1、单元质量检测( 十三)1(1)(5 分) 关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列论述正确的是_。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大B热力学第一定律也可以表述为第一类永动机不可能制成C气体向真空的自由膨胀是不可逆的D热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体 ”E1 kg 的 0 的冰比 1 kg 的 0的水的内能小些(2)(10 分)利用如图 1 所示的实验装置来测定容器内液体的温度，容器右侧部分水银压强计的左管中
2、有一段长度为 h10 cm 水银柱，水银柱下密封一段长为 l4 cm 的空气柱 B。实验开始时水银压强计的两侧水银柱上端在同一水平面，这时容器内液体的温度为 7 ，后来对液体加热，通过向水银压强计右管中注入水银，使左管水银面仍在原来的位置，此时测得水银压强计左管中密封空气柱 B 的长度为 l3 cm。已知外界大气压强为 76 cmHg。求：图 1( )加热后液体的温度 t；( )向水银压强计右管中注入水银的长度。解析 (1)一定质量的理想气体 经历一缓慢的绝热膨胀过程， 则 Q0，W0，根据 UWQ 可知，气体的内能减小，选项 A 错误；热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，选项 B
3、 正确；热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，选项 C 正确；热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化” ，选项 D 错误； 1 kg 的 0的冰变成 1 kg 的 0的水要吸收热量，所以选项 E 正确。(2)() 由题意知，B 部分气体 发生等温变化，则初始时pBp 0(gh gl)(76104) cmHg 90 cmHg其中 为 水银密度， g 为重力加速度根据玻意耳定律得，p BlSp BlS得 pB cmHg120 cmHgpBll 9043这时 A 气体压强 pA pBgh110 cmHgA 气体做等容变
4、化，初始 时 pAp 0gl80 cmHg根据查理定律， pATA pATA得 TA K412.5 KpATApA 110（273 7）80得 t139.5 ( )由题意知 120 cmHg13 cmHg76 cmHgg h得 h31 cm所以水银压强计右管注入水银的长度为h(4 3) cm32 cm答案 (1)BCE (2)()139.5 ()32 cm2(1)(5 分) 下列说法正确的是 _。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A布朗运动虽不是液体分子的运动，但它间接反映了液体分子的无规则运
5、动B液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离C扩散现象可以在液体、气体中发生，也能在固体中发生D随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力均减小E气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器器壁单位面积上受到气体分子撞击的次数越少(2)(10 分)如图 2 所示，连通的两管精细不同，左管开口向上，右管上端封闭，右管的横截面积是左管的三倍，管中装入水银，大气压强为 76 cmHg。左管中水银面比右管中的高 4 cm，右管内封闭的空气柱长为 11 cm。现往左管中缓慢注入水银，使右管内空气柱长度变为 10 cm，注入水银过程中右管中的气体温度始终不变。图 2( )求右管中空气柱的最终压强；( )求左管中
6、注入水银的长度；( )若注入水银后使管竖直向下做自由落体运动，求右管内空气柱的长度。(小数点后保留一位有效数字)解析 (1)布朗运动不是液体分子的运 动，但它间 接反映了液体分子的无规则运动，选项 A 正确；液体表面分子 间距离大于液体内部分子间的距离，选项 B错误；扩散现象可以在液体、气体和固体中发生，选项 C 正确；随着分子间距离的增大，分子间引力和斥力均减小，选项 D 正确；气体体积不变时，温度越高，气体的压强越大，单位时间内容器器壁单位面积上受到气体分子撞击的次数越多，选项 E 错误。(2)() 设左管横截面积为 S，则右管横截面积为 3S，以右管内空气柱为研究对象。初状态 p1(76
7、 4) cmHg，V 111 cm3S末状态，右管内空气柱长 L10 cm ，V210 cm3S气体做等温变化，由玻意耳定律，p 1V1p 2V2解得 p288 cmHg( )当右管内空气柱 长度变为 10 cm 时，右管内的水银柱升高 h11 cm，对应左管内的水银面下降 3 cm注入水银后，左、右两管中水银面高度差 h88 cm76 cm12 cm故左管中注入水银的长度为 l12 cm(41) cm3 cm12 cm( )若管竖 直向下做自由落体运动，右管内空气柱的压强为 p376 cmHg，V33L S气体做等温变化，由玻意耳定律，p 1V1p 3V3可得 L 11.6 cm答案 (1)
8、ACD (2)( )88 cmHg ()12 cm ( )11.6 cm3(1)(5 分) 下列说法正确的是 _。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A气体膨胀，它的内能不一定减小B橡胶是非晶体，无固定熔点C温度越高，布朗运动越显著D有些自然过程是沿着分子热运动无序性减小的方向进行的E温度低的物体其分子运动的平均速率小(2)(10 分)如图 3 所示，水平面上放置一个玻璃管，管内封闭有一定质量的理想气体，管内的气体被可以自由移动的活塞 P 分成体积相等的两部分A、B 。一开始，两部分气体的温度均
9、为 T0600 K，保持气体 B 的温度不变，将气体 A 缓慢加热至 T1 000 K，求此时所体 A、B 的体积之比。(活塞绝热且体积不计)图 3解析 (1)气体膨胀对外做功，但同时可能吸收更多的 热量，由热力学第一定律知，选项 A 正确；橡胶是非晶体，无固定熔点，选项 B 正确；温度越高，布朗运动越显著，选项 C 正确；任何自然 过程总是朝着无序程度增大的方向 进行，也就是朝着熵增加的方向进行的，选项 D 错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体其分子运动的平均速率不一定小，因为温度低的物体的分子质量可能较小，其平均速率反而较大， 选项 E 错误。(2)设玻璃管内 A、B 两部分气体的
10、初始体积均为 V0，加 热前的压强均为 p0，加热后的压强均为 p，气体 A 的体积的增加量为 V对气体 A，由理想气体状 态方程有 p0V0T0 p（V0 V）T对气体 B，由玻意耳定律有 p0V0p(V 0V)联立解得 VV04故此时气体 A、B 的体积之比为 V0 VV0 V 53答案 (1)ABC (2)5 34(1)(5 分) 下列说法中正确的是 _。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A温度越高，每个分子热运动的速率一定越大B内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能不可能相同C单晶体
11、具有规则的几何形状，而非晶体则没有规则的几何形状D水的饱和汽压随温度的升高而增大E一定质量的理想气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)(10 分)如图 4 所示，粗细均匀且导热良好的 U 形管竖直放置，横截面积为S2 cm2，右端与大气相通，左端用水银柱封闭着 L50 cm 的气柱(可视为理想气体)，左管的水银面比右管的水银面高出 h116 cm。现将 U 形管右端与一低压舱(图中未画出) 接通，稳定后右管水银面高出左管水银面 h24 cm。若环境温度不变，大气压强 p076 cmHg。(水银的密度为 13.6103 kg/m3，g 取 10 m/s2)图 4( )求稳定后低压舱内的压强(以“
12、cmHg” 为单位 )；( )如果仅用改变环境温度的方法使水银柱移动相同的距离，在水银柱移动的过程中左管气体的平均压强为 70 cmHg，左管内的气体内能增加了 10 J，则左管内气体需从外界吸收多少热量？解析 (1)温度越高，只能说明分子热运动的平均 动能越大，故 A 错误；因为内能不同的物体温度可能相同，故分子热运动的平均动能可能相同，故 B 项错误；单晶体有规则的几何形态，非晶体没有规则的几何形状，故 C 正确；因为液体的温度升高时，液体分子的平均动能增大， 单位时间里从液面飞出的分子数增多，故达到平衡时水面上的饱和汽压会增大，故 D 正确；一定质量的理想气体发生等压膨胀时，根据盖吕萨克
13、定律有 ，故体积增大，则温度升高，V1T1 V2T2E 正确。(2)()U 形管的右端与大气相通时， 对封闭气体有V1LS，p 1p 016 cmHg右端与低压舱连通后，设左端封闭气体压强为 p2，左端水银面下降 x，则V2(L x)S由题意可知 x10 cm根据玻意耳定律有 p1V1p 2V2代入数据解得 p250 cmHg故低压舱的压强为 pp 24 cmHg46 cmHg( )如果仅 用改变环境温度的方法使水银柱移动相同的距离，在水银柱移动的过程中外界对气体做功为W V13.610 31070102 2104 10102 J1.904 Jp 又因为左管内的气体内能增加了 10 J，根据
14、热力学第一定律有UW Q则左管内气体需从外界吸收的热量为Q(10 1.904) J11.904 J。答案 (1)CDE (2)( )46 cmHg ()11.904 J5(1)(5 分) 下列说法正确的是 _。(填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分)A只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C一定温度下，饱和汽的压强是一定的D第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性(2)(10
15、 分)如图 5，绝热汽缸 A 与导热汽缸 B 均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为 V0、温度均为 T0，缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的 1.2 倍。设环境温度始终保持不变，求此时汽缺 A 中气体的体积 VA和温度 TA。图 5解析 (2)设初态压强为 p0，膨胀后 A，B 压强相等 pB1.2p 0B 中气体始末状态温度相等，由玻意耳定律得 p0V01.2p 0VBVBV01.2VA V076对 A 部分气体，由理想气体状 态方程得 p0V0T0 1.2p0VATA所以 TA 1.4 T0。答案 (1)BCE (2) V0 1.4T 076
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