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绝杀20132013届高考物理模拟+权威预测:专题14热学 Word版含答案


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专题十四热学

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1.(2012·湖州模拟)下列说法中正确的是( A.扩散运动就是布朗运动

)

B.根据热力学第二定律可知热机效率不可能为百分之百 C.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢 D.由于液体表面层分子间距

离小于液体内部分子间距离,液体表面存在张力 2.(2012·福州模拟)对一定质量的理想气体,下列四种状态变化中,可能实现的是( A.增大压强时,温度降低,体积增大 B.升高温度时,压强增大,体积减小 C.降低温度时,压强增大,体积不变 D.降低温度时,压强减小,体积增大 3.(2012·广安模拟)对热力学第二定律,下列理解正确的是( A.自然界进行的一切宏观过程都是可逆的 B.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的 C.热量不可能由低温物体传递到高温物体 D.第二类永动机违背了能量守恒定律,因此不可能制成 ) )

4.(2012·徐州模拟)下列有关温度的各种说法中正确的是( A.温度低的物体内能小 B.温度低的物体,其分子运动的平均速率也必然小

)

C.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大 D.0 ℃的铁和 0 ℃的冰,它们的分子平均动能相同 5.(2012·盐城模拟)下列说法中正确的是( )

A.分子运动的平均速度可能为零,瞬时速度不可能为零 B.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引 C.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关 D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间斥力大于引力 6.(2012·长宁模拟)关于分子运动,下列说法中正确的是( A.布朗运动就是液体分子的热运动 B.布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
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)

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C.当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大 D.物体温度改变时,物体分子的平均动能不一定改变 7.(2012·淮安模拟)如图所示,将完全相同的 A、B 两球, 分别浸没在初始温度相同的水和水银的同一深度处, 已知 A、 B 两球用同一种特殊的材料制成,当温度稍微升高时,球的 体积会明显地变大.现让两种液体的温度同时缓慢地升高到 同一值,发现两球膨胀后,体积相等.若忽略绳子、水和水 银由于温度的变化而引起的体积膨胀,则以下判断正确的是( )

A.因为同一深度处水的压强较小,所以 A 球膨胀过程中对外做的功较多 B.因为同一深度处水银的压强较大,所以 B 球膨胀过程中内能增加较多 C.膨胀过程中,A 球吸收的热量较多 D.膨胀过程中,B 球吸收的热量较多 8.(2012·淄博模拟)如图所示,a、b、c、d 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四 个状态,图中 ad 平行于横坐标轴,ab 的延长线过原点,dc 平行于纵轴,以下说法正确的是 ( )

A.从状态 d 到 c,气体不吸热也不放热 B.从状态 c 到 b,气体放热 C.从状态 a 到 d,气体对外做功 D.从状态 b 到 a,气体吸热 9.(2012·承德模拟)关于晶体和非晶体的几种说法中,正确的是( A.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体 B.晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做各向异性 C.若物体表现为各向同性,它就一定是非晶体 D.晶体有一定的熔化温度,非晶体没有一定的熔化温度
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)

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10.(2012· 德州模拟)如图所示, 带有活塞的汽缸中封闭一定质量的气体(不考虑分子势能). 将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于汽缸中,热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接, 汽缸和活塞均具有良好的绝热性能.下列说法正确的是( )

A.若发现欧姆表读数变大,则汽缸内气体内能一定减小 B.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则汽缸内气体内能减小 C.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则汽缸内气体压强减小 D.若推动活塞使汽缸内气体体积减小,则欧姆表读数将变小 11.(2012·深圳模拟)根据热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是( A.气体的温度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大 B.物体的温度为 0℃时,物体分子的平均动能为零 C.分子势能一定随分子间距离的增大而增大 D.给物体加热,物体的内能不一定增加 12.(2012·西安模拟)下列说法中正确的是( ) )

A.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 B.第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律 C.压缩一定量的气体,气体的内能一定增加 D.分子 a 从远处趋近固定不动的分子 b,当 a 到达受 b 的作用力为零处时,a 的动能一定最 大 13.(2012·深圳模拟)一定质量的某种理想气体由状态 A 经过图中所示过程缓慢变到状态 B, 在此过程中( )

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A.气体的密度一直变小 B.气体的密度一直变大 C.气体的内能一直增加 D.气体的内能一直减小 14.(2012·泰州模拟)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体 B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体 C.一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同,则该球一定是单晶体 D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体 15.(2012·临沂模拟)(1)下列是有关热学现象的表述,其中正确的有( A.布朗运动是液体分子的运动,故分子永不停息地做无规则运动 B.物体的温度越高,分子的平均动能越大 C.分子间吸引力随分子间距离的增大而增大,而排斥力随距离的增大而减小 D.从单一热源吸收热量可以把它全部用来做功 E. 绝对零度不能达到 (2)如图所示,一直立的汽缸用一质量为 m 的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为 S,汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞静止在离汽缸底部 h1 的 A 位置,在活塞下端挂 上一重物后,活塞经过足够长时间后缓慢下降停在离汽缸底部 h2 的 B 位置,(设周围环境温 度保持不变, 大气压强为 p0, 重力加速度为 g) 问: 在该过程中, 缸内气体是吸热还是放热? 所挂重物的质量是多少? ) )

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16.(2012·潮州模拟)(1)下列说法中正确的是( A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力

)

B.分子间的距离 r 增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大 C.气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 D.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显 (2)一密闭气体膨胀对外做功 150 J,同时从外界吸热 250 J,它的内能变化为 _______J. (3)如图所示, 一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中, 活塞与容器壁无摩擦.当温 度为 T1 时,气体压强为 p1,体积为 V1;若温度升高到 T2,气体压强为 p2,气体的体积为 V2, 则 p2___________p1,V2____________V1;若在活塞上放置一定质量的重物,稳定后气体的压强变为 p3, 温度变为 T3,则 p3__________p1,T3___________T1.(以上各空均填“>”“=”或“<”) 、

17.(2011·青岛模拟)(1)下列说法正确的是__________.(填写选项前的字母) A.机械能和内能的转化具有方向性 B.大颗粒的盐磨成细盐,就变成了非晶体 C.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的 D.当温度由 20 ℃变为 40 ℃时,物体分子的平均动能应变为原来的 2 倍
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(2)首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家 __________,他进行了下面的探究: ①把有生命的植物花粉悬浮在水中,观察到了花粉在不停地做无规则运动; ②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中, 观察到了微粒在不停地做无规则运动; ③把 没有生命的无机物粉末悬浮在水中,观察到了粉末在不停地做无规则运动.由此可说明 _______________________________________________. (3)如图所示的圆柱形汽缸固定在水平面上,汽缸内用活塞密封一定质量的理想气 体,已知汽缸的横截面积为 S,活塞重为 G,大气压强为 p0.将活塞固定,使汽缸内 气体温度升高 1℃,气体吸收的热量为 Q1;如果让活塞可以缓慢自由滑动(活塞与汽 缸间无摩擦、不漏气,且不计气体的重力),也使汽缸内气体温度升高 1℃,其吸收 的热量为 Q2. ①简要说明 Q1 和 Q2 哪个大些? ②求汽缸内气体温度升高 1℃时活塞向上移动的高度 h. 18.(2011·银川模拟)一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,初始时气体体积为 3.0 ×10 m ,用 DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300 K 和 1.0×10 Pa,加热气 体缓慢推动活塞,测得气体的温度和压强分别为 320 K 和 1.0×10 Pa. (1)求此时气体的体积. (2)保持温度为 320 K 不变,缓慢改变作用在活塞上的力,使气体压强变为 8.0×10 Pa,求 此时气体的体积. 19.(2011·潍坊模拟)如图甲所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞的厚度不计,在 A、B 两处设有限制装置,使活塞只能在 A、B 之间运动,A 左侧汽缸的容积为 V0,A、B 之间容积 为 0.1V0,开始时活塞在 A 处,缸内气体压强为 0.9p0(p0 为大气压强),温度为 297 K,现通 过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到 B.求:
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(1)活塞移动到 B 时,缸内气体温度 TB;
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(2)画出整个过程的 p-V 图线;

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(3)阐述活塞由 A 到 B 过程中,缸内气体吸热的理由. 20.(2011·菏泽模拟)(1)分子甲固定,分子乙从无穷远处以动能 Ek 向分子甲 运动,直至不能再靠近为止,其分子势能 Ep 随距离 r 的变化如图所示,则两 分子在逐渐靠近至距离为 d 的过程中,分子乙的动能____________(填“先增 大后减小”“先减小后增大”或“保持不变”),在 d 点时,两分子间的作用 、 力为_______(填“引力”“斥力”或“零”). 、 (2)如图为一定质量的某种理想气体由状态 A 经过状态 C 变为状态 B 的图象,下列说法正确 的是( )

A.该气体在状态 A 时的内能等于在状态 B 时的内能 B.该气体在状态 A 时的内能等于在状态 C 时的内能 C.该气体由状态 C 至状态 B 为吸热过程 D.该气体由状态 A 至状态 C 对外界所做的功大于从状态 C 至状态 B 对外界所做的功 (3)如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体,容器横截面积为 S, 活塞质量为 m,大气压强为 p0,重力加速度为 g,活塞处于静止状态,现对容器缓缓 加热使容器内的气体温度升高 t, 活塞无摩擦地缓慢向上移动了 h, 在此过程中气体 吸收的热量为 Q,问: ①被密封的气体对外界做了多少功? ②被密封的气体内能变化了多少? 【高考预测】 从近几年的高考来看热学部分主要有以下四点命题趋势: 1.微观分子动理论和宏观内能部分考查. 2.热力学定律和气体状态方程在生产生活中的应用考查.
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3.对物态、物态变化基本概念的考查.

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4.命题形式灵活,可以是选择题、填空题或计算题,为了增加考题的覆盖面,计算题多是一 个情境下多个设问,也有以混合题型的命题形式. 对该部分内容的命题预测点如下: 考查知识及角度 分子动理论及微观量的计算 理想气体状态方程的应用 热力学定律与理想气体状态 4、5、6 方程的综合考查 气体实验定律的图象问题 7、8 高考预测 1 2、3

1.在 “用油膜法估测分子大小” 的实验中, 所用的油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL 溶液中有纯油酸 0.6 mL,用注射器测得 1 mL 上述溶液为 80 滴,把 1 滴该溶 液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状 和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为 1 cm. (1)实验中为什么要让油膜尽可能散开? (2)实验测出油酸分子的直径是多少?(结果保留两位有效数字) (3)如果已知体积为 V 的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为 S,这种油的密度 为ρ ,摩尔质量为 M,试写出阿伏加德罗常数的表达式. 2.如图所示为一简易火灾报警装置.其原理是:竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时, 水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声.27℃时,空气柱长度 L1 为 20 cm,水银 上表面与导线下端的距离 L2 为 10 cm,管内水银柱的高度 h 为 8 cm,大气压强为 75 cm 水 银柱高.

(1)当温度达到多少℃时,报警器会报警?
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(2)如果要使该装置在 87℃时报警,则应该再往玻璃管内注入多少 cm 高的水银柱? (3)如果大气压增大,则该报警器的报警温度会受到怎样的影响? 3.如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为 40 cm 的活塞 将一定质量的气体和一形状不规则的固体 A 封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底 60 cm 处设有 a、b 两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在 a、b 上,缸内气体的压强为 p0(p0=1.0×10 Pa 为大气压强),温度为 300 K.现缓 慢加热汽缸内气体,当温度为 330 K 时,活塞恰好离开 a、b;当温度为 360 K 时,活塞上升了 4 cm.g 取 10 m/s .求: (1)活塞的质量; (2)物体 A 的体积. 4.内壁光滑的导热汽缸竖直浸入在盛有冰水混合物的水槽中, 用不计质量的活塞封闭压强为 1.0×10 Pa,体积为 2.0×10 m 的理想气体,现在活塞上缓慢倒上沙子,使封闭气体的体 积变为原来的一半. (1)求汽缸内气体的压强; (2)若封闭气体的内能仅与温度有关,在上述过程中外界对气体做功 145 J,封闭气体吸收 还是放出热量?热量是多少? 5.(1)晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于( A.破坏空间点阵结构,增加分子动能,不改变体积 B.破坏空间点阵结构,增加分子势能,改变体积 C.重新排列空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能和改变体积 D.重新排列空间点阵结构,但不增加分子势能和动能,也不改变体积 (2)如图所示,质量可忽略不计的活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸中, 开始时活塞距汽缸底高度 h1=0.40 m,此时气体的温度 T1=300 K.现缓慢给气 体加热,活塞上升到距汽缸底 h2=0.60 m 处.已知活塞面积 S=5.0×10 大气压强 p0=1.0×10 Pa,不计活塞与汽缸之间的摩擦. ①求当活塞上升到距汽缸底 h2 时,气体的温度 T2; ②给气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收 Q=420 J 的热量,则 气体增加的内能Δ U 多大? 6.(1)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和 转化,我们把这些气体称为工质.某热机经过一个循环后,工质从高温热源吸热 Q1,对外做
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)

m,

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功 W,又对低温热源放热 Q2,工质完全恢复初始状态,内能没有变化.根据热力学第一定律, 在工质的一个循环中,Q1、Q2、W 三者之间满足的关系是___________.热机的效率 ? ?

W 不 Q1

可能达到 100%,从能量转换的角度,说明________能不能完全转化为___________能. (2)如图表示一定质量的某气体在不同温度下的两条等温线.图中等温线Ⅰ对应的温度比等 温线Ⅱ对应的温度要_______(填“高”或“低”).在同一等温线下,如果该气体的压强变为 原来的 2 倍,则气体的体积应变为原来的_______倍.

7.如图所示, 一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B, 再由状态 B 变化到状态 C.已知状 态 A 的温度为 300 K.

(1)求气体在状态 B 的温度; (2)由状态 B 变化到状态 C 的过程中,气体是吸热还是放热?简要说明理由.

8.一定质量的理想气体由状态 A 变为状态 D,其有关数据如图甲所示,若状态 D 的压强是 2 ×10 Pa.
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(1)求状态 A 的压强.

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(2)请在乙图中画出该状态变化过程的 p-T 图象,并分别标出 A、B、C、D 各个状态,不要求 写出计算过程.

答案解析 【模拟演练】 1.【解析】选 B、C.扩散运动是分子热运动的直接结果.布朗运动是悬浮于液体中的小颗粒 受到液体分子的撞击而形成的,它反映了液体分子的无规则运动,故 A 错;热力学第二定律 的表述之一是热能不能自发地全部转化成机械能, B 对; 故 液体表面张力产生的原因是液体 表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子间作用力表现为引力,故 D 错;空气相对 湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢,所以 C 正确. 2.【解析】选 B、D.温度降低时,分子的平均动能减少,使压强有减小的趋势;体积增大时, 也有使压强减小的趋势,故 A 的过程是不可能的.升高温度和减小体积,都会使压强增大, 故 B 的过程是可能的(也可由 可能. 3.【解析】选 B.由热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其 他变化,由此说明热量由低温物体传到高温物体是可能的,但要引起其他变化,故 C 错;第
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pV =恒量来判断).对 C、 由同样的方法来判断.故 C 不可能,D D T

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二类永动机并不违反能量守恒定律, 但违背了自然界涉及热现象的宏观过程具有方向性, 故 A、D 错,B 正确. 4.【解析】选 D.决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素.温度 是分子平均动能的标志, 温度低只能表明分子的平均动能小, 而比较分子平均速率的大小还 要看分子的质量,由此判断选项 A、B 错误;做加速运动的物体,其宏观动能逐渐增大,但 是物体的温度未必升高,所以分子的平均动能变化情况不能确定,选项 C 错误;温度表征了 分子的平均动能,铁和冰的温度既然相同,则分子的平均动能必然相等,选项 D 正确. 5.【解析】选 B、C.分子做永不停息的无规则运动,分子运动的平均速度不可能为零,瞬时 速度有可能为零,A 错;液体与大气相接触,表面层内分子间距较大,分子力表现为引力, 故 B 对;单位体积内的气体分子数越多,温度越高,气体分子单位时间内与单位面积器壁碰 撞的次数越多,C 对;气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间分子力 很小,D 错. 6.【解析】选 C.布朗运动是悬浮颗粒的运动,布朗运动图中不规则折线是将间隔相等时间 描出的点用直线连接起来得到的,不表示液体分子的运动轨迹,A、B 均错;当分子间的距 离变小时,分子间作用力如果表现为引力,则分子力减小,分子间作用力如果表现为斥力, 则分子力增大,C 对;温度是分子平均动能的标志,物体温度改变时,物体分子的平均动能 一定改变,D 错. 7.【解析】选 D.本题考查的是热力学第一定律的主要内容.A、B 两球所处的环境初末状态 一致,故两球的体积增量和温度增量均相同,所以内能增量相同,选项 B 错误.但 A 球位于 水中,B 球位于水银中,由于同一深度处水的压强较小,故 A 球膨胀过程中对外做功较少, 选项 A 错误,由ΔU=W+Q 的关系可知,B 球膨胀过程中对外做功较多,故 B 球膨胀过程中 吸收热量较多,选项 D 正确. 【误区警示】解答本题易产生的两个误区 (1)误认为两球受热膨胀后,体积相等,对外做功相等. (2)误认为球处于同一深度处,所受压强不等,球在膨胀过程中内能不同. 8.【解析】选 B、C、D.从状态 d 到 c,气体发生等温变化,内能不变,但由于体积变大,气 体对外界做功,根据热力学第一定律,知气体要吸热,A 错误;从状态 c 到 b,气体的体积变 小,外界对气体做功,内能又减小,因此气体要放热,B 正确;从状态 a 到 d,气体发生等压 变化,温度变大,体积变大,气体对外界做功,C 正确;从状态 b 到 a,气体发生等容变化,
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温度升高,内能变大,气体要吸热,D 正确. 9.【解析】选 B、D.考查晶体、非晶体、多晶体和单晶体的特点及区别.单晶体物理性质各 向异性,多晶体物理性质各向同性,单晶体有天然规则外形,多晶体没有规则外形;晶体与 非晶体的区别在于晶体有固定熔点. 10.【解析】选 A、D.发现欧姆表读数变大,由热敏电阻特性知,缸内气体温度降低,气体 的内能减小,A 正确;推动活塞使缸内气体体积减小,对气体做功,又因汽缸和活塞均具有 良好的绝热性能,没有热量交换,由热力学第一定律知,缸内气体的内能增大,温度升高, 热敏电阻阻值变小.殴姆表读数将变小,而气体的压强将变大,B、C 均错误,D 正确. 11.【解析】选 A、D.根据分子动理论,温度是物体分子平均动能大小的标志,则气体的温 度越高,气体分子无规则运动的平均动能越大,故选项 A 正确;物体的温度为 0℃时,物体 分子的平均动能不为零,故选项 B 错误;分子的势能不一定随分子间距离的增大而增大,故 选项 C 错误;根据热力学第一定律,给物体加热,物体的内能不一定增加,故选项 D 正确. 12.【解析】选 D.气体的温度升高时,分子平均动能增大,但气体体积不确定,所以压强不 确定,A 不正确;第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律,所以 B 不正确; 气体内能的改变量由做功和热传递共同决定, 在压缩气体对其做功的同时, 它可能对外放热, 故其内能不一定增大, 所以 C 不正确; a 趋近 b 的过程中分子力先表现为引力后表现为斥 在 力,分子势能先减小后增大,当分子力为零时,a 的动能最大,D 正确.

13.【解析】选 A、C.可以把一定质量的理想气体由 A 到 B 的过程看做两个过程,如图所示.

①由 A 到 C 过程为等温变化,由玻意耳定律得 pAVA=pBVC,因 pA>pB,所以 VC>VA; ②由 C 到 B 过程为等压变化,由盖—吕萨克定律得 因 TA<TB,所以 VB>VC.综上所述理想气体由 A 到 B 的过程体积一直增大,而质量不变,所以气 体的密度一直减小,A 正确;又因为理想气体的内能只与温度有关,而由 A 到 B 气体温度一 直升高,所以气体的内能一直增加,C 正确.故本题选 A、C.
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【方法技巧】气体状态变化图象的识别与应用 常见的气体状态变化图象有 p-V 图、p-

1 图、p-T 图、p-t 图及 V-T 图等,分析图象时要明 V

确图象上的一个点代表气体的一个状态,它对应着气体的三个状态参量,这三个参量之间满 足理想气体状态方程,即

pV =C.图象上的每一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体 T

状态变化的一个过程.在 V-T 图象(或 p-T 图象)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以 比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越 小,压强(或体积)越大. 14.【解析】选 C.多晶体和非晶体都显示各向同性,只有单晶体显示各向异性,所以 A、B 错,C 对.单晶体具有各向异性的特性,仅是指某些物理性质,并不是所有的物理性质都是 各向异性的,换言之,某一物理性质显示各向同性,并不意味着该物质一定不是单晶体,所 以 D 错. 15.【解析】(1)选 B、D、E.布朗运动是固体小颗粒的运动,A 错;物体的温度越高,分子的 平均动能越大,B 对;分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小,C 错;从单一热源 吸收热量可以把它全部用来做功,但会引起其他变化,D 对;据热力学第三定律可知绝对零 度不能达到,E 对. (2)由于等温变化,理想气体内能不变,气体体积变大,对外做功,据热力学第一定律可知 气体从外界吸热,设重物的质量为 M,据玻意耳定律有

(p 0 ?

? M ? m ? g ]Sh mg )Sh1 ? p0 ? [ 2 S S

得 M=

? h 2 ? h1 ? ( p0S ? m)
h2 g
(2) 吸热

答案:(1)B、D、E

? h 2 ? h1 ? ( p0S ? m)
h2 g

16.【解析】(1)选 A、C.当分子间的距离 r<r0 时,随着分子间的距离 r 增大,分子间的作 用力做正功,分子势能减小;当分子间的距离 r>r0 时,随着分子间的距离 r 增大,分子间 的作用力做负功,分子势能增大,B 错误;悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的 液体分子数越多,布朗运动越不明显,D 错. (2)根据热力学第一定律得:
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W=-150 J,Q=250 J, 代入ΔU=W+Q 可得,ΔU=100 J.

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(3)第一种情况下,压强不变,即 p2=p1,因 T2>T1,根据盖—吕萨克定律可知,V2>V1;在 活塞上放置一定质量的重物,则密闭的气体压强增大,则 p3>p1,T3>T1. 答案:(1)A、C (2)100 (3)= > > >

17. 【解析】(1)选 A、C.根据热力学第二定律判断 A、C 项正确;大颗粒的盐磨成细盐,颗 粒的体积变小,但是分子结构未变,B 项错误;当温度由 20℃变为 40℃时,物体分子的平 均动能增大,但是平均动能与温度不成正比,D 项错误. (2)首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家布 朗; 通过探究观察有生命的植物花粉、 无生命的植物标本微粒和无机物粉末悬浮在水中的无 规则运动,得到的结论是:微小颗粒的运动不是生命现象. (3)①等容过程,吸收的热量用于增加气体的内能,ΔU1=Q1;等压过程,吸收的热量用于增 加气体的内能和对外做功,ΔU2+|W2|=Q2,又ΔU2=ΔU1,则 Q1<Q2. ②气体对外做功|W2|=(p0S+G)h,活塞向上移动的高度 h ? 答案:(1)A、C (3)①见解析 (2)布朗 ②

Q 2 ? Q1 p0S ? G

微小颗粒的运动不是生命现象

Q2 ? Q1 p0S ? G p0 V0 p1V1 ? , 将 V0=3.0×10-3 m3,T0=300 K,p0=1.0× T0 T1
-3

18.【解析】(1)由气体状态方程知:
5 5

10 Pa,T1=320 K,p1=1.0×10 Pa 代入上式,解得 V1=3.2×10 (2)气体发生等温变化,根据玻意耳定律有:p1V1=p2V2 将 p2=8.0×10 Pa 代入可得 V2=4.0×10 答案:(1)3.2×10
-3 4 -3

m.

3

m.
3

3

m

3

(2)4.0×10

-3

m

19.【解析】(1)活塞由 A 移动到 B 的过程中,先做等容变化,后做等压变化.由气体状态方 程得:

pA p0 VA VA ? ?V ? , ? , TA T T TB
代入数据解得:TB=363 K.
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(2)如图所示:

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(3)气体在缓慢加热过程中,温度升高,气体内能增加;活塞由 A 移动到 B,气体体积增大, 对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸热. 答案:(1)363 K (2)、(3)见解析

20.【解析】(1)分子乙在向分子甲靠近的过程中,分子力做功实现了分子势能和分子动能的 转化;由分子势能和距离的关系图象可以看出,分子势能先减小后增大,则分子动能是先增 大后减小.分子势能最小的时候,正好分子引力和分子斥力相等,d 点分子势能为零,此时 分子力为斥力. (2)选 A、C.由气体的状态方程

pA VA pB VB pC VC 可求得 TA=TB>TC,而理想气体的内能 ? ? TA TB TC

是由温度决定的,温度高内能大,温度低内能小.故气体在状态 A 时的内能等于在状态 B 时 的内能,而大于在状态 C 时的内能. (3)①活塞缓慢上移,气体推动活塞的力 F=mg+p0S, 则气体对活塞做的功 W=(mg+p0S)h. ②由热力学第一定律得ΔU=W+Q, 因为是气体对外界做功, 功代入负值运算, 得到ΔU=-(p0S +mg)h+Q. 答案:(1)先增大后减小 (3)①(p0S+mg)h 斥力 (2)A、C

②-(p0S+mg)h+Q

【高考预测】 1.【解析】(1)为了使油酸在水面上形成单分子油膜. (2)由题图可知油膜覆盖方格数约为 120 个,设油酸分子的直径为 d,则有

1 0.6 ? ?10?6 V 80 1 000 d? ? m S 120 ?1?10?4
解得 d=6.3×10
-10

m.

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(3)设阿伏加德罗常数为 NA 每个分子的体积 V0=

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1 V 3 ?( ) 6 S

由 NAρV0=M 得 NA=

6MS3 ??V3
(2)6.3×10
-10

答案:(1)见解析

m

6MS3 (3)NA= ??V3

2.【解析】(1)以密封气体为研究对象,其为等压变化,由盖—吕萨克定律得:

T1 V1 ? T2 V2
代入数据解得:T2=450 K,t2=177℃ (2)设加入 x cm 水银柱,在 87℃时会报警,由气体状态方程得:

p1V1 p3 V3 ? T1 T3

83 ? 20S ? 83 ? x ?? 30 ? x ? S ? 300 360
x=8.14 cm (3)报警的温度会升高. 答案:(1)177℃ (2)8.14 cm (3)报警的温度会升高

3.【解析】(1)设物体 A 的体积为ΔV. T1=300 K,p1=1.0×10 Pa, V1=60×40-ΔV T2=330 K,p2=(1.0×10 +
5 5

mg ) Pa,V2=V1 40 ? 10 ?4

T3=360 K,p3=p2,V3=64×40-ΔV 由状态 1 到状态 2 为等容过程 代入数据得 m=4 kg (2)由状态 2 到状态 3 为等压过程 代入数据得ΔV=640 cm
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3

p1 p 2 ? T1 T2

V2 V3 ? T2 T3

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答案:(1)4 kg (2)640 cm
3

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4.【解析】(1)封闭气体做等温变化,由玻意耳定律 p1V1=p2V2,得气体的压强

p2 ?

p1V1 1.0 ?105 ? 2 ?10?3 ? Pa ? 2.0 ?105 Pa. V2 1?10?3

(2)因为气体做等温变化,所以内能不变,即ΔU=0 根据热力学第一定律ΔU=W+Q, 得热量 Q=-W=-145 J 说明封闭气体放出热量,热量为 145 J. 答案:(1)2.0×10 Pa (2)放出热量 145 J
5

5.【解析】(1)选 B.晶体熔化过程中保持温度不变,所以分子的平均动能不变,所以选项 A、 C 都不对;晶体分子是有序排列的空间点阵结构,熔化成液体后分子排列是无序的;晶体熔 化的过程是破坏空间点阵结构的过程,空间点阵结构被破坏以后,分子排列无序,故体积改 变,分子势能增加,选项 B 正确,选项 D 不对. (2)①由盖—吕萨克定律得

V1 V2 ? T1 T2

解得 T2=450 K ②活塞距汽缸底高度 h1=0.4 m 时,由受力平衡得 pS=p0S,其中 p 为活塞封闭气体的压强, 给气体加热的过程中,气体对外做功 W=-p0(h2-h1)S=-100 J 由热力学第一定律得ΔU=W+Q=320 J 答案:(1)B (2)①450 K ②320 J

6. 解析】 【 (1)本题考查热力学第一定律. 由热力学第一定律可得,ΔU=W+Q,1-W-Q2=0,1-Q2=W. Q Q 根据热力学第二定律的开尔文表述可知不可能从单一热库吸收热量使之完全变成功而不产 生其他影响,即机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转换成机械能. (2)本题考查气体定律.在两等温线上取体积相等的两个状态, 可见等温线Ⅰ的压强小于等温 线Ⅱ的压强,由

pV ? C 可得,等温线Ⅰ的温度低于等温线Ⅱ的温度;在等温条件下,可得 T

如果气体的压强变为原来的 2 倍,则气体的体积变为原来的 1/2 倍. 答案:(1)Q1-Q2=W 内 机械 (2)低 1/2

7.【解析】(1)由理想气体的状态方程
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p A VA p B VB ? TA TB
得气体在状态 B 的温度

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TB ?

pB VBTA ? 1 200 K. pA VA

(2)由状态 B 到状态 C,气体做等容变化,由查理定律得:

p B pC ? , TB TC
则 TC=

pC TB =600 K pB

故气体由状态 B 到状态 C 为等容变化,不做功,但温度降低,内能减小.根据热力学第一定 律ΔU=W+Q,ΔU<0,W=0,故 Q<0,可知气体要放热. 答案:(1)1 200 K (2)见解析

8.【解析】(1)据理想气体状态方程:

p A VA p D VD ? , TA TD

则 pA=

p D VD TA 4 =4×10 Pa TD VA

(2)p-T 图象及 A、B、C、D 各个状态如图所示.

答案:(1)4×10 Pa

4

(2)见解析

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