高中物理气体动理论和热力学题库8370004
高三物理复习 题型专练2 分子动理论、热力学定律和气体性质
专练2 分子动理论、热力学定律和气体性质(限时：40分钟)1．(2013·重庆·10(1))某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时( ) A．室内空气的压强比室外的小B．室内空气分子的平均动能比室外的大C．室内空气的密度比室外的大D．室内空气对室外空气做了负功答案 B解析房间没有密闭，对房间内气体加热时，内外压强始终相等，但温度升高时，气体分子的平均动能变大．B项对，A项错．此时室内外空气密度应相等，C项错．室内气体膨胀对外做功，对室外气体做正功，D项错．2．如图1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E p 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1A．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≥x1答案BD解析由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，动能最大，速度最大，加速度为零，由于两分子总能量为零，所以，乙分子在P点(x＝x2)时有E k＋(－E0)＝0，解得E k＝E0，A 错误，B正确；乙分子在Q点(x＝x1)时，动能并非最大，即加速度不等于零，不是平衡状态，C错误；乙分子在x1处时，分子势能为零，动能亦为零，由E k≥0，E p＝－E k≤0得乙分子的运动范围为x≥x1，选项D正确．3．对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力．当温度升高时( ) A．气体的内能不变B．气体分子的平均动能增加C．气体一定从外界吸收热量D．外界一定对气体做功答案 B4．下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是( ) A．气体容易被压缩B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C．两块纯净的铅块紧压后合在一起D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动答案 C解析气体容易被压缩说明气体分子之间距离大，高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出说明密闭的钢管中分子之间有间隙，两块纯净的铅块紧压后合在一起说明分子间有相互作用力，滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动属于液体的扩散现象，说明分子在做无规则运动．5．如图2所示，固定在地面上的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体，气体分子之间的相互作用力可以忽略．假设气缸壁的导热性能很好，环境的温度保持不变．若用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，关于此气缸内气体的下列结论，其中正确的是( )图2A．气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的压强不变B．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少C．因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功D．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律答案BC解析用外力F将活塞B缓慢地水平向右拉动，则在拉动活塞的过程中，气体做等温膨胀，分子的平均速率不变，气体的体积增大，压强减小，选项A错误；气体做等温膨胀，由于体积增大，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，选项B正确；因为气体内能不变，所以气体从外界吸收的热能全用来对外做功，选项C正确；气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但是体积增大了，引起了其他变化，因此此过程不违反热力学第二定律，选项D错误．6．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量D．在完全失重的状态下，气体的压强为零答案 A解析若理想气体的压强和体积都不变，则温度不变，其内能也一定不变，选项A正确；若气体的温度不断升高，体积不断增大，其压强不一定不断增大，选项B错误；若气体温度升高1 K，由于等容过程体积不变，不对外做功，其等容过程所吸收的热量一定小于等压过程所吸收的热量，选项C错误；气体的压强是由气体分子对器壁的频繁碰撞产生的，在完全失重的状态下，气体的压强不为零，选项D错误．7．如图3所示，倒悬的导热气缸中有一个可无摩擦上下移动且不漏气的活塞A，活塞A的下面吊着一个重物，气缸中封闭着一定质量的理想气体．起初各部分均静止不动，大气压强保持不变．对于气缸内的气体，当其状态缓慢发生变化时，下列判断正确的是( )图3A．若环境温度升高，则气体的压强一定增大B．当活塞向下移动时，外界一定对气体做正功C．保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体一定会吸热D．若环境温度降低，缓慢增加重物的质量，气体体积可能保持不变答案CD解析若环境温度升高，气体将会等压膨胀，气体的压强不变，选项A错误；当活塞向下移动时，气体对外界做正功，选项B错误；保持环境温度不变，缓慢增加重物的质量，气体压强减小，体积增大，对外做功，内能不变，气体一定会吸热，选项C正确；若环境温度降低，气体温度降低，缓慢增加重物的质量，气体压强减小，气体体积可能保持不变，选项D正确．8．关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A．物体的温度不能降到0 KB．一定量气体，吸热200 J，内能减少20 J，气体对外做功220 JC．利用高科技手段，可以将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化D．一定质量的100 °C的水吸收热量后变成100 °C的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能答案 ABD解析 0 K 为宇宙的最低温度，只能接近不能达到，选项A 正确；由热力学第二定律可知，ΔU ＝Q ＋W ，W ＝－20 J －200 J ＝－220 J ，选项B 正确；由热力学定律可知，热量的散失具有不可逆性，不能完全收集起来而不引起其他变化，选项C 错误；一定质量的100 °C 的水吸收热量后变成100 °C 的水蒸气，内能不变，但体积增大，对外做功，说明吸收的热量大于增加的内能，选项D 正确．9． 如图4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，则被封闭气体体积与热力学温度的关系最接近( )图4答案 A解析 根据理想气体状态方程pV T ＝C (常量)得：V ＝C p T ，图线的斜率为C p.在水银柱升入细管前，封闭气体先做等压变化，斜率不变，图线为直线；水银柱部分进入细管后，气体压强增大；当水银柱全部进入细管后，气体的压强又不变，V －T 图线又变为直线，只是斜率比原来的小．A 图正确．10．每逢重大庆典人们都会释放很多气球，五颜六色的气球缓慢上升彰显了喜庆的气氛，随着距地面高度的增大，大气压强逐渐减小，最终气球在空中炸裂．若不计环境温度的变化和分子间的相互作用力，气球在缓慢上升的过程中( )A ．气球内的气体内能增大B ．气球内的气体对外做功C ．气球内的气体分子单位时间内对气球单位面积的撞击次数增加D ．气球内的气体吸收热量全部对外做功违背了热力学第二定律答案 B解析 由于温度不变，气体内能不变．由于压强减小，温度不变，体积膨胀，气体对外做功，气体分子对气球单位面积的撞击次数减少，气球吸收热量全部对外做功，但引起了其他变化，不违背热力学第二定律，故B正确．11．如图5是一定质量的理想气体的p－V图，气体从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B(图中实线)和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2.下列说法中正确的是( )图5A．从C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功B．若气体沿直线由A→B，则气体的温度先降低后升高C．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的D．若B→C过程放热200 J，D→A过程吸热300 J，则D→A过程气体对外界做功100 J 答案AD解析从C→D过程为等温过程，气体体积减小，压强增大，由热力学第一定律可知，A 正确；从A→B过程，虚线与等温线AB的距离先增加再减小，气体的温度先升高再降低，B错误；从B→C过程气体体积不变，分子的密集程度不变，压强降低是由于温度减小，分子平均速率减小而引起的，C错误；状态C、状态D温度相同有相同的内能，A、B温度相同有相同的内能，由热力学第一定律分析可得D正确．12．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明( ) A．气体分子的平均动能增大B．气体分子的平均动能减小C．每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．每秒撞击单位面积器壁的分子数减少答案 C13．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2.5×105 J，则空气从外界吸收热量1×105 JC．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答案 A解析根据一定质量气体压强、温度和体积的关系可知，体积一定时，气体温度升高，则压强增大，A项正确；由热力学第一定律可知，ΔU＝W＋Q，所以气体应向外界放热，B项错；物体的温度为热力学温度0 K时，分子的平均动能为零，C项错；热量可以自发地从低温物体传到高温物体，如空调可以把热量从温度较低的室内转移到室外，D项错．14．一空的铝制易拉罐开口向下浸没在恒温游泳池的水中，现将易拉罐缓慢下压，关于罐内空气(可视为理想气体)，下列说法正确的是( ) A．压强增大B．分子间的平均距离减小C．对外界做功D．向外界放热答案ABD解析在恒温游泳池的水中，罐内空气温度不变，内能不变．将易拉罐缓慢下压，压强增大，体积减小，分子间的平均距离减小，外界对气体做功，由热力学第一定律，气体向外界放热，选项A、B、D正确，C错误．。
热力学定律与分子动理论与气体的练习题
热力学定律与能量守恒定律1.分子间的相互作用力分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。
2.分子势能的理解热力学第一定律1．改变内能的两种方式的比较做功热传递内能变化在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少在单纯的热传递过程中，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少热力学第一定律ΔU＝W＋Q。
2．温度、内能、热量、功的比较概念温度内能(热能)热量功含义表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义物体内所有分子动能和势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能是热传递过程中内能的改变量，热量是用来量度热传递过程中内能转移的多少做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程关系温度和内能是状态量，热量和功则是过程量。
热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移第1页热力学第二定律的两种表述(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。
(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。
或表述为“第二类永动机是不可能制成的。
”两类永动机的比较第一类永动机第二类永动机不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响的机器违背能量守恒，不可能制成 不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能制成理想气体物态方程RT M MPV molR 称为“普适气体常数 ”(1)理想气体分子本身的大小可以忽略不计，分子可视为质点．(2)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力，故无分子势能，理想气体的内能等于所有分子热运动动能之和，一定质量的理想气体内能只与温度有关．练习题：1.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 ，则下列正确的是（ A ） A ．T Ⅰ＞T Ⅱ＞T Ⅲ B ．T Ⅲ＞T Ⅱ＞T Ⅰ C ．T Ⅱ＞T Ⅰ，T Ⅱ＞T Ⅲ D ．T Ⅰ＝T Ⅱ＝T Ⅲ2．分子间有相互作用势能，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（ B ） 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，最后小于零 D ．先增大，后减小，最后大于零3．如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。
分子动理论、热和功、气体试题
《分子动理论、热和功、气体》试题一、选择题（下列题的四个选项中有一个或几个是正确的，全对得4分，不全得2分，有错或不选得0分）1、关于布朗运动，下列说法错误的是（）A、布朗运动就是分子的不规则运动；B、布朗运动是液体中的悬浮微粒在周围液体分子撞击下发生的不规则运动；C、悬浮微粒越大，布朗运动越不明显；D、布朗运动不是分子运动，但它间接地证明了分子运动。
2、关于物体的内能，下列说法正确的是（）A、温度高的物体比温度低的物体内能大；B、物体体积增大时内能也增大；C、内能相同的物体，它们的分子动能一定相同；D、内能不相同的物体，它们的分子平均动能可以相同。
3、某种气体的摩尔质量为M，每摩尔的任何气体在标准状态下的体积为V0，阿伏加德罗常数为N A，则下列叙述不正确的是（）A、气体在标准状态下的密度是M/V0；B、每个气体分子的质量为M/N A；C、每个气体分子的体积为V0/N A；D、此气体在标准状态下的分子数密度为N A/V0。
4、对于质量和温度都相同的氧气和氢气，下列哪些物理量相同（）A、分子的平均动能；B、每个分子的速率；C、气体的总分子动能；D、气体的内能。
5、一定质量的理想气体，如果保持温度不变而吸收了热量，那么气体的（）A、体积一定增大，内能一定改变；B、体积一定减小，内能一定保持不变；C、压强一定增大，内能一定改变；D、压强一定减小，内能一定不变。
6、下列说法中，不正确的是（）A、做功和热传递都可以改变物体的内能它们是等效的；B、功和热量都可以量度物体内能的改变，所以它们没有区别；C、功和热量都可以用焦耳做单位；D、功和热量都可以相互转化。
7、当两个分子之间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间相互作用力的引力和斥力，正确的是（）A、两个分子之间的距离小于r0时，它们之间只有斥力作用；B、两个分子之间的距离小于r0时，它们之间只有引力作用；C、两个分子之间的距离小于r0时，它们之间既有引力作用又有斥力作用，而且斥力大于引力；D、两个分子之间的距离等于2r0时，它们之间既有引力作用又有斥力作用，而且引力大于斥力。
高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。
气体动、热练习题(含答案)
（温度、气体动理论及热力学基础）1．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p 0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强为 。
2． 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于。
3．已知f (v )为麦克斯韦速率分布函数，v p 为分子的最概然速率．则()⎰p f v v v 0d 表示 ；速率v ＞v p 的分子的平均速率表达式为 ．4． 一超声波源发射超声波的功率为10 W ．假设它工作10 s ，并且全部波动能量都被1 mol 氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少？(氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R ＝8.31 J·mol -1·K -1 )5． 设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，求循环的效率．6． 一瓶氦气和一瓶氮气分子数密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则氦气的温度 氮气的温度，氦气的压强 氮气的压强。
(选填：相等、大于、小于)7． 一定量的理想气体，从a 态出发经过①或②过程到达b 态，acb 为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q 1、Q 2是(A) Q 1>0，Q 2>0． (B) Q 1<0，Q 2<0．(C) Q 1<0，Q 2>0． (D) Q 1>0，Q 2<0．8．给定理想气体(比热比为γ)，从标准状态(p 0,V 0,T 0)开始作绝热膨胀，体积增大到2倍．膨胀后温度T 、压强p 与标准状态时T 0、p 0之关系为 (A) 021T T γ)(=； 0121p p -=γ)(． (B) 0121T T -=γ)(；021p p γ)(=． (C) 021T T γ-=)(；0121p p -=γ)( (D) 0121T T -=γ)(；021p p γ-=)(．9．对一定质量的理想气体进行等温压缩．若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024，则当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为__________．10．一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的4倍；再经过等温过程使其体积膨胀为原来的2倍，则分子的平均碰撞频率变为原来的__________倍．11．一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是_____________________，而随时间不断变化的微观量是_______________________. 12．当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比()()e H H 2M M 和内能比()()e H H 2E E ．（将氢气视为刚性双原子分子气体）13．计算下列一组粒子的平均速率和方均根速率．14．如果一定量的理想气体，其体积和压强依照2 p a V =的规律变化，其中a 为已知常量．试求： (1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功； (2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比．15．如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。
气体动理论---习题及答案解析
气体动理论练习1一、选择题1. 在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态。
A种气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体的分子数密度为3n1，则混合气体的压强p为( )A. 3p1;B. 4p1;C. 5p1;D. 6p1.2. 若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为( )A. pVm⁄； B. pVkT⁄； C. pV RT⁄； D. pV mT⁄。
3. 一定量某理想气体按pV2=恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度( )A. 将升高；B. 将降低；C. 不变；D. 升高还是降低，不能确定。
二、填空题1. 解释下列分子动理论与热力学名词：(1) 状态参量：；(2) 微观量：；(3) 宏观量：。
2. 在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是：(1) ；(2) 。
练习2一、选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是( )A. p1>p2；B. p1<p2；C. p1=p2；D. 不能确定。
2. 两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数为n，单位体积内的气体分子的总平动动能为E kV⁄，单位体积内的气体质量为ρ，分别有如下关系( )A. n不同，E kV⁄不同，ρ不同；B. n不同，E kV⁄不同，ρ相同；C. n相同，E kV⁄相同，ρ不同；D. n相同，E kV⁄相同，ρ相同。
3. 有容积不同的A、B两个容器，A中装有刚体单原子分子理想气体，B中装有刚体双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能E A和E B的关系( )A. E A<E B；B. E A>E B；C. E A=E B；D.不能确定。
气体动理论测试题
4．测验题4.1 选择题4.1.1 温度与气体动理论1 一瓶氦气和一瓶氮气质量密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡态，则它们（）（A）温度相同、压强相同。
（B）温度、压强都不同。
（C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强。
（D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。
3 一定量的理想气体，在温度不变的情况下，当容积增大时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程λ的变化情况是（）（A）Z减小而λ不变（B）减小而λ增大（C）Z增大而λ减小132（D）Z不变而 增大4 摩尔数相同的氦（He）和氢（H2），其压强和分子数密度相同。
则它们的（）（A）分子平均速率相同；（B）分子平均动能相等；（C）内能相等；（D）平均平动动能相等。
5 在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比V1/V2=1/2，则其E1/E2为（）（A）1/2 （B）5/3 （C）5/6（D）3/106 一定量的理想气体盛于容器中，则该气体分子热运动的平均自由程仅决定于（）（A）压强P（B）体积V（C）温度T（D）分子的平均碰撞频率7 在下面四种情况中，何种将一定能133134使理想气体分子平均碰撞频率增大？（ ）（A ）增大压强，提高温度（B ）增大压强，降低温度（C ）降低压强，提高温度（D ）降低压强，保持温度不变8 图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布情况。
由图可知，氢气分子的最可几速率为（ ）（A ）1000m/s（B ）1414m/s（C ）1732m/s（D ）2000m/s 9 气体分子速率分布函数为：Ndv dN v f =)(，设v p 为最概然速率，则⎰∞p v dv v f v )(2的物理意义是（ ）（A ）表示速率处在v p →∞区间中的分子速(m/s)f (v ) 题8用图135 率平方的平均值；（B ）表示速率处在v p →∞区间中的分子数；（C ）表示速率处在v p →∞区间的概率；（D ）表示速率处在v p →∞区间中所有的分子速率平方总和被总分子数除。
第七章 气体动理论答案
一．选择题1、（基础训练1）［ C ］温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w 都相等． (B) ε相等，而w 不相等．(C) w 相等，而ε不相等． (D) ε和w 都不相等． 【解】：分子的平均动能kT i2=ε，与分子的自由度及理想气体的温度有关，由于氦气为单原子分子，自由度为3；氧气为双原子分子，其自由度为5，所以温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε不相等；分子的平均平动动能kT w 23=，仅与温度有关，所以温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均平动动能w 相等。
2、（基础训练3）［ C ］三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n 相同，而方均根速率之比为()()()2/122/122/12::C B A v v v＝1∶2∶4，则其压强之比A p ∶B p ∶C p 为：(A) 1∶2∶4． (B) 1∶4∶8． (C) 1∶4∶16． (D) 4∶2∶1．【解】：气体分子的方均根速率：MRTv 32=，同种理想气体，摩尔质量相同，因方均根速率之比为1∶2∶4，则温度之比应为：1：4：16，又因为理想气体压强nkT p =，分子数密度n 相同，则其压强之比等于温度之比，即：1：4：16。
3、（基础训练8）［ C ］设某种气体的分子速率分布函数为f (v )，则速率分布在v 1~v 2区间内的分子的平均速率为 (A)⎰21d )(v v v v v f ． (B) 21()d v v v vf v v ⎰．(C)⎰21d )(v v v v v f /⎰21d )(v v v v f ． (D)⎰21d )(v v v v v f /0()d f v v ∞⎰ ．【解】：因为速率分布函数f (v )表示速率分布在v 附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分率，所以⎰21d )(v v v v v f N 表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子的速率总和，而21()d v v Nf v v ⎰表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子数总和，因此⎰21d )(v v v v v f /⎰21d )(v v v v f 表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子的平均速率。
高二物理热力学原理练习题及答案
高二物理热力学原理练习题及答案一、选择题1.热力学是研究什么的科学？A.物质的热运动和传热现象B.物质的化学性质C.物质的力学性质D.物质的光学性质答案：A2.下列哪个不属于热力学中的基本概念？A.热平衡B.热力学第一定律C.摩尔气体定律D.热力学第二定律答案：C3.热力学第一定律是指什么？A.能量守恒B.熵增原理C.热平衡状态D.热力学函数定义答案：A4.以下哪个过程是等温过程？A.绝热膨胀B.绝热压缩C.等容过程D.等压过程答案：A5.下列哪项是热力学第二定律的表述？A.熵增原理B.热平衡状态C.热力学函数定义D.内能守恒答案：A二、填空题1.气体温度的单位是_________。
答案：摄氏度（℃）2.某物体的热容为50 J/℃，将其加热10℃，所需的热量为_________。
答案：500 J3.理想气体状态方程为_________。
答案：PV=nRT4.内能是指物体_________。
答案：分子的平均动能5.密封容器中的气体，在绝热条件下压强增加，温度_________。
答案：增加三、计算题1.一根铁棒原长为50 cm，被火烧热，变长为50.3 cm。
已知铁的线胀系数为12×10^-6/℃，求温度升高了多少度？答案：ΔL = αLΔTΔT = ΔL / (αL) = 0.3 cm / (12×10^-6/℃ × 50 cm) ≈ 0.5 ℃2.一瓶空气体积为2 L，在压强保持不变的条件下温度升高了100℃，求气体内能的增加量。
答案：ΔU = nCΔTΔU = 2L × （100℃+273.15K）× 8.31 J/(mol·K) ≈ 4000 J3.某容器中有1 mol理想气体，初温为200℃，初容积为5 L，末温为400℃，求末容积。
答案：P1V1/T1 = P2V2/T2V2 = V1 × T2/T1 = 5 L ×（400℃+273.15K）/（200℃+273.15K）≈ 7.22 L四、解答题1.简述热力学第一定律的内容。
高中物理专题练习-分子动理论 气体 热力学定律(含答案)
高中物理专题练习-分子动理论气体热力学定律（含答案）(时间：45分钟)1．(江苏单科,12A)(12分)一种海浪发电机的气室如图所示.工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.(1)(多选)下列对理想气体的理解,正确的有________.A．理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D．在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中,两个阀门均关闭.若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104 J,则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104 J.(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27 ℃,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压.已知1 mol气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1.计算此时气室中气体的分子数.(计算结果保留一位有效数字)2．(江苏单科,12A)(12分)(1)对下列几种固体物质的认识,正确的有________.A．食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”).(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.3．(新课标全国卷Ⅰ,33)(15分)(1)(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,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变(2)(10分)如图,一固定的竖直汽缸由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m1＝2.50 kg,横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg,横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa,温度为T＝303 K.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T1＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.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.4．(新课标全国卷Ⅱ,33)(15分)(1)(5分)关于扩散现象,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分) 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(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h1＝10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0＝75.0 cmHg.(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(ⅱ)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.5．(山东理综,37)(12分)(1)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是________.(双选,填正确答案标号)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(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303K 时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p 0,温度仍为303 K.再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：(ⅰ)当温度上升到303 K 且尚未放气时,封闭气体的压强；(ⅱ)当温度恢复到300 K 时,竖直向上提起杯盖所需的最小力.答案1．解析 (1)理想气体是一种理想化模型,忽略了气体分子之间的相互作用,实际上并不存在,A 对；只有当气体的温度不太低,压强不太高时,实际气体才可视为理想气体,B 错；一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,与体积无关,C 错；不论在何种温度和压强下,理想气体都遵循气体实验定律,D 对.(2)气体被压缩,外界对气体做功,内能增大,温度升高,气体分子的平均动能增大,由热力学第一定律ΔU ＝W ＝3.4×104 J.(3)设气体在标准状态时的体积为V 1,等压过程V T ＝V 1T 1气体物质的量n ＝V 1V 0,且分子数N ＝nN A , 解得N ＝VT 1V 0T N A 代入数据得N ＝5×1024个(或N ＝6×1024个)答案 (1)AD (2)增大 等于 (3)5×1024个(或6×1024个)2．解析 (1)若物体是晶体,则在熔化过程中,温度保持不变,可见A 正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的,说明云母片是晶体,所以B 错误；沿晶体的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理性质不同,这就是晶体的各向异性.选项C 错误,D 正确.(2)因为测试时,对包装袋缓慢地施加压力,外界对气体所做的功等于气体对外放出的热量,由热力学第一定律可知：气体的温度不变,即内能不变.由玻意耳定律可知：气体体积变小,所以压强变大,由于气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁碰撞而产生的,所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大.(3)若不漏气,设加压后的体积为V 1,由等温过程得：P 0V 0＝P 1V 1,代入数据得V 1＝0.5 L,因为0.45 L ＜0.5 L,故包装袋漏气.答案 (1)AD (2)增大 不变 (3)见解析3．解析 (1)晶体有固定的熔点,并不会因为颗粒的大小而改变,即使敲碎为小颗粒,仍旧是晶体,选项A 错误；固体分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上光学性质不同,表现为晶体具有各向异性,选项B 正确；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 正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体,反之亦然,选项D 正确；熔化过程中,晶体要吸热,温度不变,但是内能增大,选项E 错误.(2)(ⅰ)大小活塞在缓慢下移过程中,受力情况不变,汽缸内气体压强不变,由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2初状态V 1＝l 2(S 1＋S 2),T 1＝495 K末状态V 2＝lS 2代入可得T 2＝23T 1＝330 K(ⅱ)对大、小活塞受力分析则有m 1g ＋m 2g ＋pS 1＋p 1S 2＝p 1S 1＋pS 2可得p 1＝1.1×105 Pa缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中,气体体积不变,由查理定律得p 1T 2＝p 2T 3T 3＝T ＝303 K解得p 2＝1.01×105 Pa答案 (1)BCD (2)(ⅰ)330 K (ⅱ)1.01×105 Pa4．解析 (1)根据分子动理论,温度越高,扩散进行得越快,故A 正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,不是化学反应,故C 正确、B 错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,故D 正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的,是液体分子无规则运动产生的,故E 错误.(2)(ⅰ)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,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＋p 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－p h 1③联立①②③式,并代入题给数据得l 1＝12.0 cm ④(ⅱ)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 ⑨答案 (1)ACD (2)(ⅰ)12.0 cm (ⅱ)13.2 cm5．解析 (1)根据分子动理论的知识可知,混合均匀主要是由于水分子做无规则运动,使得碳粒无规则运动造成的布朗运动,由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,所以使用碳粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,则混合均匀的过程进行得更迅速,故选b 、c.(2)(ⅰ)以开始封闭的气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T 0＝300 K,压强为p 0；末状态温度T 1＝303 K,压强设为p 1,由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1① 代入数据得p 1＝101100p 0＝1.01p 0②(ⅱ)设杯盖的质量为m,刚好被顶起时,由平衡条件得p1S＝p0S＋mg③放出少许气体后,以杯盖内的剩余气体为研究对象,由题意可知,初状态温度T2＝303 K,压强p2＝p0,末状态温度T3＝300 K,压强设为p3,由查理定律得p2 T2＝p3 T3④设提起杯盖所需的最小力为F,由平衡条件得F＋p3S＝p0S＋mg⑤联立②③④⑤式,代入数据得F＝20110 100p0S＝0.02p0S⑥答案(1)bc(2)(ⅰ)1.01 p0(ⅱ)0.02p0S。
高考物理二轮复习【专题14】分子动理论、气体热力学定律(练)(解析版)
2018高三二轮复习之讲练测之练专题14 分子动理论 气体热力学定律1．（多选）【2018·上海卷】如图所示，水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A 和B ，质量一定的两活塞用杆连接。
气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积交道，A 、B 的初始温度相同。
略抬高气缸左端使之倾斜，再使A 、B 升高相同温度，气体最终达到稳定状态。
若始末状态A 、B 的压强变化量A p ∆、B p ∆均大于零，对活塞压力的变化量B A F F ∆∆、，则（A ）A 体积增大 （B ）A 体积减小 （C ）A F ∆ > B F ∆ （D ）A p ∆<B p ∆2．【2018·新课标全国卷Ⅱ】如图所示，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热。
两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为p 0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b 在气缸的正中央。
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。
由⑤⑥式可得：'2043p p⑦3．【2018·海南卷】一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为10p，如图（a）所示。
若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为3∶1，如图（b）所示。
设外界温度不变。
已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。
4．（2018·新课标Ⅰ卷）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。
高中热力学试题及答案
高中热力学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律的数学表达式为（）A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △H = Q + WD. △H = Q - W答案：A2. 以下哪种过程是等温过程？（）A. 气体在恒定压力下膨胀B. 气体在恒定体积下压缩C. 气体在恒定温度下膨胀D. 气体在恒定温度下压缩答案：C3. 理想气体状态方程为（）A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = nRD. PV = RT答案：A4. 以下哪种情况表示系统对外界做功？（）A. 气体膨胀，外界对气体做功B. 气体膨胀，气体对外界做功C. 气体压缩，外界对气体做功D. 气体压缩，气体对外界做功答案：B5. 热力学第二定律的开尔文表述是（）A. 不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他效果B. 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不产生其他效果C. 不可能使热量由高温物体传递到低温物体而不产生其他效果D. 不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他效果，同时不使热量由低温物体传递到高温物体答案：A6. 以下哪种情况表示系统吸收热量？（）A. Q > 0B. Q < 0C. Q = 0D. Q = -Q答案：A7. 熵变△S的单位是（）A. J/KB. J/mol·KC. mol·KD. K答案：B8. 以下哪种情况表示系统处于非平衡态？（）A. 系统各部分的温度相同B. 系统各部分的压强相同C. 系统各部分的熵值最大D. 系统各部分的熵值不断增加答案：D9. 以下哪种过程是绝热过程？（）A. 系统与外界无热量交换B. 系统与外界有热量交换C. 系统与外界无功交换D. 系统与外界有功交换答案：A10. 以下哪种情况表示系统处于可逆过程？（）A. 系统与外界的熵值不变B. 系统与外界的熵值增加C. 系统与外界的熵值减少D. 系统与外界的熵值增加，但增加量最小答案：D二、填空题（每题4分，共20分）11. 热力学第一定律表明，系统的内能变化等于系统吸收的热量与系统对外做的功之和，即△U = Q + W。
ch10 气体动理论 习题及答案
第10章 气体动理论 习题及答案1、什么是热力学系统的平衡态？气体在平衡态时有何特征？当气体处于平衡态时还有分子热运动吗？答：一个系统在不受外界影响的条件下，其宏观性质不随时间变化，则称该系统处于平衡态。
平衡态的特征：（1） 系统与外界在宏观上无能量和物质的交换。
（2） 系统的宏观性质不随时间改变。
气体处于平衡态时，气体分子仍然处于无规则的热运动。
2、何谓理想气体的内能?为什么理想气体的内能是温度的单值函数?解：在不涉及化学反应、核反应、电磁变化的情况下，内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和。
由于理想气体不考虑分子间相互作用能量，质量为m 的理想气体的所有分子的热运动能量称为理想气体的内能．由于理想气体不计分子间相互作用力，内能仅为热运动能量之总和．即RTi M m E 2是温度的单值函数．3、温度概念的适用条件是什么?温度微观本质是什么?答：温度是大量分子无规则热运动的集体表现，是一个统计概念，对个别分子无意义．温度的微观本质是分子平均平动动能的量度． 4、试说明下列各量的物理意义．（1）kT 21（2）kT 23（3）kT i2（4）RTi M m 2（5）RT i 2（6）RT 23解：(1)在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为k21T ．(2)在平衡态下，分子平均平动动能为kT 23.(3)在平衡态下，自由度为i 的分子平均总能量为kT i2.(4)由质量为m ，摩尔质量为M ，自由度为i 的分子组成的系统的内能为RTi M m 2.(5) 1摩尔自由度为i 的分子组成的系统内能为RT i2.(6) 1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能RT 23，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和为RT 23.5、最概然速率的物理意义是什么?方均根速率、最概然速率和平均速率各有何用处?答：气体分子速率分布曲线有个极大值，与这个极大值对应的速率叫做气体分子的最概然速率．物理意义是：对所有的相等速率区间而言，在含有P v 的那个速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大．分布函数的特征用最概然速率P v 表示；讨论分子的平均平动动能用方均根速率，讨论平均自由程用平均速率．6、速率分布函数)(v f 的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n 为分子数密度，N为系统总分子数)．（1）v v f d )( （2）v v nf d )( （3）v v Nf d )( （4）⎰vv v f 0d )( （5）⎰∞d )(v v f （6）⎰21d )(v v v v Nf解：)(v f ：表示一定质量的气体，在温度为T 的平衡态时，分布在速率v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比.(1) v v f d )(：表示分布在速率v 附近，速率区间v d 内的分子数占总分子数的百分比. (2) v v nf d )(：表示分布在速率v 附近、速率区间dv 内的分子数密度． (3) v v Nf d )(：表示分布在速率v 附近、速率区间dv 内的分子数．(4)⎰vv v f 0d )(：表示分布在21~v v 区间内的分子数占总分子数的百分比．(5)⎰∞d )(v v f ：表示分布在∞~0的速率区间内所有分子，其与总分子数的比值是1.(6)⎰21d )(v v v v Nf ：表示分布在21~v v 区间内的分子数.7、在同一温度下，不同气体分子的平均平动动能相等。
高中物理热学试题及答案
高中物理热学试题及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔU = W - QD. ΔU = Q / W答案：B2. 理想气体的内能只与温度有关，这是因为：A. 气体分子的平动动能B. 气体分子的转动动能C. 气体分子的振动动能D. 气体分子的平动和转动动能答案：D3. 根据热力学第二定律，下列哪种情况是不可能发生的？A. 在没有外界影响的情况下，热量从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量从高温物体传递到低温物体C. 气体自发地从高压区扩散到低压区D. 气体自发地从低压区扩散到高压区答案：A二、填空题4. 热力学温度T与气体的压强P、体积V和物质的量n之间的关系可以用_________定律来描述。
答案：理想气体状态5. 当气体发生绝热膨胀时，气体的内能_________，温度_________。
答案：减小；降低三、简答题6. 什么是熵？熵在热力学第二定律中扮演着什么角色？答案：熵是热力学中表示系统无序程度的物理量，通常用符号S表示。
熵在热力学第二定律中扮演着核心角色，第二定律可以表述为在孤立系统中，熵总是倾向于增加，这意味着自发过程总是朝着熵增的方向进行。
四、计算题7. 一个理想气体在等压过程中，从体积V1=2m³增加到V2=4m³，压强P=1atm，气体常数R=8.31J/(mol·K)，求气体的温度变化。
答案：首先，根据盖-吕萨克定律，PV/T = 常数。
由于是等压过程，我们有V1/T1 = V2/T2。
将已知数值代入，得到2/T1 = 4/T2，解得T1 = 0.5T2。
又因为T1 = P1V1/(nR)，T2 = P2V2/(nR)，由于是等压过程，P1 = P2 = P，所以T1 = T2。
将T1 = 0.5T2代入T1 = P1V1/(nR)，解得T1 = 283K，T2 = 566K。
高考物理之分子动理论、气体及热力学定律
分子动理论、气体及热力学定律考向一 热学基础知识【典例1】（2019·新课标全国Ⅰ卷）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。
初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。
现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。
此时，容器中空气的温度__________（填“高于”“低于”或“等于”）外界温度，容器中空气的密度__________（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。
【答案】低于 大于【解析】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故0Q ∆=，但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即0W <，根据热力学第一定律可知：0U Q W ∆=∆+<，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。
最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV nRT =，又mV ρ=，m 为容器内气体质量。
联立得：Pm nRTρ=，取容器外界质量也为m 的一部分气体，由于容器内温度T 低于外界温度，故容器内气体密度大于外界。
1．分子动理论和内能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 23＝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．固体、液体和气体4．热力学第一定律公式ΔU＝Q＋W符号的规定物理量功W 热量Q 内能的改变ΔU取正值“＋”外界对物体做功物体从外界吸收热量物体的内能增加取负值“－”物体对外界做功物体向外界放出热量物体的内能减少5.(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．(2)不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化．(2020·湖北模拟) (多选)下列说法正确的是________．A．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停的做无规则运动B．外界对气体做正功，气体的内能不一定增加C．影响蒸发快慢以及影响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温度下水的饱和气压的差D．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律E．晶体熔化过程中，分子的平均动能保持不变，分子势能增大【答案】BCE【解析】花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了水分子在不停的做无规则运动，故A错误；外界对气体做正功，气体可能同时放热，根据热力学第一定律公式ΔU＝W＋Q，气体的内能不一定增加，故B正确；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是相对湿度，与空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距有关，故C正确；第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，即自发的热现象具有方向性，故D错误；晶体熔化过程中，温度不变，故分子的平均动能保持不变，但吸收热量，说明内能增加，故分子势能增大，故E正确。
高考物理二轮复习专题复习(练习)专题七 分子动理论 气体及热力学定律
训练15分子动理论气体及热力学定律1．(8分)(多选)如图所示是氧气在0℃和100℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系．由图可知()A．100℃的氧气速率大的分子比例较多B．0℃时对应的具有最大比例的速率区间的峰值速率较大C．0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点D．在0℃时，部分分子速率比较大，说明内部有温度较高的区域E．在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等解析：由题图可知，温度为100℃的氧气速率大的分子所占比例较多，选项A 对；具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率，显然，100℃时对应的峰值速率大，选项B错；同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小，选项C对；温度升高时，速率大的分子数比例较大，在0℃时，部分分子速率较大，不能说明内部有温度较高的区域，选项D错；在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，选项E对．答案：ACE2．(8分)(多选)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，其p—T图象如图所示．下列判断正确的是()A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：过程ab中，理想气体做等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，选项A正确；过程bc中，理想气体做等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减小，选项E正确；而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，选项B错误；过程ca中，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，选项C错误；根据上述三个过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a储气罐内气体体积及质量均不变，温度升高，气体从外界吸收热量，压强变大．因气体体积不变，内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的封闭气体的长度为10 cm，温度为把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为再对管内气体加热，均为等温变化，则T B＝300 K＝P D V D T D可视为理想气体)，活塞与汽缸间无摩擦且不漏通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当环境温度为现使环境温度缓慢降为当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？。
2021年高考物理二轮复习试卷：分子动理论 气体及热力学定律(附答案解析)
2021年高考物理二轮复习试卷
分子动理论气体及热力学定律
1．(1)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。
由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________。
(2)如图1，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B。
在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为v。
已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0。
现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。
求活塞A移动的距离。
图1
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1.14 (3 分)
理想气体经历如图所示的 abc 平衡过程，则该系统内能的增量 E ，从外界吸收的热量 Q 和对外作功 A 的正负情
1.4 (3 分)
设 M 为气体的质量， m 为气体分子质量， N 为气体分子总数目， n 为气体分子数密度， N 0 为阿伏伽德罗常数，
则下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？(
)
3m （Ａ） pV
2M
3m
（Ｂ）
pV
2M mol
3 （Ｃ） npV
2
（Ｄ） 3M mol 2M
N0 pV
1.5 (3 分) 置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态 ( ) （Ａ）一定都是平衡态 （Ｂ）不一定都是平衡态 （Ｃ）前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态 （Ｄ）后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态
况如下 ( )
（Ａ） E 0, Q 0, A 0
（Ｂ） E 0, Q 0, A 0
（Ｃ） E 0, Q 0, A 0
（Ｄ） E 0, Q 0, A 0
p
b
c
a V
1.15 (3 分)
关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：( )
（１）可逆过程一定是平衡过程
（２）平衡过程一理气体动理论和热力学题库
1.10 (3 分)
一定量的理想气体，从 p V 图上初态 a 经历（１）或（２）过程到达末态 b ，已知 a 、b 两态处于同一条绝热线
上（图中虚线是绝热线），问两过程中气体吸热还是放热？( )
（Ａ）（１）过程吸热，（２）过程放热 （Ｂ）（１）过程放热，（２）过程吸热
（３）该理想气体系统的内能增加了
（４）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功
以上正确的断言是：
（Ａ）（１）、（３） （Ｂ）（２）、（３）
（Ｃ）（３）
（Ｄ）（３）、（４）
（Ｅ）（４）
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高中物理气体动理论和热力学题库
1.13 (3 分)
一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为 P1 ，V1 ， T1 的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别 为 P2 ，V2 ， T2 的终态．若已知V2 V1 ，且 T2 T1 ，则以下各种说法中正确的是：( )
（B） E1 > E2
（C） E1 < E2
（D）无法确定
一瓶氮气和一瓶氦气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 ( )
（Ａ）温度相同、压强相同
（Ｂ）温度、压强都不相同
（Ｃ）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强
（Ｄ）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强
1.3 (3 分)
不同种类的两瓶理想气体，它们的体积不同，但温度和压强都相同，则单位体积内的气体分子数 n ，单位体积内的 气体分子的总平动动能( EK /V )，单位体积内的气体质量 p ，分别有如下关系：( ) （Ａ） n 不同，( EK /V )不同， p 不同 （Ｂ） n 不同，( EK /V )不同， p 相同 （Ｃ） n 相同，( EK /V )相同， p 不同 （Ｄ） n 相同，( EK /V )相同， p 相同
（１）气体的温度是分子平均平动动能的量度
（２）气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义
（３）温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同
（４）从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度
上述说法中正确的是 ( )
(A)（1）、（2）、（4）
(B)（1）、（2）、（3）
(C)（2）、（3）、（4）
高中物理气体动理论和热力学题库
气体动理论和热力学
卷面总分 188 期望值 0 入卷题数 44 时间 分钟
第 1 大题： 选择题(57 分) 1.1 (3 分)
两个体积相等的容器中，分别储有氦气和氢气，以 E1 和 E2 分别表示氦气和氢气的内能，若他们的压强相同，则
（
）
（A） E1 ＝ E2
1.2 (3 分)
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1.6 (3 分) 两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则：( ) （Ａ）两种气体分子的平均平动动能相等 （Ｂ）两种气体分子的平均动能相等
（Ｃ）两种气体分子的平均速率相等
（Ｄ）两种气体的内能相等
1.7 (3 分)
关于温度的意义，有下列几种说法：
（Ｃ）两种过程都吸热
（Ｄ）两种过程都放热．
p a (2)
(1) O
b V
1.11 (3 分)
一定量的理想气体，沿着图中直线从状态 a 压强 P1 4 atm ，体积V1 2L ）变到状态 b（压强 P2 2 atm ， 体积V2 4L ）．如图所示，则在此过程中：( )
（Ａ）气体对外作正功，向外界放出热量
1.8 (3 分)
设某热力学系统经历一个由ｂ→ｃ→ａ的准静态过程，如图所示，ａ、ｂ两点在同一条绝热线上．该系统在ｂ→ｃ
→ａ过程中：(
)
（Ａ）只吸热，不放热
（Ｂ）只放热，不吸热
（Ｃ）有的阶段吸热，有的阶段放热，净吸热为正值
（Ｄ）有的阶段吸热，有的阶段放热，净吸热为负值
p
a
b c
V
1.9 (3 分) 完全相同的两个气缸内盛有同类气体，设其初始状态相同，今使它们分别作绝热压缩至相同的体积，其中气缸１内 的压缩过程是非准静态过程，而气缸２内的压缩过程则是准静态过程．比较这两种情况的温度变化：( ) （Ａ）气缸１和２内气体的温度变化相同 （Ｂ）气缸１内的气体较气缸２内的气体的温度变化大 （Ｃ）气缸１内的气体较气缸２内的气体的温度变化小 （Ｄ）气缸１和２内的气体的温度无变化
（Ｂ）气体对外作正功，从外界吸热
（Ｃ）气体对外作负功，向外界放出热量
（Ｄ）气体对外作正功，内能减少
p(atm)
4 3 2 1
a b
1.12 (3 分)
O 1 23 4
V (l)
一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了．则根据热力学定律可以断定：( )
（１）该理想气体系统在此过程中吸了热
（２）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功