- 分子热运动和热机
- 共476题
物理一选修3-3
30.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（ ）
31.如图所示，圆柱形容器内用活塞封闭一定质量的理想气体，已知容器横截面积为S，活塞重为G，大气压强为p0。若活塞固定，封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q1；若活塞不固定，仍使封闭气体温度升高1℃，需吸收的热量为 Q2。不计一切摩擦，在活塞可自由移动时，封闭气体温度 升高1℃，活塞上升的高度h应为多少？
正确答案
解析
因为气体分子分子与分间间距很大，之间作用力几乎为0，所以气体如果失去了容器的约束就会散开，并不是因为有分子势能，所以A错；一定量100℃的水变成100℃的水蒸汽，分子间距变大了，克服分子力做功所以其分子之间的势能增加，所以B项正确；对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，温度一定升高，内能增加，体积增大，一定对外做功了，根据热力学第一定律，一定是一定从外界吸热；如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因为不知道体积如何变化所以因此压强变化不确定，所以D错误；根据内能的定义，一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，所以E正确。
考查方向
解题思路
根据内能分子势能的概念和热力学第一定律直接判定。
易错点
本题D项中体积不变的情况下才成立这是一个易错点。
正确答案
解析
活塞固定时，由热力学第一定律，气体增加的内能
活塞不固定时，外界对气体做功为W，
则Q2+W= Q2－（p0Sh+Gh）
对活塞由能量守恒定律得Gh= W内－p0Sh 所以W=－W内=－（p0Sh+Gh）
解得活塞上升的高度
考查方向
解题思路
（1）由热力学第一定律，确定气体增加的内能
（2）活塞不固定时，求出外界对气体做功为W
（3）对活塞由能量守恒定律列方程求出上升高度h
易错点
本题当活塞不固定时，外界对气体做功为W时易忘记克服大气压做功。
19.下面说法中正确的是_______。
正确答案
解析
A、单晶体具有各向异性，即单晶体沿着各个方向的物理性质和化学光学性质不同．故A错误．
B、足球充足气后很难压缩是由于足球内外有压强差的原因，与气体分子之间的作用力无关．故B错误．
C、根据热力学第二定律知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性．故C正确．
D、一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由气态方程
E、一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，则平均速率增大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多．故E正确．
考查方向
解题思路
单晶体具有各向异性．多晶体具有各向同性．足球充足气后很难压缩是由于足球内外的压强差的原因；根据热力学第一定律解释其内能的变化；体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数增大
易错点
热力学第二定律的理解
知识点
20.下列说法正确的是
正确答案
解析
A、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大．故A正确；
B、液体中的扩散现象是由于分子的无规则运动，故B错误；
C、食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐由固定的熔点，是晶体，故C正确；
D、做功和热传递都可以改变物体的内能，系统对外做功，内能不一定减少，故D错误；
E、根据热力学第二定律可知，热运动的宏观过程都有一定的方向性．故E正确．
考查方向
解题思路
温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律；扩散现象是不同物质相互接触，彼此进入对方的现象，说明分子的无规则运动；区分晶体与非晶体是根据是否由固定的熔沸点；做功和热传递都可以改变物体的内能；热力学过程都有一定的方向性．
易错点
明确扩散现象、温度的微观意义、和正确理解热力学第二定律的含义是解题的关键
知识点
20.下列说法正确的是
正确答案
解析
A、温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度降低，个别分子的动能可能会增大．故A正确；
B、液体中的扩散现象是由于分子的无规则运动，故B错误；
C、食盐熔化的过程中温度不变，说明食盐由固定的熔点，是晶体，故C正确；
D、做功和热传递都可以改变物体的内能，系统对外做功，内能不一定减少，故D错误；
E、根据热力学第二定律可知，热运动的宏观过程都有一定的方向性．故E正确．
考查方向
解题思路
温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律；扩散现象是不同物质相互接触，彼此进入对方的现象，说明分子的无规则运动；区分晶体与非晶体是根据是否由固定的熔沸点；做功和热传递都可以改变物体的内能；热力学过程都有一定的方向性．
易错点
明确扩散现象、温度的微观意义、和正确理解热力学第二定律的含义是解题的关键
知识点
29.在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程．潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这干热的气流为焚风（大气压强随高度的增加而减小）空气团沿背风坡下降时，下列描述其压强p随体积V变化关系的图象中，可能
正确的是＿（图中虚线是气体的等温线）．
空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团 （选填“对外放热”或“对外做功”）：设空气团的内能U与温度T满足U＝CT（C为一常数），空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做功为W，则此过程中空气团升高的温度ΔT＝＿＿
正确答案
C ； 对外做功；
解析
：（1）在P-V图中等温线为双曲线的一支，而且越远离坐标远点的温度越高，沿着背风坡下降时升温，所以图象应该由低温度线指向高温度线，另外在此过程中空气团的体积变化，故选：C．
（2）空气团在山的迎风坡上升时温度降低，空气团内能减小，又绝热，根据热力学第一定律可知空气团对外做功；根据U=CT得：△U=C△T ①，
由根据热力学第一定律得：△U=W+Q ②、Q=0 ③
① ②③联立解得：
故答案为：C；对外做功，
考查方向
解题思路
在P-V图中等温线为双曲线的一支，而且越远离坐标远点的温度越高，沿着背风坡下降时升温，所以图象应该由低温度线指向高温度线空气团在山的迎风坡上升时温度降低，空气团内能减小，又绝热，根据热力学第一定律可知空气团对外做功；根据U=CT得：△U=C△T①，由根据热力学第一定律得：△U=W+Q②、Q=0 联立求解即可。
易错点
空气团在迎风坡上升，背风坡下降的过程是绝热过程,对于热力学第一定律的理解要准确，绝热过程说明无热量交换，改变内能的方式只有做功。
知识点
扫码查看完整答案与解析