1、H单元 热学H1 分子动理论20H12016北京卷 雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化据此材料，以下叙述正确的是()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物B
2、PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5浓度随高度的增加逐渐增大20C解析 10 m1.0105 m，选项A不正确题目的信息PM10的浓度随高度的增加而略有减小，这表明PM10的分布具有任意性，也就是说受分子力和重力的大小关系具有任意性，选项B不正确PM10和大悬浮颗粒肉眼均不可见，而且受气体分子的撞击的影响较大，其运动具有很强的无规则性，可以认为是布朗运动，选项C正确PM2.5与PM10相比，密度相同，颗粒更小，那么PM2.5做布朗运动更明显，而分布应该更加均匀，不会高度越高浓度越大，选项D不正确122016江苏卷 A选修33H
3、1 (2)如图1甲所示，在斯特林循环的p V图像中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A对应的是_(选填“”或“”). 图112A.（2）答案不变解析 BC过程中由于气体分子总数不变，体积也不变，因此单位体积中的气体分子数目也不变根据理想气体状态方程可得TATD，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线表示速率较小的分子数目多，也就是分子平均动能较小，所以图线对应状态A.17H12
4、016上海卷 某气体的摩尔质量为M，分子质量为m.若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为，则该气体单位体积分子数为(阿伏伽德罗常数为NA)()A. B.C. D.17ABC解析 因为体积为Vm的气体含有NA个分子，所以是单位体积分子数，A正确；NA，B正确；，C 正确，D错误H2 固体、液体、气体的性质332016全国卷 物理选修33H2(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10
5、 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值33.（2）答案 (i)28 Pa(ii)1.3解析 (i)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p1代入题给数据得p128 Pa(ii)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为V1r
6、V2r联立式得由式知，p1p0，i1，2，故可略去式中的p1项，代入题给数据得1.3332016全国卷 物理选修33H2(2)(10分)一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天33.（2）答案 4天解析设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V
7、0，则有p2V3p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，则氧气可用的天数为N联立式，并代入数据得N4(天)33 2016全国卷 物理选修33H2 (2)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg.环境温度不变图133.（2）答案 144 cmHg9.42 cm解析设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p
8、2p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位由题给条件得p1p0(20.05.00) cmHgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立式和题给条件得p1144 cmHg依题意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2 p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm122016江苏卷 A选修33H2(1)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为_A压强变小B压强不变C一直是饱和汽D变为未饱和汽12A
9、.（1）答案AC12H22016上海卷 如图1所示，粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，初始时两管水银面等高，B管上方与大气相通若固定A管，将B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H，A管内的水银面高度相应变化h，则()图1AhH BhCh D.hH12B解析 若A管上端也是开口的，则当B管沿竖直方向缓慢下移一小段距离H后，两侧液面仍然等高，A管内的水银面高度相应变化hH，但实际上，A管上端是封闭的，故A管内水银面下移过程中A管内封闭气体的压强变小，故两侧液面不再平齐，A管内水银面应升高，所以h0，pApB，可知pATc，故EaEc，选项B正确；cd过程为等温加
10、压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故系统要对外放热，放出热量QW外，选项C错误；da过程为等压升温过程，体积增加，对外界做功，系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量QW外E内W外，选项D错误；bc过程为等压降温过程，由可知，气体体积会减小，WpVCTbc；同理da过程中，WpVCTda，因为|Tbc|Tda|，故|W|W|，选项E正确33 2016全国卷 物理选修33H3 (1)关于气体的内能，下列说法正确的是_A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气
11、体在等压膨胀过程中，内能一定增加33.（1）CDE解析温度相同，分子平均动能相同，若摩尔质量不同，则相同质量的气体有不同的分子数，分子总动能不同，假若都是理想气体，因为只考虑分子动能，所以内能不同，A错误；气体内能取决于气体分子的平均动能和分子势能，而与宏观上整体的动能无关，B错误；若外界对气体做的功等于气体向外界放出的热，则气体的内能不变，C正确；理想气体的内能取决于气体分子的平均动能，而分子平均动能取决于温度，D正确；理想气体等压膨胀过程中，p一定，V增加，由C可知T升高，故内能增加，E正确122016江苏卷 A选修33H3 (3)如图甲所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4
12、J和20 J在BC和CD的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J求气体完成一次循环对外界所做的功12A.（3）答案 8 J解析完成一次循环气体内能不变，则U0，吸收的热量Q(2012420) J8 J，由热力学第一定律UQW得，W8 J，气体对外做功8 J.15 2016海南卷 选修33H3 (1)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N，其pV图像如图1所示在过程1中，气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经历等容变化再经历等压变化对于这两个过程，下列说法正确的是_图1A气体经历过程1，其温度降低B气体经历过程1，其内能减小C气体在过程2中一直对外放热D气体在
13、过程2中一直对外做功E.气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同15(1) 答案 ABE 解析过程1，气体体积增大，气体对外界做功，因不存在热交换，故根据热力学第二定律，气体内能减小，温度降低，故A、B正确过程2，气体先等容减压后等压膨胀，故先放热后吸热，先不对外做功，后对外做功，故C、D错误两个过程的初、末状态均相同，所以内能改变量相同，故E正确H4 实验：用油膜法估测分子的大小H5 热学综合15 2016海南卷 选修33H5 (2)如图1所示，密闭气缸两侧与一U形管的两端相连，气缸壁导热；U形管内盛有密度为7.5102 kg/m3的液体一活塞将气缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体
14、积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p04.5103 Pa.外界温度保持不变缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h40 cm，求此时左、右两气室的体积之比重力加速度大小g取10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计图115(2) 答案 11解析设初始状态时气缸左气室的体积为V01，右气室的体积为V02；当活塞至气缸中某位置时，左、右气室的压强分别为p1、p2，体积分别为V1、V2，由玻意耳定律得p0V01p1V1p0V02p2V2依题意有V01V02V1V2由力的平衡条件有p2p1gh联立式，并代入题给数据得2V3V01V19V0由此解得V1V01(另一解不合题意，舍去)由
15、式和题给条件得V1V21129H52016上海卷 某同学制作了一个结构如图1(a)所示的温度计一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5 m将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向在气体温度为270 K时，用一段水银将长度为0.3 m的气柱封闭在管内实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)图1(1)管内水银柱长度为_m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为_K.(2)若气柱初始长度大于0.3 m，该温度计能测量的最高温度将_(选填“增大”“不变”或“减小”)(
16、3)若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将_(选填“偏高”“不变”或“偏低”)29答案 (1)0.1360 (2)减小(3)偏低解析 (1)由于轻质细管可以绕O点转动，通过力矩关系有：设水银柱长度的一半为x，封闭气体长度为l，细管横截面积为S，细管长度为L，则FL2gSx(lx)，研究气柱长度为0.3 m和0.36 m两个位置，可以计算出水银柱长度为2x0.1 m；为保证水银不溢出，水银刚好到达管口时封闭气体长度为l0.4 m，则根据，可以算出此时温度为T360 K(2)由可知，当l0(V0)增大时，能够测量的最高温度将会减小(3)若实验过程中大气压强略有升高，则封闭气体的初始体积
17、V0的实际值变小，但如果仍用计算，会出现温度的测量值偏低1. (多选)2016昆明一中一轮复习检测 下列说法正确的是()A在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果B布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动C对气体而言，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的D一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，对外界做功，但内能不变E在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零1ACD解析 由于液体表面张力的作用，宇宙飞船中自由漂浮的水滴呈球形，选项A正确；布朗运动是指液体里花粉微粒的运动，选项B错误；大量分子在做无规则运动
18、的时候，速率是按一定规律分布的，选项C正确；等温膨胀过程中，气体会对外做功，温度不变，则气体要吸收热量，内能是不变的，选项D正确；气体的压强是分子热运动频繁碰撞容器壁产生的，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零，选项E错误4(多选)2015哈尔滨六中期末考试 下列说法中正确的是()A做功和热传递在改变物体内能上是等效的B温度和质量都相同的水、冰和水蒸气，它们的内能相等C热的物体把温度传递给冷的物体，最终达到温度相同D压缩气体不一定能使气体的温度升高E气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的4ADE解析 做功和热传递在改变物体内能上是等效的，选项A正确；温度和质量都相同的水
19、、冰和水蒸气，它们的内能不相同，水蒸气的内能最大，冰的内能最小，选项B错误；由热平衡知识可知，热的物体把热量传递给冷的物体，最终达到温度相同，选项C错误；根据热力学第一定律可知，压缩气体，若气体对外放热，则也可能使气体的温度降低，选项D正确；气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的，选项E正确2(多选)2016皖南八校第二次联考 下列说法正确的是()A空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢B分子间同时存在着引力和斥力，当引力和斥力相等时，分子势能最大C液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征D液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动E液体表面张力的方
20、向与液面垂直并指向液体内部2ACD解析 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故A正确；分子间同时存在着引力和斥力，当引力和斥力相等时，分子势能最小，B错误；液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，故C正确；液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，故D正确；由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，液体表面存在张力，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，故E错误32016贵阳一中第三次月考 如图K461甲所示为“”形上端开口的玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中粗、细部分截面积分别为S12 cm2、S21 cm2.
21、封闭气体初始温度为57 ，气体长度为L22 cm，图乙为对封闭气体缓慢加热过程中气体压强随体积变化的图线(摄氏温度t与热力学温度T的关系是Tt273 K)(1)求封闭气体初始状态的压强；(2)若缓慢升高气体温度，升高至多少方可将所有水银全部压入细管内？(3)当温度升高至492 K时，求液柱下端离开粗、细接口处的距离图K4613(1) 80 cmHg(2)369 K(3)16 cm解析 (1)初始状态封闭的气体温度T1273 K57 K330 K，体积为：V1LS144 cm3，由图像可知，此时气体压强：p180 cmHg.(2)当水银全部进入细管后，气体将做等压变化，故从图乙可知当所有水银全部
22、进入细管内时，其封闭的气体压强：p282 cmHg，体积：V248 cm3由理想气体状态方程得： 代入数据解得：T2369 K.(3)当温度升高至T3492 K时，水银已经全部在细管内，封闭气体做等压变化，设此时气体的体积为V3，由盖吕萨克定律得：解得：V364 cm3气体体积：V3V2S2hx代入数据解得：hx16 cm.52016石家庄期末调研 在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体当玻璃管水平放置达到平衡时如图K463甲所示，被封闭气柱的长度l123 cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l219 cm.已知重力加速度g取10 m/s2，不计温度的变化求：(1)大气压强p0(用cmHg表示)；(2)当玻璃管开口向上以a5 m/s2的加速度匀加速上升，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度图K4635(1)76 cmHg(2)17.48 cm解析 (1)由玻意耳定律可得：p0l1S(p0gh)l2S解得：p076 cmHg.(2)当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p，气柱的长度为l3，对液柱，设液柱质量为m，由牛顿第二定律可得：pSp0Smgma解得：pp0100 cmHg由玻意耳定律可得：p0l1Spl3S解得：l317.48 cm.
