高考一轮复习课时提升作业 三十四 选修33热学.docx
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高考一轮复习课时提升作业三十四选修33热学
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课时提升作业三十四
选修3-3 热 学
(45分钟 100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)
1.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是 ( )
【解析】选B。
根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知,当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,由此可知B正确。
2.假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不
间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1)()
A.10年 B.1千年
C.10万年D.1千万年
【解析】选C。
水的摩尔质量为18克/摩尔,故1克水为
摩尔;故一克水的分子个数为:
n=
;60亿=6×109;60亿人数,每人每小时数5000个,需要的时间是t=
小时≈1.11×109小时≈12万年。
3.如图所示,在一个带活塞的容器底部有一定量的水,现保持温度不变,上提活塞,平衡后底部仍有部分水,则 ( )
A.液面上方水蒸气的密度和压强都不变
B.液面上方水蒸气的质量增加,密度减小
C.液面上方水蒸气的密度减小,压强减小
D.液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
【解析】选A。
在一定的温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,饱和汽的压强也是一定的。
活塞上提前,密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽,水蒸气密度一定,其饱和汽压一定。
当活塞上提时,密闭容器中水面会有水分子飞出,使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡,达到饱和状态。
在温度保持不变的条件下,水蒸气密度不变,饱和汽压也保持不变。
故A正确,B、C、D错误。
4.如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。
若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,A管内的水银面高度相应变化h,则( )
A.h=HB.h<
C.h=
D.
【解析】选B。 封闭气体是等温变化,B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,压强变小,故气体体积要增大,但最终平衡时,封闭气体的压强比大气压强小,一定是B侧水银面低,B侧水银面下降的高度(H-h)大于A侧水银面下降的高度h,故有: H-h>h,故h< 。 5.(2017·中山模拟)如图,绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,K与汽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,错误的是 ( ) A.a的体积增大了,压强变小了 B.b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 D.a增加的内能大于b增加的内能 【解析】选A。 当a加热时,气体a的温度升高,压强增大,由于K与汽缸壁的接触是光滑的,可以自由移动,所以a,b两部分的压强始终相同,都变大,故A错误;由于a气体膨胀,b气体被压缩,所以外界对b气体做功,根据热力学第一定律得: b的温度升高了,故B正确;由于过程中a气体膨胀,b气体被压缩,所以a气体的温度较高,所以加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈,故C正确;由于a气体膨胀,b气体被压缩,最终a气体体积大于b气体体积,所以a气体的最终温度较高,内能增加较多,故D正确。 6.(多选)下列说法中哪些结论是正确的 ( ) A.饱和汽压和液体之间的动态平衡,是指汽化和液化同时进行的过程,且进行的速率相等 B.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列 C.两个物体内能相同,则它们的温度一定相同 D.自然界一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生 E.一定质量理想气体对外做功,内能不一定减少,但密度一定减小 【解析】选A、B、E。 当气体汽化和液化同时进行的过程中进行的速率相等时,饱和汽压和液体之间达到动态平衡,故A正确;晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列,故B正确;内能包括分子动能和分子势能,故内能相等时温度不一定相同;故C错误;自然界发生的一切过程能量都守恒,但是根据熵增加原理,一切与热运动有关的宏观过程都是不可逆的。 故有些不违背能量守恒的宏观过程也无法自然发生,故D错误;一定质量理想气体对外做功,但可能吸收热量,根据热力学第一定律公式ΔU=W+Q,内能不一定减少,但由于体积变大,故密度变小,故E正确。 7.(多选)下列说法正确的是 ( ) A.饱和汽压随温度升高而增大,与体积无关 B.气体分子热运动的平均动能减少,气体的压强一定减小 C.在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少 D.单位体积内气体分子数增加,气体的压强一定增大 E.对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热 【解析】选A、C、E。 饱和汽压与液体的种类和温度有关,随温度升高而增大,故A正确;气体分子热运动的平均动能减少,即气体温度降低,根据公式 =C,气压不一定减小,故B错误;自然界的宏观热过程都具有方向性,在任何一个自然过程中,一个孤立系统的总熵会不断增加,故C正确;单位体积内气体分子数增加,根据克拉伯龙方程pV=nRT, 增加,p不一定增加,故D错误;对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,根据 =C,温度增加,故内能增加,由于对外做功,根据ΔU=W+Q,气体一定吸收热量,故E正确。 8.(多选)(2017·晋城模拟)下列说法正确的是 ( ) A.甲分子固定不动,乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中,分子间的分子势能是先减小后增大 B.一定量的理想气体在体积不变的条件下,吸收热量,内能一定增大,压强必增大 C.自然界中自发进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性 D.已知阿伏加德罗常数为NA,水的摩尔质量为M,标准状况下水蒸气的密度为ρ(均为国际单位制单位),则1个水分子的体积是 E.饱和汽压与分子密度有关,与温度有关 【解析】选A、B、C。 分子力做功等于分子势能的减小量;甲分子固定不动,乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中,分子力先做正功后做负功,所以分子间的分子势能是先减小后增加,故A正确;一定量的理想气体在体积不变的条件下,不会对外做功,故吸收热量后内能一定增加,故温度升高,分子热运动的平均动能增加,压强增加,故B正确;根据热力学第二定律,自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的,故C正确;已知阿伏加德罗常数为NA,水的摩尔质量为M,标准状况下水的摩尔质量为ρ(均为国际单位制单位),则1个水分子所占空间的大小是: V0= = = 该数值不是分子的体积,故D错误;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,故E错误。 9.(多选)(2017·衡水模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示,而甲、乙、丙三种固体在溶解过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示,下列说法正确的是 ( ) A.甲、乙为非晶体,丙是晶体 B.甲、丙为晶体,乙是非晶体 C.甲、丙为非晶体,乙是晶体 D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体 【解析】选B、D。 单晶体是各向异性的,熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。 非晶体和多晶体是各向同性,则熔化在表面的石蜡是圆形,因此丙为单晶体,甲、乙可能是多晶体与非晶体,根据温度随加热时间变化的关系,可知,甲、丙为晶体,乙是非晶体。 故B、D正确,A、C错误。 10.(多选)如图是研究气体的压强与温度的关系、体积与温度的关系的实验装置,A、B管下端由软管相连,注入一定量的水银,烧瓶中封有一定量的理想气体,开始时A、B两管中水银面一样高,然后将烧瓶浸入热水或冰水中,则 ( ) A.浸入热水时,若研究压强与温度的关系应将A管向上移动 B.浸入热水时,若研究压强与温度的关系应将A管向下移动 C.浸入冰水时,若研究体积与温度的关系应将A管向上移动 D.浸入冰水时,若研究体积与温度的关系应将A管向下移动 【解析】选A、C。 将烧瓶浸入热水中时,气体的温度升高,若研究压强与温度的关系,则保证气体的体积不变,所以气体的压强要变大,应将A管向上移动,故A正确,B错误;将烧瓶浸入冰水中时,气体的温度降低,若研究体积与温度的关系,则保证气体的压强一定,故体积减小,应将A管向上移动,保持U形管中两侧的水银面等高,故C正确,D错误。 11.(多选)(2017·吕梁模拟)一定质量理想气体的状态沿如图所示的圆周变化,则该气体体积变化的情况是 ( ) A.沿a→b,逐步减小 B.沿b→c,先逐步增大后逐步减小 C.沿c→d,逐步减小 D.沿d→a,逐步减小 【解析】选B、C。 由理想气体状态方程 =C可知,V= ;由图象可知,沿a→b,气体压强减小而温度升高,则气体体积变大,故A错误;由图象可知,沿b→c,压强变大温度升高,而p与T的比值先逐渐减小,后逐渐增大,则气体体积先增大后减小,故B正确;沿c→d过程中, 逐渐变大,则气体体积逐渐减小,故C正确;沿d→a, 先增大后减小,则气体体积先减小后增大,故D错误。 12.(多选)(2017·济南模拟)下列说法正确的是 ( ) A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 B.一木块被举高,组成该木块的所有分子的分子势能都增大 C.当液体与大气接触时,液体表面层分子的势能比液体内部分子的要大 D.缓慢压缩一定量气体,若此过程气体温度不变,则外界对气体做正功但气体内能不变 E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多 【解析】选C、D、E。 布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动,而固体颗粒是由大量颗粒分子组成的,固体颗粒的运动是所有颗粒分子整体在运动,不能证明组成固体颗粒的分子在做无规则运动,故A错误。 一木块被举高,该木块的重力势能增加,但组成该木块的分子间距不变,分子势能不变,故B错误。 液体表面层的分子间距比液体内部分子间距要大,分子力表现为引力,故分子势能比液体内部的分子势能大,故C正确。 缓慢压缩一定量气体,若此过程气体温度不变,则外界对气体做正功,由于一定质量的理想气体的内能只与温度有关,所以气体内能不变,故D正确。 气体体积不变时,温度越高,由 =C知,气体的压强越大,由于单位体积内气体分子数不变,分子平均动能增大,所以单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多,故E正确。 二、非选择题(本题共2小题,共20分。 需写出规范的解题步骤) 13.(10分)(2017·厦门模拟)利用油膜法估测分子大小的练习题 (Ⅰ)(多选)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列哪些措施是可行的______ A.油酸浓度适当小一些 B.油酸浓度适当大一些 C.油酸扩散后立即给出轮廓图 D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图 (Ⅱ)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为20mm。 (1)油酸膜的面积是________m2。 (2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是______mL。 (3)按以上实验数据估测出油酸分子直径为__________m。 【解析】(Ⅰ)为能形成单分子油膜,油膜浓度应适当小些;绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行,A、D选项正确,B、C错误。 (Ⅱ) (1)由图示坐标纸可知,油膜所占方格数是60,则油膜的面积为: S=60×20mm×20mm=2.4×10-2m2 (2)一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为: V= × mL=1.2×10-5mL (3)油酸分子的直径为: d= = m=5×10-10m 答案: (Ⅰ)A、D (Ⅱ) (1)2.4×10-2 (2)1.2×10-5 (3)5×10-10 14.(10分)(2017·黄石模拟)如图甲所示为“⊥”型上端开口的玻璃管,管内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57℃,气体长度为L=22cm,乙图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。 求: (摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273K) (1)封闭气体初始状态的压强。 (2)若缓慢升高气体温度,升高至多少方可将所有水银全部压入细管内。 【解析】 (1)气体初状态体积为: V1=LS1=22×2cm3=44cm3, 由图知此时压强为: p1=80cmHg。 (2)由题意知: p2=82cmHg,V2=48cm3 从状态1到状态2由理想气体状态方程代入数据知: = 其中T1=(57+273)K=330K 代入数据解得: T2=369K 答案: (1)80cmHg (2)369K 【能力拔高题】 1.(6分)已知地球半径约为6.4×106m,空气的摩尔质量约为2.9×10-2kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105Pa。 利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状态下的体积为 ( ) A.4×1016m3 B.4×1018m3 C.4×1020m3D.4×1022m3 【解析】选B。 大气压强p0= 地球表面积S=4πR2,则地球周围空气质量为: m= ;由于标准状态下,一摩尔任何气体的体积都是22.4升,即摩尔体积为V=22.4×10-3m3;故空气密度为: ρ= ;空气的总体积为V′= = ;代入解得,V′≈4×1018m3。 2.(14分)如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸,其侧壁是绝热的,底部导热,内有两个质量均为m的密闭活塞,活塞A导热,活塞B绝热,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分。 初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0,温度为T0。 设外界大气压强为p0保持不变,活塞横截面积为S,且mg=p0S,环境温度保持不变。 求: 在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于2m时,两活塞在某位置重新处于平衡,活塞B下降的高度。 【解析】对Ⅰ气体,初状态压强: p1=p0+ =2p0, 末状态压强; p′1=p0+ =4p0, 由玻意耳定律得: p1l0S=p′1l1S 所以,l1= l0 对Ⅱ气体,初状态压强: p2=p1+ =3p0, 末状态压强: p′2=p′1+ =5p0 由玻意耳定律得: p2l0S=p′2l2S 所以,l2= l0 B活塞下降的高度为: Δl=l0- 答案: l0 关闭Word文档返回原板块
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