熱學(xué)章末質(zhì)量檢測(cè)

1、章未質(zhì)量檢測(cè)（十三）（時(shí)間：40分鐘）1. （ 1）（5分）下列有關(guān)飽和汽和氣體濕度說(shuō)法正確的是o （填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分， 最低得分為0分）A.與液體處于動(dòng)態(tài)平衡下的蒸汽為飽和汽B在相同溫度下，不同液體的飽和汽壓兒乎相等C. 般液體的飽和汽壓與溫度成非線(xiàn)性關(guān)系，溫度越高，飽和汽壓越大D. 空氣的絕對(duì)濕度一定時(shí)，環(huán)境溫度越高，相對(duì)濕度越小E. 飽和汽基本性質(zhì)和理想氣體一樣，都適用于理想氣體狀態(tài)方程（2）（10分）一定質(zhì)量的理想氣體山狀態(tài)A沿直線(xiàn)變化到狀態(tài)其p-V圖像如圖 1所示。已知?dú)怏w處于狀態(tài)A時(shí)，0 = 300 K,大氣壓強(qiáng)內(nèi)=1

2、.0X105 Pa,求在 此變化過(guò)程中，（ii）氣體的最高溫度。解析（1）根據(jù)飽和汽的定義可知，A正確；飽和汽壓是液體的一個(gè)重要性質(zhì)， 它取決于液體的種類(lèi)和溫度,故相同溫度下不同液體的飽和汽壓一般是不同的,B錯(cuò)誤；溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈,飽和汽壓越大,飽和汽壓與溫度成非線(xiàn)性 關(guān)系，C正確；空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓之比叫做空氣 的相對(duì)濕度,空氣絕對(duì)濕度不變時(shí),溫度越高,水的飽和汽壓越大,空氣的相對(duì) 濕度越小，D正確；飽和汽不適用于理想氣體狀態(tài)方程,E錯(cuò)誤。（2）由理想氣體狀態(tài)方程警二號(hào)嚴(yán)（1分）代入數(shù)據(jù)可解得Tb二300 K（ 1分）故該理想氣體的內(nèi)能不變=由熱力學(xué)第一定律

3、可知Q= -W（分）又因?yàn)閃二-,所以Q=pV ,數(shù)值上等于p - V圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍的面積 （1分）代入數(shù)據(jù)可解得0 = 400J。（1分）（ii）由學(xué)二C（常量）可知,當(dāng)嚴(yán)最大時(shí)，氣體的溫度最高由圖像可知，廠(chǎng)-108V+4X105 （Pa）（l分）得PV= - 108V2 + 4X105V（Pa m3）= - 108X （V - 2X 10 -3）2 + 4X 102（Pa-m3）（ 1 分）故當(dāng)V = 2 X 10'5 m3時(shí)，p V有最大值（1分）由理想氣體狀態(tài)方程可得警二%1分）解得 &二 400 K。（1 分）答案（l）ACD （2）（i）400 J （ii）400

4、 K2. （ 1）（5分）關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說(shuō)法中正確的是o （填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3 分，最低得分為0分）A. 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積B對(duì)某物體做功，可能會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C.密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對(duì)器壁單位面積上的平均作用力增大D定質(zhì)量的100 °C的水吸收熱量后變成100 °C的水蒸氣，系統(tǒng)的內(nèi)能保持不變E.物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能就越大（2）（10分）如圖2所示，豎直放置的均勻細(xì)U形管，左管上端封閉，長(zhǎng)04 =

5、 30 cm, 右管足夠長(zhǎng)且上端開(kāi)口，底部管長(zhǎng)AB = 20cm。初始時(shí)左右兩管水銀面等高、且 水銀柱高為10 cm,左管中封閉氣體溫度為27 °C。已知大氣壓強(qiáng)為po=75 cmHg, g 取 10 m/s2oAB圖2（i）若對(duì)左管中封閉氣體加熱，直至左、右管中水銀面形成5 cm長(zhǎng)的高度差，則此時(shí)封閉氣體的溫度為多少攝氏度？（ii）若保持封閉氣體溫度為27 °C不變。使U形管在豎直面內(nèi)沿水平方向做勻加速 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)左管的水銀恰好全部進(jìn)入內(nèi)時(shí)，加速度為多大？解析（1）知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，可以算出每個(gè)氣體分子占據(jù) 的平均空間，不能算出單個(gè)氣體分子的體積，選

6、項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)物體做功可能會(huì) 增加物體的內(nèi)能,熱傳遞和做功是改變內(nèi)能的兩種方式,選項(xiàng)B正確；由查理 定律可得，密封的體積不變的氣體，溫度升高,壓強(qiáng)増大，故氣體分子對(duì)器壁單 位面積上的平均作用力增大，選項(xiàng)C正確；定質(zhì)量100 °C的水變成100 I的 水蒸氣，吸收熱量,內(nèi)能增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,物 體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子的平均動(dòng)能越大，選項(xiàng)E正確。設(shè)U形管的橫截面積為S狀態(tài)一 :Vi=20 cm X S、T= 273 + ti = 300 K、pi=po = 75 cmHg（ 1 分）狀態(tài)二：Vi - 22.5 cm X S、Ti = 273 + &q

7、uot;、Pi = po + 5 cm Hg = 80 cmHg（ 1 分）由理想氣體狀態(tài)方程有晉二號(hào)”（2分） 解得勺二87 °C。（1分）（ii）設(shè)水銀密度為Q ,左管的水銀恰好全部進(jìn)入佔(zhàn)時(shí)狀態(tài)三:V3 = 3O cm X S、p3由玻意耳定律有pV二/"Vyi分）AB段水銀柱的質(zhì)量m=pS ABAB段水銀柱右側(cè)所受壓強(qiáng)”二內(nèi)+ pgA/2（l分）由牛頓第二定律有P3S - ”S = ma（ 1分）A/?2 二 20 cm、AB = 20 cm解得a = 22.5 m/s2 ,方向水平向左。（2分）答案（l）BCE （2）（i）87 °C （ii）22.5 m

8、/s2 方向水平向左3. （ 1）（5分）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)0經(jīng)狀態(tài)b、c到狀態(tài)，其體積V與熱力 學(xué)溫度廠(chǎng)的關(guān)系如圖3所示，O、“、"三點(diǎn)在同一直線(xiàn)上，"和cd平行于橫軸, %平行于縱軸，由狀態(tài)“變到狀態(tài)b的過(guò)程中，氣體（填“吸收”或“放出”）熱量，從狀態(tài)b到狀態(tài)c,氣體對(duì)外做（填“正功”或“負(fù)功”），從狀態(tài)"到狀態(tài)，氣體內(nèi)能（填“增加”“不變”或“減少”）。（2）（10分）如圖4所示，導(dǎo)熱氣缸放在水平面上，開(kāi)口向左，在缸內(nèi)用一活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞靜止時(shí)位于汽缸中央，此時(shí)活塞到缸底的距離為厶 活塞的橫截面積為S,不計(jì)活塞與汽缸內(nèi)壁的摩擦，大氣壓強(qiáng)

9、為內(nèi)，溫度為幾。4若將汽缸開(kāi)口向上靜止放置，穩(wěn)定后，活塞到缸底的距離變?yōu)榇妫亓铀俣葹椋╥）當(dāng)汽缸開(kāi)口向下（缸口與外界大氣相通）穩(wěn)定后，活塞到缸底的距離為多少？（ii）要使汽缸開(kāi)口向下（缸口與外界大氣相通）時(shí)活塞的位置與開(kāi)口向上時(shí)活塞位置相同，則應(yīng)在汽缸開(kāi)口向下時(shí)，將缸內(nèi)氣體的溫度降低為多少？解析（1）由狀態(tài)a變到狀態(tài)b的過(guò)程中，氣體體積不變，則W二0 ,遍度升高, 則" > 0 ,根據(jù)（/二W + 0可知?dú)怏w吸收熱量；從狀態(tài)b到狀態(tài)c ,氣體體積 變大，則氣體對(duì)外做正功；從狀態(tài)«到狀態(tài)d ,氣體遍度升高,則內(nèi)能增加。設(shè)活塞的質(zhì)量為m,汽缸開(kāi)口向上時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)

10、p =/?o +簧分）汽缸開(kāi)口向左時(shí)z氣體的壓強(qiáng)為（），體積為L(zhǎng)S z根據(jù)玻意耳定律有4/7oLS = /7iX-LS（l 分）解得噸二（）S（1分） 當(dāng)汽缸開(kāi)口向下時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)pi - /?（）-等（1分）根據(jù)玻意耳定律有P°LS = p2 x dS（2分）4解得活塞到缸底的距離d =亍厶。（1分）（ii）設(shè)氣體溫度降低到Ti時(shí),汽缸開(kāi)口向下（缸口與外界大氣相通）時(shí)活塞的位置44qLS 討 S與開(kāi)口向上時(shí)活塞的位置相同。根據(jù)蓋一呂薩克定律有計(jì)二可（2分）3解得廠(chǎng)二尹）。（1分）43答案（1）吸收正功增加（2）（i宇（ii）存）4. （ 1）（5分）下列說(shuō)法正確的是o （填正確

11、答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）A 晶體在熔化過(guò)程中分子的平均動(dòng)能不變B. 溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)C. 在輪胎爆裂的短暫過(guò)程中，胎內(nèi)氣體膨脹，溫度下降D. 只知道水蒸氣的摩爾體積和水分子的體積，能訃算出阿伏加德羅常數(shù)E. 在油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，若油酸未完全散開(kāi)，則會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏大(2)(10分)如圖5,開(kāi)口朝下的圓筒形導(dǎo)熱汽缸豎直懸掛，處于靜止?fàn)顟B(tài)，汽缸內(nèi) 用橫截面積為S的薄活塞封閉著溫度為300 K的某種理想氣體，活塞可在汽缸內(nèi) 上下無(wú)摩擦滑動(dòng)。通過(guò)電熱絲可以對(duì)氣體緩慢加熱，使活塞緩慢向下移動(dòng)。當(dāng)

12、氣 體溫度升高至360 K時(shí)，活塞剛好移到汽缸口。已知大氣壓強(qiáng)為內(nèi)，汽缸容積為 Vo，重力加速度為g。(i) 求300 K時(shí)汽缸內(nèi)氣體的體積；(ii) 如果不加熱氣體，而在活塞下懸掛一個(gè)砂盤(pán)，緩慢地往砂盤(pán)里添加砂，當(dāng)砂 與砂盤(pán)總質(zhì)量與活塞質(zhì)量相等時(shí)，活塞也剛好移到汽缸口，判斷此過(guò)程中氣體吸 熱還是放熱？并求出活塞的質(zhì)量。解析(1 )晶體在熔化時(shí)溫度不變,而遍度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,故A項(xiàng)正確； 布朗運(yùn)動(dòng)是指固體小微粒的運(yùn)動(dòng)，而熱運(yùn)動(dòng)是指分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò) 誤；在輪胎爆裂的瞬間,胎內(nèi)氣體急劇膨脹,對(duì)外做功,來(lái)不及進(jìn)行熱交換,可 認(rèn)為是絕熱過(guò)程，由熱力學(xué)第一定律AU=Q+ W得內(nèi)能減少，遍

13、度降低，C項(xiàng) 正確；水蒸氣是氣態(tài)水,水分子間距很大,故水蒸氣的摩爾體積與單個(gè)水分子的 體積之比并非等于阿伏加德羅常數(shù),D項(xiàng)錯(cuò)誤；在用油膜法測(cè)分子大小時(shí),應(yīng)為 單分子油膜，若油酸分子未完全散開(kāi)，則測(cè)量得到的油膜面積會(huì)偏小,分子直徑 d二舟就偏大,E項(xiàng)正確。(2)緩慢加熱氣體的過(guò)程中，氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋一呂薩克定律可得 牛券（2分）其中 T = 300 K z T2 = 360 K , V2= Vo ,解得匕二專(zhuān)（1 分）（ii）封閉氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，氣體體積増大，對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第定律可知，此過(guò)程中氣體吸熱。（2分）在掛砂盤(pán)使活塞移到汽缸口的過(guò)程中，氣體發(fā)生等溫變化，設(shè)活塞質(zhì)量

14、為m,根據(jù)玻意耳定律可得門(mén)匕=piV2（2分）其中Pi =p（）-等（1分）"2 二 “0-警（1 分）聯(lián)立解得加二管（1分）答案（l）ACE （2）（i）|v0）吸熱譽(yù)5. （1） （5分）如圖6所示，一定質(zhì)量的理想氣體，按圖示方向經(jīng)歷了 ABCDA的循 環(huán)。狀態(tài)B時(shí),氣體分子的平均動(dòng)能比狀態(tài)A時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能（填“大”或“小”）。由B到C的過(guò)程中，氣體將（填“吸收”或“放出”）熱量。經(jīng)歷ABCDA 一個(gè)循環(huán)，氣體吸收的總熱量（填“大于”或“小于”）釋放的總熱量。p/（xlOsPa）01234 VAxliFm*）圖6（2）（10分）如圖7所示，導(dǎo)熱性能良好的柱形金屬容器豎直放置

15、，容器上端的輕質(zhì) 塞子將容器密閉，內(nèi)有質(zhì)量為加的活塞將容器分為4、B兩個(gè)氣室，A、3兩個(gè) 氣室的體積均為V?；钊c容器內(nèi)壁間氣密性良好，且沒(méi)有摩擦，活塞的截面積為S。已知重力加速度大小為g,大氣壓強(qiáng)大小為警，A氣室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大小圖7（i）拔去容器上端的塞子，求活塞穩(wěn)定后3氣室的體積內(nèi)；（ii）拔去塞子待活塞穩(wěn)定后，室溫開(kāi)始緩慢升高，從活塞穩(wěn)定到其恰好上升到容 器頂端的過(guò)程中，B氣室中氣體從外界吸熱為0,求這個(gè)過(guò)程中B氣室中氣體內(nèi) 能增量解析（1）由/八圖像可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B ,氣體的壓強(qiáng)増大，體積增大， 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知,狀態(tài)B時(shí)的溫度比狀態(tài)A時(shí)的溫度高。根據(jù)溫度 是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,可知狀態(tài)B時(shí)氣體分子的平均動(dòng)能比狀態(tài)A時(shí)氣體分 子的平均動(dòng)能大。由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體的體積不變，不對(duì)外做功， 壓強(qiáng)減小，則溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可知?dú)怏w將放出熱量。 根據(jù)V圖像中圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示功可知,經(jīng)歷ABCDA 個(gè) 循環(huán)，氣