2015届高考物理第一轮随堂达标检测试题22

章末定时练十一(时间：60分钟)1．(多选)(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是 ()．A．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动B．热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体C．用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105J，若空气向外界放出热量1.5×105J，则空气内能增加5×104JD．一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小，压强越大(2)1mL水用注射器能滴50滴，水的密度ρ＝103kg/m3，则1滴水中有多少个水分子？(阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol解析(1)布朗运动是由液体分子撞击固体小颗粒而引起的，而教室内粉尘颗粒杂乱无章的运动是由于空气流动引起的，A项错误；在一定条件下，热量可以从低温物体传给高温物体，例如夏天空调工作时，不断地将热量从低温的室内传到高温的室外，B项错误；根据热力学第一定律可知，C项正确；根据eq\f(pV,T)＝恒量可知，对于一定质量的气体，温度不变，体积越小，压强越大，D项正确．(2)1滴水的体积为V＝eq\f(1×10－6,50)m3＝2×10－8m31滴水的质量为m＝Vρ＝2×10－8×103kg＝2×10所以1滴水中水分子的个数为n＝eq\f(m,mmol)NA＝eq\f(2×10－5,18×10－3)×6.02×1023个＝6.69×1020个．答案(1)CD(2)6.69×1020个2．(1)(单选)某同学利用DIS实验系统研究一定量理想气体的状态变化，图1实验后计算机屏幕显示如图1的p－t图象．已知在状态B时气体的体积为VB＝3L，则下列说法正确的是 ()．A．状态A到状态B气体的体积越来越大B．状态B到状态C气内能增加C．状态A的压强是0.5atmD．状态C体积是2L(2)在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃，爆胎时胎内气体的温度为87①求爆胎时轮胎内气体的压强；②从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；③爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．解析(1)状态A到状态B是等容变化，故体积不变，A错；状态B到状态C是等温变化，气体内能不变，B错；从图中可知，pB＝1.0atm，TB＝(273＋91)K＝364K，TA＝273K，根据查理定律，有eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)，即eq\f(pA,273)＝eq\f(1.0,364)，解得pA＝0.75atm，C错；pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm；根据玻意耳定律，有pBVB＝pCVC，解得，VC＝2L，D对．(2)气体作等容变化，由查理定律得：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)①T1＝t1＋273②T2＝t2＋273③p1＝2.5atmt1＝27℃t2＝由①②③得：p2＝3atm.答案(1)D(2)①3atm②气体体积不变，分子密集程度不变，温度升高，分子平均动能增大，导致气体压强增大．③气体膨胀对外做功，没有吸收或放出热量，据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU<0，内能减少．3．(多选)质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由液态Ⅰ到气态Ⅲ(可看成理想气体)变化过程中温度(T)随加热时间(t)变化关系如图2所示，单位时间所吸收的热量可看做不变．图2(1)以下说法正确的是 ()．A．在区间Ⅱ，物质的内能不变B．在区间Ⅲ，分子间的势能不变C．在区间Ⅲ，气体膨胀对外做功，内能减小D．在区间Ⅰ，物质分子的平均动能随着时间的增加而增大(2)在区间Ⅲ，若将压强不变的条件改为体积不变，则温度升高________(选填“变快”、“变慢”或“快慢不变”)，请说明理由．解析(1)在区间Ⅱ，物质的压强、温度均不变，但从外界吸收热量，物质的内能增加，A错；在区间Ⅲ，物质已变成理想气体，分子间已无作用力，分子间的势能为0，由eq\f(pV,T)＝常数及一定量理想气体内能与温度的关系知：当压强一定，温度升高时气体体积增大，膨胀对外做功，气体内能增大，所以B对C错；在区间Ⅰ，随着温度的升高，分子平均动能增大，D对．(2)根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W和理想气体的状态方程eq\f(pV,T)＝C可知，在吸收相同的热量Q时：压强不变的条件下，V增大，W<0，ΔU1＝Q－|W|体积不变的条件下，W＝0，ΔU2＝Q所以ΔU1<ΔU2，体积不变的条件下温度升高变快．答案(1)BD(2)变快，理由见解析4．(1)(单选)下列说法正确的是 ()．A．一定质量的气体，当温度升高时，压强一定增大B．一定质量的气体，当体积增大时，压强一定减小C．一定质量的气体，当体积增大，温度升高时，压强一定增大D．一定质量的气体，当体积减小，温度升高时，压强一定增大图3(2)在如图3所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9J．图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零．求：①从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功W1和其内能的增量ΔU1.②从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量ΔU2及其从外界吸收的热量Q2.解析(1)一定质量的气体，其分子总数一定，当温度升高时，气体分子的平均动能增大，有引起压强增大的可能，但不知道分子的密度如何变化，故不能断定压强一定增大，A项错误；当体积增大时，气体分子的密度减小，有使压强减小的可能，但不知气体分子的平均动能如何变化，同样不能断定气体压强一定减小，B项错误；体积增大有使压强减小的趋势，温度升高有使压强增大的趋势，这两种使压强向相反方向变化的趋势不知谁占主导地位，不能断定压强如何变化，故C项错误；体积减小有使压缩增大的趋势，温度升高也有使压强增大的趋势，这两种趋势都使压强增大，故压强一定增大，D项正确．(2)①从状态A到状态C的过程，气体发生等容变化该气体对外界做的功W1＝0根据热力学第一定律有ΔU1＝W1＋Q1内能的增量ΔU1＝Q1＝9J.②从状态A到状态B的过程，体积减小，温度升高该气体内能的增量ΔU2＝ΔU1＝9J根据热力学第一定律有ΔU2＝W2＋Q2从外界吸收的热量Q2＝ΔU2－W2＝3J.答案(1)D(2)①09J②9J3J5．(1)(多选)下列关于分子热运动的说法中正确的是 ()．A．布朗运动就是液体分子的热运动B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故C．对于一定量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它的内能一定增大D．如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大(2)一定质量的理想气体状态变化如图4所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10L，那么变到状态B时气体的体积为________L，变到状态C时气体的压强是0℃图4(3)如图5所示，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，图5横截面积为2×10－3m2，一定质量的气体被质量为3.0kg的活塞封闭在气缸内，活塞和气缸可无摩擦滑动，现用外力推动活塞压缩气体，对缸内气体做功600J，同时缸内气体温度升高，向外界放热150J，求初状态的压强和压缩过程中内能的变化量．(大气压强取1.01×105Pa，g取10m/s解析(1)布朗运动是悬浮在液体中花粉颗粒的运动；气体分子散开的原因在于分子间间距大，相互间没有作用力；对于一定量的理想气体，在压强不变的情况下，体积增大，温度升高分子平均动能增加，理想气体分子势能为零，所以内能增大．(2)由图可知状态A到状态B是等压过程，状态B到状态C是等容过程，根据理想气体状态方程可解．(3)初状态p＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.16×105Pa由热力学第一定律W＋Q＝ΔU得，内能的变化量ΔU＝600＋(－150)＝450(J)．答案(1)CD(2)202(3)1.16×105Pa450J6．(1)(多选)下列说法中正确的是 ()．A．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，体积一定增大B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的D．液晶在光学和电学性质上表现出各向同性(2)若一定质量的理想气体对外做了3000J的功，其内能增加了500J，表现该过程中，气体应________(填“吸收”或“放出”)热量________J.(3)已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为V.求相同体积的水和可视为理想气体的水蒸气中所含的分子数之比？解析(1)由气体实验定律可知A正确；布朗运动是微粒的运动，是由微粒周围的液体分子撞击微粒引起的，B错误；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但违反热力学第二定律，它是制造不出来的，C正确；液晶在光学和电学性质上表现出各向异性，D错误．(2)由ΔU＝W＋Q代入数据得Q＝3500J，即吸收热量3500J.(3)设二者的体积均为V′，则水的质量为m＝ρV′，分子个数为N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρV′,M)NA，水蒸气的个数N′＝eq\f(V′,V)NA故二者的分子个数比为eq\f(N,N′)＝eq\f(ρV,M)答案(1)AC(2)吸收3500(3)eq\f(ρV,M)7．两个完全相同的钢瓶，甲装有3L的液体和1L、6个大气压的高压气体；乙内有一个大气压的4L气体；现将甲瓶倒置按如图6所示连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中．(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)图6(1)试分析在压装过程中随甲瓶内液体减少，甲内部气体压强如何变化，试用分子动理论作出解释．(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？解析(1)压装过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数减少，温度不变分子的平均动能不变，这样单位时间撞击到单位器壁面积上的分子数减少，压强变小．(2)设甲内液体最多有xL进入乙瓶，乙瓶中气体灌装液体前，压强为p乙＝1atm，体积为V1＝4L；灌装后体积最小为V乙′＝(4－x)L，此时乙瓶中压强与甲瓶内压强相等，为p，由等温变化得：P乙V乙＝PV乙′①甲瓶中气体开始气压为P甲＝6atm，体积为V甲＝1L，结束后压强为P，体积为V甲′＝(1＋x)L由等温变化得：P甲V甲＝PV甲′②联立①②代入解得：x＝2L③答案(1)见解析(2)2L8．[2013·课标Ⅰ，33(2)]如图7，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，压强分别为p0和eq\f(p0,3)；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为eq\f(V0,4).现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：图7(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx.解析(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，由盖－吕萨克定律得eq\f(T,T0)＝eq\f(7V0/4,5V0/4) ①由此得T＝eq\f(7,5)T0 ②(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大．打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两