)若保持温度不变，在活塞上放一重物，使汽缸内气体的体积减小一半，根据理想气体的等温变化：p1V1＝p2V2，p1＝1×105Pa，V1＝V，p2＝p2，V2＝，解得：p2＝2×105Pa.活塞面积：S ＝100×10－4m2＝10－2m2，因为p2＝p0＋；解得：所加重物的重力G＝1 000 N.(2)在加压重物的情况下，保持汽缸内压强不变，要使汽缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热，已知p3＝2×105Pa，V3＝V，T3＝T3；根据理想气体状态方程：＝；解得：T3＝600 K，所以t ＝T－273 ℃＝327 ℃.。
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届高考物理一轮教案：第13章-热学【选修3-3】(含答案).doc
第十三章热学[选修3－3][全国卷5年考情分析]阿伏加德罗常数(Ⅰ)液晶的微观结构(Ⅰ)液体的表面张力现象(Ⅰ)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(Ⅰ)能量守恒定律(Ⅰ)中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压(Ⅰ)实验十三：用油膜法估测分子的大小第1节分子动理论__内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。
(×)(2)温度越高，布朗运动越剧烈。
(√)(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。
(×)(4)－33 ℃＝240 K。
(×)(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。
(×)(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大。
(√)(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同。
(×)1．阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，是联系宏观量和微观量的桥梁。
2．扩散现象和布朗运动都说明分子是永不停息地做无规则运动，且都随温度升高而变得更加剧烈。
3．两分子间距为r0时分子力为零，分子势能最低，但不一定为零。
4．温度是分子平均动能的标志，温度相同时，各种物体分子的平均动能均相同。
突破点(一)微观量的估算1．两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。
(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝ 36V π(球体模型)或d ＝3V (立方体模型)。
(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。
如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。
2．宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子质量m 、单个分子的体积V 0、分子直径d 都可通过阿伏加德罗常数联系起来。