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1、热力学多选与计算题组合测试三1. ( 1)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和C-D为等温过程，B-C为等压过程，D-A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是,A. A-B过程中，气体放出热量B. B-C过程中，气体分子的平均动能增大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，气体分子的速率分布曲线不发生变化E. 若气体在B-C过程中内能变化量的数值为2 kJ，与外界交换的热量为7 kJ，则在此过程中气体对外做的功为5 kJ(2)如图2所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活
2、塞与缸壁的摩擦可忽略不计 活塞的截面积S=100 cm2活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B, A、B的质量均为 m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数U=0. 8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸底L1 = 10 cm，缸内气 体压强P1等于外界大气压强P0=1X105 Pa，温度t = 27 C.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求：图2 物块A开始移动时，汽缸内的温度； 物块B开始移动时，汽缸内的温度.2. (1)下列说法正确的是( )A. 液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间只存在引力B. 气体分子的平均动能越大，其压强就越大C.
3、 在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能增加D. 空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿E. 压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关(2)如图3所示，两端开口、粗细均匀的U型管竖直放置，其中储有水银，水银柱的高度如图所示将左管上端封 闭，在右管的上端用一不计厚度的活塞封闭右端现将活塞缓慢下推，当两管水银面高度差为20 cm时停止推动活 塞，已知在推动活塞的过程中不漏气，大气压强为76 cmHg,环境温度不变求活塞在右管内下移的距离(结果保 留两位有效数字)图33. (1)下列说法正确的是( )A. 液面上部的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出1 /8B. 质量相等的80 C的液态萘和
4、80 C的固态萘相比，具有不同的分子势能C. 单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性D. 液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E. 理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，这一过程违背了热力学第二定律(2) 定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其pV图象如图4所示.已知该气体在状态A时 的温度为27 C，求： 该气体在状态B和C时的温度分别为多少K? 该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少?4. (1)下列说法中正确的是( )A. 在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布
5、朗运动B. 气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律C. 随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D. 定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变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 如图5a所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20 cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长已知大气压强为P0 = 75 cmHg.图5若将装置缓慢翻转180，使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出)，如图b所示当管中水银静止时，求左管中 空气柱的长度；若将图a中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S,右管水银面下降了 H =35 cm，求
6、左管水银面 下降的高度.5. (1)下列说法正确的是( )A. 对于一定质量的理想气体，若压强增大而温度不变，则外界对气体做正功B. 塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力C. 当分子间的距离减小时，其分子势能可能增大，也可能减小D. 绝对湿度越大，相对湿度一定越大E. 扩散现象和布朗运动都证明了分子永不停息地做无规则运动(2)如图6所示，粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内，封闭端水平放置，水平段管长60 cm,上端开口的竖直 段管长20 cm,在水平管内有一段长为20 cm的水银封闭着一段长35 cm的理想气体，已知气体的温度为7 C, 大气压强为75 cmHg,现缓慢对封闭理想
7、气体加热.求：图6 水银柱刚要进入竖直管时气体的温度； 理想气体的温度升高到111 C时，玻璃管中封闭理想气体的长度.6. (1)下列有关热现象描述中，正确的是( )A. 物体的内能是物体内所有分子的动能和势能的总和B. 如果两个系统到达热平衡，则它们的内能一定相等C. 对于一个绝热系统，外界对它所做的功等于系统内能的增量D. 对于一个热力学系统，外界对它传递的热量和外界对它所做的功之和等于系统内能的增量E. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的(2)如图7所示，一下端开口、上端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的上部封有长 = 30.0 cm的空气柱，中间 有一段长为l = 25.0 cm
8、的水银柱，下部空气柱的长度l2 = 40.0 cm已知大气压为p=75.0 cmHg现将一活塞(图 中未画出)从玻璃管开口处缓慢往上推，使管内上部分空气柱长度变为l=20.0 cm.假设活塞上推过程中没有漏 气，求活塞上推的距离.(假设整个过程中气体的温度不变)图77. (1)如图8所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气， 通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度保持不变. 则被封闭的空气( )压力传恿黑洗.、空气管图8A. 单位时间内空气分子与压力传感器碰撞的次数增多B. 分子的热运动加剧C.
9、 分子的平均动能增大D. 体积变小，压强变大E. 被封闭空气向外放热(2)如图9所示，容积为100 cm3的球形容器，装有一根均匀刻有从0到100刻度的粗细均匀的长直管子，两个相 邻刻度之间的管道的容积等于0.2 cm3，球内盛有一定质量的理想气体，有一滴水银恰好将球内气体同外面的大气 隔开，在温度为5 C时，那滴水银在刻度20处，如果用这种装置作温度计用：图9 试求此温度计可以测量的温度范围(不计容器及管子的热膨胀，假设在标准大气压下测量) 若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等？为什么？专题规范练1.答案(1)ABE (2)450 K 1 200 K
10、解析(1)A-B为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有AU=W+Q，温度 pV不变，则内能不变，故气体一定放出热量，故A正确；B-C为等压过程，体积增大，由理想气体状态方程;=C可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，故B正确；C-D为等温过程，压强变小，体积增 大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C pV错误；D-A为等容过程，体积不变，压强变小，由y=C可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分 子的速率分布曲线会发生变化，故D错误；B-C为等压过程，体积增大，气体对外做功，
11、该过程中气体的温度升 高，则气体的内能增加2 kJ，气体从外界吸收的热量为7 kJ，气体对外界做功为5 kJ，故E正确故选A、B、E.(2)物块A开始移动前气体做等容变化，则有 p =p +=1-5X105 Pa2 0 S 由查理定律有=，解得T2=%=450 K1 2 1物块A开始移动后，气体做等压变化，到A与B刚接触时 p=p=1.5X105 Pa；V=(L+d)S3 231V V V由盖一吕萨克定律有亍=亍，解得丁3=亍丁2 = 900 K2 32之后气体又做等容变化，设物块A和B起开始移动时气体的温度为T42umgp =p +=2.0X105 Pa； V =V4 0 S43由查理定律有
12、=，解得：T=p4T=1 200 KT T4 p 33 432.答案 (1)CDE (2)27 cm解析(1)分子间同时存在引力和斥力，液体表面是分子间作用力的合力为引力；故A错误；气体压强与温度和体 积两个因素有关，微观上取决于气体分子的平均动能和分子数密度，故 B 错误；理想气体绝热压缩的过程中没有 热交换，即Q=0,压缩气体的过程中外界对气体做功，W0,根据热力学第一定律：AU=W+Q,知内能增大，故 C正确；人们对湿度的感觉与相对湿度有关，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，故D正确；根据压强的微观 意义可知，压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关，故E正确故选C、D、E.(2)
13、由题意，将活塞缓慢向下推，两管水银面高度差为20 cm，左管水银面上升10 cm，右管水银面下降10 cm，设 活塞下移x cm，U型管的截面积为S，对左端气体有：L =40 cm左根据玻意耳定律得：p左L*S = pJ LJ S左 左左左对右端气体有：LJ=(60x) cm右pJ=(pJ+20) cmHg右左根据玻意耳定律得：P右L右S = p右L右S解得：P J=95 cmHg左p =115 cmHg右得：x27 cm.3.答案(1)BCD (2)600 K 300 K 放热 1 000 J解析 (1)液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中；从宏观上看，液体
14、不 再蒸发，故A错误；液态萘凝固成80 C的固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出 热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故 B 正确；根据多晶体与单晶体的特 点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，故 C 正确；液体 表面层的分子比液体内部的分子之间的距离大，分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势， 可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故 D 正确；根据热力学第二定律，理想气体等温膨 胀时从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，但会引起其他的变化，这一过程不违背
15、热力学第二定律，故E 错误故选B、C、D.(2)对一定质量的理想气体由图象可知，AB为等容变化， 由查理定律得TA=pBAB即代入数据得Tb=600 KBpV pVA-C由理想气体状态方程得分=分AC代入数据得TC=300 K从A到C气体体积减小，外界对气体做正功，由pV图线与横轴所围成的面积可得=1 000 J由于TA = TC，所以该气体在状态A和状态C内能相等，AU=OAC由热力学第一定律AU=W+Q可得Q= l 000 J,即气体向外界放出热量，传递的热量为1 000 J4.答案 (1)ABE (2)20 cm 或 37.5 cm 10 cm解析 (1)布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光 中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故 A 正确；麦克斯韦提出了气体分子 速率分布的规律，即“中间多，两头少，故B正确；随着
