阶段验收评估(十二) 热学[选修3－3]
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
1．如图1所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空，现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中( )
图1
A．气体对外界做功，温度降低，内能减少 B．气体对外界做功，温度不变，内能不变 C．气体不做功，温度不变，内能不变 D．气体不做功，温度不变，内能减少
2．分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，下列说法中正确的是( ) A．f引和f斥总是同时存在的
B．f引总是大于f斥，因此其合力总表现为引力 C．当分子间距离减小时， f引减小而f斥增大 D．当分子间距离增大时，f引增大而f斥减小 3．(2014·南通模拟)下列说法中正确的是( ) A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动 B．多晶体没有固定的熔点 C．液晶的光学性质具有各向异性
D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力 4．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如图2所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则( )
图2
A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，Qab 1 5．(2015·广东省中山一中等七校联考)恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，则气泡内( ) A. 气体内能增加 B. 外界对气体做功 C. 气体从外界吸收了热量 D. 每个气体分子动能都不变 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，选不全得3分，有错选不得分) 6.(2014·广东高考)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图3所示。充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( ) 图3 A．体积减小，内能增大 B．体积减小，压强减小 C．对外界做负功，内能增大 D．对外界做正功，压强减小 7．(2014·兰州诊断)下列说法中正确的是( ) A．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小 B．同时撞击固体微粒的液体分子数越多，布朗运动越剧烈 C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 D．一定质量的理想气体，如果保持压强不变，温度升高时，体积会增大 8．(2014·德州模拟)下列说法正确的是( ) A．同一时刻撞击固体微粒的液体分子数越多，布朗运动越剧烈 B．晶体熔化过程中要吸收热量，但分子的平均动能不变 C．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，就可减小饱和汽的压强 D．无论对内燃机怎样改进，也不可能把它得到的内能全部转化为机械能 三、填空题(本题共1小题，共16分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答) 9．(2015·苏北联考)(1)一定质量的理想气体发生如图4所示的状态变化，状态A与状态B的体积关系为VA________VB(选填“大于”“小于”或“等于”)；若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100 J的功，则此过程中________(选填“吸热”或“放热”)。 2 图4 (2)冬天到了，很多同学用热水袋取暖。现有某一热水袋内水的体积约为400 cm，它所包含的水分子数目约为________个(计算结果保留1位有效数字，已知1 mol 水的质量约为18 g，阿伏伽德罗常数取6.0×10mol)。 四、计算题(本题共2小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位) 10．(18分)(2012·威海一模)一定质量的理想气体，经过如图5所示的状态变化。设状态A的温度为400 K，求： 23 －1 3 图5 (1)状态C的温度TC为多少？ (2)如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400 J的功，气体的内能增加了20 J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？ 11．(18分)如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体， 3 当气体吸收热量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，不计活塞与汽缸的摩擦。求： 图6 (1)加热过程中气体的内能增加量； (2)现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度。 答 案 1．选C 气体向真空膨胀，不对外做功，容器绝热，使气体内能不变。 2．选A 分子间同时存在引力和斥力，且它们都随分子间距离的增大而减小，分子间距离的减小而增大，由于斥力变化的快，所以当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，由此可以判断只有A正确。 3．选C 布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒在液体分子撞击下所做的无规则运动，选项A错误；多晶体有固定的熔点，选项B错误；液晶的光学性质具有各向异性，选项C正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，选项D错误。 4．选C 状态b和状态c温度相同，Vb>Vc。由玻意耳定律pbVb＝pcVc，可知pb Tb＝Tc，所以过程ac和ab内能变化相同，ab过程体积变大，气体对外做功，W<0，ΔU＝Qab＋W；ac过程体积不变，气体不做功，ΔU＝Qac，所以Qab>Qac。 5．选C 由理想气体状态方程公式 ＝C知温度不变，体积增大时压强减小，气泡体积 pVT 4 增大，对外做功，由于温度不变，因此分子的平均动能不变，气体的内能不变，根据ΔU＝W＋Q可知，气体吸收热量，故选C。 6．选AC 挤压充气袋，气体的体积减小，充气袋中气体的压强增大，外界对气体做正功，气体对外界做负功，由于袋内气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，A、C项正确，B、D项错误。 7．选AD 当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小，选项A正确；同时撞击固体微粒的液体分子数越少，布朗运动越剧烈，选项B错误；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，选项C错误；一定质量的理想气体，如果保持压强不变，温度升高时，体积会增大，选项D正确。 8．选BD 同一时刻撞击固体微粒的液体分子数越多，布朗运动越不剧烈，选项A错误；晶体熔化过程中温度不变，要吸收热量，但分子的平均动能不变，选项B正确；在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，饱和汽的压强不变，选项C错误；无论对内燃机怎样改进，也不可能把它得到的内能全部转化为机械能，选项D正确。 9．解析：(1)由p－T图象上一点与坐标原点连线的斜率表示体积的倒数可知，状态A与状态B的体积关系为VA小于VB。从A状态到C状态气体对外做功，而内能不变，由热力学第一定律知气体吸热。 (2)热水袋内水的体积约为400 cm，其质量为 400 g，水的物质的量 n＝400/18 mol，它所包含的水分子数目约为N＝nNA＝400/18×6.0×10＝1×10。 答案：(1)小于 吸热 (2)1×10 10．解析：(1)由理想气体状态方程，解得状态C的温度TC＝320 K。 (2)由热力学第一定律，ΔU＝Q＋W， 解得Q＝420 J，气体吸收热量。 答案：(1)320 K (2)吸收 420 J 11．解析：(1)气体对外做功W＝－pSh＝－(p0S＋mg)h由热力学第一定律得 ΔU＝Q＋W 解得ΔU＝Q－(p0S＋mg)h (2)设活塞回到原位置时，气体的温度为T2 则初态 25 23 25 3 pAVApCVC＝ TATCmgp＝p＋?S??V＝2hS??T1 0 11 m＋mp＝p＋g?S? 末态?V＝hS??T＝？ 0 2 0 22 5
高考物理一轮复习 第十二章 热学阶段验收评估(选修33)
