专题十六 热学 综合训练（B）
1.如图，曲线Ⅰ和Ⅱ为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则( )
A.曲线Ⅰ对应状态的温度更高
B.曲线Ⅱ与横轴所围面积更大
C.曲线Ⅰ与横轴所围面积更大
D.曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均速率更小
2.如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中，缸内气体( )
A.内能增加，外界对气体做正功
B.内能减小，所有分子热运动速率都减小
C.温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少
D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加
3.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动就是分子的无规则运动
C. 温度越高，分子热运动的平均动能越大
D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
4.如图所示，0℃和100℃温度下氧气分子的速率分布图像，下列说法错误的是( )
A.图中两条曲线下面积相等
B.图中虚线为氧气分子在0℃时的速率分布图像
C.温度升高后，各单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比都增加
D.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小
5.根据分子动理论，下列说法正确的是( )
A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动
C.分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大
D.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
6.如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca回到状态a，图像中ba延长线过坐标原点O，bc段与纵轴平行。则该气体( )
A.从状态b到c过程，气体体积减小，压强增大
B.从状态a到b过程，气体体积增大，压强减小
C.从状态b到c过程，外界对气体做功，内能增加
D.从状态c到a过程，外界对气体做功，吸收热量
7.如图所示,一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状态B,则它的状态变化过程是( )
A.气体的温度不变
B.气体的内能增加
C.气体分子的平均速率减小
D.气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变
8.房间里气温升高3℃时，房间内的空气将有1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的温度是( )
A.-7℃ B.7℃ C.27℃ D.24℃
9.如图所示，一定质量的理想气体其状态变化过程的图像为一条直线。气体从状态M变化到状态N的过程中，下列说法正确的是( )
A.温度保持不变
B.温度先升高，再降低到初始温度
C.整个过程中气体对外不做功，气体要吸热
D.气体的密度在不断增大
10.某次实验时，如图所示，试管中用水银柱封闭了一定质量的理想气体，一段时间后，发现水银柱往下移动了一定距离。则关于这个实验，下列说法正确的是( )
A.封闭气体的分子平均动能减小，气体吸热
B.在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变
C.封闭气体在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数不变
D.由于水银对玻璃不浸润，附者层内分子比水银的分子内部密集
11.关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A.所有的晶体都表现为各向异性
B.所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
C.晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
D.晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体
12.下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是( )
A.分子间距离减小时分子势能一定减小
B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显
D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
13.下列说法正确的是( )
A.液体不浸润固体的原因是附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏
B.运送沙子的卡车停于水平面，在缓慢卸沙的过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体对外界放热
C.第二类永动机不可能制成功的原因是违背热力学第一定律
D.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为
14.一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了的功，气体的内能减少了，则下列各式中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.气体的温度越高，速率较大的分子所占的比例越大，所以曲线Ⅰ对应状态的温度更低，故A错误；
BC.曲线下的面积表示分子速率从所有区间内分子数的比率之和为1，故曲线Ⅰ、Ⅱ与横轴所围面积相等，故BC错误；
D.由A得，曲线Ⅰ对应状态的温度更低，则曲线Ⅰ对应状态的气体分子平均动能越小，平均速率更小，故D正确。
故选D。
2.答案：C
解析：设活塞质量为m，大气压强为，左图中缸内气体压强为，右图中缸内气体压强为，活塞的横截面积为S，则，即，即，因此在缓慢转动过程中气体压强变小，体积增大，气体膨胀对外做功，则外界对气体做的功，由于是绝热容器，即，根据热力学第一定律可知，即理想气体内能减小，气体温度降低，选项A错误；理想气体的温度降低，分子平均动能减小，但并不是所有气体分子的运动速率都会减小，选项B错误；根据理想气体的分子运动速率分布规律，当温度降低时，速率大的分子占比将会减小，选项C正确，D错误。
3.答案：C
解析：A、根据分子动理论，可知气体扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；B、布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，间接反映了液体或气体分子的无规则运动，故B错误；C、温度越高，分子热运动的越剧烈，分子平均动能越大，故C正确；D、根据分子力与分子间距离的关系，可知分子间的引力和斥力都随分子间距增大而减小，故D错误。故选：C。
4.答案：C
解析：A.由题图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确。
B.温度越高，速率较大的分子数量所占比例越大，由图像知，在速率较大的区间，虚线在实线上方，故虚线为0℃时情形，实线对应于分子在100℃的速率分布情形，故B正确；
C.同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大或特小的分子所占比例均比较小，所以温度升高使得速率较小的分子所占的比例变小，故C错误；
D.与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故D正确。
此题选择错误选项，故选C。
5.答案：D
解析：A、由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比；故A错误；
B、显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子的运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；
C、分子间的相互作用力随分子间的距离增大而减小，但斥力减小的快；故C错误；
D、若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大；故D正确；
故选：D.
6.答案：A
解析：B.根据理想气体状态方程
可得
从状态a到b过程，由图像可知，气体体积增大，压强不变，故B错误；
AC.从状态b到c过程，由图像可知，气体体积减小，温度不变，则压强增大；气体体积减小，则外界对气体做功，温度不变，则内能不变，故A正确，C错误；
D.从状态c到a过程，气体体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，故D错误。
故选A。
7.答案：B
解析：由图像可知,气体状态由A变到B为等容升压过程,根据查理定律,一定质量的气体,当体积不变时,压强跟热力学温度成正比,所以压强增大温度升高,故选项A错误;一定质量的理想气体的内能仅由温度决定,所以气体的温度升高,内能增加,分子的平均速率增大,故选项B正确,C错误;气体温度升高,则气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数增加,故选项D错误。
8.答案：D
解析：充气、抽气与漏气问题中往往以所有的气体为研究对象。以升温前房间里的气体为研究对象,由盖–吕萨克定律得,解得,故。
9.答案：B
解析：气体发生等温变化时，，图像应是一条双曲线（上半支），题图明显不符；或者可以在过程中任取一点，例如(2，2)，明显不等于初态和末态的，所以气体从状态M到状态N的过程中温度要变化，故A错误。根据，C不变，越大，T越高，由题图可知，状态在（2，2）处温度最高，在状态M和状态N，p、V乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度，故B正确。整个过程中，气体初、末温度相等，所以整个过程气体内能变化为0，气体体积一直变大，则气体对外做功，即，根据热力学第一定律，由于，所以，即气体一定吸收热量，故C错误。气体的体积在不断增大，质量一定，所以气体的密度在不断减小，故D错误。
10.答案：B
解析：AB.气体压强不变，发生等压变化
又
所以
所以温度减小，平均分子动能减小，气体放热，在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变，故A错误，B正确；
C.由于体积减小，而分子数未变，所以单位时间内撞击的分子数应增大，故C错误；
D.不浸润时，附着层内分子比水银的分子内部稀疏，故D错误。
故选B。
11.答案：B
解析：A.只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，A错误；
B.晶体有固定的熔点，晶体在熔化过程中吸收热量，温度保持不变；非晶体没有固定的熔点，非晶体在熔化过程中不断吸收热量，温度逐渐升高，B正确；
C.单晶体一定有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何形状，形状不规则的金属也是晶体，C错误；
D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，D错误。
故选B。
12.答案：B
解析：当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，分子间距的增大时反之，故A错误；物体的温度越高，分子热运动的平均动能增大，物体中分子无规则运动越剧烈，故B正确；根据布朗运动的特点，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显，故C错误；单晶体的物理性质是各向异性，多晶体的物理性质各向同性，故D错误.
13.答案：A
解析：A.液体不浸润固体的原因是，附着层的液体分子比液体内部稀疏，也就是说，附着层内液体分子间的距离大于分子力平衡的距离，附着层液体分子间的作用表现为引力，附着层液体分子有收缩的趋势，就像液体表面张力的作用一样，这样的液体与固体之间表现为不浸润，故A正确；B.在缓慢卸沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体的压强减小，温度不变，根据气态方程，分析知气体的体积增大，对外做功，即，由热力学第一定律，温度不变，则，可得，胎内气体从外界吸热，故B错误；C.第二类永动机不可能制成功的原因是违背热力学第二定律，选项C错误；D.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加德罗常数不能表示为，选项D错误。故选A。
14.答案：B
解析：由热力学第一定律可知，外界对气体做功则W为正值，气体内能减少则为负值，代入热力学第一定律表达式得
故选B。
2专题十六 热学 综合训练（A）
1.如图所示，有关分子力和分子势能曲线的说法中，正确的是( )
A.当时，分子为零，分子势能最小也为零
B.当时，分子力和分子势能都随距离的增大而增大
C.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功
D.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大，后减小，最后又增大
2.1827年，布朗作为英国植物学家，在花粉颗粒的水溶液中观察到花粉不停顿的无规则运动.1905年，爱因斯坦根据扩散方程建立布朗运动的统计理论，从而使分子动理论的物理图景为人们广泛接受.关于分子动理论相关知识，下列说法中正确的是( )
A.分子的扩散现象是可逆的
B.布朗运动证明组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
C.花粉颗粒越小，无规则运动越明显
D.分子永不停息的无规则运动说明永动机是可以实现的
3.关于分子动理论，下列说法中正确的是( )
A.扩散和布朗运动，都体现了分子在无规则热运动
B.布朗运动是固体小颗粒中固体分子的无规则运动
C.的冰和的铁块中所有分子的总动能相同
D.质量相等的的水和的水蒸气的内能相等
4.关于分子动理论的知识，下列说法正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B.图乙为水中炭粒运动位置连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子间作用力与分子间距的关系图，分子间距从开始增大时，分子势能一直变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高
5.严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热学中的分子，下列说法中正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行
C.两个分子间距离小于时，分子间只有斥力没有引力
D.两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小
6.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
7.如图所示，自动洗衣机洗衣缸与外界相通，底部与竖直均匀细管相通，细管导热良好，上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。刚刚进水时细管中被封闭空气柱长度为，压强为大气压强，水的密度，重力加速度。当空气柱被压缩到长时，压力传感器关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为( )
A. B. C. D.
8.打篮球是广大青少年比较喜爱的运动，如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。打气前篮球内气压等于，人每次打的气体的压强为、体积为篮球容积的5%，假设整个过程中篮球没有变形，不计气体的温度变化，气体可视为理想气体，则( )
A. 打气后，球内每个气体分子对球内壁的作用力都增大
B. 打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力不变
C. 打气6次后，球内气体的压强为
D. 打气6次后，球内气体的压强为
9.一定质量的理想气体从状态A开始依次经过状态B再到状态C再回到状态A，其图像如图所示，其中CA曲线为双曲线的一部分。下列说法正确的是( )
A.从B到C的过程中，气体放出热量
B.从B到C的过程中，气体吸收热量，内能增加
C.从C到A的过程中，气体的压强不变，内能增加
D.从C到A的过程中，气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变少，且单个气体分子的撞击力变小
10.一定质量的理想气体，在温度和下的压强p与体积倒数的关系图像如图所示．气体由状态A等压变化到状态B的过程中，下列说法正确的是( )
A.温度升高，吸收热量 B.温度升高，放出热量
C.温度降低，吸收热量 D.温度降低，放出热量
11.如图所示,一定质量的理想气体用质量为M的活塞封闭在容器中,活塞与容器间光滑接触,在图中三种稳定状态下的温度分别为,体积分别为且,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
12.如图所示为在观察液体中小颗粒的布朗运动时每隔30s记下小颗粒位置的放大图，下列说法正确的是( )
A.图线表示液体分子无规则运动的轨迹
B.图线表示固体小颗粒无规则运动的轨迹
C.做布朗运动的固体颗粒越大，布朗运动越明是
D.固体颗粒的无规则运动是因为受到各个方向液体分子撞击的力不平衡
13.如图所示，一定质量的理想气体从状态a经状态回到状态a，则下列说法正确的是( )
A.由a变化到b的过程中，气体体积增大
B.由a变化到b的过程中，气体吸收热量
C.由b变化到c的过程中，气体吸收的热量大于内能增加量
D.由c变化到a的过程中，气体对外做正功
14.如图所示，a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的( )
A.a、b、c三个状态的压强相等
B.从a到c气体的内能减小
C.从a到b气体吸收热量
D.从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等
答案以及解析
1.答案：C
解析：A.当时，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，故分子间作用力为零，分子势能是否为0与零势能点的选取有关，则此时分子势能不一定为0，A错误；
B.由图可知，当分子间距离时，分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，B错误；
CD.当时，分子力表现为引力；当时，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小；当r减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增大，C正确，D错误。
故选C。
2.答案：C
解析：A、根据热力学第二定律，可知分子的扩散现象是不可逆的，故A错误；
B、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子在做无规则运动，故B错误；
C、花粉颗粒越小，受到液体分子的撞击越不均衡，花粉的无规则运动越明显，故C正确；
D、永动机违背了热力学第二定律或能量守恒定律是不可以实现的，故D错误。
故选：C。
3.答案：A
解析：扩散和布朗运动的原因都是分子的无规则运动，A项正确；布朗运动是宏观小颗粒的无规则运动，B项错误；温度是分子平均动能的标志，不是所有分子总动能的标志，C项错误；水吸热后成为水蒸气，内能增大，D项错误。
4.答案：C
解析：本题考查油膜法实验原理、布朗运动和分子势能。在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油酸膜，故A错误；题图乙中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是炭粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由题图乙可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；根据分子间作用力与分子间距的关系图，可知分子间距从。开始增大时，分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，则分子势能增大，故C正确；由题图丁可知，②中速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D错误。
5.答案：B
解析：A.布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，A错误；
B.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，B正确；
C.两个分子间距离小于时，分子间斥力和引力都有，只是分子力表现为斥力，C错误；
D.当，分子势能随着分子间距离的增大，分子势能减小，当时，分子势能随分子距离增大而增大，D错误。
故选B。
6.答案：D
解析：A、“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成良好的油膜，故A错误；
B、图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；
C、根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；
D、由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即，故D正确。
故选：D。
7.答案：C
解析：压力传感器关闭洗衣机进水阀门，此时管内气体的压强为
则由玻意耳定律可知
解得
故选C。
8.答案：C
解析：A、打气后，气体的压强变大，温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，因此无法确定每个气体分子对球内壁的作用力都增大,故A错误；
B、打气后，球内气体的压强变大，即球内气体分子对球内壁单位面积的平均作用力增大，故B错误；
CD、打气6次后，由玻意耳定律知，解得，即球内气体的压强为，故C正确，D错误。
故选：C。
9.答案：B
解析：从B到C的过程中，V不变，则增大，则，内能增加，根据热力学第一定律可得，即气体吸收热量，A错误，B正确；从C到A的过程中，根据理想气体状态方程可得，由于CA曲线为双曲线的一部分，因此从C到A的过程中，气体压强不变，V减小，T减小，内能减少，C错误；从C到A的过程中，p不变，V减小，因此气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变多而单个气体分子撞击力变小，D错误。
10.答案：A
解析：根据理想气体状态方程可得：，故，在图像中，图像的斜率与温度有关，温度越高，斜率越大，气体由状态A等压变化到状态B的过程中，气体温度升高，体积增大，故气体的内能增大，并且对外做功，根据热力学第一定律可得：气体从外界吸收热量，故A正确，BCD错误；故选：A。
11.答案：B
解析：设三种稳定状态下气体的压强分别为,以活塞为研究对象,三种稳定状态下分别有,，可以得出;根据理想气体的状态方程，由得;由得,即,故选项B正确。
12.答案：D
解析：AB.根据题意，每隔30s把观察到的小颗粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，故此图象是每隔30s固体小颗粒的位置，而不是小颗粒的运动轨迹，故AB错误；
C.液体温度越高，固体颗粒越小，布朗运动越明显，故C错误；
D.布朗运动是由于液体分子从各个方向对固体颗粒撞击作用的不平衡引起的，故D正确。
故选D。
13.答案：D
解析：由a变化到b的过程中，气体温度不变，压强增大，根据玻意耳定律可知气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，AB错误；根据可知，由b变化到c的过程中，气体体积不变，温度升高，内能增加，外界不对气体做功，则根据热力学第一定律可知气体吸收的热量等于内能的增加量，C错误；气体由c到a，可看成由c到b再到到b过程为等容降压，气体不对外做功，由b到a为等温降压过程，由玻意耳定律知，气体体积增大，气体对外界做正功，D正确。
14.答案：C
解析：根据理想气体状态方程得,若压强不变,则图像应为过原点的倾斜直线，选项A错误;从a到c气体温度升高,则内能增加,选项B错误;从a到b气体体积增加,则气体对外做功,温度升高,则内能增加,根据热力学第一定律知气体吸收热量,选项C正确;从a到b与从b到c气体体积变化相同,但压强不同,因而对外界做功的数值不相等,选项D错误.
2
