2021届高三物理一轮复习：3-3热学专题复习卷
2021高考一轮复习课时提升作业 三十四 选修3-3热学
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课时提升作业三十四选修3-3 热学(45分钟100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分)1.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( )【解析】选B。
根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知,当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,由此可知B正确。
2.假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数N A取6×1023mol-1)( ) A.10年 B.1千年C.10万年D.1千万年【解析】选C。
水的摩尔质量为18克/摩尔,故1克水为摩尔;故一克水的分子个数为:n=;60亿=6×109;60亿人数,每人每小时数5000个,需要的时间是t=小时≈1.11×109小时≈12万年。
3.如图所示,在一个带活塞的容器底部有一定量的水,现保持温度不变,上提活塞,平衡后底部仍有部分水,则 ( )A.液面上方水蒸气的密度和压强都不变B.液面上方水蒸气的质量增加,密度减小C.液面上方水蒸气的密度减小,压强减小D.液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和【解析】选A。
在一定的温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,饱和汽的压强也是一定的。
活塞上提前,密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽,水蒸气密度一定,其饱和汽压一定。
当活塞上提时,密闭容器中水面会有水分子飞出,使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡,达到饱和状态。
在温度保持不变的条件下,水蒸气密度不变,饱和汽压也保持不变。
故A正确,B、C、D错误。
4.如图,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面等高,B管上方与大气相通。
若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H,A管内的水银面高度相应变化h,则( )A.h=HB.h<C.h=D.<h<H【解析】选B。
2021年高考物理一轮复习 第十二章 热学阶段验收评估(选修3-3)
2021年高考物理一轮复习第十二章热学阶段验收评估（选修3-3）一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．如图1所示，绝热容器中间用隔板隔开，左侧装有气体，右侧为真空，现将隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡，在此过程中( )图1A．气体对外界做功，温度降低，内能减少B．气体对外界做功，温度不变，内能不变C．气体不做功，温度不变，内能不变D．气体不做功，温度不变，内能减少2．分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，下列说法中正确的是( ) A．f引和f斥总是同时存在的B．f引总是大于f斥，因此其合力总表现为引力C．当分子间距离减小时，f引减小而f斥增大D．当分子间距离增大时，f引增大而f斥减小3．(xx·南通模拟)下列说法中正确的是( )A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B．多晶体没有固定的熔点C．液晶的光学性质具有各向异性D．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力4．带有活塞的汽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到状态c，b、c状态温度相同，如图2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( )图2A．p b>p c，Q ab>Q acB．p b>p c，Q ab<Q acC．p b<p c，Q ab>Q acD．p b<p c，Q ab<Q ac5．(xx·广东省中山一中等七校联考)恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势能的变化，则气泡内( )A. 气体内能增加B. 外界对气体做功C. 气体从外界吸收了热量D. 每个气体分子动能都不变二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，选不全得3分，有错选不得分)6.(xx·广东高考)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图3所示。
2021届高三物理大一轮专题133-3热学选考参考答案
2020-2021学年物理大一轮专题复习题十三选考必考选修3-3热学参考答案1、【解析】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．【答案】ACD2、【解析】气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，选项A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，选项B错误；布朗运动的微粒非常小，肉眼是看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不是布朗运动，选项C正确；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D正确；根据温度是分子平均动能的标志可知，降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱，选项E正确．【答案】CDE3、【解析】由题图可看出，右图中炭粒无规则运动更明显，表明左图中炭粒更大或水分子运动不如右图中剧烈．【答案】左右4、【解析】乙分子由a运动到c，分子力表现为引力，分子力做正功，动能增大，分子势能减小，所以乙分子在c点分子势能最小，在c点动能最大，故A、B错误，C正确；由题图可知，乙分子在d点时受到的分子力最大，所以乙分子在d点的加速度最大，故D 错误．【答案】C5、【解析】由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，A、E正确；乙分子在Q 点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q 点合力不为0，故不处于平衡状态，C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，D正确．【答案】ADE6、【解析】温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1g水和1g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1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能，C错误，D正确．【答案】AD7、【解析】液面表面张力的方向始终与液面相切，A错误；单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体熔点不固定，B错误；单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，C正确；金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，D错误；液晶的名称由来就是由于它具有液体的流动性和晶体的各向异性，E正确．【答案】CE8、【解析】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．【答案】BCD9、【解析】水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，A 项错误；水的表面张力使空中雨滴呈球形，B 项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C 项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D 项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，故同样环境下湿泡湿度计显示的温度较低，E 项正确．【答案】BCE10、【解析】给车胎打气，越来越吃力，主要是因为打气过程中车胎内气体压强增加，分子撞击力变大，A 错误；液体表面张力、浸润现象和不浸润现象都是分子力作用的表现，B 正确；悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在做无规则的热运动，C 错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，干湿泡湿度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远，D 正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，E 正确．【答案】BDE11、解析：由于在空气中水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和蒸汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A 错误，B 正确．空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C 正确，D 错误．答案：BC12、解析：饱和汽是指单位体积相同时间内逸出液面的分子数和返回液面的分子数相等的状态，分子密度不变，B 正确；在一定温度下，通过减小体积增加分子密度使未饱和汽转化为饱和汽，C 正确；在体积不变的情况下，可以通过降低温度来降低饱和汽压，使未饱和汽达到饱和状态，D 正确．答案：BCD13、解析：单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和磁撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故A 正确，B 错误；若气体的压强不变而温度降低时，气体分子热运动的平均动能减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C 正确，D 错误；气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，E 正确．答案：ACE14、【解析】设需再充入体积为V x 的空气．我们把轮胎里体积为V 的空气和外面体积为V x 的空气当作一定质量的气体，充气过程为等温过程，有p 0(V ＋V x )＝pV ，得到V x ＝(p p 0－1)V.【答案】C15、【解析】根据理想气体状态方程pV T＝C 可知：从A 到B ，体积不变，压强减小，故温度降低；从B 到C ，压强不变，体积增大，故温度升高，所以A 、B 、D 均错，C 正确．【答案】C16、【解析】在p -T 图象中状态点与原点连线的斜率的倒数表示气体的体积，所以V A ＝V B ＞V D ＞V C .【答案】A17、【解析】由图象可得，体积V 减小，温度T 增大，由公式pV T＝C 得压强p 一定增大．故答案选A.【答案】A18、【解析】A 对：面积表示总的氧气分子数，二者相等；B 对：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，虚线为氧气分子在0℃时的情形，分子平均动能较小；C对：实线为氧气分子在100℃时的情形；D错：曲线给出的是分子数占总分子数的百分比；E错：速率出现在0～400m/s区间内，100℃时氧气分子数占总分子数的百分比较小．【答案】ABC19、【解析】气体向真空膨胀时不受阻碍，气体不对外做功，由于汽缸是绝热的，没有热交换，所以气体扩散后内能不变，选项A正确；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，且没有热交换，根据热力学第一定律，气体的内能增大，选项B、D正确；气体在真空中自发扩散的过程中气体不对外做功，选项C错误；气体在压缩过程中，内能增大，由于一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，温度越高，内能越大，气体分子的平均动能越大，选项E错误．【答案】ABD20、【解析】系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，由系统的状态决定，A正确；因为内能是由系统的状态决定的，所以分子动理论中引入的内能和热力学中引入的内能是一致的，B正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，C错误；气体做绝热膨胀时对外界做了功，与外界没有热交换，所以系统的内能要减少，D正确；一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变，根据热力学第一定律有ΔU＝W＋Q，可能是吸收热量的同时对外做了功，也可能是放出热量的同时外界对其做了功，E错误．【答案】ABD21、【解析】机械能可以全部转化为内能，而物体的内能永远不能为零，故内能不可以全部转化为机械能，只是在这个过程中会引起其他变化，A正确；根据热力学第二定律可知，自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，B正确；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293℃，只能无限接近－273.15℃，却不可能达到，C错误；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能被制造出来，D错误；根据热力学第二定律可知，热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但在不自发的条件下，能从低温物体传递到高温物体，E正确．【答案】ABE22、【解析】ab过程是等容变化，压强增大，温度升高，气体内能增大，选项A正确；而由于体积不变，气体对外界不做功，选项C错误；ca过程是等压变化，体积减小，外界对气体做功，选项B正确；体积减小过程中，温度降低，内能减小，气体要放出热量，选项E错误；bc过程是等温变化，内能不变，体积增大，气体对外界做功，则需要吸收热量，选项D正确．【答案】ABD23、【解析】将速率很大的分子取走后，气体的温度会降低，此后气体由于碰撞等原因，依旧会有其他的分子速率大于v，选项A错误；温度高的物体的分子平均动能大，但内能不一定大，选项B错误；气体压强跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关，平均动能和密集程度越大，气体压强越大，选项C正确；分子势能随分子间距离的增大可能先减小后增大，也可能一直减小，选项D正确；热力学第二定律指出：在任何自然的过程中，一个孤立的系统的总熵不会减小，选项E正确．【答案】CDE24、解析：汽缸置于温度不变的环境中说明气体做等温变化，其p-V图象是双曲线，A正确；理想气体的内能由分子平均动能决定，温度不变，分子的平均动能不变，气体的内能不变，B正确，C错误；单位体积内气体的分子数与体积的乘积为容器内分子总数，容器内分子总数不变，D正确．答案：ABD25、解析：第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，故A错误；效率为100%的热机是不可能制成的，故B正确；电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故C 正确；从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化是不可能实现的，故D 错误；改变内能的方式有做功和热传递，吸收了热量的物体，其内能也不一定增加，E 正确．答案：BCE26、解析：第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，A 正确；能量耗散过程中能量仍是守恒的，B 错误；电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，C 错误；能量耗散具有方向性，D 正确；物体在引起其他变化时可以从单一热源吸收热量并全部用于做功，E 正确．答案：ADE27、解析：①以cmHg 为压强单位．设A 侧空气柱长度l ＝10.0cm 时压强为p ，当两侧水银面的高度差为h 1＝10.0cm 时，空气柱的长度为l 1，压强为p 1，由玻意耳定律，有：pl ＝p 1l 1①由力学平衡条件，有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着减小，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，并代入题目数据，有：l 1＝12.0cm ④②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，有：pl ＝p 2l 2⑤由力学平衡条件有：p 2＝p 0⑥联立②⑤⑥式，并代入题目数据，有：l 2＝10.4cm ⑦设注入的水银在管内的长度为Δh ，依题意，有：Δh ＝2(l 1－l 2)＋h 1⑧联立④⑦⑧式，并代入题目数据，有：Δh ＝13.2cm答案：①12.0cm ②13.2cm28、解析：①因汽缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，都为p 0.设在活塞A 向右移动x 1的过程中，活塞B 向右移动的距离为x 2，平衡时两汽缸内压强均为p ′.此过程温度不变，根据玻意耳定律，有：对气室1，p 0L 1S ＝p ′(L 1－x 1＋x 2)S对气室2，p 0L 2S ＝p ′(L 2－x 2)S 可得：活塞B 向右移动的距离x 2＝L 2x 1L 1＋L 2＝2cm 气室2中气体的压强p ′＝p 0L 2L 2－x 2＝109×105Pa≈1.1×105Pa ②活塞A 固定，气室2中气体的体积恢复为L 2S 时，温度升高为T 2，压强增大为p ″.此过程为等容变化过程，根据查理定律，有p 0T 1＝p ″T 2气室1中气体温度不变，p 0L 1S ＝p ″(L 1－x 1)S 气室2气温度T 2＝p ″p 0T 1＝L 1L 1－x 1T 1＝4040－6×(273＋27)≈352.94K 即t 2＝(352.94－273)℃＝79.94℃答案：①2cm 1.1×105Pa ②79.94℃。
1.2021届高考一轮篇：物理选修3-3(选择题部分)
2021届高考物理 热学选择题篇 第1讲：分子动理论 内能编撰：王平平 1.物体是由大量分子组成的：(1)多数分子大小的数量级为m 10-10。
（2）阿伏加德罗常数1231002.6-⨯=mol N A2.分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象。
温度越高，扩散越快。
(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中固体微粒的无规则运动。
①布朗运动反映了液体分子的无规则运动。
颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈。
②产生原因：周围_________分子的无规则运动对________________撞击的不平衡。
强调：布朗运动不是分子的运动，而是固体颗粒的运动，但它间接反映了液体分子做无规则运动；用肉眼看不到的。
（理解时注意几个关联词：不是···，而是···，但···）。
3.分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在,都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大。
(2)分子力的特点。
1.温度：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。
2.两种温标：摄氏温标和热力学温标。
关系：K t T 15.273+=3.分子的动能：分子热运动所具有的动能：温度是分子热运动的平均动能的唯一标志。
4.分子的势能：由于分子间存在着引力和斥力,分子具有由它们的相对位置决定的能。
分子势能的决定因素(微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上：决定于体积和状态)核心考点1：分子动理论核心考点2：温度是平均动能的唯一标志 内能5.物体的内能：物体内所有分子动能和势能的总和,是状态量。
物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响。
任何物体都具有内能。
热量：热传递过程中内能的改变量理想气体的内能：______________________________________________________________核心考点3：分子大小的相关计算1.摩尔数：2.一个分子的质量：3.一个分子的体积：球体模型直径：_______________（常用于固体和液体）。
2021版高考物理教科版大一轮复习·对点高效 命题点二 选修3-3 热学 3 热力学定律
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训练·对点高效1.(多选)下列说法中正确的是 ( )A.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病,方法是将点燃的纸片放入火罐内,当纸片燃烧完时,迅速将火罐开口端紧压在皮肤上,火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。
其原因是火罐内的气体体积不变时,温度降低,压强减小C.空调既能制热又能制冷,说明在不自发的条件下,热传递可以逆向D.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性减小的方向进行的【解析】选B、C、D。
相互间达到热平衡的两物体的温度相同,内能不一定相等,故A错误;火罐内气体压强小于大气压强,所以火罐能“吸”在皮肤上,故B正确;根据热力学第二定律可知,热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,但在一定外界条件影响下可以实现,故C正确;根据热力学第二定律可知,自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的,故D正确,E错误。
2.(多选)卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的,它可用于分析热机的工作过程,卡诺循环包括四个步骤:等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩。
下列相关说法正确的是 ( )A.随着设备的改进和技术的提高,热机效率不可能达到100%B.绝热膨胀和绝热压缩过程中,汽缸内气体的内能保持不变C.等温压缩过程中,因外界对气体做功,故汽缸内气体内能增大D.等温压缩过程中,因温度不变,汽缸内气体内能不变E.等温膨胀过程中,单位时间内在单位面积上碰撞汽缸壁的分子数减少【解析】选A、D、E。
由热力学第二定律可知,热机效率不可能达到100%,选项A正确;绝热膨胀和绝热压缩过程中,与外界没有热量交换,而汽缸内气体体积改变,汽缸内气体的内能因做功而改变,选项B错误;等温压缩过程中,温度不变,汽缸内气体内能不变,选项C错误,D正确;等温膨胀过程中,温度不变,体积增大,单位体积内分子数目减少,单位时间内在单位面积上碰撞汽缸壁的分子数减少,选项E正确。
2021版高考物理一轮复习热学阶段素养提升课练习含解析选修3_3
热学阶段素养提升课命题热点考点与题型(1) 分子动理论基本内容的理解与分析。
(2)内能、固体和液体的微观结构的理解。
(3)气体的状态参量及应用。
(4)热力学定律、气体实验定律的分析与计算。
(5)实验:用油膜法估测分子的大小。
(1)选择题:分子动理论、固体和液体的微观结构的理解。
(2)实验题:单独考查油膜法估测分子的大小。
(3)计算题:考查气体实验定律的应用,热力学第一定律和气体实验定律及理想气体状态方程的综合应用。
角度一以生活实际或物理实验为背景考查热学问题【典例1】(多选)(2017·全国卷Ⅱ)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。
待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。
假设整个系统不漏气。
下列说法正确的是( )A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变核心素养素养角度具体表现物理观念运动和相互作用观念能量转化的观念科学思维模型建构理想气体科学推理能根据题目的信息分析气体的做功情况科学论证外界对气体做功,内能增大,气体分子的平均动能增大【解析】选A、B、D。
理想气体自发扩散过程不做功,内能不变,A项正确,C项错误;气体在被压缩的过程中,外界对气体做功,内能增大,气体分子的平均动能增大,B、D项正确,E项错误。
【补偿训练】每年入夏时节,西南暖湿气流与来自北方的冷空气在江南、华南等地交汇,形成持续的降雨。
冷空气较暖湿空气密度大,当冷暖气流交汇时,冷气团下沉,暖湿气团在被抬升过程中膨胀。
则暖湿气团温度会__________(选填“升高”“不变”或“降低”),同时气团内空气的相对湿度会__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【解析】空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值;饱和汽压随温度的降低而变小,一定温度下,饱和汽的压强是一定的。
2021高中人教版物理(选修3-3)复习(讲义+课后练习)：热学计算题 课后练习一及详解
专题：热学计算题题一已知1mol水的质量为18g、密度为1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数为6.0×1023mol-1，试估算1200ml水所含的水分子数目。
(计算结果保留一位有效数字)题二在“用单分子油膜估测分子大小”试验中：(1)某同学操作步骤如下：①取确定量的无水酒精和油酸，制成确定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛确定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上掩盖透亮玻璃，描出油膜外形，用透亮方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误：。
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3ml，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为m。
题三一只容器的体积为V0，封在容器中的气体的压强为p0，现用活塞式抽气机对容器抽气，活塞筒的有效抽气容积为V，其工作示意图如图所示，K1，K2为工作阀门，求抽气机抽n次后容器里气体的压强(设温度不变)．题四在一端封闭、内径均匀的直玻璃管内，有一段水银柱封闭确定质量的抱负气体a。
将管口向上竖直放置，若温度为T，达到平衡时，气柱a的长度为L；将管口向下竖直放置，若温度为T1，达到平衡时，气柱a的长度为L1。
然后将管平放在水平桌面上，此时温度为T2，在平衡时，气柱a的长度为L2。
已知：T、T1、T2、L、L1；大气压P0始终保持不变，不计玻璃管和水银的体积随温度的变化。
求L2题五如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。
活塞与气缸顶部有一弹簧相连。
当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。
开头时B内充有确定量的气体，A内是真空。
B部分高度为L1=0.10米、此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。
现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度不变。
课后练习详解题一答案：4×1025a。
2021届高考物理一轮复习 3-3 3 热力学定律与能量守恒练习(含解析)
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280 J，并对外做功120 J，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240 J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=-120 J+280 J=160 J，气体的内能增加了160 J。
(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，则从状态2到状态1的内能应减少160 J,即ΔU′=—160 J,又Q′=—240 J,根据热力学第一定律得：ΔU′=W′+Q′,所以W′=ΔU′-Q′=-160 J—(-240 J)=80 J,即外界对气体做功80 J。
答案：(1）增加了160 J (2）外界对气体做功80 J1.热力学第一定律ΔU=Q+W：（1）符号法则。
符号W QΔU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-物体对外界做功物体放出热量内能减小（2)三种特殊情况。
过程含义内能变化物理意义绝热Q=0ΔU=W 外界对物体做的功等于物体内能的增加等容W=0Q=ΔU 物体吸收的热量等于物体内能的增加等温ΔU=0W=—Q 外界对物体做的功,等于物体放出的热量2.做功和热传递的区别与联系：两种方式做功热传递【加固训练】（多选)如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b 两部分.已知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。
2021年人教版高考物理专题复习试题：3-3专题复习
f引
分子热运动平均动能的标志．热力学温度和摄氏温度的数量关系：
T t 273.15K
6．内能：
(1) 分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫分子平均动能．温度是分子平均动能的
标志，温度越高，分子平均动能越大，温度相同的任何物体则其平均动能相同．
注意：物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能有大有小，而且在不断改
用力，故一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关．
理想气体的状态方程：
P1V1 P2V2 或 PV C
T1
T2
T
9．气体热现象的微观意义
(1) 气体分子运动的特点：对大量分子的整体来说，分子运动都表现出①任一时刻气体分子 沿各个方向运动的机会均等； ②大量气体分子的速率分布呈现中间多 （具有中间速率的分子
四块知识为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆．
知识归纳
1．分子动理论三个基本观点：物质是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；
分子之间存在着相互作用力（斥力和引力） ． 2．物质是由大量分子组成的，分子体积极小（一般分子直径的数量级是
10-10 m）
(1) 实验：用油膜法估测分子大小——实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法
数多）两头少（速率大或小的分子数目少）的规律． (2) 气体压强的微观解释：
①从分子动理论的观点来看，气体的压强是大量分子频繁地碰撞容器壁而产生的 ②影响气体压强的两个因素：一是气体分子的平均动能，对应的宏观物理量是气体的温度；
二是分子的密集程度即单位体积内的分子数，对应的宏观物理量是气体的体积． (3) 气体压强的确定：在开口容器中，不论温度如何变化，气体的压强总是等于该处的外界 压强．如果气体被液体或活塞封闭， 计算密闭气体压强一般选择封闭或隔离气体的液体或活 塞为研究对象， 由平衡条件或牛顿运动定律求得． 注意受力分析时， 必须考虑液面或活塞上 的大气压强产生的压力．
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 。
(广西专用)2021版高考物理一轮复习单元质检十三热学(选修3_3)(含解析)新人教版
单元质检十三热学(选修3-3)(时间:45分钟满分:90分)1.(15分)(1)(5分)(多选)下列说法正确的是。
A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的光学各向异性特征B.第二类永动机违反了能量守恒定律,所以它是制造不出来的C.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.悬浮在液体中的固体微粒越小,布朗运动越明显E.空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示(2)(10分)(2018·全国卷Ⅲ)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气。
当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强相当于12.0 cm水银柱的压强。
现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。
求U形管平放时两边空气柱的长度。
在整个过程中,气体温度不变。
答案:(1)ACD(2)22.5 cm7.5 cm解析:(1)由液晶的特性可知A正确;第二类永动机不违反能量守恒定律,而是违反热力学第二定=C知,体积增大,温度升高,内能增大,又因气体膨胀对外做功,由律,B错误;如果压强不变,由VVΔU=W+Q知,气体从外界吸热,C正确;由布朗运动显著条件知D正确;相对湿度是所含的水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的比值,故E错误。
(2)设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2。
U形管水平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1'和l2'。
由力的平衡条件有p1=p2+ρg(l1-l2)①式中ρ为水银密度,g为重力加速度大小。
由玻意耳定律有p1l1=pl1'②p2l2=pl2'③两边气柱长度的变化量大小相等l1'-l1=l2-l2'④由①②③④式和题给条件得l1'=22.5cm⑤l2'=7.5cm。
2021届高三物理冲刺基础复习之选做题选修3-3《热学》全方位考点一遍过训练卷
2021届高三物理冲刺基础复习之选做题选修3-3《热学》全方位考点一遍过训练卷一、单选题1．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大C．分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动D．宏观物体的温度是物体内大量分子的平均动能的标志2．如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c．设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac．则．A．T b＞T c，Q ab＞Q ac B．T b＞T c，Q ab＜Q acC．T b=T c，Q ab＞Q ac D．T b=T c，Q ab＜Q ac3．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上．其原因是，当火罐内的气体（）．A．温度不变时，体积减小，压强增大B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小D．质量不变时，压强增大，体积减小4．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（）A．B．C．D．5．某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。
如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（）A ．在状态a 和c 时的内能可能相等B ．在a →b 过程中，外界对其做的功全部用于增加内能C ．b →c 过程中增加的内能小于d →a 过程中减少的内能D ．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量6．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,,I II III T T T ，则A ．I II III T T T >>B ．III III I T T T >>C ．,II I II III T T T T >>D ．I II III T T T ==7．甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于r 轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图中曲线所示，F ＞0为斥力，F ＜0为引力．a 、b 、c 、d 为r 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 过程中，两分子间无分子斥力B ．乙分子从a 到c 过程中，两分子间的分子引力先减小后增加C ．乙分子从a 到c 一直加速D ．乙分子从a 到b 加速，从b 到c 减速8．一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分子的平均动能最大9．用分子热运动的观点解释以下现象正确的是（）A．一定质量的气体，如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越小B．一定质量的气体，如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大C．一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，温度越低，压强越大D．一定质量的气体，只要温度升高，压强就一定增大10．给一定质量、温度为0℃的水加热，在水的温度由0℃上升到4℃的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，.某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结我们称之为“反常膨胀”.在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能.关于这个问题的下列说法中正确的是()构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功11．潜水罩形如无底圆柱，放在水下，里面有一部分空气。
2021届高考物理：人教物理选修3—3一轮练习含答案
2021届高考物理：人教物理选修3—3一轮练习含答案复习：人教物理选修3--31、14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700年。
已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是()A．该古木的年代距今约为5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变2、关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是()A．爱因斯坦提出了光的电磁说B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在C．玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型3、关于质量亏损，下列说法正确的是()A．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损B．自由核子组成原子核时，其质量亏损对应的能量大于该原子核的结合能C．两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损D．正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术。
一对正负电子湮灭生成光子的事实说明核反应中质量守恒是有适用范围的4、静电场、磁场和重力场在某些特点上具有一定的相似性，结合有关“场”的知识，并进行合理的类比和猜想，判断以下说法中可能正确的是()A．电场和磁场的概念分别是奥斯特和楞次建立的B．如果把地球抽象为一个孤立质点，用于形象描述它所产生的重力场的所谓“重力场线”的分布类似于真空中一个孤立的正电荷所产生的静电场的电场线分布C．重力场与静电场相类比，重力场的“场强”等于重力加速度，其“场强”大小的决定式为g＝G mD．静电场与磁场相类比，如果在静电场中定义“电通量”这个物理量，则该物理量表示穿过静电场中某一平面或曲面的电场线的多少5、(1)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．(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体．(ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强．6、(多选)关于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是() A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．分子间作用力随分子间距离的增大而减小E．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[思路引领](1)内能是物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和．(2)r>r0时与r<r0时不同，分子间作用力可能随距离的增大而增大，也可能随距离的增大而减小．7、(1)(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是()A．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加B．物体内部所有分子动能的总和叫做物体的内能C．一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，分子势能增加D．一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加E．通电时电阻发热，它的内能增加是通过“热传递”方式实现的(2)如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长U形玻璃管插在容积很大的水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段气体柱被封闭在左右两侧的竖直管中．开启阀门A，当各水银液面稳定时，位置如图所示，此时两段气体柱的温度均为300 K．已知h1＝5 cm，h2＝10 cm，右侧气体柱长度L1＝60 cm，大气压p0＝75 cmHg，重力加速度为g，水银密度为ρ，求：①左侧竖直管内气体柱的长度L2；②关闭阀门A，当右侧竖直管内的气体柱长度L1′＝68 cm时(管内气体未溢出)，气体温度为多少？2021届高考物理：人教物理选修3—3一轮练习含答案复习：人教物理选修3--31、14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700年。
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．。
2021版高考物理一轮复习热学第3讲热力学定律与能量守恒创新练1(含解析)(选修3_3)
热力学定律与能量守恒
3.(多选)潜水员在潜水作业时,会造成大量气泡,若将潜水作业的潜水员产生的气
泡内的气体视为理想气体。
气泡从水下缓慢上升到水面的过程中(不考虑水温的变
化),气泡体积变大,对外界做了0.4 J的功。
气泡到达水面后,仍未破裂,由于与外
界接触,温度上升,吸收了0.3 J的热量,同时气泡内气体内能增加了0.1 J。
则下
列说法正确的是( )
A.气泡从水下上升到水面过程中放出0.3 J的热量
B.气泡从水下上升到水面过程中吸收了0.4 J的热量
C.整个过程中,气泡对外界做了0.6 J的功
D.气泡到达水面后没有破掉是因为水的表面张力
E.整个过程中气体的体积变大,分子势能变大
【解析】选B、C、D。
根据热力学第一定律求解出气体吸放热和做功的情况;利用表面张力的特点解释一些生活常识;一定质量的理想气体内能大小决定因素只有温度,与体积无关。
由题可知气泡内的气体可视为理想气体,气泡从水下上升到水面过程温度不变,即ΔU=0;根据热力学第一定律ΔU=Q+W,可解得:Q=
0.4 J。
故A错误、B正确;由题可知气泡从水下上升到水面过程对外界做功
0.4 J;气泡达到水面后,再根据热力学第一定律解得:W=-0.2 J,即气体对外界做功0.2 J,因此全过程气泡对外界做功0.6 J。
故C正确;气泡到达水面后没有破掉是水的表面张力的作用。
故D正确;理想气体的内能大小与体积无关,也就是说理想气体的分子势能永远等于零。
故E 错误。
故选B、C、D。
2021届高考物理一轮复习同步练习：2《热力学定律 能的转化和守恒》(新人教版选修3-3)
2021高考物理总复习 2热力学定律能的转化和守恒检测试题新人教版选修3-31．(单选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．在确定条件下物体的温度可以降到0 KB．物体从单一热源吸取的热量可全部用于做功C．吸取了热量的物体，其内能确定增加D．压缩气体总能使气体的温度上升解析确定零度无法达到，A项错；物体从单一热源吸取的热量可以全部用于做功，但要引起其他变化，B项对；物体吸取热量，但同时对外做功，内能不愿定增加，C项错；压缩气体，气体同时对外放热，温度不愿定上升，D项错．答案 B2．(单选)确定质量的抱负气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104 J，气体内能削减1.3×105 J，则此过程( )A．气体从外界吸取热量2.0×105 JB．气体向外界放出热量2.0×105 JC．气体从外界吸取热量6.0×104 JD．气体向外界放出热量6.0×104 J解析依据热力学第确定律，W＋Q＝ΔU，所以Q＝ΔU－W＝－1.3×105 J－7.0×104 J＝－2.0×105 J，即气体向外界放出热量2.0×105 J.答案 B3．(单选)下列说法正确的是( )A．物体吸取热量，其温度确定上升B．热量只能从高温物体向低温物体传递C．遵守热力学第确定律的过程确定能实现D．做功和热传递是转变物体内能的两种方式解析做功和热传递均能转变物体的内能，因此，物体吸热温度不愿定上升，即A项错，D项对；由热力学其次定律可知，B、C两项均错．答案 D4．(单选)依据你学过的热学中的有关学问，推断下列说法正确的是( )A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化为机械能B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，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C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D．第一类永动机违反能量守恒定律，其次类永动机不违反能量守恒定律，随着科技的进步和进展，其次类永动机可以制造出来解析机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A项正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必需借助外界的挂念，B项错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降到－293 ℃，只能无限接近－273 ℃，却永久不能达到，C项错误；第一类永动机违反能量守恒定律，其次类永动机不违反能量守恒定律，而是违反了热力学其次定律，其次类永动机不行能制造出来，D项错．答案 A5．(多选)(2022·课标全国)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．为了增加物体的内能，必需对物体做功或向它传递热量B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C．可以从单一热源吸取热量，使之完全变为功D．不行能使热量从低温物体传向高温物体E．功转变为热的实际宏观过程是不行逆过程解析转变内能的方法有做功和热传递两种，所以为了增加物体的内能，必需对物体做功或向它传递热量，A项正确；对物体做功的同时向外界放热，则物体的内能可能不变或减小，B项错误；依据热力学其次定律可知，在对外界有影响的前提下，可以从单一热源吸取热量，使之完全变为功，C项正确；在有外界做功的条件下，可以使热量从低温物体传递到高温物体，D项错误；依据热力学其次定律可知，E项正确．答案ACE6．(单选)(2011·重庆)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，密闭于汽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，忽视气体分子间相互作用，则缸内气体( )A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小解析缸内气体膨胀，对外做正功，即W<0，缸内气体与外界无热交换，即Q＝0，由热力学定律W＋Q＝ΔU可知，ΔU<0，即缸内气体的内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，故B、C、D三项错误，A项正确．。
2021版高三物理一轮复习选修3-3热学章末质量检测(十三)
章末质量检测(十三)(时间:40分钟)1.(1)(5分)下列有关饱和汽和气体湿度说法正确的是__________。
(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.与液体处于动态平衡下的蒸汽为饱和汽B.在相同温度下,不同液体的饱和汽压几乎相等C.一般液体的饱和汽压与温度成非线性关系,温度越高,饱和汽压越大D.空气的绝对湿度一定时,环境温度越高,相对湿度越小E.饱和汽基本性质和理想气体一样,都适用于理想气体状态方程(2)(10分)一定质量的理想气体由状态A沿直线变化到状态B,其p－V图象如图1所示。
已知气体处于状态A时,T A＝300 K,大气压强p0＝1.0×105 Pa,求在此变化过程中,图1(i)气体从外界吸收的热量Q；(ii)气体的最高温度。
[试题解析]:(1)根据饱和汽的定义可知,A正确；饱和汽压是液体的一个重要性质,它取决于液体的种类和温度,故相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的,B 错误；温度越高,分子运动越剧烈,饱和汽压越大,饱和汽压与温度成非线性关系,C 正确；空气中水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度,空气绝对湿度不变时,温度越高,水的饱和汽压越大,空气的相对湿度越小,D正确；饱和汽不适用于理想气体状态方程,E错误。
(2)(i)由理想气体状态方程p A V AT A＝p B V BT B(1分)代入数据可解得T B＝300 K(1分)故该理想气体的内能不变,ΔU＝0,由热力学第一定律可知Q＝－W(1分)又因为W＝－p·ΔV,所以Q＝p·ΔV,数值上等于p－V图线与坐标轴所围的面积(1分)代入数据可解得Q＝400 J。
(1分)(ii)由pVT＝C(常量)可知,当pV最大时,气体的温度最高由图象可知,p＝－108V＋4×105 (Pa)(1分)得pV＝－108V2＋4×105V(Pa·m3)＝－108×(V－2×10－3)2＋4×102(Pa·m3)(1分) 故当V＝2×10－3 m3时,pV有最大值(1分)由理想气体状态方程可得p A V AT A＝pVT m(1分)解得T m＝400 K。
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3-3复习卷
1.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。
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r2时，分子间的作用力最大
D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
2.（多选）下列说法中正确的是()
A. 已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以计算出阿伏伽德罗常数
B. 悬浮在液体中的固体微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，
布朗运动越明显
C. 当两个分子的间距从很远处逐渐减小到很难再靠近的过程中，分子间的作
用力先减小后增大，分子势能不断增大
D. 温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增
大
3.如图所示为一定质量的理想气体发生状态变化的p−V图象，图线1、2是两条
等温线，A、B是等温线1上的两点，C、D是等温线2上的两点，图线AD、BC均与V轴平行，则下列说法正确的是________(填正确答案标号)
A.等温线2对应的气体温度比等温线1对应的气体温
度高
B.气体从状态A变化到状态B，气体一定吸收热量，
对外做负功
C.气体从状态B变化到状态C，气体吸收的热量比气体对外界做功多
D.气体从状态C变化到状态D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均
动能不变
E.气体从状态D变化到状态A，气体放出的热量比外界对气体做功少，气体内能增
加
4.(1)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图像如图所示，下列判断正确的是______。
A.过程bc中气体既不吸热也不放热
B.过程ab中气体一定吸热
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
三、计算题（本大题共1小题，共10.0分）
5.如图所示，U形管竖直放置，右管内径为左管内径的2倍，管内水银在左管内
封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左、右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg。
①给左管的气体加热，求当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度；
②在①问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银，直到左管气柱恢
11
1
2 复原长，求此时两管水银面的高度差。
6. 如图所示，有一圆柱形汽缸，上部有固定挡板，汽缸内壁的高度是L =20cm 一个
很薄且质量m =0.5kg 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S =5cm 2，
开始时活塞处在离底部L
2高处，外界大气压强为1.0×105Pa ，温度为27℃，现对气体加热，重力加速度g =10m/s 2，求： (1)当加热到427℃时，封闭气体的压强；
(2)加热过程中当活塞恰好达到上部顶板时，气体内能增加12.5J ，此过程中气体吸收热量是多少？
7. 如图所示，
气缸固定在水平桌面上，通过气缸内的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞右侧连接劲度系数k =200 N/m 的轻质弹簧。
当弹簧被拉伸了Δx =50 cm 时，活塞在图示位置处于平衡状态，此时封闭气体的温度T 1=300 K 。
不计活塞与气缸的摩擦，已知活塞面积S =0.005 m 3、大气压强P 0=1×105Pa 。
求： ①此时，气缸内封闭气体的压强为多少；
②若使封闭气体的温度发生变化，将弹簧撤去后，活塞仍在原来图示的位置处于平衡状态，则封闭气体的温度为多少。
8.如图所示，竖直放置内壁光滑的汽缸上端有挡板，厚度不计的活塞上升时不能
离开汽缸，汽缸右侧壁通过小孔与右端开口的“U”形细管相连，汽缸内部的横截面积S=2×10−3m2，底端有加热丝，加热丝体积不计，细管的横截面积不计。
活塞、汽缸、“U”形细管及里面的水银共同封闭着一定量的理想气体，活塞距汽缸上面挡板的距离H0=10cm，距汽缸底面的距离H1=40cm，封闭气体的热力学温度T1=280K，“U”形细管右端水银面比左端水银面高ℎ1=5cm。
已知大气压强p0=75cmHg，1cmHg=1.36×103Pa，取g= 10m/s2。
求：
(ⅰ)活塞的质量m；
(ⅰ)给汽缸内的加热丝通电，对封闭气体加热，封闭气体的温度升至T2=420K 时，“U”形细管左右水银面的高度差ℎ2(此时细管左右都还有水银存在)。
13。