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1、2015 高三物理 热学 一、单项选择题（每小题 3 分，共 15 分，每小题只有一个选项符合题意）1下列说法中正确的是（）A布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动 B从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小 C对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到 D热量只能由高温物体传递给低温物体 2关于密闭容器中气体的压强，下列说法中正确的是（）A是由于气体分子相互作用产生的 B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的 C是由于气体的重力产生的 D.气体温度越高，压强就一定越大 3如图所示，绝热隔板 K 把绝热的气缸分成体积相等的两部分，K 与气缸壁的接触是光滑的.两部
2、分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体 a 和 b.气体分子之间相互作用势能可忽略.现通过电热丝对气体 a 加热一段时间后，a、b 各自达到新的平衡，下列说法中错误的是（）Aa 的体积增大了，压强变小了 Bb 的温度升高了 C加热后 a 的分子热运动比 b 的分子热运动更激烈 Da 增加的内能大于 b 增加的内能 4一个绝热气缸，气缸内气体与外界没有热交换，压缩活塞前缸内气体压强为 p，体积为V，现用力将活塞推进，使缸内气体体积减小到2V，则气体的压强（）A等于 2p B.大于 2p C.小于 2p D.等于2p 5对于一定量的理想气体，下列论述中正确的是（）A当分子热运动变剧烈时，压强必变
3、大 B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D.当分子间的平均距离变大时，压强必变小 二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 分，每小题有多个选项符合题意）6关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（）A只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积 B悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显 C 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势 D一定温度下，饱和汽的压强是一定的 7下列关于温度的说法中正确的是（）A绝对湿度大，相对湿度一定大 B相对湿度是 100%，表明在当时
4、温度下，空气中水汽已达饱和状态 C相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和 D露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化的缘故 8下列说法中正确的是（）A水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定要增大 C两个相同的半球壳物合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现 D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现 9下列情况可能发生的是（）A气体体积增大，压强减小，温度不变 B.气体体积增大，压强增大，温度降低 C绝热容器中的气体被压缩后温度不变 D
5、.绝热容器中的气体膨胀后温度降低 三、计算或论述题（本题共 6 小题，共 81 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）10（16 分）如图所示，一位同学将一个用水柱封闭的玻璃瓶，放入热水中（如图所示），发现水柱向右移动，试用分子动理论解释这个现象.小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等的两部
6、分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变11（15 分）如图封闭端有一段长 40cm 的空气柱，左右两边水银柱的高度差是 19cm，大气压强为 76cmHg，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入多少厘米长的水银柱？12（14 分）水在 1 个标准大气压下沸腾时，汽化热为 L=2264J/g，
7、这时质量 m=1g 的水变为水蒸气，其体积由 V1=1.043cm3变为 V2=1676cm3，在该过程中水增加的内能是多少？13（15 分）如图所示，在一根一端封闭的粗细均匀的细玻璃管中有一小段水银柱，封闭着一定质量的空气，现在要用它测定大气压，那么（1）还需要什么器材？（2）说明实验的主要步骤：（3）用实验中测量的物理量列出大气压的表达式.小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等
8、的两部分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变14（14 分）某学校物理兴趣小组组织开展一次探究活动，想估算地球周围大气层空气的分子个数.一学生通过网上搜索，查阅得到以下几个几个物理量数据：已知地球的半径 R=6.4106m，地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2，大气压强 p0=1.0 1
9、05Pa，空气的平均摩尔质量M=2.910-2kg/mol，阿伏加德罗常数 NA=6.0 1023个/mol.（1）这位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗？若能，请说明理由；若不能，也请说明理由.（2）假如地球周围的大气全部液化成水且均匀分布在地球表面上，估算一下地球半径将会增加多少？（已知水的密度=1.0 103kg/m3）15（15 分）根据光的散射知识我们知道，从太阳发出的白光在空中经微粒散射后射向地面，在地面上的人看天空时，看到的是散射光.如果空中的微粒直径比光的波长小得多，散射光的强度跟光的波长的四次方成反比.在雨过天晴后的白天，由于空中的微粒很小，太阳发出的
10、可见光中蓝、紫光的波长最短，被散射得最明显，所以看到的天空呈蓝色.当空中悬浮的微粒直径 d 与入射光的波长5.0d之比时，不同色光散射强度与波长关系不大，所以在空中悬浮微粒较大时，即使是在天气好的白天我们也很难看到蓝天.晴天的条件下发生沙尘暴时，我们不能看到蓝天就是这个原因.（1）请列举沙尘暴给人们的工作和生活所带来的危害.(至少两条)（2）若在晴朗的白天出现了沙尘天气，使得天空不再呈蔚蓝色，设可见光的平均波长为7100.5m，求沙尘天气时空中悬浮微粒的直径 d 至少多大？（3）沙尘暴使空气中的悬浮微粒最大浓度达到 5.8 10-6kg/m3，悬浮微粒的密度=2.0 103kg/m3，其中直径
11、小于 10-4m的悬浮微粒称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大.北京地区出现上述沙尘暴时，设悬浮微粒中总质量的501为可吸入颗粒物，并认为所有呆吸入颗粒物的平均直径 d=5.0 10-8m，求 1.0m3的空气中所含可吸入颗粒物的数量 n 是多少？（计算时把可吸入颗粒物视为球形，计算结果保留一位有效数字）（4）没有沙尘暴时，风能是可以利用的清洁能源，利用风力发电机发电就是利用风能的有效途径.已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为=40%，空气的密度为=1.3kg/m3，某风力发电机风车的有效受风面积 S=5.0m2，此风力发电机在风速为 v=10m/s时的输出电功率为多大？小颗粒内部分
12、子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等的两部分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变单元练
13、 11 热学 1 C 解析 布郎运动反映了悬浮小颗粒外部液体分子在不停地无做无规则的热运动，A 错；分子间的作用力随距离的增大而减小，B 错；C 是热力学第三定律内容，正确；热量不能自发地由低温物体传给高温物体，但在消耗其他形式能量时可以做到，因 D错.2B 3A 解析 电热丝对气体 a 加热后气体 a 膨胀对绝热隔板做功，因气缸绝热，所以气体 b 温度升高，内能增大，压强也增大，稳定后与气体 a 压强相等，因此a 的压强增大，由于 a 和 b 质量相同，而 a 后来的体积比 b 的大，所以 a 的末温度比 b 的更高，CD正确.A 错误.4B 5 B 解析 一定质量的理想气体的压强，微观上是
14、由分子热运动的平均动能和单位体积内的分子数（即选项中的分子平均距离）这两个因素共同决定.6BD 7 BCD 解析 相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，所以 A错，BC对；当绝对湿度不变的情况下，温度降低，饱和汽压降低，所以相对湿度变大，当达到饱和以后，随着温度的继续降低，水蒸气将液化为水，即露水，若此时温度低于零摄氏度，则为霜.8AD 解析 固体液体难压缩，说明分子间有斥力，铁棒难以拉伸说明分子间有引力，而气体分子间的作用力几乎为 0.9AD 10 由题意可知，在实验过程中封闭的气体压强保持不变.玻璃瓶放入热水中时，气体的温度升高，分子的平均速度增大了，要保持压强不变
15、，只有使一定时间内撞击单位面积容器壁的分子减少，也就是使气体分子密集程度减小，即气体的体积增大.所以水柱向右移动.1139cm 12在 1g 水汽化的过程中吸收的热量为 Q=mL=1 2264J.水气在 1 标准大气压下做等丈夫膨胀，对外界所做的功为 W=p0(V2-V1)=170J 根据热力学第一定律，增加的内能 U=Q+W2094J 13（1）还需要用刻度尺.（2）实验的主要步骤是：将细玻璃管水平放置，用刻度尺量出水银柱长 h(cm)和封闭空气柱长 l1（cm）；将细玻璃管开口向上竖直放置，用刻度尺量出封闭空气柱长 l2(cm).小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子
16、间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等的两部分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变（3）设 玻 璃 管 的 截 面 积 S，两 种 情
17、况 下 空 气 的 状 态 参 量 分 别 为p1=p0,V1=l1S,p2=p0+h(mmHg),V2=l2S 由玻意耳定律：p0l1S=(p0+h)l2S 得大气压为2110llhlp.14（1）能 因为大气压强是由大气重力产生的，由gpRmRmgSmgp022044得把查阅得到的数据代入上式得，m=5.21018kg 大气层空气的分子数为个44101.1 ANMmn（2）液体后空气的体积315102.5mpmv 设大气液化后液体水分布在地球表面上时，地球半径增加h，则有VRhR3334)(34 得VhRhhR4333322，考虑到h 远小于R，忽略h 的二次项和三次项得 .1042mRV
18、h 15（1）“沙尘暴”极大地污染空气、环境、食物、水源，影响大气能见度和交通，危害庄稼、牲畜、植被、精密仪器，干扰无线电通讯和传播疾病等（2）根据题给信息可知，当空中悬浮的微粒的直径 d 与射光的波长之比5.0d时，天空不再呈蔚蓝色，所以 d0.5=2.5 10-7m，即沙尘的直径至少为 2.510-7m（3）当在沙尘暴天气时，1m3的空气中所含有悬浮微粒的总体积为其中可吸入的颗粒物的体积为 V39109.2mm其中可吸入颗粒物的体积为50VV=5.8 10-11m3，每一个可吸入颗粒物的平均体积为V0=332331,105.66mmd的空气中所含有可吸入颗粒物的总量为N=110109.8V
19、V（个），所以 1.0cm3的空气中所含有可吸入颗粒物的数量为个5610910Nn 小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等的两部分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体
20、体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变（4）1s 内吹到风车上的空气的体积为 V=Sv，这些空气所具有的动能为E22Vvk，风车发电机输出的电功率为WVvEPk32103.12 小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动从平衡位置开始增大分子间距离分子间的引力将增大斥力将减小对大量事实的分析表明热力学零度不可能达到热量只能由高温物体传递给低温物体关于密闭容器中气体的压强下列说法中正压强就一定越大如图所示绝热隔板把绝热的气缸分体积相等的两部分与气缸壁的接触是光滑的两部分中分别盛有相同质量相同温度的同种气体和气体分子之间相互作用势能可忽略现通过电热丝对气体加热一段时间后各自达到新的平内能大于增加的内能一个绝热气缸气缸内气体与外界没有热交换压缩活塞前缸内气体压强为体积为现用力将活塞推进使缸内气体体积减小到则气体的压强等于大于小于等于对于一定量的理想气体下列论述中正确的是当分子热运动变