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1、专题十四 热学,A组 自主命题北京卷题组 1.(2017北京理综,13,6分)以下关于热运动的说法正确的是 ( ) A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈 B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止 C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈 D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大,五年高考,答案 C 本题考查分子动理论。温度是分子热运动平均动能的标志,故温度越高,分子热运动 越剧烈。分子热运动的剧烈程度与机械运动速度大小无关,故选项A错C对;水凝结成冰后,分子 热运动依然存在,B项错误;温度升高,分子运动的平均速率增大,但不是每个分子的运动速率都 会增大,D项错误。,易错点拨 分子热运动与物
2、体运动、物态变化的关系 水流速度大,只是说明水流整体运动的动能大,是宏观运动的表现,而分子热运动是指物体内部 的分子微观层面的运动,两者没有必然联系;水凝结成冰的过程,温度保持不变,分子热运动的平 均动能不变,这一过程中物体放出热量,内能减少。,2.(2016北京理综,20,6分,0.51)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 m、2.5 m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
3、,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1.010-6 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 PM10的直径小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,A错误;处于静稳态的颗粒受力平衡,B 错误;布朗运动是悬浮颗粒物的无规则运动,C正确;根据题意不能判断PM2.
4、5的浓度随高度的增 加而增大,D错误。,3.(2015北京理综,13,6分,0.95)下列说法正确的是 ( ) A.物体放出热量,其内能一定减小 B.物体对外做功,其内能一定减小 C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加 D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变,答案 C 根据热力学第一定律U=Q+W判断,只有C项正确。,4.(2014北京理综,13,6分,0.99)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 温度是物体分子平均动
5、能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平 均动能减小,故A错误B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,宏观上取 决于物体的温度、体积和物质的量,故C、D错误。,5.(2013北京理综,13,6分,0.90)下列说法正确的是 ( ) A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动 C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.物体对外界做功,其内能一定减少,答案 A 布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,而不是液体(或气体)分子 的运动,故A选项正确,B选项错误;由热力学第一定律U=W+Q知,若物体从外界吸收热量同时
6、对 外做功,其内能也可能不变或减少,C选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增 加或不变,D选项错误。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点一 分子动理论 1.2015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 在分子间作用力表现为斥力时,随着分子间距离的减小分子势能增大,选项A错误;温 度越高,物体中分子无规则运动越剧烈,选项B正确;物
7、体内热运动速率大的分子数占总分子数比 例随温度升高而增大,选项C错误;单晶体的物理性质是各向异性,而多晶体则是各向同性的,选 项D错误。,2.2017课标,33(1),5分氧气分子在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0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比 较大,答案 ABC,解析 本题
8、考查气体分子速率及分布率。 每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比,故面积为1,A正确、D错 误。气体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子平均动能越大,大速率的分子所占的百分比越 大,故虚线对应的温度较低,B、C皆正确。由图中0400 m/s区间图线下的面积可知0 时出现 在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,E错误。,3.2015课标,33(1),5分,0.425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.
9、液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的,答案 ACD,解析 扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越激烈,扩散越 快,A正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中 都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学变化,B错误。,4.2013课标,33(1),6分,0.257两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不 再靠近。在此过程中,下列说法正确的是 。 A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之
10、和不变,答案 BCE,解析 分子力F与分子间距r的关系是:当rr0时F为引力。综上可 知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大,A项错误。分子 力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增大,故B项正确、D项错 误。因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,即分子势能减小时分子动能 增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,C、E项均正确。,5.2013山东理综,36(1)下列关于热现象的描述正确的一项是 ( ) a.根据热力学定律,热机的效率可以达到100% b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 c.温度是描述
11、热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 d.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的,答案 c,解析 热机的效率不可能达到100%,a错误。做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程, b错误。若两系统温度不同,内能将从高温物体传递到低温物体,则两系统未达到热平衡,c正 确。大量分子的运动是具有统计规律的,d错误。,6.2017江苏单科,12A(2)(3)(2)甲图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“
12、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。 (3)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为 66 kg/mol,其分子可视为半径为310-9 m的球,已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol-1。请估算该,蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字),答案 (2)甲 乙 (3)见解析,解析 (2)本题考查布朗运动。相同温度的条件下,炭粒较大的其布朗运动的激烈程度较弱,炭 粒在30 s始、末时刻所在位置连线的距离就较短,故甲图中炭粒的颗粒较大;炭粒大小相同时,温 度越高,分子的热运动越剧烈,做布朗运动的炭
13、粒运动也越剧烈,故乙中水分子的热运动较剧 烈。 (3)摩尔体积V= r3NA或V=(2r)3NA 由密度= ,解得= (或= ) 代入数据得=1103 kg/m3(或=5102 kg/m3,51021103 kg/m3都算对),友情提醒 物体的体积与分子体积的关系 对于固体和液体,可以忽略分子间的空隙,其体积=单个分子的体积分子的个数。对于气体,上 述结论不成立,因为气体分子的间隙较大,不能忽略。,7.(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
14、 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大,考点二 热力学定律和能量守恒定律,答案 AB 由于金属内筒导热而隔热外筒绝热,故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收 热量而不向外放热,且封闭空气的体积不能改变即不做功,故由热力学第一定律可知其内能一定 增大,A正确;由 =C知温度升高时封闭空气的压强一定增大,B正确;气体分子间作用力微弱,即 使考虑分子间作用力,也因气体体积不变,分子间平均距离不变,某两分子间距离变化情况不能 确定,而不能判定分子间作用力变化情况,C错误;温度升高时,分子平均动能增大,但这并不意味 着每个分子的运动速率都增大,D错误。,8.2014重庆理综,10(1)
15、,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 储气罐中气体体积不变,气体不做功,当温度升高时,气体压强增大,气体内能增大,分 子平均动能增大;由热力学第一定律可知,气体一定吸热,故选项B正确。,9.2017江苏单科,12A(1)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图像如图 所示。下列说法正确的有 。 A.AB的过程中,气体对外界做功 B.AB的过
16、程中,气体放出热量 C.BC的过程中,气体压强不变 D.ABC的过程中,气体内能增加,答案 BC,解析 本题考查气体实验定律、V-T图像的理解与应用、热力学第一定律。AB的过程中,气 体体积减小,外界压缩气体做功,故A项错误;温度不变,则气体的内能不变,由热力学第一定律可 知,气体应该放出热量,故B项正确。由V-T图像可知,BC的过程中,气体压强不变,即C项正确。 ABC的过程中,温度先不变后降低,故气体的内能先不变后减少,故D项错误。,知识链接 决定内能的因素 物体的内能决定于分子个数、分子动能、分子势能三个因素。对于一定质量的理想气体,分子 个数一定,分子势能忽略不计,故其内能只决定于温度。,10.2017课标,33(1),5分如图,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
