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1、1 选考部分 热学选考部分 热学 章末质量检测(十三)章末质量检测(十三) (时间：40 分钟满分：100 分) 一、选择题(共 7 小题，每小题 8 分，共 56 分。以下每小题均为多项选择题) 1.(2018重庆模拟)下列说法正确的是() A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大 B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 E.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA V V0 解析气体放出热量，若
2、外界对气体做功，温度升高，分子的平均动能增大，故选项 A 正确 ； 布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子无规则运动的反映，故选项 B 正确；当分子间是斥 力时，分子力随距离的减小而增大，分子力做负功，故分子势能也增大，故选项 C 正确；第 二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故选项 D 错误；若气体的摩尔 体积为V，每个分子的体积为V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加 德罗常数不能表示为NA，故选项 E 错误。 V V0 答案ABC 2.关于系统的内能，下列说法正确的是() A.系统的内能是由系统的状态决定的 B.分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的
3、系统内能是一致的 2 C.仅对系统做功可以改变系统的内能，但单纯地对系统传热不能改变系统的内能 D.气体做绝热膨胀时对外界做了功，系统的内能要减少 E.一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，故与外界不发生热交换 解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，由系统的状态决定，选项 A 正确 ； 因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一 致的，选项 B 正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，选项 C 错误；气体做绝热膨胀时 对外界做了功，与外界没有热交换，所以系统的内能要减少，故选项 D 正确；一定质量的理 想气体在等温变化时，内能不改变，根据
4、热力学第一定律有 UWQ，可能是吸收热量的 同时对外做了功，也可能是放出热量的同时外界对其做了功，故选项 E 错误。 答案ABD 3.下列说法正确的是() A.悬浮在液体中的微小固体颗粒的运动是无规则的，说明液体分子的运动也是无规则的 B.温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同 C.对于一定质量的理想气体，气体压强和体积都增大时，其分子平均动能增大 D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快 E.在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏大 解析布朗运动的无规则性，间接反映了液体分子运动的无规则性，故选项 A 正确；温度相 同的氢气
5、和氮气，分子平均动能相同，但氢气分子和氮气分子的质量不同，故平均速率不同， 故选项 B 错误；由理想气体状态方程，可知压强增大，体积增大，则温度也会随 p1V1 T1 p2V2 T2 之增大，温度增大，表明分子平均动能增大，故选项 C 正确；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，故选项 D 错误 ； 在油膜法估测分子大小的实验中， 如果有油酸未完全散开，油膜堆积过厚，表面积测量结果偏小，由d 知，会使测量的分子 V S 3 直径偏大，故选项 E 正确。 答案ACE 4.(2018广东模拟)下列说法正确的是() A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.空气的相对湿度
6、定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值 C.尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到 100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度 D.将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再 增大，分子势能是先减小再增大 E.一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小 解析布朗运动是指悬浮在液体中的微小的花粉颗粒的无规则运动(在显微镜下观察)，它是 液体分子的无规则运动引起的，故选项 A 错误 ； 空气的绝对湿度指大气中水蒸气的实际压强， 相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比，故选项 B 正确；根据热 力学
7、第二定律，热机的效率不可能达到 100%，温度是分子热运动平均动能的标志，分子热 运动的平均动能与物体的温度成正比，故绝对零度是不可能达到的，故选项 C 错误；两个分 子相距无穷远时，分子力为零，逐渐靠近的过程，分子力先表现为引力，引力先增大后减小， 减小到零后，又随距离的减小而表现为斥力，所以两个分子相互靠近时，分子力先做正功再 做负功，分子力先增大后减小最后再增大，分子势能先减小后增大，故选项 D 正确；一定质 量的气体，在体积不变时，分子个数不变，温度降低则气体的平均动能减少，气体分子的平 均速率减小，故气体分子每秒平均碰撞次数减小，故选项 E 正确。 答案BDE 5.(2018河南漯河
8、模拟)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图1所示， 横坐标表示速率， 纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比，由图可知() 4 图 1 A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律 B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大 C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D.状态的温度比状态的温度低 E.两种状态氧气分子的平均动能不相等 解析同一温度下，氧气分子呈现“中间多，两头少”的分布规律，故选项 A 正确；温度升高 使得氧气分子的平均速率增大，不一定每一个氧气分子的速率都增大，选项 B 错误；随着温 度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从
9、而使氧气分子平均动能增大，故选 项 C 错误；由题图可知，中速率大的分子占据的比例较大，则说明对应的氧气分子的平 均动能较大，故对应的温度较高，选项 D 正确；两种状态氧气分子温度不同，则内能不相 等，故氧气分子的平均动能也不相等，选项 E 正确。 答案ADE 6.如图 2 所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列说法正确 的是() 图 2 A.气体体积变大 5 B.气体温度升高 C.气体从外界吸收热量 D.气体的内能不变 E.气体放出热量 解析ab，pT图线的斜率反映 的变化，ab，pT图线的斜率减小，V增大，T升高， 1 V 内能增加，根据 UWQ，U0，W0，故Q
10、0，气体吸热，A、B、C 正确，D、E 错 误。 答案ABC 7.(2018江西鹰潭一模)下列关于热学问题的说法正确的是() A.一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，熵值较大代表着较为无序 B.物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关 C.如果封闭气体的密度变小，分子平均动能增加，则气体的压强可能不变 D.某气体的摩尔质量为M、密度为，用NA表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量m0， 每个气体分子的体积V0，则m0，V0 M NA m0 E.密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用 力增大 解析根据熵增加原理，一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的
11、状态发展，选项 A 正确； 物体的内能在宏观上与其物质的量、温度和体积有关，选项 B 错误；如果封闭气体的密度变 小，可知其体积增大，温度是分子平均动能的标志，分子平均动能增加，即气体的温度升高， 根据C可知，气体的体积增大、温度同时也升高时，气体的压强可能不变，选项 C 正确 ； pV T 气体的分子之间的距离比较大， 使用公式V0求出的结果是每一个分子所占的空间的大小， m0 不是分子的体积，选项 D 错误；密封在容积不变的容器内的气体，若温度升高，根据C pV T 6 可知气体的压强增大， 再根据压强的定义可知气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大， 选项 E 正确。 答案ACE 二、
12、非选择题(共 4 小题，共 44 分) 8.(10 分)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL 的纯油酸配制成b mL 的油酸酒精溶 液，再用滴管取 1 mL 油酸酒精溶液，让其自然滴出n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘 内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则： (1)估算油酸分子的直径大小是_cm。 (2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的_。 A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.质量 D.体积 解析(1)油酸酒精溶液的浓度为 ，一滴油酸酒精溶液的体积为 mL，一滴油酸酒精溶液含 a b 1 n 纯油酸 mL，则油酸分子的直径大小为d cm
13、。 a bn a bSn (2)设一个油酸分子体积为V，则V ，由NA可知，要测定阿伏加德罗常数，还 4 3( d 2) 3 Vmol V 需知道油酸的摩尔体积。选项 B 正确。 答案(1)(2)B a bSn 9.(10 分)气体温度计结构如图 3 所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水 银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高 出O点h114 cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测 得D中水银面高出O点h244 cm。(已知外界大气压为 1 个标准大气压，1 个标准大气压 相当于 76 cmHg) 7 图
14、3 (1)求恒温槽的温度； (2)此过程A内气体内能_(填 “增大”或 “减小”)， 气体不对外做功， 气体将_(填 “吸热”或“放热”)。 解析(1)设恒温槽的温度为T2，由题意知T1273 K，A内气体发生等容变化，根据查理定 律得 p1 T1 p2 T2 p1p0ph1 p2p0ph2 联立式，代入数据得T2364 K(或t291 )。 (2)A中气体温度升高，内能增大(理想气体只考虑分子平均动能)，气体不对外做功，由热力 学第一定律可得，气体将吸热。 答案(1)364 K(或 91 ) (2)增大吸热 10.(12 分)如图 4 所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一
15、重物连接 并保持平衡，已知活塞距缸口h50 cm，活塞面积S10 cm2，封闭气体的体积为V11 500 cm3，温度为 0 ，大气压强p01.0105 Pa，物体重力G50 N，活塞重力及一切摩 擦不计。缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了Q60 J 的热量，使活塞刚好升到缸口。求： 8 图 4 (1)活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？ (2)汽缸内气体对外界做多少功？ (3)气体内能的变化量为多少？ 解析(1)封闭气体初态：V11 500 cm3，T1273 K 末态：V21 500 cm35010 cm32 000 cm3 缓慢升高环境温度，封闭气体做等压变化 则有，解得T2364 K
16、V1 T1 V2 T2 (2)设封闭气体做等压变化的压强为p 对活塞：p0SpSG 汽缸内气体对外界做功WpSh，解得W25 J (3)由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量 UQW，得 U35 J 故汽缸内的气体内能增加了 35 J。 答案(1)364 K(2)25 J(3)增加了 35 J 11.(12 分)2017全国卷，33(2)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、温度为T0时的密度为0，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。 ()求该热气球所受浮力的大小； 9 ()求该热气球内空气所受的重力； ()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。 解析()设 1 个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0，密度为 0 m V0 在温度为T时的体积为VT，密度为 (T) m VT 由盖吕萨克定律得 V0 T0 VT T 联立式得 (T)0 T0 T 气球所受到的浮力为 f(Tb
