热学章末质量检测

1、章未质量檢测（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o （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儿乎相等C. 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山状态A沿直线变化到状态其p-V图像如图 1所示。已知气体处于状态A时，0 = 300 K,大气压强內=1

2、.0X105 Pa,求在 此变化过程中，（ii）气体的最高温度。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）由理想气体状态方程警二号严（1分）代入数据可解得Tb二300 K（ 1分）故该理想气体的内能不变=由热力学第一定律

3、可知Q= -W（分）又因为W二-,所以Q=pV ,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0 = 400J。（1分）（ii）由学二C（常量）可知,当严最大时，气体的温度最高由图像可知，厂-108V+4X105 （Pa）（l分）得PV= - 108V2 + 4X105V（Pa m3）= - 108X （V - 2X 10 -3）2 + 4X 102（Pa-m3）（ 1 分）故当V = 2 X 10'5 m3时，p V有最大值（1分）由理想气体状态方程可得警二%1分）解得 &二 400 K。（1 分）答案（l）ACD （2）（i）400 J （ii）400

4、 K2. （ 1）（5分）关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是o （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. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B对某物体做功，可能会使该物体的内能增加C.密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D定质量的100 °C的水吸收热量后变成100 °C的水蒸气，系统的内能保持不变E.物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大（2）（10分）如图2所示，竖直放置的均匀细U形管，左管上端封闭，长04 =

5、 30 cm, 右管足够长且上端开口，底部管长AB = 20cm。初始时左右两管水银面等高、且 水银柱高为10 cm,左管中封闭气体温度为27 °C。已知大气压强为po=75 cmHg, g 取 10 m/s2oAB图2（i）若对左管中封闭气体加热，直至左、右管中水银面形成5 cm长的高度差，则此时封闭气体的温度为多少摄氏度？（ii）若保持封闭气体温度为27 °C不变。使U形管在竖直面内沿水平方向做匀加速 直线运动，则当左管的水银恰好全部进入内时，加速度为多大？解析（1）知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出每个气体分子占据 的平均空间，不能算出单个气体分子的体积，选

6、项A错误；对物体做功可能会 增加物体的内能,热传递和做功是改变内能的两种方式,选项B正确；由查理 定律可得，密封的体积不变的气体，温度升高,压强増大，故气体分子对器壁单 位面积上的平均作用力增大，选项C正确；定质量100 °C的水变成100 I的 水蒸气，吸收热量,内能增大，选项D错误；温度是分子平均动能的标志,物 体的温度越高，分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大，选项E正确。设U形管的横截面积为S状态一 :Vi=20 cm X S、T= 273 + ti = 300 K、pi=po = 75 cmHg（ 1 分）状态二：Vi - 22.5 cm X S、Ti = 273 + &q

7、uot;、Pi = po + 5 cm Hg = 80 cmHg（ 1 分）由理想气体状态方程有晋二号”（2分） 解得勺二87 °C。（1分）（ii）设水银密度为Q ,左管的水银恰好全部进入佔时状态三:V3 = 3O cm X S、p3由玻意耳定律有pV二/"Vyi分）AB段水银柱的质量m=pS ABAB段水银柱右侧所受压强”二內+ pgA/2（l分）由牛顿第二定律有P3S - ”S = ma（ 1分）A/?2 二 20 cm、AB = 20 cm解得a = 22.5 m/s2 ,方向水平向左。（2分）答案（l）BCE （2）（i）87 °C （ii）22.5 m

8、/s2 方向水平向左3. （ 1）（5分）一定质量的理想气体由状态0经状态b、c到状态，其体积V与热力 学温度厂的关系如图3所示，O、“、"三点在同一直线上，"和cd平行于横轴, %平行于纵轴，由状态“变到状态b的过程中，气体（填“吸收”或“放出”）热量，从状态b到状态c,气体对外做（填“正功”或“负功”），从状态"到状态，气体内能（填“增加”“不变”或“减少”）。（2）（10分）如图4所示，导热气缸放在水平面上，开口向左，在缸内用一活塞密封一定质量的理想气体，活塞静止时位于汽缸中央，此时活塞到缸底的距离为厶 活塞的横截面积为S,不计活塞与汽缸内壁的摩擦，大气压强

9、为內，温度为几。4若将汽缸开口向上静止放置，稳定后，活塞到缸底的距离变为存，重力加速度为（i）当汽缸开口向下（缸口与外界大气相通）稳定后，活塞到缸底的距离为多少？（ii）要使汽缸开口向下（缸口与外界大气相通）时活塞的位置与开口向上时活塞位置相同，则应在汽缸开口向下时，将缸内气体的温度降低为多少？解析（1）由状态a变到状态b的过程中，气体体积不变，则W二0 ,遍度升高, 则" > 0 ,根据（/二W + 0可知气体吸收热量；从状态b到状态c ,气体体积 变大，则气体对外做正功；从状态«到状态d ,气体遍度升高,则内能增加。设活塞的质量为m,汽缸开口向上时，封闭气体的压强

10、p =/?o +簧分）汽缸开口向左时z气体的压强为（），体积为LS z根据玻意耳定律有4/7oLS = /7iX-LS（l 分）解得吨二（）S（1分） 当汽缸开口向下时，封闭气体的压强pi - /?（）-等（1分）根据玻意耳定律有P°LS = p2 x dS（2分）4解得活塞到缸底的距离d =亍厶。（1分）（ii）设气体温度降低到Ti时,汽缸开口向下（缸口与外界大气相通）时活塞的位置44qLS 討 S与开口向上时活塞的位置相同。根据盖一吕萨克定律有计二可（2分）3解得厂二尹）。（1分）43答案（1）吸收正功增加（2）（i宇（ii）存）4. （ 1）（5分）下列说法正确的是o （填正确

11、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 晶体在熔化过程中分子的平均动能不变B. 温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动也叫做热运动C. 在轮胎爆裂的短暂过程中，胎内气体膨胀，温度下降D. 只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，能讣算出阿伏加德罗常数E. 在油膜法估测分子大小的实验中，若油酸未完全散开，则会使测量结果偏大(2)(10分)如图5,开口朝下的圆筒形导热汽缸竖直悬挂，处于静止状态，汽缸内 用横截面积为S的薄活塞封闭着温度为300 K的某种理想气体，活塞可在汽缸内 上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热，使活塞缓慢向下移动。当

12、气 体温度升高至360 K时，活塞刚好移到汽缸口。已知大气压强为內，汽缸容积为 Vo，重力加速度为g。(i) 求300 K时汽缸内气体的体积；(ii) 如果不加热气体，而在活塞下悬挂一个砂盘，缓慢地往砂盘里添加砂，当砂 与砂盘总质量与活塞质量相等时，活塞也刚好移到汽缸口，判断此过程中气体吸 热还是放热？并求出活塞的质量。解析(1 )晶体在熔化时温度不变,而遍度是分子平均动能的标志,故A项正确； 布朗运动是指固体小微粒的运动，而热运动是指分子的无规则运动，故B项错 误；在轮胎爆裂的瞬间,胎内气体急剧膨胀,对外做功,来不及进行热交换,可 认为是绝热过程，由热力学第一定律AU=Q+ W得内能减少，遍

13、度降低，C项 正确；水蒸气是气态水,水分子间距很大,故水蒸气的摩尔体积与单个水分子的 体积之比并非等于阿伏加德罗常数,D项错误；在用油膜法测分子大小时,应为 单分子油膜，若油酸分子未完全散开，则测量得到的油膜面积会偏小,分子直径 d二舟就偏大,E项正确。(2)缓慢加热气体的过程中，气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律可得 牛券（2分）其中 T = 300 K z T2 = 360 K , V2= Vo ,解得匕二专（1 分）（ii）封闭气体做等温变化，内能不变，气体体积増大，对外做功，根据热力学第定律可知，此过程中气体吸热。（2分）在挂砂盘使活塞移到汽缸口的过程中，气体发生等温变化，设活塞质量

14、为m,根据玻意耳定律可得门匕=piV2（2分）其中Pi =p（）-等（1分）"2 二 “0-警（1 分）联立解得加二管（1分）答案（l）ACE （2）（i）|v0）吸热譽5. （1） （5分）如图6所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了 ABCDA的循 环。状态B时,气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能（填“大”或“小”）。由B到C的过程中，气体将（填“吸收”或“放出”）热量。经历ABCDA 一个循环，气体吸收的总热量（填“大于”或“小于”）释放的总热量。p/（xlOsPa）01234 VAxliFm*）图6（2）（10分）如图7所示，导热性能良好的柱形金属容器竖直放置

15、，容器上端的轻质 塞子将容器密闭，内有质量为加的活塞将容器分为4、B两个气室，A、3两个 气室的体积均为V。活塞与容器内壁间气密性良好，且没有摩擦，活塞的截面积为S。已知重力加速度大小为g,大气压强大小为警，A气室内气体的压强大小图7（i）拔去容器上端的塞子，求活塞稳定后3气室的体积内；（ii）拔去塞子待活塞稳定后，室温开始缓慢升高，从活塞稳定到其恰好上升到容 器顶端的过程中，B气室中气体从外界吸热为0,求这个过程中B气室中气体内 能增量解析（1）由/八图像可知，从状态A到状态B ,气体的压强増大，体积增大， 根据理想气体状态方程可知,状态B时的温度比状态A时的温度高。根据温度 是分子平均动能的标志,可知状态B时气体分子的平均动能比状态A时气体分 子的平均动能大。由状态B到状态C的过程中，气体的体积不变，不对外做功， 压强减小，则温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，可知气体将放出热量。 根据V图像中图线与坐标轴所围图形的面积表示功可知,经历ABCDA 个 循环，气