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专题十五　热学
考点一　分子动理论
1.[2018河南八市第一次测评,16(1),5分](多选)关于热现象和热学规律,以下说法正确的有　　　　　　。?
A.随分子间的距离增大,分子间的斥力减小,分子间的引力增大
B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力
C.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能不变
D.自然界中的能量虽然是守恒的,但并非所有的能量都能利用
E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大
答案　BCD
2.[2017河南五校联考,33(1),5分]某物质的密度为ρ,摩尔质量为μ,阿伏加德罗常数为NA ,则单位体积该物质中所含的分子个数为(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.NAρ B.NAμ C.μNAρ D.ρNAμ
答案　D
3.[2019届湖北八校质检,33(1),5分](多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是(　　)
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
B.外界对物体做功,物体内能一定增加
C.温度越高,布朗运动越显著
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
E.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大
答案　ACE
考点二　固体、液体、气体
1.[2019届河北五校联考,33(1),5分](多选)对于一定质量的理想气体,下列论述中正确的是(　　)
A.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强一定变大
B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变
C.若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数一定增加
D.若气体的压强不变而温度降低时,则单位体积内分子个数可能不变
E.若气体体积减小,温度升高,单位时间内分子对器壁的撞击次数增多,平均撞击力增大,因此压强增大
答案　ACE
2.[2015课标Ⅰ,33(1),5分](多选)下列说法正确的是(　　)
A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体
E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
答案　BCD
3.[2016课标Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞。初始时,管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。
答案　144 cmHg　9.42 cm
考点三　热力学定律与能量守恒
1.[2017课标Ⅱ,33(1),5分](多选)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是　　　　。?
A.气体自发扩散前后内能相同
B.气体在被压缩的过程中内能增大
C.在自发扩散过程中,气体对外界做功
D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功
E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变
答案　ABD
2.[2018河北五校联考,33(1),5分](多选)关于热力学定律,下列说法中正确的是　　　　。?
A.对某物体做功,一定能使该物体的内能增加
B.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
C.理想气体的等压膨胀过程一定吸热
D.热量不可能从低温物体传递到高温物体
E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
答案　BCE
3.(2019届陕西渭南阶段检测,13,4分)(多选)如图为一定质量的理想气体由状态a变化到状态b的p-T图像,图像为一条过原点的直线,则关于该变化过程,下列判断正确的是(　　)
A.气体的压强增大,单位体积内气体分子数不变
B.气体对外界做功,其内能增加
C.外界对气体不做功,其内能不变
D.气体从外界吸收热量,其内能增大
答案　AD
方法1　微观量的估算方法
1.[2018广东南海六校联考,33(1),5分](多选)已知阿伏加德罗常数为NA,铜的摩尔质量为M0,密度为ρ(均为国际制单位),则(　　)
A.1个铜原子的质量是M0NA
B.1个铜原子的体积是M0ρNA
C.1 kg铜所含原子的数目是ρNA
D.1 m3铜所含原子的数目为ρNAM0
答案　ABD
2.[2017重庆第十一中学月考,33(1),5分]对于液体和固体(不计分子间的空隙),若用M表示摩尔质量,m0表示分子质量,ρ表示物质密度,V表示摩尔体积,V0表示单个分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系中不正确的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.NA=VV0 B.NA=ρVm0
C.NA=MρV D.M=ρV
答案　C
3.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283 kg·mol-1,密度ρ=0.895×103 kg·m-3。若100滴油酸的体积为1 mL,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA=6.02×1023 mol-1,球的体积V与直径D的关系为V=16πD3,结果保留一位有效数字)
答案　1×101 m2
方法2　液柱或活塞移动问题的分析方法
　[2017河南五校联考,33(2),10分]如图所示,两端封闭的玻璃管中间有一段长为h=16 cm的水银柱,在27 ℃的室内水平放置,水银柱把玻璃管中的气体分成长度都是L0=40 cm的A、B两部分,两部分气体的压强均为p0=30 cmHg,现将A端抬起使玻璃管竖直。
①求玻璃管竖直时两段气体的长度LA和LB;
②在玻璃管竖直状态下,给B部分气体加热(全过程中A部分气体温度不变),需要加热到多少摄氏度才能使水银柱回到初始位置?(绝对零度为-273 ℃)
答案　①50 cm　30 cm　②187 ℃
方法3　汽缸类问题的解题方法
1.[2018东北三校联考,33(2),10分]一端开口且导热性能良好的汽缸固定在水平面上,如图所示,用质量和厚度均可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体。系统平衡时,活塞与汽缸底部的距离为h1=10 cm;外界环境的温度保持不变,将质量分别为2m和m的砝码甲、乙放在活塞上,系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h2=5 cm;现将汽缸内气体的温度缓缓升高Δt=60 ℃,系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h3=6 cm;然后拿走砝码甲,使汽缸内气体的温度再次缓缓升高Δt'=60 ℃,系统平衡时活塞与汽缸底部的距离为h4。忽略活塞与汽缸之间的摩擦。
①最初汽缸内封闭的理想气体的温度t1为多少摄氏度?
②最终活塞与汽缸底部的距离h4为多少?
答案　①27 ℃　②10.5 cm
2.[2017湖北八校一联,33(2),10分]如图所示,两个横截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.2倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量。
答案　45(Mg+p0S)H
3.[2019届四川雅安摸底,33(2),10分]如图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为m0,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p0,平衡时汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提,设汽缸足够长,不计汽缸内气体的重力和活塞与汽缸壁间的摩擦,求开始时汽缸内封闭气体的压强和刚提离地面时封闭气体的压强。
答案　p0+mgS　p0-m0gS
A组　
1.[2018课标Ⅱ,33(1),5分](多选)对于实际的气体,下列说法正确的是　　　　。?
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体的体积变化时,其内能可能不变
E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
答案　BDE
2.[2015课标Ⅱ,33(1),5分](多选)关于扩散现象,下列说法正确的是　　　。?
A.温度越高,扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
答案　ACD
3.[2014课标Ⅱ,33(1),5分]下列说法正确的是　　　。?
A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
答案　BCE
4.[2016课标Ⅰ,33(1),5分](多选)关于热力学定律,下列说法正确的是　　　。?
A.气体吸热后温度一定升高
B.对气体做功可以改变其内能
C.理想气体等压膨胀过程一定放热
D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
答案　BDE
5.[2018课标Ⅱ,33(2),10分]如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。
答案　1+hH1+mgp0ST0　(p0S+mg)h
6.[2017课标Ⅲ,33(2),10分]一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g。求:
(ⅰ)待测气体的压强;
(ⅱ)该仪器能够测量的最大压强。
答案　(ⅰ)ρπgh2d24V0+πd2(l-h)　(ⅱ)πρgl2d24V0
7.[2016课标Ⅰ,33(2),10分]在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=2σr,其中σ=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。
(ⅰ)求在水下10 m处气泡内外的压强差;
(ⅱ)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
答案　(ⅰ)28 Pa　(ⅱ)1.3
B组　
1.[2017课标Ⅲ,33(1),5分](多选)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a。下列说法正确的是　　　。?
A.在过程ab中气体的内能增加
B.在过程ca中外界对气体做功
C.在过程ab中气体对外界做功
D.在过程bc中气体从外界吸收热量
E.在过程ca中气体从外界吸收热量
答案　ABD
2.[2016课标Ⅱ,33(1),5分](多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图像如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是　　　　。?
A.气体在a、c两状态的体积相等
B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功
答案　ABE
3.(2018课标Ⅲ,33,15分)(1)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中　　　　。?
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.气体温度一直降低 B.气体内能一直增加
C.气体一直对外做功 D.气体一直从外界吸热
E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功
(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中,气体温度不变。
答案　(1)BCD
(2)本题考查气体实验定律。
设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1'和l2'。
由力的平衡条件有
p1=p2+ρg(l1-l2)①
式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有
p1l1=pl1'②
p2l2=pl2'③
两边气柱长度的变化量大小相等
l1'-l1=l2-l2'④
由①②③④式和题给条件得
l1'=22.5 cm⑤
l2'=7.5 cm⑥
4.(2017课标Ⅰ,33,15分)(1)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是　　　　。?
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形
C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形
D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目
E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0~400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
(2)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ℃,汽缸导热。
(ⅰ)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;
(ⅱ)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;
(ⅲ)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ℃,求此时活塞下方气体的压强。
答案　(1)ABC
(2)(ⅰ)V2　2p0　(ⅱ)B的顶部　(ⅲ)1.6p0
5.[2017课标Ⅱ,33(2),10分]一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。
(ⅰ)求该热气球所受浮力的大小;
(ⅱ)求该热气球内空气所受的重力;
(ⅲ)设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。
答案　(ⅰ)Vgρ0T0Tb　(ⅱ)Vgρ0T0Ta
(ⅲ)Vρ0T0(1Tb-1Ta)-m0
6.[2016课标Ⅱ,33(2),10分]一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。
答案　4天
7.[2015课标Ⅰ,33(2),10分]如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105 Pa,温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距l2,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求
(ⅰ)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;
(ⅱ)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。
答案　(ⅰ)330 K　(ⅱ)1.01×105 Pa
8.(2018课标Ⅰ,33,15分)(1)(5分)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e。对此气体,下列说法正确的是　　　　(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。?
A.过程①中气体的压强逐渐减小
B.过程②中气体对外界做正功
C.过程④中气体从外界吸收了热量
D.状态c、d的内能相等
E.状态d的压强比状态b的压强小
(2)(10分)如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为V8时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6。不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。
答案　(1)BDE　(2)15p0S26g
C组　
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
1.(2018北京理综,14,6分)关于分子动理论,下列说法正确的是　(　　)
A.气体扩散的快慢与温度无关
B.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.分子间同时存在着引力和斥力
D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大
答案　C
2.(2017上海单科,8,3分)一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分,分别装有质量不等的同种气体。当两部分气体稳定后,它们的(　　)
A.密度相同 B.分子数相同
C.分子平均速率相同 D.分子间平均距离相同
答案　C
3.[2015福建理综,29(1),6分]下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是　　　　。?
A.分子间距离减小时分子势能一定减小
B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
答案　B
4.[2015福建理综,29(2),6分]如图,一定质量的理想气体,由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则　　　　。?
A.Tb>Tc,Qab>Qac B.Tb>Tc,QabC.Tb=Tc,Qab>Qac D.Tb=Tc,Qab答案　C
5.[2015重庆理综,10(1),6分]某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么(　　)
A.外界对胎内气体做功,气体内能减小
B.外界对胎内气体做功,气体内能增大
C.胎内气体对外界做功,内能减小
D.胎内气体对外界做功,内能增大
答案　D
6.(2015广东理综,17,6分)(多选)图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气(　　)
A.内能增大
B.压强增大
C.分子间引力和斥力都减小
D.所有分子运动速率都增大
答案　AB
7.(2014广东理综,17,6分)(多选)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示,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(　　)
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
答案　AC
8.(2016北京理综,20,6分)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料,以下叙述正确的是(　　)
A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物
B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力
C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
答案　C
9.(2014北京理综,13,6分)下列说法中正确的是(　　)
A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低,其内能一定增大
D.物体温度不变,其内能一定不变
答案　B
10.(2017上海单科,12,4分)如图,竖直放置的U形管内装有水银,左端开口,右端封闭一定量的气体,底部有一阀门。开始时阀门关闭,左管的水银面较高。现打开阀门,流出一些水银后关闭阀门。当重新平衡时(　　)
A.左管的水银面与右管等高
B.左管的水银面比右管的高
C.左管的水银面比右管的低
D.水银面高度关系无法判断
答案　D
11.[2014重庆理综,10(1),6分]重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)(　　)
A.压强增大,内能减小
B.吸收热量,内能增大
C.压强减小,分子平均动能增大
D.对外做功,分子平均动能减小
答案　B
12.[2017江苏单科,12A(2),12分]甲和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30 s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知:若水温相同,　　　　(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,　　　　(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。?
答案　甲　乙　
13.[2015海南单科,15(1),4分]已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得,地球大气层空气分子总数为　　　　,空气分子之间的平均距离为　　　　。?
答案　4πp0NAR2Mg　3Mghp0NA
14.[2015江苏单科,12A(2)]在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用。某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试。测试时,对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力　　　　(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能　　　　(选填“增大”、“减小”或“不变”)。?
答案　增大　不变
15.[2014山东理综,37(1)]如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体　　　　。(双选,填正确答案标号)?
a.内能增加 b.对外做功
c.压强增大 d.分子间的引力和斥力都增大
答案　ab
16.(2017上海单科,16)如图,汽缸固定于水平面,用截面积为20 cm2的活塞封闭一定量的气体,活塞与缸壁间摩擦不计。当大气压强为1.0×105 Pa、气体温度为87 ℃时,活塞在大小为40 N、方向向左的力F作用下保持静止,气体压强为　　　　Pa。若保持活塞不动,将气体温度降至27 ℃,则F变为　　　　N。?
答案　1.2×105　0
17.[2018江苏单科,12A(3)]如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×105 Pa,经历A→B→C→A的过程,整个过程中对外界放出61.4 J热量。求该气体在A→B过程中对外界所做的功。
答案　138.6 J
18.[2015海南单科,15(2),8分]如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。
答案　mgV(p0S+mg)S
【三年模拟】
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.(2018山西五市联考)(多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。从A点开始,他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D…点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是　(　　)
A.该折线图是粉笔末的运动轨迹
B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动
C.经过B点后10 s,粉笔末应该在BC的中点处
D.粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度
E.若改变水的温度,再记录一张图,则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高
答案　BDE
2.(2018安徽六校二联)(多选)下列说法不正确的是(　　)
A.当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快,所以分子间的作用力表现为引力
B.所有晶体都具有各向异性
C.自由落体运动的水滴呈球形
D.在完全失重的状态下,一定质量的理想气体压强为零
E.摩尔质量为M(kg/mol)、密度为ρ(kg/m3)的1 m3的铜所含原子数为ρMNA(NA为阿伏加德罗常数)
答案　ABD
3.[2018东北三校联考,33(1)](多选)将分子a固定在x轴上的O点,另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动,其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是(　　)
A.分子b在x=x2处时的速度最大
B.分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小
C.分子b在x=x2处受到的分子力为零
D.分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中,分子b的加速度先增大后减小
E.分子b可能运动到x=x1的左侧
答案　ACD
4.(2017河北衡水摸底,13)(多选)以下说法中正确的有(　　)
A.机械能可以全部转化为内能,但是内能不能全部转化为机械能
B.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加
C.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
D.布朗运动是指液体分子的无规则运动
E.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
答案　BCE
5.(2018河北石家庄质检一)(多选)下列说法正确的是(　　)
A.第二类永动机违反了热力学第二定律,但不违反能量守恒定律
B.被踩扁的乒乓球(表面没有开裂)放在热水里浸泡,恢复原状的过程中,球内气体对外做正功的同时会从外界吸收热量
C.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
D.两个分子间分子势能减小的过程中,两分子间的相互作用力可能减小
E.布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动
答案　ABD
6.[2019届湖北黄冈模拟,33(1)](多选)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B为等压过程,B→C为等容过程,C→D→A为等温过程。该循环过程中,下列说法正确的是(　　)
A.A→B过程中,气体对外界做功,吸热
B.B→C过程中,气体分子的平均动能增加
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D→A过程中,气体分子的速度分布曲线发生变化
E.该循环过程中,气体吸热
答案　ACE
二、非选择题(共29分)
7.(10分)[2019届江西萍乡段考,13(2)]如图所示,一导热性良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,汽缸的深度l=45 cm,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,当气体的温度为T0=300 K、大气压强为p0=1.0×105 Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,活塞的横截面积S=1.0×10-3 m2,不计活塞的质量和厚度。现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:
①活塞刚到汽缸口处(没漏气)时封闭气体的温度T1;
②达到①状态后,对汽缸加热的火候不变(保证缸内气体温度不变),然后向活塞上缓慢地放细砂,问放多少砂才能使活塞回到初始位置。
答案　①450 K　②5 kg
8.(10分)[2017湖南衡阳第三次段考,18(2)]如图所示,可沿汽缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形汽缸分隔成A、B两部分,活塞与汽缸顶部有一弹簧相连,当活塞位于汽缸底部时弹簧恰好无形变,开始时B内充有一定质量的气体,A内真空,B部分高度为L1=0.2 m,此时活塞受到的弹簧作用力与活塞重力的大小相等,现将整个装置倒置,达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度不变。
答案　0.4 m
9.(9分)[2018河北五校联考,33(2)]如图所示,一开口向上的汽缸固定在水平地面上,质量均为m、横截面积均为S的活塞A、B将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。在活塞A的上方放置一质量为2m的物块,整个装置处于平衡状态,此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0。已知大气压强与活塞质量的关系为p0=3mgS,气体可视为理想气体且温度始终保持不变,不计一切摩擦,汽缸足够高。现将活塞A上面的物块取走,试求重新达到平衡状态后,A活塞上升的高度。
答案　0.9l0

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