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专题分层突破练16热学1.(多选)2018全国卷33(1)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中()A.气体温度一直降低B.气体内能一直增加C.气体一直对外做功D.气体一直从外界吸热E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功2.(多选)(2019江西名校联考)夏天的中午,雨过天晴,高三学生甲同学从家里出发骑自行车前往学校上课,则下列说法正确的是()A.出发前,甲同学给自行车打气,若环境温度不变,发现越打气越困难,这是因为自行车车胎内气体气压增大B.出发后,甲同学感觉十分闷热、潮湿,这是因为此时空气相对湿度较大,人体皮肤水分不会蒸发C.甲同学经过学校内池塘边时,发现池塘中莲花的花粉散落在水中,并且在缓慢运动,这是花粉在水中做布朗运动D.来到教室,甲同学看到教室外的玻璃窗已经被雨水打湿,雨水附着在玻璃上,说明水对玻璃是浸润的E.开始上课后,为了给教室降温,甲同学打开空调,此时空调机从教室内吸收的热量少于向教室外排放的热量3.(多选)下列说法正确的是()A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B.单晶体具有各向异性的性质C.绝对湿度大,相对湿度不一定大D.根据热力学第二定律可知,机械能不可能全部转化为物体的内能E.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征4.(多选)关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是()A.热量可以从低温物体传递到高温物体B.物体放出热量,其内能一定减少C.温度高的物体的内能一定大,但分子平均动能不一定大D.若两分子间的距离减小,则分子间的引力和分子间的斥力均增大E.若分子间的作用力表现为斥力,则分子间的势能随分子间距离的减小而增大5.(多选)下列说法中正确的是()A.单晶体和多晶体均存在固定的熔点B.空气相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越快C.液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性D.用油膜法估测分子大小时,用油酸溶液体积除以油膜面积,可估测油酸分子的直径E.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力6.(多选)如图所示,在斯特林循环的p-V图象中,一定质量理想气体从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a,整个过程由两个等温和两个等容过程组成。下列说法正确的是()A.从a到b,气体的温度一直升高B.从b到c,气体与外界无热量交换C.从c到d,气体对外放热D.从d到a,单位体积中的气体分子数目增大E.从b到c气体吸收的热量与从d到a气体放出的热量相同7.(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中是等容变化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8.(2019全国卷)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.(2019全国卷)如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0 cm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2.0 cm。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76 cmHg,环境温度为296 K。(1)求细管的长度;(2)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。10.如图所示,容器A和汽缸B都能导热,均处于27 的环境中,汽缸B上方与大气连通,大气压强为p0=1.0105 Pa。开始时阀门K关闭。A内为真空,其容积VA=1.2 L,B内活塞横截面积S=100 cm2、质量m=1 kg,活塞下方充有理想气体,其体积VS=4.8 L。活塞上方恰与汽缸上部接触但没有弹力。A与B间连通细管体积不计,打开阀门K后使活塞缓慢下移。不计摩擦,g取10 m/s2。(1)求稳定后活塞的位置及活塞下移过程中汽缸B内气体对活塞做的功。(2)稳定后将阀门K再次关闭,然后把整个装置放置于207 的恒温槽中。求活塞稳定后汽缸B内气体的压强。11.(2019云南大理模拟)竖直放置的一粗细均匀的U形细玻璃管中,两臂分别灌有水银,水平部分有一空气柱,各部分长度如图所示,单位为 cm。现将管的右端封闭,从左管口缓慢倒入水银,恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中。已知大气压强p0=75 cmHg,环境温度不变,左管足够长。求:(1)此时右管封闭气体的压强;(2)左管中需要倒入水银柱的长度。12.如图甲所示,粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置,管内用质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体,当环境温度为T(热力学温度),大气压强为p0时,理想气体的长度为l0,现保持温度不变,将玻璃管缓慢水平放置。重力加速度为g,不计摩擦。求:(1)稳定后气柱的长度;(2)若将环境温度降为T3(热力学温度),将玻璃管平放于光滑水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如图乙所示),求稳定后的气柱长度。专题分层突破练16热学1.BCD解析 根据理想气体方程pVT=C,气体的压强和体积都增加,所以气体温度升高,内能增加,A错、B对;气体的体积增大,气体对外做功,C对;根据热力学第一定律U=W+Q,其中U0,W0,从外界吸收热量,D对;气体吸收的热量,一部分对外做功,另一部分增加了气体的内能,E错。2.ADE解析 车胎容积一定,向自行车内打气时,车胎内的气体越来越多,环境温度不变,气体压强越来越大,用打气筒打气时,车胎内气体对打气筒的压力越来越大,所以打气时感觉越来越费力,故选项A正确;感觉十分闷热、潮湿,这是因为此时空气相对湿度较大,人体皮肤表面的汗液难以蒸发,故选项B错误;布朗运动是微小颗粒的运动,在光学显微镜下能看到,肉眼看到的颗粒运动不是布朗运动,所以发现池塘中莲花的花粉散落在水中,并且在缓慢运动,这不是布朗运动,故选项C错误;浸润指液体与固体发生接触时,液体附着在固体表面或渗透到固体内部的现象,此时看到教室外的玻璃窗已经被雨水打湿,雨水附着在玻璃上,说明水对玻璃是浸润的,故选项D正确;空调机在制冷过程中,从教室内吸收的热量少于向教室外放出的热量,因为电能也部分转化为热能,故选项E正确。3.BCE解析 表面张力产生在液体表面层,它的方向平行于液体表面,而非与液面垂直,A错误;单晶体具有各向异性的性质,B正确;对于不同的压强和温度,饱和汽压不同,故绝对湿度大时相对湿度不一定大,C正确;热力学第二定律有不同的表述:不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响;热量不可以全部转化为功,但是机械能可以全部转化为内能,D错误;根据液晶特点和性质可知:液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性,E正确;故选BCE。4.ADE解析 根据热力学第二定律可知,热量可以从低温物体传递到高温物体,但要引起其他的变化,选项A正确;根据热力学第一定律,U=W+Q,则物体放出热量,若对外做功,其内能不一定减少,选项B错误;温度高的物体的分子平均动能一定大,但内能不一定大,选项C错误;若两分子间的距离减小,则分子间的引力和分子间的斥力均增大,选项D正确;若分子间的作用力表现为斥力,则随分子间距离的减小,分子力做负功,则分子间的势能增大,选项E正确;故选ADE。5.ACE解析 单晶体和多晶体均存在固定的熔点,选项A正确;空气相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越慢,选项B错误;液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,选项C正确;用油膜法估测分子大小时,用油酸溶液中含有的纯油酸的体积除以油膜面积,可估测油酸分子的直径,选项D错误;由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力,选项E正确;故选ACE。6.ACD解析 从a到b,体积不变,压强增大,温度一直升高,A正确;从b到c,温度不变,内能不变,压强减小,体积增大,对外做功,气体从外界吸收热量,B错误;从c到d,体积不变,压强减小,温度降低,内能减小,气体对外放热,C正确;从d到a,温度不变,压强增大,体积减小,单位体积中的气体分子数目增大,D正确;从b到c气体吸收的热量等于气体对外做的功,从d到a气体放出的热量等于外界对气体做的功,两个过程体积变化相同,但压强不同,做的功不同,所以从b到c气体吸收的热量与从d到a气体放出的热量不同,E错误。故选ACD。7.ADE解析 由题图可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,A正确;bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律U=Q+W可知,气体吸热,故B错误;由图象可知,ca过程气体压强不变,温度降低,由盖吕萨克定律可知,其体积减小,外界对气体做功,W0,气体温度降低,内能减少,UVB=4.8L说明活塞最终停在汽缸顶部,根据理想气体状态方程有:pBV1T1=pBVST2代入数据解得:pB=1.212105Pa。11.答案 (1)90 cmHg(2)27 cm解析 (1)设玻璃管的横截面积为S,对右管中的气体,初态p1=75cmHg,V1=30S末态体积:V2=(30-5)S=25S由玻意耳定律:p1V1=p2V2解得:p2=90cmHg。(2)对水平管中的气体,初态p=p0+15cmHg=90cmHg,V=11S;末态压强:p=p2+20cmHg=110cmHg根据玻意耳定律:pV=pV解得V=9S,水平管中的空气柱长度变为9cm,此时原来左侧19cm水银柱已有11cm进入到水平管中,所以左侧管中倒入水银柱的长度应该是110cm-75cm-8cm=27cm。12.答案 (1)(mg+p0S)l0p0S(2)p0S+mg3(p0S-ma)l0解析 (1)初始时封闭气体的压强p1=p0+mgS水平放置时封闭气体的压强p2=p0由理想气体方程可得:p1l0S=p2lS解得l=(mg+p0S)l0p0S(2)当环境温度降为T3时,有:l2ST1=l3ST2其中T1=T,T2=T13,l2=l得l3=l3当玻璃管向左以加速度a做匀加速运动时。有(p0-p3)S=map3l4=p0l3解得:l4=p0S+mg3(p0S-ma)l0。13
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