2009届新课标物理考点预测(8)

热   学

 

一、考点介绍

本考点的命题多集中分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义及与热力学第一定律的综合,还有气体实验定律和气体状态方程的应用及图象表示气体状态的变化过程等知识点上,多以选择题和填空题的形式出现;对热学前面知识的考查往往在一题中容纳更多的知识点,把热学知识综合在一起进行考查,多以选择题和填空题的形式出现;对后者的考查多以计算题的形式出现,着重考查热学状态方和的应用.《物理课程新标准》在课程性质中指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能,增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情”. 近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题.同时,本考点还可以与生活、生产的实际相联来考查热学知识在实际中的应用.

 

二、高考真题

1.(2008年高考宁夏卷.理综.31①)如图1所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体逐渐流出。在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程,下列说法正确的是          。(填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.气体分子的平均动能逐渐增大

B.单位时间气体分子对活塞撞击的次数增多                                      图1

C.单位时间气体分子对活塞的冲量保持不变

D.气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量 

试题详情

试题详情

2.(2008年高考上海卷.物理.9)已知理想气体的内能与温度成正比。如图2所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能

A.先增大后减小                   B.先减小后增大                           图2

C.单调变化                          D.保持不变

 

试题详情

3.(2008年高考海南卷.物理.17①)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是            (填入正确选项前的字母,每选错一个扣1分,最低得分为0分).

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势能的缘故

B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽,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

E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加

 

试题详情

4.(2007年高考江苏卷.物理.9)如图3所示,绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定,隔板质量不计,左右两室分别充有一定量的氢气和氧气(视为理想气体)。初始时,两室气体的温度相等,氢气的压强大于氧气的压强,松开固定栓直至系统重新达到平衡,下列说法中正确的是

A.初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能

B.系统重新达到平衡时,氢气的内能比初始时的小

C.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气

D.松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中,氧气的内能先增大后减小       图3

 

试题详情

5.(2008年高考全国1卷.理综. 15)已知地球半径约为6.4×106 m,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为(  )

A.4×1016 m3      B.4×1018 m3    C. 4×1020 m3               D. 4×1022 m3

 

试题详情

6.(2008年高考海南卷.物理.17⑵)如图4所示,一根粗细均匀、内壁光滑、

竖直放置的玻璃管下端密封,上端封闭但留有一抽气孔.管内下部被活塞封住一

定量的气体(可视为理想气体),气体温度为T1.开始时,将活塞上方的气体缓

慢抽出,当活塞上方的压强达到p0时,活塞下方气体的体积为V1,活塞上方玻    图4

试题详情

璃管的容积为2.6V1。活塞因重力而产生的压强为0.5p0。继续将活塞上方抽成真空并密封.整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变.然后将密封的气体缓慢加热.求:

①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度;

试题详情

②当气体温度达到1.8T1时气体的压强.

             

试题详情

7.(2008年上海卷。物理.13)如图5所示,两端开口的弯管,左管插

入水银槽中,右管有一段高为h的水银柱,中间封有一段空气,则(    )

(A)弯管左管内外水银面的高度差为h

(B)若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大

(C)若把弯管向下移动少许,则右管内的水银柱沿管壁上升

(D)若环境温度升高,则右管内的水银柱沿管壁上升                            

图5

 

试题详情

8.(2008年高考江苏卷.物理.12)(1)空气压缩机在一次压缩过程中,活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J,同时气体的内能增加了1.5×l05J.试问:此压缩过程中,气体            (填“吸收”或“放出”)的热量等于             J.

(2)若一定质量的理想气体分别按图6所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是

             (填“A”、“B”或“C”),该过程中气体的内能         (填“增加”、“减

少”或“不变”)。

试题详情

 

                                

图6

 

 

(3)设想将1g水均匀分布在地球表面上,估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol   

试题详情

水的质量为18g,地球的表面积约为5×1014m2,结果保留一位有效数字)

 

试题详情

9.(2008年高考广东卷.物理。13)(1)如图7所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面,如果你想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力    的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的        图7

分子间存在    作用。          

(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水,一段时间后,整杯水都变成了红色,这一现象在物理学中称为    现象,是由于分子的    而产生的,这一过程是沿着分子热运动的无序性     的方向进行的。                

试题详情

10.(2008年高考宁夏卷.理综.31.)如图8所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动。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h/4。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。                                                  图8

 

试题详情

11.(2008年上海物理卷考题)汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低又会造成耗油上升。已知某型号轮胎能在-40℃90℃正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5atm,最低胎压不低于1.6atm,那么在t=20℃时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较合适?(设轮胎容积不变)

试题详情

试题详情

12.(2008年山东理综卷物理.36)如图9所示,喷雾器内有10 L水,上部封闭有1atm的空气2L。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1atm的空气3L(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。                                                 

(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。                                    图9

(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。

试题详情

三、名校试题

1.(海南省民族中学2009届高三月考试卷.物理.3)如图10所示,导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的空气,气缸固定不动,外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上,另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上,开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙,使活塞缓慢向右移动(活塞始终未被拉出气缸)。忽略气             

试题详情

体分子间相互作用,则在活塞移动过程中,下列说法正确的是(  )

A.气缸内气体的分子平均动能变小  B.气缸内气体的压强变小

C.气缸内气体向外放出热量    D.气缸内气体从外界吸收热   

                                                                    图10

 

试题详情

2.(辽宁省锦州市2009届普通高中高三测试卷.物理.6) 一定质量的气体(不计气体分子间的作用力)由状态A变为状态D(如图线所示),这个过程中(     )

A.气体从外界吸收热量,内能增加

B.气体体积增大,单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少

C.气体温度升高,每个气体分子的动能都会增大

D.气体对光的折射率将变小,光在其中的传播速度会增大

 

试题详情

3.(浙江东阳中学2009届高三第三次月考卷.理综.18)对一定量的气体, 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.气体分子的热运动越剧烈, 气体温度就越高

C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的

D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少

 

试题详情

4.(盐城市2008届第一次调研卷.物理.30)如图11所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面积为S,活塞重为G,大气压强为P0 。若活塞固定,密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q 1 ; 若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q 2

(1)Q 1和Q 2哪个大些?气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同?

(2)求在活塞可自由滑动时,密封气体温度升高1℃,活塞上升的高度h。   图11

 

 

试题详情

5.(2008届广东华师附中5月冲刺练习卷.物理.14)(1)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是                   

A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数,就可以算出气体分子的体积

B.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动就越明显

C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大

D.一定温度下,饱和汽的压强是一定的

E.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律

试题详情

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

(2)如图12所示p-V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,这一过程中气体对外界做功200J.求:

①ACB过程中气体的内能是增加还是减少?变化量是多少?

②BDA过程中气体是吸热还是放热?吸收或放出的热量是多少?              图12

                    

试题详情

6.(江苏扬州市2008届第四次调研卷.物理.28)

(1)下列说法中正确的是(    )

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

E.一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大

F.内能向机械能转化是有条件的,即环境中必须存在温度差,通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机

试题详情

(2)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13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、C时的温度分别为多少℃?

②该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?

③该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少? 图13

 

试题详情

 7.(汕头市2008年普通高校招生模拟考试卷.物理.31)(1)1821年,德国物理学家塞贝克发现了一种怪现象:如图14所示,把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路,然后把铜铁丝的一个联接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温,另一个联接点放在火焰上加热,升到很高的温度时,发现灵敏电流计的指针发生了偏转,表明闭合电路中产生了电流,这就是温差发电现象。问:这一实验是否违反热力学第二定律?简述这一过程中能的转化情况。                              

试题详情

(2)如图15所示,竖直放置的圆筒形注射器,活塞上端接有气压表,                                              图14

试题详情

能够方便测出所封闭理想气体的压强.开始时,活塞处于静止状态,此时气体体积为30cm3,气压表读数为1.0×105Pa.若用力向下推动活塞,使活塞缓慢向下移动一段距离,稳定后气压表读数为1.2×105Pa.不计活塞与气缸内壁间的摩擦,环境温度保持不变。

①简要说明活塞移动过程中,被封闭气体的吸放热情况.                

②求活塞移动后气体的体积.                                   图15

 

试题详情

8.(江苏省南京市2008届高三质量检测卷.物理.30)某压力锅结构如图16所示,盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀顶起时,停止加热。

(1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。

试题详情

(2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1.5J,并向外界释放了2.5J的热量,锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少?

试题详情

(3)若已知某高压锅的压力阀质量为m=0.1kg,排气孔直径为d=0.3cm,则锅内气体的压强最大可达多少?设压强每增加3.6×103Pa,水的沸点相应增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?(外界大气压强p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2

试题详情

试题详情

9.(山东省济宁市2009届高三复习第一阶段质量检测卷.

物理.31)某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,

在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆                图16

试题详情

裂了.而手表没有受到任何撞击,该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0Pa(常温下的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。      当时登山运动员携带的温度计的读数是 一21℃,表内气体体积的变化可忽略不计.

   (1)通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的?

   (2)当时外界的大气压强为多少?

 

试题详情

文本框:  10.(山东省潍坊市2008年高三教学质量检测卷.物理.29)如图17所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,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。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升上h,此时气体的温为T1。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:

(1)气体的压强。

   (2)加热过程中气体的内能增加量。                           图17

(3)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。

 

(一)文字介绍

预测2009年高考热学命题方向为:(1)分子动理论要点,分子力、分子大小、质量、数目估算;(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素;(3)理想气体状态方程和用图表示气体状态的变化;(4)热现象实验与探索过程的方法;(5)以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用

(二)   考点预测题

试题详情

四、考点预测

1.下面关于分子力的说法中正确的有(  )

A.铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力

B.水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力

C.将打气管的出口端封住,向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再压缩,这一事实说明这时空气分子间表现为斥力

D.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力

 

试题详情

2.假如全世界60亿人同时数1 g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6×1023 mol-1)

A.10年                     B.1千年                    C.10万年                  D.1千万年

 

试题详情

3.图18为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是

试题详情

A.这个装置可测定热功当量    

B.做功增加了水的热量                 

C.做功增加了水的内能    

D.功和热量是完全等价的,无区别       

 

试题详情

4.为研究影响家用保温瓶保温效果的因素,某同学在保温瓶中灌入热水,现测量初始水温,经过一段时间后再测量末态水温。改变实验条件,                                图18

先后共做了6次实验,实验数据记录如下表:

序号

瓶内水量(mL)

初始水温(0C

时间(h)

末态水温(0C

1

1000

91

4

78

2

1000

98

8

74

3

1500

91

4

80

4

1500

98

10

75

5

2000

91

4

82

6

2000

98

12

77

下列眼镜方案中符合控制变量方法的是(  )

试题详情

A.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第1、3、5次实验数据

试题详情

B.若研究瓶内水量与保温效果的关系,可用第2、4、6次实验数据

试题详情

C.若研究初始水温与保温效果的关系,可用第1、2、3次实验数据

试题详情

D.若研究保温时间与保温效果的关系,可用第4、5、6次实验数据

 

试题详情

5.如图19所示,质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b态是气缸从容器中移出后,在室温(270C)中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法正确的是(    )

A、与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多            图19

B、与a态相比,b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大

C、在相同时间内,a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等              

D、从a态到b态,气体的内能增加,外界对气体做功,气体对外界释放了热量

 

试题详情

6.对一定质量的气体,下列说法正确的是(   )

A.在体积缓慢不断增大的过程中,气体一定对外界做功

B.在压强不断增大有过程中,外界对气体一定做功

C.在体积不断被压缩的过程中,内能一定增加

D.在与外界没有发生热量交换的过程中,内能一定不变

 

试题详情

7..氧气钢瓶充气后压强高于外界人气压,假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用.在该漏气过程中瓶内氧气

A.分子总数减少,分子总动能不变   B.密度降低,分子平均动能不变

C.吸收热量,膨胀做功   D.压强降低,不对外做功

 

试题详情

8.如图20所示,用面积为S的活塞在汽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,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从TI升高到T2,且空气柱的高度增加了∆l, 已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0,问此过程中被封闭气体的内能变化了多少?请在下面的图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图象上标出过程的方向).

 

试题详情

9.煤气泄漏到不通风的厨房是很危险的。当泄漏的煤气与厨房的空气混合,使得混合后厨房内气体的压强达到1.05atm(设厨房原来的空气压强为1.00atm),如果此时遇到火星就会发生爆炸。设某居民家厨房的长高宽为4m×2m×3m,且门窗封闭。煤气管道内的压强为4.00 atm,且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变。

(1)管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房,遇到火星就会姓爆炸?

试题详情

(2)设煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05 atm时遇到了火星并发生了爆炸。爆炸时厨房的温度由常温迅速上升至2000℃,估算此时产生的气体压强是标准大气压的多少倍?

(3)从能量的角度分析爆炸前后能量转化或转移的情况。

 

试题详情

10.高空实验火箭起飞前,仪器舱内气体的压强,温度,在火箭竖直向上飞行的过程中,加速度的大小等于重力加速度g,仪器舱内水银气压计的示数为已知仪器舱是密封的,那么,这段过程中舱内的温度是多少?水银的密度

 

试题详情

11.为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强,小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45 mm.查询得知,当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹,不计雨滴重力,雨水的密度为1×103  kg/m3)A

试题详情

A.0.15 Pa              B.0.54 Pa     C.1.5  Pa             D.5.4  Pa

 

试题详情

12.(1)利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像,从而可以研究物质的构成规律。图21的照片是一些晶体材料表面的STM图像,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是:                            图21

a. _________________________ ;                     

  b._________________________ 。

(2)制冷机是一种利用工作物质(制冷剂)的逆循环,使热从低温物体传到高温物体的装置,通过制冷机的工作可以使一定空间内的物体温度低于环境温度并维持低温状态.夏天,将房间中一台正工作的电冰箱的门打开,试分析这是否可以降低室内的平均温度? 为什么? 

 

试题详情

13.(1)请问高压锅的设计运用了哪些物理知识?

(2)小明在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了一个增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的出气孔(如图22所示),试说明小明建议的物理道理。

试题详情

(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g.通过计算并对照图像(图23)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?

 

试题详情

14.小明同学家想购买一台热水器.为此,小明通过调查得到有关太阳能热水器和电热水器的相关资料和数据如下:

试题详情

某型号的太阳能热水器:水箱的容积为100L,热水器集热管的采光面积为1.5m2,热效率为40%.太阳光的日照强度为1.0×103J/(m2 •s).(日照强度表示每平方米面积上1秒钟得到的太阳光的能量.)

试题详情

某型号的电热水器的功率为1.5kw,水箱容积为100L,效率为80%.

试题详情

如果要将100Kg的水从20℃加热到40℃,已知C=4.2×103J/(Kg•℃).

    请问:(1)用上述型号的电热水器来加热,需要消耗多少电能?加热多长时间?

(2)用上述型号的太阳能热水器来加热,需要多长时间?

(3)根据(1)和(2)的计算分析说明太阳能热水器和电热水器各有哪些优点?

 

试题详情

                                  高考真题

1.【解析】因温度保持不变,分子的平均动能不变,所以选项A错;活塞上方液体逐渐流出,理想气体压强减小,体积增大,所以气体分子对活塞撞击的次数减小,单位时间气体分子对活塞的冲量保持减小,由热力学第一定律,气体对外界做功等于气体从外界吸收的热量,选项D对.

【答案】D

2.【解析】由PV/T为恒量,由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积,从实线与虚线等温线比较可得出,该面积先减小后增大,说明温度T先减小后增大,内能先将小后增大。所以选项B正确

【答案】B

3.【解析】A错误之处在于气体分子是无规则的运动的,故失去容器后就会散开;D选项中没考虑气体的体积对压强的影响;F选项对气温升高,分子平均动能增大、平均速率增大,但不是每个分子速率增大,对单个分子的研究是毫无意义的。

【答案】BCE      

4.【解析】初始时,两室气体的温度相同,故分子平均动能相等,A错;因为气缸是绝热的,所以气缸内气体的总的内能守恒,由于隔板导热,重新平衡后两种气体温度仍相同,即气体内能仍相等,所以每种气体内能均不变,B错;氢气通过隔板对氧气做功,而内能不变,由热力学第一定律可知氢气一定吸收了来自氧气的热量,C正确;达到平衡的过程中,氢气对氧气做功,氧气内能增加;热量从氧气传递到氢气内能又减少,D正确。

【答案】CD

5.【解析】大气压是由大气重量产生的。大气压强p==,带入数据可得地球表面大气质量m=5.2×1018kg。标准状态下1mol气体的体积为v=22.4×10-3m3,故地球表面大气体积为V=v=×22.4×10-3m3=4×1018m3,B对。

【答案】B

6.【解析】①由玻意耳定律得:

式中V是抽成真空后活塞下方气体体积

        由盖?吕萨克定律得:             

                    解得:T/=1.2T

      ②由查理定律得:

                解得:p2=0.75p0

7.【解析】封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差,故左管内外水银面高度差也为h,A对;弯管上下移动,封闭气体温度和压强不变,体积不变,B错C对;环境温度升高,封闭气体体积增大,则右管内的水银柱沿管壁上升,D对。

【答案】ACD

8.【解析】(1)由热力学第一定律△U = W+Q,代入数据得:1.5×105 = 2.0×105+Q,解得Q = -5×104

(2)由PV/T=恒量,压强不变时,V随温度T的变化是一次函数关系,故选择C图;

(3)1g水的分子数 N = NA1cm2的分子数 n =N≈7×103 (6×103~7×103都算对)。

【答案】(1)答案:放出;5×104;(2)C;增加;(3)7×103(6×103~7×103都算对)

9.【解析】(1)物体间存在分子力,所以要想想使玻璃板离开水面,必须用比玻璃板重力,因为分子间存间相互用用力;扩散运动,是由于分子永不停息地作无规律运动

【答案】小于,分子的无规律运动.

10.【解析】本题考查玻马定律,对气体作为研究对象,分第一次加小盒沙子和第二次加沙子两次列玻马定律方程求解。

设大气和活塞对气体的总压强为p0,加一小盒沙子对气体产生的压强为p,图8

 

由玻马定律得

                        ①     

由①式得

                                   ②

再加一小盒沙子后,气体的压强变为p0+2p。设第二次加沙子后,活塞的高度为h′

′                                          ③

联立②③式解得

h′=                                                     ④

【答案】h

11.【解析】由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。设在T0=293K充气后的最小胎压为Pmin,最大胎压为Pmax。依题意,当T1=233K时胎压为P1=1.6atm。根据查理定律

,即解得:Pmin=2.01atm

当T2=363K是胎压为P2=3.5atm。根据查理定律

,即解得:Pmax=2.83atm

【答案】:Pmax=2.83atm    Pmax=2.83atm

12.【解析】(1)设气体初态压强为p1,体积为V1;末态压强为p2,体积为V2,由玻意耳定律

p1V1= p1V1              代入数据得p2=2.5 atm                    

 微观察解释:温度不变,分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加。

        (2)吸热。气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热。

【答案】分子平均动能不变,单位体积内分子数增加,所以压强增加p2=2.5 atm

名校试题

1.【解析】因温度不变,所以内能不变,活塞缓慢向右移动,体积变大,压强减小,对外界做功,由热力学第一定律必吸收热量,所以选项BD对

【答案】BD

2.【解析】由于不计气体分子间的作用力,则不考虑分子势能,气体分子的内能即为分子的总动能。由状态A变为状态B时,气体的温度升高,则内能增加,而体积增大,气体对外做功,据热力学第一定律可知,物体需要从外接吸收热量。单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数与两个因素有关:分子数密度和分子的平均速率。气体的体积增大,分子数密度跟体积有关,体积变大,分子数密度减小;温度升高,分子的平均速率增大,故而该选项不能确定。气体温度升高,分子的平均动能增大,但是并非每个分子的动能都增加,选项C错误。由于气体的体积变大,密度减小,气体对光的折射率将变小,光在其中的传播速度会增大,选项D正确。

【答案】AD

3.【解析】气体分子距离远大于分子大小,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错;温度是物体分子平均动能的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,B项正确;气体压强的微观解释是大量气体分子频繁撞击产生的,C项正确;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,D项错。

【答案】BC

4.【解析】⑴设密闭气体温度升高1℃,内能的增量为△U,则有

△U=Q1                                               ①

△U=Q2+W                                            ②

对活塞用动能定理得:

W+W大气-Gh=0                                       ③

W大气=-P0Sh                                           ④

W=-W内                                                                            

解②③④⑤得:Q2=△U+(P0S+G)h                      ⑥

∴Q1 <Q2                                                                                                                             

由此可见,质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同,所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同

⑵解①⑥两式得:

h=            

【答案】(1)质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同,所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同

    (2)

5.【解析】1.BCD 

2.(1)ACB过程内能增加   ACB过程中  W1=-280J,Q1=410J

由热力学第一定律 UB-UA=W1+Q1=130J                      

   气体内能的变化量为130J

(2)BDA过程中气体放热   

 因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数,BDA过程中气体内能变化量

  UA-UB=-130J      又因气体对外界做功200J

 由热力学第一定律   UA-UB=W2+Q2

 Q2=-330J           放出热量330J

【答案】(1)BCD   (2)330J

6.【解析】(1)ADE

(2)①对于理想气体:

A→B      ∴     

B→C       ∴ 

②A→C  由温度相等得:

⑶A→C的过程中是吸热.吸收的热量

【答案】(1)ADE   (2)  (3)吸收的热量

7.【解析】(1)不违反,内能不可能全部转化为电能,而不产生其他影响(2分).产生电能是因为被火焰加热的铜铁丝内能的转化(1分),其内能一部分转化为电能(1分),一部分传递给冰水(1分)

(2)①理想气体温度不变,内能不变,体积减小,外界对气体做功,根据热力学第一定律知,气体放热.   (2分)

②根据玻意耳定律:     (2分)

活塞移动后气体的体积为:=25 cm3  

【答案】(1)不违反  (2)25 cm3  

 

(2)根据热力学第一定律   △U=W+Q=-4J  (2分)

锅内气体内能减少,减少了4J   (2分)

(3)当限压阀受到的向上的压力等于限压阀的重力和大气压力的合力时,气体将排出锅外,锅内气体压强不再升高,压强达最大,此时温度最高。

锅内最大压强为                

代入数据得  p=2.4×10Pa    (1分)

此时水的沸点  ℃ 

【答案】(1) NA    (2)   减少了4J   (3)

9.【解析】(1)以表内气体为研究对象,初状态的压强为,温度为

    T1=273+27=300K,设末状态的压强为p2,温度为T2=273―21=252K,根据气体状态方程,有

                                                                    

    解得                                            

    如果手表的表盘玻璃是向内爆裂的,则外界的大气压强至少为

,大于山脚下的大气压强(即常温下大气压强),这显然是不可能的,所以可判断手表的表盘玻璃是向外爆裂的。

   (2)当时外界的大气压强为:   

【答案】(1)手表的表盘玻璃是向外爆裂的 (2)

10.【解析】(1)取活塞为研究对象,由受力平衡得 …………①

   (2)气体对外做功 …………②

    由热力学第一定律得 …………③

    解得 …………④

   (3)设活塞回到原位置时,气体的温度为T2

    则 …………⑤

    由气态方程             …………⑥

    解得      …………⑦

 【答案】 (1) (2)  

(3)

考点预测题

1.【解析】A、B正确。无论怎样压缩,气体分子间距离一定大于r0,所以气体分子间一定表现为引力。空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用,而是气体分子频繁撞击活塞产生压强的结果,应该用压强增大解释,所以C不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用,不是分子力的作用,所以D也不正确

【答案】ABD

2.【解析】1 g水的分子个数个,则完成任务所需时间t = =6×1018小时,约为100000年。所以选项C正确。

【答案】C      

3.【解析】做功和传递热量都可以使物体的内能发生改变,焦耳实验中是通过做功来增加水的内能,所以选项C正确;就放体内能的改变来说,做功和热传递是等效的,这是研究热功当量的前提,通过焦耳实验可测定热泪盈眶功当量,所以选项A正确,一个物体的内能是无法测量的,而在某种过程中物体内能的变化却是可以测定的,热量就是用来测定内能变化的一个物体量,所以选项B和D都错。                                                   

【答案】AC

4.【解析】研究瓶内水量与保温效果的关系,则水量变化而其它因素不变,1、3、5满足要求,而2、4、6时间因素发生变化,A正确B错;若研究初始水温与保温效果的关系,则初始水温不同,其它因素相同,C不满足要求,错;若研究保温时间与保温效果的关系,则保温时间不同其它因素相同,D不能满足要求。

【答案】A

5.【解析】由于两种状态下压强相等,所以在单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲量肯定相等,B错C对;由于b状态的温度比a状态的温度要高,所以分子的平均动量增大,因为总冲量保持不变,因此b状态单位时间内冲到活塞的分子数肯定比a状态要少,A对;由a到b,气体温度升高,内能增大,体积增大,对外做功,由热力学第一定律可知气体一定吸热,D错。

【答案】AC

6.【解析】当气体增大时,气体对外界做功,当气体减小时,外界对气体做功;故A选正确;根据=常数,p增大时,V不一定变化,故B选项错;在V减小的过程中,可能向外界放热,根据ΔE=W+Q可知,内能不一定增大,故C选项错误;Q=0的过程中,W不一定为0,故D选项错误。考查热力学第一定律、气体压强、体积、温度三者的关系。难度较易。

【答案】A

7.【解析】由于是漏气过程,钢瓶内氧气分子总数在减少,但是温度不变,分子的平均动能不变,(因为温度是分子平均动能的标志),故选项A错,由于分子数目的减少,氧气瓶内容积不变,密度必然降低,选项B正确;在温度不变的情况下,钢瓶内分子数目减少,相同时间撞击单位面积的容器壁的分子数目减少,氧气分子对钢瓶壁的压强将变小。氧气瓶在缓慢地漏气过程中,气体的总体积是变大了,氧气对外做了功,选项D错;氧气对外做了功,自身内能将减少,温度应该降低,但是瓶内温度不变,说明必然吸收了外界的热量,选项C项正确

【答案】BC

8.【解析】由受力分析和做功分析知,在气体缓缓膨胀过程中,活塞与砝码的压力对气体做负功,大气压力对气体做负功,根据热力学第一定律得

∆U=W + Q                   

      

【答案】  

9.【解析】此题以煤气泄漏到不通风的厨房是很危险的进行设问,巧妙考查热学中理想气体的等温、等容规律,以及改变内能的两种方式。

(1)居民厨房的体积为V2=24m3=24000L

设有V­1煤气泄漏出来,将其作为研究对象,它经历等温过程,泄漏前后的气压为P1和P2。由    P1V1=P2V2

达到发生爆炸的气压条件是:P2=0.05atm

V1=P2V2/P1

代入数值,得V1=0.05×24000/4.00=300L

(2)爆炸瞬间气体来不及外泄,经历的是一个等容过程。

爆炸前的温度和压强力:

T1=(27+273)K=300K       P1=1.05atm

爆炸后的温度和压强为:T2=(200+273)K=2273K        P2=?

由等容过程P1/T1=P2/T2

得  P2=(T2/T1)P1           

代入数值,得P2=(2273/300)×1.05atm=7.96atm≈8 atm   

(3)爆炸时,煤气将其化学能转化为气体的内能,爆炸后的气体将其内能通过发光、推动周围的空气膨胀产生声波、作用于墙壁等方式转移。

【答案】(1)300L  (2)8 atm

10.【解析】设气压计玻璃管内水银柱的截面积为S,质量为m,仪器舱飞行过程中,舱内气体的温度为T,压强为P,对水银柱应用牛顿第二定律有

     ①

由于仪器舱内被封闭气体的体积不变,故对被封闭气体在起飞前后的过程应用查理定律有:

   ②

由①得   

由②得   

【答案】

11.【解析】此题以考生较熟悉生活现象为题材,考查平均压强的概念和动量定理,以及考生的估算能力。以1秒内下落的雨滴为研究对象,设圆柱形水杯的底成积为S,其质量为,根据动量定理,而,所以P=,故选项A正确。

【答案】A

12.【解析】(1)本小题是一道联系高新科技实际的题目, 考查考生收集、处理信息和获取新知识的能力,考查对热力学第二定律的理解,考查实验探究能力。

(1)a. 原子在确定方向上有规律地排列,在不同方向上原子的排列规律一般不同。( 3分)

 b. 原子排列具有一定对称性。

(2) 制冷机正常工作时,室内工作器从室内吸收热量,同时将冷风向室内散发, 室外工作器向外散热。若将一台正在工作的电冰箱的门打开,尽管它可以不断地向室内释放冷气,但同时冰箱的箱体向室内散热,就整个房间来说,由于外界通过电流不断有能量输入,室内的温度会不断升高。

【答案】(1)a. 原子在确定方向上有规律地排列,在不同方向上原子的排列规律一般不同。 b. 原子排列具有一定对称性。(2)室内的温度会不断升高。

13.【解析】高压锅是现代家庭厨房中常见的炊具之一,以物理角度看:高压锅从外形到工作过程都包含有许多的物理知识在里面.高压锅的基本原理就是利用增大锅内的气压,来提高烹饪食物的温度,从而能够比较快的将食物煮熟.

(1)①水的沸点随液面上方气压的增大而升高; ②力的平衡;

 ③压强 ;④熔点(熔化).

(2)高压锅一旦安全阀失效,锅内气压过大,锅内温度也随之升高,当温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就会熔化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生.

(3)

P=Po+Pm=1.01×105Pa+=1.63×105Pa

由图像可得锅内最高温度大约为115℃

若要把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量.

【答案】(1) 见上  (2)见上    (3)大约为115℃

14.【解析】(由于生活周边人们可以利用的能源不断的减少,做为新能源的太阳能正逐渐受到人们的关注,太阳能热水器就是直接利用太阳光的辐射加热水的,此过程中将太阳能直接转化为水的内能.由于技术条件的限制,在利用太阳能加热的过程中还不能做到完全转化,所以太阳能热水器在利用过程中还有一个效率的问题.

(1)将100Kg的水从20℃加热到40℃时,水吸收的热量为:

Q=cm(t-t0

=4.2×103J/(Kg•℃)×100 Kg×20℃=8.4×106J 

消耗的电能:

W=Q/η=8.4×106J/80%=1.05×107J≈3KW•h 

加热时间:t=W/P=3KW•h/1.5KW=2h

(2) t =8.4×106J/[1.0×103J/(m2 •s)×1.5 m2×40%]

=1.4×104s≈4h

(3) 通过(1)和(2)的计算说明:电热水器的优点是加热同样多的水所需时间短;太阳能热水器的优点是节约能源.

【答案】(1)2h  (2)4h   (3)电热水器的优点是加热同样多的水所需时间短;太阳能热水器的优点是节约能源.

 

 

 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网