高考物理专题复习检测专题七：热学(选修3-3模块)
2020届高考物理专题复习检测专题七：热学(选修3-3模块)
专题七选考部分第1讲热学(选修3-3模块)(建议用时:40分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B.杯中的茶水慢慢冷却,该过程中有的水分子的运动速率反而增大了C.清晨时阳光透过窗户射入房间,观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动D.在南方的梅雨季节,湿衣服较不容易晾干,这是相对湿度较大的缘故E.空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化(2)(10分)如图所示,体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分,汽缸上部通过单向阀门K(气体只能进入汽缸,不能流出汽缸)与一打气筒相连.开始时,汽缸内上部分空气的压强为p0,现用打气筒向汽缸内打气.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为的空气,当打气49次后,稳定时汽缸上下两部分的体积之比为 9∶1,重力加速度取g,外界温度恒定,不计活塞与汽缸间的摩擦,所有气体均可看成理想气体.求活塞的质量m.解析:(1)液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,液晶显示器就是利用了液晶的这一特点,故A正确;当温度降低时,大部分的液体分子的速率减小,但个别液体分子的速率增加,故B正确;空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观运动,不是布朗运动,故C错误;在南方的梅雨季节,空气的相对湿度较大,蒸发变慢,湿衣服较不容易晾干,故D正确;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,因此空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能,故E错误.(2)以打入49次气体和缸内上部分气体为研究对象,开始时,V1=+49×=,p1=p0,打气49次后V2=,由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据解得p2=6p0以下部分气体为研究对象,初态:V 3=,p3=p0+末态:V 4=,p4=p2+由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,联立解得m=.答案:(1)ABD (2)2.(15分)(2019·河南洛阳模拟)(1)(5分)下列说法正确的是. (填正确答案标号)A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.处于完全失重的水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果C.水蒸气的压强不再发生变化,说明蒸发和液化达到动态平衡D.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体E.一定质量的理想气体体积不变时,温度越高,单位时间内器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)(10分)如图所示,粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,左管口封闭,管中一段水银在左管中封闭一段空气柱,空气柱长为6 cm,右管中水银液面离管口高度为4 cm,已知大气压强为76 cmHg,环境温度为300 K.①若将环境温度降低,使左右管中水银面相平,则环境的温度应降为多少?②若从右管口推入一个活塞,活塞与玻璃管内壁气密性好,缓慢推动活塞,使玻璃管两边水银面相平,则活塞在玻璃管中移动的距离为多少?解析:(1)在一定温度条件下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故A错误;处于完全失重状态时,由于液体表面张力作用,水滴呈球形,故B正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,水的蒸发与水蒸气的液化达到平衡,是一种动态平衡,故C正确;单晶体一定有规则的几何形状,而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状,故D错误;气体体积不变时,温度越高,由pV=CT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.(2)①开始时,封闭气体的压强大小为p1=p0+h=78 cmHg降温后,两边液面相平时,封闭气体的压强大小为p2=p0=76 cmHg根据理想气体状态方程有=其中L1=6 cm,L2=5 cm,T0=300 K求得T=243.6 K.②设活塞移动的距离为x,两管中气体的压强为p,对左管中气体研究有p1L1S=pL2S对右管中气体研究有:p0L3S=p(L2-x)S其中L3=4 cm解得x=1.75 cm.答案:(1)BCE (2)①243.6 K ②1.75 cm3.(15分)(2019·山东潍坊模拟)(1)(5分)下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的密集程度增加B.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而减小C.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动D.一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和E.当气体膨胀时,气体对外界做正功,因而气体的内能减小(2)(10分)如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍.细筒内封闭一定质量的理想气体Ⅰ,气柱长L1=25 cm,粗筒中A,B 两个轻质活塞间充满空气Ⅱ(可视为理想气体)气柱长L2=28 cm,在两个活塞之间的筒壁上有一个小孔,小孔与活塞A,B间距相等并与外面的大气相通.两活塞与筒壁间的摩擦不计.开始时,A,B两个活塞处于平衡状态,活塞A上方的水银高H=15 cm,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至将水银质量的推入细筒中,设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强.求:①此时气体Ⅰ的压强.②活塞B向上移动的位移.解析:(1)根据压强的微观意义可知,一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,因为气体分子的密集程度增加,气体的压强会变大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离增大,分子力做正功,分子势能随分子间距离增大而减小,故B正确;布朗运动的剧烈程度与温度有关,原因是液体分子的运动与温度有关,我们将分子的运动叫分子热运动,但布朗运动不是热运动,故C错误;理想气体不计分子势能,一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和,故D正确;当气体膨胀时,气体对外界做正功,若从外界吸热,则气体内能可能增大,故E错误.(2)①初态封闭气体Ⅰ压强p1=p0-ρgH=60 cmHg水银上升到细筒中,设粗筒横截面积为S,进入细筒的水银高度为h1则HS=h1即h1=H=15 cm.留在粗筒中水银高度为h2=10 cm由玻意耳定律可得p1L1=p1′(L1-h1)解得p1′=150 cmHg.②活塞到达小孔时封闭气体Ⅱ初状态p2=P0,V1=·S末状态:p2′=p1′+h1+h2=175 cmHg,V2=L2′·S对封闭后的气体Ⅱ根据玻意耳定律得p0S=p2′L2′S解得L2′=6 cm活塞B上升的距离Δh=L2+H-(h2+L2′)=27 cm.答案:(1)ABD (2)①150 cmHg ②27 cm4.(15分)(1)(5分)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3,如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.①则990 m深处封闭气体的体积为.(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)②下潜过程中封闭气体(选填“吸热”或“放热”),传递的热量(选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功. (2)(10分)如图所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终回到A状态,求C状态的温度以及全过程中气体吸收或放出的热量,已知A状态的温度为27 ℃.解析:(1)①当汽缸下潜至990 m深处时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100 atm根据理想气体状态方程得=代入数据得V=2.8×10-2 m3.②下潜过程中温度降低,则ΔU<0,气体体积减小,则W>0,由ΔU=Q+W知,Q<0,放热,且|Q|>W.(2)气体由A到B过程:初状态:p A=1×105 Pa,T A=300 K,V A=10 L末状态:p B=2×105 Pa,V B=20 L由理想气体状态方程得=,可得T B=1 200 KB到C过程为等容变化:=,可得T C=2 400 K整个过程中温度不变:ΔU=Q+W=0因为外界对气体做功可以用图象所围的面积来表示,故W=1.5×103 J则Q=-1.5×103 J,即气体放出热量为1.5×103 J.答案:(1)①2.8×10-2 m3②放热大于(2)见解析5.(15分)(2019·福建福州三模)(1)(5分)关于热力学定律,下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律E.熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展(2)(10分)如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分,右管内有一质量不计的轻质活塞封闭一定质量的理想气体,活塞上方玻璃管未画出(足够长).已知大气压强p0=75 cmHg,管内水银柱的高度为L=7.5 cm,空气柱的长度为L0= 30 cm,U形管底部宽度为10 cm.现用力缓慢地把活塞向上提起h= 15 cm,求:①空气柱内气体的压强p1.②保持活塞的位置不变,打开U形管底部的开关,稳定后空气柱内气体的压强p2.解析:(1)一定质量的理想气体等压膨胀,若从外界吸热,温度升高,则内能增加,故A错误;第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律,故B正确;热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,并不是从另一个侧面阐述能量守恒定律,故C错误;从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,故D正确;熵是系统内分子运动无序性的量度,从微观角度看,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,故E正确.(2)①设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律有p0L0S=p1(L0+h)S解得p1=50 cmHg.②设打开开关稳定后左管内水银没有全部进入U形管的水平部分,此时水银面下降Δh,则有p2=p0-2Δh根据玻意耳定律有p0L0S=p2(L0+h-Δh)S联立解得Δh=7.5 cm或Δh=75 cm(舍去)由Δh=7.5 cm=L,且U形管底部宽度为10 cm,说明打开开关稳定后,左管内的水银刚好全部进入U形管的底部.则稳定后空气柱内气体的压强为p2=p0-2ρgL=60 cmHg.答案:(1)BDE (2)①50 cmHg ②60 cmHg6.(15分)(2019·黑龙江哈尔滨四模)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案的标号)A.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性B.无论科学技术怎样发展,热量都不可能从低温物体传到高温物体C.晶体在熔化过程中要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变D.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热E.悬浮在液体中的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈(2)(10分)如图所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量不计、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时停止加热,活塞上升了2h并稳定,此时气体的热力学温度为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气,求:①加热过程气体的内能增加量.②停止对气体加热后,在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量为m0时,活塞恰好下降了h,求此时气体的温度.解析:(1)根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行是有方向性的,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,故A正确;热量可以从低温物体传到高温物体,比如空调制冷,故B错误;晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,分子势能增大,分子平均动能不变,内能增大,故C错误;对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,它一定从外界吸热,故D正确;布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,故E正确.(2)①加热过程气体做等压变化,且封闭气体压强为p1=p0外界对气体所做的功W=-2p0Sh由热力学第一定律可知ΔU=W+Q解得ΔU=Q-2p0Sh.②对封闭气体,初态:p1=p0,V1=3h·S.添加沙粒后p 2=+p0,V2=2h·S由理想气体状态方程得=解得T2=.答案:(1)ADE (2)①Q-2p0Sh ②。
高考人教版选修物理3-3热学专项练习
优秀课件PPT公开课优质课PPT课件20 20届 高考人 教版选 修物理3 -3热学 专项练 习（共 22张PPT）
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(3) (5分)下列说法正确的是______ (填正确答案标号，选对1个得2分，选对2 个得4分，选对3个得5分;每选错1个扣3分，最低得分为0) A.液晶既有液体的流动性;又具有单晶体的各向异性 B .燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加 C.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁 时对器壁的作用力增大，故气体的压强一-定增大 D.-定质量的理想气体等温膨胀，--定吸收热量 E.某种液体的饱和汽压不一-定比该温度下未饱和汽压大 【答案】ABD
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(2) (5分)缸内封闭着一定质量的理想气体，以下说法正确的是 (填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个 扣3分，最低得分为0分) A .外界向气体发生热传递，气体的内能一定增加 B.不可能把热从低温气体传到高温气体而不产生其他影响 C.如果保持气体温度不变，当压强增大时，气体的密度- -定增大 D.若气体体积不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子数增多 E .该气缸做加速运动时，汽缸内气体温度一定升高
A . 图中连线说明炭粒在做机械运动； B . 图中连线是炭粒的运动径迹 C . 图中炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果 D . 图中连线的杂乱不足以说明布朗运动与温度有关 E . 图中连线的杂乱无章间接说明液体分子运动的无规则性
高考物理选修3-3热学部分高考试题选编附答案
选修3-3热学部分高考试题选编第一题：⑴（2017全国I 卷，5分）氧气分子在C 00和C 1000温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
下列说法正确的是_______A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情景C.图中实线对应于氧气分子在C 1000时的情景D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间内的分子数占总分子数的百分比较大 ⑴（2019全国III 卷，10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一高度为cm 0.2的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为cm 0.2。
若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。
已知大气压强为cmHg 76，环境温度为K 296。
⑴求细管的长度；⑵若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
参考答案与解析1.解析：根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A 正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情景，选项B 正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在C 1000时的情景，选项C 正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项D 错误；由分子速率分布图可知，与C 00相比，C 1000时氧气分子速率出现在s /m 400~0区间的分子数占总分子数的百分比较小，选项E 错误。
答案：ABC2.解析：⑴设玻璃管倒置前后密封气体的压强分别为1p 、'1p ，对水银柱受力分析，由共点力平衡条件可得：h p p +=01，h p p -=0'1。
高中物理选修3-3 热学模拟试卷练习题有答案
3-3热力学练习第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．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．下列词语或陈述中，与分子热运动有关的是（）A．酒香不怕巷子深B．天光云影共徘徊C．花香扑鼻D．隔墙花影动，疑是玉人来2．以下说法正确的是（）A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子在不停地做无规则的热运动B．从平衡位置开始增大分子间距离，分子间的引力将增大、斥力将减小C．对大量事实的分析表明：热力学零度不可能达到D．热量只能由高温物体传递给低温物体3．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（）A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多4．下列哪些现象主要与液体的表面张力有关（）A．木块漂浮在水面上B．雨滴几乎成球形C．液体流不过网眼很密的筛子D．皂水的水面托住小的硬币5．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，使其压强增大，则在这一过程中气体（）A．从外界吸收了热量B．对外界做了功C．分子的平均动能增大D．密度增大6．如图中所示为一带活塞的汽缸，缸内盛有气体，缸外恒温环境，缸壁是导热的．现将活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，此功用W 1表示．然后设法将汽缸及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功用W 2表示，则 （ ） A ．有可能使气体回到原来状态，且W 1<W 2 B ．有可能使气体回到原来状态，且W 1=W 2 C ．有可能使气体回到原来状态，且W 1>W 2D ．上面A 、B 、C 三种说法都不可能实现7．如图所示，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 ．乙分子由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c 的过程，动能先增后减D ．乙分子由b 到d 的过程，两分子间的分子势能一直增加8．下面的叙述正确的是 （ ） A ．对气体加热，气体的内能不一定增大B ．不论技术手段如何先进，绝对零度是不能达到的C ．物体温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加D ．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，说明分子间距离越小，分子间斥力越大9．一质点做简谐运动的图象如图8所示，下列说法正确的是 （ ） A ．质点运动频率是4HzB ．在10要内质点经过的路程是20cmC ．第4末质点的速度是零D ．在t=1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同10.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程,ab 、bc 、cd 和da 这四个过程中在P-T 图上都是直线段,其中ab 的延长线通过坐标原点O,bc 垂直于ab 而cd 平行于ab,由图可以判断( )A.ab 过程中气体体积不断增大B.bc 过程中气体体积不断减小C.cd 过程中气体体积不断增大D.da 过程中气体体积不断减小x /c mt /so2 4 6 10 12 8 2－211．在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲丙摆长相等，当甲摆摆动时（）A．各摆摆动周期与甲摆周期相同B．丁摆周期最小C．乙摆振幅最大D．丙摆频率最大12.右图中纵坐标和横坐标分别表示气体的压强P和密度ρ，质量一定的理想气体在状态A和B的热力温度分别为TA 和TB，由图可知( ) A、TA＝TB B、TA＝2TBC、TA ＝4TBD、TB＝8TA第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、本题共2小题，共12分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答．13．（6分）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，求：（1）油酸薄膜的面积是cm2．（2）实验测出油酸分子的直径是m．（结果保留两位有效数字）（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_____________．14．某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。
2020年高考物理真题选修3-3热学汇编(附解析)
2020年高考物理选修3-3热学真题集锦1.（2020·天津）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。
从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。
扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。
若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（）A. 压强变大B. 对外界做功C. 对外界放热D. 分子平均动能变大2.（2020·山东·新高考Ⅰ）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a，其p-V图像如图所示。
已知三个状态的坐标分别为a（V0，2p0）、b（2V0，p0）、c（3V0，2p0）以下判断正确的是（）A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C. 在c→a过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D. 气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量3.（2020·新课标Ⅲ）（1）如图，一开口向上的导热气缸内。
用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间无摩擦。
现用外力作用在活塞上。
使其缓慢下降。
环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。
在活塞下降过程中（）A.气体体积逐渐减小，内能增知B.气体压强逐渐增大，内能不变C.气体压强逐渐增大，放出热量D.外界对气体做功，气体内能不变E.外界对气体做功，气体吸收热量（2）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。
右管中有高h0= 4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。
管底水平段的体积可忽略。
环境温度为T1=283K。
大气压强p0 =76cmHg。
（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。
此时水银柱的高度为多少？（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？4.（2020·山东·新高考Ⅰ）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。
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。
2020届高考物理专题复习检测专题七：热学(选修3-3模块)
精选文档666专题七选考部分第 1 讲热学(选修3-3模块)( 建议用时:40分钟满分 :90分)1.(15分)(1)(5分) 以下说法正确的选项是.(填正确答案标号)A.液晶显示器利用了液晶的光学性质拥有各向异性的特色B.杯中的茶水慢慢冷却 , 该过程中有的水分子的运动速率反而增大了C.清早时阳光透过窗户射入房间, 察看到空中飞舞的粉尘在做布朗运动D.在南方的梅雨季节 , 湿衣服较不简单晾干 , 这是相对湿度较大的缘由E.空调能够把热量从温度较低的室内传达到温度较高的室外而不惹起其余变化(2)(10分)如下图,体积为V的汽缸由导热性优秀的资料制成, 面积为 S 的活塞将汽缸分红体积相等的上下两部分 , 汽缸上部经过单向阀门K(气体只好进入汽缸 , 不可以流出汽缸 ) 与一打气筒相连 . 开始时 , 汽缸内上部分空气的压强为 p0, 现用打气筒向汽缸内打气 . 已知打气筒每次能打入压强为 p0、体积为的空气 , 当打气 49 次后 , 稳准时汽缸上下两部分的体积之比为 9 ∶1, 重力加快度取 g, 外界温度恒定 , 不计活塞与汽缸间的摩擦 , 所有气体均可当作理想气体 . 求活塞的质量 m.分析 :(1) 液晶像液体同样拥有流动性 , 而其光学性质拥有各向异性 , 液晶显示器就是利用了液晶的这一特色 , 故 A 正确 ; 当温度降低时 , 大多数的液体分子的速率减小 , 但个别液体分子的速率增添 , 故 B 正确 ;空中飞舞的粉尘的运动是因为气流的作用而惹起的宏观运动, 不是布朗运动 , 故 C错误 ; 在南方的梅雨季节 , 空气的相对湿度较大 , 蒸发变慢, 湿衣服较不简单晾干 , 故 D正确 ; 依据热力学第二定律 , 不行能从单调热源汲取热量使之完整变换为实用的功而不产生其余影响 , 所以空调把热量从温度较低的室内传达到温度较高的室外需要耗费电能,故 E错误.(2)以打入 49 次气体和缸内上部分气体为研究对象 ,开始时 ,V 1= +49×=,p 1=p0,打气 49 次后 V2= ,由玻意耳定律得p1 V1=p2V2代入数据解得 p2=6p0以下部分气体为研究对象,初态 :V 3= ,p 3 =p0+末态 :V 4= ,p 4=p2+由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,联立解得 m= .答案 :(1)ABD (2)2.(15 分)(2019 ·河南洛阳模拟 )(1)(5分)以下说法正确的选项是. ( 填正确答案标号 )A. 当人们感觉湿润时 , 空气的绝对湿度必定较大B. 处于完整失重的水滴呈球形, 是液体表面张力作用的结果C.水蒸气的压强不再发生变化, 说明蒸发和液化达到动向均衡D.晶体必定有规则的几何形状, 形状不规则的金属必定是非晶体E. 必定质量的理想气体体积不变时, 温度越高 , 单位时间内器壁单位面积遇到气体分子撞击的次数越多(2)(10 分) 如下图 , 粗细均匀的 U形玻璃管张口向上竖直搁置 , 左管口关闭 , 管中一段水银在左管中关闭一段空气柱 , 空气柱长为 6 cm, 右管中水银液面离管口高度为 4 cm,已知大气压强为 76 cmHg,环境温度为 300 K.①若将环境温度降低 , 使左右管中水银面相平 , 则环境的温度应降为多少 ?②若从右管口推入一个活塞 , 活塞与玻璃管内壁气密性好 , 迟缓推进活塞 , 使玻璃管两边水银面相平 , 则活塞在玻璃管中挪动的距离为多少 ?分析 :(1) 在必定温度条件下 , 空气的相对湿度越大 , 水蒸发越慢 , 人就感觉越湿润, 故当人们感觉湿润时, 空气的相对湿度必定较大, 但绝对湿度不必定大 , 故 A 错误 ; 处于完整失重状态时 , 因为液体表面张力作用, 水滴呈球形 , 故 B 正确 ; 水蒸气达到饱和时 , 水蒸气的压强不再变化, 水的蒸发与水蒸气的液化达到均衡 , 是一种动向均衡 , 故 C正确 ;单晶体必定有规则的几何形状 , 而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状 , 故 D错误 ; 气体体积不变时 , 温度越高 , 由 pV=CT知, 气体的压强越大 , 因为单位体积内气体分子数不变 , 分子均匀动能增大 , 所以单位时间内容器壁单位面积遇到气体分子撞击的次数越多 , 故 E 正确 . (2)①开始时 , 关闭气体的压强盛小为p1=p0+h=78 cmHg降温后 , 两边液面相平常 , 关闭气体的压强盛小为p2=p0=76 cmHg依据理想气体状态方程有=此中 L1 =6 cm,L 2=5 cm,T 0=300 K求得 T=243.6 K.②设活塞挪动的距离为x, 两管中气体的压强为p, 对左管中气体研究有p1L1S=pL2S对右管中气体研究有 :p 0L3S=p(L2-x)S此中 L3 =4 cm精选文档666解得x=1.75 cm.答案 :(1)BCE(2) ①243.6 K②1.75 cm3.(15分)(2019·山东潍坊模拟)(1)(5分) 以下说法中正确的选项是.( 填正确答案标号 )A. 必定质量的理想气体 , 当温度保持不变时 , 压缩气体 , 气体的压强会变大 . 这是因为气体分子的密集程度增添B. 当分子间作使劲表现为斥力时, 分子势能随分子间距离的增大而减小C.因为布朗运动的强烈程度跟温度相关, 所以布朗运动也叫做热运动D.必定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和E. 当气体膨胀时 , 气体对外界做正功 , 因此气体的内能减小(2)(10 分) 如下图 , 竖直圆筒是固定不动的, 粗筒横截面积是细筒的3 倍. 细筒内关闭必定质量的理想气体Ⅰ , 气柱长 L1=25 cm,粗筒中 A,B 两个轻质活塞间充满空气Ⅱ ( 可视为理想气体 ) 气柱长 L2=28 cm, 在两个活塞之间的筒壁上有一个小孔 , 小孔与活塞 A,B 间距相等并与外面的大气相通 . 两活塞与筒壁间的摩擦不计 . 开始时 ,A,B 两个活塞处于均衡状态 , 活塞 A 上方的水银高 H=15 cm,水银面与粗筒上端相平 . 现使活塞 B 迟缓上移 , 直至将水银质量的推入细筒中,设在整个过程中气柱的温度不变, 大气压强p0相当于75 cm 高的水银柱产生的压强. 求:①此时气体Ⅰ的压强 .②活塞 B 向上挪动的位移 .分析 :(1) 依据压强的微观意义可知 , 必定质量的理想气体 , 当温度保持不变时 , 压缩气体 , 因为气体分子的密集程度增添 , 气体的压强会变大, 故 A 正确 ; 当分子力表现为斥力时 , 分子间距离增大 , 分子力做正功, 分子势能随分子间距离增大而减小 , 故 B 正确 ; 布朗运动的强烈程度与温度相关 , 原由是液体分子的运动与温度相关 , 我们将分子的运动叫分子热运动 , 但布朗运动不是热运动 , 故 C错误 ; 理想气体不计分子势能 , 必定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和 ,故 D正确 ; 当气体膨胀时 , 气体对外界做正功 , 若从外界吸热 , 则气体内能可能增大 , 故 E 错误 .(2) ①初态关闭气体Ⅰ压强p1=p0- ρgH=60 cmHg水银上涨到细筒中 , 设粗筒横截面积为S, 进入细筒的水银高度为h1则 HS=h1即 h1=H=15 cm.留在粗筒中水银高度为h2=10 cm由玻意耳定律可得p1L1 =p1′(L 1-h 1)解得 p1′=150 cmHg.②活塞抵达小孔时关闭气体Ⅱ初状态 p2=P0,V 1= ·S末状态 :p 2′=p1′+h1+h2=175 cmHg,V2=L2′· S对关闭后的气体Ⅱ依据玻意耳定律得p0 S=p2′L2′S解得活塞L2′=6 cmB 上涨的距离h=L2+H-(h 2+L2′)=27 cm.答案 :(1)ABD(2) ①150 cmHg②27 cm4.(15分)(1)(5分) 我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超出七千米,再创载人深潜新纪录 . 在某次深潜实验中 , “蛟龙”号探测到 990 m 深处的海水温度为 280 K. 某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化 . 如下图 , 导热优秀的汽缸内关闭必定质量的气体 , 不计活塞的质量和摩擦 , 汽缸所处海平面的温度 T0=300 K, 压强 p0=1 atm, 关闭气体的体积 V0=3 m3, 假如将该汽缸下潜至 990 m 深处 , 此过程中关闭气体可视为理想气体 .①则 990 m 深处关闭气体的体积为.(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强 )②下潜过程中关闭气体( 选填“吸热”或“放热”), 传达的热量( 选填“大于”或“小于”) 外界对气体所做的功 . (2)(10分)如下图,必定质量的理想气体从 A 状态经过一系列的变化, 最后回到 A状态 , 求 C状态的温度以及全过程中气体汲取或放出的热量 , 已知 A 状态的温度为 27 ℃.分析 :(1) ①当汽缸下潜至990 m深处时 , 设关闭气体的压强为p, 温度为 T, 体积为 V, 由题意可知 p=100 atm依据理想气体状态方程得=代入数据得 V=2.8×10-2 m3.②下潜过程中温度降低, 则U<0,气体体积减小 ,则 W>0,由 U=Q+W知,Q<0, 放热 , 且|Q|>W.(2) 气体由 A到 B过程:初状态 :p A=1×105 Pa,T A=300 K,V A=10 L末状态 :p B=2×105 Pa,V B=20 L由理想气体状态方程得= , 可得 T B=1 200 KB到 C过程为等容变化 : = , 可得 T C=2 400 K整个过程中温度不变 : U=Q+W=0因为外界对气体做功能够用图象所围的面积来表示, 故W=1.5×103 J则 Q=-1.5 ×103 J, 即气体放出热量为 1.5 ×103 J.答案 :(1) ①2.8 ×10-2 m3②放热大于(2) 看法析5.(15 分)(2019 ·福建福州三模 )(1)(5分)对于热力学定律,以下说法正确的选项是.( 填正确答案标号 )A. 依据热力学第必定律可知, 必定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能必定减少B. 第一类永动体制不行 , 是因为它违犯了热力学第必定律C.热力学第二定律是从另一个侧面论述能量守恒定律D.从微观意义上讲 , 热力学第二定律是一个统计规律E. 熵是系统内分子运动无序性的量度, 一个孤立的系统老是从熵小的状态向熵大的状态发展(2)(10分)如下图,两头张口、粗细均匀的U形管内装有水银 , 底部有一开关 K 把水银平分红两部分 , 右管内有一质量不计的轻质活塞封闭必定质量的理想气体 , 活塞上方玻璃管未画出 ( 足够长 ). 已知大气压强 p0 =75 cmHg,管内水银柱的高度为 L=7.5 cm, 空气柱的长度为 L0= 30 cm,U 形管底部宽度为 10 cm. 现使劲迟缓地把活塞向上提起 h= 15 cm, 求:①空气柱内气体的压强p1.②保持活塞的地点不变, 翻开 U形管底部的开关 , 稳固后空气柱内气体的压强 p2.分析 :(1) 必定质量的理想气体等压膨胀, 若从外界吸热 , 温度高升 , 则内能增添 , 故 A 错误 ; 第一类永动体制不行 , 是因为它违犯了热力学第必定律 , 故 B 正确 ; 热力学第二定律是反应宏观自然过程的方向性的定律 , 其实不是从另一个侧面论述能量守恒定律 , 故 C错误 ; 从微观意义上讲 , 热力学第二定律是一个统计规律 , 故 D正确 ; 熵是系统内分子运动无序性的量度 , 从微观角度看 , 一个孤立的系统老是从熵小的状态向熵大的状态发展 , 故 E 正确 .(2)①设 U形管的横截面积为 S, 由玻意耳定律有p0L0S=p1(L 0+h)S解得 p1 =50 cmHg.②设翻开开关稳固后左管内水银没有所有进入U形管的水平部分 , 此时水银面降落h, 则有 p2=p0-2 h依据玻意耳定律有p0L0S=p2(L0+h-h)S联立解得h=7.5 cm或h=75 cm(舍去 )由 h=7.5 cm=L, 且 U形管底部宽度为 10 cm, 说明翻开开关稳固后 ,左管内的水银恰巧所有进入U形管的底部 .则稳固后空气柱内气体的压强为p2=p0-2 ρgL=60 cmHg.答案 :(1)BDE (2) ①50 cmHg②60 cmHg6.(15 分)(2019 ·黑龙江哈尔滨四模 )(1)(5分)以下说法正确的是.( 填正确答案的标号 )A.能量耗散从能量角度反应出自然界的宏观过程拥有方向性B.不论科学技术如何发展 , 热量都不行能从低温物体传到高温物体C.晶体在融化过程中要汲取热量, 但温度保持不变 , 内能也保持不变D.对于必定质量的气体 , 假如压强不变 , 体积增大 , 那么它必定从外界吸热E. 悬浮在液体中的颗粒越小, 温度越高 , 布朗运动越强烈(2)(10 分) 如下图 , 一圆柱形绝热汽缸张口向上竖直搁置 , 经过绝热活塞关闭着必定质量的理想气体 . 活塞的质量不计、横截面积为 S, 与容器底部相距h. 现经过电热丝迟缓加热气体, 当气体汲取热量Q时停止加热, 活塞上涨了 2h并稳固 , 此时气体的热力学温度为 T1. 已知大气压强为 p0, 重力加快度为 g, 活塞与汽缸间无摩擦且不漏气 , 求:①加热过程气体的内能增添量.②停止对气体加热后 , 在活塞上迟缓增添沙粒 , 当增添沙粒的质量为m0时, 活塞恰巧降落了 h, 求此时气体的温度 .分析 :(1) 依据热力学第二定律可知, 宏观自然过程自觉进行是有方向性的 , 能量耗散就是从能量的角度反应了这类方向性, 故 A 正确 ; 热量能够从低温物体传到高温物体, 比方空调制冷 , 故 B 错误 ; 晶体在融化过程中汲取热量 , 温度不变 , 分子势能增大 , 分子均匀动能不变 , 内能增大 , 故 C错误 ; 对于必定质量的气体 , 假如压强不变 , 体积增大 , 依据理想气体状态方程可知 , 温度高升 , 内能增大 , 依据热力学第必定律可知, 气体对外做功 , 它必定从外界吸热 , 故 D 正确 ; 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不均衡惹起的 , 颗粒越小 , 温度越高 , 布朗运动越强烈 , 故 E 正确 .(2) ①加热过程气体做等压变化 ,且关闭气体压强为p1=p0外界对气体所做的功W=-2p0Sh由热力学第必定律可知U=W+Q解得U=Q-2p0Sh.②对关闭气体 , 初态 :p 1=p0,V 1=3h· S.增添沙粒后 p2 =+p0,V 2=2h·S由理想气体状态方程得=解得 T2=.答案 :(1)ADE (2) ①Q-2p0Sh②。
2021年高考物理真题分类汇编：选修3-3 热学
2021年高考物理真题分类汇编——选修3-3 热学(2021新课标I-33（1）).【物理—选修3-3】（15分）（5分）下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分 ） A ．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B ．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C ．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D ．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E ．在熔化过程中，晶体要吸取热量，但温度保持不变，内能也保持不变 【答案】（1）BCD （选对1 个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1 个扣3分，最低得分为0分）【考点】固体的微观结构、晶体和非晶体【解析】解析：晶体有固定的熔点，并不会由于颗粒的大小而转变，即使敲碎为小颗粒，照旧是晶体，选项A 错。
依据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，选项B 对。
同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和石墨。
选项C 对。
晶体的分子排列结构假如遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D 对。
熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E 错。
(2021新课标I-33（2）)【物理—选修3-3】（10分）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m 1=2.50kg ，横截面积为s 1=80.0cm 2，小活塞的质量为m 2=1.50kg ，横截面积为s 2=40.0cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l =40.0cm ，气缸外大气压强为p=1.00×105Pa ，温度为T=303K 。
初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T 1=495K ，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽视两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g 取10m/s 2，求（i ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度（ii ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强 【答案】（i ）330K (ii) 1.01×105 Pa【考点】气体试验定律；抱负气体；共点力的平衡【解析】(i) 设初始时气体体积为V 1 ,在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2 ,温度为T 2 ,由题给条件得：V 1 = s 2(l - l 2) + s 1(l2) ·······○1 V2 = s 2 l ·······○2 在活塞缓慢下移的过程中，用P 1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得：s 1(P 1 – P) = m 1g + m 2g + s 2(P 1 – P)······○3 故缸内的气体的压强不变 ，由盖·吕萨克定律有： V 1T 1= V2T 2······○4 联立○1○2○4式并代入题给数据得：T 2 = 330K ······○5 (ii)在大活塞与大圆筒底面刚接触时，被封闭气体的压强为P 1 ,在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变，没达到热平衡时被封闭气体的压强为P /,由查理定律有：P /T = P1T2······○6 （2分） 联立○3○5○6式并代入题给数据得： P / = 1.01×105 Pa ······○7 （2分） 【2021新课标II-33】33. [物理选修3-3]（15分）（1）（5分）关于集中现象，下列说法正确的是 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分） A.温度越高，集中进行得越快B.集中现象是不同物质间的一种化学反应C.集中现象是由物质分子无规章运动产生的D.集中现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的集中现象是由于液体的对流形成的 【答案】ACD考点：分子动理论【2021新课标II-33】（2）（10分）如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上侧与大气相通，下端开口处开关K 关闭，A 侧空气柱的长度为l =10.0cm ，B 侧水银面比A 侧的高h =3.0cm ，现将开关K 打开，从U 形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h 1=10.0cm 时，将开关K 关闭，已知大气压强P 0=75.0cmHg 。
高考物理一轮复习 选修3-3 3 热力学定律与能量守恒练习(含解析)-人教版高三选修3-3物理试题
热力学定律与能量守恒考点一热力学第一定律的理解和应用【典例1】一定质量的气体，在从状态1变化到状态2的过程中，吸收热量280J，并对外做功120J，试问：(1)这些气体的内能发生了怎样的变化？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了240J热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？【通型通法】1.题型特征：热力学第一定律的应用。
2.思维导引：气体的内能仅与状态有关，气体返回到原状态，整个过程中气体内能变化为零。
【解析】(1)由热力学第一定律可得ΔU=W+Q=-120J+280J=160J，气体的内能增加了160J。
(2)气体从状态2回到状态1的过程中内能的减少量应等于从状态1到状态2的过程中内能的增加量，如此从状态2到状态1的内能应减少160J，即ΔU′=-160J，又Q′=-240J，根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′，所以W′=ΔU′-Q′=-160J-(-240J)=80J，即外界对气体做功80J。
答案：(1)增加了160J (2)外界对气体做功80J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：(1)符号法如此。
符号W Q ΔU(2)三种特殊情况。
2.做功和热传递的区别与联系：看能的性质能的性质发生了变化能的性质不变变化情况联系做一定量的功或传递一定量的热量在改变内能的效果上是一样的【加固训练】(多项选择)如下列图，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两局部。
a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。
抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。
在此过程中( )A.气体对外界做功，内能减少B.气体不对外界做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变E.单位时间内和容器壁碰撞的分子数目减少【解析】选B、D、E。
a内气体向真空膨胀，不对外界做功，故A错误；又因容器绝热，Q=0，由热力学第一定律知，ΔU=0，故B正确；稀薄气体可看作理想气体，内能不变，如此温度不变，由玻意耳定律知压强减小，故C错误，D、E正确。
最新高中物理,选修3---3《热学》,综合能力测试卷,(附详细参考答案,与完整答题卡)
高中物理选项3--3《热学》综合能力测试卷命制：______________测试时间：_________________考生注意：1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷.第Ⅰ卷为选择题，第Ⅱ卷为非选择题。
2.本试卷满分100分，考试时间90分钟。
3.第Ⅰ卷答在答题卡上，第Ⅱ卷答在试卷上.第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、本题包括10小题．每小题4分，共40分。
第1---7题只有一个选项正确，8----9题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分．1、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”，是因为再接触部位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2、下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( )3、如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V 0，压强为p 0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩．若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V 时气泡与物品接触面的面积为S ，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力是( )A ．p 0S B.p 0V 0V SC.p 0V V 0S D.V p 0V 0S 4、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．下列说法正确的是( )A ．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B ．在封闭的房间里打开冰箱一段时间后，房间温度会降低C ．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D ．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律5、某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为T Ⅰ、T Ⅱ、T Ⅲ，则( )A ．T Ⅰ>T Ⅱ>T ⅢB ．T Ⅲ>T Ⅱ>T ⅠC ．T Ⅱ>T Ⅰ，T Ⅱ>T ⅢD ．T Ⅰ＝T Ⅱ＝T Ⅲ6、某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可视为理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p 0、体积为________的空气．( ) A.p 0pV B ．p p 0V C.⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0－1V D ．⎝ ⎛⎭⎪⎫p p 0＋1V 7、如图甲所示，一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体．现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图乙中的( )8、墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( )A ．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B ．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C ．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D ．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的9、如图所示为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )A．内能增大B．压强增大C．分子间引力和斥力都减小D．所有分子运动速率都增大10、图中A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体自状态A沿直线变化到状态B时( )A．气体内能一定增大B．有可能经过体积减小的过程C．外界对气体做正功D．气体一定从外界吸热第Ⅱ卷（非选择题共60分）二．本题包括2小题，共16分．解答时只需把答案填在答题卡上对应位置，不必写出演算步骤．11、(8分) (1)(多选)下列说法中正确的是________．A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动B．露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的D．分子间相互作用力随着分子间距离的增大而减小(2)如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一容器中，活塞与容器壁间无摩擦，外界大气压强保持不变．当气体的温度升高时，气体体积________(选填“增大”“减小”或“不变”)，从微观角度看，产生这种现象的原因是___________________________________________________________________.12、(8分)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，地面大气压强为P0，重力加速度大小为g.由此可以估算出，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．三．本题包括4小题，共44分．解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
高中物理3-3热学练习题(含答案)
高中物理选修3-3热学（复习）试题一、单项选择题1、在测定分子大小的油膜实验中，下面的假设与该实验无关的是（）A．油膜的体积等于总的分子体积之和B．油膜为单层分子且都是球形C．分子是一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略D．油膜中分子沿直线排列2、关于分子的热运动，下述正确的是（）A．分子的热运动就是布朗运动B．布朗运动是悬浮在液体中微粒的分子的无规则运动，它反映微粒分子的无规则运动C．温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈D．物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈3、右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功4、气体的温度升高了30℃，在热力学温标中，温度升高了（）A. 30KB. 273+30KC. 243KD. 303K5、下列关于内能的说法中，正确的是（）A．不同的物体，若温度相等，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．对物体做功或向物体传热，都可能改变物体的内能D．冰熔解成水，温度不变，则内能也不变6、某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。
开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。
在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（）A．对外做正功，内能增大B．对外做正功，分子的平均动能减小C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小7、一定质量的气体，在体积不变时，温度每升高1℃，它的压强增加量（）A. 相同B. 逐渐增大C. 逐渐减小D. 成正比例增大8、已知理想气体的内能与温度成正比。
如图，实线是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C、单调变化D、保持不变9、两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通，如图所示，A、B中所装气体温度分别为100ºC和200ºC，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高100ºC，则水银将（）A．向左移动 B．向右移动C．不动 D．无法确定10、在密闭的四壁绝热的房间里，使房里长期没工作的电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，经过一段较长时间之后（）A．房间内的温度将降低 B．房间内的温度将不变C．房间内的温度将升高 D．无法判断房间内温度的变化，铝的摩尔质量为M，铝的密度为ρ，则下列说法13、已知阿伏伽德罗常数为NA正确的是( )A．1kg铝所含原子数为ρN A B．1个铝原予的质量为M/N A/(ρM) D．1个铝原子所占的体积为M/(ρN A) C．1m3铝所含原子数为NA14、一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（）A．物体机械能减小，内能增大B．物体机械能减小，内能不变C．机械能与内能总量减小D．机械能与内能总量不变15、下列说法正确的是（）A．第二类永动机与第一类永动机一样违背了能量守恒定律B．自然界中的能量是守恒的，所以能量永不枯竭，不必节约能源C．热力学第二定律反映了自然界中任何宏观过程都具有方向性D．不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化16、如图所示，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）。
高考物理总复习 第十三章 热学(选修3-3)
第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为________ m；②分子的质量：数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝________；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．(3)热运动①分子的永不停息的________运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：________物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度________，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的________的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了________的无规则运动；③特点：a．永不停息、________运动．b．颗粒越小，运动越________．c．温度越高，运动越________．(3)热运动：分子永不停息的____________叫作热运动．分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动________．3．分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的________和________．实际表现出的分子力是________和________的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而________；随分子间距离的增大而__________；斥力比引力变化快．(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)．距离分子力F F -r图象r＝r0F引____F斥F＝0r<r0F引____F斥F为斥力r>r0F引____F斥F为引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0二、温度、内能1．温度：两个系统处于________时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度．一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度．温度标志物体内部大量分子做无规则运动的________．2．摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)℃在标准大气压下，冰的熔点是______，水的______是100 ℃T＝t＋273.15 KΔT＝Δt热力学温标(T)K零下________即为0 K3.分子的动能(1)分子动能是分子________所具有的动能．(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的________的标志．(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的________．4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的________决定的能．(2)分子势能的决定因素：①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能E p 与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小．②宏观上——决定于________和状态．5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．对于给定的物体，其内能大小由物体的____________决定．(2)改变物体内能有两种方式：________________．,生活情境1.(1)秋风吹拂，树叶纷纷落下，属于分子的无规则运动．()(2)在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味，属于分子的无规则运动．()(3)烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡是布朗运动．()(4)室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是布朗运动．()(5)水流速度越大，水分子的热运动越剧烈．()(6)水凝结成冰后，水分子的热运动停止．()(7)水的温度越高，水分子的热运动越剧烈．()(8)水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大．()教材拓展2.[人教版选修3－3P7T2改编](多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动3．[鲁科版教材·改编](多选)如图，用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度，根据测量结果可以知道()A．甲杯中水的内能最少B．甲、乙杯中水的内能一样多C．丙杯中水分子的平均动能最大D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能关键能力·分层突破考点一微观量的估算问题1．宏观量与微观量的关系(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)关系①分子的质量：m0＝＝.②分子的体积：V0＝＝.③物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.2．两种模型(1)球体分子模型直径为d＝(2)立方体分子模型边长为d＝.跟进训练1.(多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol，铜的密度为ρ kg/m3，阿伏加德罗常数为N A mol －1.下列判断正确的是()A．1 kg铜所含的原子数为B．1 m3铜所含的原子数为C．1个铜原子的质量为kgD．1个铜原子的体积为m3E．1个铜原子的体积为2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较：现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动跟进训练3.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的4．[2022·山西五市联考](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A 点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是()A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高5．[2022·广东茂名一模]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r0时，F＝0.相距较远的两个分子间距离减小到r0的过程中，分子势能______________(填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”)．考点三分子动能、分子势能和内能1．改变内能的方式2．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．角度1分子力、分子势能与分子间距离的关系例1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．解题心得：角度2物体的内能例2. (多选)下列说法中正确的是()A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B．物体的机械能为零时内能也为零C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解题心得：跟进训练6.(多选)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．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变7．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是() A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可能相等考点四实验：用油膜法估测分子的大小●注意事项1．干净：实验用具要擦洗干净．2．适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．4．水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓．6．数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．●误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差；2．油膜形状的画线误差；3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．跟进训练8.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________________________________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________．9．[2022·枣庄模拟](1)如图1所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图2所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是________ m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为________ m3，由此估算出油酸分子的直径是________ m(所有结果均保留两位有效数字)．(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、1．(1)①10－10(2)①6.02×1023(3)①无规则2．(1)①不同②越高(2)①小颗粒②液体分子③无规则明显激烈(3)无规则运动越剧烈3．(1)引力斥力引力斥力(2)增大减小(3)＝<>二、1．热平衡剧烈程度2．0 ℃沸点273.15 ℃3．(1)热运动(2)平均动能(3)总和4．(1)相对位置(2)②体积5．(1)温度和体积(2)做功和热传递生活情境1．(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×教材拓展2．答案：ABC3．答案：AC关键能力·分层突破1．解析：因为铜的摩尔质量为M kg/mol，所以1 kg铜所含的原子数为，选项A正确；铜的密度为ρ kg/m3，1 m3铜的质量为ρ，1 m3铜所含有的原子数为N A，选项B错误；1摩尔铜原子的质量为M，则1个铜原子的质量为kg，选项C正确；可将铜原子看作球体模型，1摩尔铜原子的体积为V＝，因此1个铜原子的体积为m3，选项D正确，E错误．答案：ACD2．解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝氙气分子的总数：N＝N A＝×6×1023≈4×1022个(2)每个分子所占的空间为V0＝设分子间平均距离为a，则有V0＝a3则a＝＝m≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m3．解析：扩散现象是分子无规则热运动的反映，C正确、E错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，D正确；在扩散现象中，分子本身结构没有发生变化，不属于化学变化，B错误．答案：ACD4．解析：折线图是每隔20 s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误；粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误；由＝，因为，t BC＝t CD，所以D项正确；改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E项正确．答案：BDE5．解析：含病毒飞沫微粒的运动是由空气分子的不平衡碰撞造成的，所以是布朗运动．两个相距较远的分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小．答案：布朗一直减小例1解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在间距减小到等于r1之前，分子间势能一直减小，由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零，则在间距等于r1处，分子间势能小于零．答案：减小减小小于例2解析：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定．分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确．答案：CDE6．解析：分子力F与分子间距离r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A项错误．分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确，D项错误．因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．答案：BCE7．解析：温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功，分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误，D正确；机械能是指物体的动能和势能的总和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可以相等，故E正确．答案：ADE8．解析：本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容，突出了实验的操作、分析、探究能力的考查，体现了核心素养中科学探究、科学态度要素，体现了劳动实践、科学探索的价值观．用油膜法估算分子大小，是用油膜厚度代表油酸分子的直径，所以要使油酸分子在水面上形成单分子层油膜；因为一滴溶液的体积很小，不能准确测量，故需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积，再除以滴数得到一滴溶液的体积，进而得到一滴溶液中纯油酸的体积；因为本题中油酸体积等于厚度乘面积，故测厚度不仅需要测量一滴溶液的体积，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积9．解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb.(2)由图示油膜可知，小方格的个数为75.油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝30 000 mm2＝0.030 m2，2滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝2×mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，油酸分子的直径为d＝＝m≈6.7×10－10 m.(3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝mL可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．答案：(1)dacb(2)0.030 2.0×10－11 6.7×10－10(3)A。
高考物理 复习练习试卷 第十三章 选修3-3 热学
第十三章选修3－3热学做真题明方向1．[2023·全国乙卷][物理——选修3－3](1)对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是()A．等温增压后再等温膨胀B．等压膨胀后再等温压缩C．等容减压后再等压膨胀D．等容增压后再等压压缩E．等容增压后再等温膨胀(2)如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方．管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均为10 cm.现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1 cm.求B 管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强．(气体温度保持不变，以cmHg为压强单位)2．[2023·全国甲卷][物理——选修3－3](1)在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是()A．气体的体积不变，温度升高B．气体的体积减小，温度降低C．气体的体积减小，温度升高D．气体的体积增大，温度不变E．气体的体积增大，温度降低(2)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46 kg/m3.(ⅰ)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27 ℃时舱内气体的密度；(ⅱ)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体的密度．专题79分子动理论固体和液体1．[2023·江苏省南京、盐城一模]下雪了，晶莹的雪花像轻盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形状如图所示．下列关于雪花的说法正确的是()A．是多晶体B．是非晶体C．具有各向异性D．飞舞时，说明分子在做无规则运动2．[2023·黑龙江省哈尔滨期中]2022年2月4日晚，在北京2022年冬奥会张家口赛区，由中国自主研发的绿氢点燃了太子城火炬台．绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气，其燃烧时只产生水，从源头上实现了二氧化碳零排放，是纯正的绿色新能源，在全球能源转型中扮演着重要角色．已知气体的摩尔体积为22.4 L/mol，氢气摩尔质量为2 g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol－1，由以上数据不能估算出氢气()A．每个分子的质量B．每个分子的体积C．每个分子占据的空间体积D．1 kg该气体中所含的分子个数3.[2023·江苏省扬州市期末检测](多选)在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时()A．气泡不会受到浮力B．气泡内分子热运动停止C．气泡内气体在界面处对水产生压力D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力4．[2023·江西省滨江中学阶段练习]下列关于物理现象的解释不正确的是()A．荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体的表面张力作用B．人们感到潮湿是因为空气的绝对湿度较大C．土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点5．[2023·江苏省苏州市质量调研]如图，工匠烧制玻璃制品时，一玻璃管的尖端放在火焰上烧到熔化，待冷却后尖端变钝，下列说法正确的是()A．玻璃是非晶体，高温熔化冷却后转变成了晶体B．玻璃是晶体，导热性表现为各向同性C．熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其表面收缩D．熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为斥力使其表面扩张6．[2023·上海市能力诊断卷]在“用油膜法测量分子大小”的实验中，某同学操作如下：①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液；②用滴管吸取1.0 mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了20滴；③在边长约10 cm的正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸的轮廓(如图所示)，每个方格边长为1.0 cm.(1)该实验中一滴油酸酒精溶液含________mL油酸；(2)由上述数据估算得到油酸分子直径约为________m；(3)若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；(4)已知油酸分子的直径约为8×10－10m，该同学实验结果产生偏差的可能原因是__________________________________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________专题80气体实验定律和理想气体状态方程1．[2023·新课标卷](多选)如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦．初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等．现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后()A．h中的气体内能增加B．f与g中的气体温度相等C．f与h中的气体温度相等D．f与h中的气体压强相等2．[2023·辽宁卷]“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量．“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的pT图像如图所示．该过程对应的pV图像可能是()3．[2023·上海市嘉定区一中期中考试]使用胶头滴管时，插入水中，捏尾部的橡胶头，使其体积减小，排出一定量的空气后的稳定状态如图所示．然后松手，橡胶头体积增大V1，有体积V2的水进入了滴管．忽略温度的变化，根据图中h1和h2的高度关系，有()A．V1＞V2B．V1＜V2C．V1＝V2D．缺少数据无法判断4．如图是由汽缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车减震装置，该装置的质量、活塞柱与汽缸摩擦均可忽略不计，汽缸导热性和气密性良好．该装置未安装到汽车上时，弹簧处于原长状态，汽缸内的气体可视为理想气体，压强为1.0×105Pa，封闭气体和活塞柱长度均为0.20 m．活塞柱横截面积为1.0×10－2 m2；该装置竖直安装到汽车上后，其承载的力为3.0×103 N时，弹簧的压缩量为0.10 m．大气压强恒为1.0×105 Pa，环境温度不变．则该装置中弹簧的劲度系数为()A．2×104 N/m B．4×104 N/mC．6×104 N/m D．8×104 N/m5．[2023·福建省三明市期末质量检测]如图所示，用水银血压计测量血压时，先向袖带内充气、然后缓慢放气．某次测量充入气体后袖带内的压强为1.5p0，体积为V.已知阿伏加德罗常数为N A.(1)若该状态下气体的摩尔体积为V0，求袖带内气体的分子数；(2)若缓慢放气过程中温度保持不变，袖带气体体积变为0.8V，压强变回到p0，求袖带内剩余气体的质量与放气前总质量的比值．专题81热力学定律1．(多选)下列有关热学的说法中正确的是()A．气体温度升高，分子的平均动能一定增大B．随着科技的进步，物体的温度可以降低到－300℃C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成2．[2023·江苏省如皋市期中调研]夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂，若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，气泡内的气体看作理想气体．则上升过程中()A．气泡内气体内能不变B．气泡内气体的压强不变C．气泡体积不变D．气泡内气体吸热3．(多选)根据电冰箱的工作原理，当压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内、外管道中不断循环，如图所示，那么下列说法中正确的是()A．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量B．在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量C．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量D．在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量4．[2023·江苏省期末质量调研]一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变化到状态C，其pV图象如图所示．已知气体在状态A时温度为27 ℃，以下判断正确的是()A．气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104 JB．气体在B→C过程中可能吸热C．气体在状态B时温度为900 ℃D．气体在A→C过程中吸收热量5．[2023·辽宁省名校联考]如图所示，一导热性能良好的球形容器内部不规则，某兴趣小组为了测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的长玻璃管，接口密封．玻璃管内部横截面积为S＝0.2 cm2，一长为h＝15 cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体，其下方玻璃管内空气柱长度为l1＝10 cm，此时外界温度为t1＝27 ℃.现把容器浸在100 ℃的沸水中，水银柱缓慢上升29.2 cm后稳定．实验过程中认为大气压强没有变化，大气压强p＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高汞柱压强).(结果保留两位有效数字)(1)容器的容积为多少？(2)若实验过程中管内气体内能增加了1.3 J，请判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量，并计算热量的多少．。
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人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题(含答案)人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题（含答案）1．下列说法中正确的是 A. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C. 食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势2．下列关于布朗运动的说法，正确的是 A. 布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动 B. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D. 当物体温度达到0°C 时，物体分子的热运动就会停止3．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度aT 和bT 下的速率分布情况，下列说法正确的是A. a b T TB. 随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大C. 随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加D. 若从a T 到 bT 气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量4．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。
如图所示为分子势能E p随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时E p为零。
通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是A. 假设将两个分子从r = r2处释放，它们将开始远离B. 假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近C. 假设将两个分子从r=r1处释放，它们的加速度先增大后减小D. 假设将两个分子从r=r1处释放，当r=r2时它们的速度最大5．如图所示，一导热性能良好．．．．．的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计。
气缸内封闭了一定质量的气体，气体分子间的相互作用不计。
现缓慢地逐渐向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中A. 气体的内能增大B. 气缸内分子的平均动能增大C. 单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数一定增多D. 因为外界对气体做了功，所以气体的温度是升高的7．下列说法中正确的是A. 物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大B. 气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C. 物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大D. 分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小8．关于热现象，下列说法不正确的是A. 若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量，则气体分子的平均动能减小B. 悬浮在液体中的颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈C. 液晶与多晶体一样具有各向同性D. 当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小9．下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有A. 用锯子锯木料，锯条温度升高B. 阳光照射地面，地面温度升高C. 锤子敲击钉子，钉子变热D. 擦火柴时，火柴头燃烧起来10．下列说法中正确的是A. 物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大B. 温度相等的两个物体接触，它们各自的内能不变且内能也相等C. 若冰熔化成水时温度不变且质量也不变，则内能是增加的D. 每个分子的内能等于它的势能和动能之和11．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋的四周被挤压时A. 外界对袋内气体做功，气体内能增大，温度升高B. 外界对袋内气体做功，气体内能减小，温度降低C. 袋内气体对外界做功，气体内能增大，温度不变D. 袋内气体对外界做功，气体内能减小，温度降低12．下列说法正确的是A. 常温常压下，一定质量的气体，保持体积不变，压强将随温度的增大而增大B. 用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功3.5×105J同时空气的内能增加了2.5×105J，则空气从外界吸收热量1×105JC. 物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零D. 热量从低温物体传到高温物体是不可能的13．下列说法中正确的是A. 当两分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的距离越大，分子势能越小B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 在空气中一定质量的100ºC的水吸收热量后变成100ºC的水蒸汽，则吸收的热量大于增加的内能D. 对一定质量的气体做功，气体的内能不一定增加E. 热量不可以从低温物体向高温物体传递14．关于热现象，下列说法中正确的是A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分于运动的无规则性B. 扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动C. 自然界中所有宏现过程都具有方向性D. 可利用高科技手段、将流散的内能全部收集加以利用，而不引起其他变化E. 对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到15．下列说法中，表述正确的是A. 气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和.B. 理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的C. 外界对气体做功时，其内能可能会减少D. 给自行车打气，越打越困难主要是因为胎内气体压强增大，而与分子间的斥力无关16．关于布朗运动，下列说法中正确的是A. 布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用B. 布朗运动是分子无规则运动的反映C. 悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D. 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E. 布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关17．下列说法中正确的是A. 只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数B. 硬币或者钢针能够浮于水面上，是由于液体表面张力的作用C. 晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性D. 影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距E. 随着科技的发展，可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化18．18．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态。
高三复习高中物理重点知识习题 选修3-3热学 - (含答案)
第十三章 选修3-3 热学1、(2018·全国卷Ⅱ，33)(1)(5分)对于实际的气体，下列说法正确的是________。
(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分)A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能(2)(10分)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a 和b ，a 、b 间距为h ，a 距缸底的高度为H ；活塞只能在a 、b 间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。
已知活塞质量为m ，面积为S ，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p 0，温度均为T 0。
现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b 处。
求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。
重力加速度大小为g 。
答案 (1)BDE (2)()1＋h H ()1＋mg p 0S T 0 (p 0S ＋mg )h 解析 (1)实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B 、D 、E 正确，A 、C 错误。
(2)开始时活塞位于a 处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。
设此时汽缸中气体的温度为T 1，压强为p 1，根据查理定律有p 0T 0＝p 1T 1①根据力的平衡条件有p 1S ＝p 0S ＋mg ②联立①②式可得T 1＝()1＋mg p 0S T 0③ 此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b 处，设此时汽缸中气体的温度为T 2；活塞位于a 处和b 处时气体的体积分别为V 1和V 2。
根据盖－吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2④式中V 1＝SH ⑤V 2＝S (H ＋h )⑥联立③④⑤⑥式解得T 2＝()1＋h H ()1＋mg p 0S T 0⑦ 从开始加热到活塞到达b 处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为W ＝(p 0S ＋mg )h ⑧ 2.(1)(5分)下列说法正确的是________。
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题（含答案）
高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题（含答案）高中物理选修3-3热学《气体》单元测试题一、选择题（共8小题，每小题6分，共48分）1. 有下列几种说法，其中错误的是A. 气体体积等于各个气体分子体积之和B. 气体的压强由大量气体分子对器壁的频繁碰撞而产生C. 温度越高，气体分子平均速度越大D. 一定质量的气体，体积不变时，分子平均速度越大，气体压强也越大2. 如图1所示，在U 型管的封闭端A 内有一部分气体，管中标斜线部分均为水银，则A 内气体的压强应为下述关系式中的：A. p=h 2B.p=p 0－h 1－h 2C.p=p 0－h 2D. p=p 0+h 13. 关于摄氏温度与热力学温度的换算中，下面说法错误的是A. 10℃=283KB.升高10℃就是升高283KC.－10℃=263KD. 降低到－10℃就是降低到263K4、如图汽缸由不传热的活塞把缸内理想气体分成两部分，当Ⅰ、Ⅱ两部分气体的热力学温度之比为3：2，他们的体积之比为2：1，如图所示，如果把气体Ⅰ升温到127℃，气体Ⅱ降温到－73℃，不计活塞和汽缸间的摩擦，活塞达到平衡后，两部分气体体积之比为A. 2：1B. 3：2C.5：2D.8：215.将一端开口的均匀玻璃管，开口竖直向下放入水银槽中，管上端封闭有空气，开始时管内外水银高度差为h ，现用力F 将管缓慢即匀速的提起，如图8—3所示，则在匀速提升过程中，作用在管外竖直向上的拉力F 的变化情况为：（设管不离开水银面）A. 逐渐增大B.逐渐减小C. 不变D. 不能判定6.如图所示，一定质量理想气体经历ab 、bc 、cd 、da 四个过程，正确的是A. ab 过程中气体压强减小B. bc 过程中气体压强减小C. cd 过程中气体压强增大D. da 过程中气体压强增大7.如图所示，一段水银柱把部分空气封闭在粗细均匀的玻璃管里，在玻璃管里先通过封闭端口的水平轴，顺时针旋转一周，下列说法正确的是A. 封闭端内的空气压强由大变小，又由小变大，恢复原值B. 封闭端内的空气压强由小变大，又由大变小，恢复原值C. 封闭端的空气体积由大变小，又由小变大，恢复原值D. 封闭端的空气体积由小变大，又由小变大，恢复原值8.在两端封闭内径均匀的玻璃观中有一段水银柱，起两端是空气，当玻璃管水平放置时，两端的空气柱长恰好相等，压强为p 厘米汞柱高，当玻璃管竖直放置时，上段空气柱的长度是下段的2倍，则玻璃观中的水银长的厘米数是：A. PB.3p/4C. p/2D.p/4图8—3二、填空题（每题6分，共12分）9.如图，两端都开口的倒U形玻璃管，B端插入水银槽中，而在右边管内有一段长为5cm的水银柱处于平衡状态，则左管内外水银面高度差为_______ cm，若把该管缓慢竖直向上提起2cm，则左管内外水银面高度差将______，右管内水银柱将向____移动10.温度为273℃，压强为0.5atm的空气密度为kg/m3。
高中物理3-3热学知识点归纳(全面、很好)
选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是错误！未找到引用源。
（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是错误！未找到引用源。
（3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁）1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：错误！未找到引用源。
设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ． 分子质量： 错误！未找到引用源。
分子体积:错误！未找到引用源。
（对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小） 分子直径:球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型）立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量．A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动（1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。
（2）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。
布朗运动不是分子本身的 运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。
（3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。
（4）布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。
简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
（5）影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。
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专题七选考部分第1讲热学(选修3-3模块)(建议用时:40分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B.杯中的茶水慢慢冷却,该过程中有的水分子的运动速率反而增大了C.清晨时阳光透过窗户射入房间,观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动D.在南方的梅雨季节,湿衣服较不容易晾干,这是相对湿度较大的缘故E.空调可以把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外而不引起其他变化(2)(10分)如图所示,体积为V的汽缸由导热性良好的材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成体积相等的上下两部分,汽缸上部通过单向阀门K(气体只能进入汽缸,不能流出汽缸)与一打气筒相连.开始时,汽缸内上部分空气的压强为p0,现用打气筒向汽缸内打气.已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为的空气,当打气49次后,稳定时汽缸上下两部分的体积之比为 9∶1,重力加速度取g,外界温度恒定,不计活塞与汽缸间的摩擦,所有气体均可看成理想气体.求活塞的质量m.解析:(1)液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性,液晶显示器就是利用了液晶的这一特点,故A正确;当温度降低时,大部分的液体分子的速率减小,但个别液体分子的速率增加,故B正确;空中飞舞的粉尘的运动是由于气流的作用而引起的宏观运动,不是布朗运动,故C错误;在南方的梅雨季节,空气的相对湿度较大,蒸发变慢,湿衣服较不容易晾干,故D正确;根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸取热量使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,因此空调把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外需要消耗电能,故E错误.(2)以打入49次气体和缸内上部分气体为研究对象,开始时,V1=+49×=,p1=p0,打气49次后V2=,由玻意耳定律得p1V1=p2V2代入数据解得p2=6p0以下部分气体为研究对象,初态:V 3=,p3=p0+末态:V 4=,p4=p2+由玻意耳定律可知p3V3=p4V4,联立解得m=.答案:(1)ABD (2)2.(15分)(2019·河南洛阳模拟)(1)(5分)下列说法正确的是. (填正确答案标号)A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大B.处于完全失重的水滴呈球形,是液体表面张力作用的结果C.水蒸气的压强不再发生变化,说明蒸发和液化达到动态平衡D.晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体E.一定质量的理想气体体积不变时,温度越高,单位时间内器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多(2)(10分)如图所示,粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,左管口封闭,管中一段水银在左管中封闭一段空气柱,空气柱长为6 cm,右管中水银液面离管口高度为4 cm,已知大气压强为76 cmHg,环境温度为300 K.①若将环境温度降低,使左右管中水银面相平,则环境的温度应降为多少?②若从右管口推入一个活塞,活塞与玻璃管内壁气密性好,缓慢推动活塞,使玻璃管两边水银面相平,则活塞在玻璃管中移动的距离为多少?解析:(1)在一定温度条件下,空气的相对湿度越大,水蒸发越慢,人就感到越潮湿,故当人们感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大,但绝对湿度不一定大,故A错误;处于完全失重状态时,由于液体表面张力作用,水滴呈球形,故B正确;水蒸气达到饱和时,水蒸气的压强不再变化,水的蒸发与水蒸气的液化达到平衡,是一种动态平衡,故C正确;单晶体一定有规则的几何形状,而多晶体与非晶体没有天然规则的几何形状,故D错误;气体体积不变时,温度越高,由pV=CT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.(2)①开始时,封闭气体的压强大小为p1=p0+h=78 cmHg降温后,两边液面相平时,封闭气体的压强大小为p2=p0=76 cmHg根据理想气体状态方程有=其中L1=6 cm,L2=5 cm,T0=300 K求得T=243.6 K.②设活塞移动的距离为x,两管中气体的压强为p,对左管中气体研究有p1L1S=pL2S对右管中气体研究有:p0L3S=p(L2-x)S其中L3=4 cm解得x=1.75 cm.答案:(1)BCE (2)①243.6 K ②1.75 cm3.(15分)(2019·山东潍坊模拟)(1)(5分)下列说法中正确的是.(填正确答案标号)A.一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,气体的压强会变大.这是因为气体分子的密集程度增加B.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而减小C.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动D.一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和E.当气体膨胀时,气体对外界做正功,因而气体的内能减小(2)(10分)如图所示,竖直圆筒是固定不动的,粗筒横截面积是细筒的3倍.细筒内封闭一定质量的理想气体Ⅰ,气柱长L1=25 cm,粗筒中A,B 两个轻质活塞间充满空气Ⅱ(可视为理想气体)气柱长L2=28 cm,在两个活塞之间的筒壁上有一个小孔,小孔与活塞A,B间距相等并与外面的大气相通.两活塞与筒壁间的摩擦不计.开始时,A,B两个活塞处于平衡状态,活塞A上方的水银高H=15 cm,水银面与粗筒上端相平.现使活塞B缓慢上移,直至将水银质量的推入细筒中,设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强.求:①此时气体Ⅰ的压强.②活塞B向上移动的位移.解析:(1)根据压强的微观意义可知,一定质量的理想气体,当温度保持不变时,压缩气体,因为气体分子的密集程度增加,气体的压强会变大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离增大,分子力做正功,分子势能随分子间距离增大而减小,故B正确;布朗运动的剧烈程度与温度有关,原因是液体分子的运动与温度有关,我们将分子的运动叫分子热运动,但布朗运动不是热运动,故C错误;理想气体不计分子势能,一定质量的理想气体的内能等于所有气体分子动能的总和,故D正确;当气体膨胀时,气体对外界做正功,若从外界吸热,则气体内能可能增大,故E错误.(2)①初态封闭气体Ⅰ压强p1=p0-ρgH=60 cmHg水银上升到细筒中,设粗筒横截面积为S,进入细筒的水银高度为h1则HS=h1即h1=H=15 cm.留在粗筒中水银高度为h2=10 cm由玻意耳定律可得p1L1=p1′(L1-h1)解得p1′=150 cmHg.②活塞到达小孔时封闭气体Ⅱ初状态p2=P0,V1=·S末状态:p2′=p1′+h1+h2=175 cmHg,V2=L2′·S对封闭后的气体Ⅱ根据玻意耳定律得p0S=p2′L2′S解得L2′=6 cm活塞B上升的距离Δh=L2+H-(h2+L2′)=27 cm.答案:(1)ABD (2)①150 cmHg ②27 cm4.(15分)(1)(5分)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录.在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K.某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化.如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3,如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体.①则990 m深处封闭气体的体积为.(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)②下潜过程中封闭气体(选填“吸热”或“放热”),传递的热量(选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功. (2)(10分)如图所示,一定质量的理想气体从A状态经过一系列的变化,最终回到A状态,求C状态的温度以及全过程中气体吸收或放出的热量,已知A状态的温度为27 ℃.解析:(1)①当汽缸下潜至990 m深处时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100 atm根据理想气体状态方程得=代入数据得V=2.8×10-2 m3.②下潜过程中温度降低,则ΔU<0,气体体积减小,则W>0,由ΔU=Q+W知,Q<0,放热,且|Q|>W.(2)气体由A到B过程:初状态:p A=1×105 Pa,T A=300 K,V A=10 L末状态:p B=2×105 Pa,V B=20 L由理想气体状态方程得=,可得T B=1 200 KB到C过程为等容变化:=,可得T C=2 400 K整个过程中温度不变:ΔU=Q+W=0因为外界对气体做功可以用图象所围的面积来表示,故W=1.5×103 J则Q=-1.5×103 J,即气体放出热量为1.5×103 J.答案:(1)①2.8×10-2 m3②放热大于(2)见解析5.(15分)(2019·福建福州三模)(1)(5分)关于热力学定律,下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少B.第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律C.热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律D.从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律E.熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展(2)(10分)如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分,右管内有一质量不计的轻质活塞封闭一定质量的理想气体,活塞上方玻璃管未画出(足够长).已知大气压强p0=75 cmHg,管内水银柱的高度为L=7.5 cm,空气柱的长度为L0= 30 cm,U形管底部宽度为10 cm.现用力缓慢地把活塞向上提起h= 15 cm,求:①空气柱内气体的压强p1.②保持活塞的位置不变,打开U形管底部的开关,稳定后空气柱内气体的压强p2.解析:(1)一定质量的理想气体等压膨胀,若从外界吸热,温度升高,则内能增加,故A错误;第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律,故B正确;热力学第二定律是反映宏观自然过程的方向性的定律,并不是从另一个侧面阐述能量守恒定律,故C错误;从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律,故D正确;熵是系统内分子运动无序性的量度,从微观角度看,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,故E正确.(2)①设U形管的横截面积为S,由玻意耳定律有p0L0S=p1(L0+h)S解得p1=50 cmHg.②设打开开关稳定后左管内水银没有全部进入U形管的水平部分,此时水银面下降Δh,则有p2=p0-2Δh根据玻意耳定律有p0L0S=p2(L0+h-Δh)S联立解得Δh=7.5 cm或Δh=75 cm(舍去)由Δh=7.5 cm=L,且U形管底部宽度为10 cm,说明打开开关稳定后,左管内的水银刚好全部进入U形管的底部.则稳定后空气柱内气体的压强为p2=p0-2ρgL=60 cmHg.答案:(1)BDE (2)①50 cmHg ②60 cmHg6.(15分)(2019·黑龙江哈尔滨四模)(1)(5分)下列说法正确的是.(填正确答案的标号)A.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性B.无论科学技术怎样发展,热量都不可能从低温物体传到高温物体C.晶体在熔化过程中要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变D.对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热E.悬浮在液体中的颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈(2)(10分)如图所示,一圆柱形绝热汽缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量不计、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时停止加热,活塞上升了2h并稳定,此时气体的热力学温度为T1.已知大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气,求:①加热过程气体的内能增加量.②停止对气体加热后,在活塞上缓慢添加沙粒,当添加沙粒的质量为m0时,活塞恰好下降了h,求此时气体的温度.解析:(1)根据热力学第二定律可知,宏观自然过程自发进行是有方向性的,能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性,故A正确;热量可以从低温物体传到高温物体,比如空调制冷,故B错误;晶体在熔化过程中吸收热量,温度不变,分子势能增大,分子平均动能不变,内能增大,故C错误;对于一定质量的气体,如果压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知,温度升高,内能增大,根据热力学第一定律可知,气体对外做功,它一定从外界吸热,故D正确;布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈,故E正确.(2)①加热过程气体做等压变化,且封闭气体压强为p1=p0外界对气体所做的功W=-2p0Sh由热力学第一定律可知ΔU=W+Q解得ΔU=Q-2p0Sh.②对封闭气体,初态:p1=p0,V1=3h·S.添加沙粒后p 2=+p0,V2=2h·S由理想气体状态方程得=解得T2=.答案:(1)ADE (2)①Q-2p0Sh ②。