1、第十三章 45 分钟章末检测卷满分 100分授课提示：对应学生用书第 333页1(2018广东华山模拟)(1)(10 分)关于热现象和热学规律，下列说法正确的是_(填正确答案的标号)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气体温度升高，分子的平均动能一定增大C温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动越明显D一定温度下，饱和汽的压强是一定的E第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律(2)(15分)如图，将导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体(可视为理想气体)当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中此时水的温度 t17.
2、0 ，筒内气柱的长度 h114 cm.已知大气压强 p01.010 5 Pa，水的密度 1.010 3 kg/m3，重力加速度大小 g取 10 m/s2.()若将水温缓慢升高至 27 ，此时筒底露出水面的高度 h为多少？()若水温升至 27 后保持不变，用力将圆筒缓慢下压至某一位置，撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离 H(结果保留两位有效数字)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空间的体积，但不是分子体积(分子间隙大)，故 A错误；温度是分子平均动能的标志，故气体温度升高，分子的平均动能一定增大，选项 B正确；悬浮在液体中的固体微粒越小，碰撞的不
3、平衡性越明显，布朗运动就越明显，故 C正确；饱和蒸汽压仅仅与温度有关，所以一定温度下，饱和汽的压强是一定的，故 D正确；第一类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律，第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，故 E错误(2)()设水温升至 27 时，气柱的长度为 h2，圆筒横截面积为 S，根据盖吕萨克定律有 ，Sh1T1 Sh2T2圆筒静止，筒内外液面高度差不变，有 h h2 h1，联立解得 h1 cm；()设圆筒的质量为 m，静止在水中时筒内气柱的长度为 h3.则mg gh 1S，mg gh 3S，圆筒移动过程，根据玻意耳定律有(p0 gh1)h2S p0 g(h3 H)h3
4、S，解得 H72 cm.答案：(1)BCD (2)()1 cm ()72 cm2(2018重庆一诊)(1)(10 分)下列说法正确的是_(填正确答案的标号)A多数分子直径的数量级是 1010 cmB气体的温度升高时，气体的压强不一定增大C在一定的温度下，饱和汽的分子数密度是一定的D晶体都是各向异性的E一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的(2)(15分)如图所示的圆柱形汽缸是一“拔火罐”器皿，汽缸(横截面积为 S)固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与质量为 m的重物相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关 S处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时(此时缸内温度为 t )闭合开关 S，此时活塞下的细线
5、刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底的距离为 L.由于汽缸传热良好，随后重物会被吸起，最后重物稳定在距地面 处已知环境温度为 t0 不变， p0， p0为大气压L10 mgS 16强，汽缸内的气体可看成理想气体，求：()酒精棉球熄灭时的温度 t与 t0满足的关系式；()汽缸内温度降低到重新平衡的过程中外界对气体做的功解析：(1)原子和分子的数量级是 1010 m，A 错误温度是分子平均动能的标志，温度升高，气体分子的平均动能增大，由气态方程 C可知，温度升高，压强不一定增大，pVTB正确饱和汽压与分子密度和温度有关，在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，饱和汽压也是一定的，C 正确单晶体具
6、有各向异性，而多晶体没有各向异性，D 错误根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，E 正确(2)()汽缸内封闭气体的初始状态： p1 p0， V1 LS， T1(273 t) K；末状态： p2 p0 p0， V2 LS， T2(273 t0) K.mgS 56 910由理想气体的状态方程有 ，解得 t t091 .p1V1T1 p2V2T2 43()汽缸内封闭气体的温度降低的过程中，开始时气体的压强变化，但气体的体积没有变化，故此过程外界对气体不做功活塞向上运动过程为恒压过程，气体的压强为 p2，活塞上移的距离为 ，故外界对气体做的功为 W p2 V p0 S .L1
7、0 56 L10 p0LS12答案：(1)BCE (2)() t t091 ()43 p0LS123(1)(10 分)如图所示，一定质量的理想气体由状态 a沿 adc变化到状态 c，吸收了340 J 的热量，并对外做功 120 J若该气体由状态 a沿 abc变化到状态 c时，对外做功40 J，则这一过程中气体_(填“吸收”或“放出”)热量_J.(2)(15分)某同学设计了一种测温装置，其结构如图所示，玻璃泡 A内封有一定质量的气体，与 A相连的 B管插在水银槽中，管内外水银面的高度差 x即可反映泡内气体的温度，即环境温度 t，并可由 B管上的刻度直接读出设 B管的体积与 A泡的体积相比可略去不
8、计，在 1个标准大气压下对 B管进行温度刻线(1 标准大气压相当于 76 cmHg的压强)已知当温度 t127 时，管内外水银面的高度差 x116 cm，此高度差即为 27 的刻度线求：()推导高度差 x随温度 t变化的关系式；()判断该测温装置的刻度是否均匀，并指出温度 t0 刻度线在何处解析：(1)对该理想气体由状态 a沿 abc变化到状态 c，由热力学第一定律可得： U Q W340 J(120 J)220 J，即从 a状态到 c状态，理想气体的内能增加了220 J；若该气体由状态 a沿 adc变化到状态 c时，对外做功 40 J，此过程理想气体的内能还是增加 220 J，所以可以判定此
9、过程是吸收热量，再根据热力学第一定律可得： U Q W，得 Q U W220 J(40 J)260 J.(2)() B管体积忽略不计，玻璃泡 A内气体体积保持不变，是等容变化过程，根据查理定律可得 p1T1 p2T2根据平衡条件可知，玻璃泡 A内气体压强 p p0 gx ，其中 p0为标准大气压，代入数据解得 x21.4 (cm)t5()由方程可知， x与 t是线性函数，所以该测温装置的刻度是均匀的根据方程 x21.4 (cm)，t5将 t0 代入上式可得， x21.4 cm.所以温度 t0 刻度线在 x21.4 cm 处答案：(1)吸收 260 (2)() x21.4 (cm) ()刻度均匀
10、 x21.4 cm 处t54(1)(10 分)关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是_(填正确答案的标号)A当分子间的距离 r r0时，斥力等于引力，分子间作用力表现为零B分子之间的斥力和引力同时存在，且都随分子间距离的增加而减小C两个分子组成的系统的势能随分子间的距离增大而减小D扩散现象和布朗运动都与温度有关E热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体(2)(15分)两个固定汽缸按如图所示的方式放置，汽缸 B在汽缸 A的上方，两汽缸的底面均水平，两汽缸中的活塞各封住了一定质量的理想气体，而活塞通过穿过 B底部的光滑刚性细杆相连两活塞面积分别为 SA和 SB，且 SA
11、： SB1 ：2.初始时活塞处于平衡状态， A、 B中气体的体积均为 V0， A、 B中气体温度均为 300 K， B中气体压强为0.75p0， p0是汽缸外的大气压强(活塞与缸壁间的摩擦不计，细杆和两活塞质量均不计)()求初始时 A中气体的压强；()现对 A中气体加热，同时保持 B中气体的温度不变，活塞重新达到平衡状态后，B中气体的压强降为 0.5p0，求此时 A中气体的温度解析：(1)根据分子作用力与分子间距离的关系，当分子间的距离 r r0时，斥力等于引力，分子间作用力表现为零，故 A正确分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增加而减小，且斥力比引力变化得快，故 B正
12、确当分子间的距离rr0时，分子力表现为引力， r增大时分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离在rr0范围内增大时，分子力表现为斥力，并做正功，分子势能减小，C 错误温度是分子平均动能的标志，是分子运动剧烈程度的标志，温度越高，扩散现象越明显，布朗运动越剧烈，故 D正确根据热力学第二定律知，热量只能够自发地从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，故 E错误(2)()初始时系统平衡，对两活塞和细杆整体，有 pASA pBSB p0(SA SB)将已知条件 SB2 SA， pB0.75 p0代入上式可解得 pA1.5 p0.()末状态系统平衡，对两活塞和细杆整体，有 p ASA p BSB p0(SA SB)可解得 p A2 p0B中气体初、末态温度相等，由 pBVB p BV B，可求得 V B1.5 V0设 A中气体末态的体积为 V A，因为两活塞移动的距离相等，故有 ，可求出 V A1.25 V0V A VASA V B VBSB由理想气体状态方程有 ，解得 T A TA500 K.p AV AT A pAVATA p AV ApAVA答案：(1)ABD (2)()1.5 p0 ()500 K
