单元质检十三 热学(时间:45分钟 满分:100分)一、多项选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的五个选项中,都有三个选项是正确的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.关于气体,下列说法正确的是( )A.两个分子间距离减小时,分子间引力和斥力都在增大B.气体总是很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现C.当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的距离越小,分子势能越大D.布朗运动虽不是分子运动,但它能反映分子的运动特征E.若知道氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数,则可以算出氦气分子的体积2.2021年8月5日东京奥运会跳水女子10m台决赛中,14岁的全红婵领先第二名90多分,以总分466.2拿到金牌,并打破了世界纪录。下列说法错误的是( )A.运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润B.运动员入水过程中,在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压C.运动员入水过程中激起的水花中,很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用D.跳水池水温保持恒定约26℃,保证运动员入水后的舒适度,此时运动员和水池中的水处于热平衡状态E.跳水运动员入水后,身体周围会出现一些小气泡,这些小气泡在做无规则的布朗运动3.有关对热学的基础知识理解正确的是( )A.雨伞伞面上有许多细小的孔,却能遮雨,是因为水的表面张力作用B.热量不能从低温物体传递到高温物体C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动E.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热4.(2021宁夏银川高三模拟预测)下列五幅图分别对应五种说法,其中正确的是( )A.分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法B.微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动C.\n当两个相邻的分子间距离为r0时,它们间相互作用的引力和斥力大小相等D.实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等E.0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点5.甲、乙两个密闭的容器中分别装有等质量的同种气体,两容器的容积分别为V甲、V乙,两容器中气体的压强分别为p甲、p乙,已知V甲>V乙,p甲=p乙,则下列说法正确的是( )A.两容器中气体温度相同B.甲容器中气体分子的平均速率较大C.乙容器中气体分子与器壁的平均撞击力较小D.甲容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多E.乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多6.如图所示,汽缸和活塞与外界均无热交换,汽缸中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体A和B,活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间,后来活塞达到新的平衡。不计气体分子势能,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,大气压强保持不变。下列判断正确的是( )A.气体A吸热,内能增加B.气体B吸热,对外做功,内能不变\nC.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B内每个分子的动能都增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少7.如图所示,在p-T图象中,一定质量的理想气体经历了从状态A到状态B、再到状态C,最后回到状态A的过程,在该过程中,下列说法正确的是( )A.从A到B过程中,气体对外做功B.从B到C过程中,气体放出热量C.从C到A过程中,气体分子密度减小D.从A到B过程和从C到A过程,气体做功的绝对值相等E.从A到B再到C过程中,气体内能先增加后减少8.一定质量的理想气体经历了ABCDA的循环,其p-V图象如图所示,下列说法正确的是( )A.状态B时,气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能大B.由B到C的过程中,气体释放热量C.由C到D的过程中,气体吸收热量D.由D到A的过程中,气体对外做功E.经历ABCDA一个循环,气体吸收的总热量大于释放的总热量二、实验题(本题共2小题,共20分)9.(10分)在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到200mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒内液体达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有痱子粉,可以清楚地看出油膜轮廓;④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;⑤如图所示,将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。\n(1)根据实验操作中的数据可知一滴油酸酒精溶液中所含的油酸为 m3,油膜面积为 m2,求得的油酸分子直径为 m(此空结果取1位有效数字)。 (2)若阿伏加德罗常数为NA(mol-1),油酸的摩尔质量为M(kg/mol),油酸的密度为ρ(kg/m3),则下列说法正确的是 。 A.1kg油酸所含分子数为B.1m3油酸所含分子数为C.1个油酸分子的质量为D.油酸分子的直径约为(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径和大多数同学的比较,数据都偏大,对于出现这种结果的原因,可能是由于 。 A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理C.画油膜轮廓时,没等轮廓稳定下来就立刻画好D.水面上痱子粉撒的较多,油膜没有充分展开10.(10分)图甲为研究一定质量的气体压强与体积关系的实验装置。(1)图中①为 传感器,该实验需要保持气体的 和 不变。 (2)某同学在实验中测出多组气体压强与体积值后,利用DIS实验绘图功能,得到如图乙所示的p-V图象,则由图 (选填“能”或“不能”)得到压强与体积成反比的结论。 (3)某同学在实验中得到的数据如下:次数123456压强p/kPa116.2124.6134.3145.6158.8173.2体积V/cm314131211109体积倒数/cm-30.0710.0770.0830.0910.1000.111pV乘积1626.81619.81611.61601.61588.01558.8表中数据表明气体的pV乘积随着气体体积的减小而减小,若实验中很好地满足了实验需要满足的条件,则出现该结果的原因是 。 三、计算题(本题共3小题,共32分)11.(10分)充气颈椎牵引器可以通过张力牵拉颈部,使颈椎椎间孔扩张,从而减轻对神经根的压迫症状,缓解疼痛麻木。下图是一个充气颈椎牵引器,使用时可以关闭金属放气阀,通过挤压乳胶充气球对牵引器进行充气。某次充气前,牵引器内部有压强为1.0×105Pa、体积为2L的气体,通过挤压乳胶充气球,充气后牵引器内部有压强为1.2×105Pa、体积为5L的气体。设每次挤压均压入的是压强为1.0×105Pa,体积为50mL的气体,所有气体可视为理想气体,不计软管内气体体积,不考虑漏气现象及环境温度的影响。\n(1)求该过程挤压了多少次乳胶充气球。(2)充气后,在使用时牵引器内部气体体积变成了4.8L,求此时内部气体压强为多少。12.(10分)(2021辽宁铁岭二模)新冠肺炎疫情防控期,转运新冠病人时需要使用负压救护车,其主要装置为车上的负压隔离舱,它不工作时为密闭状态,工作时通过负压排风净化装置使舱内气压低于外界大气压,空气在流动时只能由高压侧流向舱内低压侧,舱内的污染空气经过滤化和清洁后排到舱外避免传染性生物因子扩散,既为病人提供新鲜空气,同时又保护周围人员及周围环境不受病原体污染。隔离舱内负压(舱内外压强差)为20~50Pa时效果比较理想。已知某负压舱容积为0.6m3,环境温度为t0=7℃,大气压强为p0=1.0×105Pa,负压隔离舱停止工作且舱内温度为t=25℃时,隔离舱内负压为30Pa,气体均可视为理想气体,求:(计算结果均保留2位有效数字)(1)负压隔离舱停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强;(2)已知温度为0℃、大气压强为1.0×105Pa时,空气的密度为1.29kg/m3,计算负压隔离舱停止工作且温度t=25℃时内部空气的质量。\n13.(12分)新冠肺炎疫情期间,某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为1.5L,内含1.0L的消毒液。闭合阀门K,缓慢向下压压杆A,每次可向瓶内储气室充入0.05L的p0的空气,多次下压后,壶内气体压强变为2.5p0时,按下按柄B,阀门K打开,消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体,充气和喷液过程中温度保持不变,p0=1.0×105Pa。(1)求充气过程向下压压杆A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积。(2)喷液全过程,气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线,如图乙所示,估算全过程壶内气体从外界吸收的热量。\n单元质检十三 热学1.ACD 解析:根据分子间的相互作用力的特点,可知两个分子间距离减小时,分子间引力和斥力都在增大,故A正确;气体总是很容易充满整个容器,这是分子无规则热运动的结果,故B错误;当分子间的作用力表现为斥力时,分子间的距离变小的过程中,分子力做负功,分子势能增加,所以分子间的距离越小,分子势能越大,故C正确;布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体微粒的运动,是液体或气体分子无规则运动的反映,故D正确;气体分子间隙较大,若知道氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数,则可以算出平均每个氦气分子占据空间的体积,不能算出氦气分子的体积,故E错误。2.BDE 解析:运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为泳衣采用了对水不浸润的材料制成,故A正确;运动员入水过程中,在水中产生的气泡内的气体压强大于大气压,故B错误;运动员落水激起的水花中,较小的水滴呈现接近球形是因为表面张力的作用,故C正确;跳水池水温约26℃,保证运动员落水后处于舒适的温度,此时运动员和水池温度并不相同,所以没有处于热平衡状态,故D错误;跳水运动员入水后,身体周围会有一些小气泡做无规则的运动,这些小气泡的运动不是布朗运动,不符合布朗运动的特点,故E错误。3.ACE 解析:由于雨水表面存在表面张力,虽然雨伞伞面上有许多细小的孔,可不漏水,是水的表面张力的作用,A正确;热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,但在外界一定条件的干预下,热量能从低温物体传递到高温物体,B错误;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,C正确;布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,并不是分子的运动,间接地反映了液体分子的无规则运动,D错误;由气态方程可知,对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,温度一定升高,气体的内能由温度决定,因此内能一定增加,同时气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定从外界吸热,E正确。4.ACE 解析:选项A图是油膜法估测分子的大小,图中分子并不是球形,但可以当作球形处理,这是一种估算方法,A正确;选项B图中显示的是布朗运动,是悬浮微粒的无规则运动,不是物质分子的无规则热运动,B错误;选项C图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子力为零,此时它们间相互作用的引力和斥力大小相等,C正确;选项D图中,分子的速率不是完全相等的,所以也不要求每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等,D错误;选项E图中,0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点,E正确。5.BCE 解析:因为V甲>V乙,p甲=p乙,根据=C可知T甲>T乙,则甲容器中气体分子的平均速率较大,选项A错误,B正确;乙容器中气体温度较低,分子平均速率较小,则分子与器壁的平均撞击力较小,但是由于乙容器中气体分子数密度较大,则乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多,选项C、E正确,D错误。6.ACE 解析:由题意可知气体A发生等容变化,则W=0,根据ΔU=W+Q可知气体A吸收热量,内能增加,温度升高,气体A分子的平均动能变大,但并不是每个分子的动能都增大,选项A、C正确,D错误;因为中间是导热隔板,所以气体B吸收热量,温度升高,又因为压强不变,故体积变大,气体对外做功,根据热力学第一定律知,B气体内能增大,选项B错误;气体B的压强不变,但是体积增大,分子平均动能增大,\n所以气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少,选项E正确。7.ABE 解析:从A到B的过程中,由理想气体状态方程可知,气体体积增大,因此气体对外做功,故A正确;从B到C的过程中,气体体积不变,温度降低,内能减小,根据热力学第一定律可知,气体放出热量,故B正确;从C到A的过程中,气体温度不变,压强增大,根据理想气体状态方程可知,气体体积减小,气体分子密度增大,故C错误;从A到B的过程和从C到A的过程中,气体体积变化相同,但两个过程气体压强平均值不同,因此两个过程气体做功绝对值不同,故D错误;由于从A到B再到C过程,气体温度先升高后降低,因此气体内能先增大后减小,故E正确。8.ABE 解析:状态B与状态A相比,状态B的温度高,分子的平均动能大,故A正确;由B到C的过程,发生等容变化,气体压强减小,温度降低,气体内能减小,气体不对外界做功外界也不对气体做功,根据热力学第一定律,气体放出热量,故B正确;由C到D的过程,pV的乘积变小,气体温度降低,内能减小,体积减小,外界对气体做功,则根据热力学第一定律,气体放出热量,故C错误;由D到A的过程,气体发生等容变化,不对外界做功,故D错误;图中四边形的面积表示气体对外界所做的功,全过程气体内能没有变化,根据热力学第一定律,全过程气体一定吸热,即气体吸收的总热量大于释放的总热量,故E正确。9.答案:(1)5×10-11 1.14×10-2(1.12×10-2~1.19×10-2) 4×10-9 (2)BC (3)ACD解析:(1)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=mL=5×10-5mL=5×10-11m3;不足半格的舍去,超过半格的算一格,估算约114格,故形成的油膜面积为S=1×10-4×114m2=1.14×10-2m2,油酸分子的直径为d==4×10-9m。(2)1kg油酸的物质的量为mol,所含分子数为,A错误;1m3油酸的物质的量为mol,所含分子数为,B正确;因为NA个油酸分子的质量为M,所以1个油酸分子的质量为,C正确;由已知条件只能求出一个油酸分子的体积,油酸分子为球体模型,故油酸分子的直径不可以用体积开立方求解,D错误。(3)错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,会使得油酸体积偏大,由d=可知,d会偏大,A正确;计算油酸膜面积时,多于半格的算一格,不足半格的不计,错将不完整的方格作为完整方格处理,会使得面积偏大,由d=可知,d会偏小,B错误;油膜在水面上先扩大再缩小,最后稳定,如果画油膜轮廓时,没等轮廓稳定下来就立刻画好,会使得面积偏大或者偏小,由d=可知,d可能会偏小或者偏大,C正确;水面上痱子粉撒的较多,油膜没有充分展开,会使得面积偏小,由d=可知,d会偏大,D正确。10.答案:(1)压强 质量 温度 (2)不能 (3)实验时注射器内的空气向外发生了泄漏解析:(1)题图甲中①为压强传感器;研究一定质量的气体压强与体积关系时,应保持气体的质量和温度不变。\n(2)压强与体积成反比的图象应为双曲线的一支,题图乙的p-V图象不能确定是不是双曲线的一支,所以不能确定压强与体积成反比。(3)实验时注射器内的空气向外发生了泄漏。11.答案:(1)80 (2)1.25×105Pa解析:(1)以打进去的气体和原来容器内气体为研究对象,设打进n次气体,由题意知p1=1.0×105Pa,V1=2L+n×0.05L,p2=1.2×105Pa,V2=5L由p1V1=p2V2解得n=80。(2)由p2V2=p3V3解得p3=1.25×105Pa。12.答案:(1)0.94×105Pa (2)0.71kg解析:(1)以负压隔离舱内部气体为研究对象,初状态T1=298K,p1=99970Pa;末状态T2=280K,根据查理定律得代入数据得p2=0.94×105Pa。(2)负压隔离舱内部气体初状态V1=0.6m3,T1=298K,p1=99970Pa。设其在T3=273K,p3=1.0×105Pa没有束缚条件下的体积为V3,则代入数据解得V3=0.55m3所以其质量为m=ρV3=0.71kg。13.答案:(1)15 0.75L (2)131.25J解析:(1)壶中原来空气的体积V1=0.5L,由玻意尔定律得p0(nV0+V1)=p1V1解得n=15次最多喷射的液体体积ΔV=nV0=0.75L。(2)外界对气体做功W=-ΔV=-131.25J由热力学第一定律ΔU=W+Q=0所以气体吸热Q=131.25J。
