高考物理大一轮复习方案第13单元 选修33 热学Word文档格式.docx

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E．布朗运动既能在液体中发生，也可在气体中发生

5．2016·

辽宁实验中学三校联考]关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是________．

A．若分子间距离为r0时，分子间作用力为零，则在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力

B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零

C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小

D．分子间距离越大，分子间的斥力越小

E．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢

技能提升

6．图K322为两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是________．

图K322

A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r1时，分子间势能Ep最小

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功

E．当r大于10r2时，分子间的作用力可忽略不计

7．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏伽德罗常数为NA.已知1克拉＝0.2克，则________．

A．a克拉钻石所含有的分子数为

B．a克拉钻石所含有的分子数为

C．每个钻石分子直径的表达式为

（单位为m）

D．每个钻石分子直径的表达式为

E．每个钻石分子的质量为

8．2016·

宁夏石嘴山三中期末]关于分子间的作用力，下列说法正确的是________．

A．分子之间的斥力和引力同时存在

B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小

C．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功

D．分子之间的距离减小时，分子力一直做负功

E．分子之间的距离增加时，可能存在分子势能相等的两个点

9．2016·

南昌二中、临川一中联考]下列说法中正确的是________．

A．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多

B．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均速率大

C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大

D．处于热平衡的两物体的内能一定相等

E．物体运动得越快，内能不一定越大

10．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜形状如图K323所示．若每一小方格的边长为25mm，则图中油酸膜的面积为________m2；

每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________m3；

根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．（计算结果均保留两位有效数字）

图K323

11．已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6.02×

1023mol－1.若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．（结果保留一位有效数字）

挑战自我

12．2016·

郑州模拟]很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，这是因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，且使用寿命是普通灯的5倍，但是耗电量仅是普通灯的一半．若氙气充入灯头后的体积V＝1.6L，氙气密度ρ＝6.0kg/m3.已知氙气的摩尔质量M＝0.131kg/mol，阿伏伽德罗常数NA＝6×

1023mol－1.试估算：

（结果均保留一位有效数字）

（1）灯头中氙气分子的总个数；

（2）灯头中氙气分子间的平均距离．

课时作业（三十三）

1．2016·

贵州遵义航天中学模拟]关于固体与液体，下列说法正确的是________．

A．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体表面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势

B．液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性

C．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体

D．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为组成它们的微粒能够形成不同的空间结构

E．所有晶体都有确定熔点

2．2016·

日照模拟改编]某一密闭容器中密封着一定质量的某种气体，气体分子间的相互作用力表现为引力．下列关于该气体的说法中正确的是________．

A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力

B．若气体膨胀对外界做功，则分子势能一定增大

C．若气体被压缩，外界对气体做功，则气体内能一定增加

D．若气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功，则气体分子的平均动能一定减小

E．若气体的内能不变，其状态可能变化

青岛模拟]下列说法中正确的是________．

A．随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到－280℃

B．随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体

C．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%

D．无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现

E．做功和热传递在改变物体内能上是等效的

东北三省四市联考]下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是________．

A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律

B．能量耗散过程中能量不守恒

C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律

D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

5．一定质量理想气体的状态经历了如图K331所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与横轴平行，da与bc平行，则下列说法正确的是________．

图K331

A．a→b过程中气体体积不断增加

B．b→c过程中气体体积保持不变

C．c→d过程中气体体积不断增加

D．d→a过程中气体体积保持不变

E．b→c→d过程中气体的内能不断减小

图K332

6．如图K332所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，活塞达到新的平衡状态，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是________．

A．气体A吸热，内能增加

B．气体B吸热，对外做功，内能不变

C．气体A分子的平均动能增大

D．气体A和气体B内每个分子的动能都增大

E．气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少

7．2016·

安徽六安一中综合训练]如图K333所示，上端封闭，下端开口内径均匀的玻璃管，管长L＝100cm，其中有一段长h＝15cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管竖直放置时，封闭气柱A的长度LA＝50cm，现把开口端向下插入水银槽中，直至A端气柱长L′A＝37.5cm为止，这时系统处于静止状态，已知大气压强p0＝75cmHg，整个过程中温度保持不变，试求槽内水银进入管内的长度．

图K333

黑龙江牡丹江一中期末]如图K334所示pV图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；

气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J.

（1）在ACB过程中气体的内能如何变化？

变化了多少？

（2）在BDA过程中气体吸热还是放热？

吸收或放出的热量是多少？

图K334

哈尔滨六中期末]把一定质量的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于气缸底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动，整体放在冰水混合物中．取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上．沙子倒完时，活塞下降了

.再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，外界的压强和温度始终保持不变，则第二次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度是多少？

若在第二次倒沙子的过程中外界对气体做功145J，则封闭气体吸热还是放热？

10．2016·

湖北黄冈质量检测]如图K335所示，一个质量为m的T形活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部h0处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），细管内装有一定量水银，初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1.5h0，U形管两边水银柱存在高度差．已知水银密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g.

（1）通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平？

（2）从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化．

图K335

参考答案（作业手册）

1．ACE　解析]扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，选项A正确；

布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是液体分子的运动，选项B错误；

分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子间距增大时，引力和斥力均减小，选项C正确；

物体的温度越高，分子运动越激烈，分子平均动能越大，并非每个分子的动能都一定越大，选项D错误；

两个铅块压紧后，由于分子间存在引力，所以能连在一起，选项E正确．

2．BCE　解析]布朗运动是由于悬浮的微粒受到来自各个方向液体分子的不平衡撞击而形成的，故布朗运动是液体分子热运动的反映，悬浮微粒越小，布朗运动越明显，选项A错误，选项B、C正确；

分子间的引力可以大于斥力，也可以小于斥力，选项D错误；

分子间同时存在引力和斥力，选项E正确．

3．ABE　解析]已知氢气的摩尔质量，只有知道氢气的摩尔体积，才能计算出氢气的密度；

由氢气分子的质量除以氢气分子的体积求出的是氢气分子的平均密度，不是氢气的密度；

由氢气分子的质量及阿伏伽德罗常数可得氢气的摩尔质量，又已知氢气的摩尔体积，可计算出氢气的密度．综上所述选项A、B、E符合题意．

4．BDE　解析]布朗运动不是分子的无规则运动，是悬浮在液体中的微粒做的无规则的运动，而微粒是由成千上万个微粒分子组成，不是单个分子在运动，故布朗运动记录的是微粒的运动情况．故A错误，B正确．微粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故C错误，D正确．布朗运动既能在液体中发生也可在气体中发生，故E正确．

5．ADE　解析]分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离小于平衡距离时表现为斥力，当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，在10r0距离范围内，分子间总存在相互作用的引力，故A正确．设分子平衡距离为r0，分子间距离为r，当r>

r0时，分子力表现为引力，分子间距离越大，分子势能越大；

当r<

r0时，分子力表现为斥力，分子间距离越小，分子势能越大，故当r＝r0时，分子力为0，分子势能最小．由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子间距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故B错误，C错误．分子间同时存在引力和斥力，两个分子间的距离变大的过程中，分子斥力与分子引力都减小，分子间引力变化总是比斥力变化慢，故D、E正确．

6．BDE　解析]由图像可知分子间距离为r2时分子势能最小，r2是分子的平衡距离，当0＜r＜r2时，分子力表现为斥力，当r＞r2时分子力表现为引力，选项A错误；

r1时，分子间的作用力表现为斥力，选项B正确；

当r＝r2时，分子间的作用力为零，分子势能最小，选项C错误；

在r由r1变到r2的过程中，分子力表现为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，选项D正确；

当r大于10r2时，分子间的作用力非常小，可忽略不计，选项E正确．

7．ACE　解析]a克拉钻石的物质的量（摩尔数）为n＝

，所含分子数为N＝nNA＝

，选项A正确；

钻石的摩尔体积V＝

（单位为m3/mol），每个钻石分子体积为V0＝

＝

（单位为m3），设钻石分子直径为d，则V0＝

π

3，联立解得d＝

（单位为m），选项C正确；

根据阿伏伽德罗常数的意义知，每个钻石分子的质量m＝

，选项E正确．

8．ABE　解析]分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现斥力，故A正确．分子间存在引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增加而减小，故B正确．当两分子之间的距离大于r0时，分子力为引力，相互靠近时分子力做正功；

当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故C、D错误．当两分子之间的距离等于r0时，分子势能最小；

从该位置起增加或减小分子间距离，分子力都做负功，分子势能增加，故分子之间的距离增大时，可能存在分子势能相等的两个点，故E正确．

9．ACE　解析]物体的内能与物体的温度、体积、状态及物质的量都有关系，故温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，选项A正确；

温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，但是平均速率不一定大，选项B错误；

物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大，选项C正确；

处于热平衡的两物体的温度相同，但是内能不一定相等，选项D错误，物体的内能跟物体的机械能没有关系，选项E正确．

10．4.4×

10－2　1.2×

10－11　2.7×

10－10

解析]轮廓包围约71个方格，则油酸膜的面积

S＝71×

（2.5×

10－2）2m2＝4.4×

10－2m2.

每滴溶液中含纯油酸的体积

V＝

×

m3＝1.2×

10－11m3.

油酸分子直径d＝

m＝2.7×

10－10m.

11．3×

1022（个）

解析]潜水员在岸上呼吸一次吸入空气的质量m1＝ρ1V

在海底呼吸一次吸入空气的质量m2＝ρ2V

质量之差Δm＝m2－m1＝（ρ2－ρ1）V

设空气的摩尔质量为M，则

物质的量之差Δn＝

分子数之差ΔN＝ΔnNA＝

代入数据解得ΔN＝3×

1022（个）．

12．

（1）4×

1022（个）　

（2）3×

10－9m

解析]

（1）设氙气的物质的量为n，则n＝

氙气分子的总数N＝nNA＝

NA≈4×

（2）设分子间平均距离为a，则有V0＝a3

V＝NV0

解得a＝

≈3×

10－9m.

1．BDE　解析]由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，液体表面具有收缩的趋势，选项A错误；

液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，选项B正确；

多晶体不具有规则几何形状，单晶体有固定形状，而多晶体没有固定形状，选项C错误；

晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，选项D正确；

晶体与非晶体的区别就是有确定的熔点，选项E正确．

2．BDE　解析]气体压强是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部有作用力，选项A错误；

若气体膨胀对外界做功，分子之间的距离增大，需要克服气体分子之间的引力做功，则分子势能一定增大，选项B正确；

气体被压缩，外界对气体做功，若气体同时对外界放出热量，则气体内能不一定增加，选项C错误；

若气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功，气体的内能不变，而分子势能一定增大，则气体分子的平均动能一定减小，选项D正确；

气体的内能不变，不能说明温度不变，如果温度改变，气体状态发生变化，选项E正确．

3．BDE　解析]热力学温度的0K是永远不能达到的温度，0K＝－273.15℃，选项A错误；

热量不能够自发地从低温物体传到高温物体，但是在消耗其他能量的前提下，热量可以从低温物体传到高温物体，比如冰箱、空调，故选项B正确；

在不产生其他影响的前提下，任何热机都不可能使燃料燃烧释放的热量完全转化为机械能，选项C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，故不可能实现，选项D正确；

做功和热传递是改变物体内能的两种方式，在改变物体的内能上是等效的，选项E正确．

4．ADE　解析]第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，选项A正确；

能量耗散过程中能量仍是守恒的，选项B错误；

电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，选项C错误；

能量耗散具有方向性，选项D正确；

物体在引起其他变化时可以从单一热源吸收热量并全部用于做功，选项E正确．

5．ABE　解析]bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，气体体积在b→c过程中保持不变，选项B正确；

ab是等温线，a→b过程中压强减小，则气体体积增大，选项A正确；

cd是等压线，c→d过程中温度降低，则气体体积减小，选项C错误；

连接aO交cd于e点，则ae是等容线，即Va＝Ve，因为Vd<

Ve，所以Vd<

Va，选项D错误；

b→c→d过程中气体的温度不断降低，质量一定的理想气体的内能随温度的降低而减小，选项E正确．

6．ACE　解析]气体A做等容变化，W＝0，根据ΔU＝W＋Q可知气体A吸收热量，内能增加，温度升高，气体A分子的平均动能变大，但不是每个分子的动能都是增加的，选项A、C正确，选项D错误；

因为中间是导热隔板，所以气体B吸收热量，温度升高，内能增加但压强不变，故体积变大，气体对外做功，选项B错误；

气体B温度升高，分子平均动能增加，压强不变，所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，选项E正确．

7．19.9cm

解析]对A部分气体，由玻意耳定律有

pALAS＝p′AL′AS，pA＝60cmHg

解得：

p′A＝

cmHg＝80cmHg

同理pBLBS＝p′BL′BS

pB＝p0＝75cmHg

p′B＝95cmHg

LB＝35cm

L′B＝

cm＝27.6cm

Δh＝L－L′A－h－L′B＝（100－37.5－15－27.6）cm＝19.9cm

8．

（1）气体的内能减少　690J　

（2）吸收热量　490J

解析]

（1）ACB过程中：

W1＝－280J，Q1＝－410J

由热力学第一定律：

UB－UA＝W1＋Q1＝－690J

气体内能的减少量为690J.

（2）BDA过程中气体内能变化量

UA－UB＝690J

由题知：

W2＝200J

UA－UB＝W2＋Q2

Q2＝490J

即气体吸收的热量为490J.

9．0.6h　放热　145J

解析]设大气压强为p0，一小盒沙子对活塞产生的压强为p，由玻意耳定律得

p0h＝（p0＋p）h－

再加相同质量的一小盒沙子后，气体的压强变为p0＋2p.设第二次加沙子后，活塞的高度为h′，由玻意耳定律得

p0h＝（p0＋2p）h′

联立以上两式解得h′＝0.6h

气体等温压缩，内能不变，外界对气体做功，故气体一定放出热量；

根据热力学第一定律，有

ΔU＝W＋Q

故Q＝－W＝－145J，“－”表示气体放出热量．

10．

（1）

（2）0.3p0＋

h0S－Q

解析]

（1）初态时，对活塞受力分析，可求气缸内气体压强p1＝p0＋

体积V1＝1.5h0S，温度T1＝T0

要使两边水银面相平，气缸内气体的压强p2＝p0

此时活塞下端一定与气缸底接触，V2＝1.2h0S

设此时温度为T2，由理想气体状态方程有

解得T2＝

.

（2）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功

W＝p1ΔV＝p0＋

0.3h0S

由热力学第一定律有ΔU＝W－Q

解得ΔU＝0.3p0＋

h0S－Q.