2020版物理新增分大一轮江苏专用版讲义：第十二章热学本章综合能力提升练

本章综合能力提升练

一、选择题

1.(多选)(2018·常州市一模)如图1，对于下列实验的说法正确的有(　　)

图1

A.甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径

B.乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快

C.丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的

D.丁图是蜂蜡涂在单层云母片上的融化实验，说明云母晶体的导热性能具有各向同性

答案　AB

解析　在测量油酸分子的直径时，将油酸分子看成球形，并且把油膜看成单分子油膜，此时油酸薄膜厚度等于油酸分子直径，故A正确；在研究溴蒸气的扩散实验时，若温度升高，则分子的热运动更加激烈，所以扩散的速度加快，故B正确；题图丙是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是气体分子频繁碰撞容器壁产生的，与重力无关，故C错误；题图丁中蜂蜡融化后的形状是椭圆，则说明云母晶体的导热性能具有各向异性，故D错误.

2.(多选)(2018·苏锡常镇一调)下列说法中正确的是(　　)

A.悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则

B.单晶体的某些物理性质呈现各向异性，是因为组成它们的原子(分子、离子)在空间上的排列是杂乱无章的

C.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距比较大，分子力表现为引力

D.若把氢气和氧气看做理想气体，则质量和温度均相同的氢气和氧气内能相等

答案　AC

解析　悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则，选项A正确；单晶体的各向异性是因为内部物质微粒各方向排列不同，空间上呈现周期性，选项B错误；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为引力，选项C正确；若把氢气和氧气看做理想气体，则质量相同时分子数不同，温度相同时平均动能相同，则氢气和氧气内能不相等，选项D错误.

3.(多选)(2018·高考押题预测卷)下列说法正确的是(　　)

A.物体温度升高，其内能一定增大

B.加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)吸收热量，内能增大

C.在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小

D.液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向同性

答案　BC

解析　内能是所有分子的动能和势能的和，不仅与温度有关，还与物体的体积有关，只知道温度一个因素的变化情况，无法确定物体内能的变化，故A错误；体积不变，故W＝0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，吸热内能增大，故B正确；在分子相互远离的过程中，分子引力和斥力都减小，故C正确；液晶是一种特殊物质，它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故D错误.

4.(多选)(2018·南京市学情调研)下列说法正确的是(　　)

A.同一时刻撞击固体颗粒的液体分子数越多，该颗粒布朗运动越剧烈

B.一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致

C.晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能增大

D.一定质量气体等容变化中温度升高，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多

答案　BD

5.(多选)(2018·扬州市一模)对热现象的认识和应用，下列说法正确的是(　　)

A.晶体的导热性能一定是各向异性

B.空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发得越慢

C.要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的扩散来完成

D.“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积

答案　BC

解析　单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故A错误；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，暴露在空气中的水蒸发得越慢，故B正确；固体也能扩散，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，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确； “油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是纯油酸的体积除以油膜的面积，故D错误.

6.(多选)(2018·泰州中学开学考)下列说法中正确的是(　　)

A.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力

B.扩散运动就是布朗运动

C.蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体

D.能量转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量转化和守恒定律

答案　AD

7.(多选)(2018·金陵中学等三校四模)下列说法正确的有(　　)

A.气体压强大小取决于气体分子数密度和分子的平均动能

B.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动

C.非晶体的微观性质与液体非常相似

D.气体实验定律对饱和汽也适用

答案　AC

8.(多选)(2018·南通市等六市一调)关于现代科技在生产、生活中的应用，下列说法正确的是(　　)

A.潮湿的房间内，开启空调制热，可降低空气的绝对湿度

B.普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内

C.石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂

D.天然气是一种洁净环保的能源，相比于传统化石燃料不会产生地球温室效应

答案　BC

解析　空气的绝对湿度是用空气中水蒸气的压强表示的，对房间内气体加热，不会减少空气中的水蒸气，故空气的绝对湿度不会降低，故A错误；普通液晶显示器在严寒地区不能工作，是因为物质的液晶态是在一定温度范围内，故B正确；石墨晶体是层状结构，层与层原子间作用力小，可用作固体润滑剂，故C正确；天然气燃烧同样产生二氧化碳，也会产生温室效应，故D错误.

二、填空题

9.(2018·红桥中学一调)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图2所示)，测得油膜占有的正方形小格个数为X.

图2

(1)用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为        .

(2)油酸分子直径约为        .

答案　(1)　(2)

解析　(1)由题意可知，一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为V0＝ .

(2)每一滴所形成的油膜的面积为S＝Xa2，所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为d＝＝.

10.(2018·苏锡常镇二模)氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性，已知某轿车的氙气灯泡的容积为V，其内部氙气的密度为ρ，氙气摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA.则灯泡中氙气分子的总个数为          ，灯泡点亮后其内部压强将          (填“增大”“减小”或“不变”).

答案　NA　增大

11.(2018·苏州市期初调研)如图3所示，一定质量的理想气体，它由状态A经过AB过程到达状态B，再由状态B经过BC过程到达状态C，设A、C状态对应的温度分别为TA、TC，则TA        TC(选填“＞”“＝”或“＜”).在过程AB中放出的热量为QAB，在过程BC中吸收的热量为QBC，则QAB        QBC(选填“＞”“＝”或“＜”).

图3

答案　＝　<

解析　气体在A状态时的温度为TA，由题图可知：VB＝VA＝V0、VC＝2V0＝2VA，从A到B是等容变化：＝，解得：TA＝2TB，从B到C是等压变化：＝，解得：TC＝2TB，所以TA＝TC.因为从A到B是等容变化过程，体积不变，气体不做功，要放热；B→C过程中压强不变，体积增大对外做功，而A和C的温度相等，即内能相等，要吸热；根据热力学第一定律可知，在过程AB中放出的热量为QAB小于在过程BC中吸收的热量为QBC，即QAB<QBC.

12.(2018·第二次全国大联考(江苏卷))一定质量的理想气体经历如图4所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，设气体在状态A、B时的温度分别为TA和TB，则TA        TB(填“大于”“等于”或“小于”)；气体从B→C的过程中吸热950 J，则此过程中气体内能增加了

         J.

图4

答案　等于　150

解析　根据图象，可得状态A、B时有：pAVA＝pBVB，则可得TA等于TB；气体从B→C的过程中压强不变，体积增大，则气体对外做功为W＝－pΔV＝－4×105×(4－2)×10－3 J＝－800 J，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可得此过程中气体内能增加了150 J.

三、计算题

13.(2018·常州市一模)2017年5月，我国成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家.可燃冰是一种白色固体物质，1 L可燃冰在常温常压下释放160 L的甲烷气体，常温常压下甲烷的密度为0.66 g/L，甲烷的摩尔质量为16 g/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，请计算1 L可燃冰在常温常压下释放出甲烷气体的分子数目(计算结果保留一位有效数字).

答案　4×1024个

解析　甲烷分子数目为：n＝NA＝×6.0×1023个≈4×1024个.

14.(2018·泰州中学四模)如图5所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h＝0.5 m.已知活塞质量m＝2 kg，横截面积S＝1×10－3 m2，环境温度t＝0 ℃且保持不变，外界大气压强p0＝1×105 Pa，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1，标准状态下气体的摩尔体积Vmol＝22.4 L/mol，g＝10 m/s2.现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：

图5

(1)汽缸开口水平时，被封闭气体的体积V；

(2)汽缸内空气分子的个数(结果保留一位有效数字).

答案　(1)6×10－4 m2 　(2)2×1022个

解析　(1)根据平衡条件得：p1＝p0＋＝1.2×105 Pa，由玻意耳定律有：p1V1＝p0V，V1＝hS，解得V＝6×10－4 m2

(2)汽缸内空气分子的个数N＝NA＝×6×1023个≈2×1022个.

15.(2018·红桥中学一调)一定质量的理想气体，状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图6所示的p－V图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA＝300 K，试求：

图6

(1)气体在状态C时的温度TC；

(2)若气体在AB过程中吸热1 000 J，则在AB过程中气体内能如何变化，变化了多少.

答案　(1)375 K　(2)增加　400 J

解析　(1)D→A为等温线，则TA＝TD＝300 K，C到D为等压过程，由盖—吕萨克定律得：＝，代入数据解得TC＝375 K.

(2)A到B过程压强不变，则： W＝－pΔV＝ －2×105×3×10－3 J＝－600 J

由热力学第一定律，得：ΔU＝Q＋W＝1 000 J－600 J＝400 J，则气体内能增加，增加了400 J.