物理期末复习热学33练习CWord文档格式.docx

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10－3m3的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出。

如果每次能打进2.5×

10－4m3的空气，要使喷雾器内药液能全部喷完，且整个过程中温度不变，则需要打气的次数至少是（　　）

A．17次B．18次C．19次D．20次

6．下列说法中正确的是（　　）

A．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力

B．液体的饱和汽压随温度的升高而增大

C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大

D．扩散现象与布朗运动的本质相同，都是分子的无规则热运动产生的

7．下列说法中错误的是（　　）

A.图甲中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻

璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重

力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在

吸引力

B．图乙中，表面层内分子间距离比液体内

部的大，是因为表面层内液体分子间的斥力较大

C．图丙中，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性

D．图丁中，猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化

8．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g，则可估算（　　）

A．地球大气层空气分子总数为

B．地球大气层空气分子总数为

C．空气分子之间的平均距离为

D．空气分子之间的平均距离为

9．对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变

B．该气体在压强增大的过程中，一定吸热C．该气体被压缩的过程中，内能可能减少

D．如果该气体与外界没有发生热量交换，则其分子的平均动能一定不变

10．气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其原理图如图所示。

座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。

航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。

假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体并没有对外做功，气体内能不变

B．B中气体可自发地全部退回到A中

C．气体温度不变，体积增大，压强减小

D．气体体积变大，气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少

11．回热式制冷机是一种极低温设备，制冷极限约50K。

某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程。

已知状态A、B的温度均为27℃，状态C、D的温度均为－133℃，下列判断正确的是（　　）

A．气体由状态A到状态B的过程，温度先升高后降低

B．气体由状态B到状态C的过程，内能保持不变

C．气体由状态C到状态D的过程，气体对外做功

D．气体由状态D到状态A的过程，其热力学温度与压强成正比

12．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，则（　　）

A．由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量

B．由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加

C．D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少

D．D状态与A状态，相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等

13．在“用油膜法估测分子的大小”的实验时，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，如图。

图中正方形小方格的边长为1cm，该油酸膜的面积是________m2，若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是7×

10－6mL，则油酸分子的直径是________m（计算结果保留一位有效数字）。

14．某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。

（1）每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。

已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d＝________。

（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（多选）________。

A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开

D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理

15．如图甲所示，内壁光滑的汽缸横截面积为S＝10cm2，内有两个质量可忽略不计的活塞a、b将汽缸分成高度均为h＝50cm的两部分。

两活塞之间拴有一轻质弹簧，劲度系数为k＝400N/m。

开始时，活塞a恰好与汽缸口相平，弹簧处于原长。

初始状态A、B两部分气体和外界的温度均为27℃。

活塞a是导热的，汽缸和活塞b是绝热的。

现在活塞a上轻放一质量为m＝20kg的重物。

待活塞稳定后，对B部分气体缓慢加热，使活塞a再次恰好与汽缸口相平，如图乙所示。

已知外界大气压强为p0＝1×

105Pa，重力加速度大小g＝10m/s2，求此时B部分气体温度。

16．如图所示，密闭性能良好的杯盖扣在盛有少量热水的杯身上，杯盖的质量为m，杯身与热水的总质量为M，杯盖的面积为S。

初始时，杯内气体的温度为T0，压强与大气压强p0相等。

因杯子不保温，杯内气体温度逐渐降低，不计摩擦，不考虑杯内水的汽化和水蒸气液化，重力加速度为g。

（1）求温度降为T1时杯内气体的压强p1；

（2）杯身保持静止，温度为T1时缓慢提起杯盖所需的力至少多大？

（3）温度为多少时，用上述方法提杯盖恰能将整个杯子提起？

17．如图甲所示为“⊥”形上端开口的玻璃管，管有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗细部分截面积分别为S1＝2cm2、S2＝1cm2。

封闭气体初始温度为451K，气柱长度为L＝22cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线，大气压强p0＝76cmHg。

求：

（1）h1和h2的值；

（2）若缓慢升高气体温度，升高到多少开尔文可将所有水银全部压入细管内？

18．一定质量的某种理想气体由状态A变化到状态C，其有关数据如图所示，且状态A的温度为T0。

已知理想气体的内能U与温度T的关系为U＝αT，其中α为正的常量。

（1）状态C时的温度TC；

（2）气体由状态B变化到状态C的过程中，放出的热量。

19．如图所示，一排球球内气体的压强为p0，体积为V0，温度为T0，用打气筒对排球充入压强为p0、温度为T0的气体，使球内气体压强变为3p0，同时温度升至2T0，充气过程中气体向外放出Q的热量，假设排球体积不变，气体内能U与温度的关系为U＝kT（k为正常数），求：

（1）打气筒对排球充入压强为p0、温度为T0的气体的体积；

（2）打气筒对排球充气过程中打气筒对气体做的功。

姓名：

13．________m2，________m14．

（1）d＝________。

（2）________。

15．

16．

17．

18．

19．

阶段检测（十四）答案

D解析：

设分子平衡距离为r0，分子距离为r。

当r＞r0时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；

当r＜r0时，分子力表现为斥力，分子距离越小，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，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，A、B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，分子间作用力的合力先减小后增大再减小，C错误，D正确。

B解析：

水的摩尔质量与一个水分子的质量的比值等于阿伏加德罗常数，故A正确；

布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到液体分子各个方向的撞击不平衡而产生的不规则的运动，微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，各个方向的撞击越趋向均衡，布朗运动越不明显，故B错误；

温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大，故C正确；

一定质量的理想气体等温压缩后，根据pV＝C知，其压强一定增大，故D正确。

液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故A正确；

根据麦克斯韦速率分布规律，当温度降低时，大部分液体分子的速率减小，但个别分子的速率可能增大了，故B正确；

在南方的梅雨季节，空气中的相对湿度较大，蒸发变慢，湿衣服不容易晾干，故C正确；

根据热力学第二定律，空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能，故D错误。

C解析：

第二类永动机没有违背能量守恒定律，而是违反了热力学第二定律，是不可能制成的，A错误；

空气中尘埃的运动是气流引起的，不是布朗运动，B错误；

在完全失重状况下，液滴由于表面张力使其表面积收缩至最小，呈球形，C正确；

单晶体的物理性质都表现为各向异性，多晶体的物理性质都表现为各向同性，D错误。

A．17次B．18次

C．19次D．20次

A解析：

要使药液全部喷出，则容器内的气体膨胀后应该占满整个容器，且压强不小于大气压，设当药液全部喷出时桶内空气的压强恰好等于大气压p0，此时打气的次数为n，以桶内原有气体和打入的气体整体为研究对象，初状态：

p1＝p0，V1＝V0＋n·

ΔV；

末状态：

p2＝p0，V2＝V桶；

由玻意耳定律有：

p1V1＝p2V2，解得：

n＝

＝

＝16.8≈17。

故选A。

不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，A错误；

温度升高时，液体分子的平均动能增大，单位时间里从液面飞出的分子数增多，原来的动态平衡被破坏，液体继续蒸发，蒸汽的压强继续增大，直至达到新的动态平衡，故液体的饱和汽压随温度的升高而增大，B正确；

做加速运动的物体，速度越来越大，但物体分子的平均动能不一定增大，因为分子的平均动能是由温度决定，与物体的宏观运动无关，C错误；

扩散现象和布朗运动的本质不同，D错误。

图甲中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子间存在引力，A正确；

图乙中，表面层内分子间距离比液体内部的大，所以表面层内液体分子间的引力较大，B错误；

图丙中，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C正确；

图丁中，猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化，D正确。

设大气层中气体的质量为m，由大气压强为p0有mg＝p0S，即m＝

，其中S＝4πR2，则地球大气层空气分子总数N＝

，A、B错误；

假设每个空气分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子之间的平均距离，设空气分子之间的平均距离为a，大气层中气体总体积为V，则a＝

，而V＝4πR2h，所以a＝

，故C错误，D正确。

B．该气体在压强增大的过程中，一定吸热

C．该气体被压缩的过程中，内能可能减少

AC解析：

由理想气体状态方程

＝C可知V缓慢增大时，当pV不变时则温度不变，A正确。

同理p增大时如果V减小且pV不变，则T不变，内能U不变，外界对系统做正功W，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q＝0，知Q为负，放出热量，B错误。

由

＝C，分析知V减小时T可能减小，即内能可能减小，C正确。

由ΔU＝W＋Q知，当Q＝0时，如果W≠0，则ΔU≠0，即温度变化，分子平均动能变化，D错误。

ACD解析：

由于气闸舱B内为真空，所以气体在扩散过程中不会对外做功，系统与外界没有热交换，所以气体内能不变，故A正确；

根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B错误；

理想气体内能不变，温度不变，由pV＝C可知，体积增大，压强减小，故C正确；

气体体积变大，分子数密度n减小，温度不变，分子平均动能不变，平均速率v不变，所以气体分子单位时间对座舱壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。

状态A、B的温度相等，根据

＝C，经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线，沿直线由A到B，pV先增大后减小，所以温度先升高后降低，A正确；

气体由状态B到状态C的过程，温度降低，内能减小，B错误；

气体由状态C到状态D的过程，体积增大，气体对外做功，C正确；

气体由状态D到状态A的过程，体积不变，根据

＝C，其热力学温度与压强成正比，D正确。

答案　ACD

解析　气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，知气体吸收热量，故A正确；

气体由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变，体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律知，气体从外界吸收热量，故B错误；

A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，所以D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故C正确；

根据动量定理知，F＝

，压强p＝

，所以p＝

，因为状态D和状态A压强相等，所以相等时间内气体分子对器壁单位面积的冲量相等，故D正确。

13．（6分）（2019·

重庆一诊）在“用油膜法估测分子的大小”的实验时，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板放在浅盘上并描画出油酸膜的轮廓，如图。

答案　1.16×

10－2（1.14×

10－2～1.18×

10－2均可）　6×

10－10

解析　采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：

面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；

把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径。

面积超过小正方形一半的正方形的个数为116（114～118均可），则油酸膜的面积约为S＝116×

10－4m2＝1.16×

10－2m2（1.14×

10－2m2～1.18×

10－2m2均可）；

油酸分子的直径d＝

m≈6×

10－10m。

答案　

（1）

（2）AC

解析　

（1）纯油酸的体积V等于油酸酒精溶液的体积乘以浓度，即：

V＝V0×

，油膜面积为S，则油酸分子直径大小的表达式为d＝

。

（2）根据d＝

，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，故A正确；

油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故B错误；

水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确；

计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算的面积S偏大，会导致计算结果偏小，故D错误。

答案　1350K

解析　对A部分气体，初状态有：

pA＝p0，VA＝hS

设末状态弹簧压缩量为Δx，则有：

VA′＝（h－Δx）S

由玻意耳定律得：

pAVA＝pA′VA′

对活塞a由平衡条件得：

pA′S＋kΔx＝p0S＋mg

解得：

Δx＝0.25m

对B部分气体，

初状态有：

pB＝p0，VB＝hS，TB＝300K

末状态有：

pB′＝p0＋

，VB′＝（h＋Δx）S

由理想气体状态方程得：

TB′＝1350K。

T1　

（2）p0S＋mg－

p0S

（3）T0－

解析　

（1）此过程为等容降温过程，