高三物理一輪復(fù)習(xí) 熱學(xué)復(fù)習(xí)題及答案解析

章末檢測(cè)(十一)(時(shí)間：50分鐘，分值：100分)一、選擇題(本大題共9小題，每小題6分，共54分，每小題至少一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．下列說(shuō)法正確的是()A．氣體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行B．大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽，就變成了非晶體C．自行車(chē)打氣越打越困難主要是因?yàn)樘?nèi)氣體壓強(qiáng)增大而非分子間相互排斥的原因D．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度都有關(guān)2．下列說(shuō)法不正確的是()A．由阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出該種氣體分子的大小B．懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯C．分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，分子間的斥力隨分子間距離的增大而減小D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體3．在以下事例中，只是通過(guò)熱傳遞的方式來(lái)改變物體內(nèi)能的是()A．點(diǎn)燃的爆竹在空中爆炸B．冬天暖氣片為房間供暖C．汽車(chē)的車(chē)輪與地面相互摩擦發(fā)熱D．兩小球碰撞后粘合起來(lái)，同時(shí)溫度升高4．關(guān)于熱學(xué)知識(shí)的下列敘述中正確的是()A．溫度降低，物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的速率不一定都變小B．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)C．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來(lái)的D．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加5．以下說(shuō)法正確的是()A．分子間距離增大時(shí)，分子勢(shì)能也增大B．已知某種液體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該液體分子間的平均距離可以表示為eq\r(3,\f(M,ρNA))或eq\r(3,\f(6M,πρNA))C．空氣壓縮到一定程度很難再壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在斥力的作用D．液體的飽和汽壓與溫度和液體的種類(lèi)有關(guān)6．下列說(shuō)法中正確的是()A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知熱機(jī)效率不可能達(dá)到百分之百B．空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢C．由于液體表面層分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力D．一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時(shí)，內(nèi)能不改變，但可能與外界發(fā)生熱交換7．如圖是分子間引力(或斥力)大小隨分子間距離變化的圖象，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)b表示引力圖線(xiàn)B．當(dāng)分子間距離等于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢(shì)能為零C．當(dāng)分子間距離等于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力為零D．當(dāng)分子間距離小于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力8.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，氣體的壓強(qiáng)隨熱力學(xué)溫度的變化如圖所示，則此過(guò)程()A．氣體的密度增大B．外界對(duì)氣體做功C．氣體從外界吸收了熱量D．氣體分子的平均動(dòng)能增大9.如圖所示，兩端開(kāi)口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則()A．彎管左管內(nèi)外水銀面的高度差為hB．若把彎管向上移動(dòng)少許，則管內(nèi)氣體體積增大C．若把彎管向下移動(dòng)少許，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升D．若環(huán)境溫度升高，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升二、非選擇題(本大題共4小題，共46分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)10．(10分)在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，用amL的純油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共n滴．現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤(pán)內(nèi)，待油膜充分展開(kāi)后，測(cè)得油膜的面積為Scm2，則：(1)估算油酸分子的直徑大小是________cm.(2)用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油滴的________．A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積C．質(zhì)量 D．體積11.(10分)汽缸長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1m，固定在水平面上，汽缸中有橫截面積為S＝100cm2的光滑活塞，活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度為t＝27℃，大氣壓強(qiáng)為p0＝1×105Pa時(shí)，氣柱長(zhǎng)度為l＝90cm，汽缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì)．求：(1)如果溫度保持不變，將活塞緩慢拉至汽缸右端口，此時(shí)水平拉力F的大小是多少？(2)如果汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢升高，使活塞移至汽缸右端口時(shí)，氣體溫度為多少攝氏度？12.(12分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C和D→A為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環(huán)”．(1)該循環(huán)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是________．A．A→B過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功B．B→C過(guò)程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大C．C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D→A過(guò)程中，氣體分子的速率分布曲線(xiàn)不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小的過(guò)程是________(選填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”)．若氣體在A→B過(guò)程中吸收63kJ的熱量，在C→D過(guò)程中放出38kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為_(kāi)_______kJ.(3)若該循環(huán)過(guò)程中的氣體為1mol，氣體在A狀態(tài)時(shí)的體積為10L，在B狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為A狀態(tài)時(shí)的eq\f(2,3).求氣體在B狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)．(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)13.(14分)如圖，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門(mén)K.兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略)．開(kāi)始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為p0和eq\f(p0,3)；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為eq\f(V0,4).現(xiàn)使汽缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒(méi)有接觸；然后打開(kāi)K，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡．已知外界溫度為T(mén)0，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦．求：(1)恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；(2)重新達(dá)到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx.章末檢測(cè)(十一)1．[解析]選ACD.由擴(kuò)散定義可知，A正確；由晶體定義可知，B錯(cuò)；氣體分子之間間距很大，幾乎無(wú)分子力作用，胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大造成自行車(chē)打氣越打越困難，C正確；封閉氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)由分子密集程度和溫度決定，密集程度越大，溫度越高，壓強(qiáng)越大，且壓強(qiáng)是大量分子對(duì)器壁的碰撞產(chǎn)生的，所以D正確．2．[解析]選ACD.由于氣體分子間距離大，所以不能估算分子大小，A錯(cuò)．布朗運(yùn)動(dòng)的顯著程度與溫度和微粒大小有關(guān)，B正確．分子引力和斥力都是隨分子間距離的增大而減小的，則C錯(cuò)．熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故D錯(cuò)．3．B4.ACD5．[解析]選BCD.分子間距離增大時(shí)，由于不知道此時(shí)分子力是引力還是斥力，所以無(wú)法判斷分子勢(shì)能的變化情況，A錯(cuò)誤；B中的兩種表達(dá)形式，一種是將分子所占據(jù)的空間看成是球體，一種是將分子所占據(jù)的空間看成是立方體，結(jié)果都對(duì)，B正確；空氣壓縮到一定程度很難再壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在斥力的作用，C正確；液體的飽和汽壓與溫度和液體的種類(lèi)有關(guān)，D正確．6．[解析]選ABD.熱力學(xué)第二定律的表述之一是熱量不可能自發(fā)地全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，故A正確；空氣相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，所以B正確；液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，分子間作用力表現(xiàn)為引力，故C錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體在等溫變化時(shí)，由于內(nèi)能只取決于溫度，所以?xún)?nèi)能不改變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，如果外界對(duì)氣體做功與氣體向外放熱相等，則其內(nèi)能仍然不變，所以，可能與外界發(fā)生熱交換，故D正確．7．[解析]選ACD.根據(jù)分子動(dòng)理論，分子間相互作用的引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而減小，但分子間斥力減小快，所以A正確；當(dāng)分子間距離等于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，引力等于斥力，C正確；當(dāng)分子間距離等于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不一定為零，B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離小于兩曲線(xiàn)交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力，D正確．8．[解析]選AB.由圖象可得：從狀態(tài)A到狀態(tài)B，該理想氣體做等溫變化，而壓強(qiáng)變大，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，氣體的體積V減小，由密度公式ρ＝eq\f(m,V)，故氣體的密度增大，選項(xiàng)A正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度不變，氣體分子的平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，內(nèi)能不變，而體積減小，外界對(duì)氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，該氣體要放熱，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．9．[解析]選ACD.封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)之差，故左管內(nèi)外水銀面高度差也為h，A正確；彎管上下移動(dòng)，封閉氣體溫度和壓強(qiáng)不變，體積不變，B錯(cuò)誤，C正確；環(huán)境溫度升高，封閉氣體壓強(qiáng)增大，則右管內(nèi)的水銀柱沿管壁上升，D正確．10．[解析](1)油酸酒精溶液的濃度為eq\f(a,b)，一滴油酸酒精溶液的體積為eq\f(1,n)mL，一滴油酸酒精溶液含純油酸eq\f(a,bn)mL，則油酸分子的直徑大小為d＝eq\f(a,bSn)cm.(2)設(shè)一個(gè)油酸分子體積為V，則V＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3，由NA＝eq\f(Vmol,V)可知，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需知道油滴的摩爾體積．[答案](1)eq\f(a,bSn)(2)B11．[解析](1)設(shè)活塞到達(dá)汽缸端口時(shí)，被封氣體壓強(qiáng)為p1，則p1S＝p0S－F(2分)由玻意耳定律得：p0lS＝p1LS(2分)解得：F＝100N(2分)(2)由蓋－呂薩克定律得：eq\f(lS,300K)＝eq\f(LS,T)(2分)解得：T＝333K，則t′＝60℃(2分)[答案](1)100N(2)60℃12．[解析](1)在A→B的過(guò)程中，氣體體積增大，故氣體對(duì)外界做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B→C的過(guò)程中，氣體對(duì)外界做功，W＜0，且為絕熱過(guò)程，Q＝0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，知ΔU＜0，即氣體內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C→D的過(guò)程中，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，故單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；D→A的過(guò)程為絕熱壓縮，故Q＝0，W＞0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，ΔU＞0，即氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線(xiàn)發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．(2)從A→B、C→D的過(guò)程中氣體做等溫變化，理想氣體的內(nèi)能不變，內(nèi)能減小的過(guò)程是B→C，內(nèi)能增大的過(guò)程是D→A.氣體完成一次循環(huán)時(shí)，內(nèi)能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝(63－38)kJ＝25kJ，根據(jù)ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25kJ，即氣體對(duì)外做功25kJ.(3)從A→B氣體為等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pAVA＝pBVB，所以VB＝eq\f(pAVA,pB)＝eq\f(pA×10L,\f(2,3)pA)＝15L.所以單位體積內(nèi)的分子數(shù)n＝eq\f(NA,VB)＝eq\f(6.0×1023,15)L－1＝4×1022L－1＝4×1025m－3.[答案](1)C(2)B→C25(3)4×1025m－313.[解析](1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開(kāi)時(shí)，右活塞不動(dòng)，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過(guò)程，由蓋—呂薩克定律得eq\f(T,T0)＝eq\f(7V0/4,5V0/4)①(3分)由此得T＝eq\f(7,5)T0.②(2分)(2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大．打開(kāi)K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽缸頂，才能滿(mǎn)足力學(xué)平衡條件．汽缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷