十三章
(40分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)
1.(2012·苏州模拟)以下说法正确的是( )
A.布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子永不停息地做无规则运动
B.一定质量的理想气体在等温变化时，内能不改变因而与外界不发生热交换
C.用油膜法测出油的分子直径后，只要知道油的摩尔体积就可求得阿伏加德罗常数
D.甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大
2.(2011·福建高考)一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×
104 J，气体对外界做功1.0×104 J，则该理想气体的( )
A.温度降低，密度增大 B.温度降低，密度减小
C.温度升高，密度增大 D.温度升高，密度减小
3.(2012·汕头模拟)如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸内，汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，并由状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，在此过程中如果环境保持恒温，下列说法中正确的是( )[高考资源网]
A.每个气体分子的速率都保持不变
B.气体分子的平均动能不变
C.气体内能减小
D.气体放热
4.(创新题)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质.某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又对低温热源放热Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化.根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是( )
A.Q1－Q2＝W B.Q1＋Q2＝W
C.Q1＋W＝Q2 D.Q1＋Q2＝－W
二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)
5.下列说法中正确的是( )
A.“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
B.在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，与体积无关
C.雨后叶子表面上的小水珠接近球形主要是液体表面张力作用的结果
D.第一类永动机不可能制成的原因是不符合热力学第二定律
6.下列说法正确的是( )
A.压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力
B.用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子间有空隙
C.温度相同的氢气和氧气，氢气分子的平均动能和氧气分子的相同
D.液体表面层的分子排列比液体内部稀疏
7.(预测题)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是( )
A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B.若气体的内能不变，其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关
8.(创新题)用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律.A、B管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变( )
A.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向上移动
B.将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动
C.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动
D.将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动
9.(易错题)一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从A到B，第2种变化是从A到C.比较两种变化过程，则( )
A.A到C过程气体吸收热量较多
B.A到B过程气体吸收热量较多[Ks5u.com]
C.两个过程气体吸收热量一样
D.两个过程气体内能增加相同[Ks5u.com]
三、实验题(6分)[Ks5u.com]
10.在用油膜法估测分子直径的实验中，用盆口直径为0.4 m 的面盆盛水，要让油酸液滴在水面上散成单分子油酸膜，那么油酸液滴体积不能大于 m3.实验中可以先把油酸稀释成油酸酒精溶液，再用特制滴管把这种油酸酒精溶液滴到水面上.若测得1 mL油酸溶液为120 滴，那么1 mL油酸至少应稀释成 mL的油酸酒精溶液.
四、计算题(本大题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11.(易错题)(14分)有一个排气口直径为2.0 mm的压力锅，如图甲所示，排气口上用的限压阀A的重量为34.5 g，根据图乙所示的水的饱和蒸汽压跟温度关系的曲线，求当压力锅煮食物限压阀放气时(即限压阀被向上顶起时)锅内最高能达到的温度.
12.(2012·合肥模拟)(16分)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10－3 m3的理想气体，现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为127℃.
(1)求汽缸内气体的最终体积；
(2)在图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化.(大气压强为1.0×105 Pa)
答案解析[高考资源网KS5U.COM]
1.【解析】选C.布朗运动是固体分子团的运动，它反映了液体分子的无规则运动，A错.一定质量的理想气体在温度不变时，内能不变，若对外做功则吸热，若外界对气体做功则放热，B错.若已知分子直径可求出分子的体积V0，则NA＝，故C正确.甲物体温度高，其分子的平均动能大，而分子平均速率不一定大，D错.
2.【解析】选D.由ΔU＝W＋Q可得理想气体内能变化ΔU＝－1.0×104 J＋2.5×104 J＝1.5×104 J>0，故温度升高，A、B两项均错.因为气体对外做功，所以气体一定膨胀，体积变大，由ρ＝可知密度变小，故C项错误D项正确.
3.【解析】选B.气体发生等温变化，分子平均动能不变，内能不变.但每个气体分子的速率不一定不变，故A、C错，B正确.气体体积变大对外做功，由ΔU＝W＋Q可知，Q为正值即吸热，D错.
4.【解析】选A.根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，内能没变，则Q1－Q2＝W，A正确，其余均错.
5.【解析】选B、C.“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径是用纯油酸的体积除以油膜的面积，选项A错；根据饱和汽的性质，选项B正确；液体由于有表面张力使液体表面绷紧，选项C正确；第一类永动机不可能制成的原因是不符合热力学第一定律，即能量守恒定律，选项D错.
6.【解析】选C、D.压缩气体需要做功是因为气体对器壁有压力，与分子力无关，A错误；手捏面包体积减小是因为面包本身里边的可压缩空间很大，与分子间的空隙无关，B错误；温度相同的所有物体的分子的平均动能都相同，C正确；液体表面层的分子受液体内部分子和空气分子的双重作用，分子间距离比液体内部要大，故D正确.
7.【解析】选A、D.一定质量的理想气体，＝常量，p、V不变，则T不变，分子平均动能不变，又理想气体分子势能为零，故气体内能不变，A项正确；理想气体内能不变，则温度T不变，由＝常量知，p及V可以变化，故状态可以变化，B项错误；等压变化过程，温度升高、体积增大，故C项错误；由热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，温度每升高1 K，内能增量ΔU一定，而外界对气体做的功W与经历的过程可能有关(如体积变化时)，因此吸收的热量与气体经历的过程也有关，D项正确.
8.【解析】选A、D.由＝C(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管A水银面要比左管B水银面高，故选项A正确；同理可知选项D正确.
9 .【解题指南】解答该题要把握以下两点：
(1)两过程温度变化相同，则内能变化相同.
(2)根据两过程做功情况可比较内能的变化.
【解析】选A、D.在p-T图中，等容线是过原点的倾斜直线，如图所示，可知VC>VA>VB，故从A→C，气体对外做功，从A→B，外界对气体做功，由TB＝TC可知两过程内能增量相同，根据ΔU＝W＋Q可知，从A→C，气体吸收热量较多，选项A、D正确而B、C错误.[高考资源网]
10.【解析】油滴在盆中成单分子油酸膜的最大面积就是盆的面积：S＝π＝3.14× m2＝0.125 6 m2
又因为分子直径的数量级d＝10－10 m，所以油酸在盆中水面上形成单分子油膜时，油酸液滴的体积
V≤S·d＝0.125 6×10－10 m3＝1.256×10－11 m3.
设将1 mL油酸至少稀释成V1 mL油酸酒精溶液，取这样的溶液1滴，在水面上形成单分子油膜时正好布满全盆，必有××10－6＝V
所以V1＝ mL＝ mL
＝663.5 mL.
答案：1.256×10－11 663.5
【总结提升】油膜法估测分子大小的一般方法
(1)纯油酸体积的计算：将油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，量筒内溶液增加1 mL时的滴数为n，算出一滴油酸酒精溶液的体积：V′＝ mL＝×10－6 m3，如果油酸酒精溶液中油酸的体积比为a.则一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积：V＝aV′＝×10－6 m3.
(2)运用数格法算出油酸薄膜的面积S，原则是多于半个的算一个，小于半个的舍去，对于恰好等于半个的，根据实际情况确定.每个小格的面积用边长之积计算，最好使用小格边长为1 cm的坐标纸.计算结果单位是平方厘米，应换算成平方米.
11.【解析】由已知条件，设标准大气压为p0，G为限压阀重力，d为排气口直径，锅内最高压强为p，p为所求.
限压阀被顶起时，压力锅内最大压强应为：
p＝p0＋ (5分)
＝1atm＋ Pa
＝1atm＋1.09atm≈2.1atm (5分)
由图乙查得锅内温度为122 ℃左右. (4分)
答案：122 ℃
12.【解析】(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变，即p0V0＝p1V1 (4分)
解得p1＝p0＝×1.0×105 Pa
＝2.0×105 Pa (2分)
在缓慢加热到127℃的过程中压强保持不变，则
＝ (4分)
所以V2＝V1＝×1.0×10－3 m3＝1.47×10－3 m3. (2分)[高考资源网KS5U.COM]
(2)如图所示.
(4分)
答案：(1)1.47×10－3 m3 (2)见解析
【变式备选】使一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序进行变化，图中AB段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线的一支.已知气体在状态A时的温度为TA＝300 K.求：
(1)气体在状态B时的温度.[高考资源网]
(2)气体在状态C时的温度.
(3)气体在状态D时的温度.
【解析】(1)A→B为等温过程：TB＝TA＝300 K
(2)B→C为等压过程，由＝
得TC＝TB＝×300 K＝600 K
(3)C→D为等容过程，由＝
得TD＝TC＝×600 K＝1 200 K
答案：(1)300 K (2)600 K (3)1 200 Kks5u.com
【点此下载】