高考物理一輪復習 第11章 熱學練習

選修3-3第十一章熱學選擇題1．下列說法正確的是()A．物體是由大量分子組成的B．不同分子的直徑一般不同，但數量級基本一致C．質量相等的不同種物質含有相同的分子數D．分子的質量之比一定等于它們的摩爾質量之比1．ABD解析：質量相等的不同種物質，物質的量不一定相同，故含有的分子數不一定相同，選項C錯誤。2．某氣體的摩爾質量為M，摩爾體積為V，密度為ρ，每個分子的質量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數NA可表示為()A．NA＝eq\f(V,V0) B．NA＝eq\f(ρV,m) C．NA＝eq\f(M,m) D．NA＝eq\f(M,ρV0)2．BC解析：氣體分子間距離很大，氣體的體積并不等于每個分子的體積之和，選項A錯誤；氣體的質量等于每個分子質量之和，選項C正確；由于M＝ρV，選項B正確；氣體的密度是對大量氣體分子而言的，一個分子質量m≠ρV0，選項D錯誤。3．兩個分子從靠近得不能再近的位置開始，使二者之間的距離逐漸增大，這一過程中關于分子間的相互作用力的下述說法中正確的是()A．分子間的引力和斥力都在減小B．分子間的斥力在減小，引力在增大C．分子間相互作用的合力在逐漸減小D．分子間相互作用的合力，先減小后增大，再減小到零3．C解析：布朗運動是指固體小顆粒的運動，選項A錯誤；溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，與物質種類無關，選項B錯誤、C正確；物體的宏觀運動速度大小與微觀分子的熱運動無關，選項D錯誤。4、下列說法中正確的是()A．氣體壓強是由氣體分子間的斥力產生的B．失重情況下，密閉容器內的氣體對器壁仍有壓強C．氣體的溫度升高時，分子的熱運動變得劇烈，分子的平均動能增大，撞擊器壁時對器壁的作用力增大，從而氣體的壓強一定增大D．氣體的體積變小時，單位體積的分子數增多，單位時間內打到器壁單位面積上的分子數增多，從而氣體的壓強一定增大4、B解析：氣體的壓強是由大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生的。從微觀上看，其大小與兩個因素有關：一個是分子的平均動能，另一個是分子的密集程度。A選項錯誤。失重時，密閉容器內的氣體分子對器壁的撞擊情況不變，即對器壁的壓強不變，B正確。C、D都為可能情況。5．在一定溫度下，當一定量氣體的體積增大時，氣體的壓強減小，這是由于()A．單位體積內的分子數變少，單位時間內對單位面積器壁碰撞的次數減少B．氣體分子的密集程度變小，分子對器壁的吸引力變小C．每個分子對器壁的平均撞擊力變小D．氣體分子的密集程度變小，分子的動能變小5．A解析：溫度不變，一定量氣體分子的平均動能、平均速率不變，每次碰撞分子對器壁的平均作用力不變，但體積增大后，單位體積內的分子數減少，因此單位時間內碰撞次數減少，氣體壓強減小，選項A正確，選項B、C、D錯誤。6．一定質量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時壓強為p0，有人設計了四種途徑，使氣體經過每種途徑后壓強仍為p0，這四種途徑是①先保持體積不變，降低壓強，再保持溫度不變，壓縮體積。②先保持體積不變，使氣體升溫，再保持溫度不變，讓體積膨脹。③先保持溫度不變，使體積膨脹，再保持體積不變，使氣體升溫。④先保持溫度不變，使體積縮小，再保持體積不變，使氣體降溫。可以判定()A．①②不可能 B．③④不可能C．①③不可能 D．都可能6．D解析：四種途徑的變化過程，均有可能使p恢復原值，符合氣體的實際規(guī)律。7.如圖所示，一個橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置，金屬圓板的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為θ，圓板的質量為M，不計圓板與容器內壁的摩擦。若大氣壓強為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強等于()A．p0+ B.eq\f(p0,cosθ)＋eq\f(Mg,Scosθ)C．p0＋eq\f(Mgcos2θ,S) D．p0＋eq\f(Mg,S)7．D解析：活塞斜面的面積為S/cosθ，對活塞進行受力分析，豎直方向(pS/cosθ)·cosθ＝p0S＋Mg，由豎直方向平衡方程可得p＝p0＋Mg/S。8．一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，溫度由0℃升高到10℃時，其體積的增量為ΔV1，當它由100℃升高到110℃時，所增加的體積為ΔV2，則ΔV1與ΔV2之比是()A．10∶1 B．373∶273 C．1∶1 8．C解析：由蓋—呂薩克定律eq\f(V0,T0)＝eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)＝eq\f(ΔV,ΔT)知，升高相同的溫度，增加的體積相等。9．一定質量的氣體在某一過程中，外界對氣體做了8×104J的功，氣體的內能減少了1.2×105J，則下列各式中正確的是()A．W＝8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝4×104JB．W＝8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－2×105JC．W＝－8×104J，ΔU＝1.2×105J，Q＝2×104JD．W＝－8×104J，ΔU＝－1.2×105J，Q＝－4×104J9．B解析：因為外界對氣體做功，W取正值，即W＝8×104J；內能減少，ΔU取負值，即ΔU＝－1.2×105J；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105J－8×104J＝－2×105J，即選項B正確。10．一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢向上浮起，(若不計氣泡內空氣分子勢能的變化)則()A．氣泡對外做功，內能不變，同時放熱 B．氣泡對外做功，內能不變，同時吸熱C．氣泡內能減少，同時放熱 D．氣泡內能不變，不吸熱也不放熱10．B解析：在氣泡緩慢上升的過程中，氣泡外部的壓強逐漸減小，氣泡膨脹，對外做功，故氣泡中空氣分子的內能減小，溫度降低。但由于外部恒溫，且氣泡緩慢上升，故可以認為上升過程中氣泡內空氣的溫度始終等于外界溫度，內能不變，故需從外界吸收熱量，且吸收的熱量等于氣泡內空氣對外界所做的功，選項B正確。11．如圖所示，一向右開口的氣缸放置在水平地面上，活塞可無摩擦移動且不漏氣，氣缸中間位置有小擋板。初始時，外界大氣壓為p0，活塞緊壓小擋板處，現緩慢升高缸內氣體溫度，則如下圖所示的p—T圖象能正確反映缸內氣體壓強變化情況的是()11．B解析：初始時刻，活塞緊壓小擋板，說明氣缸中的氣體壓強小于外界大氣壓強；在緩慢升高氣缸內氣體溫度時，氣體先做等容變化，溫度升高，壓強增大，當壓強等于大氣壓時活塞離開小擋板，氣體做等壓變化，溫度升高，體積增大，A、D是錯誤的。在pT圖象中，等容線為通過原點的直線，所以C圖是錯誤的。二、非選擇題12、用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運動，估計放大后的小顆粒(碳)體積為0.1×10－9m3，碳的密度為2.25×103kg/m3，摩爾質量是1.2×10－2kg(1)該小碳粒含分子數約為多少個？(取一位有效數字)(2)假設小碳粒中的分子是緊挨在一起的，試估算碳分子的直徑。12、(1)5×1010個(2)2.6×10－10解析：(1)設小顆粒棱長為a，放大600倍后，則其體積為V＝(600a)3＝0.1×10－9m實際體積為V′＝a3＝eq\f(10－16,216)m3質量為m＝ρV′＝1.0×10－15含分子數為：n＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(1.0×10－15,1.2×10－2)×6.02×1023個＝5×1010個(2)將碳分子看成球體模型，則有：eq\f(V′,n)＝eq\f(4,3)πeq\f(d,2)3＝eq\f(πd3,6)得d＝eq\r(3,\f(6V′,nπ))＝eq\r(3,\f(6×\f(10－16,216),5×1010×3.14))m＝2.6×10－10m13．(1)氣體膨脹對外做100J的功，同時從外界吸收120J的熱量，則這個過程氣體的內能________(選填“增加”或“減少”)________J。在任何自然過程中，一個孤立系統的熵是________(選填“增加”“減小”或“不變”)的。(2)如圖所示，一定質量的理想氣體，由狀態(tài)A沿直線AB變化到狀態(tài)B。在此過程中，氣體分子平均速率的變化情況是________。(3)密閉容器內充滿100℃的水的飽和汽。此時容器內壓強為1標準大氣壓，若保持溫度不變，使其體積變?yōu)樵瓉淼囊话?，此時容器內水蒸氣的壓強等于________標準大氣壓。13．(1)增加20增加(2)先增大后減小(3)1解析：(2)根據p–V圖的性質判斷，沿直線從A到B的過程中，會經過一系列等溫線，這些等溫線溫度逐漸升高達最高后再逐漸降低最后回到原來的等溫線上。(3)不能用p1V1＝p2V2解題，因為壓強增大后，水蒸氣會變成水，即氣體的質量變小了。所以仍然保持原來的大氣壓。14．一定質量的理想氣體，由狀態(tài)A變化到狀態(tài)D，其有關數據如圖甲所示，若狀態(tài)D的壓強是2×104Pa。(1)求狀態(tài)A的壓強。(2)請在圖乙中畫出該狀態(tài)變化過程的p—T圖象，并分別標出A、B、C、D各個狀態(tài)，不要求寫出計算過程。演練鞏固提升14．答案：(1)4×104Pa(2)見解析解析：(1)據理想氣體的狀態(tài)方程得eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pDVD,TD)則pA＝eq\f(pDVDTA,VATD)＝4×104Pa(2)p–T圖象及A、B、C、D各個狀態(tài)如圖所示15．如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U形管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1＝20cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高。現將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10cm。(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75cmHg)(1)求穩(wěn)定后低壓艙內的壓強(用“cmHg”作單位)。(2)此過程中左管內的氣體對外界________(選填“做正功”“做負功”或“不做功”)，氣體將________(選填“吸熱”或“放熱”)。15．(1)50cmHg(2)做正功吸熱解析：(1)設U形管橫截面積為S，右端與大氣相