高中物理选修热学试卷及例题如下:
热学试卷
一、选择题:
1. 一定质量的理想气体,当它的压强和体积增加时,那么它的温度一定( )
A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法判断
2. 一定质量的理想气体,当温度升高时,那么它的( )
A. 压强一定增大 B. 压强可以减小 C. 压强可以不变 D. 压强一定增大或不变
3. 在一定温度下,1mol某种气体物质,体积增大时,其分子间的平均距离增大,因而气体分子势能的增加量一定大于零,这是因为( )
A. 气体分子体积增大时,气体分子势能增加
B. 气体分子体积增大时,气体分子间碰撞的次数减少
C. 气体分子体积增大时,气体分子间的相互作用力减弱
D. 气体分子体积增大时,气体分子的平均动能增大
二、填空题:
4. 在一定条件下,一定量的某种理想气体具有的状态参量:压强为p、体积为V、温度为T,请写出用状态参量表示的该理想气体的压强公式。
三、计算题:
5. 一容器中盛有1mol理想气体,温度为T1 = 374K。当把该容器浸在温度为T2 = 333K的恒温热浴槽中时,气体吸收热量Q = 418J。求该气体的压强。
例题
【分析】
本题考查了理想气体状态方程和热力学第一定律的应用。解题的关键是正确选择状态参量和应用热力学第一定律。
【解答】
由理想气体状态方程得:$\frac{PV}{T} = C$;
由热力学第一定律得:$\Delta U = W + Q$;
其中$\Delta U = C\Delta T$;
联立解得:$\Delta T = \frac{Q}{C}$;
【分析】根据题意,求出气体的压强。
【解答】由题意知气体的体积不变,所以$\Delta V = 0$;又因为$\Delta U = C\Delta T$;所以$\Delta T = \frac{Q}{C}$;已知$Q = 418J$;代入数据解得:$\Delta T = 27^{\circ}C$;所以气体的温度升高了$27^{\circ}C$;即$T_{2} - T_{1} = 27^{\circ}C$;已知$T_{1} = 374K$;所以$T_{2} = 374 + 27^{\circ}C = 401K$;已知气体的质量为$1mol$;所以气体的压强为:$p = \frac{PV}{T}$;代入数据解得:$p = \frac{401}{374}kPa$。
以下是一份高中物理选修热学试卷及部分例题:
一、选择题(共12分)
1. 一定质量的理想气体,当它的压强和体积增加时,那么它的温度一定( )
A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法判断
答案:A。根据理想气体状态方程,压强和体积的增加意味着温度的升高。
二、填空题(共18分)
2. 理想气体的内能仅仅取决于____和____。
3. 在一定温度下,某种理想气体分子的速率分布函数为f(v) = A(1 + e^(-b(v-c))),其中A是与温度无关的常数,b、c是与温度有关的参数。根据该分布函数,在一定温度下,分子速率小于平均速率的分子数所占的比例____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
答案:气体温度;气体分子平均动能;不变。根据理想气体状态方程,内能等于所有分子动能之和,因此温度决定分子平均动能。由分布函数可知,速率小于平均速率的分子数所占比例与速率小于平均速率的速率范围有关,而该范围与温度无关。
三、计算题(共6分)
4. 已知一定质量的理想气体状态参量的初态为P1=1.5atm,V1=0.5m3,末态为P2=2.0atm,V2=0.25m3。求该过程气体吸收的热量。
解:由理想气体状态方程可得气体经历过程的变化为等温变化,即气体吸收的热量仅由压强和体积变化引起。根据热力学第一定律,有ΔU = W + Q,其中W为外界对气体做的功,Q为气体吸收的热量。由于过程为等温变化,所以ΔU = 0。又因为P1V1 = P2V2 + W,其中W = -P2V2 - P1V1 = - 0.75atm × 0.25m3 = - 0.1875atm·m3,所以Q = ΔU + W = 0 + ( - 0.1875) = - 0.1875atm·m3。即气体吸收了-0.1875atm·m3的热量。
以上是一份高中物理选修热学试卷及部分例题,希望对你有所帮助。
以下是一份高中物理选修热学试卷及部分例题和常见问题。
一、选择题(共12分)
1. 一定质量的理想气体,当它的压强和体积增加时,它的温度一定( )。
A. 升高 B. 降低 C. 不变 D. 无法判断
例题:假设有一个容积固定的密闭容器,当它的压强增加时,气体的温度一定升高。这是因为压强的增加会导致气体分子对容器壁的撞击力增大,从而使气体的体积减小,而温度的升高正是气体分子平均动能增大的表现。
2. 当理想气体的体积不变时,温度升高,它的压强( )。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
例题:根据理想气体状态方程,当体积不变时,温度升高会导致气体压强的增大。这是因为温度的升高会使气体分子运动的更加剧烈,从而增加了分子对容器壁的撞击力。
二、填空题(共18分)
请根据热力学第一定律,写出计算理想气体温度变化的公式:ΔT = _______。
例题:已知一个理想气体的初始温度为T1,经过一段时间后,它的体积和压强都增加了相同的量,那么它的最终温度应为ΔT = (P2 - P1)V/KT。其中K为玻尔兹曼常数。
三、计算题(共20分)
假设一个容积为V的密闭容器中装有一定质量的理想气体,已知初始温度为T1,压强为P1。经过一段时间后,它的温度变为T2,压强变为P2。求这段时间内气体对外做的功。
常见问题:在求解理想气体对外做的功时,需要注意哪些因素?如何根据已知条件选择合适的公式进行计算?
以上是一份高中物理选修热学试卷及部分例题和常见问题,希望能帮助到你。
