物理选修3-3专题训练

高二物理3-3模块练习题（2）1.下列说法正确的是（）A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映B.气体只所以产生压强，是由于分子间存在着斥力C.一些昆虫可以停在水面上，是由于表面张力作用的结果D.可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化2．一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，MN为一条直线，则气体从状态M到状态N的过程中（）A．温度保持不变B．温度先升高，后又减小到初始温度C．整个过程中气体对外不做功，气体要吸热D．气体的密度在不断减小3．以下说法中正确的是（）A．第一类永动机的思想违背了能量守恒定律，所以是不可能制成的B．气体体积等于各个气体分子的体积之和C．热力学温标的零度是－273.15℃，叫绝对零度D．一种液体能否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系5.关于分子间相互作用力的以下说法中，正确的是（）A.当分子间的距离r=r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力B.分子力随分子间的距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力C.当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表现为斥力D. 在任何情况下，分子间的引力和斥力是同时存在的6. 清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，这一物理过程中，水分子间的（）A 引力消失，斥力增大B 斥力消失，引力增大C 引力、斥力都减小D 引力、斥力都增大7.根据热力学定律判断下列说法中正确的是（ ）A 、热力学零度不可能达到B 、利用浅层和深层海水的温度差可以制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能C 、冰箱可以自发地使热量由温度较低的冰箱内向温度较高的冰箱外转移D 、只要是满足能量守恒的物理过程，都是可以自发进行的8．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示．下列说法中正确的是：A.b a →过程中，气体体积增大，压强减小B.c b →过程中，气体压强不变，体积增大C.a c →过程中，气体压强增大，体积变小D.a c →过程中，气体内能增大，体积不变9.（1）关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是____。

选修 3－ 3 综合测试题本卷分第Ⅰ卷 (选择题 )和第Ⅱ卷 (非选择题 )两部分．满分100 分，考试时间90 分钟．第Ⅰ卷 (选择题共40分)一、选择题 (共 10 小题，每题 4 分，共 40 分，在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项切合题目要求，有些小题有多个选项切合题目要求，所有选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分 )1．对必定质量的理想气体，以下说法正确的选项是()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，气体分子的热运动就越强烈C．气体对容器的压强是由大批气体分子对容器不断碰撞而产生的D．当气体膨胀时，气体分子的势能减小，因此气体的内能必定减少[答案 ] BC[分析 ]气体分子间缝隙较大，不可以忽视，选项 A 错误；气体膨胀时，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增添，而且改变内能有两种方式，气体膨胀，对外做功，但该过程吸、放热状况不知，内能不必定减少，应选项 D 错误．()2． (2011 深·圳模拟 )以下表达中，正确的选项是A ．物体温度越高，每个分子的动能也越大B．布朗运动就是液体分子的运动C．必定质量的理想气体从外界汲取热量，其内能可能不变D．热量不行能从低温物体传达给高温物体[答案 ] C[分析 ]温度高低反应了分子均匀动能的大小，选项 A 错误；布朗运动是细小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动，而不是液体分子的运动，选项 B 错误；物体内能改变方式有做功和热传达两种，汲取热量的同时对外做功，其内能可能不变，选项 C 正确；由热力学第二定律可知，在不惹起其余变化的前提下，热量不行能从低温物体传达给高温物体，选项 D 错误．3．以下说法中正确的选项是()A．熵增添原理说明全部自然过程老是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能必定增添C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D．水能够浸润玻璃，可是不可以浸润白腊，这个现象表示一种液体能否浸润某种固体与这两种物质的性质都相关系[答案 ]BD[分析 ]全部自然过程老是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项A 错误；布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，选项 C 错误．()4．以下对于分子力和分子势能的说法中，正确的选项是A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能老是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能老是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能老是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能老是随分子间距离的减小而减小[答案 ] C[分析 ]当分子力表现为引力时，说明分子间距离大于均衡距离，跟着分子间距离的增大分子力先增大后减小，但分子力向来做负功，分子势能增大， A 、 B 错误；当分子力表现为斥力时，说明分子间距离小于均衡距离，跟着分子间距离的减小分子力增大，且分子力一直做负功，分子势能增大，只有 C 正确．5． (2011 西·安模拟 )必定质量气体，在体积不变的状况下，温度高升，压强增大的原由是()A．温度高升后，气体分子的均匀速率变大B．温度高升后，气体分子的均匀动能变大C．温度高升后，分子撞击器壁的均匀作使劲增大D．温度高升后，单位体积内的分子数增加，撞击到单位面积器壁上的分子数增加了[答案 ] ABC[分析 ]温度高升后，气体分子的均匀速率、均匀动能变大，撞击器壁的均匀撞击力增大，压强增大， A 、B 、C 对；分子总数目不变，体积不变，则单位体积内的分子数不变，D 错．6． (2011 抚·顺模拟 )以下说法中正确的选项是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不暂停地做无规则运动B．叶面上的小露水呈球形是因为液体表面张力的作用C．液晶显示器是利用了液晶对光拥有各向异性的特色D．当两分子间距离大于均衡地点的间距r 0时，分子间的距离越大，分子势能越小[答案 ] BC[分析 ]布朗运动间接反应液体分子永不暂停地无规则运动， A 错；当两分子间距离大于均衡地点的间距时，分子间距离增大，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，D 错．7． (2011 东·北地域联合考试 )低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活，同时也是一种低成本、低代价的生活方式．低碳不单是公司行为，也是一项切合时代潮流的生活方式．人类在采纳节能减排举措的同时，也在研究控制温室气体的新方法，当前专家们正在研究二氧化碳的深海办理技术．在某次实验中，将必定质量的二氧化碳气体关闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器迟缓移到海水某深处，气体体积减为本来的一半，不计温度变化，则此过程中 ()A．外界对关闭气体做正功B．关闭气体向外界传达热量C．关闭气体分子的均匀动能增大D．关闭气体因为气体分子密度增大，而使压强增大[答案 ] ABD[分析 ]由温度与分子的均匀动能关系可确立分子均匀动能的变化，再联合热力学第一定律可剖析做功的状况．因为气体的温度不变，所以气体分子的均匀动能不变， C 错误；当气体体积减小时，外界对气体做功， A 正确；由热力学第必定律可得，关闭气体将向外界传递热量， B 正确；气体分子的均匀动能不变，但单位体积内的分子数目增大，故压强增大，D正确．8．以下对于分子运动和热现象的说法正确的选项是()A．气体假如失掉了容器的拘束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘由B．必定量100℃的水变为100℃的水蒸气，其分子之间的势能增添C．对于必定量的气体，假如压强不变，体积增大，那么它必定从外界吸热D．假如气体分子总数不变，而气体温度高升，气体分子的均匀动能增大，所以压强必然增大[答案 ] BC[分析 ]气体散开是气体分子无规则运动的结果，故A错；水蒸气的分子势能大于水的分子势能，故 B 对；压强不变，体积增大，温度必定高升，对外做功，故吸热，故C对；而 D 项中不可以确立气体体积的变化，故 D 错．9.一个内壁圆滑、绝热的汽缸固定在地面上，绝热的活塞下方关闭着空气，若忽然用竖直向上的力 F 将活塞向上拉一些，如下图，则缸内封闭着的气体 ()A．每个分子对缸壁的冲力都会减小B．单位时间内缸壁单位面积上遇到的气体分子碰撞的次数减少C．分子均匀动能不变D．若活塞重力不计，拉力 F 对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[答案 ]B[分析 ]把活塞向上拉起体积增大，气体对活塞做功，气体内能减小，温度降低，分子的均匀冲力变小，碰撞次数减少，故AC错 B 对；气体内能的减小量等于对大气做的功减去 F 做的功，故 D 错．10．如下图，带有活塞的气缸中关闭必定质量的理想气体，将一个半导体NTC热敏电阻 R 置于气缸中，热敏电阻与气缸外的电源 E 和电流表 A 构成闭合回路，气缸和活塞具有优秀的绝热 (与外界无热互换)性能，若发现电流表的读数增大，以下判断正确的选项是(不考虑电阻散热 )()A ．气体必定对外做功C．气体内能必定增大B ．气体体积必定增大D ．气体压强必定增大[答案 ]CD[分析 ]电流表读数增大，说明热敏电阻温度高升，即气体温度高升，而理想气体的内能只由温度决定，故其内能必定增大， C 正确．由热力学第必定律U＝ W＋ Q，因绝热，所以Q＝0，而U>0，故W>0，即外界对气体做功，气体体积减小，由p、V、 T 的关系知，压强增大， D 正确．第Ⅱ卷 (非选择题共 60 分)二、填空题 (共 3 小题，每题 6 分，共 18 分．把答案直接填在横线上 )－3cm3的一个油滴，滴在湖面上扩展为16cm2的单分子油膜，11． (6 分 )体积为 4.8× 10则 1mol 这类油的体积为________．[答案 ]－6 3 8.5×10 m[分析 ]依据用油膜法估测分子的大小的原理，设油分子为球形，可算出一个油分子的体积，最后算出1mol 这类油的体积．V＝16πd3N A＝16π(VS)3·N A＝1× 3.14× (4.8× 10－3× 10－616)3×6.02× 1023m3 6≈8.5× 10－6m3.12． (6 分 )汽车内燃机气缸内汽油焚烧时，气体体积膨胀推进活塞对外做功．已知在某次对外做功的冲程中，汽油焚烧开释的化学能为1×103J，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8× 102J.该内燃机的效率为________．跟着科技的进步，可想法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提升，其效率________(选填“有可能”或“仍不行能”)达到 100%.[答案 ]20% 不行能W331× 10 J－ 8×10 J[分析 ]有1× 103J＝ 20%；内燃机的效率永久也达不到内燃机的效率η＝总＝W100%.13． (6 分)(2011 烟·台模拟 )如下图，必定质量的理想气体经历如下图的AB、BC、CA 三个变化过程，则：符合查理定律的变化过程是 ________ ； C→A 过程中气体____________( 选填“汲取”或“放出”)热量，__________( 选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能 ________(选填“增大”、“减小”或“不变” )．[答案 ]B→C 汲取气体对外界增大三、阐述计算题 (共 4 小题，共42 分．解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不可以得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位) 14．(10 分)如图甲所示，用面积为 S 的活塞在气缸内关闭着必定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对气缸慢慢加热，负气缸内的空气温度从T1高升到 T2，空气柱的高度增添了ΔL，已知加热时气体汲取的热量为Q，外界大气压强为p0.求：(1)此过程中被关闭气体的内能变化了多少？(2)气缸内温度为 T 1 时，气柱的长度为多少？(3)请在图乙的 V － T 图上大概作出该过程的图象( 包含在图线上标出过程的方向 )．[答案 ] (1)Q － 0T 1 L (3) 看法析图(p S ＋mg) L (2)T 2－ T 1[分析 ]mg(1)对活塞和砝码：mg ＋ p 0S ＝ pS ，得 p ＝p 0＋ S气体对外做功W ＝ pS L ＝( p 0S ＋mg) L 由热力学第必定律W ＋ Q ＝ U得 U ＝ Q － (p 0S ＋ mg) L(2) V 1 V 2 LSL ＋ L ST ＝ T ， T ＝T1 212TL解得 L ＝ 1T － T21(3)如下图．15． (10 分 )如下图，必定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B ，再从状态 B 变化到状态 C.已知状态 A 的温度为480K. 求：(1)气体在状态 C 时的温度；(2)试剖析从状态 A 变化到状态 B 整个过程中， 气体是从外界吸收热量仍是放出热量．[答案 ](1)160K(2)吸热pp[分析 ](1)A 、 C 两状态体积相等，则有ACT A ＝T Cp C0.5× 480得： T C ＝ p A T A ＝1.5 K ＝ 160Kp A V A p B V B(2)由理想气体状态方程 T A ＝ T BB B0.5×3× 180 得： T ＝ p V T ＝ K ＝ 480KB p V A 1.5× 1AA由此可知 A 、 B 两状态温度同样，故 A 、B 两状态内能相等，而该过程体积增大，气体对外做功，由热力学第必定律得：气体汲取热量．16．(11 分 )(2011 陕·西省五校模拟 )对于生态环境的损坏， 地表土裸露， 大片土地荒漠化，加上春天干旱少雨，所以最近几年来我国北方地域 3、 4 月份扬尘天气显然增加．据环保部门测定，在北京地域沙尘暴严重时，最狂风速达到12m/s ，同时大批的微粒在空中悬浮．沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到5.8×10 －6kg/m 3 ，悬浮微粒的密度为2.0× 103kg/m 3，此中悬浮微粒的直径小于 10－7m 的称为“可吸入颗粒物”，对人体的危害最大． 北京地域出现上述沙尘暴时， 设悬浮微粒中整体积的1为可吸入颗粒物， 并以为所有50可吸入颗粒物的均匀直径为5.0× 10－8m ，求 1.0cm 3 的空气中所含可吸入颗粒物的数目是多少？ (计算时可把吸入颗粒物视为球形，计算结果保存一位有效数字)[答案 ] 9× 105 个[分析 ]先求出可吸入颗粒物的体积以及1m 3 中所含的可吸入颗粒物的体积， 即可求出1.0cm 3 的空气中所含可吸入颗粒物的数目．m5.8× 10－6×1 沙尘暴天气时， 1m 3 的空气中所含悬浮微粒的整体积为V ＝ ρ＝ 2.0× 103m 3 ＝2.9× 10－9m 3V那么 1m 3中所含的可吸入颗粒物的体积为： V ′＝ 50＝ 5.8× 10－11m 3又因为每一个可吸入颗粒的体积为：V 0＝ 1πd 3≈ 6.54× 10－23m 36所以 1m 3 中所含的可吸入颗粒物的数目：n ＝ V ′ ≈ 8.9× 1011 个V 0故 1.0cm 3 的 空 气 中 所 含 可 吸 入 颗 粒 物 的 数 量 为 ： n ′ ＝ n × 1.0× 10 －6 ＝8.9× 105(个 )≈ 9× 105(个 )17． (11分)(2011广·州模拟)如下图，在竖直搁置的圆柱形容器内用质量为m 的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S ，将整个装置放在大气压恒为p 0 的空气中，开始时气体的温度为T 0，活塞与容器底的距离为 h 0，当气体从外界汲取热量 Q 后，活塞迟缓上涨 d 后再次均衡，求：(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中的密闭气体的内能增添了多少？h ＋ d[答案 ](1)0T0 (2)Q－(mg＋p0S)dh[分析 ](1)取密闭气体为研究对象，活塞上涨过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有V＝V0T T0得外界温度 T＝V h ＋ dT0＝T000(2)活塞上涨的过程，密闭气体战胜大气压力和活塞的重力做功，所之外界对系统做的功W＝－ (mg＋ p0S)d依据热力学第必定律得密闭气体增添的内能E＝Q＋ W＝ Q－ (mg＋ p0S)d。

高三物理选修3-3大题训练1．（10分）如图，一定质量的理想气体被质量可忽略的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞距底部的高度为h＝0.1m，可沿气缸无摩擦地滑动。

取箱沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞下降了△h＝0.02m，在此过程中外界大压和温度始终保持不变已知大气压p0＝1.0×105Pa，活塞横截面积为S＝4.0×10﹣3m2，求：（g取10N/kg）（i）这箱沙子的质量。

（ii）若环境温度t0＝27o C，加热气缸使活塞回到原来的h高度，则对气缸内的气体需如热到多少摄氏度？2．（10分）如图甲所示，在内壁光滑、导热性良好的汽缸内通过有﹣定质量的密封活塞，密封一部分气体汽缸水平放置时，活塞距离汽缸底部的距离为L，现迅速将汽缸竖立起来，活塞缓慢下降，稳定后，活塞距离汽缸底部的距离为，如图乙所示。

已知活塞的横截面为S，大气压强为p0，环境温度为T0，重力加速度为g，求：（1）末态时气体的压强P1。

（2）活塞的质量m；（3）在此过程中，气体与外界交换的热量Q。

3．（10分）如图所示，竖直放置的导热气缸，活塞横截面积为S＝0.01m2，可在气缸内无摩擦滑动，气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，气缸内封闭了一段高为H ＝70cm的气柱（U形管内的气体体积不计）。

已知活塞质量m＝20.4kg，大气压强p0＝105Pa，水银密度ρ＝13.6×103kg/m3，g＝10m/s2。

（1）求U形管中左管与右管的水银面的高度差h1；（2）在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h2＝5cm，求活塞平衡时与气缸底部的高度为多少厘米？（结果保留两位有效数字）。

4．（10分）在一个横截面积为S＝10cm2的圆柱形容器中，有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相连，容器中密闭有一定质量的理想气体，当温度为t1＝27℃时，弹簧恰好处于原长，此时活塞和底面相距L＝20cm，已知弹簧的劲度系数k＝10N/cm，外部大气压强为p0＝1.0×105Pa，若在活塞上放一质量为m1的物体，活塞静止时下降10cm，温度仍为27℃，不计活塞与容器壁的摩擦，弹簧的形变在弹性限度范围内，g＝10m/s2，（i）求物体m1的质量？（ii）如果把活塞内气体加热到，t2＝57℃并保持不变，为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为10cm，求活塞上应再加物体的质量m2。

人教版高二物理选修3-3《热学》计算题专项训练（解析）1．在如图所示的p ﹣T 图象中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化：第一次变化是从状态A 到状态B ，第二次变化是从状态B 到状态C ，且AC 连线的反向延长线过坐标原点O ，已知气体在A 状态时的体积为3A V L =，求：①气体在状态B 时的体积B V 和状态C 时的压强C p ；②在标准状态下，1mol 理想气体的体积为V=22.4L ，已知阿伏伽德罗常数23610NA =⨯个/mol ，试计算该气体的分子数（结果保留两位有效数字）．注：标准状态是指温度0t =℃，压强51110p atm Pa ==⨯．2．如图所示，U 型玻璃细管竖直放置，水平细管与U 型细管底部相连通，各部分细管内径相同。

此时U 型玻璃管左.右两侧水银面高度差为15cm ，C 管水银面距U 型玻璃管底部距离为5cm ，水平细管内用小活塞封有长度12.5cm 的理想气体A ，U 型管左管上端封有长25cm 的理想气体B ，右管上端开口与大气相通，现将活塞缓慢向右压，使U 型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平（已知外界大气压强为75cmHg ，忽略环境温度的变化，水平细管中的水银柱足够长），求：①此时气体B 的气柱长度；②此时气体A 的气柱长度。

3．竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A 端封闭，C 端开口，AB 段处于水平状态。

将竖直管BC 灌满水银，使气体封闭在水平管内，各部分尺寸如图所示，此时气体温度T 1=300 K ，外界大气压强P0=75 cmHg 。

现缓慢加热封闭气体，使AB 段的水银恰好排空，求：(1)此时气体温度T 2；(2)此后再让气体温度缓慢降至初始温度T 1，气体的长度L 3多大。

4．如图所示，下端带有阀门K 粗细均匀的U 形管竖直放置，左端封闭右端开口，左端用水银封闭着长L ＝15.0cm 的理想气体，当温度为27.0°C 时，两管水银面的高度差Δh ＝5.0cm 。

高中物理《选修3-3》全册提高卷(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)1．用下述方法改变物体的内能，属于做功的方式是()A．用锤子打铁时，铁块发热B．用磨刀石磨刀时，刀发热C．双手互搓，手发热D．用天然气烧水2．电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外的管道中不断循环，实现制冷作用，那么下列说法中正确的是() A．打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低B．在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C．在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量D．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律3．下列说法正确的是()A．机械能和内能的转化具有方向性B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的D．当温度由20 ℃变为40 ℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍4.如图所示，导热的汽缸开口向下，缸内活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞可自由滑动且不漏气，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时，活塞恰好静止．活塞重力忽略不计，现将沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，汽缸外部温度恒定不变．则()A．缸内气体压强减小，内能增加B．缸内气体压强增大，内能不变C．缸内气体压强增大，内能减少D．外界对缸内气体做功5．关于热力学定律，下列说法正确的是()A．在一定条件下物体的温度可以降到0 KB．物体从单一热源吸收的热量不能全部用于做功C．吸收了热量的物体，其内能不一定增加D．压缩气体，气体的温度一定升高6.如图所示，某同学将空的薄金属筒开口向下压入水中．设水温均匀且恒定，筒内空气无泄漏，不计气体分子间的相互作用，则被淹没的金属筒在缓缓下降过程中，筒内空气体积减小，空气一定( )A ．从外界吸热B ．内能增大C ．向外界放热D ．内能减小7．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J ，气体内能减少1.3×105J ，则此过程( )A ．气体从外界吸收热量2.0×105JB ．气体向外界放出热量2.0×105JC ．气体从外界吸收热量6.0×104JD ．气体向外界放出热量6.0×104J8．一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S .已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式正确的有( )A ．油酸分子的直径d ＝MρSB ．油酸分子的直径d ＝mρSC ．油酸所含的分子数n ＝mMN AD ．油酸所含的分子数n ＝MmN A9.如图所示，绝热的汽缸与绝热的活塞A 、B 密封一定质量的空气后水平放置在光滑地面上，不计活塞与汽缸壁的摩擦，现用电热丝给汽缸内的气体加热，在加热过程中( )A ．汽缸向左移动B ．活塞A 、B 均向左移动C ．密封气体的内能一定增加D ．汽缸中单位时间内作用在活塞A 和活塞B 上的分子个数相同10．如图所示的四个图象中，有一个是表示一定质量的某种理想气体从状态a 等压膨胀到状态b 的过程．这个图象是( )11．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能E p 随分子间距离r 变化关系的图线是( )12.如图所示为伽利略设计的世界上第一个温度计示意图，上部是一个球形容器，里面有一定质量的空气，下部是一根细管，细管插入带色液体中，制作时先给球形容器微微加热，跑出一些空气，插入液体中时，带色液体上升到管内某一高度．测量时球形容器与所测物质接触．已知外界大气压为p 0，并保持不变，所测温度为t1时，管内液面在a位置，容器内气体分子的平均动能为E k1，气体压强为p1，容器内气体内能为E1；所测温度为t2时，管内液面在b位置，其他三个量分别为E k2、p2、E2，由此可知()A．t1＜t2B．p1＜p2C．E k1＜E k2D．E1＞E2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，答案中必须明确写出数值和单位．)13．(9分)一定量的理想气体与两种实际气体Ⅰ、Ⅱ在标准大气压下做等压变化时的V－T关系如图(a)所示，图中V－V0V0－V′＝12.用三份上述理想气体作为测温物质制成三个相同的温度计，然后将其中两个温度计中的理想气体分别换成上述实际气体Ⅰ、Ⅱ.在标准大气压下，当环境温度为T0时，三个温度计的示数各不相同，如图(b)所示，温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体________(图中活塞质量忽略不计)；若此时温度计(ⅱ)和(ⅲ)的示数分别为21 ℃和24 ℃，则此时温度计(ⅰ)的示数为________℃；可见用实际气体作为测温物质时，会产生误差．为减小在T1～T2范围内的测量误差，现针对T0进行修正，制成如图(c)所示的复合气体温度计，图中无摩擦导热活塞将容器分成两部分，在温度为T1时分别装入适量气体Ⅰ和Ⅱ，则两种气体体积之比VⅠ∶VⅡ应为________．14.(10分)(2016·高考全国卷丙)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg.环境温度不变．15.(10分)如图，体积为V 、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；汽缸内密封有温度为2.4T 0、压强为1.2p 0的理想气体．p 0和T 0分别为大气的压强和温度．已知：气体内能U 与温度T 的关系为U ＝ αT ，α为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V 1； (2)在活塞下降过程中，汽缸内气体放出的热量Q .16.(11分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p ，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h ，外界的温度为T 0.现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h4.若此后外界的温度为T ，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g .参考答案与解析1．[212]解析：选ABC.A、B、C中的过程都是力对系统(铁块、刀、手)做功，内能增加和温度升高的过程．而D中的用天然气烧水则是通过热传导和热对流来实现水温升高的．2．[213]解析：选BC.电冰箱工作过程中，消耗电能的同时部分电能转化为内能，故室内温度不可能降低，选项A错误；制冷剂在内管道膨胀吸热，在外管道被压缩放热，选项B、C正确；电冰箱的工作原理并不违背热力学第二定律，选项D错误．3．[214]解析：选AC.细盐是单晶体，选项B错误；温度是分子平均动能的标志，T ＝αE k，T是热力学温度，α是比例常数，选项D错误．4．[215]解析：选BD.分析活塞受力，活塞受到大气压力p0S竖直向上，内部气体压力pS和沙桶重力mg，根据活塞平衡有p0S＝mg＋pS，随沙桶重力减小，大气压力使得活塞向上运动，外界对缸内气体做功，选项D对；由于汽缸导热，温度不变，汽缸内体积变小，压强变大，选项A错；气体温度不变，内能不变，选项B对，C错．5．[216]解析：选C.0 K是低温的极限，任何物体的温度只能接近而不能达到，所以A错误；根据热力学第二定律，物体不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功而不产生其他影响，但在“产生其他影响的情况”下，也可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以B错误；内能的改变与热传递和做功同时有关，所以C正确，D错误．6．[217]解析：选C.本题考查气体性质和热力学第一定律，由于不计气体分子之间的相互作用，且整个过程缓慢进行，所以可看成温度不变，即气体内能不变，选项B、D均错．热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，因为在这个过程中气体体积减小，外界对气体做了功，式中W取正号，ΔU＝0，所以Q为负，即气体向外放热，故选项A错，C对．正确选项为C.7．[218]解析：选B.由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝－1.3×105J－7.0×104J＝－2.0×105J，负号表示放出热量，所以B正确，其他选项错误．8．[219]BC9．[220]解析：选C.对汽缸整体分析，外部各个方向上受到大气的压力相等，所以汽缸保持静止，A错；用电热丝给汽缸内的气体加热后，汽缸内的气体温度升高，内能增大，压强变大，活塞A、B均向外运动，B错，C正确；活塞A的面积大于活塞B的面积，单位时间内作用在活塞A和活塞B上的分子个数不同，D错．10．[221]解析：选C.一定质量的某种理想气体满足理想气体状态方程pVT＝C；理想气体等压膨胀时，压强不变、体积增大、温度升高，V与T成正比．故正确选项为C.11．[222]解析：选B.当r＝r0时引力与斥力的合力为零，即分子力为零，A、D错；当分子间的距离大于或小于r0时，分子力做负功，分子势能增加，r＝r0时分子势能最小，B对，C错．12．[223] 解析：选D.b 在a 上方，说明球形容器内气体的压强减小，选项B 错误；由pVT ＝C 知，球形容器内气体的压强减小，体积减小，则温度降低，选项A 错误；温度是分子平均动能的标志，故容器内气体分子的平均动能减小，选项C 错误；容器内气体的内能随温度降低而减小，选项D 正确．13．[224] 解析：从V －T 图象可看出，温度为T 1时，气体的体积相同；温度为T 0时，Ⅱ的体积小，所以温度计(ⅱ)中的测温物质应为实际气体Ⅱ，在温度为T 0时，T ⅱ＝21 ℃，T ⅲ＝24 ℃，由于V －V 0V 0－V ′＝T iii －T 0T 0－T ii ＝12，代入数据可得T 0＝23 ℃，对T 0校正，在温度T 1时装入气体体积比为2∶1.答案：Ⅱ 23 2∶114．[225] 解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强为p ′1，长度为l ′1；左管中空气柱的压强为p ′2，长度为l ′2.以cmHg 为压强单位．由题给条件得p 1＝p 0＋(20.0－5.00)cmHg ① l ′1＝⎝⎛⎭⎫20.0－20.0－5.002cm ② 由玻意耳定律得p 1l 1＝p ′1l ′1③ 联立①②③式和题给条件得p ′1＝144 cmHg ④ 依题意p ′2＝p ′1 ⑤ l ′2＝4.00 cm ＋20.0－5.002cm －h ⑥ 由玻意耳定律得p 2l 2＝p ′2l ′2⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h ＝9.42 cm. 答案：见解析15．[226] 解析：(1)在气体由压强p ＝1.2p 0下降到p 0的过程中，气体体积不变，温度由T ＝2.4T 0变为T 1.由查理定律得T 1T ＝p 0p在气体温度由T 1变为T 0的过程中，体积由V 减小到V 1，气体压强不变． 由盖—吕萨克定律得V V 1＝T 1T 0解得 V 1＝12V .(2)在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为 W ＝p 0(V －V 1)在这一过程中，气体内能的减少量为ΔU ＝α(T 1－T 0)由热力学第一定律得，汽缸内气体放出的热量为 Q ＝W ＋ΔU 解得Q ＝12p 0V ＋αT 0.答案：(1)12V (2)12p 0V ＋αT 016．[227] 解析：设汽缸的横截面积为S ，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp ，由玻意耳定律得phS ＝(p ＋Δp )⎝⎛⎭⎫h －14h S ① 解得Δp ＝13p②外界的温度变为T 后，设活塞距底部的高度为h ′.根据盖－吕萨克定律，得⎝⎛⎭⎫h －14h ST 0＝h ′ST③ 解得h ′＝3T4T 0h④ 据题意可得Δp ＝mgS⑤ 气体最后的体积为V ＝Sh ′ ⑥联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT4pT 0.答案：9mghT 4pT 0。

高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色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B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。

理想气体状态方程一、填空题1．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则气体柱Ⅰ长度将________，气体柱Ⅰ长度将________。

（选填：“增大”、“减小”或“不变”）2．如图1所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”、“减小”或“不变”）．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是（选填“Ⅰ”或“Ⅰ”）．二、解答题3．在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg．现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．4．如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0=75.0cmHg．（1）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；（2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度．5．U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：Ⅰ1）粗管中气体的最终压强；Ⅰ2）活塞推动的距离.6．如图所示，竖直放置的U 形管左端封闭，右端开口，左、右两管的横截面积均为2cm 2，在左管内用水银封闭一段长为20cm 、温度为27℃的空气柱(可看成理想气体)，左右两管水银面高度差为15cm ，外界大气压为75cmHgⅠ①若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平，求在右管中注入水银的体积V(以cm 3为单位)Ⅰ②在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度，直至封闭空气柱的长度为开始时的长度，求此时空气柱的温度TⅠ7．一内壁光滑、粗细均匀的U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一轻活塞．初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示．已知大气压强075p cmHg ，环境温度不变．（1）求右侧封闭气体的压强p 右Ⅰ（2）现用力向下缓慢推活塞，直至管内两边水银柱高度相等并达到稳定．求此时右侧封闭气体的压强'p 右Ⅰ（3）求第(2)问中活塞下移的距离x Ⅰ8．如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下．质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S＝2×10－3 m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm．汽缸所处环境的温度为300 K，大气压强p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2．现将质量为m＝4 kg的物块挂在活塞中央位置上．（1）活塞挂上重物后，活塞下移，求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离．（2）若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移，活塞刚好不脱离汽缸，加热时温度不能超过多少？此过程中封闭气体对外做功多少？9．如图所示，一竖直放置的足够长汽缸内有两个活塞用一根轻质硬杆相连，上面小活塞面积S1=2 cm2，下面大活塞面积S2=8 cm2，两活塞的总质量为M=0.3 kg；汽缸内封闭温度T1=300K的理想气体，粗细两部分长度相等且L=5 cm；大气压强为P o=1.01×l05PoⅠg=10mⅠs2，整个系统处于平衡，活塞与缸壁间无摩擦且不漏气．求：(1)初状态封闭气体的压强PiⅠ(2)若封闭气体的温度缓慢升高到T2 =336 K，气体的体积V2是多少；(3)上述过程中封闭气体对外界做功WⅠ10．如图所示，面积2100S cm =的轻活塞A 将一定质量的气体封闭在导热性能良好的汽缸B 内，汽缸开口向上竖直放置，高度足够大.在活塞上放一重物，质量为20m kg =，静止时活塞到缸底的距离为120L cm =，摩擦不计，大气压强为50 1.010P Pa =⨯，温度为27℃，g 取210/m s ．()1若保持温度不变，将重物去掉，求活塞A 移动的距离；()2若加热汽缸B ，使封闭气体温度升高到177℃，求活塞A 移动的距离．12．粗细均匀的U 型玻璃管竖直放置，左侧上端封闭，右侧上端开口且足够长。

高中物理选修3－3综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．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，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，气体分子的势能减小，因而气体的内能一定减少[答案]BC[解析]气体分子间空隙较大，不能忽略，选项A错误；气体膨胀时，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增加，并且改变内能有两种方式，气体膨胀，对外做功，但该过程吸、放热情况不知，内能不一定减少，故选项D错误．2．(2011·深圳模拟)下列叙述中，正确的是()A．物体温度越高，每个分子的动能也越大B．布朗运动就是液体分子的运动C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变D．热量不可能从低温物体传递给高温物体[答案] C[解析]温度高低反映了分子平均动能的大小，选项A错误；布朗运动是微小颗粒在液体分子撞击下做的无规则运动，而不是液体分子的运动，选项B错误；物体内能改变方式有做功和热传递两种，吸收热量的同时对外做功，其内能可能不变，选项C正确；由热力学第二定律可知，在不引起其他变化的前提下，热量不可能从低温物体传递给高温物体，选项D错误．3．以下说法中正确的是()A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系[答案]BD[解析]一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项A错误；布朗运动是在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，选项C错误．4．下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是()A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小[答案] C[解析]当分子力表现为引力时，说明分子间距离大于平衡距离，随着分子间距离的增大分子力先增大后减小，但分子力一直做负功，分子势能增大，A、B错误；当分子力表现为斥力时，说明分子间距离小于平衡距离，随着分子间距离的减小分子力增大，且分子力一直做负功，分子势能增大，只有C正确．5．(2011·西安模拟)一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因是()A．温度升高后，气体分子的平均速率变大B．温度升高后，气体分子的平均动能变大C．温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大D．温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了[答案]ABC[解析]温度升高后，气体分子的平均速率、平均动能变大，撞击器壁的平均撞击力增大，压强增大，A、B、C对；分子总数目不变，体积不变，则单位体积内的分子数不变，D 错．6．(2011·抚顺模拟)下列说法中正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小[答案]BC[解析]布朗运动间接反映液体分子永不停息地无规则运动，A错；当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子间距离增大，分子力表现为引力，分子力做负功，分子势能增大，D错．7．(2011·东北地区联合考试)低碳生活代表着更健康、更自然、更安全的生活，同时也是一种低成本、低代价的生活方式．低碳不仅是企业行为，也是一项符合时代潮流的生活方式．人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中()A．外界对封闭气体做正功B．封闭气体向外界传递热量C．封闭气体分子的平均动能增大D．封闭气体由于气体分子密度增大，而使压强增大[答案]ABD[解析]由温度与分子的平均动能关系可确定分子平均动能的变化，再结合热力学第一定律可分析做功的情况．因为气体的温度不变，所以气体分子的平均动能不变，C错误；当气体体积减小时，外界对气体做功，A正确；由热力学第一定律可得，封闭气体将向外界传递热量，B正确；气体分子的平均动能不变，但单位体积内的分子数目增大，故压强增大，D正确．8．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大[答案]BC[解析]气体散开是气体分子无规则运动的结果，故A错；水蒸气的分子势能大于水的分子势能，故B对；压强不变，体积增大，温度一定升高，对外做功，故吸热，故C对；而D项中不能确定气体体积的变化，故D错．9.一个内壁光滑、绝热的汽缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，如图所示，则缸内封闭着的气体()A．每个分子对缸壁的冲力都会减小B．单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少C．分子平均动能不变D．若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量[答案] B[解析]把活塞向上拉起体积增大，气体对活塞做功，气体内能减小，温度降低，分子的平均冲力变小，碰撞次数减少，故AC错B对；气体内能的减小量等于对大气做的功减去F做的功，故D错．10．如图所示，带有活塞的气缸中封闭一定质量的理想气体，将一个半导体NTC热敏电阻R置于气缸中，热敏电阻与气缸外的电源E和电流表A组成闭合回路，气缸和活塞具有良好的绝热(与外界无热交换)性能，若发现电流表的读数增大，以下判断正确的是(不考虑电阻散热)()A．气体一定对外做功B．气体体积一定增大C．气体内能一定增大D．气体压强一定增大[答案]CD[解析]电流表读数增大，说明热敏电阻温度升高，即气体温度升高，而理想气体的内能只由温度决定，故其内能一定增大，C正确．由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，因绝热，所以Q＝0，而ΔU>0，故W>0，即外界对气体做功，气体体积减小，由p、V、T的关系知，压强增大，D正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．(6分)体积为4.8×10－3cm3的一个油滴，滴在湖面上扩展为16cm2的单分子油膜，则1mol这种油的体积为________．[答案] 8.5×10－6m 3[解析] 根据用油膜法估测分子的大小的原理，设油分子为球形，可算出一个油分子的体积，最后算出1mol 这种油的体积．V ＝16πd 3N A ＝16π(V S)3·N A ＝16×3.14×(4.8×10－3×10－616)3×6.02×1023m 3 ≈8.5×10－6m 3.12．(6分)汽车内燃机气缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功．已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103J ，因尾气排放、气缸发热等对外散失的热量为8×102J.该内燃机的效率为________．随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%.[答案] 20% 不可能[解析] 内燃机的效率η＝W 有W 总＝1×103J －8×103J 1×103J ＝20%；内燃机的效率永远也达不到100%.13．(6分)(2011·烟台模拟)如图所示，一定质量的理想气体经历如图所示的AB 、BC 、CA 三个变化过程，则：符合查理定律的变化过程是________；C →A 过程中气体____________(选填“吸收”或“放出”)热量，__________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．[答案] B →C 吸收 气体对外界 增大三、论述计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)如图甲所示，用面积为S 的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m .现对气缸缓缓加热，使气缸内的空气温度从T 1升高到T 2，空气柱的高度增加了ΔL ，已知加热时气体吸收的热量为Q ，外界大气压强为p 0.求：(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？(2)气缸内温度为T 1时，气柱的长度为多少？(3)请在图乙的V －T 图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向)．[答案] (1)Q －(p 0S ＋mg )ΔL (2)T 1ΔL T 2－T 1 (3)见解析图 [解析](1)对活塞和砝码：mg ＋p 0S ＝pS ，得p ＝p 0＋mgS气体对外做功W ＝pS ΔL ＝(p 0S ＋mg )ΔL由热力学第一定律W ＋Q ＝ΔU得ΔU ＝Q －(p 0S ＋mg )ΔL(2)V 1T 1＝V 2T 2，LS T 1＝(L ＋ΔL )S T 2解得L ＝T 1ΔL(T 2－T 1)(3)如图所示．15．(10分)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再从状态B 变化到状态C .已知状态A 的温度为480K.求：(1)气体在状态C 时的温度；(2)试分析从状态A 变化到状态B 整个过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量．[答案] (1)160K (2)吸热[解析] (1)A 、C 两状态体积相等，则有p A T A ＝p CT C得：T C ＝p Cp A T A ＝0.5×4801.5K ＝160K(2)由理想气体状态方程p A V A T A ＝p B V BT B得：T B ＝p B V B p A V A T A ＝0.5×3×1801.5×1K ＝480K由此可知A、B两状态温度相同，故A、B两状态内能相等，而该过程体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律得：气体吸收热量．16．(11分)(2011·陕西省五校模拟)对于生态环境的破坏，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年来我国北方地区3、4月份扬尘天气明显增多．据环保部门测定，在北京地区沙尘暴严重时，最大风速达到12m/s，同时大量的微粒在空中悬浮．沙尘暴使空气中的悬浮微粒的最高浓度达到 5.8×10－6kg/m3，悬浮微粒的密度为2.0×103kg/m3，其中悬浮微粒的直径小于10－7m的称为“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，设悬浮微粒中总体积的150为可吸入颗粒物，并认为所有可吸入颗粒物的平均直径为5.0×10－8m，求1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量是多少？(计算时可把吸入颗粒物视为球形，计算结果保留一位有效数字)[答案]9×105个[解析]先求出可吸入颗粒物的体积以及1m3中所含的可吸入颗粒物的体积，即可求出1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量．沙尘暴天气时，1m3的空气中所含悬浮微粒的总体积为V＝mρ＝5.8×10－6×12.0×103m3＝2.9×10－9m3那么1m3中所含的可吸入颗粒物的体积为：V′＝V50＝5.8×10－11m3又因为每一个可吸入颗粒的体积为：V0＝16πd3≈6.54×10－23m3所以1m3中所含的可吸入颗粒物的数量：n＝V′V0≈8.9×1011个故 1.0cm3的空气中所含可吸入颗粒物的数量为：n′＝n×1.0×10－6＝8.9×105(个)≈9×105(个)17．(11分)(2011·广州模拟)如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，求：(1)外界空气的温度是多少？(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？[答案] (1)h 0＋d h T 0(2)Q －(mg ＋p 0S )d [解析] (1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖·吕萨克定律有V V 0＝T T 0得外界温度T ＝V V 0T 0＝h 0＋d h 0T 0(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W ＝－(mg ＋p 0S )d根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能ΔE ＝Q ＋W ＝Q －(mg ＋p 0S )d。

1、一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B 再变化到状态C ，其状态变化过程的p ﹣V 图象如图所示．已知该气体在状态A 时的温度为27℃．则：①该气体在状态B 和C 时的温度分别为多少℃？②该气体从状态A 经B 再到C 的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？答案：①B 、C 时的温度分别为177℃，27℃②A 到状态C 的过程中放热．因为A 和C 的温度相等，PV 图像的面积等于所做的功，所以可求得放热1200j 。

2、一定质量理想气体经历如图所示的A →B 、B →C 、C →A 三个变化过程，T A ＝300 K ，气体从C →A 的过程中做功为100 J ，同时吸热250 J ，已知气体的内能与温度成正比。

求：（i ）气体处于C 状态时的温度T C ；（i i ）气体处于C 状态时内能U C 。

解析：（i ）因为A-C 是一个等压过程，对理想气体的状态参量进行分析，根据盖吕萨克定律:C C A A T V T V =,可求得TC=150K(ii) 有气体的内能与温度成正比。

TA=300K, TC=150K, 可知EA=2EC又因为从C 到A 的过程中，气体的体积增大，气体对外界做功，即W=-100K, 吸热250j ， 即 Q=250j ， 满足E C -100j+250j=E A 。

联立可求得E C =150j ， E A =300j 。

3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量为m=2kg 的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m 2，大气压强为P 0=1.0×105Pa ，重力加速度g 取10m/s 2，气缸高为h=0.3m ，忽略活塞及气缸壁的厚度．（i ）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积．（ii ）现在活塞上放置一个2kg 的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？答案：（i ）气缸内的封闭气体是一个等温变化。