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1、专题十三热学模拟试题考点一 分子动理论1.(2013泉州市3月质检)关于热现象,下列说法中正确的是()A.热量不能从低温物体传到高温物体B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动C.当分子间相互作用表现为斥力时,分子间距离越大则分子势能越大D.当分子间相互作用表现为引力时,分子间距离越大则分子势能越大解析:在没有外界影响的情况下,热量才不能从低温物体传到高温物体,选项A错误;布朗运动是固体小颗粒的运动,它间接地反映了周围液体分子的无规则热运动,选项B错误;当分子间相互作用表现为斥力时,随着分子间距离的增大,分子力做正功,分子势能减小,选项C错误;当分子间相互作用表现为引力时,分子间距离增大,分子力
2、做负功,分子势能增大,选项D正确.答案:D2.(2012淄博市一模)以下说法正确的是()A.当分子间距离增大时,分子间作用力减小,分子势能增大B.某固体物质的摩尔质量为M,密度为,阿伏加德罗常数为NA,则该物质的分子体积为V0=C.液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性D.自然界发生的一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生解析:当分子间距离小于平衡位置距离的情况下,分子间表现为斥力,若分子间距离增大,分子力做正功,分子势能减小,故选项A错.固体物质的摩尔体积V=,固体分子间的空隙很小,则该物体的分子体积V0=,故选项B错.液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的各
3、向异性,故选项C对.自然界发生的一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程不是都能自然发生,例如热量不能自发地从低温物体传到高温物体,故选项D错.答案:C3.(2012宿迁市模拟)某种油的密度为,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.将其中1滴滴在水面上,形成面积为S的单分子油膜.试估算:(1)阿伏加德罗常数;(2)其中1滴油滴含有的分子数.解析:(1)油分子的直径为d=,1摩尔油的体积为Vmol=,所以阿伏加德罗常数为NA=.(2)1滴油含有的分子数为N=.答案:(1) (2)考点二 气体实验定律理想气体4.(2013湖北省八市高三3月联考)一定质量理想气体的状态变化如图所
4、示,则该气体() A.状态b的压强大于状态c的压强B.状态a的压强大于状态b的压强C.从状态c到状态d,体积减小D.从状态a到状态c,温度不变解析:在VT图中VT图线是通过原点的倾斜直线,压强p大时斜率小,所以pbpc,选项A正确,B错误;从状态c到状态d,气体体积增大,选项C错误;从状态a到状态c,气体体积不变,温度升高,选项D错误.答案:A5.(2012南昌市一模)对一定质量的理想气体,下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体温度越高,每个气体分子的热运动就越剧烈C.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的D.当气体膨胀时,气体的内能一定减少解析:气
5、体分子间的距离很大,所以气体的体积不是所有气体分子的体积之和,故选项A错.气体温度越高,气体分子的热运动越剧烈,但某一分子的热运动不一定剧烈,故B错.气体对容器的压强是由大量气体分子对容器不断碰撞而产生的,故选项C对.气体膨胀时,对外做功,因为不知热传递的情况,所以气体内能不一定减少,故选项D错.答案:C6.(2013湖南省十二校高三第一次联考)如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中.开启上部连通左右水银的阀门A,当温度为300 K平衡时水银的位置如图(h1=h2=5 cm,L1=50 cm,),大气压为75 c
6、mHg.求: (1)右管内气柱的长度L2;(2)关闭阀门A,当温度升至405 K时,左侧竖直管内气柱的长度L3.解析:(1)左管内气体压强:p1=p0+h2=80 cmHg,右管内气体压强:p2=p1+h1=85 cmHg,设右管内外液面高度差为h3,则p2=p0+h3,得h3=10 cm,则L2=L1-h1-h2+h3=50 cm.(2)设玻璃管截面积S,对左侧管内的气体:p1=80 cmHg,V1=50S,T1=300 K.当温度升至405 K时,设左侧管内下部的水银面下降了x cm,则有p2=(80+x) cmHg,V2=L3S=(50+x)S,T2=405 K,依=代入数据,解得x=1
7、0 cm.所以左侧竖直管内气柱的长度L3=60 cm.答案:(1)50 cm(2)60 cm7.(2013南昌市高三第一次模拟)一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内如图所示.活塞的质量为30 kg,截面积为S=100 cm2,活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气.开始时气缸水平放置,连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度L0=50 cm.经测量,外界气温为t=27 ,大气压强为p0=1.0105 Pa,将气缸从水平位置缓慢地竖直立起,稳定后活塞下降了10 cm;再对气缸内气体逐渐加热,若活塞上升30 cm(g取10 m/s2),求:(1)弹簧的劲度系数;(2
8、)气缸内气体达到的温度.解析:(1)气缸水平放置时,由于活塞处于平衡状态,有p1S=p0S,则p1=p0=1.0105 Pa,V1=L0S,将气缸竖直放置稳定后,缸内气体压强为p2,体积为V2,设弹簧的劲度系数为k,则p2=p0+,V2=(L0-L1)S气缸缓慢移动意为温度不变,根据玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据可解出k=500 N/m.(2)对气体缓慢加热后,活塞上升30 cm,气体温度为T3,压强为p3,体积为V3,则p3=p0+,V3=(L0+L2-L1)S,T1=300 K.由气态方程=,可解出T3=588 K.答案:(1)500 N/m(2)588 K考点三 内能热力学定律8
9、.(2013泉州市3月质检)“温泉水滑洗凝脂,冬浴温泉正当时”,在寒冷的冬天里泡一泡温泉,不仅可以消除疲劳,还可扩张血管,促进血液循环,加速人体新陈代谢.设水温恒定,则温泉中正在缓慢上升的气泡()A.压强增大,体积减小,吸收热量B.压强增大,体积减小,放出热量C.压强减小,体积增大,吸收热量D.压强减小,体积增大,放出热量解析:气泡上升过程中温度不变,内能不变,pV=常数.随着气泡的上升,压强减小,体积增大,对外做功,吸收热量,选项C正确.答案:C9.(2013深圳市一模)下列说法正确的是()A.液体中悬浮的微粒越大,布朗运动越显著B.两分子间距离增大时,分子间引力增大,斥力减小C.第二类永动
10、机不可能制成,因为它违反能量守恒定律D.由热力学第二定律可知,热机效率不能达到100%解析:液体中悬浮微粒的布朗运动是由周围液体分子的不平衡碰撞作用造成的,微粒越大布朗运动越不明显,选项A错误;随着两分子间距离的增大,分子间引力和斥力都减小,选项B错误;第二类永动机不可能制成,因为它违反了热力学第二定律,选项C错误.答案:D10.(2012漳州市一模)一定质量的理想气体从外界吸收100 J热量,同时对外做功80 J,下列说法正确的是()A.气体体积膨胀,内能增加20 JB.气体体积减小,内能增加20 JC.气体体积膨胀,内能减少20 JD.气体体积减小,内能减少20 J解析:因气体对外做功,所
11、以气体体积膨胀,由热力学第一定律有U=Q+W=20 J,内能增加20 J,故选项A对.答案:A11.(2013济宁市一模)一定质量的理想气体经历了从ABC温度缓慢升高的变化过程,如图所示,从AB过程的pT图像和从BC过程的VT图像各记录了其部分变化过程,试求:(1)从AB过程外界对气体(填“做正功”、“做负功”或“不做功”);气体将(填“吸热”或“放热”).(2)气体在C状态时的压强.解析:(1)从AB过程气体体积不变,不做功;气体温度升高吸收热量.(2)从BC过程: =,代入数据有=,解得pC=1.25105 Pa.答案:(1)不做功吸热(2)1.25105 Pa12.(2011浙江省诸暨中
12、学高三模拟)(1)实验室内,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),活塞的质量为m,气缸内部的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如图(甲)所示.在此过程中,若大气压强恒为p0,室内的温度不变,水的密度为,重力加速度为g,则图(乙)中能反映密闭气体状态变化过程的是.(2)题(1)中若初始时,活塞离气缸底部的高度为H,则活塞下降的高度为多少?此过程中气缸内气体吸热还是放热,说明理由.解析:(1)气缸的导热性能良好,所以在此过程中,气体温度不变.水缓慢滴注在活塞上,压缩气体,气体体积减小,压强增大,选项A正确.(2)以气
13、缸内封闭气体为研究对象,开始时,气体体积为SH,气体压强为p0+mg/S,水缓慢滴到活塞上后,气体压强为p0+(m+Sh)g/S,设活塞下降的高度为h,则气缸内封闭气体体积变为S(H-h),由玻意耳定律,等温过程中理想气体的压强与体积的乘积不变,可得(p0+mg/S)SH=p0+(m+Sh)g/SS(H-h),解得h=;外界对气缸内气体做功,而气缸内气体温度不变即内能不变,所以气缸内气体要放出热量.答案:(1)A(2) 放出热量理由见解析考点四 固体和液体13.(2013青岛二中检测)科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验.把锂、铝、钛等轻金属
14、放在一个石英瓶内,用太阳能将这些金属熔化成液体,然后在熔化的金属中充进氢气,使金属内产生大量气泡,金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属.下列说法中正确的是()A.失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用B.失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束C.在金属液体冷凝过程中,气泡收缩变小,外界对气体做功,气体内能增大D.泡沫金属物理性质各向同性,说明它是非晶体解析:液态金属呈现球状是由于液体表面存在表面张力,选项A错,选项B对;金属液体冷凝过程中,气泡收缩变小,温度降低,内能减小,选项C错误;泡沫金属属于多晶体,选项D错误.答案:B14.(2012襄
15、阳市一模)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性,非晶体是各向同性解析:玻璃是非晶体,故选项A错.晶体的分子排列是有规则的,故选项B对.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故选项C错.单晶体的分子排列有规则,物理性质表现为各向异性;多晶体是由单晶体杂乱无章地排列起来的,无规则,非晶体的分子排列也是无规则的,所以物理性质表现为各向同性,故选项D错.答案:B15.(2011汕头中学高三模拟)下列说法正确的是()A.知道某种物质
16、的质量和分子的质量可求出阿伏加德罗常数B.内能不同的物体,它们的分子热运动的平均动能不可能相同C.没有漏气、没有摩擦的理想热机,其效率也不可能是100%D.液晶既有液体的流动性,又有光学的各向同性解析:摩尔质量与分子的质量的比值为阿伏加德罗常数,但由物质质量和分子质量无法求得阿伏加德罗常数,选项A错误;物体内能包括分子的动能和分子的势能,内能不同的物体,分子热运动的平均动能可能相同,选项B错误;由热力学第二定律可知,没有漏气、没有摩擦的理想热机,也会向周围散失热量,效率不可能是100%,选项C正确;液晶既有液体的流动性,又有某些晶体的性质,具有光学的各向异性,选项D错误.答案:C16.(2013苏北三市(徐州、淮安、宿迁)高三第二次调研考试)如图(甲)所示是一平面上晶体物质微粒的排列情况,图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同,由此得出晶体具有的性质.如图(乙)所示,液体表面层分子比较稀疏,分子间距离大于分子平衡距离r0,因此表面层分子间作用表现为.解析:非晶体在物理性质上是各向同性,晶体中的单晶体在某种物理性质上具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性.分子间存在相互作用的引力和斥力,当分子间距离大于分子平衡距离r0时,分子力的合力表现为引力.答案:各向异性引力6