以下是高二物理热学测试题和相关例题:
一、选择题
1. 两个物体温度相同,那么它们的( )
A. 内能一定相同 B. 分子平均动能相同 C. 一定有不同的分子数 D. 分子势能一定相同
答案:B
解析:
温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子平均动能一定相同,而分子势能与分子之间距离有关,不能确定。
2. 两个物体升高相同的温度,吸收的热量Q1 > Q2,则它们的比热容c1和c2的关系是( )
A. c1 > c2 B. c1 < c2 C. c1 = c2 D. 无法确定
答案:A
解析:由Q=cmΔt可知,在升高相同的温度时,比热容大的物体吸收的热量多。
二、填空题
3. 一定质量的理想气体,当它的压强、体积都增大时,那么可以断定( )
A. 气体密度一定增大 B. 气体分子平均动能一定增大
C. 每个气体分子对器壁的撞击力都增大
D. 单位体积内分子的数目一定减少
答案:ABD
解析:由理想气体状态方程可知气体密度一定增大;温度是分子平均动能的标志,体积增大时温度升高,所以气体分子平均动能一定增大;由压强的微观意义可知单位体积内分子的数目一定减少;由于气体密度变化不明确,所以不能断定每个气体分子对器壁的撞击力变化情况。
三、计算题
4. 在标准大气压下,质量为5kg,温度为30℃的水,吸收了8.4×105J的热量后,其温度升高多少?水的末温是多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
答案:水温度升高约10℃,末温为100℃。
解析:由Q吸=cmΔt可得Δt=Q吸/cm=8.4×105J/(4.2×103J/(kg·℃) × 5kg)=40℃,所以水的末温为t=t₀+Δt=30℃+40℃=70℃,又因为是在标准大气压下,此时水的末温为100℃。
高二物理热学测试题及解析
一、选择题
1. 一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ,现设法使其温度降低而压强升高,达到平衡状态Ⅱ,此过程可能()
A. 气体分子平均动能增大
B. 气体分子单位时间单位面积上对器壁单位面积分子个数减少
C. 气体分子单位时间内与容器壁单位面积碰撞的次数增加
D. 气体的体积减小
2. 一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ,现设法使其温度降低而压强升高,达到平衡状态Ⅱ,此过程中可能()
A. 气体分子密度变小
B. 气体分子单位时间内对器壁单位面积热运动的碰撞次数增加
C. 单位时间内容器壁单位面积受到气体分子碰撞的次数增加
D. 气体的内能增加
二、填空题
3. 一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ,现设法使其温度降低而压强升高,达到平衡状态Ⅱ,此过程中气体对外做功为W,消耗的能量为E,则下列关系正确的是______。
三、解答题
4. 一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ,现设法使其温度降低而压强升高,达到平衡状态Ⅱ。下列说法正确的是()
A. 气体分子平均动能一定减小
B. 气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少
C. 气体分子密度减小
D. 气体的内能可能不变
【相关例题】
【分析】
本题考查了热力学第一定律和气体压强的微观意义。对于热力学第一定律要明确公式中各个物理量的含义。同时要明确气体压强与温度的关系。
【解答】
A.温度降低说明分子平均动能减小,故A正确;
B.压强增大说明分子密集程度增大,即分子数密度增大,则单位时间内容器壁单位面积受到气体分子碰撞的次数增加,故B错误;
C.气体体积减小说明气体的密度增大,故C错误;
D.内能的变化取决于做功和热传递两个方面,故内能不一定不变,故D正确。
故选AD。
热力学第一定律公式$\bigtriangleup U = W + Q$,其中$\bigtriangleup U$表示内能的变化量,$W$表示外界对系统做的功,$Q$表示系统向外输出的热量。本题中气体体积减小外界对系统做功,同时温度降低内能减小,但系统向外放热,所以内能不一定不变。同时要注意理想气体的内能只与温度有关。
故答案为:AD
高二物理热学测试题及例题
一、选择题(共12分,每小题3分)
1. 一定质量的理想气体处于某一平衡状态,此时压强为p,下列哪些情况仍能保持该平衡状态( )
A. 气体分子的平均速率增大
B. 气体的温度降低
C. 气体分子单位时间作用于器壁单位面积的平均冲量减小
D. 单位体积内的分子数增加
2. 一定质量的理想气体处于某一初始状态。若要使它经历两个状态回到初始状态,必须吸热。这句话对吗?请解释。
二、填空题(共18分,每空2分)
1. 在一定温度下,一定量的气体体积增大,分子运动杂乱无章,无规则运动,容器壁单位面积上受到的压力一定减小。
2. 一定质量的理想气体处于某一初始状态。若要使它经历两个状态回到初始状态,下列哪些过程可以实现( )
A. 等温膨胀 B. 等温压缩 C. 绝热膨胀 D. 绝热压缩
三、计算题(共20分)
1. 一定质量的理想气体处于某一初始状态。若要使它经历两个过程回到初始状态,图1中哪两个过程可以实现( )
A. Ⅰ:等温压缩;Ⅱ:绝热膨胀
B. Ⅰ:等容吸热;Ⅱ:等温压缩
C. Ⅰ:绝热膨胀;Ⅱ:等温压缩
D. Ⅰ:等温膨胀;Ⅱ:吸热绝热压缩
【相关例题】
例题1:一定质量的理想气体处于平衡状态1,压强为P1。现设法使其温度升高并保持压强不变,达到平衡状态2,尔后保持温度不变,设法使气体进行状态变化又回到平衡状态1。此过程气体压强先变后不变,再变再不变。下述说法正确的是( )
A. 气体在状态变化过程中,气体内能先减少后增大又减少
B. 气体在状态变化过程中,外界对气体做功且气体放热
C. 气体在状态变化过程中,气体密度先变小后不变再变小
D. 气体在状态变化过程中,内能先增加后减少再增加
【常见问题】
1. 热学中的一些概念和规律比较抽象,如分子势能、热力学温度、热力学第一定律等。在学习过程中要注意理解概念和规律的含义,明确其适用范围。
2. 在理解热力学第一定律时要注意明确各个物理量的含义,明确公式中的各个物理量的符号法则。同时要注意公式的适用条件。
3. 在理解分子势能时要注意分子势能与分子力有关,而分子力又与分子间距有关。在学习过程中要注意结合分子力随分子间距变化的曲线来理解分子势能的变化规律。
