2023年高考物理总复习专题能力进阶练(十三)热学

2023高中物理热学应用复习题集附答案2023高中物理热学应用复习题集附答案1. 选择题1. 常见的材料之间的导热性能从高到低的顺序是（）。

A. 铜 > 铝 > 铁 > 纸B. 铜 > 铝 > 纸 > 铁C. 铜 > 铁 > 铝 > 纸D. 铝 > 铜 > 铁 > 纸答案：A. 铜 > 铝 > 铁 > 纸2. 下列能量转化过程中不符合能量守恒定律的是（）。

A. 电能转化为热能B. 机械能转化为电能C. 光能转化为化学能D. 势能转化为动能答案：B. 机械能转化为电能3. 一个物体的热容量为1.5 J/℃，质量为200 g。

这个物体升高1℃所需要的热量为（）。

A. 150 JB. 300 JC. 200 JD. 100 J答案：C. 200 J4. 根据热力学第一定律，某系统吸收50 J的热量，对外做30 J的功。

这个系统内部的能量变化为（）。

A. 80 JB. 20 JC. -20 JD. -80 J答案：A. 80 J5. 一个容器内有1升水和1升冰块，初始温度都为0℃。

如果把冰块完全熔化，所需要的热量为（）。

A. 334 JB. 4186 JC. 2093 JD. 6279 J答案：C. 2093 J2. 填空题1. 辐射热传播是通过（）进行的。

答案：电磁波2. 热传导的速率与导体的（）成正比，与导体的（）成反比。

答案：横截面积，长度3. 某物体的质量为2 kg，比热容为2000 J/kg·℃，升高1℃所需要的热量为（）J。

答案：4000 J4. 热机的效率可以用（）来表示。

答案：热量转化为有效功的比例5. 升华是指物质直接从（）转化为（）。

答案：固态，气态3. 解答题1. 一个容器中有200 g水，温度为20℃。

将100 g的铁钉温度提高50℃后放入水中，最后水的温度为多少℃？（铁的比热容为448J/kg·℃，水的比热容为4186 J/kg·℃）解答：根据热平衡原理，铁钉释放的热量等于水吸收的热量。

第十三章热学做真题明方向1．[2022·全国甲卷][物理——选修3－3](1)一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p­T图上从a到b的线段所示。

在此过程中________．A．气体一直对外做功B．气体的内能一直增加C．气体一直从外界吸热D．气体吸收的热量等于其对外做的功E．气体吸收的热量等于其内能的增加量(2)如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．(ⅰ)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；(ⅱ)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．2.[2022·全国乙卷][物理——选修3－3](1)一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如T­V图上的两条线段所示．则气体在________．A．状态a处的压强大于状态c处的压强B.由a变化到b的过程中，气体对外做功C．由b变化到c的过程中，气体的压强不变D．由a变化到b的过程中，气体从外界吸热E．由a变化到b的过程中，从外界吸收的热量等于其增加的内能(2)如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l.初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0.已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积，重力加速度为g.(ⅰ)求弹簧的劲度系数；(ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度．第十三章 热学做真题 明方向1．(1)BCE (2)(ⅰ)43T 0 (ⅱ)94p 0解析：(1)p ­T 图线过坐标原点，因此气体从状态a 到状态b 发生等容变化，气体没有对外做功，A 、D 错误；从状态a 到状态b 气体温度升高，一定质量的理想气体内能只与温度有关，温度升高，内能增加，B 正确；根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，且吸收的热量等于其内能增加量，C 、E 正确．(2)(ⅰ)选第Ⅳ部分气体为研究对象，在B 汽缸中的活塞到达汽缸底部的过程中发生等压变化：V 0－14V 0T 0＝V 0T 1，解得T 1＝43T 0.(ⅱ)以第Ⅱ、Ⅲ部分气体整体为研究对象，温度由T 0升至2T 0过程，由理想气体状态方程：p 0⎝ ⎛⎭⎪⎫18V 0＋14V 0T 0＝p 1V 12T 0.对第Ⅳ部分气体，温度由T 0升至2T 0过程，由理想气体状态方程：p 0⎝⎛⎭⎪⎫V 0－14V 0T 0＝p 1（V 0－V 1）2T 0，解得p 1＝94p 0.2．(1)ABD(2)(ⅰ)40mg l (ⅱ)p 0S ＋3mgS1.3T 0解析：(1)由理想气体状态方程pVT ＝C ，可得T V ＝p C，作原点和c 的连线，由a 、c 两点与原点连线的斜率，可知T a V a ＞T c V c，故p a ＞p c ，A 正确；由状态a 到b ，可知V 变大，则气体对外做功，B 正确；由图可知，b 、c 不在等压线上，故C 错误；由状态a 到b ，T 升高，则内能变大，V 变大，则气体对外做功，可知ΔU ＞0，W <0，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，可知Q ＞0，故气体从外界吸热，且吸收的热量大于其增加的内能，故D 正确，E 错误．(2)(ⅰ)对活塞Ⅰ受力分析如图由平衡条件有p ·2S ＝p 0·2S ＋2mg ＋0.1kl对活塞Ⅱ受力分析如图由平衡条件有pS ＋mg ＝p 0S ＋0.1kl 联立解得k ＝40mg l ，p ＝p 0S ＋3mgS(ⅱ)由于是对气体缓慢加热，则两活塞受力平衡，将两活塞、弹簧、活塞间气体作为整体分析，受力情况不变，故气体压强不变，p ′＝p ＝p 0S ＋3mgS，且弹簧长度不变 对活塞间的气体，由盖－吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2其中V 1＝l ＋0.1l2(2S ＋S )＝1.65lS ，T 1＝T 0V 2＝(l ＋0.1l )·2S ＝2.2lS解得T 2≈1.3T 0。

专题七热学、振动和波、光学第13讲热学考向一分子动理论固体与液体的性质基础考向保分点【练基础题组】【命题角度1】分子动理论与内能1.(分子动理论·2021北京等级考)比较45 ℃的热水和100 ℃的水蒸气,下列说法正确的是()A.热水分子的平均动能比水蒸气的大B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小C.热水分子的速率都比水蒸气的小D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈【解析】选B。

因为温度是分子平均动能的宏观表现,所以温度越高分子的平均动能越大,45 ℃的热水比100 ℃的水蒸气分子平均动能小,选项A错误;内能是由分子的平均动能和势能组成,所以相同质量的热水比水蒸气内能小,选项B正确;做热运动的分子任意温度下都有速率比较快的,也有速率比较慢的,只是温度高时,速率大的分子数较多,选项C错误;对于同一种物质来说分子的热运动剧烈程度与温度有关,且温度越高,分子的热运动越剧烈,选项D错误。

2.(分子间作用力)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。

将两分子从相距r=r2处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是 ()A.从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在减小B.从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小【解析】选D。

从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在增加,且斥力增加得更快,故A错误;由图可知,在r=r0时分子力为零,故从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大,故B错误;分子势能在r=r0时最小,故从r=r2到r=r0分子势能一直减小,故C错误;从r=r2到r=r1分子势能先减小后增大,故分子动能先增大后减小,故D正确。

【命题角度2】固体、液体3.(固体·多选·2020江苏高考)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。

下列关于玻璃的说法正确的有()A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列【解析】选A、C。

气体变质量问题一、变质量问题的求解方法二、针对练习1、一个篮球的容积是2.5 L，用打气筒给篮球打气时，每次把105 Pa的空气打进去125 cm3.如果在打气前篮球内的空气压强也是105 Pa，那么打30次以后篮球内的空气压强是多少？(设打气过程中气体温度不变)2、某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27 ℃时，压强为3.0×103 Pa。

(1)当夹层中空气的温度升至37 ℃，求此时夹层中空气的压强；(2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。

3、用容积为ΔV 的活塞式抽气机对容积为V 0的容器中的气体抽气，如图所示．设容器中原来的气体压强为p 0，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽气n 次后，容器中剩余气体的压强p n 为多少？4、(2020·全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。

甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为V 2，罐中气体的压强为p 21. 现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等. 求调配后(1)两罐中气体的压强；(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.5、某容积为20 L 的氧气瓶装有30 atm 的氧气，现把氧气分装到容积为5 L 的小钢瓶中， 使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm ，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm ，问能分装多少 瓶？(设分装过程中无漏气，且温度不变)6、容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为C o 27,如果把它加热到C o 127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?7、某个容器的容积是10 L，所装气体的压强是2.0×106 Pa.如果温度保持不变，把容器的开关打开以后，容器里剩下的气体是原来的百分之几？(设大气压是1.0×105 Pa)8、如图所示为某充气装置示意图。

高考一轮复习选择性必修三综合训练（选择题）1.一种海浪发电机的气室如图所示. 工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭. 气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电. 气室中的空气可视为理想气体.下列对理想气体的理解,正确的有 .（A）理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型（B）只要气体压强不是很高就可视为理想气体（C）一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关（D）在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律2.如图，在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接。

气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸璧之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同。

略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态。

若始末状态A、B的压强变化量△p A、△p B均大于零，对活塞压力的变化量为△F A、△F B，则A．A体积增大B．A体积减小C．△F A＞△F B D．△p A＜△p B3.如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标()f v表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。

途中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是。

（填选项前的字母）A.曲线①B.曲线②C.曲线③D.曲线④4.图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图像，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态0C 设A 、B 、C 状态对应的温度分别为A B C T T T 、、，则下列关系式中正确的是 。

（填选项前的字母）A. A B B C T T T T <<,B. A B B C T T T T >=,C. A B B C T T T T ><,D. A B B C T T T T =<,5.对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（ ）A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小6.如图，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。

热学的基本概念与原理（一）分子动理论、温度和内能一、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积0V 、分子直径d 、分子质量0m宏观量：物质体积V 、摩尔体积A V 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（1231002.6-⨯=mol N A ） AV MV m ==ρ 1、分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ===2、分子体积：AA 0N MN V N V V A ρ＝＝= （对气体，0V 应为气体分子占据的空间大小） 3、分子大小：(数量级m 1010-) （1）球体模型．30)2(34dN M N V V A A A πρ===直径306πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：SV d = S ：单分子油膜的面积，V ：滴到水中的纯油酸的体积 （2）立方体模型．30V d = （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

（3）分子的数量：A A N MVN M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 二、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较三、分子力、分子势能和物体的内能1、分子力及分子势能比较（1）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法． （2）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系． （3）通过做功或热传递可以改变物体的内能．（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．四、针对练习1、(多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2 g ，则下列选项正确的是( )A ．a 克拉钻石物质的量为0.2a MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m) D ．a 克拉钻石的体积为aρ2、（多选）若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，A N 为阿伏加德罗常数，m 、∆分别表示每个氮分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是（ ） A ．mV ρN A =B ．∆=A N μρC ．A N μm =D ．A N V =∆3、空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管) 液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V ，水的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则液化水中分子的总数N 和水分子的直径d 分别为( ) A ．N ＝MρVN A，d ＝36M πρN A B ．N ＝ρVN AM，d ＝3πρN A6MC ．N ＝ρVN AM ，d ＝36M πρN A D ．N ＝MρVN A ，d ＝3πρN A6M4、（多选）某气体的摩尔质量为M ，分子质量为m ，若1摩尔该气体的体积为m V , 密度为μ，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为A N )（ ）A ．m V N A B ．m mV MC ．M N A μD ．mμN A 5、（多选）PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法正确的是( ) A ．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B ．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C ．温度越低PM2.5活动越剧烈D ．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈6、关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A ．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显B ．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C ．强烈的阳光射人较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则 运动,这也是一种布朗运动D ．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动7、据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。

高考一轮复习选择性必修三综合训练（填空题和选择题）一、填空题1.某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。

初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。

现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。

此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。

2.如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。

用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1______N2，T1______T3，T3，N2______N3。

（填“大于”“小于”或“等于”）3.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是。

实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以。

为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是。

4.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥力”）．分子势能E p和分子间距离r的关系图象如题13A-1图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中（选填“A”“B”或“C”）的位置．5.如题12A−1图所示，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题12A−2图所示，则状态A对应的是（选填“①”或“②”）.6.在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．7.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 ，阿伏伽德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g 。

2023高中物理热学复习题集附答案2023高中物理热学复习题集附答案一、选择题1.在以下哪一个状态下物体内能量变化最大？A. 0.5kg的物体被加热20℃B. 1kg的物体被加热10℃C. 0.5kg的物体被加热10℃D. 1kg的物体被加热20℃答案：D2.热机对外做功为3000J，吸收的热量为2000J，那么该热机的效率是多少？A. 33.3%B. 66.7%C. 100%D. 150%答案：B3.一个理想热机从200℃的高温热源吸收400J的热量，以300℃的低温热源释放一部分热量，再以100℃的低温热源释放剩余热量，如果效率为50%，释放给100℃低温热源的热量为多少？A. 100JB. 150JC. 200JD. 250J答案：C二、填空题1.一个加热器每秒向150g的流过它的水传递450J的能量，那么水的温升为____℃。

答案：3℃2.物体的摩尔热容量可以用____来表示。

答案：C3.物体的热容量是该物体吸收/释放1J的热量所引起的温度变化与____的比值。

答案：温度三、计算题1.一根长度为10cm，截面积为5cm²的铜棒，两端温度分别为300K 和600K，单位时间内通过横截面的净热量为180J，铜的热导率为394W/(m·K)，求铜棒的导热系数。

答案：0.788W/(m·K)2.一台理想的汽轮机从高温热源吸收3000J的热量，向低温热源释放1200J的热量，求该汽轮机的效率。

答案：60%四、解答题1.简述热传导的原理及影响因素。

答：热传导是指物体之间由于分子热运动而传递热量的过程。

其原理是由于物质内部存在温度差，分子会发生碰撞，在碰撞过程中传递能量，从而使得热量从高温区传递到低温区。

热传导的影响因素包括物质的热导率、物体的面积、距离和温度差等。

2.简述热机的工作原理及其效率计算公式。

答：热机的工作原理是循环地吸收热量、转化热能为机械能并对外做功、释放余热至低温热源。

热学的基本概念与原理1.目录题型一 关于分子动理论及内能的考查类型1　微观量估算的两种“模型”类型2　布朗运动与分子热运动类型3　分子力和内能题型二 固体、液体和气体类型1 固体和液体性质的理解类型2气体压强的计算及微观解释题型三 关于热力学定律与能量守恒定律的理解类型1　热力学第一定律的理解类型2　热力学第二定律的理解类型3　热力学第一定律与图像的综合应用题型一:关于分子动理论及内能的考查类型1　微观量估算的两种“模型”1.微观量与宏观量(1)微观量：分子质量m0、分子体积V0、分子直径d等．(2)宏观量：物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ、物体的体积V、摩尔体积V mol等．2.分子的两种模型(1)球模型：V0=16πd3，得直径d=36V0π(常用于固体和液体)．(2)立方体模型：V0=d3，得边长d=3V0(常用于气体)．3.几个重要关系(1)一个分子的质量：m0=MN A.(2)一个分子的体积：V0=V molN A(注意：对于气体，V0表示一个气体分子占有的空间)．(3)1mol物体的体积：V mol=Mρ.模型1　微观量估算的球体模型1(多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A.已知1克拉=0.2g，则下列选项正确的是()A.a克拉钻石物质的量为0.2aM B.a克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A MC.每个钻石分子直径的表达式为36M×10-3N Aρπ(单位为m)D.a克拉钻石的体积为aρ【答案】　ABC【解析】　a克拉钻石的质量为0.2a克，得物质的量为0.2aM，所含分子数为0.2aM×N A，故A、B正确；每个钻石分子的体积为M×10-3ρN A，固体分子看作球体，V=43πR3=43πd23=16πd3，联立解得分子直径d=36M×10-3N Aρπ，故C正确；a克拉钻石的体积为0.2a×10-3ρ，D错误．2(2022·山东省摸底)在标准状况下，体积为V的水蒸气可视为理想气体，已知水蒸气的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为N A，水的摩尔质量为M，水分子的直径为d。

热学课时作业课时作业(三十二)第32讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小时间/40分钟1.(多选)下列叙述正确的是()A.扩散现象说明白分子在不停地做无规则运动B.布朗运动就是液体分子的运动C.分子间距离增大,分子间的引力和斥力肯定都减小D.物体的温度越高,分子运动越激烈,每个分子的动能肯定都越大E.两个铅块压紧后能连在一起,说明分子间有引力2.(多选)[2024·保定期末]我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作.PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害.矿物燃料燃烧的排放物是形成PM2.5的主要缘由.下列关于PM2.5的说法中正确的是()A.PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B.PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C.PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流运动确定的D.提倡低碳生活,削减煤和石油等燃料的运用,能有效减小PM2.5在空气中的浓度E.PM2.5肯定有内能3.(多选)关于物体的内能,下列叙述中正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体的内能不行能为零C.内能相同的物体,它们的分子平均动能肯定相同D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同E.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关4.(多选)下列说法正确的是()A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏伽德罗常数B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大D.温度上升,分子热运动的平均动能肯定增大,但并非全部分子的速率都增大E.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关5.(多选)关于分子动理论的基本观点和试验依据,下列说法正确的是 ()A.大多数分子直径的数量级为10-10mB.扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C.悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显D.在液体表面分子力表现为引力E.随着分子间距离的增大,分子势能肯定增大6.(多选)将一个分子P固定在O点,另一个分子Q从图中的A点由静止释放,两分子之间的作用力与间距关系的图像如图K32-1所示,则下列说法正确的是()图K32-1A.分子Q由A运动到C的过程中,先加速再减速B.分子Q在C点时分子势能最小C.分子Q在C点时加速度大小为零D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中,加速度先增大后减小再增大E.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变更的规律7.(多选)[2024·四川南充中学模拟]关于热现象和热学规律,以下说法正确的是()A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B.两个分子的间距从极近渐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小C.热量可以从低温物体传递到高温物体D.物体的摄氏温度变更为1℃,其热力学温度变更了273KE.两个分子的间距从极近渐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大8.(多选)[2024·山东泰安模拟]甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能E p与两分子间距离x的变更关系如图K32-2所示,设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0,则下列说法正确的是()图K32-2A.乙分子在P点时加速度为0B.乙分子在Q点时分子势能最小C.乙分子在Q点时处于平衡状态D.乙分子在P点时动能最大E.乙分子在P点时,分子间引力和斥力大小相等9.(多选)如图K32-3所示,横轴r表示两分子间的距离,纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小,图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变更关系,e为两曲线的交点.下列说法正确的是()图K32-3A.ab为引力曲线,cd为斥力曲线B.ab为斥力曲线,cd为引力曲线C.若两分子间的距离增大,则分子间的斥力减小得比引力更快D.若r=r0,则分子间没有引力和斥力E.当分子间距从r0起先增大时,分子势能肯定增大10.(多选)两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力,它们随分子之间距离r的变更关系如图K32-4所示.图中虚线是分子斥力和分子引力曲线,实线是分子合力曲线.当分子间距为r=r0时,分子之间合力为零,则图K32-5中关于该两分子组成系统的分子势能E p与两分子间距离r的关系曲线可能正确的是()图K32-4图K32-511.(多选)一般状况下,分子间同时存在分子引力和分子斥力.若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近时,固定甲分子不动,乙分子可自由移动,去掉外力后,当乙分子运动到很远时,速度为v,则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m) ()A.乙分子的动能变更量为mv2B.分子力对乙分子做的功为mv2C.分子引力比分子斥力多做的功为mv2D.分子斥力比分子引力多做的功为mv2E.乙分子克服分子力做的功为mv212.在“用油膜法估测分子的大小”的试验中,某同学操作步骤如下:①取肯定量的无水酒精和油酸,配制成肯定浓度的油酸酒精溶液;②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在蒸发皿内盛肯定量的水,再滴入一滴溶液,待散开稳定;④在蒸发皿上覆盖玻璃板,描出油酸薄膜形态,用透亮方格纸测量油酸薄膜的面积.请指出错误或有遗漏的步骤,并改正其错误:错误的步骤:;有遗漏的步骤:.13.[2024·连云港摸底]测量分子大小的方法有许多,如油膜法、显微法.(1)在“用油膜法估测分子大小”的试验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的容量瓶中,再加入酒精后得到250mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入50滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下视察油膜,如图K32-6甲所示.坐标格中每个小正方形方格的大小为2cm×2cm.由图可以估算出油膜的面积是cm2,由此估算出油酸分子的直径是(保留一位有效数字)m.图K32-6(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8m的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径约为m(结果保留两位有效数字)m.课时作业(三十三)第33讲固体、液体、气体的性质热力学定律时间/40分钟1.(多选)下列说法中正确的是()A.只要能减弱气体分子热运动的猛烈程度,气体的温度就可以降低B.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体全部分子体积之和C.在完全失重的状况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界汲取热量,其内能肯定增加E.气体在等压膨胀过程中温度肯定上升2.(多选)[2024·长沙模拟]关于其次类永动机,下列说法中正确的是 ()A.其次类永动机是指没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源汲取的热量全部用来做功,而不引起其他变更的热机B.其次类永动机违反了能量守恒定律,所以不行能制成C.其次类永动机违反了热力学其次定律,所以不行能制成D.其次类永动机不行能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不能全部转化为机械能E.其次类永动机不行能制成,说明机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化为机械能,而不引起其他变更3.(多选)[2024·武汉模拟]固体甲和固体乙在肯定压强下的熔化曲线如图K33-1所示,横轴表示时间t,纵轴表示温度T.下列推断正确的是()图K33-1A.固体甲肯定是晶体,固体乙肯定是非晶体B.固体甲不肯定有确定的几何外形,固体乙肯定没有确定的几何外形C.在热传导方面固体甲肯定表现出各向异性,固体乙肯定表现出各向同性D.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同E.图线甲中ab段温度不变,所以甲的内能不变4.(多选)[2024·江西师大附中月考]下列说法不正确的是()A.竖直玻璃管里的水银面不是平面,而是“上凸”的,这是表面张力所致B.相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C.物理性质表现为各向同性的固体肯定是非晶体D.压缩气体须要用力,这是气体分子间有斥力的表现E.气缸里肯定质量的志向气体发生等压膨胀时,单位时间碰撞单位面积器壁的气体分子数肯定削减5.(多选)[2024·湖北六校联考]下列说法中正确的是()A.气体分子的数目越多,气体的体积越大B.气体的压强是大量气体分子对器壁不断碰撞产生的C.气体膨胀时对外做功,消耗内能,故气体的内能削减D.内能不同的两个物体,它们的分子热运动的平均动能可能相等E.晶体和非晶体在肯定的条件下可以相互转化6.(多选)下列说法中正确的是()A.给车胎打气,越来越吃力,是由于分子间存在斥力B.液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现C.悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉在做无规则的热运动D.干湿泡湿度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远E.液晶的光学性质与某些晶体相像,具有各向异性7.(多选)如图K33-2所示,肯定质量的志向气体从状态a变更到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示.在此过程中()图K33-2A.气体温度始终降低B.气体内能始终增加C.气体始终对外做功D.气体始终从外界吸热E.气体汲取的热量始终全部用于对外做功8.(多选)[2024·南昌三校联考]关于热力学定律,下列说法正确的是 ()A.气体吸热后温度肯定上升B.对气体做功可以变更其内能C.志向气体等压膨胀过程肯定放热D.热量不行能自发地从低温物体传到高温物体E.假如两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也肯定达到热平衡9.(多选)[2024·昆明质检]下列说法正确的是()A.水的饱和汽压随温度的上升而增加B.浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现C.肯定质量的0℃的水的内能大于等质量的0℃的冰的内能D.气体的压强是由气体分子间的相互排斥而产生的E.一些昆虫可以停在水面上,是由于水表面存在表面张力10.(多选)[2024·福建厦门质检]下列说法正确的是()A.一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的B.在完全失重的宇宙飞船中,水的表面存在表面张力C.物体内部全部分子热运动的动能和分子势能的总和叫作物体的内能D.肯定质量的0℃的冰溶化为0℃的水时,分子势能增加E.土壤里有许多毛细管,假如要把地下的水分沿着它们引到地表,可以将地面的土壤锄松11.(多选)[2024·河南十校联考]对于物态和物态变更,下对说法正确的是()A.肯定湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,越简单蒸发,感觉越干燥B.在温度不变的状况下,饱和汽压不随体积变更C.非晶体和多晶体没有确定的熔点,单晶体有确定的熔点D.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同确定的E.可以依据各向同性或各向异性来鉴別晶体和非晶体12.(多选)[2024·安庆模拟]下列说法正确的是()A.液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B.萘的熔点为80℃,质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘具有不同的分子势能C.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E.液晶像液体一样具有流淌性,而其光学性质与某些晶体相像,具有各向同性图K33-313.(多选)[2024·兰州一中月考]如图K33-3所示,密闭容器内可视为志向气体的氢气温度与外界空气的温度相同.现对该容器缓慢加热,当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时,则 ()A.氢分子的平均动能增大B.氢分子的势能增大C.氢气的内能增大D.氢气的内能可能不变E.氢气的压强增大14.(多选)下列说法中正确的是 ()A.在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B.气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律C.随着分子间距离增大,分子间作用力减小,分子势能也减小D.肯定质量的志向气体发生绝热膨胀时,其内能不变E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行15.(多选)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图K33-4所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知()图K33-4A.同一温度下,氧气分子速率呈现“中间多,两头少”的分布规律B.随着温度的上升,每一个氧气分子的速率都增大C.随着温度的上升,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大D.①状态的温度比②状态的温度低E.两种状态氧气分子的平均动能不相等16.肯定质量的志向气体经验了温度缓慢上升的变更,如图K33-5所示,p-T和V-T图各记录了其部分变更过程.(1)求温度为600K时气体的压强;(2)在p-T图像上将温度从400K上升到600K的变更过程补充完整.图K33-5课时作业(三十四)第34讲选修3-3计算题型突破时间/40分钟1.[2024·河北四市调研]如图K34-1所示,横截面积相等的绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦,两气缸内都装有志向气体,初始时体积均为V0、温度为T0且压强相等,缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强变为原来的1.5倍,设环境温度始终保持不变,求气缸A中气体的体积V A和温度T A.图K34-12.—定质量的志向气体由状态A经状态B变更到状态C的p-V图像如图K34-2所示.(1)若已知在A状态时,志向气体的温度为27℃,求处于B状态时气体的摄氏温度;(2)从A状态变更到C状态气体是吸热还是放热?求出汲取或放出的热量的数值.(已知1atm=1×105Pa)图K34-23.如图K34-3所示,圆柱形喷雾器高为h,内有高度为的水,上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气.将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门K,恰好有水流出.已知水的密度为ρ,大气压强恒为p0,喷雾口与喷雾器等高.忽视喷雾管的体积,将空气看作志向气体.(1)求室内温度;(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入的空气与原有空气的质量之比.图K34-34.[2024·全国卷Ⅱ]如图K34-4所示,一竖直放置的气缸上端开口,气缸壁内有卡口a和b,a、b 间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有肯定质量的志向气体.已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽视;活塞和气缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦.起先时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0.现用电热丝缓慢加热气缸中的气体,直至活塞刚好到达b处.求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功.重力加速度大小为g.图K34-45.[2024·鹰潭一模]如图K34-5所示是一个连通器装置,连通器的右管半径为左管的两倍,左端封有长为30cm的空气柱,左、右两管水银面高度差为37.5cm,左端封闭端下60cm处有一细管用开关D封闭,细管上端与大气相通.若将开关D打开(空气能进入但水银不会进入细管),稳定后会在左管内产生一段新的空气柱.已知外界大气压强p0=75cmHg.稳定后左端管内的全部气柱的总长度为多少?图K34-56.[2024·沈阳模拟]如图K34-6所示,内壁光滑的圆柱形导热气缸固定在水平面上,气缸内被活塞封有肯定质量的志向气体,活塞横截面积为S,质量和厚度都不计,活塞通过弹簧与气缸底部连接在一起,弹簧处于原长.已知四周环境温度为T0,大气压强恒为p0,弹簧的劲度系数k=,原长为l0.一段时间后,环境温度降低,在活塞上施加一水平向右的压力,使活塞缓慢向右移动,当压力增大到某一值时保持恒定,此时活塞向右移动了0.2l0,缸内气体压强为1.1p0.(1)求此时缸内气体的温度T1;(2)对气缸加热,使气体温度缓慢上升,当活塞移动到距气缸底部1.2l0时,求此时缸内气体的温度T2.图K34-67.如图K34-7所示,光滑导热活塞C将体积为V0的导热容器分成A、B两室,A、B中各封有肯定质量的同种气体,A室左侧连接有一U形气压计(U形管内气体的体积忽视不计),B室右侧有一阀门K,可与外界大气相通,外界大气压强等于76cmHg,气温恒定.当光滑导热活塞C静止时,A、B两室容积相等,气压计水银柱高度差为38cm.现将阀门K打开,当活塞C不再移动时,求:(1)A室的体积;(2)B室中从阀门K逸出的气体质量与原有质量的比值.图K34-7课时作业(三十二)1.ACE[解析]扩散现象说明白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,分子间距离增大时,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,但并非每个分子的动能都肯定越大,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.CDE[解析]PM2.5是指直径小于或等于2.5μm的颗粒物,大于氧分子尺寸的数量级,A错误;PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动,不是分子的运动,B错误;PM2.5的运动轨迹是由大量空气分子碰撞的不平衡和气流运动共同确定的,C正确;削减矿物燃料的燃烧,能有效减小PM2.5在空气中的浓度,D正确;PM2.5是大量分子组成的颗粒物,肯定具有内能,E正确.3.BDE[解析]温度凹凸反映分子平均动能的大小,但对于不同物体,分子数目和所处物态不明确时,无法比较内能的大小,选项A错误;由于分子都在做无规则运动,因此任何物体的内能都不行能为零,选项B正确;内能相同的物体,它们的分子平均动能不肯定相同,选项C错误;内能不同的两个物体,它们的温度可以相同,即它们的分子平均动能可以相同,选项D正确;物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关,故选项E正确.4.ADE[解析]悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,B错误;在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,分子势能先减小后增大,C错误.5.ABD[解析]大多数分子直径的数量级为10-10m,选项A正确;扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多,而且扬起的尘埃是空气的流淌造成的,不是布朗运动,选项B正确;悬浮在液体中的微粒越大,液体分子的撞击对微粒影响越小,布朗运动就越不明显,选项C错误;液体表面分子之间距离较大,分子力表现为引力,选项D正确;分子势能变更与分子力做功有关,在平衡距离以内,斥力大于引力,分子力表现为斥力,若在此范围内分子间距离增大,则分子力做正功,分子势能减小,在平衡距离以外,引力大于斥力,分子力表现为引力,若分子间距增大,则分子力做负功,分子势能增大,选项E错误.6.BCD [解析]分子Q由A运动到C的过程中,始终受引力作用,速度始终增大,动能增加,分子势能削减,在C点的分子势能最小,选项A错误,选项B正确;分子Q在C点时受到的分子力为零,故在C点时的加速度大小为零,选项C正确;分子Q由A点释放后运动到C点过程中,受到先增大后减小的引力,然后再向C点左侧运动时则受到渐渐增大的斥力,故加速度先增大后减小再增大,选项D正确;此图只能表示固、液两种状态下分子力随分子间距变更的规律,气体分子间距一般大于10r0,选项E错误.7.BCE[解析]布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动,表明液体的分子在做无规则运动,选项A错误;两个分子的间距从极近渐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小,选项B正确;依据热力学其次定律,热量可以从低温物体传递到高温物体,但要引起其他的变更,选项C正确;物体的摄氏温度变更为1℃,其热力学温度变更了1K,选项D错误;两个分子的间距从极近渐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大,选项E正确.8.ADE[解析]由图像可知,乙分子在P点时,分子势能最小,此时乙分子受力平衡,甲、乙两分子间引力和斥力大小相等,乙分子所受合力为0,加速度为0,A、E正确;乙分子在Q点时的分子势能为0,大于乙分子在P点时的分子势能,B错误;乙分子在Q点时,与甲分子间的距离小于平衡距离,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,所以乙分子在Q点时合力不为0,故不处于平衡状态,C 错误;乙分子在P点时,其分子势能最小,由能量守恒定律可知,此时乙分子动能最大,D正确.9.ACE[解析]因为斥力比引力变更得快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,故A、C正确,B错误;当r=r0时,分子引力和分子斥力大小相等,其合力为零,故D错误;r=r0是平衡位置,分子势能最小,当r从r0起先增大时,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能增大,故E正确.10.BC[解析]当分子间距r>r0时,分子间表现为引力,此时分子间距r减小,则分子力做正功,分子势能减小,当r<r0时,分子间表现为斥力,此时分子间距r减小,则分子力做负功,分子势能增大,当r=r0时,分子势能最小.考虑取不同点作为分子势能为零的点,选项B、C的图像可能是正确的.11.ABD[解析]当甲、乙两分子间距离最小时,两者都处于静止状态,当乙分子运动到分子力的作用范围之外时,乙分子不再受力,此时速度为v,故在此过程中乙分子的动能变更量为mv2,选项A正确;在此过程中,分子斥力始终做正功,分子引力始终做负功,即W合=W斥-W引,由动能定理得W2,故分子斥力比分子引力多做的功为mv2,选项B、D正确.斥-W引=mv12.见解析[解析]②由于一滴溶液的体积太小,干脆测量时,相对误差太大,所以应用微小量累积法减小测量误差;③液面上不撒痱子粉时,滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至试验失败.。