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选修33检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.分子动理论及计算1、32.固、液、气的性质及状态变化2、6、73.热力学定律4、5、8、9、104.气体性质及热力学定律的综合11、12、13、14一、选择题(本题共12小题,每小题6分,共72分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对的得6分,选错或不选的得0分)1.(2011年四川理综)气体能够充满密闭容器,说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外C.(填选项前的字母)A.气体分子可以做布朗运动B.气体分子的动能都一样大C.相互作用力十分微弱,气体分子可以自由运动D.相互作用力十分微弱,气体分子间的距离都一样大解析:布朗运动是固体颗粒的运动,不是分子的运动,但可以反映分子的运动,所以A错误;气体分子间距较大,相互作用力微弱;分子速率遵循“中间多两头少”的正态分布;气体分子在不停地做无规则运动,分子间距离不断变化,所以C正确,B、D错误.此题是对分子动理论的考查,掌握布朗运动的特点,分子间作用力随距离变化的关系及气体分子的特点是解题的前提.2.下列说法中正确的是B.(填选项前的字母)A.多晶体具有确定的几何形状B.单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的C.由于液体可以流动,因此液体表面有收缩的趋势D.饱和汽压与液面上饱和汽的体积有关解析:多晶体没有确定的几何形状,A项错误;单晶体的各向异性是由晶体微观结构决定的,B项正确;液体表面收缩是因为表面的分子间距大于内部的分子间距,在引力作用下收缩,与流动无关,C项错误;饱和汽压与温度有关,D项错误.3.(2012陕西省高三月考)以下说法正确的是D.(填选项前的字母)A.当分子间距离增大时,分子间作用力减小,分子势能增大B.已知某物质的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA,则该种物质的分子体积为V0=C.自然界一切过程能量都是守恒的,符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生D.液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点解析:分子间距离为r=r0时分子间作用力为0,rr0时分子力表现为斥力,分子间距离增大分子间作用力减小,分子势能减小,A错;球形模型只适用于固体和液体,B错;与热现象有关的宏观自然过程有方向性,C错;液晶既具有液体的流动性,又具有单晶体的光学各向异性的特点,D正确.4.下列说法中错误的是B.(填选项前的字母)A.用活塞压缩气缸里的气体,对气体做了200J的功,若气体向外界放出50J的热量,则气体内能增加了150JB.在一个大气压下,1kg100℃的水变成同温度的水蒸气的过程中,其内能不变C.第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反了热力学第二定律D.自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性解析:根据热力学第一定律ΔU=W+Q=(200-50)J=150J,气体内能增加了150J,选项A正确;水变成同温度的水蒸气,分子动能不变,但势能增加,内能增加,选项B错误;由热力学常识,可知选项C、D正确.此题综合考查了热力学定律的理解,正确把握热力学第一定律的正、负号法则及第二定律的两种描述是求解本题的关键.5.一定量的理想气体在某一过程中,从外界吸收热量2.5×104J,气体对外界做功1.0×104J,则该理想气体的D.(填选项前字母)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,密度减小解析:据热力学第一定律知,ΔU=W+Q=-1.0×104J+2.5×104J=1.5×104J,因此气体的内能增加,故温度升高,因气体对外做功气体体积增大,故密度减小,D正确,A、B、C错误.6.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在B.(填选项前的字母)A.ab过程中不断减小B.bc过程中保持不变C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变解析:由题图象可知a→b温度不变,压强减小,所以体积增大,b→c是等容变化,体积不变,因此A错误,B正确;由c→d等压变化,温度降低,体积减小,由于题中pT图中的斜率反映体积的倒数,故由d→a体积增大,因此C、D错误.本题考查pT图象的有关规律,解答这类题目的关键是明确pT图象中点、线、斜率截距的物理意义.7.已知地球半径约为6.4×106m,空气的摩尔质量约为29×10-3kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为B.(填选项前字母)A.4×1016m3B.4×1018m3C.4×1020m3D.4×1022m3解析:由压强的定义可得p0=,p0为一个标准大气压,R为地球半径,则m=,大气的总物质的量n==,在标准状况下的气体摩尔体积V0=22.4×10-3m3/mol,代入已知数据可得V=nV0≈4×1018m3,B项正确.此题考查了压强的定义及宏观量与微观量的计算问题.掌握大气压强的形成及标准状态下气体的摩尔体积是解题的关键.8.如图是密闭的气缸,外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,缸内气体的A.(填选项前的字母)A.温度升高,内能增加600JB.温度升高,内能减少200JC.温度降低,内能增加600JD.温度降低,内能减少200J解析:由热力学第一定律ΔU=Q+W,得ΔU=-200J+800J=600J,内能增加600J,故气体温度升高,A选项正确.应用热力学第一定律解题时,要明确公式中各符号的正、负值意义.ΔU0,内能增加,Q0,系统吸热,W0,外界对系统做功.9.(2013青岛二中检测)如图(甲)所示,一根上细下粗、粗端与细端都均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,上端足够长,下端(粗端)中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体.现对气体缓慢加热,气体温度不断升高,水银柱上升,则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近图(乙)中的A.(填选项前字母)解析:根据状态方程=C(常数)得:V=T,图线的斜率为.在水银柱升入细管前,封闭气体先做等压变化,斜率不变,图线为直线;水银柱部分进入细管后,气体压强增大,斜率减小;当水银柱全部进入细管后,气体的压强又不变,VT图线又为直线,只是斜率比原来的小.A图正确.10.奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧,则以下说法中正确的是A.(填选项前的字母)A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功B.燃气由液态变为气态的过程中分子势能不变C.燃气在燃烧室燃烧的过程中分子热运动的平均速率不变D.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用解析:燃气由液态变为气态,体积膨胀对外做功,A正确;物质形态发生改变,分子势能改变,B错;燃烧时温度升高,分子热运动平均速率增大,C错;根据热力学第二定律,能量耗散后很难被回收再利用,D错.11.如图所示,用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动,汽缸开口向上,内封闭一定质量的理想气体,缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气(活塞质量不计),现将细线剪断,让汽缸自由下落,则下列说法正确的是B.(填选项前的字母)A.气体压强减小,气体对外界做功B.气体压强增大,外界对气体做功C.气体体积减小,气体内能减小D.气体体积增大,气体内能增大解析:取汽缸(不含活塞)为受力分析对象,静止时p1s+Mg=p0s(p0为大气压);自由落体时,p2s+Mg-p0s=Mg得p2=p0,所以p2p1,气体压强增大,气体体积减小,外界对气体做功且温度升高,内能增大.故A、C、D错,B正确.12.如图所示,绝热容器中间用隔板隔开,左侧装有气体,右侧为真空,现将隔板抽掉,让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡,在此过程中下列说法正确的是C.(填选项前字母)A.气体对外界做功,温度降低,压强减少B.气体对外界做功,温度不变,压强不变C.气体不做功,温度不变,压强减少D.气体不做功,温度不变,压强不变解析:气体在真空中自由膨胀,不与外界作用,不对外做功,A、B错;根据热力学第一定律ΔU=Q+W,绝热Q=0,不做功W=0,可得ΔU=0即内能不变,温度不变,根据气体实验定律pV=恒量,知体积V增大时,压强p减小,D错,C正确.二、非选择题(共28分)13.(2012年山东卷改编)(12分)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长l1=20cm.(可视为理想气体),两管中水银面等高.现将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面h=10cm.(环境温度不变,大气压强p0=75cmHg)(1)稳定后低压舱内的压强为cmHg.(2)此过程中左管内的气体对外界(填“做正功”“做负功”或“不做功”),气体将(填“吸热”或“放热”).解析:(1)设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得p1V1=p2V2,p1=p0,p2=p+ph,V1=l1S,V2=l2S由几何关系得h=2(l2-l1)联立上述各式,代入数据得p=50cmHg.(2)左管内气体膨胀,气体对外界做正功,温度不变,ΔU=0,根据热力学第一定律,ΔU=Q+W且W0,所以Q=-W0,气体将吸热.答案:(1)50(2)做正功吸热14.(2010年海南卷)(16分)如图,体积为V、内壁光滑的圆柱形导热汽缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞;汽缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体,p0和T0分别为大气的压强和温度.已知:气体内能U与温度T的关系为U=αT,α为正的常量;容器内气体的所有变化过程都是缓慢的.求:(1)汽缸内气体与大气达到平衡时的体积V1;(2)在活塞下降过程中,汽缸内气体放出的热量Q.解析:(1)在气体由p=1.2p0下降到p0的过程中,气体体积不变,温度由T=2.4T0变为T1,由查理定律得=(2分)在气体温度由T1变为T0的过程中,体积由V减小到V1,气体压强不变,由盖·吕萨克定律得=(2分)解得.(4分)(2)在活塞下降过程中,活塞对气体做的功为W=p0(V-V1)(2分)在这一过程中,气体内能的减少量为ΔU=α(T1-T0)(2分)由热力学第一定律得,汽缸内气体放出的热量为Q=W+ΔU(2分)解得Q=p0V+αT0.(2分)答案:(1)(2)p0V+αT0