【步步高】(新课标)高中物理 模块综合检测(二)新人教版选修3-3
新步步高高二物理人教版选修33：10.110.2 功和内能 热
10.1-10.2 功和内能热和内能每课一练1（人教版选修3-3）题组一功和内能1．金属制成的汽缸中装有柴油和空气的混合物，有可能使柴油达到燃点的过程是()A．迅速向里推活塞B．迅速向外拉活塞C．缓慢向里推活塞D．缓慢向外拉活塞答案 A解析要使汽缸中的柴油达到燃点，即要让封闭气体温度升高，内能增加，故要对气体做功，向里推活塞，若动作缓慢，由于有热传递达不到理想温度，故要迅速向里推活塞，选项A正确．2．一个铁块沿斜面匀速下滑，关于铁块的机械能和内能的变化(忽略热传递)，下列判断中正确的是()A．铁块的机械能和内能都不变B．铁块的机械能减小，内能不变C．铁块的机械能增大，内能增大D．铁块的机械能减小，内能增大答案 D解析铁块沿斜面匀速下滑时，动能不变，势能减小，所以铁块的机械能一定减小．铁块沿斜面匀速滑下，说明此斜面一定是不光滑的，铁块下滑时克服摩擦力做功，铁块损失的机械能转化为铁块和斜面的内能，因此铁块的温度会略有升高，内能增大．图13.如图1所示，把浸有乙醚的一小团棉花放在厚玻璃筒的底部，当很快地向下压活塞时，由于被压缩的气体骤然变热，温度升高，达到乙醚的燃点，使浸有乙醚的棉花燃烧起来，此实验的目的是要说明()A．做功可以增加物体的热量B．做功一定可以升高物体的温度C．做功可以改变物体的内能D．做功一定可以增加物体的内能答案 C解析迅速向下压活塞，实际上是对玻璃气筒内的气体做功，由于是迅速向下压筒内的气体，做功时间极短，因此实验过程可认为是绝热过程(即Q＝0)．乙醚达到燃点而燃烧表明气体温度升高，内能增大，这说明做功可以改变物体的内能．4．如图2所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞．用打气筒缓慢地向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数．打开卡子，胶塞冲出容器口后()图2A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加答案 C解析打开卡子，胶塞冲出容器口后，密封气体体积增大，气体膨胀对外做功，气体内能减少，同时温度降低，温度计示数变小．题组二热和内能5．下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的()A．打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加B．夏天喝冰镇汽水来解暑C．陨石在大气层中下落，温度升高D．太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高答案BD解析A选项是电流做功改变内能，C选项是摩擦力做功改变内能，只有B、D选项是通过热传递的方式改变物体内能的，故选B、D.6．关于热传递，下列说法正确的是()A．热传递中，热量一定从含热量多的物体传向含热量少的物体B．两个物体之间发生热传递的条件是它们之间有温度差C．在热传递中，热量一定从内能多的物体传向内能少的物体D．内能相等的两个物体相互接触时，也可能发生热传递答案BD解析热量的概念只有在涉及能量的传递时才有意义，所以不能说物体含有多少热量，故A错；物体间发生热传递的必要条件是存在温度差，故B对；在热传递中，热量一定从温度高的物体传向温度低的物体，温度高的物体内能不一定多，故C错，D对．故正确答案为B、D.7．一铜块和一铁块，质量相等，铜块的温度T1比铁块的温度T2高，当它们接触在一起时，如果不和外界交换能量，则()A．从两者开始接触到达到热平衡的整个过程中，铜块内能的减少量等于铁块内能的增加量B．在两者达到热平衡以前的任意一段时间内，铜块内能的减少量不等于铁块内能的增加量C．达到热平衡时，铜块的温度T＝T1＋T22D．达到热平衡时，两者的温度相等答案AD解析一个系统在热交换的过程中，如果不与外界发生热交换，温度高的物体放出的热量等于温度低的物体吸收的热量，直到温度相等，不再发生热交换为止．而热量是热传递过程中内能的变化量，所以选项A、D正确，选项B错误．设c铁、c铜分别为铁、铜的比热容，根据热平衡方程c铜m(T1－T)＝c铁m(T－T2)，解得T＝c铜T1＋c铁T2c铜＋c铁，由此可知选项C错误．题组三内能与相关概念的辨析8．关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．温度相同的同种气体它们的内能一定相等B．体积相同的同种气体它们的内能一定相等C．机械能越大的物体内能也越大D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系答案 D解析决定内能的因素有温度、体积及物质的量，D正确，A、B错误；内能与机械能无直接关系，C错误．9．关于物体的内能，下列说法正确的是()A．手感到冷时，搓搓手就会感到暖和些，这是利用做功来改变物体的内能B．将物体举高或使它们的速度增大，是利用做功来使物体的内能增加C．阳光照射衣服，衣服的温度升高，是利用热传递来改变物体的内能D．用打气筒打气，筒内气体变热，是利用热传递来改变物体的内能答案AC10．下列说法中正确的是()A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变答案BC解析内能与零势能面的选取无关，重力势能与零势能面的选取有关，重力势能为零的静止物体机械能为零，但内能永不为零，A错误，B正确；绝热容器停止运动，内部气体的机械能转化为内能，温度升高，C正确，D错误．。
【步步高】(新课标)高中物理 7.4 温度和温标每课一练2 新人教版选修3-3
第4节温度和温标1．由大量分子组成的____________叫热力学系统，描述热力学系统的状态参量有________、________、________等．无外界影响下，________________________时，系统处于平衡态．2．当两个相互接触的热力学系统的参量____________时，这两个系统就达到____________；当两个系统在接触时，若它们的________________________，则这两个系统处于热平衡；如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定______________；一切互为热平衡的系统都具有相同的________．3．热力学温标表示的温度叫做________________．它是国际单位制中七个基本物理量之一，用符号____表示，单位是__________，简称开，符号为K.摄氏温度t与热力学温度T的关系是：T＝t＋________K.4．甲、乙两物体接触时，甲向乙传递热量的原因是()A．甲的质量比乙大B．甲的比热容比乙大C．甲的热量比乙大D．甲的温度比乙高5．下列说法正确的是()A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理6．某同学取出一支示数为39.6℃的体温计，没有将水银甩回玻璃泡而直接测量自已的体温，若他的实际体温是36.6℃，则测出来的体温是()A．36.6℃B．39.6℃C．3℃D．76.2℃【概念规律练】知识点一平衡态1．描述系统的各状态参量中温度不断发生变化，就说系统处于非平衡态，对吗？2．下列状态中处于热平衡态的是()A．将一金属块放在沸水中加热足够长的时间B．冰水混合物处于0℃环境中C．突然被压缩的气体D．开空调2分钟内教室内的气体知识点二热平衡3．有关热平衡的说法正确的是()A．如果两个系统在某时刻处于热平衡状态，则这两个系统永远处于热平衡状态B．热平衡定律只能研究三个系统的问题C．如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化，这两个系统又不受外界影响，那么这两个系统一定处于热平衡状态D．两个处于热平衡状态的系统，温度可以有微小差别4．关于热平衡，下列说法中正确的是()A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值B．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡C．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡D．冷热程度相同的两系统处于热平衡状态知识点三热力学温标与摄氏温标5．关于热力学温标的正确说法是()A．热力学温标是一种更为科学的温标B．热力学温标的零度为－273.15℃，叫绝对零度C．气体温度趋近于绝对零度时其体积为零D．在绝对零度附近气体已液化，所以它的压强不会为零6．关于热力学温度，下列说法中正确的是()A．－33℃＝240KB．温度变化1℃，也就是温度变化1KC．摄氏温度与热力学温度都可能取负值D．温度由t℃升至2t℃，对应的热力学温度升高了273K＋t【方法技巧练】热力学温标与摄氏温标关系的判定方法7．关于热力学温度和摄氏温度，以下说法不正确的是()A．热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位B．温度升高了1℃就是升高了273.15KC．1℃就是273.15KD．0℃的摄氏温度可用热力学温度粗略地表示为273K8．关于热力学温标和摄氏温标，下列说法正确的是()A．热力学温标中的每1K与摄氏温标中每1℃大小相等B．热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃C．热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃D．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10K1．关于温度的物理意义，下列说法中正确的是()A．温度是物体冷热程度的客观反映B．人如果感觉到某个物体很冷，就说明这个物体的温度很低C．热量会自发地从含热量多的物体传向含热量少的物体D．热量会自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体2．严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是() A．用线将温度计拴牢从洞中放入水中，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水中，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度C．取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数D．手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数3.图1温度计是生活、生产中常用的测量装置．如图1所示为一个简易温度计，一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内，封闭一定质量的气体．当外界温度发生变化时，水柱位置将上下变化．已知A、D间的测量范围为20℃～80℃，A、D间刻度均匀分布．由图可知，A、D及有色水柱下端所示温度分别为()A．20℃、80℃、64℃B．20℃、80℃、68℃C．80℃、20℃、32℃D．80℃、20℃、34℃4.图2小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后如图2中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁找得对的是() A．不应倒入另一烧杯中，这会使温度降低B．水倒得太少，温度计的玻璃泡不能完全浸没C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读5．实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80℃.下面分别是温度计示数为41℃时对应的实际温度和实际温度为60℃时温度计的示数，其中正确的是()A．41℃、60℃B．21℃、40℃C．35℃、56℃D．35℃、36℃6．气体的温度升高了30℃，则在热力学温标中，气体温度升高了()7.水银温度计的制造原理是____________________，测温度时水银柱的高度与温度是_______关系．8．达到热平衡的两个物体，其“共同性质”是____________．9．1kg100℃的沸水和10kg100℃的水蒸气温度________(填“相同”或“不同”)，二者接触____(填“有”或“无”)热交换．10．2008年春节前夕，我国南方遭遇了几十年一遇的特大雪灾，很多地方交通阻断，电力遭到严重破坏，大雪中，电力工人冒着严寒抢修电路，某工人在扛铁棒和木头时，感觉到铁棒明显比木头凉，由于表示物体冷热程度的是温度，于是这位工人得出当时“铁棒比木头温度低”的结论，你认为他的结论对吗？11．家用温度计经常标有摄氏温度和华氏温度，摄氏温度是把冰点的温度定为0℃，水沸点的温度定为100℃，两温度之间分为100等份，每一份为1℃；而华氏温度把冰点定为，把水的沸点定为，中间分为180等分，每一等份为．(1)1℃等于多少？(2)人的正常体温若取37℃，为多少华氏度？第4节温度和温标课前预习练1．研究对象体积压强温度系统内各状态参量稳定2．不再变化热平衡状态参量不发生变化处于热平衡温度3．热力学温度T开尔文273.154．D[热传递发生的原因是两物体的温度不同，本质是热量从高温物体传到低温物体，故D项正确．]5．BCD[热平衡的系统都具有相同的状态参量——温度，故A项错误，C项正确；由热平衡定律，若物体与A处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则A的温度便等于B的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故B、D项也正确．]6．B课堂探究练1．正确[在系统的各状态参量都不再变化时，系统处于平衡态，当存在任一状态参量变化时，系统都处于非平衡态，故上述说法正确．]方法总结正确理解系统处于平衡态的条件是：温度、压强、体积都达到稳定状态．2．AB[系统处于热平衡态时，其状态参量稳定不变，金属块放在沸水中加热足够长的时间，冰水混合物在0℃环境中，其温度、压强、体积都不再变化，是平衡状态，故A、B对；突然被压缩的气体温度升高，压强变大，故其不是平衡状态，C错；开空调2分钟内教室内的气体温度、体积均要变化，故其不是平衡状态，D错．]方法总结本题易错选D项，原因是不能正确理解平衡态的定义，必须是一段时间后，气体的温度、压强变得一样，显然2分钟太短，以后解决此类问题要注意必须达到系统所有性质都不随时间变化，才达到了平衡状态．3．C[如果两个系统彼此接触而状态参量不再变化，此时我们说两个系统达到热平衡，A 错误，C正确；热平衡定律可以研究多个系统，B错误；两个系统处于热平衡时，它们的温度相同，D错误．]4．ACD[两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，所以A、C、D对，B错．]方法总结互为热平衡的系统都具有相同的温度，热平衡定律是解决热平衡问题的依据．5．ABD[热力学温标在科学计算中特别体现在热力学方程中，使方程更简单，更科学，故A对；B是热力学温标的常识，正确；气体趋近于绝对零度时，已液化，但有体积，故其压强不为零，C错，D对．]方法总结热力学温标中的绝对零度是低温极限，在接近0K时，所有物体都被液化或凝固．6．AB[本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系．T＝273 K＋t，由此可知：－33℃＝240 K，A正确，同时B正确；D中初态热力学温度为273 K＋t，末态为273 K＋2t，温度变化t，故D错；对于摄氏温度，可取负值的范围为0～－273 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错．]方法总结(1)熟练应用T＝t＋273K是解决有关摄氏温度与热力学温度换算的基础．(2)就一个分度来说，1℃和1K相等，即ΔT＝Δt.(3)对于同一个温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为零值选取不同．7．BC[热力学温度的单位K是国际单位制的七个基本单位之一，A项正确；热力学温度和摄氏温度表示的温度的变化量是相等的，B项错；1℃＝274.15 K，C项错；0℃的摄氏温度可用热力学温度粗略地表示为273 K，D项正确；故选B、C.]8．AC[热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准下的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化1℃是相同的，故A、C对，B错；摄氏温度为10℃的物体，热力学温度为283 K，D错．]方法点拨热力学温度T与摄氏温度t的关系式为T＝t＋273.15K，热力学温标中变化1K，摄氏温标就变化1℃，即ΔT＝Δt.方法总结热力学温标和摄氏温标是温度的两种不同的表示方法，对同一温度来说，用不同的温标表示数值不同，这是因为它们零值的选取不同，但两种温标表示的温差一定相同．课后巩固练1．AD[温度是表示物体冷热程度的物理量，但人们对物体冷热程度的感觉具有相对性，A 正确，B错误；热传递的方向是热量自发地从温度较高的物体传向温度较低的物体，而热量是过程量，不能说物体含有热量，C错误，D正确．]2．C[要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡，再读出温度计的示数，可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡态下的温度，所以A 的做法不正确，C的做法正确，D的做法不正确，B的做法也破坏了原来的热平衡，水瓶提出后，再用温度计测，这时，周围空气也参与了热交换，测出的温度不再是冰下水的温度了．] 3．C[由热胀冷缩原理可知A点为80°C，D点为20°C，由题意可知，每小格表示4°C，则有色水柱下端表示32°C.]4．ABC[题中将少量水倒入另一烧杯，测量有两处错误：其一，少量水不能浸没温度计玻璃泡，达到热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个热平衡状态的温度，而不是待测水的温度了．题中C 选项读数小宁找得对，但是小宁在D 选项中要把温度计取出来读数就不对了．当把温度计取出来时，在空气中它与空气间存在温度差，有热交换，会破坏原来的热平衡，示数变化．]5．C [此温度计每一刻度表示的实际温度为10080－20℃＝53℃，当它的示数为41℃时，它上升的格数为41－20＝21(格)，对应的实际温度应为21×53℃＝35℃；同理，当实际温度为60℃时，此温度计应从20开始上升格数6053＝36(格)，它的示数应为36＋20＝56℃，所以C 正确．]6．A7．水银的热胀冷缩 线性 8．温度相同 9．相同 无解析 二个系统温度相同，故接触时处于热平衡，无热交换． 10．见解析解析 不对．由于铁棒和木头都与周围的环境达到热平衡，故它们的温度是一样的．之所以感觉到铁棒特别凉，是因为这位工人在单位时间内传递给铁棒的热量比较多的缘故，所以他的结论不对． 11．解析 (1)1℃＝100＝＋＝。
【步步高 学案导学设计】高中物理 期末检测(含解析)新人教版选修3-3
期末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)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．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能C．知道某物质的摩尔质量和密度就可求出阿伏加德罗常数D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同2．分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法中正确的是()A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小D．分子间的吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小3．缝衣针能静止于水面上，是因为()A．针的重力可忽略B．针的重力与浮力平衡C．针的重力与表面张力平衡D．表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对针产生一个向上的支持力4．下更说法错误的是()A．同一种物质能够生成几种不同的晶体B．同种物质晶体的形状可以不相同C．晶体在各方向上的物理性质是相同的D．晶体在一定条件下可转化成非晶体5．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图16．如图1所示，带有活塞的汽缸中封闭一定质量的气体(不考虑分子势能)．将一个热敏电阻(电阻值随温度升高而减小)置于汽缸中，热敏电阻与汽缸外的欧姆表连接，汽缸和活塞均具有良好的绝热性能．下列说法正确的是()A．若发现欧姆表读数变大，则汽缸内气体压强一定减小B．若发现欧姆表读数变大，则汽缸内气体内能一定减小C．若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，则欧姆表读数将变小D．若拉动活塞使汽缸内气体体积增大，则需加一定的力，说明气体分子间有引力7.图2一定质量的理想气体自状态A经状态B变化到状态C，这一过程在V—T图中表示如图2所示，则下述结论错误的是()A．在过程AB中，气体压强不断变大B．在过程BC中，气体密度不断变大C．在过程AB中，气体对外界做功D．在过程BC中，外界对气体做功8．下列说法中正确的是()A．任何物体的内能都是组成该物体的所有分子热运动动能的总和B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能C．做功和热传递在改变内能的方式上是不同的D．满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行9．使一些小水银滴迅速合成一个较大的水银滴时，水银的温度将()A．升高B．降低C．不变D．无法判断10.图3图3中活塞将汽缸分成两气室，汽缸、活塞(连同拉杆)是绝热的，且汽缸不漏气，以U甲、U乙表示两气体的内能，则在用一定的拉力将拉杆缓慢向外拉的过程中()A．U甲不变，U乙不变B．U甲减小，U乙增大C．U甲与U乙总量不变D．U甲与U乙总量增加二、填空题(本题共2小题，共18分)11．(9分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小颗粒的体积为V＝0.1×10－9 m3，碳的密度是ρ＝2.25×103 kg/m3，摩尔质量为M＝12 g/mol，阿伏加德罗常数为NA ＝6.0×1023 mol－1，则小炭粒所含分子数为________个(保留1位有效数字)．由此可知布朗运动________(选填“是”或“不是”)分子的运动．12．(9分)如图4所示是医院里给病人输液的示意图，假设药液瓶挂在高处的位置不变，则在输液过程中a、b两处气体的压强的变化是：a处气体的压强________，b处气体的压强________，药液进入人体的速度________．(填“变小”“变大”或“不变”)图4三、计算题(本题共4小题，共42分)13．(8分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 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)14.图5(10分)如图5所示，为一汽缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335 J的热量传入系统，系统对外界做功126 J．求：(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42 J，则有多少热量传入系统？(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84 J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？15.(10分)图6如图6所示，一个高为H的导热汽缸，原来开口，将其开口向上竖直放置．在气温为27℃、气压为760 mmHg、相对湿度为75%时，用一质量可不计的光滑活塞将开口端封闭．求将活塞下压多大距离时，将开始有水珠出现？16．(14分)图7如图7所示，圆筒固定不动，内壁光滑，横截面积为S，轻质活塞系于劲度系数为k的轻质弹簧下端，弹簧上端固定，开始时在活塞下的空气柱高为h0，温度为T0，压强与外界大气压强p0相同，若使气柱的温度缓慢增加，使：(1)压强增大一倍；(2)体积增大一倍时，问气柱的温度T各为多少？(设气体为理想气体，活塞移动的距离不超过弹簧的弹性限度)期末检测1．D [布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的运动，是液体分子的无规则运动的反映，但不是颗粒的分子运动的反映，A 错．根据热力学第二定律可知机械能可以全部转化为内能，但是内能不可以全部转化为机械能，而不引起其他变化，B 错．知道物质的摩尔质量和密度可以求出摩尔体积，但不可求出阿伏加德罗常数，C 错．内能不同的物体温度可能相同，分子平均动能可能相同，D 对．]2．C [物体分子之间同时存在分子斥力和引力，这两个力都随着分子间距的增大而减小，因此选项C 对、D 错．固体分子在一般情况下分子引力与斥力平衡，选项A 错．气体充满容器是由于气体分子热运动造成的，选项B 错．] 3．D 4.C5．BC [气体体积是气体分子和分子间空隙体积之和，A 错；温度是气体分子热运动剧烈程度的标志，B 对．C 选项为气体压强的微观解释，C 对；气体分子间分子力为引力，膨胀时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增加，D 错．] 6．B7．C [过程AB 为等容过程，有pT ＝C ，当T 升高时，p 增大，故A 说法正确．过程BC 为等温过程，有pV ＝C ，当V 减小时，ρ＝mV ，故ρ增大，B 说法正确．AB 过程为等容过程，和外界不存在做功关系，故C 说法错误．BC 过程体积减小，故外界对气体做功，D 说法正确．]8．C [物体的内能是指所有分子运动的动能和分子势能之和，A 错；B 选项违背了热力学第二定律，B 错；自然界中，满足能量守恒定律的过程并不是都能自发地进行，而是有方向性的，D 错；由热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，但方式是不同的，做功是其它形式能与内能的转化，而热传递是内能的转移．]9．A [因为表面层里分子要比液体内部稀疏些，所以表面层分子势能较液体内部大一些．小水银滴合并成较大的水银滴时表面积减小，表面层的分子数随之减小；可见合并过程中有些分子从表面层进入液体内部，导致水银的分子势能减小；因总的内能不变，故水银分子的平均动能增大，水银的温度升高，选项A 正确．]10．BD [用力缓慢地将拉杆向外拉的过程中，由于各部分均绝热，所以由甲气体体积增加，乙气体体积减小可得：U 甲减小，U 乙增大，A 错误，B 正确；又因为整个过程是外界对气体做正功，所以气体的总内能应增加，所以C 错，D 对．] 11．12.5×1010 不是解析 长度放大600倍的显微镜可以把小颗粒的体积放大n ＝6003＝2.16×108倍，故小颗粒的实际体积为V0＝V n ，小颗粒的质量为m ＝ρV0,1 mol 小颗粒中含有的分子数为NA ，由以上各式可得N ＝NAρVnM ，代入数据得：N ＝5×1010个．可见每一个小碳粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动． 12．变大 不变 不变解析 选A 管下端液面为研究对象，在大气压强p0(向上)、液柱h1的压强ρgh1(向下)和液柱h1上方液面处压强pa(向下)作用下平衡．因为p0＝pa ＋ρgh1，则有pa ＝p0－ρgh1，因为输液过程中h1不断减小，所以pa 不断增大．再对b 处气体上方液面进行受力分析，B 管中与A 管最低液面在同一水平面处的压强也为p0，则有pb ＝p0＋ρgh2，因为在输液过程中p0，h2不变，所以pb 不变，则药液进入人体的速度也不变． 13．1×10－4(9×10－5～2×10－4都对)解析 设气体体积为V0，液体体积为V1 气体分子数n ＝ρV0Mmol NA ，V1＝n πd36(或V1＝nd3) 则V1V0＝ρ6Mmol πd3NA(或V1V0＝ρMmold3NA) 解得V1V0＝1×10－4(9×10－5～2×10－4都对)14．(1)251 J (2)放热 293 J解析 (1)沿a→c→b 过程，ΔU ＝W ＋Q ＝(－126＋335) J ＝209 J 沿a→d→b 过程，ΔU ＝W′＋Q′Q′＝ΔU －W′＝[209－(－42)] J ＝251 J 即有251 J 的热量传入系统． (2)由a→b ，ΔU ＝209 J ；由b→a ，ΔU′＝－ΔU ＝－209 J 根据热力学第一定律有 ΔU′＝W″＋Q″＝84 J ＋Q″ Q″＝(－209－84) J ＝－293 J负号说明系统放出热量，热量传递为293 J. 15.H 4解析 对水蒸气研究：①⎩⎪⎨⎪⎧ p1＝75%ps ，V1＝V. ②⎩⎪⎨⎪⎧p2＝ps ，V2＝？由p1V1＝p2V2得V2＝p1V1p2＝75%·ps·V ps ＝0.75V ，所以下压距离h ＝H4时开始有水珠出现．16．(1)2T0＋2p0S kh0T0 (2)2T0＋2kh0p0ST0解析 (1)以未升温时气体的状态为初状态，则p1＝p0，T1＝T0，V1＝h0S.压强增大一倍时气体的状态为末状态，则p2＝2p0，V2＝(h0＋l)S ＝(h0＋p0Sk )S.由状态方程，得p0h0ST0＝＋p0S k T2，所以T2＝2T0＋2p0Skh0T0.(2)当体积增大一倍时，由于体积增大，则弹簧被压缩而使气体的压强增大，其初、末状态的状态参量分别为：p1＝p0，T1＝T0，V1＝h0S ， p3＝p0＋kh0S，V3＝2h0S.由状态方程，得p0h0ST0＝＋kh0S T3，所以T3＝2T0＋2kh0p0S T0.。
新步步高高二物理人教版选修33学案：10.4 热力学新步
10.4 热力学第二定律[学习目标定位]1.通过自然界中传热的方向性等实例，初步了解热力学第二定律，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制成的原因.2.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题．1．气体膨胀对外界做功．2．不同物质能够彼此进入对方的现象叫扩散．3．能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律．一、自然过程的方向性凡是实际的过程，只要涉及热现象，如物体间的传热、气体的膨胀、扩散、有摩擦的机械运动……都有特定的方向性．这些过程可以自发地朝某个方向进行，例如热由高温物体传向低温物体，而相反的过程，即使不违背能量守恒定律，我们也从未见到它们会自发地进行．这就是说，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．二、热力学第二定律的克劳修斯表述德国物理学家克劳修斯在1850年提出：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．三、热力学第二定律的开尔文表述1．热机(1)热机工作的两个阶段第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能．第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．(2)热机的效率：热机输出的机械功W与燃料产生的热量Q的比值，用公式表示为η＝W Q.2．开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．3．热力学第二定律的其他表述(1)一切宏观自然过程的进行都具有方向性．(2)气体向真空的自由膨胀是不可逆的.一、热力学第二定律[问题设计]两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，结果使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这一过程可逆吗？答案不可逆[要点提炼]1．两种常见表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(阐述的是热传递的方向性)(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(阐述的是机械能与内能转化的方向性)2．热力学第二定律的理解(1)克劳修斯表述指明热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助，其物理本质是揭示了热传递过程是不可逆(填“可逆”或“不可逆”)的．(2)开尔文表述中的“单一热库”指温度恒定且均匀的热库．“不产生其他影响”是指惟一效果是热量全部转变为功而外界及系统都不发生任何变化．其物质实质揭示了热变功过程是不可逆的．(3)热力学第二定律的每一种表述都揭示了大量分子参与的过程的方向性．进而使人们认识到自然界中一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性，都是不可逆的．[延伸思考]热传导的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案不能．二、两个热力学定律的比较与应用[问题设计]地球上有大量的海水，它的总质量约为1.4×1018 t，如果这些海水的温度降低0.1 ℃，将要放出5.8×1023 J的热量，这相当于1 800万个功率为100万千瓦的核电站一年的发电量，这么巨大的能量，人们为什么不去开发研究呢？答案这种利用海水的内能发电的过程，违背了热力学第二定律，所以不会研究成功．[要点提炼]1．两个定律比较：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的具体表现形式，在转化的过程中，总的能量保持不变．热力学第二定律是指在有限的时间和空间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性(填“可逆性”或“不可逆性”)．2．两类永动机的比较：第一类永动机：不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很小的能量启动后，可以永远运动下去)．第二类永动机：将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热源，实现内能与机械能的转化)．3．第一类永动机和第二类永动机都不可能制成第一类永动机的设想违反了能量守恒定律；第二类永动机的设想不违反能量守恒定律，但违背了跟热现象有关的宏观过程具有方向性的自然规律．一、热力学第二定律的基本考查例1关于热力学第二定律，下列说法正确的是()A．热力学第二定律是通过实验总结出来的实验定律B．热力学第二定律是通过大量自然现象的不可逆性总结出来的经验定律C．热力学第二定律是物理学家从理论推导出来的结果D．热力学第二定律没有理论和实验的依据，因此没有实际意义解析热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象的分析，又总结了生产和生活经验得到的结论，是一个经验定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它符合客观事实，因此是正确的．它揭示了热现象宏观过程的方向性，使人们认识到第二类永动机不可能制成，对我们认识自然和利用自然有着重要的指导意义．答案 B例2如图1中汽缸内盛有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触是光滑的，但不漏气，现将活塞杆缓慢向右移动，这样气体将等温膨胀并通过活塞对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()图1A．气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，此过程违反热力学第二定律B．气体是从单一热源吸热，但并未全部用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对解析由于汽缸壁是导热的，外界温度不变，活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动过程中，有足够时间进行热交换，所以汽缸内的气体温度也不变，要保持其内能不变，该过程气体是从单一热源即外部环境吸收热量，即全部用来对外做功才能保证内能不变，但此过程不违反热力学第二定律．此过程由外力对活塞做功来维持，如果没有外力对活塞做功，此过程不可能发生．答案 C二、热力学第一定律和热力学第二定律例3关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是()A．热力学第一定律指出内能可以与其他形式的能相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能，故这两条定律是相互矛盾的B．内能可以全部转化为其他形式的能，只是会产生其他影响，故两条定律并不矛盾C．两条定律都是有关能量转化的规律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别D．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律解析热力学第一定律是能量守恒在热现象中的体现，而热力学第二定律则指出内能和其他形式能发生转化的方向性，两者并不矛盾，选项A、C、D错误，B正确．答案 B例4第二类永动机不可能制成是因为()A．违背了能量守恒定律B．违背了热力学第二定律C．机械能不能全部转变为内能D．内能不可能全部转化为机械能，而不产生其他影响答案BD1．(热力学第二定律)下列说法中正确的是()A．一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B．一切不违反能量守恒定律的物理过程都是可能实现的C．由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D．一切物理过程都不可能自发地进行答案AC解析热力学第二定律指出了热现象的方向性，而同时也指出了发生这些单一方向的过程的条件——自发，这也就说明了这些过程中的一些，其逆过程在某些条件下是可以发生的，但也有的是不可能发生的．2．(热力学第二定律)热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定是否具有方向性答案 A解析自然界中所有涉及热现象的宏观过程都具有方向性．3．(热力学定律的应用)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是()A．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度B．热量是不可能从低温物体传递给高温物体的C．第二类永动机遵从能量守恒定律，故能制成D．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，同时空气向外界放出热量1.5×105J，则空气的内能增加了0.5×105 J答案 D4．(热力学定律的应用)下列说法中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律B．第二类永动机不可能制成，因为它违背了能量守恒定律C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的D．热力学第二定律的两种表述是等效的答案ACD解析第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，故选项A正确，选项B错误；热力学第一定律与热力学第二定律相辅相成，互相独立，选项C正确；热力学第二定律的两种表述是等效的，选项D正确．。
物理步步高分层训练与测评答案选修3_3
物理步步高分层训练与测评答案选修3_3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（选释题共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。
新步步高高二物理人教版选修33章末检测：第七章 分子
章末检测卷(七)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．以下说法正确的是()A．一般分子直径的数量级为10－10 mB．布朗运动是液体分子的无规则运动C．分子间同时存在分子引力和分子斥力D．扩散现象说明分子做无规则运动答案ACD解析由分子动理论可知选项C、D正确；一般分子直径的数量级为10－10 m，选项A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，但布朗运动间接反映了液体或气体分子在永不停息地做无规则运动，B选项错误．故正确答案为A、C、D.2．关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C．随着时间的推移，布朗运动逐渐变慢，最终停止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答案 B解析布朗运动是宏观粒子的运动，其运动规律同样遵循牛顿运动定律，选项A错误；布朗运动虽然是固体小颗粒的运动，但却反映了液体分子的无规则运动，选项B正确；布朗运动永不停息，选项C错误；热运动指分子的无规则运动，布朗运动不能称为热运动，选项D错误．3．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2.5 μm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．矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因．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的运动轨迹是由气流的运动决定的D．PM2.5必然有内能答案 D解析PM2.5的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A错误；PM2.5在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；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的运动决定的，C错误；PM2.5内部的热运动不可能停止，故PM2.5必然有内能，D正确．4．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是()A．雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大B．雨滴内每个分子的动能都在不断增大C．雨滴内水分子的平均动能不断增大D．雨滴内水分子的势能在不断增大答案 C解析根据题目只可以确定分子的平均动能在增大．5．关于机械能和内能，下列说法中正确的是()A．机械能大的物体，其内能一定很大B．物体的机械能损失时，内能却可以增加C．物体的内能损失时，机械能必然减少D．物体的内能可以为0，机械能不可以为0答案 B解析内能和机械能是两种不同形式的能量，两者无必然联系．只有在系统的能量转化只发生在机械能与内能之间时，机械能的损失才等于内能的增加，故选项A、C错误，B正确；因为物体的分子总在不停地做无规则运动，故内能不可能为0，选项D错误．6．下列说法正确的是()A．温度计测温的原理是热平衡定律B．温度计与被测系统的温度不相同时，读不出示数C．温度计读出的示数是它自身这个系统的温度，若它与被测系统热平衡时，这一示数也是被测系统的温度D．温度计读出的示数总是被测系统的温度，无论是否达到热平衡答案AC解析温度计能测出被测物体的温度的原理就是热平衡定律，即温度计与被测物体达到热平衡时温度相同，其示数也就是被测物体的温度，故A、C正确，D错误．温度计与被测系统的温度不相同时，仍有示数，B错．7．当氢气和氧气温度相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体的分子平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因为温度是分子平均动能的标志，所以选项A正确．因为氢气和氧气的分子质量不同，所以两种气体分子的平均速率不同，由Ek ＝m v22可得，分子质量大的平均速率小，故选项B正确，D错误．虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量不清楚，即分子数目关系不清楚，故选项C错误．8．N A代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A．在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B．2 g氢气所含原子数目为N AC．在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为N AD．17 g氨气所含质子数目为10N A答案 D解析由于构成单质分子的原子数目不一定相同，所以同温同压下相同体积气体单质所含原子数目不一定相同，A错.2 g氢气所含原子数目为2NA，B错．在常温常压下，11.2 L氮气的物质的量不能确定，则所含原子数目不能确定，C错.17 g 氨气即1 mol氨气，其所含质子数为(7＋3) mol，即10NA，D对．9．两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上．这一过程中，关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是()A．分子间的引力和斥力都在增大B．分子间的斥力在减小，引力在增大C．分子间的相互作用力的合力在逐渐减小D．分子间的相互作用力的合力，先减小后增大，再减小到零答案 D解析由分子力随距离的变化关系得，分子距离由靠得不能再靠近变化到大于分子直径10倍以上时，引力和斥力都在减小，故A、B错．相互作用的合力的变化如图所示，应为先减小再增大，再减小到零，C错，D 对．图110.甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图1中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则()A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加答案BC解析乙分子从a到b再到c的过程中，分子间的作用力一直表现为引力(F<0)，所以该过程由于分子力的作用会使乙分子做加速运动，分子力做正功、分子势能减少；乙分子到达c处时分子力为零，加速度为零，此时分子的动能最大、分子势能最小；乙分子再从c到d的过程中，分子力表现为斥力，由于分子力的作用会使乙分子做减速运动，直至速度减为零，该过程分子力做负功、分子势能增加、分子动能减少．二、实验题(本题共2小题，共16分)11．(4分)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为0.5 m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子薄膜，那么油酸滴的体积不能大于____________ m3(保留一位有效数字)．答案2×10－11解析由于油酸膜面积最大为圆盘面积，则油酸的最大体积为V＝πR2d＝3.14×(0.52)2×10－10m3≈2×10－11 m3.12．(12分)在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到 1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm 的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个．(1)这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m 3，油膜面积为__________m 2，求得的油膜分子直径为____________m ．(结果全部取2位有效数字)答案 (1)球形 单分子油膜 直径(2)4.0×10－12 8.1×10－3 4.9×10－10解析 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V ＝1100×0.1250mL ＝4.0×10－6 mL ＝4.0×10－12 m 3 形成油膜的面积S ＝1.0×(67＋14) cm 2＝8.1×10－3 m 2油酸分子的直径d ＝V S≈4.9×10－10 m. 三、计算题(本题共4小题，44分)13．(8分)设想将1 g 水均匀分布在地球表面上．估算1 cm 2的表面上有多少个水分子．(已知1 mol 水的质量为18 g ，地球的表面积约为5×1014 m 2，结果保留一位有效数字)答案 7×103个解析 1 g 水的分子数N ＝m M N A,1 cm 2的分子数N ′＝N S S 地≈7×103个 14．(10分)已知汞的摩尔质量为M ＝200.5 g /mol ，密度为ρ＝13.6×103 kg/m 3，求一个汞原子的质量和体积分别是多少？(结果保留两位有效数字)答案 3.3×10－22 g 2.4×10－29 m 3解析 由原子质量＝摩尔质量阿伏加德罗常数得： m ＝200.56.02×1023 g ≈3.3×10－22 g 由原子体积＝摩尔体积阿伏加德罗常数得： V ＝200.5×10－313.6×103×6.02×1023 m 3≈2.4×10－29 m 3.图215. (12分)将甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲、乙分子间作用力与距离间的关系图象如图2所示．若质量为m＝1×10－26kg的乙分子从r3(无穷远)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大？答案5×10－23 J解析在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大．动能和势能之和不变．当速度为零时，分子势能最大．E pm＝ΔE k减＝12m v2＝12×1×10－26×1002 J＝5×10－23 J16．(14分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠(NaN3)爆炸产生气体(假设都是N2)充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V＝56 L，囊中氮气密度ρ＝2.5 kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(1)囊中氮气分子的总个数N；(2)囊中氮气分子间的平均距离．(结果保留1位有效数字)答案(1)3×1024个(2)3×10－9 m解析(1)设N2的物质的量为n，则n＝ρV M ，氮气的分子总数N＝ρVM N A，代入数据得N＝3×1024个．(2)每个分子所占的空间为V0＝V N ，设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，即a＝3V＝3VN，代入数据得a≈3×10－9 m.。
人教版高中物理选修3-3综合测试含答案及详细解析
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一、单选题洪10小题,每小题4.0分，共40分）1.下列各现象中解释正确的是（）A •用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有间隙B.在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象C.把一块铅和一块金的表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金互相会渗入，这是两种金属分别做布朗运动的结果D .把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是由碳分子的无规则运动引起的2.—定质量的理想气体，经历一膨胀过程，此过程可以用图中的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度TA、TB、TC相比较，大小关系为（）A . T B=T A=T CB.T A>T B>T CC.T B>T A=T CD.T B<T A=T C3.某物质的密度为p摩尔质量为□，阿伏加德罗常数为N A,则单位体积中所含分子个数为（）4•关于物体的内能，下列说法中正确的是（）A .机械能可以为零，但内能永远不为零B .温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C.温度越高，物体的内能越大D . 0 C的冰的内能与等质量的0 C的水的内能相等5•关于熔化及熔化热，下列说法正确的是（）A .熔化热在数值上等于熔化单位质量晶体所需的能量B .熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量C.熔化时，物质的分子动能一定保持不变D .熔化时，物质的分子势能一定保持不变6•如图所示，D^A T B T C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是（）A.D T A是一个等温过程B. A T B是一个等温过程C. A与B的状态参量相同D . B T C体积减小，压强减小，温度不变7•在一个完全真空的绝热容器中放入两个物体，它们之间没有发生热传递，这是因为（）A .两物体没有接触B .两物体的温度相同C.真空容器不能发生热对流D .两物体具有相同的内能8•温度为27 C的一定质量的气体保持压强不变，把体积减为原来的一半时，其温度变为（）A.127 KB.150 KC.13. 5 CD . 23. 5 C9.下列说法中正确的是（）A .当分子间引力大于斥力时，随着分子间距离的增大，分子间作用力的合力一定减小B .单晶硅中原子排列成空间点阵结构，因此其他物质分子不能扩散到单晶硅中C.液晶具有液体的流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D .密闭容器中水的饱和汽压随温度和体积的变化而变化10.液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在（）A .液体不浸润固体的附着层B .表面张力较大的液体的附着层C.所有液体的附着层D .液体浸润固体的附着层二、多选题（共4小题,每小题5.0分，共20分）11.（多选）两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力，下列说法中正确的是（）A .分子间的引力和斥力都在减小B .分子间的斥力在减小，引力在增大C.分子间相互作用的合力在逐渐减小D .分子间相互作用的合力先减小后增大，再减小到零12.（多选）下列关于热力学温度的说法中正确的是（）A .热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B .热力学温度的零度等于—273.15 CC.热力学温度的零度是不可能达到的D .气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零13.（多选）如图所示，在柱形容器中装有部分水，容器上方有一可自由移动的活塞.容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开口向下的玻璃管，玻璃管中有部分空气，系统稳定时，玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为a,空气柱在管外水面下方的长度为b，水面上方木块的高度为c,水面下方木块的高度为d.现在活塞上方施加竖直向下且缓缓增大的力F,使活塞下降一小段距离（未碰及玻璃管和木块），下列说法中正确的是（）A . d和b者E不变B .只有b减小C.只有a减小D.a和c都减小14.（多选）关于液晶分子的排列，下列说法正确的是（）A .液晶分子在特定方向排列整齐B .液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化C.液晶分子的排列整齐而稳定D .液晶的物理性质稳定三、实验题洪1小题,每小题10.0分，共10分）15.在用油膜法估测分子的大小”实验中，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，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，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4X10_6mL,则油酸分子的直径是_____________ m .（上述结果均保留1位有效数字）四、计算题（共3小题每小题10.0分，共30分）16.如图表示一个氯化钠（NaCI）晶体的晶胞，其形状是一个立方体，其空间结构是每个立方体的8个角上分别排有一个离子，钠离子和氯离子是交错排列的•图中以•表示钠离子，以O表示氯离子.若已知氯化钠的摩尔质量为M = 5. 85X10 2kg/mol，密度为p= 2 . 22 xi03kg/m3,试估算相邻最近的两个钠离子间的距离.17.如图所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S,在t时间内集热箱里气体膨胀对外做功的数值为W，其内能增加了AU,已知照射到集热板上太阳光的能量的50%被箱内气体吸收，求：(1)这段时间内集热箱内的气体共吸收的热量;(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率18.如图所示，一定质量的理想气体从状态A先后经过等压、等容和等温过程完成一个循环，A、B、C状态参量如图所示，气体在状态A的温度为27 C，求：(1)气体在状态B的温度TB；⑵气体从A T C状态变化过程中与外界交换的总热量Q.答案解析1.【答案】B【解析】手捏面包，面包体积变小，是说明面包颗粒之间有间隙，而不是分子间有间隙，故 A错.B 、C 都是扩散现象.D 中做布朗运动的是碳颗粒（即多个碳分子的集结体）而不是碳分子3. 【答案】D4. 【答案】A【解析】机械能是宏观能量，当物体的动能和势能均为零时，机械能就为零；而物体内的分子在 永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零， A 项对；物体的内能与物质的量、温度和体积有关， B 、C 、D 三项错误，故选 A .5. 【答案】A【解析】只有晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程放出的热量，并且温度保持不变，分子动能 不变.熔化吸热，对于晶体而言，只增加分子势能.对非晶体上述关系都不成立.6. 【答案】A【解析】D T A 是一个等温过程，A 正确；A 、B 两状态温度不同，A T B 是一个等容过程（体积不变）, B 、C 错误；B T C 是一个等温过程，V 增大，p 减小，D 错误.7. 【答案】B【解析】发生热传递的条件是有温度差，而与物体内能的多少、是否接触及周围的环境（是否真空）2.【答案】C【解析】由题图中各状态的压强和体积的P A V A = p c V c <p B V B,因为； =C,可知 T A = T X T B .【解析】已知物质的摩尔质量为卩，密度为 P,则物质的摩尔体积为 U-，则单位体积中所含分子的无关，故选项B 正确，A 、C 、D 错误.8. 【答案】B9. 【答案】C【解析】 当分子间引力大于斥力时，分子间距离 r>r o ，分子间作用力表现为引力，因此随着分子 间距离的增大，分子间作用力可能先增大后减小，故A 错误；单晶硅中原子排列成空间点阵结构，但分子之间仍然存在间隙，其他物质分子能扩散到单晶硅中，故 B 错误；液晶是一种特殊的物质, 液晶像液体一样具有流动性，其光学性质具有各向异性，故 C 正确；水的饱和汽压仅与温度有关，与体积无关，故D 错误。
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章 热力学定律热力学第二定律含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章热力学定律4热力学第二定律[学习目标] 1.通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律.2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质.3.能运用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及宏观自然过程的方向性问题.4.认识能量耗散，知道能源是有限的．一、热力学第二定律1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的方向性的定律．2．热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(该表述阐述的是传热的方向性)3．热力学第二定律的开尔文表述：(1)热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q.(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(该表述阐述了机械能与内能转化的方向性)4．热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是等价(选填“等价”或“不等价”)的．二、能源是有限的1．能源：具有高品质的容易利用的储能物质．2．能量耗散：使用的能源转化成内能分散在环境中不能自动聚集起来驱动机器做功，这样的转化过程叫作“能量耗散”．3．能源的使用过程中虽然能的总量保持守恒，但能量的品质下降了，能源减少了．1．判断下列说法的正误．(1)一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．(√)(2)机械能可以完全转化为内能，而内能不可能完全转化为机械能．(×)(3)可以从单一热库吸收热量，使之完全变为功．(√)(4)只要对内燃机不断地改进，内燃机得到的内能可以全部转化为机械能．(×)(5)能量耗散会导致总能量减少，也会导致能量品质降低．(×)2．热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明传热过程具有________．冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这________(填“违反”或“不违反”)热力学第二定律．答案方向性不违反一、对热力学第二定律的理解导学探究1．传热的方向性能否简单理解为“热量不会从低温物体传给高温物体”？答案不能．两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高，这个过程是自发进行的，不需要任何外界的影响或者帮助，有时我们也能实现热量从低温物体传给高温物体，如电冰箱，但这不是自发地进行的，需要消耗电能．2．如图所示是制冷机和热机的工作过程示意图，通过此图思考以下问题：(1)制冷机工作时热量是自发地从低温热库传到高温热库吗？(2)热机工作时能否将从高温热库吸收的热量全部用来做功？答案(1)不是(2)不能知识深化1．自然过程的方向性(1)热传导具有方向性两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助外界的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化．(2)气体的扩散现象具有方向性两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会自发地分开，成为两种不同的气体．(3)机械能和内能的转化过程具有方向性物体在地面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的热量后，在地面上重新运动起来．(4)气体向真空膨胀具有方向性气体可自发地向真空容器内膨胀，但绝不可能出现气体自发地从容器中流出，使容器内变为真空．2．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”“单一热库”“不可能”的含义(1)“自发地”是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性．在传递过程中不会对其他物体产生影响或借助其他物体提供能量等．(2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统．若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功．据报道，有些国家已在研究利用海水上下层温度不同来发电．(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除．特别提醒(1)热力学第二定律的两种表述是等价的．(2)热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．例1下列过程中可能发生的是()A．某种物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有产生其他任何影响B．打开一高压密闭容器，其内气体自发逸出后又自发跑进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，然后它们又自发地各自分开答案 C解析根据热力学第二定律，热量不可能从低温物体自发地传递给高温物体，而不引起其他的影响，但通过一些其他手段是可以实现的，故C项正确；内能转化为机械能不可能自发地进行，要使内能全部转化为机械能必定要引起其他变化，故A项错误；气体膨胀具有方向性，故B项错误；扩散现象也有方向性，故D项错误．例2根据热力学第二定律可知，下列说法中正确的是()A．不可能从单一热库吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化B．没有冷凝器，只有单一的热库，能将从单一热库吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机是可以实现的C．制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高温度的空气中，而不引起其他变化D．如果没有摩擦漏气，热机效率可以达到100%答案 A解析热力学第二定律揭示了与热现象有关的物理过程的方向性，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，而内能要全部转化为机械能必须借助外部的帮助，即会引起其他变化，A选项正确，B选项错误；传热过程也具有方向性，热量能自发地从高温物体传给低温物体，但是热量要从低温物体传到高温物体，必然要引起其他变化(外界对系统做功)，C选项错误；热机效率无法达到100%，D选项错误．1．一切物理过程均遵循能量守恒定律，但遵循能量守恒定律的物理过程不一定均能实现．2．热力学第二定律的两种表述分别对应着一种“不可能”，但都有一个前提条件“自发地”或“不产生其他影响”，如果去掉这种前提条件，就都是有可能的．例如电冰箱的作用就是使热量从低温物体传到高温物体，等温膨胀就是从单一热库吸收热量，使之完全用来做功，但不是自发地或是产生了其他影响．二、热力学第一定律和热力学第二定律的比较1．两定律的比较热力学第一定律热力学第二定律区别是能量守恒定律在热力学中的表现，否定了创造能量和消灭能量的可能性，从而否定了第一类永动机是关于在有限空间和时间内，一切和热现象有关的物理过程、化学过程具有不可逆性的经验总结，从而否定了第二类永动机联系两定律分别从不同角度揭示了与热现象有关的物理过程所遵循的规律，二者既相互独立，又相互补充，都是热力学的理论基础2.两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机设计要求不消耗任何能量，可以不断做功(或只给予很少的能量启动后，可以永远运动下去)将内能全部转化为机械能，而不引起其他变化(或只有一个热库，实现内能向机械能的转化)不可能制违背了能量守恒定律违背了热力学第二定律成的原因例3对于热力学第一定律和热力学第二定律的理解，下列说法正确的是()A．一定质量的气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J 热量，则它的内能增加20 J B．物体从外界吸收热量，其内能一定增加，物体对外界做功，其内能一定减少C．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律D．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在传热中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体答案 A解析根据热力学第一定律知，ΔU＝W＋Q＝－100 J＋120 J＝20 J，说明内能增加了20 J，故A正确；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU的大小由W、Q共同决定，说明物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，物体对外界做功，其内能不一定减少，故B错误；第二类永动机没有违背能量守恒定律，不能制成是因为它违背了热力学第二定律，故C错误；通过做功的方式可以使热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱制冷时热量从低温物体传递给高温物体，故D错误．例4(2020·全国卷)下列关于能量转换过程的叙述，违背热力学第一定律的有________，不违背热力学第一定律、但违背热力学第二定律的有____．(填正确答案标号)A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B．冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C．某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D．冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内答案B C解析A项符合热力学第一、第二定律．冷水和杯子温度不可能都变低，只能是一个升高一个降低，或温度都不变，B项描述违背了热力学第一定律．C项描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律．D项中冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律．三、能源与能量耗散导学探究1．流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？答案内能．2．如图所示是两幅宣传节约能源的图片．请问：既然能量是守恒的，我们为什么还要节约能源？答案能量是守恒的，但能量耗散却导致能量品质的降低，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的能量．知识深化能量与能源的区别1．能量是守恒的，既不会增加也不会减少．2．能源是具有高品质的容易利用的储能物质．3．能量耗散，能量总量不变，但能量品质会下降即能源减少，故我们要节约能源．例5(2021·河北巨鹿中学高二期中)关于能量和能源，下列说法正确的是()A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源C．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质提升了答案 C解析根据能量守恒定律，能量是不能被创造的，选项A错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，选项B错误；根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项C正确；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了，选项D错误．考点一对热力学第二定律的理解1．关于自然过程中的方向性，下列说法正确的是()A．摩擦生热的过程是可逆的B．凡是符合能量守恒的过程一般都是可逆的C．涉及热现象的宏观自然过程都具有“单向性”或“不可逆性”D．空调机既能制冷又能制热，说明传热不存在方向性答案 C2．把水和酒精混合后，用蒸发的方式又可以分开，然后液化恢复到原来的状态，这说明() A．扩散现象没有方向B．将水和酒精分开时，引起了其他变化，故扩散具有方向性C．将水和酒精分开时，并没有引起化学变化，故扩散现象没有方向性D．用本题的实验，无法说明扩散现象是否具有方向性答案 B解析由题意可知，两者混合时是自动发生的，但两者分离时，要先加热后冷却，也就是说，向分离与向混合这两个方向的发展是可以通过过程是否自动完成、是否需要外加其他手段才能完成来区分的，因此，可以证明扩散是有方向性的，B正确，A、C、D错误．3．如图所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化，吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法中正确的是()A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律D．电冰箱的工作原理违背了热力学第一定律答案 B4．(2022·南通市高二开学考试)小华为参加电视台《异想天开》节目，提出了下列4个设想方案，从理论上讲可行的是()A．制作一个装置从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响B．将屋顶盖上太阳能板，可用太阳能来解决照明和热水问题C．制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下D．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发分离，既清洁了空气，又变废为宝答案 B解析根据热力学第二定律知，在不产生其他影响时，内能不能全部转化为机械能，因此从海水中吸收内能全部用来做功而不产生其他影响是不可能实现的，故A错误；利用太阳能最有前途的领域是通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能再加以利用，解决照明和热水问题，故B正确；绝对零度是温度的极值，是不能达到的，故C错误；根据热力学第二定律可知，汽车尾气中各类有害气体不能自发分离，要在排气管上安装催化转化器，故D错误．5．(2021·盐城实验高中高二期中)关于两类永动机和热力学两大定律，下列说法正确的是()A．第二类永动机不可能制成是因为违背了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，传热也不一定改变内能，但同时做功和传热一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热库吸收热量，完全变成功也是可能的答案 D解析第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，A、B错误；由热力学第一定律可知W≠0，Q≠0，但ΔU＝W＋Q可以等于0，C错误；由热力学第二定律可知选项D中的现象是可能的，但会产生其他影响，D正确．考点二能源与能量耗散6．(2022·江苏省高二学业考试)关于能量和能源，下列说法中正确的是()A．能量在转化和转移过程中，其总量有可能增加B．能量在转化和转移过程中，其总量会不断减少C．能量在转化和转移过程中总量保持不变，故节约能源没有必要D．能量的转化和转移具有方向性．且现有可利用的能源有限，故必须节约能源答案 D解析能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，但品质降低了，且现有可利用的能源有限，故必须节约能源，选项D正确．7．(2021·江苏宜兴市张渚高级中学高二期中)热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是()A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律C．能量耗散使能量的总量减少D．能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性答案 D解析能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来，满足能量守恒定律，也符合热力学第二定律，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了．能量耗散反应了涉及热运动的宏观过程都具有方向性，所以A、B、C错误，D正确．8.如图所示，汽缸内装有一定质量的理想气体，汽缸壁是导热的，汽缸外环境保持恒温，活塞与汽缸壁的接触面是光滑的，但不漏气．现将活塞与杆连接，使其缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并对外做功．若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是()A．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，所以此过程违反了热力学第二定律B．气体是从单一热库吸热，但并未全部用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C．气体是从单一热库吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D．以上三种说法都不对答案 C解析此过程虽然是气体从单一热库吸热，全部用来对外做功，但引起了其他变化，所以此过程不违反热力学第二定律，故选C.9.如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在一杯热水中，接触点2插在一杯冷水中，此时灵敏电流计的指针会发生偏转，这就是温差发电现象，根据这一现象，下列说法中正确的是()A ．这一过程违反了热力学第二定律B ．这一过程违反了热力学第一定律C ．热水和冷水的温度将发生变化D ．这一过程违反了能量守恒定律答案 C解析 任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律，故A 错误；吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违反热力学第一定律，故B 错误；在实验过程中，热水内能减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，热水一定会降温，冷水一定会升温，故C 正确；能量守恒定律是普适定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，电能也部分转化成冷水的内能，符合能量守恒定律，故D 错误．本章知识网络构建⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧ 内能⎩⎨⎧ 功与内能：在绝热情况下，功是内能变化的量度热与内能：只发生传热时，热量是内能变化的量度做功和传热在改变内能上是等价的热力学第一定律⎩⎨⎧ 内容：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所 做的功的和表达式：ΔU ＝W ＋Q 能量守恒定律⎩⎨⎧ 能量守恒定律第一类永动机不能制成的原因：违背能量守恒定律热力学第二定律⎩⎪⎨⎪⎧ 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他 影响第二类永动机不能制成的原因：违背了热力学第二定律能源是有限的热力学第一定律与气体实验定律的综合应用1.(2021·江苏东台创新高级中学高二月考)为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作．给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷洒出来．若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体( )A ．内能不断减小B ．压强不断减小C ．外界对气体做功D ．气体对外放热答案 B解析 由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A 错误；随着药液的不断喷出，气体的体积增大，由理想气体状态方程可知，压强不断减小，B 正确；气体的体积增大，气体对外做功，而气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，C 、D 错误．2．(2021·江苏南京市第十三中学高二期末)如图所示，一定质量理想气体的体积V 与温度T 关系图像，它由状态A 经等温过程到状态B ，再经等容过程到状态C .则下列说法中正确的是( )A ．在A 、B 、C 三个状态中B 对应的压强最大B ．在A 、B 、C 三个状态中C 对应的压强最大C ．AB 过程中外界对气体做功，内能增加D ．BC 过程中气体吸收热量，内能不变答案 B解析 由题图图像知，状态C 的温度最高、体积最小，则由pV T＝C 知，状态C 对应的压强最大，A 错误，B 正确；AB 过程中，体积减小，外界对气体做功，温度不变，故内能不变，C 错误；BC 过程中，体积不变，外界对气体不做功，温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，D 错误．3．(2021·盐城市高二期末)如图所示，一定质量的理想气体从状态A 开始，经历两个状态变化过程，先后到达状态B 和C .两条虚线分别表示状态A 或C 的等温线．下列说法正确的是( )A ．气体在状态A 的内能最大B ．气体在状态C 的分子平均速率最大C ．AB 过程中，气体对外界做功，内能增加D ．BC 过程中，外界对气体做功，内能减小答案 C解析 由题图图像可知，气体在状态B 的温度最高，则气体在状态B 的内能最大，气体在状态B 的分子平均速率最大，选项A 、B 错误；AB 过程中，气体体积变大，气体对外界做功，温度升高，则内能增加，选项C 正确；BC 过程中，气体体积不变，则外界对气体不做功，气体温度降低，则内能减小，选项D 错误．4．(2021·南京市高二期末)一定质量的某种理想气体，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 图像如图所示. 已知气体处于状态A 时的温度为300 K ，则下列判断正确的是( )A ．气体处于状态C 时的温度是100 KB ．在A 、B 和C 三个状态中，状态B 的分子平均动能最大C ．从状态B 变化到状态C 过程中气体吸热D ．从状态A 变化到状态C 过程中气体内能先减小后增大答案 B解析 由题意可知T A ＝300 K ，由于A →B 的过程为等压变化，则由V A T A ＝V B T B，代入数据解得T B ＝900 K ，B →C 过程是等容变化，则由p B T B ＝p C T C，代入数据解得T C ＝300 K ，在A 、B 和C。
2025高考物理步步高同步练习选修3练透模块综合试卷
2025高考物理步步高同步练习选修3练透模块综合试卷模块综合试卷(满分：100分)一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．1．(2022·江苏南通高二期末)下列关于近代物理学研究的说法，正确的是()A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的电荷量C．密立根通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型D．玛丽·居里最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线2．(2021·江苏盐城高二期末)对如图所示四幅图的有关说法中，不正确的是()A．图甲，分子间距离为r0时，分子势能最小B．图乙，估测油酸分子直径d时，可把油酸分子简化为球形处理C．图丙，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，猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功3．(2021·江苏无锡高二期末)有关下列四幅图片的说法不正确的是()A．图甲三种射线中的a射线为β射线(图中磁场方向为垂直纸面向里)B．图乙光电效应实验说明了光具有粒子性C．图丙电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．图丁α粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内4．(2022·江苏如东县高二期末)人们常用空调调节室内空气的温度，下列说法正确的是() A．空调风速越大，室内空气的分子平均动能也越大B．空调过滤器能够吸附肉眼看不见的PM2.5颗粒，此颗粒的运动是分子热运动C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D．空调制热使得室内温度上升，则速度小的空气分子比例减小5．(2022·江苏南京市第一中学高二期中)“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制．“核电池”利用了238 94Pu的衰变，衰变方程为238 94Pu→234m X＋n2Y，光速为c，下列说法正确的是()A.234m X比238 94Pu的中子数少4个B.238 94Pu在月球上和在地球上半衰期相同C．一个238 94Pu衰变为234m X释放的核能为(m Pu－m X)c2D.238 94Pu发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力，可用于金属探伤6．(2022·江苏南京航空航天大学苏州附属中学高二期中)某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T3、T4两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系．下列说法正确的是()A．图甲中T1>T2，图乙中T3＞T4B．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C．图甲中温度升高，所有分子的速率都增大D．图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关7．(2021·江苏扬州高二期末)如图所示，某容器装有一定质量的理想气体，气体经历了A→B→C→A的循环过程，其中A→B是等温过程，B→C是绝热过程，则()A．A→B过程，每个气体分子动能均保持不变B．B→C过程，气体温度升高C．B→C过程，单位时间内气体碰撞单位面积器壁的分子数减少D．整个循环过程中，气体放热8．(2021·江苏金陵中学高二期中)某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其V－T图像如图所示，则在该循环过程中，下列说法正确的是()A．从状态B到C，气体吸收热量B．从状态C到D，气体的压强增大C．从状态D到A，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少D．若气体从状态C到D，内能增加3 kJ，对外做功5 kJ，则气体向外界放出热量8 kJ 9．(2022·江苏南通市高二期末)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应实验，颜色相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料，光电流I随电压U变化关系如图所示，则下列说法正确的是()A．a、b光的频率νa＜νbB．a、b两光的光照强度相同C．光电子的最大初动能E k a＞E k bD．材料1、2的截止频率ν1＞ν210.(2021·江苏省苏州一中高二期中)如图所示为氢原子的能级图，下列说法不正确的是()A．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的动能会变大，电势能会减小B．氢原子从高能级向低能级跃迁时要辐射光子C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出3条光谱线D．用能量为9.6 eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定能使氢原子发生能级跃迁二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．11．(10分)(2021·江苏省如皋中学高二月考)某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下：①向体积V油＝6 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104 mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；③先往浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1 cm.根据以上信息，回答下列问题：(1)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为______ m3；油膜面积为____________ m2；油酸分子直径为________ m；(以上结果均保留1位有效数字)(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”)．(3)若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”)．12．(10分)一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C.其V－T图像如图所示．(1)若气体分子总数为N，求气体在状态B时分子间的平均距离d；(2)若气体在状态A的压强为p，气体从状态A经状态B变化到状态C的过程中，内能的增加量为ΔU，求气体在该过程中吸收的热量Q.13．(12分)(2021·江苏苏州高二期中)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为：①11H＋12 6C→13 7N②11H＋15 7N→12 6C＋X(1)写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数；(2)已知原子核11H、12 6C、13 7N的质量分别为m H＝1.007 8 u，m C＝12.000 0 u，m N＝13.005 7 u．1 u相当于931 MeV.试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能；(结果保留三位有效数字) (3)用上述辐射中产生的波长为λ＝4×10－7 m的单色光去照射逸出功为W＝3.0×10－19 J的金属材料铯时，通过计算判断能否以生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能．(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光在真空中的速度c＝3×108 m/s，结果保留三位有效数字)14．(12分)(2021·江苏泰州高二期末)如图所示，一绝热汽缸固定在倾角为30°的固定斜面上，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.初始时，气体的温度为T0，活塞与汽缸底部的距离为L，通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体的温度变为 1.5T0.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦．求：(1)气体温度为1.5T0时活塞与汽缸底部的距离；(2)加热过程中气体内能的增加量．15．(16分)(2020·山东卷)中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病．常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门．使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上．抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强．某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K ，最终降到300 K ，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的2021.若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的2021，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同．罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化．求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值．。
高中物理 模块综合测试 新人教版选修3-3(2021年最新整理)
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模块综合测试（时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一个选项符合题目要求，第6～8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1。
以下说法正确的是（)A。
小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的浮力在起作用B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C。
缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果解析：仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此，这是液体的表面张力在起作用，浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中（排开一部分水)，受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,因此，B选项错误;喷泉喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用，因而形成球状水珠（体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩的趋势),故D选项正确。
答案:D2.热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。
新步步高高二物理人教版选修33章末检测：第八章 气体1
第八章 章末检测一、基础练1．为了控制温室效应，各国科学家都提出了不少方法和设想．有人根据液态CO 2密度大于海水密度的事实，设想将CO 2液化后，送入深海海底，以减小大气中CO 2的浓度．为使CO 2液化，最有效的措施是( )A ．减压、升温B ．增压、升温C ．减压、降温D ．增压、降温2．如图1所示甲、乙为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，关于这两个图象的正确说法是( )图1 A ．甲是等压线，乙是等容线B ．乙图中p －t 线与t 轴交点对应的温度是－273.15℃，而甲图中V －t 线与t 轴的交点不一定是－273.15℃.C ．由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是p 与t 成直线关系D ．乙图表明随温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图随温度的升高压强不变3．向固定容器内充气，当气体压强为p ，温度为27℃时，气体的密度为ρ，当温度为327℃，气体压强为1.5p 时，气体的密度为( )A ．0.25ρB ．0.5ρC ．0.75ρD ．ρ4．关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是( )A ．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100℃上升到200℃时，其体积增大为原来的2倍B ．气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2C ．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D ．一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半二、提升练5．一定质量的理想气体，处在某一状态，经下列哪个过程后会回到原来的温度( )A ．先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强B ．先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强C ．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀D ．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀 6.图2将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管子插入液体中，在力F 的作用下保持平衡，如图2所示的H 值大小与下列哪个量无关( )A ．管子的半径B ．大气压强C ．液体的密度D ．力F7．一绝热隔板将一绝热长方形容器隔成两部分，两边分别充满气体，隔板可无摩擦移动．开始时，左边的温度为0℃，右边的温度为20℃，当左边的气体加热到20℃，右边的气体加热到40℃时，则达到平衡状态时隔板的最终位置( )A ．保持不动B ．在初始位置右侧C ．在初始位置左侧D ．决定于加热过程 8.图3如图3所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖直放置，管中有两段水银柱封闭了两段空气柱，开始时V 1＝2V 2，现将玻璃管缓慢地均匀加热，则下述说法中正确的是( )A ．加热过程中，始终保持V 1′＝2V 2′B ．加热后V 1′>2V 2′C ．加热后V 1′<2V 2′D图4如图4所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的；它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等．现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间．达到平衡后，左室的体积变为原来体积的34，气体的温度T 1＝300K ．求右室气体的温度．10.图5粗细均匀的U 形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为19cm ，封闭端空气柱长度为40cm ，如图5所示，问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高？已知外界大气压强p 0＝76cmHg ，注入水银过程中温度保持不变．11．如图6所示为一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V 0，开始时内部封闭气体的压强为p 0，经过太阳曝晒，气体温度由T 0＝300K 升至T 1＝350K.图6 (1)求此时气体的压强．(2)保持T 1＝350K 不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p 0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．12．一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定汽缸内，开始时气体体积为V 0，温度为27℃，在活塞上施加压力，将气体体积压缩到23V 0，温度升高到57℃.设大气压强p 0＝1.0×105Pa ，活塞与汽缸壁摩擦不计．(1)求此时气体的压强．(2)保持温度不变，缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V 0，求此时气体的压强．习题课 理想气体状态方程的应用1．D2．AD [由查理定律p ＝CT ＝C (t ＋273.15)及盖—吕萨克定律V ＝CT ＝C (t ＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A 正确；由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t 轴的交点温度为－273.15℃，即热力学温度的0 K ，故B 错；查理定律及盖—吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，故C 错；由于图线是直线，故D 正确．]3．C [由理想气体状态方程得pV 300＝1.5pV ′600， 所以V ′＝43V ，所以ρ′＝34ρ＝0.75ρ，应选C.] 4．C [一定质量的理想气体压强不变，体积与热力学温标成正比，温度由100℃上升到200℃时，体积增大为原来的1.27倍，故A 错误；理想气体状态方程成立的条件为质量不变，B 项缺条件故错误；由理想气体状态方程pV T ＝C 得C 项正确，D 错误．] 5．AD [由于此题要经过一系列状态变化后回到初始温度，所以先在p －V 坐标中画出等温变化图线，然后在图线上任选一点代表初始状态，根据各个选项中的过程画出图线，如图所示，从图线的发展趋势来看，有可能与原来的等温线相交说明经过变化后可能回到原来的温度，选项A 、D 正确．]6．B [分析管子的受力如右图所示，由受力平衡有p 0S ＋F ＝pS ，又p ＝p 0＋ρgH ，故H ＝p －p 0ρg ＝F ρgS ＝F ρg πr 2，与大气压强无关，故选B.] 7．B [设温度变化过程中气体的体积不变，据查理定律得：p 2T 2＝p 1T 1⇒p 2－p 1p 1＝T 2－T 1T 1⇒Δp ＝p 1T 1ΔT . 对左边气体，Δp 左＝p 左273×20；对右边气体Δp 右＝p 右293×20.因初始p 左＝p 右，故Δp 左>Δp 右．即隔板将向右侧移动．本题的正确答案为B.]8．A [在整个加热过程中，上段气柱的压强始终保持为p 0＋h 1不变，下段气柱的压强始终为p 0＋h 1＋h 2不变，所以整个过程为等压变化．根据盖—吕萨克定律得V 1T ＝V 1′T ′，即V 1′＝T ′T V 1， V 2T ＝V 2′T ′，即V 2′＝T ′T V 2. 所以V 1′V 2′＝V 1V 2＝21，即V 1′＝2V 2′.] 9．500K解析 根据题意对汽缸中左、右两室中气体的状态进行分析：左室的气体：加热前p 0、V 0、T 0，加热后p 1、34V 0、T 1； 右室的气体：加热前p 0、V 0、T 0，加热后p 1、54V 0、T 2； 根据理想气体状态方程有左室气体p 0V 0T 0＝p 134V 0T 1， 右室气体p 0V 0T 0＝p 154V 0T 2， 所以p 134V 0300K ＝p 154V 0T 2， 所以T 2＝500K.10．39cm解析 以右管中被封闭气体为研究对象，气体在初状态下其p 1＝p 0－p h ＝(76－19) cmHg ＝57cmHg ，V 1＝L 1S ＝40S ；末状态p 2＝p 0＝76cmHg ，V 2＝L 2S .则由玻意耳定律得：57×40S ＝76×L 2S ，L 2＝30cm.需注入的水银柱长度应为h ＋2(L 1－L 2)＝39cm.11．(1)76p 0 (2)67解析 (1)设升温后气体的压强为p 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1① 代入数据得p 1＝76p 0② (2)抽气过程可视为等温膨胀过程，设膨胀后的总体积为V ，由玻意耳定律得p 1V 0＝p 0V ③联立②③式解得V ＝76V 0④ 设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为K ，由题意得K ＝V 0V⑤ 联立④⑤式解得K ＝67⑥ 12．(1)1.65×105Pa (2)1.1×105Pa解析 (1)由理想气体状态方程得p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1，所以此时气体的压强为 p 1＝p 0V 0T 0·T 1V 1＝1.0×105×V 0300×33023V 0Pa ＝1.65×105Pa. (2)由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2，知p 2＝p 1V 1V 2＝1.65×105×23V 0V 0Pa ＝1.1×105Pa。
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模块综合检测1．扩散现象说明了（）A．物体是由大量分子组成的B．物质内部分子间存在着相互作用力C．分子间存在着空隙D．分子在做无规则的运动解析：扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象，因而说明了分子间存在着空隙；而物质混合达到均匀，则表明分子的运动是无规则的．答案：CD2．关于液晶的分子排列，下列说法正确的是( )A．液晶分子的特定方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列变化C．液晶分子的排列整齐且很稳定D．液晶的物理性质稳定解析：液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变某种性质，如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等,都可以改变液晶的光学性质，即物理性质，故A、B正确．答案：AB3．关于气体的说法中，正确的是( ）A．由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等B．气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大C．一定质量一定体积的气体，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大D．气体的分子数越多，气体的压强就越大解析：由于气体分子运动的无规则性,遵循统计规律,气体向各个方向运动的数目相等，器壁各个方向上的压强相等，A错；气体的温度升高，平均速率增大，并非所有分子的速率都变大，B错；一定质量、一定体积的气体，分子密度一定，分子的平均动能越大，气体的压强就越大，C正确;气体的压强大小取决于分子密度及分子的平均动能,气体的分子数多,压强不一定就大，D错．4．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象的描述(暴晒过程中内胎容积几乎不变），正确的是( )A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高、气体分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前的过程中，气体温度升高,分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在车胎突然爆裂前的瞬间，气体内能增加D．在车胎突然爆裂后的瞬间，气体内能减少解析：分析题意得:车胎在阳光下暴晒,爆裂前内能增加，气体的温度升高,分子无规则热运动加剧,气体压强变大，所以选项B和C是正确的，易知选项A是错误的．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，温度也会有所下降，所以气体内能减少，选项D正确．答案: BCD5．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成,则（）A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．分子之间的距离越小,F引越小,F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间距离的增大则减小，随分子间距离的减小而增大,但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些．当r〈r0时，合力表现为斥力,随分子间距离的增大而减小．当r〉r0时，合力表现为引力，引力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小．正确选项为A。
人教版高中物理选修3-3--综合-测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-3 综合测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )A．铅分子做无规则热运动!B．铅柱受到大气压力作用C．铅柱间存在万有引力作用D．铅柱间存在分子引力作用2.在显微镜下观察稀释了的墨汁，将会看到( )A．水分子无规则运动的情况B．炭颗粒无规则运动的情况C．炭分子无规则运动的情况D．水分子和炭颗粒无规则运动的情况\3.温度都是0 ℃的水和冰混合时，以下说法正确的是()A．冰将熔化成水B．水将凝固成冰C．如果水比冰多的话，冰熔化；如果冰比水多的话，水结冰D．都不变，冰水共存4.关于布朗运动，下列说法中正确的是()A．因为布朗运动与温度有关，所以布朗运动又叫热运动B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映&C．布朗运动是固体颗粒周围液体(或气体)分子无规则运动的反映D．春风刮起的砂粒在空中的运动是布朗运动5.固体分子的热运动表现是它们总在平衡位置附近做无规则的振动．我们只讨论其中的两个分子，下面的说法中正确的是()A．这两个分子间的距离变小的过程，就是分子力做正功的过程B．这两个分子间的距离变小的过程，就是分子力做负功的过程C．这两个分子间的距离变小的过程，分子势能是先变小后变大D．这两个分子间的距离最近的时刻，就是分子动能最大的时刻6.关于理想气体，正确的说法是()}A．只有当温度很低时，实际气体才可当作理想气体B．只有压强很大时，实际气体才可当作理想气体C．在常温常压下，许多实际气体可当作理想气体D．所有的实际气体在任何情况下，都可以当作理想气体7.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静止释放，在分子力的作用下靠近甲．图中d点是分子靠得最近的位置，则乙分子速度最大处可能是()A．a点B．b点，C．c点D．d点8.关于内能的正确说法是()A．物体分子热运动的动能的总和就是物体的内能B．对于同一种物体，温度越高，分子平均动能越大C．同种物体，温度高、体积大的内能大D．温度相同，体积大的物体内能一定大9.关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有 (),A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移量的量度10.用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为()A．B．p0＋np0C．p＋n()、D．p0＋()n·p011.下列物理现象及其原理的叙述正确的是()A．纤细小虫能停在平静的液面上，是由于受到浮力的作用B．墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果C．“破镜不能重圆”，是因为接触部分的分子间斥力大于引力D．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向异性的表现12.将一枚硬币轻轻地置于水面，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是() A．水的浮力'B．水的表面张力C．水的浮力和表面张力的合力D．水的浮力和空气的浮力的合力13.对饱和汽，下面说法正确的是 ()A．液面上的汽分子的密度不断增大B．液面上的汽分子的密度不断减小C．液面上的汽分子的密度不变D．液面上没有汽分子`14.容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强为p＝30个大气压，打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容积为V0＝5 L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为p0＝2个大气压，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那么最多可装的瓶数是()A． 4B． 50C． 56D． 6015.一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，温度由5 ℃升高到10 ℃，体积的增量为ΔV1；温度由10 ℃升高到15 ℃，体积的增量为ΔV2，则()A．ΔV1＝ΔV2B．ΔV1>ΔV2！C．ΔV1<ΔV2D．无法确定第Ⅱ卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0．6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加 1 mL．若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成一层单分子油膜的形状如图所示．(1)若每一方格的边长为30 mm，则油酸薄膜的面积为________ m2；~(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______ m3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为______ m．三、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)17.如图所示，均匀薄壁U形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了A、B两部分理想气体，下方水银的左右液面高度相差ΔL＝10 cm，右管上方的水银柱高h＝14 cm，初状态环境温度为27 ℃，A部分气体长度l1＝30 cm，外界大气压强p0＝76 cmHg.现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水银左右液面等高，然后给A部分气体缓慢升温，使A 部分气体长度回到30 cm.求：(1)右管中注入的水银高度是多少？(2)升温后的温度是多少？18.0 ℃的冰和100 ℃的水蒸气混合后，)(1)若冰刚好全部熔化，则冰和水蒸气的质量比是多少？(2)若得到50 ℃的水，则冰和水蒸气的质量比是多少？(已知水在100 ℃的汽化热是L＝2.25×106J/kg，冰的熔化热是λ＝3.34×105J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃))19.某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图所示的圆柱形导热汽缸，把它放在大气压强p0＝1 atm、温度t0＝27 ℃的环境中自然冷却.该汽缸内壁光滑，容积V＝1 m3，开口端有一厚度可忽略的活塞.开始时，汽缸内密封有温度t＝447 ℃、压强p＝1.2 atm的理想气体，将汽缸开口向右固定在水平面上，假设汽缸内气体的所有变化过程都是缓慢的.求：(1)活塞刚要向左移动时，汽缸内气体的温度t1；(2)最终汽缸内气体的体积V1；(3)在整个过程中，汽缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，汽缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量.$答案解析1.【答案】D【解析】挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围内，故不脱落的主要原因是分子之间的引力，故D正确，A、B、C错误．2.【答案】B【解析】在显微镜下观察稀释了的墨汁，将会看到炭颗粒无规则运动的情况，故B对．显微镜观察不到分子，所以A、C、D错．3.【答案】D【解析】因为水和冰的温度均为0 ℃，它们之间不发生热交换，故冰和水可以共存，而且含量不变，故D正确.》4.【答案】C【解析】试题分析：A、热运动指的是分子的无规则运动，而布朗运动时微粒的运动；错误B、布朗运动是固体微粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映；错误C、称为布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒不停地做无规则运动，是由液体分子对微粒撞击的不平衡产生的；正确D、砂粒的体积和质量远远大于布朗运动中的微粒的体积和质量，很难发生布朗运动，所以刮起的砂粒在空中的运动不是布朗运动；错误故选C点评：布朗运动是悬浮的固体颗粒的运动，不是单个分子的运动，但是布朗运动反映了液体分子的无规则运动．5.【答案】C【解析】两分子的距离变小的过程，可分为两个阶段，第一阶段是从相距较远到平衡位置，这段时间分子间的作用力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小而动能增大；第二阶段是从平衡位置再继续靠近的过程，这段时间分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大而动能逐渐减为0．6.【答案】C7.【答案】C【解析】从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加；从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，速度减小，所以在c点速度最大．'8.【答案】B【解析】内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故A错；温度是分子平均动能的标志，温度高，分子平均动能大，B对；物体的内能是与物体的物质的量、温度、体积以及存在状态都有关的量，C、D中的描述都不完整．9.【答案】D【解析】物体的内能由温度、体积及物质的量决定，不只由温度决定，故选项A、B错误.在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C错误；关于热量的论述，选项D是正确的.10.【答案】C【解析】将n次打气的气体和容器中原有气体分别看成是初态，将打气后容器内气体看成是末态，利用等温分态分式，有pV＋np0V0＝p′V，得n次打气后容器内气体的压强p′＝p＋n()，即C 正确．11.【答案】B【解析】纤细小虫能停在平静的液面上，是由于液体表面张力的作用；墨水滴入水中出现扩散现象，这是分子无规则运动的结果；“破镜不能重圆”，是因为接触部分的分子间引力较微弱的结果.用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是晶体各向同性的表现，选项B正确.；12.【答案】B【解析】13.【答案】C【解析】对于饱和汽来说，飞入液体的分子和从液面上飞出的分子数目相同，已达到动态平衡，故液面上方的汽分子的密度保持不变，C项正确.14.【答案】C【解析】设最多可装的瓶数为n，由玻意耳定律有pV＝p0(V＋nV0)，所以n＝＝＝56．15.【答案】A【解析】由盖—吕萨克定律＝可得＝，即ΔV＝·V1，所以ΔV1＝×V1，ΔV2＝×V2(V1、V2分别是气体在5 ℃和10 ℃时的体积)，而＝，所以ΔV1＝ΔV2，A正确．%16.【答案】(1)7．65×10－2(2)1．2×10－11(3)1．6×10－10【解析】(1)用填补法数出在油膜范围内的格数(四舍五入)为85个，油膜面积为S＝85×(3．0×10－2)2m2＝7．65×10－2m2．(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL，且溶液含纯油酸的浓度为0．06%，故每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为：V0＝×0．06% mL＝1．2×10－11m3．(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d＝＝m≈1．6×10－10m．17.【答案】(1)30 cm (2)117 ℃【解析】(1)设右管中注入的水银高度是Δh，对A部分气体分析，其做等温变化，根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2p1＝p0＋14 cmHg＋10 cmHg，p2＝p0＋14 cmHg＋Δh·V1＝l1S，V2＝(l1－ΔL)S代入数据解得再加入的水银高Δh＝30 cm.(2)设升温前温度为T0，升温后温度为T，缓慢升温过程中，对A部分气体分析，升温前V2＝(l1－ΔL)S，p2＝p0＋14 cmHg＋Δh升温结束后V3＝l1S，p3＝p0＋14 cmHg＋Δh＋ΔL由理想气体状态方程得＝T0＝300 K解得T＝390 K则升温后的温度为t＝117 ℃.18.【答案】(1)8(2)4.5【解析】(1)冰刚好全部熔化指的是混合后的温度恰好为0 ℃.设冰的质量为m1，水蒸气的质量为m2，则有m1λ＝m2L＋cm2Δt，所以＝＝≈8.(2)同(1)可得方程式如下：m1λ＋m1cΔt′＝m2L＋cm2Δt′，即＝＝≈4.5.19.【答案】(1)327 ℃(2) 0.5 m3(3)做负功大于【解析】(1)气体做等容变化，由查理定律得＝解得T1＝600 K ，即t1＝327 ℃.(2)由理想气体状态方程得＝解得V1＝0.5 m3.(3)体积减小，汽缸内气体对外界做负功；由ΔU＝W＋Q知，汽缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量.。
新步步高2014-2015学年高二物理人教版选修3-3课件：7.5 内能 课件
2
3
2．(分子势能)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开
始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是(
A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功 C．分子动能先增大，后减小 D．分子势能和分子动能之和不变
)
1
解析
2
3
两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，
直至不再靠近的过程中，分子力先表现为分子引力后表现为分子
物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A
的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，
分子的平均速率也可能不同
典例精析 三、内能
解析 解答本题的关键是对温度和内能这两个概念的理解．温度
是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势 能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误．两物体温 1 度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由 Ek ＝ m v 2 2 知，分子的平均速率 v可能不同，故D项正确．最易出错的是认 为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从A传到B，
图1
的实线表示(分子力F与分子间距离r的关系如图中虚线所示)．从 图线上看出，当r＝r0时，分子势能 最小 (填“最大”或“最小”)．
三、内能
问题设计
物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以变为零吗？
答案
物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其
内能不一定变化，两者之间没有必然联系．常规情况下，组成
斥力，分子间距离r>r0时，随着距离r的减小，分子力先增大后减
小，分子间距离r<r0时，分子力一直增大至最大，故选项A错；
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章 热力学定律第1节 功、热和内能的改变含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第三章热力学定律第1节功、热和内能的改变学习目标要求核心素养和关键能力1.了解焦耳的两个实验的原理。
2.知道做功和传热是改变内能的两种方式及做功、传热与内能改变的关系。
3.明确内能、功、热量和温度四个物理量的区别和联系。
1.科学思维用等效思维理解做功和热传递在改变物体内能上的等效性。
2.科学探究体会焦耳实验的科学探究过程。
一、焦耳的实验1.绝热过程：系统不从外界吸热，也不向外界放热的过程。
2.代表实验(1)重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温上升。
(2)通过电流的热效应给水加热。
3.实验结论：在各种不同的绝热过程中，系统状态变化相同，则外力所做的功相同，与做功的方式无关。
二、功和内能的改变1.内能：依赖于一个热力学系统自身状态的物理量，是热力学系统的一种能量。
2.功和内能：在绝热过程中，外界对系统做的功等于系统内能的变化量，即ΔU ＝W。
(1)ΔU＝W适用条件是绝热过程。
(2)在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外界做功，系统的内能减少。
【判一判】(1)从微观角度说，内能是所有分子的动能和势能之和。
(√)(2)从宏观角度说，内能是只依赖于热力学系统自身状态的物理量。
(√)(3)功是状态量，内能是过程量。
(×)(4)外界对物体做功多，就意味着物体的内能大。
(×)三、热与内能的改变1.传热(1)条件：物体的温度不同。
(2)过程：温度不同的物体发生传热，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)传热的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2.热和内能(1)单纯地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即传热能改变物体的内能。
(2)热量：在单纯的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)单纯的传热过程中内能的变化。
①公式：ΔU＝Q。
②物体吸热，Q为正；物体放热，Q为负。
【判一判】(1)若A、B两物体接触但没有传热，则两物体所包含的热量相等。
2019高中物理 模块综合检测(二)新人教版选修3-3
模块综合检测(二)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．下列说法中正确的是( )A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小解析：阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，A正确，B错误；两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都要减小，但在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力的斥力的合力表现为引力，是先变大到最大再减小，C错误；在r>r0区域，随着分子间距的增大，分子引力和斥力的合力表现为引力，且引力做负功，分子势能增加，D错误．答案：A2．关于内能的正确说法是( )A．物体分子热运动的动能的总和就是物体的内能B．对于同一种物体，温度越高，分子平均动能越大C．同种物体，温度高、体积大的内能大D．温度相同，体积大的物体内能一定大解析：内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，故A错；温度是分子平均动能的标志，温度高，分子平均动能大，B对；物体的内能是与物体的物质的量、温度、体积以及存在状态都有关的量，C、D中的描述都不完整．答案：B3．关于液体，下列说法正确的是( )A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近固体B．小液滴成球状，说明液体有一定形状和体积C．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张D．硬币能浮在水面上是因为所受浮力大于重力解析：液体性质介于气体和固体之间，更接近于固体，具有不易被压缩，有一定体积，没有一定形状，扩散比固体快等特点，A对、B错．无论液面为凸面还是凹面，表面张力总是使表面收缩，C错．硬币能浮在水面上是因为受到表面张力的缘故，而不是浮力作用的结果，D错．答案：A4.如图所示，在一个配有活塞的厚壁有机玻璃筒底放置一小团硝化棉，迅速向下压活塞，筒内气体被压缩后可点燃硝化棉．在筒内封闭的气体被活塞压缩的过程中( )A．气体对外界做正功，气体内能增加B．外界对气体做正功，气体内能增加C．气体的温度升高，压强不变D．气体的体积减小，压强不变解析：压缩玻璃筒内的空气，气体的压强变大，机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增加，温度升高，当达到棉花的燃点后，棉花会燃烧；故B正确，A、C、D错误．答案：B5．(2015·福建卷)下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是( )A．分子间距离减小时分子势能一定减小B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性解析：当分子间距减小分子势能可能增大，也可能减小，故A错误；温度高平均动能一定大，物体中分子无规则运动越剧烈，故B正确；根据麦克斯韦统计规律可知，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，故C错误；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故D错误．答案：B6．下列说法中不正确的是( )A．给轮胎打气的过程中，轮胎内气体内能不断增大B．洒水车在不断洒水的过程中，轮胎内气体的内能不断增大C．太阳下暴晒的轮胎爆破，轮胎内气体内能减小D．拔火罐过程中，火罐能吸附在身体上，说明火罐内气体内能减小解析：给轮胎打气的过程中，轮胎内气体质量增加，体积几乎不变，压强增加，温度升高，内能增加，选项A正确；洒水车内水逐渐减少，轮胎内气体压强逐渐减小，体积增大，对外做功，气体内能减小，选项B错误；轮胎爆破的过程中，气体膨胀对外做功，内能减小，选项C正确；火罐内气体温度逐渐降低时，内能减小，选项D正确．答案：B7.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )A ．温度升高，压强增大，内能减少B ．温度降低，压强增大，内能减少C ．温度升高，压强增大，内能增加D ．温度降低，压强减小，内能增加解析：向下压缩活塞，对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故C 选项正确．答案：C8．带有活塞的气缸内封闭一定量的理想气体．气体开始处于状态a ；然后经过过程ab 到达状态b 或经过过程ac 到达状态c ，b 、c 状态温度相同，V －T 图如图所示．设气体在状态b 和状态c 的压强分别为p b 和p c ，在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Q ab 和Q ac ，则( )A ．p b ＞p c ，Q ab ＞Q aB ．p b ＞p c ，Q ab ＜Q acC ．p b ＜p c ，Q ab ＞Q acD ．p b ＜p c ，Q ab ＜Q ac解析：由V ＝K pT 可知V －T 图线的斜率越大，压强p 越小，故p b ＜p c .由热力学第一定律有：Q ＝ΔE －W ，因T b ＝T c ，所以ΔE ab ＝ΔE ac ，而W ab ＜W ac ，故Q ab ＞Q ac .综上C 正确．答案：C9．一定质量的理想气体由状态A 变化到状态B ，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程( )A ．气体的密度减小B ．外界对气体做功C ．气体从外界吸收了热量D ．气体分子的平均动能增大解析：由图线可知，在从A 到B 的过程中，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，气体体积变小，V B ＜V A ；气体质量不变，体积变小，由密度公式可知气体密度变大，故A 错误；气体体积变小，外界对气体做功，故B 正确；气体温度不变，内能不变，ΔU ＝0，外界对气体做功，W ＞0，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知：Q ＜0，气体要放出热量，故C 错误；气体温度不变，分子平均动能不变，故D 错误．答案：B10.用一导热的可自由滑动的轻隔板把一圆柱形容器分隔成A 、B 两部分，如图所示．A 和B 中分别封闭有质量相等的氮气和氧气，均可视为理想气体，则当两部分气体处于热平衡时( )A ．内能相等B ．分子的平均动能相等C ．分子的平均速率相等D ．分子数相等解析：两种理想气体处于热平衡时，温度相同，所以分子的平均动能相同，但气体种类不同，其分子质量不同，所以分子的平均速率不同，故B 正确，C 错误；两种气体的质量相同，而摩尔质量不同，所以分子数不同，故D 错误；两种气体的分子平均动能相同，但分子个数不同，故内能也不相同，A 错误．答案：B二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求)11．一般情况下，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间的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v ，则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m )( )A ．乙分子的动能变化量为12mv 2B ．分子力对乙分子做的功为12mv 2C ．分子引力比分子斥力多做了12mv 2的功D ．分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功解析：当甲、乙两分子间距离最小时，两者都静止，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化量为12mv 2；且在此过程中，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W 引＋W 斥＝12mv 2，故此分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功．答案：ABD12．关于空气湿度，下列说法正确的是( ) A ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大B ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小C ．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D ．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比解析：相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大时，绝对湿度不一定大，故A 错误；相对湿度较小时，使人感觉干燥，故B 正确．用空气中水蒸气的压强表示的温度叫作空气的绝对湿度，用空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫作相对湿度，故C 正确，D 错误．答案：BC13．关于永动机和热力学定律的讨论，下列叙述正确的是( ) A ．第二类永动机违反能量守恒定律B ．如果物体从外界吸收了热量，则物体的内能一定增加C ．保持气体的质量和体积不变，当温度升高时，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多D ．做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的 解析：第二类永动机违反了热力学第二定律，但不违反能量守恒定律，所以A 错误；做功和热传递都可以改变物体的内能，物体从外界吸收了热量，同时也对外做了功，则物体的内能有可能减少，所以B 错误；保持气体的质量和体积不变，根据理想气体的状态方程pV T＝C 知，当温度升高时，气体的压强增大，故每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，所以C 正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，但从能的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的，D 正确．答案：CD14.一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的p －V 图上，气体先由a 状态沿双曲线经等温过程变化到b 状态，再沿与横轴平行的直线变化到c 状态，a 、c 两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是( )A ．由a 状态至b 状态的过程中，气体放出热量，内能不变B ．由b 状态至c 状态的过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变C ．c 状态与a 状态相比，c 状态分子平均距离较大，分子平均动能较大D ．b 状态与a 状态相比，b 状态分子平均距离较小，分子平均动能相等解析：由a 到b 的过程是等温过程，所以内能不发生变化，气体体积减小，所以外界对气体做功，放出热量，分子平均距离减小，分子平均动能不变，A 、D 正确；由b 到c 的过程是等压过程，体积增大，温度升高，内能增加，所以气体对外界做功，应该吸收热量，因为压强不变，且气体分子热运动的平均动能增大，碰撞次数减少，B 错误；由c 到a 的过程是等容过程，压强减小，温度降低，所以分子平均距离不变，分子平均动能减小，C 错误．答案：AD三、非选择题(本题共6小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、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)15．(6分)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p 和体积V 关系的是________．解析：根据理想气体状态方程，空气等温压缩，pV ＝C ，p 与1V成正比，所以该过程中空气的压强p 和体积V关系的是图(B)．答案：图(B)16．(10分)在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24 kJ 的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5 kJ 的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小________kJ ，空气________(选填“吸收”或“放出”)的总能量为________kJ.解析：将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，气体内能保持不变；外界做了24 kJ 的功，空气放出24 kJ 能量，气瓶缓慢地潜入海底的过程中，放出了5 kJ 的热量，所以在上述两个过程中，空气的内能共减小5 kJ ，空气放出的总能量为24 kJ ＋5 kJ ＝29 kJ.答案：5 放出 2917．(8分)已知金刚石密度为3.5×103kg/m 3，体积为4×10－8m 3的一小块金刚石中含有多少碳原子？并估算碳原子的直径(取两位有效数字)．解析：这一小块金刚石的质量m ＝ρV ＝3.5×103×4×10－8 kg ＝1.4×10－4kg ，这一小块金刚石的物质的量n ＝m M ＝1.4×10－4kg 0.012 kg ＝76×10－2mol ， 所含碳分子的个数N ＝n ×6.02×1023＝ 76×10－2×6.02×1023个＝7×1021个． 一个碳原子的体积为V ′＝V N ＝4×10－87×1021 m 3＝47×10－29m 3. 碳原子的直径d ＝2r ＝233V ′4π＝233×47×10－294πm ≈2.2×10－10m.答案：7.0×1021个 2.2×10－10m18.(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480 K ．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 的整个过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量． 解析：(1)A 、C 两状态体积相等， 则有p A T A ＝p C T C.①得T C ＝p C p A T A ＝0.5×4801.5K ＝160 K ．②(2)由理想气体状态方程得p A V A T A ＝p B V BT B.③ 解得T B ＝p B V B p A V A T A ＝0.5×3×4801.5×1K ＝480 K. 由此可知A 、B 两状态温度相同，故A 、B 两状态内能相等． 答案：(1)160 K (2)既不吸热也不放热19.(10分）如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关K 关闭；A 侧空气柱的长度为l ＝10.0 cm ，B 侧水银面比A 侧的高h ＝3.0 cm.现将开关K 打开，从U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0 cm 时将开关K 关闭.已知大气压强p 0＝75.0 cmHg.(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 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度. 解析：(1）以cmHg 为压强单位.设A 侧空气柱长度l ＝10.0 cm 时的压强为p ；当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0 cm 时，A 侧空气柱的长度为l 1，压强为p 1.由玻意耳定律得pl ＝p 1l 1①由力学平衡条件得p ＝p 0＋h ②打开开关K 放出水银的过程中，B 侧水银面处的压强始终为p 0，而A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B 、A 两侧水银面的高度差也随之减小，直至B 侧水银面低于A 侧水银面h 1为止.由力学平衡条件有p 1＝p 0－h 1③联立①②③式，并代入题给数据得l 1＝ 12.0 cm ④(2）当A 、B 两侧的水银面达到同一高度时，设A 侧空气柱的长度为l 2，压强为p 2. 由玻意耳定律得pl ＝p 2l 2⑤ 由力学平衡条件有p 2＝p 0⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l 2＝ 10.4 cm ⑦设注入的水银在管内的长度为Δh ，依题意得 Δh ＝2(l 1－l 2）＋h 1⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh ＝13.2 cm 答案：(1）12.0 cm (2）13.2 cm20．(10分)如图所示，两个充有空气的容器A 、B ，以装有活塞栓的细管相连通，容器A 浸在温度为t 1＝－23 ℃的恒温箱中，而容器B 浸在t 2＝27 ℃的恒温箱中，彼此由活塞栓隔开．容器A 的容积为V 1＝1 L ，气体压强为p 1＝1 atm ；容器B 的容积为V 2＝2 L ，气体压强为p 2＝3 atm ，求活塞栓打开后，气体的稳定压强是多少．解析：设活塞栓打开前为初状态，打开后稳定的状态为末状态，活塞栓打开前后两个容器中的气体总质量没有变化，且是同种气体，只不过是两容器中的气体有所迁移流动，故可用分态式求解．将两容器中的气体看成整体，由分态式可得：p 1V 1T 1＋p 2V 2T 2＝p 1′V 1′T 1′＋p 2′V 2′T 2′. 因末状态为两部分气体混合后的平衡态，设压强为p ′，则p 1′＝p 2′＝p ′，代入有关的数据得：p ′＝2.25 atm.因此，活塞栓打开后，气体的稳定压强为2.25 atm. 答案：稳定压强为2.25 atm。
【步步高】(新课标)高中物理 7.5 内能每课一练2 新人教版选修3-3
第5节内能1．分子________________叫做分子动能，________________________叫做分子热运动的平均动能；________是分子热运动的平均动能的标志．温度越高，分子的平均动能________．2．分子间由____________和分子间的____________决定的势能，叫分子势能．当分子间的距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而______；当r<r0时，分子势能随分子间距离的减小而______；当r＝r0时，分子势能______．总之，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能______．3．物体中所有分子的热运动动能与____________的总和，叫物体的内能．物体的内能由____________、________、________共同决定，同时受物态变化的影响．________和__________是改变物体内能的两种方式．4．当物体的温度升高时，下列说法中正确的是()A．每个分子的温度都升高B．每个分子的热运动都加剧C．每个分子的动能都增大D．物体分子的平均动能增大5．分子间距离增大时，分子势能将()A．增大B．减小C．不变D．不能确定6．关于温度、热量和内能的说法正确的是()A．物体的动能越大温度也就越高B．物体的温度越高分子平均动能越大C．物体的温度越高每个分子的动能也就越大D．内能多的物体放出的热量也越多【概念规律练】知识点一分子动能1．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A．某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，每个分子的动能都增大C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高2．当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．两种气体分子热运动的总动能相等D．两种气体分子热运动的平均速率相等知识点二分子与分子势能3.图1如图1所示为物体分子势能与分子间距离之间的关系，下列判断正确的是()A．当r<r0时，r越小，则分子势能Ep越大B．当r>r0时，r越小，则分子势能Ep越大C．当r＝r0时，分子势能Ep最小D．当r→∞时，分子势能Ep最小4．设r＝r0时分子间作用力为零，则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中，下列说法中正确的是()A．r>r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小B．r＝r0时，动能最大，势能最小C．r<r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大D．以上均不对知识点三物体的内能5．下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积共同决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能增加6．下列说法中正确的是()A．温度低的物体内能小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大D．物体体积改变，内能可能不变【方法技巧练】用分子势能图象巧解分子势能变化问题7．用r表示两分子间的距离，Ep表示两个分子间相互作用的势能，当r＝r0时，两个分子间引力等于斥力，设两分子间距离很远时，Ep＝0，则()A．当10r0＞r＞r0时，Ep随r的增大而增大B．当r＜r0时，Ep随r的减小而增大C．当r＝r0时，Ep最小D．当r＝r0时，Ep＝08．有两个分子，用r表示它们之间的距离，当r＝r0时，两分子间的斥力和引力相等．使两分子从相距很远处(r≫r0)逐渐靠近，直至不能靠近为止(r<r0)．在整个过程中两分子间相互作用的势能()A．一直增加B．一直减小C．先增加后减小D．先减小后增加1．下列关于分子势能的说法中正确的是()A ．宏观上分子势能同体积无关B ．分子间距离增大时，分子势能增大C ．分子间距离增大时，分子势能减小D ．物体温度不变，而物体内能增加，则分子势能一定增加 2．下列关于分子动能的说法，正确的是( ) A ．物体的温度升高，每个分子的动能都增加 B ．物体的温度升高，分子的总动能增加C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则其平均动能为12mv2D ．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比 3．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体的体积和温度的关系是( )A ．如果保持其体积不变，温度升高，内能不变B ．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少C ．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大D ．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少4．在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F 和分子间的势能Ep 的说法中，正确的是( ) A ．F 不断减小，Ep 不断减小 B ．F 先增大后减小，Ep 不断增大 C ．F 不断增大，Ep 先减小后增大 D ．F 、Ep 都是先减小后增大5．如图2所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子沿x 轴运动，两分子间的分子势能Ep 与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )图2A ．乙分子在P 点(x ＝x2)时，加速度最大B ．乙分子在P 点(x ＝x2)时，其动能为E0C ．乙分子在Q 点(x ＝x1)时，处于平衡状态D ．乙分子的运动范围为x≥x16．关于物体的内能，下列说法中正确的是( )A ．相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能的增量一定相同B ．一定质量的0℃水结成0℃冰，内能一定减小C ．一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小(气体的体积增大，要对外界做功)D ．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能 7．下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( ) A ．物体的温度越高，所含热量越多 B ．物体的内能越大，热量越多C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大D．物体的温度不变，其内能就不变化8．把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)() A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加B．物体的重力势能减少，分子势能却增加C．物体的机械能保持不变D．物体的内能保持不变9．关于内能和机械能，下列说法正确的是()A．物体的机械能损失时，内能却可能增加B．物体的内能损失时，机械能必然会减小C．物体内能为零时，机械能可以不为零D．物体的机械能为零时，内能可以不为零10．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．不同的物体，若温度相同，则内能也相等B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大C．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变D．由于功是能量转化的量度，可见做功可以改变物体的内能11．分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时，两分子间的势能为零．设分子a 固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直到它们之间的距离最小．在此过程中，a、b之间的势能()A．先减小，后增大，最后小于零B．先减小，后增大，最后大于零C．先增大，后减小，最后大于零12.一颗炮弹在空中以某一速度v飞行，有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于分子都处于高处，所以分子又具有势能．因此，分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能．这种说法正确吗？为什么？13．重1000kg的汽锤从2.5m高处落下，打在质量为200kg的铁块上，要使铁块的温度升高40℃以上，汽锤至少应落下多少次？设汽锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度[取g＝10 m/s2，铁的比热c＝0.11cal/(g·℃)]．第5节内能课前预习练1．热运动的动能所有分子动能的平均值温度越大2．分子力相互位置增大增大最小增加3．分子势能物质的量温度体积做功热传递4．D[温度是分子平均动能的标志，对单个分子无意义，物体温度升高，分子运动加剧，分子平均动能增大，但不否认某些分子动能减小，故答案选D.]5．D[分子势能的变化与分子力做功紧密联系；当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加．(1)当r>r0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大．(2)当r<r0时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小．经以上分析可知本题D选项正确．]6．B[宏观的动能与温度没有关系，温度是分子平均动能的标志，应选B.]课堂探究练1．C[某种气体温度是0℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动．从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，说明分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大；物体的运动速度越大，说明物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动，则物体的温度不一定高．]方法总结(1)因为温度是分子平均动能的唯一标志，所以误认为0℃的物体中分子的平均动能也为零．(2)由于没有区分物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度，而错选D. 2．AB[因温度是气体分子平均动能的标志，所以A选项正确．因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且m(H)<m(O)，平均动能又相等，所以分子质量大的平均速率小，故D选项错，而B选项正确．虽然气体质量和分子平均动能都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不等，因此C选项错．故本题应选A、B.]方法总结(1)温度是大量分子无规则运动的集体表现，含有统计的意义，对个别分子，温度是没有意义的．(2)同一温度下，不同物质的分子平均动能都相同，但由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速度大小不尽相同．(3)温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同．(4)分子平均动能与宏观上物体的运动速度无关．3．AC[当r<r0时，分子力表现为斥力，r减小时分子力做负功，分子势能增大；当r>r0时，分子力表现为引力，r减小时分子力做正功，分子势能减小；当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小；当r→∞时，引力做负功，分子势能增加趋近于零，故本题应选A、C.]方法总结有关分子势能及其改变的问题，与分子力做功联系起来，可能降低难度．另外，分子势能为标量，但也有正负，其正负只表大小，所以r＝r0时分子势能最小，而r→∞时分子势能为零，但不是最小值．4．ABC[本题考查分子势能改变与分子力做功的特点．一个分子从远处向另一个分子靠近，它们间作用力先为引力后为斥力，故先做正功后做负功，那么分子势能先减小后增大，而动能正好相反，先增大后减小；当r＝r0时，势能最小，动能最大．]方法总结分子力做功是物体分子势能变化的唯一原因，当只有分子力做功时，分子动能与分子势能总和不变．5．D[内能是指物体的内能，单个分子无内能可言，选项A是错误的；物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上反映为由物体的体积决定，所以选项B是错误的；物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，故选项C也是错误的；物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，因此选项D是正确的．]方法总结(1)单个分子无内能可言．(2)内能与宏观的机械能无关．(3)温度与宏观运动的动能无关．6．D[内能是指物体内部所有分子动能和分子势能的总和，温度是分子平均动能的标志，故温度低的物体内能不一定小，A错；温度低的物体分子平均动能小，但由于不同物质分子质量不同，所以温度低的物体分子平均速率不一定小，B错；物体做加速运动时，速度增大，机械能中的动能增大，但分子热运动的平均动能与机械能无关，而与温度有关，故C错；物体体积改变，分子势能改变，但内能不一定变，D对．]方法总结物体的内能与物质的量、温度、体积和物质的存在状态都有关，考虑物体内能时一定要综合考虑．7．ABC[由分子势能图象可知，当10r0>r>r0时Ep随r增大而增大，故A正确．当r<r0时，Ep随r的减小而增大，故B正确．当r＝r0时，Ep最小，故C正确．注意区分“分子势能最小”和“分子势能为零”是两个不同的概念，“最小”不一定是“等于零”；反之，“等于零”也不一定是“最小”．故D错误．]8．D[设无穷远处分子势能为零，则可得出如图所示的分子势能曲线，由曲线可知，当分子由相距很远处互相靠近时，分子势能先减小，到r ＝r0时，分子势能最小；当r<r0时，分子间距离减小，分子势能增加．选D.]方法总结 分子势能数值具有相对性，故分子势能为零的位置可根据情况人为规定，不影响分子势能曲线的变化规律如图所示为两分子间相互作用的分子势能Ep 随分子间距离r 变化的Ep －r 图象．图(a)为取无穷远处Ep ＝0时的Ep －r 图象；图(b)为取r ＝r0处Ep ＝0时的Ep －r 图象．课后巩固练1．D [当分子间距离r>r0时，分子间作用力为引力，当分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离r<r0时，分子间作用力为斥力，当分子间距离增加时，分子力做正功，分子势能减小．故分子间距离变大分子势能的变化不能直接确定与分子间距离有关，而分子间距离变化宏观表现为体积的变化，故A 、B 、C 选项错误．因为物体内能是物体内所有分子的动能与势能和．温度不变其分子总动能不变，所以内能增加一定是分子势能增加．D 选项正确．]2．BD [温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A 错，B 对．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，即Ek ＝12mv21＋12mv22＋…＋12mv2n n ＝12m v 2，所以C 错，D 对．]3．C [对一定质量的某种实际气体，分子总数一定．①若保持体积不变，则分子间距离不变，分子势能不变；温度升高，则分子的平均动能增大，而分子总数一定，故所有分子的总动能增大，即内能增大．②若保持温度不变，则所有分子的总动能不变；体积增大，则分子间距离增大，分子引力做负功，分子势能增大，所以气体的内能增大．]4．B [分子间距r ＝r0时，分子力F ＝0；随r 的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r ＝10r0时，F ＝0，所以F 先增大后减小．在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大．所以选项B 正确，其他选项错误．]5．BD [分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变，由题图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A 错．x ＝x2位置，势能为－E0，则动能为E0，B 项正确．在Q 点，Ep ＝0但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C 项错．在乙分子沿x 轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子速度先增大后减小，到Q 点分子速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子沿原路返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D 项正确．]6．BC [质量相同的两种物体，升高相同的温度时，分子总数和体积变化情况不一定相同，故A 错．内能与机械能无关，所以运动物体的内能不一定大，故D 错．一定量的冰熔化成水，发生物态变化，温度都在0℃时也要吸收热量，因此相同质量的水和冰，水的内能一定大于冰的内能；当气体体积增大时，气体要对外做功，因此在既不吸热又不放热的条件下，其内能必然减小，故B 、C 选项正确．]7．C [物体的内能是一个状态量，而热量是一个过程量，只有在物体之间发生热传递时才伴随热量的转移，故A 、B 错，C 对；物体的内能由物质的量、温度、体积等共同决定，温度不变，内能可能变化，故D 错．]8．CD [物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有系统内的重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，选项A 和B 是错误的．]9．AD [在空中下降的物体由于克服空气阻力做功，机械能损失，因摩擦物体的温度升高，内能增加，A 正确；物体静止时，温度降低，内能减少，而机械能可能不变，B 错；分子运动永不停息而且分子间有相互作用，内能不可能为零，但机械能可以为零，C 错，D 正确．] 10．D [内能除与物体温度有关外，还与物体的体积、物质的量等有关，故A 错；分子的平均动能是从微观角度描述分子运动快慢的，与宏观的物体速度无关，故B 错；晶体熔化，即使温度不变，但相应的物体体积和物态要变化，内能变化，故C 错．] 11．B [当分子b 从无穷远处向a 运动时，开始b 受到分子力的合力是引力，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离为r0时，分子力为零，分子势能最小，b 分子的动能最大；由于惯性，b 分子将继续向a 运动，此时，r<r0，分子力为斥力，分子力对b 做负功，分子势能增大，当它们之间的距离最小时，b 的动能为零，设此时分子势能为Ep ，b 在无穷远处的动能为Ek ，由于此过程中只有分子力做功，所以分子的势能和动能的总和保持不变，有Ep ＝Ek>0，其分子势能与分子间距离关系如图所示，所以此过程中，a 、b 间的势能变化是：先减小，后增大，最后大于零．]12．不正确，因为分子运动的动能和分子势能与宏观机械能无关． 13．247次解析 机械能守恒的汽锤，下落到刚撞击铁块时刻的动能 Ek ＝mgh ＝103×10×2.5J ＝2.5×104J由动能定理得，汽锤撞击铁块所做的功 W ＝Ek －0＝2.5×104J使铁块温度升高40℃所需的热量 Q ＝cmΔt ＝0.11×103×200×40cal ＝8.8×105cal ＝8.8×105×4.2J ＝3.696×106J.设汽锤应下落n 次，才能使铁块温度升高40℃，则由能量转化和守恒定律得：n·W·η＝Q 所以n ＝Q W·η＝3.696×1060.6×2.5×104≈247(次)．。
新步步高高二物理人教版选修33章末检测：第九章 固体
第九章固体、液体和物态变化(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列叙述中错误的是()A．晶体的各向异性是由于它内部的微粒按空间点阵排列B．单晶体具有规则的几何外形是由于它内部的内部微粒按一定规律排列C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点D．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它内部的微粒没有按空间点阵分布2．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1所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中的温度随加热时间变化的关系如图2所示，则()图1图2A．甲、乙是非晶体，丙是晶体B．甲、丙是晶体，乙是非晶体C．甲、丙是非晶体，乙是晶体D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体3．关于液体的表面张力，下面说法中正确的是()A．表面张力是液体各部分间的相互作用B．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力C．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部D．表面张力的方向总是沿液面分布的4．下列说法正确的是()A．浸润液体在细管里能上升B．不浸润液体在细管里能下降C．在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升D．农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生5．玻璃上不附着水银，发生这种不浸润现象的原因是()A．水银具有流动性B．玻璃表面光滑C．水银与玻璃接触时，附着层里水银受到玻璃分子的引力较弱D．水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部分子的平均距离小6．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图3甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则()图3A．A固体和B管可能是同种材料B．A固体和B管一定不是同种材料C．固体A的分子对液体附着层的分子的引力比B管的分子对液体附着层的分子的引力小D．液体对毛细管B不浸润7．下列说法中正确的是()A．物体吸热后温度一定升高B．物体温度升高，内能一定增加C．0℃的冰熔化为0℃的水的过程中内能不变D．100℃的水变为100℃的水蒸气的过程中内能增大8．关于饱和汽和饱和汽压的概念，下列结论正确的是()A．气体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．一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高，饱和汽的密度增大C．一定温度下的饱和汽压，随饱和汽的体积增大而增大D．饱和汽压跟绝对湿度成正比9．如图4所示，是水在大气压强为1.01×105 Pa下的汽化热与温度的关系图线，则()图4A．该图线说明温度越高，单位质量的水汽化时需要的能量越小B．大气压强为1.01×105 Pa时，水的沸点随温度升高而减小C．该图线在100℃以后并没有实际意义，因为水已经汽化了D．由该图线可知水蒸气液化时，放出的热量与温度有关10．下列关于湿度的说法中正确的是()A．不同温度下，水的绝对湿度不同，而相对湿度相同B．在绝对湿度不变而降低温度时，相对湿度增大C．相对湿度越小，人感觉越舒服D11．(8分)(1)研成粉末后的晶体已无法从外形特征和物理性质各向异性上加以判断时，可以通过________________________________________________方法来判断它是否为晶体．(2)在严寒的冬天，房间玻璃上往往会结一层雾，雾珠是在窗玻璃的________表面．(填“外”或“内”)12．(9分)水在不同温度下有不同的汽化热，温度升高，水的汽化热________(填“增大”或“减小”)．水在100℃时的汽化热是2.26×106 J/kg，它表示使1 kg 100℃的水变成100℃的水蒸气需吸热________，这些热量完全用于增加水分子的________．三、计算题(本题共4小题，共43分)13．(8分)房间里空气的相对湿度为55%，温度为25℃，则绝对湿度为多少？(已知25℃时水的饱和汽压为23.83 mmHg，水银的密度为13.6×103 kg/m3，g取10 N/kg)14.(12分)图5图5是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是多少℃，熔化时间为多少？若已知萘的质量为m，固态时比热容为c1，液态时比热容为c2，熔化热为λ，试计算在0～τ1，τ1～τ2和τ2～τ3这三个时间间隔中吸收的热量及能量转化情况．15.(11分)图6如图6所示，一个小铁块沿半径为R＝0.2 m的半球内壁自上缘由静止下滑，当滑至半球底部时，速度为1 m/s，设此过程中损失的机械能全部变为内能，并有40%被铁块吸收．已知铁的比热容c＝0.46×103 J/(kg·℃)，重力加速度g取10 m/s2.求铁块升高的温度．16．(12分)假设水在100℃时的汽化热为41.0 kJ/mol，冰的熔化热为6.0 kJ/mol，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，水的摩尔质量为18 g/mol，则18 g 0℃的冰变成100℃的水蒸气时需要吸收大约多少的热量？第九章固体、液体和物态变化1．CD[晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质，也正是由于它内部的微粒按一定规律排列，才使单晶体具有规则的几何形状．石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度．]2．BD[由图1知，甲、乙各向同性，丙各向异性；由图2知，甲、丙有熔点，乙没有熔点．所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．]3．BD[表面张力是液体表面之间的相互引力，而不是液体内部各部分之间的作用，所以A错；从分子论解释，选项B正确；表面张力方向总是沿液面分布的，如果液面是平面，表面张力就在平面上；如果液面是曲面，表面张力就在液面的切面上．选项C错误、D正确．]4．ABD[毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系．浸润液体在细管中能上升，不浸润液体在细管中下降，故A、B正确；建筑房屋的时候，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，是为了防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持干燥．土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面．如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管．相反，如果想把地下的水分引上来，就不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤，所以C错误，D正确．]5．CD6．BC[由图中给出的现象知，该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，A、B一定不是同种材料，B正确；不浸润的固体A的分子对液体附着层的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小一些，液体表面分子力表现为引力而收缩，C正确．]7．D[物体吸热后温度可能不变，平均动能不变，分子势能增加，A错；物体温度升高，平均动能增大，若分子势能减小，物体内能可能减小或不变，B错；0℃的冰熔化成0℃水的过程中吸热，内能增加，C错；100℃的水变成100℃的水蒸气的过程中吸热，内能增大，D对．]8．AB[由动态平衡概念可知A正确；在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随着温度升高而增大，B正确；一定温度下的饱和汽压与体积无关，C错；饱和汽压和绝对湿度的关系不成正比，D 错．]9．AD[从图线上可知在一定温度下，温度越高，水的汽化热越小．水的沸点随压强增大而升高，在压强较大时，水的沸点可超过100℃.在相同条件下，水汽化吸收的热量与凝固放出的热量相等，但吸、放热的多少均与压强、温度有关．]10．BD [不同温度下，水的绝对湿度可以相同，A 错；降低温度，水的饱和汽压减小，绝对湿度不变的条件下，相对湿度增大，B 对；相对湿度越小表示空气越干燥，相对湿度越大，表示空气越潮湿，太干燥或太潮湿，人都会感觉不舒服，所以C 错；相对湿度是空气中水蒸气的实际压强与该温度下水的饱和汽压之比，所以它反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度，D 对．]11．(1)观察加热时有无固定熔点的实验 (2)内解析 (1)加热时，晶体有固定熔点，而非晶体没有固定的熔点，因而可以用加热时有无固定熔点的实验来判断．(2)窗玻璃附近的温度降低时，饱和汽压也变小．这时会有部分水蒸气液化变成水附在玻璃上，故在内侧出现雾珠．12．减小 2.26×106J 分子势能解析 温度越高，水分子运动的平均动能越大，越容易克服液体对它的束缚变成气体分子，因此液体汽化所需热量减少；水在沸点变成同温度的水蒸气，分子平均动能不变，分子势能增大． 13．1782Pa解析 由于相对湿度＝绝对湿度同温度水的饱和汽压，因此绝对湿度＝相对湿度×同温度水的饱和汽压，即绝对湿度＝55%×13.6×103×10×23.83×10－3Pa ≈1782Pa.14．见解析解析 由图象可知，萘的熔点是t 2，熔化的时间为τ2－τ1.固态 主要用来增加粒子的平均动能Q 1＝c 1m (t 2－t 1)固液共存 完全用于增加粒子的势能Q 2＝λ·m液态 大部分用来增加粒子的平均动能Q 3＝c 2m (t 3－t 2)15．1.3×10－3℃解析 铁块滑到半球底部时产生的内能为ΔE ，则有：ΔE ＝mgh －12m v 2＝(2m －0.5m ) J ＝1.5m J. 升高的温度为：Δt ＝ΔE ×40%mc ＝ 1.5m ×0.4m ×0.46×103℃＝1.3×10－3℃ 16．54.56kJ解析 0℃冰→0℃水Q 1＝λm ＝6.0kJ/mol ×1mol ＝6.0×103J0℃水→100℃水：Q 2＝cm Δt ＝4.2×103×0.018×100J ＝7.56×103J100℃水→100℃水蒸气：Q 3＝Lm ＝41.0kJ/mol ×1mol ＝41.0×103J所以需要吸收的总热量为Q ＝Q 1＋Q 2＋Q 3＝(6.0＋7.56＋41.0)×103J ＝54.56kJ。
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物理人教版选修3-3模块综合检测（二）(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．根据热力学定律和分子动理论，可知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 ．永动机是不可能制成的C ．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D ．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 2．用M 表示液体或固体的摩尔质量，m 表示分子质量，ρ表示物质密度，Vm 表示摩尔体积，V0表示分子体积．NA 表示阿伏加德罗常数，下列关系式不正确的是( ) A ．NA ＝V0Vm B ．NA ＝Vm V0C ．Vm ＝MρD ．m ＝M/NA3．对于一定质量的理想气体，下列情况中不可能发生的是( )A ．分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强变大B ．分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强减小C ．分子热运动的平均动能增大，分子间平均距离增大，压强增大D ．分子热运动的平均动能减小，分子间平均距离减小，压强不变 4．一定质量的理想气体( )A ．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度B ．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积C ．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度D ．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 5．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( ) A ．晶体一定有天然的规则外形 B ．冰有固定的熔点，一定是晶体C ．晶体的物理性质一定表现为各向异性D ．水晶片和玻璃片都是透明的，故它们都是晶体6．下图中的四个图象是一定质量的气体，按不同的方法由状态a 变到状态b ，则反映气体变化过程中从外界吸热的是( )7．如图1所示是一定质量的理想气体的p －V 图线，若其状态由A→B→C→A ，且A→B 等容，B→C 等压，C→A 等温，则气体在A 、B 、C 三个状态时( )图1A．单位体积内气体的分子数nA＝nB＝nCB．气体分子的平均速率vA>vB>vCC．气体分子在单位时间内对器壁的平均作用力FA>FB，FB＝FCD．气体分子在单位时间内，对器壁单位面积碰撞的次数是NA>NB，NA>NC8．下面提供了科技发展的四则信息：①低温技术已有重大突破，1933年低温已达0.25 K,1957年达到了2×10－5 K,1995年通过一系列巧妙的方法已达到1×10－8 K．随着低温技术的出现和发展，科学家一定能把热力学温度降到绝对零度以下．②随着火箭技术的发展，人类一定能够在地球上任意位置的上空发射一颗同步卫星．③一个国际科研小组正在研制某种使光速大大降低的介质，这些科学家希望在不久的将来能使光的速度降到每小时40 m左右，慢到几乎与乌龟爬行的速度相仿．④由于太阳的照射，海洋表面的温度可达30℃左右，而海洋深处的温度要低得多，在水深600～1 000 m的地方，水温约4℃，因此人们正在研制一种抗腐蚀的热交换器，利用海水温差发电，并取得了成功．试辨别、判断以上信息中正确的是()A．①②B．②④C．①③D．③④9．如图2所示，图2活塞质量为m，缸套质量为M，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的理想气体，缸套与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为p0，缸套和活塞都是由导热材料做成，则当环境温度升高后()A．封闭气体的压强增大B．气体膨胀活塞上移C．气体膨胀缸套下移D．气体对外界做功，内能增加10．热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程()A．都具有方向性B．只是部分具有方向性C．没有方向性D．无法确定二、填空题(本题共2小题，共18分)11．(10分)(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是________(填写选项前的字母)A．气体分子间的作用力增大B．气体分子的平均速率增大C．气体分子的平均动能减小D．气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J的功，则此过程中的气泡________(填“吸收”或“放出”)的热量是__________J．气泡到达湖面后，气泡中的气体温度上升，又对外界做了0.1 J的功，同时吸收了0.3 J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.12．(8分)图3用图3所示的实验装置，研究体积不变时气体的压强与温度的关系．当时大气压强为H cmHg.封闭有一定质量的气体的烧瓶，浸在冰水混合物中，使U形管压强计的可动管A和固定管B 中的水银面刚好相平．将烧瓶浸入温度为t℃的热水中时，B管水银面将________，这时应将A管________(以上两空格填“上升”或“下降”)，使B管中水银面________，记下此时A、B 两管中水银面的高度差为h cm，则此状态下瓶中气体的压强为________cmHg.三、计算题(本题共4小题，共42分)13．(10分)在标准状况下，空气的摩尔质量是M＝29×10－3 kg/mol，则空气中气体分子的平均质量是多少？成年人做一次深呼吸，约吸入4.5 cm3的空气，则做一次深呼吸吸入空气的质量是多少？所吸入的分子个数大约是多少？14．(8分)图4如图4所示，一集热箱里面封闭着一定量的气体，集热板作为箱的活塞且正对着太阳，其面积为S，在t时间内集热箱里气体膨胀对外做功的数值为W，其内能增加了ΔU，已知照射到集热板上太阳光的能量的50%被箱内气体吸收，求：(1)这段时间内集热箱内的气体共吸收的热量；(2)此位置太阳光在垂直集热板单位面积上的辐射功率．15.图5(10分)如图5所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声，在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1＝20 cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2＝10 cm，管内水银柱的重量为10 N，横截面积为1 cm2，大气压强p0＝1.0×105 Pa，问：(1)当温度达到多少时报警器会报警？(2)如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20 J，则空气柱的内能增加了多少？16．(14分)如图6甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B 处，缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强)，温度为297 K ，现缓慢加热汽缸内气体，直至温度为399.3 K ．求：(1)活塞刚离开B 处时的温度TB ；(2)缸内气体最后的压强p ；(3)在图乙中画出整个过程的p －V 图线．图6模块检测 1．BC 2.A 3．B [温度T 是分子热运动的平均动能的标志，分子间平均距离的变化对应着气体的体积V 的变化，根据理想气体状态方程判断知只有B 不可能．]4．CD [先等压膨胀，体积增大，再等容降温，压强会减小，但温度不一定低于初温，故A 错误；同理，等温膨胀，压强减小，等压压缩，温度又减小，难以确定体积变化，故B 错误；先等容升温，压强增大，又体积减小，故温度可能等于起始温度，故C 正确；先等容加热，再绝热压缩，气体的温度始终升高，内能一定增加，故D 正确．]5．B [只有单晶体有天然的规则外形，多晶体没有天然的规则外形，故A 错误；晶体一定有熔点，非晶体一定没有熔点，故B 正确；只有单晶体物理性质表现为各向异性，C 错误；玻璃是非晶体，D 错误．]6．D [A 是等温变化，温度不变，内能不变，体积变小，外界对气体做功，气体放热；B 中paVa>pbVb ，由pVT ＝C(常数)，知Ta>Tb ，Ea>Eb ，又Va>Vb ，外界对气体做功，故气体放热；C 是等容变化，体积不变，不伴随做功，因Ta>Tb ，Ea>Eb ，故气体放热；D 温度不变，内能不变，由pa>pb 知Va<Vb ，气体对外界做功，故气体吸热．]7．CD [由图可知B→C ，体积增大，密度减小，A 错；C→A 等温变化，分子平均速率vA ＝vC ，B 错；B→C 为等压过程，pB ＝pC ，而气体分子对器壁产生作用力，FB ＝FC ，FA>FB ，则C 正确；A→B 为等容降压过程，密度不变，温度降低，NA>NB ，C→A 为等温压缩过程，温度不变，密度增大，应有NA>NC ，D 正确．]8．D [四则信息均为与当今科技发展前沿相关的信息，但①项违背了热力学第三定律，即绝对零度不可达到；②项中同步卫星只能定点在赤道正上方；③项中光速与介质有关，光在不同介质中传播速度不相同；④项中叙述符合能量守恒定律而且不违背物理原理．]9．CD [系统重力不变，弹簧伸长不变，故活塞不移动，对缸套受力分析可知，封闭气体压强不变，气体做等压膨胀，缸套下移，气体对外做功，温度随环境温度升高而升高，内能增加，C 、D 正确．]10．A解析 (1)气体体积增大，分子间的距离增大，则气体分子间作用力减小，A 错；温度不变，则气体分子的平均速率、平均动能均不变，B 、C 错；根据熵增加原理，D 正确．(2)气体视为理想气体，内能由温度决定，气泡上升时内能不变，ΔU ＝0，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 知，气泡吸收热量，Q ＝－W ＝0.6J ；到达湖面后，W ＝－0.1J ，Q ＝0.3J ，则ΔU ＝W ＋Q ＝0.2J.12．下降 上升 回到原处 (H ＋h) 13．4.8×10－26kg 5.8×10－6kg 1.2×1020个 解析空气中气体分子的平均质量m ＝M NA ＝29×10－36.02×1023kg ＝4.8×10－26kg做一次深呼吸吸入空气的质量m′＝V′V M ＝4.5×10－622.4×10－3×29×10－3kg ＝5.8×10－6kg做一次深呼吸所吸入的分子个数n ＝V′V NA ＝4.5×10－622.4×10－3×6.02×1023个＝1.2×1020个14．(1)ΔU ＋W (2)＋St解析 (1)设吸收的热量为Q ，根据热力学第一定律得：ΔU ＝－W ＋Q ，Q ＝ΔU ＋W (2)在垂直集热板单位面积上的辐射功率：P ＝Q Stη＝ΔU ＋WSt×50%＝＋St15．(1)177℃ (2)18J解析 (1)由V1T1＝V2T2得T2＝V2V1T1＝450Kt2＝177℃(2)气体对外做功W′＝(p0S ＋mg)L2＝2J由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ＝－W′＋Q ＝18J 16．(1)330K (2)1.1p0 (3)见解析图解析 (1)活塞离开B 之前，气体做等容变化，据查理定律有0.9p0T0＝p0TB ，得TB ＝T00.9＝2970.9K＝330K.(2)考虑气体各状态间的关系，设活塞最终可以移动到A 处，从活塞刚离开B 处到刚到达A 处，气体做等压变化，由盖—吕萨克定律有 V0TB ＝1.1V0TA，解得TA ＝1.1TB ＝363K 从活塞刚到达A 处到升温至399.3K 的过程中，气体做等容变化，由查理定律有p0TA ＝pT ，解得p ＝p0T TA ＝399.3363p0＝1.1p0.由结果p>p0可知，活塞可以移动到A 处的假设成立．(3)整个过程的p －V 图线如图所示。