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1、专题十六选修33经典特训题组1(多选)关于热现象,下列说法正确的是()A将1滴油酸滴在水面上,水面上会形成一块单层油酸薄膜,测出薄膜的厚度d,可认为是油酸分子的直径B假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零,当两个分子间距离为平衡距离r0时,分子势能最低C符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生D如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松,破坏土壤里的毛细管E用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功900 J,同时汽缸向外散热210 J,汽缸里空气的内能增加了1110 J答案ABD解析将1滴油酸滴在水面上,水面上会形成一块单层油酸薄膜,测出薄膜的厚度d,可认为d是油酸分子的直径,A正确;假定两个
2、分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零,当两个分子间距离为平衡距离r0时,由于从无穷远处到分子间距离为平衡距离的过程中分子力为引力,做正功,分子间距离继续减小时,分子力为斥力,做负功,则在平衡位置时分子势能最低,B正确;根据热力学第二定律可知,符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能真的发生,C错误;根据毛细现象可知,如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松,破坏土壤里的毛细管,D正确;用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做功900 J,同时汽缸向外散热210 J,汽缸里空气的内能增加了900 J210 J690 J,E错误。故选A、B、D。2(多选)以下说法正确的是()A当一定质量气体吸热时,其内能
3、可能减小B单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体都没有固定的熔点C一定质量的理想气体在等温变化的过程中,随着体积减小,气体压强增大D已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可估算出该气体分子间的平均距离E给自行车打气时越往下压,需要用的力越大,是因为压缩气体使得分子间距减小,分子间作用力表现为斥力导致的答案ACD解析当一定质量气体吸热时,若气体对外做的功大于吸收的热量,则其内能减小,故A正确;单晶体和多晶体都有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故B错误;根据C可知,一定质量的理想气体在等温变化的过程中,随着体积减小,气体压强增大,故C正确;已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,用气体的摩尔质
4、量除以密度可得摩尔体积,再除以阿伏加德罗常数,可得一个分子运动占据的空间的体积,把每个分子占据的空间的体积看做是立方体,从而可估算出该气体分子间的平均距离,故D正确;给自行车打气时越往下压,需要用的力越大,是因为压缩气体时体积减小,压强变大,从而感觉越费力,与分子间的斥力无关,故E错误。故选A、C、D。3(多选)下列说法中正确的是()A热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能B一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,则气体对外界做功,气体分子的平均动能减小C第二类永动机不可能制成,是因为它违反了能量守恒定律D当分子间距离增大时,分子间斥力减小,引力增大E相对湿度100%,表明在当时的温度下,
5、空气中的水汽已达到饱和状态答案ABE解析无论用任何设备和手段进行能转化,总是遵循“机械能可以全部转化为内能,但热机内能不能全部转化为机械能”,故A正确;一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程,则气体对外界做功,内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,故B正确;第二类永动机不可能制成,是因为它违反了热力学第二定律,故C错误;当分子间距离增大时,分子间斥力和引力都减小,故D错误;由相对湿度的定义可知,相对湿度100%,表明在当时的温度下,空气中的水汽已达到饱和状态,故E正确。故选A、B、E。4(多选)下列说法正确的是()A液体表面张力的方向为液体表面的切向B脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸
6、润变为可以被水浸润,以便吸取药液C扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,它们都是分子热运动D烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体E一定质量的理想气体,如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量,则在该过程中气体的压强一定减小答案ABE解析液体表面张力的原因是分子间距离较大,表现为引力,它的方向跟液面相切,故A正确;脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液,故B正确;布朗运动是固体小颗粒的运动,不是分子热运动,故C错误;烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,由于云母片导热的各向异性,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母片是晶体,故D错误;
7、一定质量的理想气体,如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量,根据热力学第一定律,气体一定对外做功,气体体积增大,则在该过程中气体的压强一定减小,故E正确。5(多选)如图所示是分子间作用力跟距离的关系。下列关于分子动理论的有关说法正确的是()A分子间距离为r0时,分子间既有斥力作用,也有引力作用B分子间距离为r0时,分子间势能最小C物体中的分子势能总和与物体体积大小有关D物体间的扩散作用主要是分子间斥力作用的结果E物体具有内能是分子间作用力的宏观表现答案ABC解析分子间同时存在引力和斥力,分子间距离为r0时,分子间的斥力等于引力,故A正确;由图可知,分子间平衡距离为r0,设分子间距离为r,当rr
8、0时分子力表现为引力,分子间距离越大,分子势能越大,当rr0时分子力表现为斥力,分子间距离越小,分子势能越大,故当rr0时分子力为0,分子势能最小,故B正确;对于一个质量确定的物体来说,其分子势能的大小跟物体的体积大小有关,故C正确;物体间的扩散作用主要是分子在不停地做无规则的运动的结果,故D错误;分子间作用力的宏观表现为固体或液体很难被压缩,说明斥力的存在,固体或液体有一定的体积,说明分子引力的存在,故E错误。故选A、B、C。6(多选)能量守恒定律告诉我们,在自然界发生的一切过程中能量都是守恒的。然而,无数事实告诉我们,并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生。下列说法正确的是()A
9、科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机B第二类永动机不违反能量守恒定律C对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成能源危机D电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递E气体向真空的自由膨胀是不可逆的答案BDE解析根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化,故A错误;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B正确;对能源的过度消耗将形成能源危机,但自然界的总能量守恒,故C错误;电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化,故D正确;根据熵增原理可知,气体向真空的自由膨胀是不可逆的,故E正确。故选B、D、
10、E。7. (多选)如图,一定质量理想气体从状态A依次经状态B和C后再回到状态A,对此气体下列说法正确的是()AAB过程中气体对外界做功BAB过程中气体放出的热量等于外界对气体做的功CBC过程中气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力减少DCA过程中气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量EBC过程中气体放出的热量大于CA过程中吸收的热量答案ADE解析AB过程中为等温变化,压强减小,由公式pVC可知,体积增大,气体对外做功,故A正确;由热力学第一定律得:UQW可知,AB过程中气体要吸收热量,且吸收的热量等于气体对外做的功,故B错误;BC过程为等压变化,由p可知气体分子对器壁单位面积碰撞的平均冲力不变
11、,故C错误;CA为等容变化,温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量,故D正确;BC过程为等压变化,由热力学第一定律可知,UQW,所以QUW,其U为负值,W为正值,CA为等容变化,由热力学第一定律可知,UQW,所以UQ,由于两过程温度变化相同,所以气体内能变化U相同,所以BC过程中气体放出的热量大于CA过程中吸收的热量,故E正确。故选A、D、E。8. 如图所示,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中,当温度为280 K时,被封闭的气柱长L25 cm,两边水银柱高度差h5 cm,大气压强p075 cmHg。(1)为
12、使左端水银面下降h15 cm,封闭气体温度应变为多少;(2)封闭气体的温度保持(1)问中的值不变,为使两液面相平,需从底端放出的水银柱长度为多少。答案(1)384 K(2)9 cm解析(1)左端水银面下降h1,则右端水银面上升h1,设左端水银面下降前封闭气体的压强为p1,温度为T1,体积为V1;下降后封闭气体的压强为p2,温度为T2,体积为V2,玻璃管横截面积为S,则:p1p0gh70 cmHg,T1280 K,V1LSp2p0g(2h1h)80 cmHg,V2(Lh1)S由理想气体状态方程得:代入数值解得:T2384 K。(2)两液面相平时,气体的压强为:p3p0设气体体积为V3,左端液面下
13、降h2,则右管液面下降:h25 cm由波意耳定律得:p2V2p3V3其中V3(Lh1h2)S解得:h22 cm所以放出的水银柱长度:H2h25 cm9 cm。9农药喷雾器的原理如图所示,储液筒与打气筒用软细管相连,先在筒内装上药液,再拧紧筒盖并关闭阀门K,用打气筒给储液筒充气增大储液筒内的气压,然后再打开阀门,储液筒的液体就从喷雾头喷出,已知储液筒容积为10 L(不计储液筒两端连接管体积),打气筒每打一次气能向储液筒内压入空气200 mL,现在储液筒内装入8 L的药液后关紧筒盖和喷雾头开关,再用打气筒给储液筒打气。(设周围大气压恒为1个标准大气压,打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持
14、不变)求:(1)要使储液筒内药液上方的气体压强达到3 atm,打气筒活塞需要循环工作的次数;(2)打开喷雾头开关K直至储液筒的内外气压相同,储液筒内剩余药液的体积。答案(1)20(2)4 L解析(1)设需打气的次数为n,每次打入的气体体积为V0,储液筒药液上方的气体体积为V,则开始打气前,储液筒液体上方气体的压强:p1p01 atm,气体的体积为:V1VnV0打气完毕时,储液筒内药液上方的气体体积为:V2V,压强为:p23 atm打气过程为等温变化,所以:p1V1p2V2代入数据解得:n20。(2)打开喷雾头开关K直至储液筒内外气压相同时,设储液筒上方气体的体积为V3,此过程为等温变化,所以:
15、p3V3p2V2代入数据解得:V33V26 L所以喷出的药液的体积VV3V24 L。10. 两个相同的薄壁型汽缸A和B,活塞的质量都为m,横截面积都为S,汽缸的质量都为M,汽缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开汽缸。将汽缸B的活塞跟汽缸A的汽缸筒底用细线相连后,跨过定滑轮,汽缸B放在倾角为30的光滑斜面上,汽缸A倒扣在水平地面上,汽缸A和B内装有相同质量的同种气体,体积都为V0,温度都为27 ,如图所示,此时汽缸A的汽缸筒恰好对地面没有压力。设汽缸内气体的质量远小于活塞的质量,大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍。(1)若使汽缸A的活塞对地面的压力为0,汽缸A内气体的温度是多少度?(2)若使汽缸B中的气体体积变为V0,汽缸B内的气体的温度是多少度?答案(1)160.5 (2)63 解析(1)对汽缸A有:pASFTMgp0S,对汽缸B和活塞组成的整体有:FT(Mm)gsin30且,p0S1.5mg联立并代入数据可得:pA