高考物理一轮复习专题热学高品质版
2013高考物理一轮复习
专题18 热学
本部分的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合,还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上,多以选择题和填空题的形式出现;对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点,把热学知识综合在一起进行考查,多以选择题和填空题的形式出现;对后者的考查多以计算题的形式出现,着重考查热学状态方和的应用.《物理课程新标准》在课程性质中指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”. 近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题.同时,本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用.
热学是研究与温度有关的热现象的学。它是从两方面来研究热现象及其规律的,一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及热学规律的本质;二是以观测和实验事实为依据,寻求热学参量间的关系及热功转换的关系。虽然热学部分知识点较分散,大多属于定性了解的内容,并非重点内容,不必要搞得过难,但要全面落实基础知识和基本技能,强调对基本概念、基本规律的理解,做到不留知识盲点。
对分子动理论、热传递和做功部分不能降低要求,对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即就可以了,不必进行过难的计算,但可能出现定性综合题。
预测2013年高考热学命题方向为:(1)分子动理论要点,分子力、分子大小、质量、数目估算;(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素;(3)理想气体状态方程和用图表示气体状态的变化;(4)热现象实验与探索过程的方法;(5)以技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用
【考点定位】本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合,还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上,多以选择题和填空题的形式出现;对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点,把热学知识综合在一起进行考查,多以选择题和填空题的形式出现;对后者的考查多以计算题的形式出现,着重考查热学状态方和的应用.《物理课程新标准》在课程性质中指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”.
近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题.同时,本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用.
热学是研究与温度有关的热现象的科学。它是从两方面来研究热现象及其规律的,一是从物质的微观结构即分子动理论的观点来解释与揭示热学宏观量及热学规律的本质;二是以观测和实验事实为依据,寻求热学参量间的关系及热功转换的关系。虽然热学部分知识点较分散,大多属于定性了解的内容,并非重点内容,不必要搞得过难,但要全面落实基础知识和基本技能,强调对基本概念、基本规律的理解,做到不留知识盲点。[来源:教-育-城]
对分子动理论、热传递和做功部分不能降低要求,对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即就可以了,不必进行过难的计算,但可能出现定性综合题。
高频考点主要有:(1)物质是由大量分子组成的.阿伏加德罗常数.分子的热运动、布朗运动.分子间的相互作用力
(2)分子热运动.温度是物体分子热运动平均动能的标志.物体分子间的相互作用势能.物体的内能.
(3)做功和热传递是改变物体内能的两种方式.热量.能量守恒定律
(4)气体的体积、压强、温度间的关系
(5)热力学第一、二定律
(6)气体压强的微观意义
【考点PK】
考点1 分子动理论
【例1】下列关于分子势能的说法中,正确的是( )
A.分子间距离增大,分子势能也增大
B.分子间距离减小,分子势能增大
C.当分子间距离r=r0时分子势能为零
D.当分子间距离r=r0时分子势能最小
考点2 物体内能 能量守恒
【例2】关于物体内能的变化,以下说法中正确的是( )
A.物体吸收热量,内能一定增大
B.物体对外做功,内能一定减少
C.物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变
D.物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变
【解析】本题主要考查热力学第一定律的应用,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,物体的内能的变化与外界对物体做功(或物体对外界做功),物体从外界吸热(或向外界放热)这两种因素有关。物体吸收热量,但有可能同时对外做功,故内能有可能不变甚至减小,故A项不正确。同理,物体对外做功的同时有可能吸热,故内能不一定减小,故B项不正确。若物体吸收的热量与对外做功相等,则内能不变,故C正确。因放热和对外做功都会使物体内能减小,故D项不正确。
考点3 气体压强 气体压强、体积、温度间的关系
【例3】如图8-37-2所示,U型管竖直静止放置,左端封闭,右端开口向上,用水银柱封有一部分气体A,左侧水银面比右侧水银面高h,外界大气压为P0,水银密度为ρ,求被封闭气体A的压强。
【解析】由于静止液体同一深度压强相等, B、C在同一深度,∴PB=PC 。以高为h的水银柱为研究对象,它受到竖直方向的三个力作用而处于静止状态, 故有:
PB S=mg+PA
S
其中m=ρgSh
∴ PA=PB-ρgh
∵ PB=PC=P0
∴ PA=P0-ρgh
【2012高考试题解析】[来源:教育城12edu]
(2012•重庆)图为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是( )
A.温度降低,压强增大
B.温度升高,压强不变
C.温度升高,压强减小
D.温度不变,压强减小
【答案】A
【解析】设玻璃泡中气体压强为p,外界大气压强为p′,则p′=p+ρgh,且玻璃泡中气体与外界大气温度相同.液柱上升,气体体积减小,根据理想气体的状态方程=C可知,变大,即变大,BCD均不符合要求,A正确.
【考点定位】气体
(2012·上海)28.(6分)右图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面等高。
(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管____________(填:“向上”或“向下”移动,直至____________;
(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Δt表示气体升高的摄氏温度,用Δh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 ( )
(2012·广东)14.景颇族的祖先发明的点火器如图1所示,用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆,艾绒即可点燃,对筒内封闭的气体,再次压缩过程中 ( )
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,其体内能增加
D.外界对气体做正功,气体内能减少
【答案】B
【解析】由于套筒内封闭着一定质量的气体,当猛推推杆时推杆迅速压缩气体,外界对气体做正功。由于这一过程进行得很快,可以看成是一个近似的绝热过程,即整个系统来不及向外界传递热量。根据热力学第一定律△U=W+Q,这时外力做的功只能用来增加气体的内能。这就使气体分子的运动加剧,引起气体分子平均动能增加,气体温度升高。所以艾绒即刻被点燃。由于被封闭的气体质量不变,温度升高,而体积变小,则由气体状态方程知压强变大。故B选项正确,其它选项都错。
【考点定位】气体
(2012·大纲版全国卷)14.下列关于布朗运动的说法,正确的是
A.布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧列
C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
【答案】:BD
【解析】:布朗运动是悬浮在液体中的微粒的运动,是液体分子的无规则运动的反映,布朗运动不是由于液体各部分的温度不同而引起的选项AC错误;液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧列,选项B正确;布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,选项D正确。
【考点定位】此题考查分子动理论。
17.模块3-3试题(12分)
(1)(2012·海南)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.。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处时分子势能为零,下列说法正确的是
A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B.在r
r0阶段,两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力,两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,F做正功,分子动能增加,势能减小,选项A正确;在rTⅡ>TⅠ (C) (D)
【答案】B.
【解析】曲线下的面积表示表示分子速率从0→∞所有区间内分子数的比率之和,显然其值应等于1,当温度升高时,分子的速率普遍增大,所以曲线的高峰向右移动,曲线变宽,但由于曲线下总面积恒等于1,所以曲线的高度相应降低,曲线变得平坦。所以,TⅢ>TⅡ>TⅠ
4.(上海)如图,一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b,在此过程中,其压强
(A)逐渐增大 (B)逐渐减小 (C)始终不变 (D)先增大后减小
【答案】A.
【解析】因为,从图像上看,,所以,选项A正确.
5.(四川)气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
A 气体分子可以做布朗运动
B 气体分子的动能都一样大
C 相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动
D 相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大
6.(新课标)【物理——选修3-3】(15分)
(1)(6分)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是___ADE___。(选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)
A 若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变
B 若气体的内能不变,其状态也一定不变
C 若气体的温度随时间不段升高,其压强也一定不断增大
D 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E当气体温度升高时,气体的内能一定增大
(2)(9分)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=70cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。
解:设玻璃管口向上时,空气柱压强为
P1=P0+ρgl3 ①
式中,ρ和g分别表示水银的高度和重力加速度。
玻璃管口向下时,原来上部的水银有一部分会流出,封闭端会有部分真空。设此时开口端剩的水银柱长度为x,则
P2=ρgl1,P2+ρgx=P0 ②
式中,P2为管内空气柱的压强。由玻意耳定律得
P1(Sl2)=P2(Sh) ③
式中,h是此时空气柱的长度,S为玻璃管的横截面积。由①②③式和题给条件得
h=12cm
④
从开始转动一周后,设空气柱的压强为P3,则
P3=P0+ρgx ⑤
由玻意耳定律得
P1(Sl2)=P2(Sh/) ⑥
式中,h/是此时空气柱的长度,由①②③式得
h/=9cm ⑦
7.(上海)如图,绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为、温度均为。缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变,求气缸A中气体的体积和温度。
【解析】设初态压强为,膨胀后A,B压强相等
B中气体始末状态温度相等
∴
A部分气体满足
∴
【答案】
8.(山东)(8分)[物理—物理3-3]
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。
a.液体的分子势能与体积有关
b.晶体的物理性质都是各向异性的
c.温度升高,每个分子的动能都增大
d.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点=14cm。后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点=44cm。(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能 (填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将 (填“吸热”或“放热”)。
9.(江苏)(选修模块3-3)(12分)
(1)如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展面
“划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此
能较长时间转动。下列说法正确的是
A.转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B.转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C.转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D.叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(2)如题12A-2图所示,内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的
理想气体被密封在气缸内,外界大气压强为P0。现对气缸缓
慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2。则在
此过程中,气体分子平均动能_____(选增“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了_____________。
(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为,结果保留一位有效数字)
10.(海南)模块3-3试题(12分)
(1)(4分)关于空气湿度,下列说法正确的是
(填入正确选项前的字母。选对1个给2分,选对2个给4分;选错1个扣2分,最低得0分)。
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D.空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
(2)(8分)如图,容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连,压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时,两管中水银面等高,左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀,左管中水银下降;缓慢地向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为,大气压强为,重力加速度为g;空气可视为理想气体,其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1。
11.(福建)[物理选修3-3] (本题共有两小题,每小题6分,共12分。每小题只有一个选项符合题意)
(1)如图所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程。图中横线表示时间t,纵轴表示温度T。从图中可以确定的是 (填选项前的字母)
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
(2)一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的 (填选项前的字母)
A.温度降低,密度增大 B.温度降低,密度减小
C.温度升高,密度增大 D.温度升高,密度减小
12.(全国)(6分)(注意:在试题卷上作答无效)
在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40cm的浅盆里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是 。(填写步骤前面的数字)
(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。(结果保留1位有效数字)
【2010高考试题解析】
1.2010·重庆·15给旱区送水的消防车停于水平面,在缓缓放水的过程中,若车胎不漏气,胎内气体温度不变,不计分子势能,则胎内气体
A.从外界吸热 B.对外界做负功
B.分子平均动能减少 D.内能增加
【答案】A
【解析】胎内气体经历了一个温度不变,压强减小,体积增大的过程。温度不变,分子平均动能和内能不变。体积增大气体对外界做正功。根据热力学第一定律气体一定从外界吸热。A正确
3.2010·上海物理·14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,则
(A)分子间引力随分子间距的增大而增大
(B)分子间斥力随分子间距的减小而增大
(C)分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
(D)分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
答案:B
解析:根据分子力和分子间距离关系图象,如图,选B。
4.2010·上海物理·22如图,上端开口的圆柱形气缸竖直放置,截面积为,一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内,其压强为____pa(大气压强取1.01*,g取)。若从初温
开始加热气体,使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m,则此时气体的温度为____℃。
解析:
,T2=306K,t2=33℃
本题考查气体实验定律。
5.2010·福建·28(1)1859年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。若以横坐标表示分子速率,纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国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 。(填选项前的字母)
(2)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体 。(填选项前的字母)
A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
C.温度升高,压强增大,内能增加
D.温度降低,压强减小,内能增加
答案:(1)D (2)C
6. 2010·上海物理·10如图,玻璃管内封闭了一段气体,气柱长度为,管内外水银面高度差为
,若温度保守不变,把玻璃管稍向上提起一段距离,则
(A)均变大 (B)均变小
(C)变大变小 (D)变小变大
【解析】根据,变大,变小,根据,变大,选D。
【答案】D
7. 2010·上海物理·17一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则
气体体积在
(A)过程中不断增加
(B)过程中保持不变
(C)过程中不断增加
(D)过程中保持不变
【解析】首先,因为的延长线通过原点,所以是等容线,即气体体积在过程中保持不变,B正确;是等温线,压强减小则体积增大,A正确;是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接ao交cd于e,则ae是等容线,即,因为,所以,所以过程中体积不是保持不变,D错误;
【答案】AB。
8.2010·海南物理·17(1)下列说法正确的是
(A)当一定质量的气体吸热时,其内能可能减小
(B)玻璃、石墨和金刚石都是晶体,木炭是非晶体
(C)单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点
(D)当液体与大气相接触时,液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
(E)气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
【答案】ADE
【解析】一定质量的气体吸热时,如果同时对外做功,且做的功大于吸收的热量,则内能减小,(A)正确;玻璃是非晶体,(B)错;多晶体也有固定的熔点,(C)错;液体表面层内的分子液体内部分子间距离的密度都大于大气,因此分子力的合力指向液体内部,(D)正确;气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数,决定气体的压强,因此与单位体积内分子数和气体的温度有关,(E)对。
(2)(8分)如右图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;气缸内密封有温度为、压强为的理想气体.和分别为大气的压强和温度.已知:气体内能U与温度T的关系为,为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求
(ⅰ)气缸内气体与大气达到平衡时的体积:
(ii)在活塞下降过程中,气缸内气体放出的热量Q .
9.2010·上海物理·30如图,一质量不计,可上下自由活动的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底N,下底M及活塞D均为导体并按图连接,活塞面积。在电键K断开时,两室中气体压强均为,ND间距,DM间距,将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞D与下底M分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后,ND间距,DM间距,活塞D所带电量的绝对值(式中E为D与M所带电荷产生的合场强,常量)求:
两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变);
活塞受到的电场力大小F;
M所带电荷产生的场强大小
和电源电压U;
使滑片P缓慢地由B向A滑动,活塞如何运动,并说明理由。
1.已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 ( )
A.4×1016 m3 B.4×1018 m3
C. 4×1020 m3 D. 4×1022 m3
2.对一定量的气体, 下列说法正确的是 ( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体分子的热运动越剧烈,
气体温度就越高
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少
答案:BC
解析:气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。
3.假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023 mol-1) ( )
A.10年 B.1千年 C.10万年 D.1千万年
答案:C
解析:1 g水的分子个数个,则完成任务所需时间t= =6×1018小时,约为1000年。
4.下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
5.下列说法正确的是 ( )
A.物体吸收热量,其温度一定升高
B.热量只能从高温物体向低温物体传递
C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
6.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( )
A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变
C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变
答案:C
解析:本题考查气体的有关知识,本题为中等难度题目。随着空气团的上升,大气压强也随着减小,那么空气团的体积会增大,空气团对外做功,其内能会减小,因为不计分子势能,所以内能由其温度决定,则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。
7.温度计是生活、生产中常用的测温装置。
右图为一个简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡
皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水
柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为,A、D
间刻度均匀分布。由图可知,A、D及有色水柱下端所示温度分别为( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
答案:C
解析:根据题意可知,温度越高,水柱上升的高度越高,A点温度最高,D点温度最低,故选项A、B错误。由于A、D间的刻度均匀分布,故水柱下端的温度为,选项C正确。
10.⑴下列关于分子运动和热现象的说法正确的是
(填入正确选项前的字母,每选错一个扣1分,最低得分为0分).
A.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,其分子之间的势能增加
C.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
D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大
E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加
⑵(8分)如图,一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端
密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一定量的气
(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体
缓慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,
活塞上方玻璃管的容积为2.6V1。
活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封.整个
抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求:
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;
③当气体温度达到1.8T1时气体的压强.
解析:(1)BCE
A错误之处在于气体分子是无规则的运动的,故失去容器后就会散开;D选项中没考虑气体的体积对压强的影响;F选项对气温升高,分子平均动能增大、平均速率增大,但不是每个分子速率增大,对单个分子的研究是毫无意义的。
(2)①由玻意耳定律得:,式中V是抽成真空后活塞下方气体体积
由盖·吕萨克定律得:
解得:
②由查理定律得:
解得:
11.(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J.
(2)若一定质量的理想气体分别按下图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能
(填“增加”、“减少”或“不变”).
(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g,地球的表面积约为,结果保留一位有效数字)
12.(1)如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是 。(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.气体分子的平均动能逐渐增大
B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多
C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变
D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量
答案:D
(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。沙子倒完时,活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。
解析:设大气和活塞对气体的总压强为,加一小盒沙子对气体产生的压强为,由玻马定律得
①
13.喷雾器内有10L水,上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(1)当水面上方气体温度与外界沮度相等时,求气体压强,并从徽观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
14.为研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,现测量初始水温,经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,先后共做了6次实验,实验数据记录如下表:
序号
瓶内水量(mL)
初始水温(0C)
时间(h)
末态水温(0C)
1
1000
91
4
78
2
1000
98
8
74
3
1500
91
4
80
4
1500
98
10
75
5
2000
91
4
82
6
2000
98
12
77
下列眼镜方案中符合控制变量方法的是(
)
A.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第1、3、5次实验数据
B.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第2、4、6次实验数据
C.若研究初始水温与保温效果的关系,可用第1、2、3次实验数据
D.若研究保温时间与保温效果的关系,可用第4、5、6次实验数据
【解析】研究瓶内水量与保温效果的关系,则水量变化而其它因素不变,1、3、5满足要求,而2、4、6时间因素发生变化,A正确B错;若研究初始水温与保温效果的关系,则初始水温不同,其它因素相同,C不满足要求,错;若研究保温时间与保温效果的关系,则保温时间不同其它因素相同,D不能满足要求。
【答案】A
15.如图19所示,质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b态是气缸从容器中移出后,在室温(270C)中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法正确的是( )
16.对一定质量的气体,下列说法正确的是( )
A.在体积缓慢不断增大的过程中,气体一定对外界做功
B.在压强不断增大有过程中,外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变
17.如图所示,导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气,气缸固定不动,外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上,另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上,开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙,使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)。忽略气体分子间相互作用,则在活塞移动过程中,下列说法正确的是( )
A.气缸内气体的分子平均动能变小 B.气缸内气体的压强变小
C.气缸内气体向外放出热量
D.气缸内气体从外界吸收热
【解析】因温度不变,所以内能不变,活塞缓慢向右移动,体积变大,压强减小,对外界做功,由热力学第一定律必吸收热量,所以选项BD对
【答案】BD
18. 一定质量的气体(不计气体分子间的作用力)由状态A变为状态D(如图线所示),这个过程中( )
A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体对光的折射率将变小,光在其中的传播速度会增大
19.对一定量的气体, 下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体分子的热运动越剧烈, 气体温度就越高
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少
【解析】气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。
【答案】BC
20.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气
A.分子总数减少,分子总动能不变 B.密度降低,分子平均动能不变
C.吸收热量,膨胀做功 D.压强降低,不对外做功
1.已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为
A.4×1016 m3 B.4×1018 m3
C. 4×1020 m3 D. 4×1022 m3
答案:B
解析:大气压是由大气重量产生的。大气压强p==,带入数据可得地球表面大气质量m=5.2×1018kg。标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10-3m3,故地球表面大气体积为V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3,B对。
4.下列说法正确的是 ( )
A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数
D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同
答案:D
解析:布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动,他反映的是液体无规则的运动,所以A错误;没有摩擦的理想热机不经过做功是不可能把吸收的能量全部转化为机械能的B错误,摩尔质量必须和分子的质量结合才能求出阿伏加德罗常数C错;温度是分子平均动能的标志,只要温度相同分子的平均动能就相同,物体的内能是势能和动能的总和所以D正确
5.下列说法正确的是 (
)
A.物体吸收热量,其温度一定升高
B.热量只能从高温物体向低温物体传递
C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现
D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式
答案:D
解析:由热力学第一定律可知,做功与热传递可以改变物体的内能,D正确;故物体吸收热量时,其内能不一定增大,A错;由热力学第二定律可知,宏观的热现象有方向性,但若通过外界做功,热量也可以从低温物体传到高温物体,B、C错
6.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)( )
A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变
C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变
答案:C
解析:本题考查气体的有关知识,本题为中等难度题目。随着空气团的上升,大气压强也随着减小,那么空气团的体积会增大,空气团对外做功,其内能会减小,因为不计分子势能,所以内能由其温度决定,则其温度会降低。所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小。[来源:教育城]
8. 一定质量的气体(不计气体分子间的作用力)由状态A变为状态D(如图线所示),这个过程中( )
A.气体从外界吸收热量,内能增加
B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大
D.气体对光的折射率将变小,光在其中的传播速度会增大
【解析】由于不计气体分子间的作用力,则不考虑分子势能,气体分子的内能即为分子的总动能。由状态A变为状态B时,气体的温度升高,则内能增加,而体积增大,气体对外做功,据热力学第一定律可知,物体需要从外接吸收热量。单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数与两个因素有关:分子数密度和分子的平均速率。气体的体积增大,分子数密度跟体积有关,体积变大,分子数密度减小;温度升高,分子的平均速率增大,故而该选项不能确定。气体温度升高,分子的平均动能增大,但是并非每个分子的动能都增加,选项C错误。由于气体的体积变大,密度减小,气体对光的折射率将变小,光在其中的传播速度会增大,选项D正确。
【答案】AD[来源:教育城12edu]
9.对一定量的气体, 下列说法正确的是( )
A.气体的体积是所有气体分子的体积之和
B.气体分子的热运动越剧烈,
气体温度就越高
C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的
D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少
【解析】气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。
【答案】BC
10.氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气
A.分子总数减少,分子总动能不变 B.密度降低,分子平均动能不变
C.吸收热量,膨胀做功 D.压强降低,不对外做功
【解析】由于是漏气过程,钢瓶内氧气分子总数在减少,但是温度不变,分子的平均动能不变,(因为温度是分子平均动能的标志),故选项A错,由于分子数目的减少,氧气瓶内容积不变,密度必然降低,选项B正确;在温度不变的情况下,钢瓶内分子数目减少,相同时间撞击单位面积的容器壁的分子数目减少,氧气分子对钢瓶壁的压强将变小。氧气瓶在缓慢地漏气过程中,气体的总体积是变大了,氧气对外做了功,选项D错;氧气对外做了功,自身内能将减少,温度应该降低,但是瓶内温度不变,说明必然吸收了外界的热量,选项C项正确
【答案】BC
12、⑴有以下说法:
A.气体的温度越高,分子的平均动能越大
B.即使气体的温度很高,仍有一些分子的运动速率是非常小的
C.对物体做功不可能使物体的温度升高
D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计,则气体的内能只与温度有关
E.一由不导热的器壁做成的容器,被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定
质量的温度为T的气体,乙室为真空,如图所示。提起隔板,让甲室中的气体进入乙室。
若甲室中的气体的内能只与温度有关,则提起隔板后当气体重新达到平衡时,其温度仍为T
F.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
制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的
G.对于一定量的气体,当其温度降低时,速率大的分子数目减少,速率小的分子数
目增加
H.从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的
其中正确的是
⑵如图,在大气中有一水平放置的固定圆筒,它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成,各部分的横截面积分别为2S、S和S。已知大气压强为p0,温度为T0.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连,把温度为T0的空气密封在两活塞之间,此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热,使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略,此时两活塞之间气体的压强可能为多少?
由此可知,当T≤时,气体的压强为:p2=p0
当T>T2时,活塞已无法移动,被密封气体的体积保持V2不变,由查理定律得:
解得:
即当T>时,气体的压强为
13.如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K。求:
(1)活塞刚离开B处时的温度TB;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在右图中画出整个过程的p-V图线。
解析:(1)=,TB=333K,
(2)=,p=1.1p0,
(3)图略。
14.某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。
⑴若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体
分子数的估算表达式。
⑵假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1 J,并向外界释放了2 J的热
量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?
⑶已知大气压强P随海拔高度H的变化满足
P=P0(1-αH),其中常数α>0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。
解析:⑴设锅内气体分子数为n
⑵根据热力学第一定律得:ΔU=W+Q=-3 J
锅内气体内能减少,减少了3 J
⑶由P=P0(1-αH)(其中α>0)知,随着海拔高度的增加,大气压强减小。
由知,随着海拔高度的增加,阀门被顶起时锅内气体压强减小。
根据查理定律得:
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。
15、潮汐能属于无污染能源,但能量的转化率较低,相比之下,核能是一种高效的能源。
⑴在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(见图1)。结合图2可知,安全壳应当选用的材料是 。
⑵核反应堆中的核废料具有很强的放射性,目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中,然后
A.沉入海底 B.放至沙漠 C.运到月球 D.深埋地下
⑶图3是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图2分析工作人员受到了 射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了 射线的辐射。
答案:⑴混凝土 ⑵D ⑶β;γ或“β和γ”
16.某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。
(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。
(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1J,并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?
(3)已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0(1-αH),其中常数α>0。结合
气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度
有何不同。
解析:(1)设锅内气体分子数为nn=V/V0·NA
(2)根据热力学第一定律
ΔE=W+Q=-3J
锅内气体内能减少,减少了3J
(3)由P=P0(1-αH)(其中α>0)知,随着海拔高度的增加,大气压强减小;
由P1=P+mg/S知,随着海拔高度的增加,阀门被顶起时锅内气体压强减小;
根据查理定律P1/T1=P2/T2
可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而低。
17.如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部都由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与气缸无摩擦。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=3m,m2=2m)
⑴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)。
⑵在达到上一问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到T,试问在这个过程中,气体对
活塞做了多少功?气体是吸收还是放出了热量?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部)。
⑵当温度由T0上升至T时,气体的压强始终为,设x/是温度达到T时左活塞的高度,由盖·吕萨克定律得:
活塞对气体做的功为:
在此过程中气体吸收热量[来源:教育城]
18.如图20所示,用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从TI升高到T2,且空气柱的高度增加了∆l, 已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0,问此过程中被封闭气体的内能变化了多少?请在下面的图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图象上标出过程的方向)
【解析】由受力分析和做功分析知,在气体缓缓膨胀过程中,活塞与砝码的压力对气体做负功,大气压力对气体做负功,根据热力学第一定律得
∆U=W + Q
【答案】
1、(上海)2.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)温度和体积 (B)体积和压强
(C)温度和压强 (D)压强和温度
【答案】A
【解析】由于温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的动能宏观上取决于温度;分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定,宏观上取决于气体的体积。因此答案A正确。
【考点定位】气体的内能有关因素。属于容易的题目
2、(上海)9.如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管,水银柱将气体分隔成A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量为DVA、DVB,压强变化量为DpA、DpB,对液面压力的变化量为DFA、DFB,则( )
(A)水银柱向上移动了一段距离
(B)DVA<DVB
(C)DpA>DpB
(D)DFA=DFB
3、(江苏)12.[选做题]本题包括、、C三个小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作 答。若三题都做,则按A、B两题评分
A.(选修模块3—3)(12分)
(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,
下列说法正确的是 ▲ 。(填写选项前的字母)
(A)气体分子间的作用力增大 (B)气体分子的平均速率增大
(C)气体分子的平均动能减小 (D)气体组成的系统地熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,则此过程中的气泡 ▲ (填“吸收”或“放出”)的热量是 ▲
J。气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了 ▲ J
(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/,平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数 ,取气体分子的平均直径为,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值。(结果保留以为有效数字)
【答案】(1) D (2) 吸收 0.6 0.2
(3) 都算对
【解析】(1)由于气泡的运动过程是一个恒温过程,因而在上升过程中气泡体积变大、压强变小,因些气体分子间作用力变小,平均速率不变,平均动能不变,因而只有D答案正确。
(2)根据热力学第一定律即可作答。
(3)体积为,液体体积为
气体分子数, (或)
则 (或)
解得 (都算对)
【考点定位】考查了气体相关知识,难度中等。
4、(山东)选做题部分:
36.(8分)[物理——物理3-3]
一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中AB过程为等压变化,BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3,TA=TC=300K、TB=400K。
(1)求气体在状态B时的体积。
(2)说明BC过程压强变化的微观原因
(3)设AB过程气体吸收热量为Q,BC过 气体 放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。
【答案】(1)设气体在B状态的全积为VB,由盖·吕萨克定律得:
【解析】理想气体等压变化,应用盖·吕萨克定律求解;B→C等容变化,温度升高,分子热运动加剧,而分子数密度不变,故压强一定增加;A→B增加的内能等于B→C减少的内能,而A→B气体对外做功,B→C不做功,所以Q1>Q2
【考点定位】考查理想气体的状态变化
5、(全国1)14.下列说法正确的是
A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C. 气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小
D. 单位面积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
6、(全国2)16. 如图,水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止,左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流,通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时,与初始状态相比
A.右边气体温度升高,左边气体温度不变
B.左右两边气体温度都升高
C.左边气体压强增大 D.右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
【答案】BC
【解析】通电后右边气体吸热同时推动活塞对左边气体做功,从而确定左边气体内能增加,温度升高;而右边气体吸收和热量不可能全部用来做功,故右边气体内能也增加,温度也升高,A项错误,B项正确;左边气体体积减小,温度升高,故压强一定增大,C项正确;电热丝放出的热量增加了右边气体的内能,是时还对活塞做功,故右边气体内能的增加量小于电热丝放出的热量,D项错误。
【考点定位】考查气体与热和功
7.(12分)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,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,求:
(1)稳定后右管内的气体压强p;
(2)左管A端插入水银槽的深度h。(大气压强p0=76cmHg)
【解析】(1)插入水银槽后右管内气体:由玻意耳定律得:p0l0S=p(l0-Dh/2)S,
所以p=78cmHg;
(2)插入水银槽后左管压强:p’=p+rgDh=80cmHg,左管内外水银面高度差h1==4cm,中、左管内气体p0l=p’l’,l’=38cm,
左管插入水银槽深度h=l+Dh/2-l’+h1=7cm。
【考点定位】本题考查气体的等温变化,玻意耳定律,属于中等难度的题目。
8、(四川)16.关于热力学定律,下列说法正确的是:
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体,其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
【答案】 B
【解析】
绝对零度不可达到,故A项不对,由热力学第一定律可知吸收热量内能不一定增加,还有看有无外力做功,D项由PV=nRT可知体积减小温度不一定升高。
【考点定位】Ⅰ级知识性考点,主要考察对热力学定律和气体状态方程的理解。
9、(重庆)14.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气(不计分子势能)
A.内能增大,放出热量 B 内能减小,吸收热量
C.内能增大,对外界做功 D 内能减小,外界对其做功
10、(海南)
17.模块3-3试题(12分)
(Ⅰ)(4分)下列说法正确的是 (填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分)
(A)气体的内能是分子热运动的动能和分子间势能之和;
(B)气体的温度变化时,其分子平均动能和分子问势能也随之改变;
(C)功可以全部转化为热,但热量不能全部转化为功;
(D)热量能够自发地从高温物体传递到低温物体,但不能自发地从低温物体传递到高温物体;
(E)一定量的气体,在体积不变对,分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小:
(F)一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
(Ⅱ)(8分)
一气象探测气球,在充有压强为l 00 atm(即76 .0 cmHg)、温度为27.0℃的氨气时,体积为3.50m3。在上升至海拔6 50km高空的过程中,气球内氮气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0 cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求 ‘
(1)氨气在停止加热前的体积;
(2)氯气在停止加热较长一段时间后的体积。
【答案】(Ⅰ)ADEF;(Ⅱ)(1)7.39m3;(2)5.54m3
【解析】(II)(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳—马略特定律有
式中,是在此等温过程末氦气的体积。由①式得
②
(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同,即。这是一等过程 根据盖—吕萨克定律有
③
式中,是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
④
评分参考:本题8分。①至④式各2分。
【考点定位】考查内能、热力学第一定律、压强等基本概念以及气体状态方程。
11、(广东)1.(10分)
(1)远古时代,取火是一件困难的事,火一般产生于雷击或磷的自燃.随着人类文明的进步,出现了“钻木取火”等方法.“钻木取火”是通过___________方式改变物体的内能,把___________转变成内能.
(2)某同学做了一个小实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,一小时后取出烧瓶,并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图10.这是因为烧瓶里的气体吸收了水的_________,温度_________,体积__________。
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对爸爸的印象,从记事的时候,就有了,他留给我的印象就是沉默少言的,但是脸上却始终有微笑,不管家里遇到了什么样的困难,只要有爸爸在,一切都能够雨过天晴的,小时候,家里很穷,可是作为孩子的我们(我和哥哥),却很幸福。爸爸从来不会因为缺钱,而让我们感觉得些许的拮据和紧张,哪怕的低三下气的问人借钱,爸爸都会按时给我们交了学费,从来都不会给我们兄妹俩拖欠学费。爸爸闲下来的时候,就会给我和哥哥讲他们生活的那个年代,很苦很累,还经历过自然灾害,穷的时候,连饭都吃不饱。在我的印象里,最深的一件事情就是过年的时候,不管这一年钱赚的多还是少,爸爸总会让妈妈带着我和哥哥去买新衣服,当然了,妈妈也必须买新的,唯有爸爸,他是家里面唯一一个可以穿旧衣服过新年的人,这就是我关于爸爸的儿时的印象,他爱家人,从来不肯委屈自己的妻子和孩子。成长岁月里的爸爸在我们渐渐成长的的岁月里,作为孩子,我们都有了自己的认知和想法,青春期的叛逆,我们也给爸爸惹了不少祸,但是,不管我们闯的祸有多大,最后都是爸爸出面,来摆平解决一切。在这个渐渐懂事的过程中,爸爸扮演着一位良师的角色,事情过后,爸爸也会趁机好好的教育我们,让我们懂得,我们做的是对的,值得鼓励的,还是不对的,今后需要去改正的。爸爸在社会上经历的多了,懂得的道理也比我们多很多。我们是在跌跌撞撞的认知中去探索这个社会,而爸爸就是这条探索道路的指明灯!在我们长大的青春光阴里,我们在爸爸身上看到了责任、懂得了承担的重要性!爸爸,在我们的生活中,必不可少,他让我们(大哥和我)拥有了正确的人生观和价值观,他教会了我们如何看待这个世界,如何去更好的创造自己想要的生活!渐渐上了年纪的爸爸:我只想用“渐渐上了年纪”来形容现在的爸爸,不想要用已经“老去”
来形容爸爸。没错,岁月是真的很无情的,不知不觉间,爸爸的眼角多了些许的皱纹,额头的皱纹也不自觉的来向他报到了,爸爸再伟大,也终究抵不过岁月的蹉跎。两角鬓白的爸爸,让我们看着多了很多的心疼,一向雷厉风行、无所不能的爸爸,渐渐地,变得老了,特别是当我们都成家以后,爸爸也算是把他一生最重要的任务也都完成了,上了年纪的爸爸,更多的心思,留在了妈妈的身上,一路走来,是妈妈的陪伴和默默的奉献,才让爸爸能够在外工作的时候,毫无杂念!妈妈,就是爸爸最为坚强的后盾,而我们,是爸爸努力奋斗的最大动力,如今,爸爸渐渐地老了,作为儿女,我们无法让时光倒流,能做的就是多陪伴他们,让他们的晚年生活能够幸福!爸爸的一生,都在付出,为了家和家人而付出,如今的我们,都已经成家,更加体会到了为人父母的心酸苦楚,我们能做的就是常回家看看!让父母不感到孤独! 我们都是母亲身上掉下来的一块肉,我们跟母亲之间的关系,血浓于水,彼此间的那种爱,是神圣而又不可侵犯的,是妈妈给了我们生命,也是妈妈无怨无悔的把我们抚养成人,在我们成长的过程中,不管是好还是不好,妈妈都一味的去包容,去引领着我们我和妈妈的温情小生活,母爱,总是那么的伟大!都说慈母多败儿,其实啊,母亲在我们的生活着,扮演着不可或缺的角色,没有母亲的无私奉献,又怎会有我们的今天呢?更多的时候,是我们忽略了母亲的重要性,甚至是把母亲对我们的关心和爱护变成了理所当然!其实啊,也是因为我们从出生的时候,就拥有了母亲的爱,也就变得不那么的珍惜了!我觉得,我们生活在这个世上,更要好好地对待我们的母亲,在我的记忆深处,母亲总是很慈祥的,她也有属于她自己的小忧愁,但是,却从来都不会让我们知道,不管生活中,遇到了什么困难或者坎坷,她总是自己一个人想办法面对和解决!以至于曾经的我一直觉得母亲是万能的,没有什么困难事情是母亲不能解决的!儿时记忆中,最深刻的一件事情就是那年的的大冬天,下了很厚很厚的雪,我跟哥哥上学的地方是需要骑着自行车去的,妈妈早早的叫醒了我和哥哥,并且告诉我们下大雪了,路上滑,要早点出发,路上慢一点走,当我们吃了早饭准备出发的时候,妈妈也跟着一起出发了。大冬天的,天黑黑的,母亲拿着手电筒,给我和哥哥照明,因为下了雪,有的路段不好走,我们就推着自行车,一路上有说有笑的,时不时的哥哥还会调皮一下,就这样,母亲拿着照明灯,一路护送我和哥哥到了学校,现在回想起来曾经的岁月,满满的回忆,满满的温暖!不知不觉间,我们就都长大了,哥哥也成家了,有自己的孩子,妈妈看着我们生活幸福,她也就是开心满足了,可是,岁月却是那么的无情,不知不觉间,妈妈的眼角就多了些许的皱纹,她在岁月的淘洗中,渐渐地老去了!她没有多么伟大的理想,唯一的希望,就是我们都能够生活的健康,平安,快乐,幸福!母亲,从来都不曾奢望我们能够有多么大的丰功伟绩,最大的心愿就是我们平安快乐,她的一生心血,都在我们这些孩子身上,而对于她自己,似乎总是少了很多的关心,作为儿女,长大后的忙碌,确实忽略了对母亲的爱,当我们真正的意识到母亲老去的时候,岁月一晃已经过去了几十年!母爱,虽然平凡,但是却很伟大,我跟妈妈的温情小生活,那些记忆中的点滴,一直萦绕在脑海中,让我感受到幸福,感受到温暖!爱你,亲爱的妈妈,愿你生活幸福,健康平安!其实也就是平凡的一年,和往常相比较,也没有太多的区别,唯一的不同就是自己就业了,不再是学生了,也不再是那个向父母伸手就要钱的小姑娘了!步入社会的自己,很开心,同时也很紧张,毕竟社会才是一个真正的大染缸,才能让一个人真正的成长和坚强!父母的爱,平凡中渗透着伟大,这一年,感恩父母!在初入社会的这一年里,是要感恩很多的朋友同事领导,但是,我最想要感恩的两个人,其实就是我的爸爸妈妈!也许,你会觉得很奇怪,步入社会,经历的很多人或事,不应该都是单位或者工作吗?怎么会是要感恩父母呢?没错,我最最想要感恩的就是我们爸爸和妈妈!为什么呢?且听我慢慢道来!每一年的母亲节和父亲节,都只有一天,我想先和大家分享一下父亲节发生的小故事,虽然很平凡,很普通,但是我的心确实五味杂陈暖暖的!这一年的自己,已经参加了工作,也有了自己的收入,虽然工资不是很高,但事多多少少还是有些结余的,父亲节到了,那天早上一醒来,我就给父亲微信上发了红包,金额不多,也就只有100元的红包,这一天,我一直在等待着父亲领红包!可是,等啊等啊等啊,眼看着24小时就要过去了,可是父亲还是没有领取红包,难道是忙碌着,一直没有看到吗?或者是信息太多,被挤下去了,于是,我就告诉了妈妈,让妈妈去提醒父亲,记得领取父亲节的红包。当我和妈妈说了以后,妈妈却告诉我说:你爸爸说了,他还能赚下钱,不差钱,他没有理由领取你的钱,你在外工作也不容易,留着让你自己花了,!听了妈妈的话,我的心,那一刻的感觉,真的时候无法形容的,于是,我就告诉妈妈,说也就只有100块,不多,我也不缺这100,多少一点心意,就领取了吧,我再三提醒让领取,可是,最后的结果是,红包退还了回来,这就是父亲,他不过是一个平凡的农民,对于孩子给予的,他却觉得孩子出门在外不容易,不愿意花孩子的钱!事情虽然很小,但是,却真的触动了我的心,也激发了我更要好好的工作,努力赚钱,以后给予父母更好的生活!记得还有一次是我小学的朋友要结婚了,因为处的不是很好,很一般,礼钱也就200元,当天我也没回去,于是,就让妈妈去上礼了!不过,我前一天就给妈妈发了红包,可是妈妈愣是没有领取,非说是要给就等你回来了的吧,其实啊,我知道,妈妈的意思就是要让我常回家看看!爸爸和妈妈都在用他们的觉得对的方式,爱着自己的孩子,在他们的眼中,孩子永远是长不大的。平凡的小事情,渗透着浓浓的爱意,或许,这个世界上还有很多很多向我父母一样的家长,他们不愿索取孩子们的金钱,只愿孩子们能够健借此机会,也借此平台,感恩亲爱的爸妈,希望爸爸妈妈身体健康,幸福快乐!爸爸妈妈,我爱你们!