單元質(zhì)量檢測(十三)熱學(xué)(選修3－3)1．(2017·云南師大附中模擬)(1)(多選)下列說法正確的是()A．當(dāng)分子間距離增大時，分子間引力增大，分子間斥力減小B．一定量100℃的水變成100C．對于一定量的氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱D．物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)E．一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能不變(2)一圓柱形氣缸，質(zhì)量M為10kg，總長度L為40cm，內(nèi)有一厚度不計的活塞，質(zhì)量m為5kg，截面積S為50cm2，活塞與氣缸壁間摩擦不計，但不漏氣，當(dāng)外界大氣壓強(qiáng)p0為1×105Pa，溫度t0為7℃時，如果用繩子系住活塞將氣缸懸掛起來，如圖所示，氣缸內(nèi)氣體高L1為①此時氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；②當(dāng)溫度升高到多少攝氏度時，活塞與氣缸將分離。解析：(1)分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小，A錯誤；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，由液態(tài)變成了氣態(tài)，其分子之間的勢能增加，B正確；對于一定量的氣體，根據(jù)狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C(常量)(2)①以氣缸為研究對象，受力分析，受到重力、外界大氣壓力，氣缸內(nèi)氣體的壓力，根據(jù)平衡條件得：p0S＝pS＋Mg則：p＝p0－eq\f(Mg,S)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1×105－\f(100,50×10－4)))Pa＝0.8×105Pa。②溫度升高，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，體積增大，根據(jù)氣體等壓變化方程得：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，T1＝(273＋t0)K＝280K，V1＝L1S當(dāng)活塞與氣缸將分離時，氣柱的總長度為40cm，即V2＝LS，代入數(shù)據(jù)得：eq\f(35S,280)＝eq\f(40S,T2)解得：T2＝320K＝47答案：(1)BCD(2)①0.8×105Pa②472．(2017·內(nèi)蒙古赤峰二中模擬)(1)(多選)下列說法正確的是()A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大B．雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔，卻能遮雨，是因為水的表面張力作用C．橡膠無固定的熔點，是非晶體D．熱機(jī)的效率可達(dá)100%E．氣體很容易充滿整個容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)(2)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在氣缸內(nèi)，活塞質(zhì)量為m、橫截面積為S，可沿氣缸壁無摩擦滑動并保持良好的氣密性，整個裝置與外界絕熱，初始時封閉氣體的溫度為T1，活塞距離氣缸底部的高度為H，大氣壓強(qiáng)為p0。現(xiàn)用一電熱絲對氣體緩慢加熱(電熱絲未畫出)，若此過程中電熱絲傳遞給氣體的熱量為Q，活塞上升的高度為eq\f(H,4)，求：①此時氣體的溫度；②氣體內(nèi)能的增加量。解析：(1)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則溫度高的物體分子平均動能一定大，但是物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度及體積等都有關(guān)系，故溫度高的物體內(nèi)能不一定大，選項A正確；雨傘傘面上有許多細(xì)小的孔，卻能遮雨，是因為水的表面張力作用，選項B正確；橡膠無固定的熔點，是非晶體，選項C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，任何熱機(jī)的效率都不可以達(dá)到100%，選項D錯誤；氣體很容易充滿整個容器，這是由于氣體分子之間的作用力可以忽略，分子可以自由移動的緣故，選項E錯誤。(2)①氣體加熱，活塞緩慢上升過程中，處于等壓過程，設(shè)上升eq\f(H,4)時溫度為T2，V1＝SH，V2＝S(H＋eq\f(H,4))氣體發(fā)生等壓變化，由蓋－呂薩克定律得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，聯(lián)立解得：T2＝eq\f(5,4)T1。②活塞緩慢上升過程中，據(jù)熱力學(xué)第一定律得：ΔU＝Q＋W式中：W＝－(p0S＋mg)eq\f(H,4)因此：ΔU＝Q－(p0S＋mg)eq\f(H,4)。答案：(1)ABC(2)①eq\f(5,4)T1②Q－(p0S＋mg)eq\f(H,4)3．(2017·西藏日喀則地區(qū)模擬)(1)(多選)關(guān)于一定量的理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體分子的體積是指每個氣體分子平均所占有的空間體積B．只要能增加氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以升高C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高(2)如圖所示，在長為L＝57cm的一端封閉、另一端開口向上的豎直玻璃管內(nèi)，用4cm高的水銀柱封閉著51cm長的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為33℃，①若緩慢對玻璃管加熱，當(dāng)水銀柱上表面與管口剛好相平時，求管中氣體的溫度為多少攝氏度；②若保持管內(nèi)溫度始終為33℃，現(xiàn)將水銀緩慢注入管中，直到水銀柱上表面與管口相平，解析：(1)氣體分子的體積小于每個氣體分子平均所占有的空間體積，A錯誤；溫度升高，氣體分子平均動能增加，氣體分子熱運動劇烈程度增加，B正確；氣體對容器壁的壓強(qiáng)是氣體分子不斷撞擊器壁產(chǎn)生的，與超、失重?zé)o關(guān)，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可得，氣體若從外界吸收熱量，同時還對外做功，內(nèi)能不一定增加，D正確；根據(jù)公式eq\f(pV,T)＝C可得等壓變化中，體積增大，溫度升高，E正確。(2)①設(shè)玻璃管橫截面積為S，以管內(nèi)封閉氣體為研究對象，氣體經(jīng)等壓膨脹：初狀態(tài)：V1＝51S，T1＝(273＋33)K＝306K末狀態(tài)：V2＝53S，T2＝？由蓋－呂薩克定律：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)解得：T2＝318K＝45②當(dāng)水銀柱上表面與管口相平，設(shè)此時管中氣體的高度為H，管內(nèi)氣體經(jīng)等溫壓縮，由玻意耳定律：p1V1＝p2V2即p1·51S＝p2S(57－H)p1＝(76＋4)cmHg＝80cmHgp2＝(76＋H)cmHg解得：H＝9故：p2＝85cmHg。答案：(1)BDE(2)①45℃②85cmHg4．(2017·文登檢測)(1)(多選)下列說法中正確的是()A．物體吸熱后溫度一定升高B．布朗運動是懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的C．物體的內(nèi)能是物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)不一定增大E．一定量100℃的水蒸氣變成100(2)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中，若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡________(填“吸收”或“放出”)的熱量是________J。氣泡到達(dá)湖面后，氣泡中的氣體溫度上升，又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了________J。解析：(1)物體吸熱后溫度不一定升高，如晶體的熔化過程，A錯誤；布朗運動是液體分子對懸浮顆粒的無規(guī)則碰撞引起的，B錯誤；據(jù)物體內(nèi)能的定義知，C正確；決定氣體壓強(qiáng)的因素包括溫度和單位體積內(nèi)的分子個數(shù)，所以單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體壓強(qiáng)不一定增大，D正確；一定量的水蒸氣變成水，放出熱量，內(nèi)能減小，由于溫度均為100(2)氣泡從湖底上升到湖面的過程中，內(nèi)能不變，外界做功W＝－0.6J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，熱量變化為Q＝0.6J，說明氣泡從外界吸收熱量；到達(dá)湖面后，外界做功W＝－0.1J，熱量變化為Q＝0.3J，內(nèi)能增加量ΔU＝0.2J。答案：(1)CDE(2)吸收0.60.25．(2017·瀏陽一中模擬)(1)(多選)若以V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個水分子的質(zhì)量，V0表示一個水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是()A．V＝eq\f(M,ρ)B．V0＝eq\f(V,NA)C．M0＝eq\f(M,NA)D．ρ＝eq\f(M,NAV0)E．NA＝eq\f(ρV,M0)(2)一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為V0，開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0。經(jīng)過太陽曝曬，氣體溫度由T0＝300K升至T1＝350K。①求此時氣體的壓強(qiáng)；②保持T1＝350K不變，緩慢抽出部分氣體使氣體壓強(qiáng)再變?yōu)閜0，求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值，判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并簡述原因。解析：(1)因ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，M表示水的摩爾質(zhì)量，則在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積為V＝eq\f(M,ρ)，選項A正確；eq\f(V,NA)表示一個水分子運動占據(jù)的空間，不等于一個水分子的體積，選項B錯誤；一個水分子的質(zhì)量為M0＝eq\f(M,NA)，選項C正確；eq\f(M,NAV0)表示水的密度，選項D錯誤；ρV是水的摩爾質(zhì)量，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為：NA＝eq\f(ρV,M0)，選項E正確。(2)①設(shè)升溫后氣體的壓強(qiáng)為p1，由查理定律得eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)代入數(shù)據(jù)得p1＝eq\f(7,6)p0。②抽氣過程可等效為等溫膨脹過程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V，由玻意耳定律得p1V0＝p0V解得V＝eq\f(7,6)V0設(shè)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值為k，由題意得k＝eq\f(V0,V)解得k＝eq\f(6,7)因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體膨脹對外做功，所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，剩余氣體要吸熱。答案：(1)ACE(2)①eq\f(7,6)p0②eq\f(6,7)吸熱原因見解析6．(2017·湖南師大附中模擬)(1)(多選)下列說法正確的是()A．理想氣體等溫膨脹時，內(nèi)能不變B．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運動C．分子熱運動加劇，則物體內(nèi)每個分子的動能都變大D．在絕熱過程中，外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加E．布朗運動反映了懸浮顆粒內(nèi)部的分子在不停地做無規(guī)則的熱運動(2)如圖所示，A氣缸截面積為500cm2，A、B兩個氣缸中裝有體積均為10L、壓強(qiáng)均為1atm、溫度均為27℃的理想氣體，中間用細(xì)管連接。細(xì)管中有一絕熱活塞M，細(xì)管容積不計?，F(xiàn)給左面的活塞N施加一個推力，使其緩慢向右移動，同時給B中氣體加熱，使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變，活塞M保持在原位置不動。不計活塞與器壁間的摩擦，周圍大氣壓強(qiáng)為1atm＝105Pa，當(dāng)推力F＝eq\f(5,3)×103N時①活塞N向右移動的距離是多少？②B氣缸中的氣體升溫到多少？解析：(1)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，等溫膨脹時，溫度不變，則內(nèi)能不變，選項A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運動，選項B正確；分子熱運動加劇，則物體內(nèi)分子的平均動能變大，但是每個分子的動能不一定都變大，選項C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝W＋Q，在絕熱過程中Q＝0，外界對物體做功則W>0，物體的內(nèi)能一定增加，選項D正確；布朗運動反映了液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運動，選項E錯誤。(2)①加力F后，A中氣體的壓強(qiáng)為pA′＝p0＋eq\f(F,S)＝eq\f(4,3)×105Pa對A中氣體由玻意耳定律得：pAVA＝pA′VA′則得VA′＝eq\f(pAVA,pA′)＝eq\f(3,4)VA初態(tài)時：LA＝eq\f(VA,SA)＝eq\f(10×103,500)cm＝20cm，LA′＝eq\f(VA′,SA)＝15cm故活塞N向右移動的距離是S＝LA－LA′＝5②對B中氣體，因活塞M保持在原位置不動，末態(tài)壓強(qiáng)為pB′＝pA′＝eq\f(4,3)×105Pa根據(jù)查理定律得：eq\f(pB,TB)＝eq\f(pB′,TB′)，TB＝(273＋27)K＝300K，pB＝105Pa解得，TB′＝eq\f(pB′TB,pB)＝400K，所以tB＝127℃。答案：(1)ABD(2)①5cm7．(2017·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)聯(lián)考)(1)(多選)下列說法正確的是()A．掃地時，在陽光照射下，看到塵埃飛舞，這是塵埃在做布朗運動B．一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時，體積增大，熵增大C．自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都具有方向性D．由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力E．一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小(2)如圖，一上端開口，下端封閉的細(xì)長玻璃管，下部有長l1＝66cm的水銀柱，中間封有長l2＝6.6cm的空氣柱，上部有長l3＝44cm的水銀柱，此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強(qiáng)為p0＝76cmHg。如果使玻璃管繞底端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動一周，解析：(1)布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒受到液體分子的作用而做的無規(guī)則運動。這種微粒是肉眼無法看到的，而塵埃的顆粒較大，是在空氣氣流作用下的宏觀運動，A錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體向真空自由膨脹時，體積增大，熵增大，B正確；自然界中自發(fā)進(jìn)行的與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程都具有方向性，C正確；由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力，D錯誤；一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小，E正確。(2)設(shè)玻璃管開口向上時