专题十四 热 学
一、单项选择题(共5小题,15分)
1.下列说法正确的是( )
A.液体与大气相接触时,表面层分子间的作用表现为相互吸引
B.水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和凝结停止进行 C.未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
D..不浸润现象的附着层,分子间距离r>r0,分子力表现为引力 2.根据你学过的知识,下列说法正确的是( )
A.第一类永动机不可能制成是因为热机效率不可能达到100% B.一切与热有关的自发过程都是从有序向无序进行的 C.在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵总是增加的
D.热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式
3.随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫.下列关于晶体、非晶体的说法正确的是( ) A.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规律排列 B.有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体
C.不论单晶体还是多晶体,在熔化时都要吸热,但温度保持不变 D.晶体硫熔化过程中,分子的平均动能增大
4热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和能量的平衡关系,以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换)的学科.下列关于热力学相关知识的说法正确的是( )
A.物体温度升高时,物体内每个分子的速率都将增大
B.热力学系统在吸热的同时没有对外做功,其内能一定增加
C.一定质量的理想气体在等容变化过程中,对外不做功,其内能不变 D.功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程
5.如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,开始时活塞放置在卡环a、b上,下方封闭了一定质量的理想气体.现缓慢加热缸内气体,直到活塞到达汽缸口.汽缸内气体的体积为V、压强为p,下列V-??图象正确的是( )
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二、多项选择题(共5小题,20分)
6.现在骑自行车已成为一种流行的运动,山地自行车更是受到人们的青睐.山地自行车前轮有气压式减震装置,其原理如图所示,随着路面的颠簸,活塞A上下振动,在汽缸内封闭的气体的作用下,起到减震的目的.缸内气体可视为理想气体,如果路面不平,下列关于该减震装置的说法正确的是( ) A.A迅速下压时汽缸内的气体温度不变 B.A迅速下压时汽缸内的气体分子势能增加 C.A下压后被迅速反弹时汽缸内气体内能增加
D.A下压后被反弹时汽缸内有些气体分子的速率增大
7.[新素材]在酿造米酒的过程中,酒缸中泡在水里的糯米在发酵过程中(恒温),缸底会有很多气泡形成并缓慢上升到表面爆裂,酒香四溢.下列说法正确的是( ) A.酒精气体在弥散过程中做布朗运动
B.酒香四溢是酒精气体分子间的斥力造成的 C.气泡在上升过程中,气泡内气体压强减小
D.气泡在上升过程中,气泡内气体从外界吸收热量
8.分子间相互作用力及合力随分子间距离r变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.随r的增大分子力的合力先增大后减小
B.当两个分子间作用力表现为引力时,分子间作用力的合力存在最大值 C.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随r的增大而减小 D.r1处分子势能最小
9.[2019广东七校第一次联考]下列说法正确的是( )
① 三颗悬浮微粒运动位置的连线 ②分子间的作用力与距离的关
系
③食盐晶体 ④小草上的露珠
A.悬浮微粒的运动(即布朗运动)就是物质分子的无规则热运动
B.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 C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力
10.[2020吉林白城模拟]气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示.座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,
座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空.航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡.假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A.B中气体可自发地全部退回到A中 B.气体温度不变,体积增大,压强减小 C.气体体积膨胀,对外做功,内能减小
D.气体体积变大,气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少 三、非选择题(共7小题,55分)
11.[2020江苏苏州模考,4分]如图所示,用水银血压计测量血压.某次测量时,先向袖带内充气,充入后袖带内气体的压强为1.4p0,体积为V.然后缓慢放气(该过程中气体温度保持不变),使袖带内气体体积变为0.7V,压强变回到p0,则放气过程中袖带内壁单位时间单位面积上受到分子撞击的次数 (选填“增加”“减少”或“不变”),在放气过程中袖带内气体 (选填“吸热”或“放热”). 12.[5分]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,有下列实验步骤.
A.往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B.用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待薄膜形状稳定
C.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
D.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时滴入溶液的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积
E.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 (填写步骤前面的标号).
(2)上述实验测量过程中,下列关于该实验的思想方法的说法正确的是 . A.在测量油酸分子直径的过程中采用了控制变量法 B.在测量油膜体积的过程中采用了累积法 C.在测量油膜面积的过程中采用了近似的方法
D.在测量油酸分子直径的过程中采用了等效替代的方法
13.[2020陕西百校联考,8分]如图所示,甲、乙两个竖直放置的相同汽缸中装有体积均为V0、热力学温度均为T0的理想气体,两汽缸用细管(容积不计)连接,细管中有一绝热轻小活塞;汽缸乙上方有一横截面积为S、质量不计的大活塞.现将汽缸甲中的气体缓慢升温到T0,同时在大活塞
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上增加砝码,稳定后细管中的小活塞仍停在原位置.外界大气压强为p0,乙汽缸中气体温度保持不变,两汽缸内气体的质量及一切摩擦均不计,重力加速度大小为g.求: (1)大活塞上增加的砝码的质量m; (2)大活塞下移的距离L.
14.[2020吉林长春质量监测,10分]如图所示,一端开口、一端封闭的导热玻璃管,封闭有一定质量的理想气体,开口端浸入固定在地面上的水银槽中,用弹簧测力计拉着玻璃管的封闭端,此时
管内外水银面高度差为h1,外界大气压强为p0,温度为T0,弹簧测力计示数为F1.若外界气压保持不变,温度变为T(未知),稳定后管内外水银面高度差为h2(仍然是管内水银面较高),弹簧测力计示数为F2(未知).已知玻璃管封闭端到槽内水银面的高度始终为H,不计玻璃管所受浮力,水银密度为ρ,玻璃管横截面积为S,重力加速度为g.求: (1)变化后的温度T;
(2)弹簧测力计的示数F2.
15.[8分]实验室内有一容积为V0的储气罐,里面充有压强为6p0的空气(可视为理想气体),现用该储气罐给原来气体压强为p0的篮球充足气,使篮球内气体的压强达到1.5p0.已知每个篮球的体积为V0.不考虑温度变化及篮球体积的变化.
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(1)求给两个篮球充气后,储气罐中气体的压强大小; (2)该储气罐最多能给几个这种篮球充足气?
16.[10分]在一上面盖有活塞的汽缸中密封一定质量的理想气体,该气体在初状态A时的温度为tA=27 ℃,体积为VA=2×10-3 m3,压强为pA=3×105 Pa.气体保持体积不变从状态A变化到状态B,压强降低为pB=2×105 Pa.然后保持压强不变从状态B变化到状态C,体积增大到VC=3×10-3 m3. (1)求该气体在状态B、C时的温度;
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?
17.[10分]如图所示,一端封闭的导热U形管竖直放置,左管横截面积是右管的两倍,一段水银柱封闭了一定量的理想气体,右管水银柱上表面到管口的距离为2 cm,右管水银柱液面比左管水银柱液面高2 cm,左管液柱高也为2 cm.若将U形管倒置,没有水银流出,且右管水银柱下表面刚好与管口平齐.已知大气压强为76 cmHg,环境温度恒为300 K,忽略U形管底部连接处的影响.(计算结果均保留整数) (1)求U形管倒置前封闭空气柱的长度;
(2)若U形管不导热,不倒置,设法缓慢加热管内封闭气体,直至右管中水银柱上表面与管口平齐,求此时封闭气体的温度.
1.A 液体与大气相接触时,表面层分子比较稀疏,分子间距离r>r0,分子间的作用表现为相互吸引,选项A正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,这时蒸发和凝结仍在进行,达到动态平衡,选项B错误;温度不同时,未饱和汽的压强不一定小于饱和汽的压强,选项C错误;不浸润现象的附着层,分子间距离r>r0,分子力表现为引力,附着层有收缩的趋势,选项D错误.
2.D 第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律,第二类永动机不可能制成才是因为热机效率无法达到100%,A错;一切与热有关的自发过程总是向无序性增加的方向进行,B错;一个孤立系统的总熵不变或增加,C错;热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的特殊表达形式,D对.
3.B 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒可以按不同的规律排列,显示出不同的性质,如金刚石和石墨,A错误;有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体,如金刚石是晶体,石墨也是晶体,组成它们的微粒均是碳原子,B正确;在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,C错误;温度是分子平均动能的标志,晶体硫熔化过程中,温度不变,分子平均动能不变,D错误. 4.B 温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,分子平均动能增大,是对大量分子统计的结果,个别分子的速率可能减小,A错误;由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,物体吸收热量,没有对外界做功,内能增大,B正确;理想气体在等容变化过程中,对外不做功,根据=C可知,温度可能变化,
??????
内能可能变化,C错误;功和热转化是有方向性的,功可以全部变成热,但热不能自发地全部转化为功,即功转化为热的实际宏观过程是不可逆过程,D错误.
5.D 缓慢加热汽缸内气体,气体先等容升温,后等压升温.根据??=??知,开始时体积不变T增大,则p增大;然后p不变T增大,则V增大,可知D正确.
6.BD 如果活塞迅速下压,活塞对气体做功,气体来不及散热,由热力学第一定律可知,气体内能增加,温度升高,压强增大,A错;活塞迅速下压时汽缸内气体分子间距离减小,分子势能增加,B对;当活塞下压后被迅速反弹时,气体对外做功,来不及吸热,气体内能减小,温度降低,分子平均速率减小,但不是每个气体分子的速率都减小,有些分子的速率可能增大,C错,D对.
7.CD 酒精气体弥散是酒精分子在做扩散运动,A、B错;由理想气体状态方程可知当温度不变时,体积增大,压强减小,C对;由热力学第一定律可知,理想气体温度不变时,则内能不变,若体积增大,气体对外做功,则需从外界吸热,D对.
8.BC 当r=r0时,分子力的合力为零,若从r
9.BD 悬浮微粒的运动(即布朗运动)反映了液体分子的无规则热运动,但不是物质分子的运动,选项A错误;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,分子处于平衡位置,选项B正确;食盐晶体是单晶体,物理性质上具有各向异性,选项C错误;小草上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力,选项D正确.
10.BD 由于气闸舱B内为真空,所以气体在膨胀过程中不会对外做功,又系统与外界没有热交换,则气体内能不变,C错误;根据热力学第二定律可知,一切与热现象有关的宏观变化都是不可逆的,故A错误;对于一定质量的理想气体内能不变,则温度不变,由pV=C,且气体体积增大可知,
????
气体压强减小,故B正确;气体体积变大,分子数密度n减小,温度不变,分子平均动能不变,平均速率
2021高考物理(新高考版)一轮复习考点考法精练：专题十四 热 学 (3)
