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专题六 第一讲 课时达标自测

时间:2016-03-31


1.(2013· 北京高考)下列说法正确的是(

)

A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动 C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.物体对外界做功,其内能一定减少 解析:选 A 本题考查布朗运动、热力学第一定律,意在考查考生的理解能力。悬浮在 液体中的小颗粒的无规则运动称为布朗运动,它反映了液体分子的无规则运动,则 A 项正 确,B 项错误;物体从外界吸收热量,由于做功情况未知,其内能不一定增加;同理,物体 对外界做功,其内能不一定减少,则 C、D 两项错误。 2.(2013· 福建高考)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 Ep 随分子间 距离 r 变化关系的图线是( )

图1 解析:选 B 本题考查分子间作用力以及分子势能随分子间距离变化关系,意在考查考 生对该部分知识的了解情况。当 r=r0 时,分子间作用力 f=0,分子势能 Ep 最小,排除 A、 C、D。 3.(2013· 广东高考)图 2 为某同学设计的喷水装置,内部装有 2 L 水,上部密封 1 atm 的空气 0.5 L,保持阀门关闭,再充入 1 atm 的空气 0.1 L,设在所有过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正 确的有( )

A.充气后,密封气体压强增加 B.充气后,密封气体的分子平均动能增加 C.打开阀门后,密封气体对外界做正功 D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光 解析:选 AC 本题考查分子平均动能及气体实验定律,意在考查考生对分子平均动能 的理解及对气体状态变化过程分析的能力。充气后,一定量气体的体积减小,气体的温度不 变,根据玻意耳定律可知,气体的压强增大,A 项正确;由于气体分子的平均动能是由温度 决定的,温度不变,气体分子的平均动能不变,B 项错误;打开阀门后,气体推动液体,气 体的体积增大,对外做功,C 项正确;当气体的压强减小到外部与内部压强差等于水柱产生 图2

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的压强时,液体不再喷出,D 项错误。 4.(2013· 青岛模拟)某学生用导热性能良好的注射器和弹簧秤来测大气压强 p0, 该同学先 测出注射器活塞的横截面积 S 和重力 G,再竖直固定注射器,将活塞移到某一适当位置,用 橡皮帽将注射器小孔封住,活塞静止时读出初状态气体的体积 V1;最后用弹簧秤将活塞缓 慢向上拉出一定的距离,使气体的体积为 V2;若注射器内气体没有损失,下列说法中正确 的是( ) 图3

V1 A.气体体积为 V2 时弹簧秤的读数是 F=p0S(1- ) V2 B.气体的内能保持不变 C.单位时间内,封闭气体中大量气体分子对活塞撞击的次数增多 D.气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量 解析:选 BD

缓慢上拉活塞时气体温度不变,气体的内能保持不变,由 ΔU=W+Q

可知,气体从外界吸收的热量与气体对外界做功相等,B、D 均正确;因气体的温度不变, 体积增大压强减小,故单位时间气体分子撞击活塞的次数减少,C 错误;由 p1S=p0S+G, V1 F+p2S=p0S+G,又 p1V1=p2V2,联立可解得,F=p1S(1- ),故 A 错误。 V2 5.(2013· 潍坊模拟)(1)下列说法正确的是________。 A.0℃的冰与 0℃的水分子的平均动能相同 B.温度高的物体内能一定大 C.分子间作用力总是随分子间距离的增大而减小 D.随着制冷技术的不断提高,绝对零度一定能在实验室中达到 (2)一定质量的理想气体压强 p 与热力学温度 T 的关系图像如图 4 所 示,气体在状态 A 时的体积 V0=2 m3,线段 AB 与 p 轴平行。 ①求气体在状态 B 时的体积; 图4

②气体从状态 A 变化到状态 B 过程中, 对外界做功 30 J, 问该过程中气体吸热还是放热? 热量为多少? 解析:(1)只要物体的温度相同,分子的平均动能就相同,A 正确;物体的内能除与温 度有关,还与体积和物质的量有关,B 错误;分子间的作用力在 r>r0 时,随分子间距离的增 大先增大后减小,C 错误;绝对零度是极限温度,只能接近不可能达到,D 错误。 (2)①由 p T 图可知,气体由 A→B 发生等温变化,由玻意耳定律得:p0V0=2p0· VB,解 V0 得 VB= =1 m3。 2 ②由热力学第一定律得:ΔU=W+Q,ΔU=0, W=-30 J 可得:Q=30 J>0,故气体从外界吸收 30 J 的热量。 答案:(1)A (2)①1 m3 ②吸热 30 J

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6.(2013· 上海联考)如图 5 所示,导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上,用横截面积为 S=1.0×10
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m2 的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内, 活

塞杆的另一端固定在墙上。外界大气压强 p0=1.0×105 Pa。当环境温度 为 27℃时,密闭气体的体积为 2.0×10
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m3。 图5

(1)当环境温度缓慢升高到 87℃时,汽缸移动了多少距离?

(2)如果环境温度保持在 87℃,对汽缸施加水平作用力,使缸内气体体积缓慢地恢复到 原来数值,这时汽缸受到的水平作用力多大? V1 V2 解析:(1)气体等压变化 = T1 T2 T2V1 360 - - V2= = ×2.0×10 3 m3=2.4×10 3 m3 T1 300 气缸移动的距离为 V2-V1 0.4×10 3 - Δl= = m=4×10 2 m - S 1.0×10 2


p1 p3 (2)从状态 1→3 气体等容变化 = T1 T3 p1T3 360×1.0×10 p3= = Pa=1.2×105 Pa T1 300 或从状态 2→3 气体等温变化 p2V2=p3V3
5 p2V2 1.0×10 ×2.4×10 p3= = - V3 2.0×10 3
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Pa=1.2×105 Pa。
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p3S=p0S+F,所以 F=(p3-p0)S=2×104×10 答案:(1)4×10
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N=200 N

m (2)200 N

7.(2013· 商丘模拟)(1)下列说法正确的是________。 A.温度是分子平均动能的标志,物体温度越高,则分子的平均动能越大 B.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,布朗运动越 不明显 C.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周 期性 D.在使两个分子间的距离由很远(r>10 用力先减小后增大,分子势能不断增大 (2) 一足够高的直立汽缸上端开口, 用一个厚度不计的活塞封闭了一段高 为 80 cm 的气柱,活塞的横截面积为 0.01 m2,活塞与汽缸间的摩擦不计,汽 缸侧壁通过一个开口与 U 形管相连,开口离汽缸底部的高度为 70 cm,开口 管内及 U 形管内的气体体积忽略不计。已知如图 6 所示状态时气体的 图6
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m)减小到很难再靠近的过程中,分子间的作

温度为 7℃,U 形管内水银面的高度差 h1=5 cm,大气压强 p0=1.0×105 Pa 保持不变,

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水银的密度 ρ=13.6×103 kg/m3,g 取 10 m/s2。求: ①活塞的重力; ②现在活塞上添加沙粒,同时对汽缸内的气体加热,始终保持活塞的高度不变,此过程 缓慢进行,当气体的温度升高到 37℃时,U 形管内水银的高度差为多少? 解析:(1)由温度的微观含义可知 A 正确;悬浮在液体中的颗粒越小,布朗运动越明显, B 错误;各种晶体的原子(或分子、离子)都按照一定规律在空间排列,C 正确;两个分子由 很远减小到很难再靠近的过程中, 分子力先增大再减小后再反向增大, 分子势能先减小后增 大,D 错误。 G活塞 (2)①由 p0+ =p0+ρgh1,可得 S G 活塞=ρgh1S=68 N p0+ρgh1 p0+ρgh2 ②缸内气体发生等容变化,由 = 解得:h2=0.134 m。 T1 T2 答案:(1)AC (2)①68 N ②0.134 m

8.(2013· 保定模拟)(1)如图 7 所示,甲分子固定在坐标原点 O,乙分子位于 x 轴上,甲、 乙两分子间作用力与距离关系的函数图像如图所示,现把乙分子从 r3 处由静止释放,则下 列说法正确的是________。

图7 A.乙分子从 r3 到 r1 一直加速 B.乙分子从 r3 到 r1 先加速后减速 C.乙分子从 r3 到 r1 的过程中,加速度先增加后减小 D.乙分子从 r3 到 r1 的过程中,两分子间的分子势能先减小后增加 E.乙分子从 r3 到 r1 的过程中,两分子间的分子势能一直减小 (2)如图 8 所示,一直立的汽缸,由截面积不同的两个圆筒连接而 成,质量均为 1.0 kg 的活塞 A、B 用一长度为 20 cm、质量不计的轻杆 连接, 它们可以在筒内无摩擦地上下滑动。 A、 B 的截面积分别为 10 cm2 和 20 cm2,A 和 B 之间封闭有一定量的理想气体,A 的上方及 B 的下方 都是大气,大气压强始终保持为 1.0×105 Pa。当汽缸内气体的温度为 600 K 时,活塞处于图示位置平衡,活塞 A、B 到两筒的连接处 的距离相等。g 取 10 m/s ,试求:
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图8

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(ⅰ)此时汽缸内气体压强; (ⅱ)当汽缸内气体的温度缓慢降至 560 K 时,分析活塞 A、B 的位置变化情况。 解析:(1)r>r1 时甲、乙分子间表现为引力,故乙分子从 r3 到 r1 的过程一直加速,分子 力做正功,分子势能一直减小,故 A、E 正确,B、D 错误;由图可知,r=r2 时分子力最大, 故乙分子从 r3 到 r1 的过程中分子力先增大后减小,故其加速度也先增加后减小,C 正确。 (2)(ⅰ)设轻杆对活塞有支持力,封闭气体的压强为 p1,由于活塞 A、B 均处于平衡状态: 对活塞 A 受力分析得:p0SA+mAg=p1SA+FN 对活塞 B 受力分析得:p0SB=p1SB+mBg+FN 代入数据解得:p1=8×104 Pa (ⅱ)当汽缸内气体的温度刚开始缓慢下降时, 活塞仍处于平衡状态, 缸内气体压强不变, 气体等压降温,活塞 A、B 一起向上移动,直至活塞 B 移到两筒的连接处。 设活塞 A、B 向上移动的距离为 x L L 降温前:V1= SA+ SB,T1=600 K 2 2 L L 降温后:V2=( +x)SA+( -x)SB,温度为 T2=560 K 2 2 根据盖—吕萨克定律得: V1 V2 = T1 T2 代入数据解得:x=2 cm x<10 cm,符合题意 即当汽缸内气体的温度缓慢降至 560 K 时,活塞 A、B 向上移动 2 cm。 答案:(1)ACE (2)(ⅰ)8×104 Pa (ⅱ)上移 2 cm

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