1、1专题 17 选考 3-3考题一 热学的基本知识1.分子动理论知识结构22.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积 V0 ( )3 d3， d 为分子的直径.43 d2 16(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间 V0 d3， d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体(1)晶体和非晶体晶体比较单晶体 多晶体非晶体形状 规则 不规则 不规则熔点 固定 固定 不固定特性 各向异性 各向同性 各向同性(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出
2、单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性.(3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切.(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关.(5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的百分比.即： B 100%.pps3例 1 下列说法正确的是( )A.随着科学技术的不断进步，总有一天能实现热量自发地从低温物体传到高温物体B.气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和
3、汽压，水蒸发越慢E.温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动越明显解析 根据热力学第二定律知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故 A 错误；气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，故 B 正确；多晶体也没有规则的几何形状，故 C 错误；相对湿度为空气中水蒸气的压强与相同温度下水的饱和汽压的百分比；在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，故 D 正确；温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，布朗运动越明显，故 E 正确.故选 B、D、E.答案 BDE变式训练1.下列说法正确的
4、是( )A.一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C.空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递D.外界对气体做功时，其内能一定会增大E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成答案 ACE解析 气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力.气体的温度降低时，分子的平均动能减小，故在体积不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减小，故 A 正确；晶体有固定
5、的熔点，故晶体熔化时温度不变，故分子平均动能一定不变，故 B 错误；根据热力学第二定律知热量只能够自发地从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传到高温物体，空调的工作过程表明热量可以从低温物体向高温物体传递，故C 正确；根据热力学第一定律可知，当外界对气体做功的同时对外放热，其内能可能增大、减小或不变，故 D 错误；生产半导体器件掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故 E 正确.故选 A、C、E.2.根据分子动理论、温度和内能的基本观点，下列说法正确的是( )4A.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B.温度高的物体内能不一定大，但分子
6、平均动能一定大C.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D.当分子间距等于 r0时，分子间的引力和斥力都为零E.两个分子间的距离为 r0时，分子势能最小答案 BCE解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，故 A 错误；温度高的物体的内能不一定大，还与体积、分子数有关，但分子的平均动能一定大，故 B 正确；热平衡表示没有热量交换，而没有热量交换表示两者的温度是一样的，故 C 正确；当分子间距等于 r0时，分子间的引力和斥力相等，合力为零，故 D 错误；当两个分子
7、间的距离为 r0时，分子力为零，由此位置距离减小，分子力表现为斥力，做负功，分子势能增大；若距离增大，则分子力表现为引力，也做负功，分子势能也增大，故平衡位置分子势能最小，故 E 正确.故选 B、C、E.3.下列说法中正确的是( )A.晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性B.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C.液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D.随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小E.当附着层中液体分子比液体内部稀疏时，液体与固体之间就表现为不浸润现象答案 BCE解析 只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的，故
8、A 错误；内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同，故 B 正确；液晶即液态晶体，既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，故 C 正确；随着分子间距离的增大，分子势能不一定减小，当分子力表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，故 D 错误；当附着层中液体分子比液体内部稀疏时，附着层内的分子之间的作用力表现为引力，液体与固体之间就表现为不浸润现象，故 E 正确.故选 B、C、E.4.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A.一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和B.一定量 100 C 的水
9、变成 100 C 的水蒸气，其分子之间的势能增加C.气体如果失去了容器的约束就会散开，这主要是因为气体分子之间存在势能的缘故D.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，因此压强必然增大E.饱和汽压随温度的升高而增大，与体积无关5答案 ABE解析 内能包括分子动能和分子势能；故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，故 A 正确；一定量 100 的水变成 100 的水蒸气，温度不变，所以水的分子动能不变，在此过程中吸收的热量增大了分子势能，所以其分子之间的势能增加，故 B 正确；气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，
10、而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散，故 C 错误；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，但是若体积同时增大，则单位时间碰撞到单位面积上的分子数可能减少，压强不一定增大，故 D 错误；饱和汽压与温度有关，随温度的升高而增大，与体积无关，故 E 正确.故选 A、B、E.考题二 气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节：(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或
11、三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例 2 如图 1 所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成 A、 B 两部分，用控制阀 K 固定活塞，开始时 A、 B 两部分气体的温度都是 20 ，压强都是 1.0105 Pa，保持 A 体积不变，6给电热丝通电，使气体 A 的温度升高到 60 ，求：图 1(1)气体 A 的压强是多少？(2)保持气体 A 的温度不变，拔出控制阀 K，活塞将向右移动压缩气体 B，平衡后气体 B 的体积被压缩 0.05 倍，气体 B 的温度是多少？解析 (1)对 A 部分气体，在加热
12、的过程中发生等容变化，根据查理定律可得：p0T0 p1T1解得： p1 Pap0T1T0 1.0105273 60273 201.1410 5 Pa(2)拔出控制阀 K，活塞将向右移动压缩气体 B.平衡后，气体 A 发生等温变化根据玻意耳定律有： p1V p2(V0.05 V)气体 B 的压缩过程，根据理想气体状态方程有：p0VT0 p2 V 0.05VT2根据活塞受力平衡有： p2 p2代入数据联立解得：T2302.2 K，即 t2 T227329.2 C答案 (1)1.1410 5 Pa (2)29.2 C变式训练5.一定质量的理想气体体积 V 与热力学温度 T 的关系图象如图 2 所示，
13、气体在状态 A 时的压强 pA p0，温度 TA T0，线段 AB 与 V 轴平行， BC 的延长线过原点.求：图 2(1)气体在状态 B 时的压强 pB；(2)气体从状态 A 变化到状态 B 的过程中，对外界做的功为 10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态 C 时的压强 pC和温度 TC.7答案 (1) p0 (2)10 J (3) p0 T012 12 12解析 (1) A B：等温变化 p0V0 pB2V0，解得 pB p012(2)A B： U0 U Q WQ W10 J(3)B C：等压变化， pC pB p012VBVC TBTCTC T0126.如图 3 所示，
14、两端封闭的 U 型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱，初始时空气柱长度分别为 l1 10 cm、 l2 16 cm，两管液面高度差为 h6 cm，气体温度均为 27 ，右管气体压强为 p276 cmHg，热力学温度与摄氏温度的关系为 T t273 K，空气可视为理想气体.求：(结果保留到小数点后一位数字)图 3(1)若保持两管气体温度不变，将装置以底边 AB 为轴缓慢转动 90，求右管内空气柱的最终长度；(2)若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，右管内气体的压强.答案 (1)16.5 cm (2)93.5 cmHg解析 (1)设左侧液面上升 x，由玻意耳
15、定律得：左侧气体： p1V1 p1 V1，7010 S p1(10 x)S右侧气体： p2V2 p2 V2，7616 S p2(16 x)Sp1 p2，由以上两式联立求解得： x0.5 cm右管内空气柱最终长度 l216.5 cm(2)右侧气体发生的是等温变化，由玻意耳定律得：p2V2 p3V3,7616S p313S解得： p393.5 cmHg87.如图 4 所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为 S，缸内气体高度为 2h.现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h.然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为 p0，大气
16、温度为 T0，重力加速度为 g，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图 4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度.答案 (1) m (2)2 T0p0Sg解析 (1)设添加砂粒的总质量为 m0，最初气体压强为 p1 p0mgS添加砂粒后气体压强为 p2 p0m m0gS该过程为等温变化，有 p1S2h p2Sh解得 m0 mp0Sg(2)设活塞回到原来位置时气体温度为 T1，该过程为等压变化，有 V1T0 V2T1解得 T12 T08.如图 5 所示，一竖直放置的、长为 L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为 T1.现用一段水银柱从管口开始
17、注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为 13.若将管内下部气体温度降至 T2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知 T1 T2，大气压强为 p0，重力加速度为 g.求水银柱的长度 h 和水银52的密度 .9图 5答案 L 215 105p026gL解析 设管内截面面积为 S，初始时气体压强为 p0，体积为 V0 LS注入水银后下部气体压强为 p1 p0 gh体积为 V1 (L h)S34由玻意耳定律有：p0LS( p0 gh ) (L h)S34将管倒置后，管内气体压强为 p2 p0 gh体
18、积为 V2( L h)S由理想气体状态方程有：p0LST1 p0 ghL hST2解得： h L，215 105p026gL考题三 热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象即某一定质量的理想气体；(2)找出参量气体在始末状态的参量 p1、 V1、 T1及 p2、 V2、 T2；(3)认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密
19、集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式10(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对 W、 Q、 U 中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用 U W Q 对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即 W p V，然后结合其他条件，利用 U W Q 进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功， W0
20、.例 3 (1)关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体B.不可能使热量从低温物体传向高温物体C.第二类永动机违背了热力学第二定律D.可以从单一热源吸收热量并使之完全变成功E.功转化为热的实际宏观过程是可逆过程(2)如图 6 所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体 A 和 B.活塞的质量为 m，横截面积为 S，与隔板相距 h.现通过电热丝缓慢加热气体，当 A 气体吸收热量 Q时，活塞上升了 h，此时气体的温度为 T1.已知大气压强为 p0，重力加速度为 g
21、.图 6加热过程中，若 A 气体内能增加了 E1，求 B 气体内能增加量 E2；现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时 A 气体的温度为 T2.求此时添加砂粒的总质量 m.思维规范流程 (1)热力学第二定律表明热传递具有方向性，热量能够自发地从高温物体传到低温物体，故 A 正确；热量可以在一定的条件下从低温物体传向高温物体，故 B 错误；第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故 C 正确；根据热力学第二定律：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响.可知在外界的作用下，从单一热库吸收热量，可以使之完全变成功，故 D 正确；功
22、转化为热的过程可以自发地进行，而热转化为功的过程要在一定的条件下才能进行，即功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故 E 错误.(2) B 气体对外做功W pSh( p0S mg)h(1 分)11由热力学第一定律得 E1 E2 Q W (1 分)解得 E2 Q( mg p0S)h E1 (2 分) B 气体的初状态 p1 p0mgSV12 hS T1 (2 分)B 气体的末状态 p2 p0m mgSV2 hS T2 (2 分)由气态方程 (1 分)p1V1T1 p2V2T2解得 m( 1)( m) (1 分)2T2T1 Sp0g变式训练9.(1)关于分子力，下列说法中正确的是( )A.碎玻璃不
23、能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B.将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D.固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力E.分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小(2)如图 7，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸内，活塞质量为 30 kg、横截面积 S100 cm2，活塞与汽缸间连着自然长度 L50 cm、劲度系数 k500 N/m 的轻弹簧，活塞可沿汽缸壁无摩擦自由移动.初始时刻，汽缸内气体温度 t27 ，活塞距汽缸底部 40 cm.现对汽缸内气体缓慢加热，使活塞上升 30 cm
24、.已知外界大气压 p01.010 5 Pa， g10 m/s 2.求：汽缸内气体达到的温度.图 7答案 (1)BDE (2) T2588 K 或 t2315 解析 (1)分子间作用力发生作用的距离很小，碎片间的距离远大于分子力作用距离，因此打碎的玻璃不易拼合在一起，这不能说明是分子斥力的作用，故 A 错误；将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力，故 B 正确；扩散现象证明了分子不停地做无规则运动，不能证明分子间存在引力，故 C 错误；固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力，故 D 正确；分子间的引力和斥力总是同时存在，都随分子间距离的增大而减小，12故 E 正确.(2)
25、开始时，弹簧压缩的长度为： l10.1 mp1 p0mg k l1SV10.010.4 m 3410 3 m3T1300 K对汽缸内气体缓慢加热后，弹簧伸长的长度为 l20.2 mp2 p0mg k l2SV10.010.7 m 3710 3 m3T2？理想气体状态方程： p1V1T1 p2V2T2联立以上各式并代入数据，解得：T2588 K 或 t2315 10.(1)下列说法正确的是( )A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.物体温度升高，物体内所有分子运动的速率均增加C.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体D.当分子间的距离增大时
26、，分子之间的引力和斥力均同时减小，而分子势能一定增大E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成(2)已知竖直玻璃管总长为 h，第一次向管内缓慢地添加一定量的水银，水银添加完成时，气柱长度变为 h，第二次再取与第一次相同质量的水银缓慢地添加在管内， 整个过程水银34未溢出玻璃管，外界大气压强保持不变.求第二次水银添加完时气柱的长度.若第二次水银添加完后，把玻璃管在竖直面内以底部为轴缓慢地沿顺时针方向旋转 60，求此时气柱长度.(水银未溢出玻璃管)答案 (1)ACE (2)0.6 h 0.75 h解析 (1)做功和热传递都可以改变物体的内能，为
27、了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故 A 正确；温度是分子热运动平均动能的标志，物体温度升高，物体内分子热运动的平均动能增加，但不是每个分子的动能均增加，故 B 错误；热传递具有方向性，故热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，故13C 正确；当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，但斥力减小的更快，分子力的合力可能表现为引力，也可能表现为斥力；若是引力，分子势能增加；若是斥力，分子势能减小；故 D 错误；温度越高，扩散越快；故生产半导体器件时，若需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故 E
28、 正确.故选A、C、E.(2)设开始时封闭气体压强为 p0，每次添加的水银产生的压强为 p，玻璃管的横截面积为S，气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p0hS( p0 p) hS34设第二次水银添加完时空气柱长度为 h，由玻意耳定律得： p0hS( p02 p)h S 联立解得： h0.6 h；把玻璃管在竖直面内缓慢的沿顺时针方向旋转 60时气体压强： p p02 psin 30，气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p0hS( p02 psin 30)h S，联立解得： h0.75 h.11.(1)下列说法正确的是( )A.分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子平均动能相同B.一定质量的气体
29、，在体积膨胀的过程中，内能一定减小C.布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动D.知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子的大小E.两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大(2)如图 8 所示，左右两个容器的侧壁都是绝热的、底部都是导热的、横截面积均为 S.左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭.两个容器的下端由容积可忽略的细管连通.容器内两个绝热的活塞 A、 B 下方封有氮气， B 上方封有氢气.大气的压强为 p0，外部气温为 T0273 K 保持不变，两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为 0.1p0.系统
30、平衡时，各气体柱的高度如图所示.现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时 A 上升了一定的高度.用外力将 A 缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为 0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体.求：图 8第二次平衡时氮气的体积；水的温度.答案 (1)ACE (2)2.7 hS 368.55 K解析 (1)温度是分子的平均动能的标志，两种气体温度相同，它们分子的平均动能一定相14同，故 A 正确；根据热力学第一定律，一定质量的气体在体积膨胀的过程中，即对外做功的同时，若吸收热量，物体的内能可能增大、减小或不变，故 B 错误；由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击，造成小微粒受到的
31、冲力不平衡而引起小微粒的运动，故 C 正确；已知气体的密度，可以求出单位体积气体的质量，知道气体摩尔质量可以求出单位体积气体的物质的量，知道阿伏加德罗常数可以求出单位体积分子的个数，可以求出分子体积，求出分子间的平均距离，但无法求出其大小，故 D 错误；两个分子的间距从极近逐渐增大到 10 r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大，故 E 正确.故选 A、C、E.(2)考虑氢气的等温过程，该过程的初态压强为 p0，体积为 hS，末态体积为 0.8hS，设末态的压强为 p，由玻意耳定律： p(0.8hS) p0hS解得： p 1.25 p0活塞 A 从最高点被第一次推回平衡位置的过程是等温过程，
32、该过程的初态压强为 1.1p0，体积为 V，末态压强为 p，末态体积 V，则： p p0.1 p01.35 p0， V2.2 hS由玻意耳定律：1.1 p0V p V得： V2.7 hS活塞 A 从最初位置升到最高位置过程为等压过程，该过程的初态体积和温度分别为 2hS和 T0273 K，末态体积为 2.7hS，设末态温度为 T，由盖吕萨克定律： 2hST0 2.7hST解得： T368.55 K12.(1)下列说法正确的是( )A.在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强B.液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C.温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧
33、气分子的平均速率相同D.密闭在汽缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少E.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的比值(2)如图 9 所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为 21，上管足够长，下管长度 l34 cm.在管内用长度 h4 cm 的水银封闭一定质量的理想气体，气柱长度 l120 cm.大气压强 p076 cmHg，气体初始温度为 T1300 K.15图 9若缓慢升高气体温度，使水银上端面到达粗管和细管交界处，求此时的温度 T2；继续缓慢升高温度至水银
34、恰好全部进入粗管，求此时的温度 T3. 答案 (1)BDE (2)450 K 497.25 K解析 (1)压强是由于分子的无规则运动撞击器壁产生的，故在失重状态下容器内的气体对器壁也有压强，故 A 错误；液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，则液体表面分子间的作用表现为相互吸引，所以存在表面张力，故 B 正确；温度相同的所有物体，其分子平均动能都相同，但由于分子质量不同，故平均速率不相同，故 C 错误；密闭在汽缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程 C 知，等压膨胀时气体pVT的温度一定升高，气体分子的平均动能增大，则每一次对器壁的平均撞击力增大，而气体的压强不
35、变，所以单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故 D 正确；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的比值，故 E 正确.故选 B、D、E.(2) 气体做等压变化， l2 l h30 cm由盖吕萨克定律： V1T1 V2T2解得： T2 T1450 Kl2l1 p180 cmHg， p378 cmHg， l334 cmHg由理想气体状态方程： p1V1T1 p3V3T3解得： T3 T1497.25 Kp3l3p1l1专题规范练1.(1)如图 1 所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、 C 和 D 后再回到状态 A.其中
36、， A B 和 C D 为等温过程， B C 为等压过程， D A 为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是_.16图 1A.A B 过程中，气体放出热量B.B C 过程中，气体分子的平均动能增大C.C D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化E.若气体在 B C 过程中内能变化量的数值为 2 kJ，与外界交换的热量为 7 kJ，则在此过程中气体对外做的功为 5 kJ(2)如图 2 所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积 S100 cm2.活塞与水平平台上的物块
37、 A 用水平轻杆连接，在平台上有另一物块 B， A、 B 的质量均为 m62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数 0.8.两物块间距为 d10 cm.开始时活塞距缸底 L110 cm，缸内气体压强 p1等于外界大气压强 p0110 5 Pa，温度 t127 .现对汽缸内的气体缓慢加热，( g10 m/s 2)求：图 2物块 A 开始移动时，汽缸内的温度；物块 B 开始移动时，汽缸内的温度.答案 (1)ABE (2)450 K 1 200 K解析 (1) A B 为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有 U W Q，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，故 A
38、正确； B C 为等压过程，体积增大，由理想气体状态方程 C 可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的pVT平均动能增大，故 B 正确； C D 为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故 C 错误； D A 为等容过程，体积不变，压强变小，由 C 可知，温度降低，气体分子的平均动pVT能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，故 D 错误； B C 为等压过程，体积增大，气体对外做功，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加 2 kJ，气体从外界吸收的热量为 7 kJ，气体对外界做功为 5 kJ，故 E
39、正确.故选 A、B、E.17(2)物块 A 开始移动前气体做等容变化，则有p2 p0 1.510 5 Pa mgS由查理定律有 ，解得 T2 T1450 Kp1T1 p2T2 p2p1物块 A 开始移动后，气体做等压变化，到 A 与 B 刚接触时p3 p21.510 5 Pa； V3( L1 d)S由盖吕萨克定律有 ，解得 T3 T2900 KV2T2 V3T3 V3V2之后气体又做等容变化，设物块 A 和 B 一起开始移动时气体的温度为 T4p4 p0 2.010 5 Pa； V4 V32 mgS由查理定律有 ，解得： T4 T31 200 Kp3T3 p4T4 p4p32.(1)下列说法正
40、确的是( )A.液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间只存在引力B.气体分子的平均动能越大，其压强就越大C.在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能增加D.空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿E.压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关(2)如图 3 所示，两端开口、粗细均匀的 U 型管竖直放置，其中储有水银，水银柱的高度如图所示.将左管上端封闭，在右管的上端用一不计厚度的活塞封闭右端.现将活塞缓慢下推，当两管水银面高度差为 20 cm 时停止推动活塞，已知在推动活塞的过程中不漏气，大气压强为 76 cmHg，环境温度不变.求活塞在右管内下移的距离.(结果保留两位有效数字)图 3答案 (1)
41、CDE (2)27 cm解析 (1)分子间同时存在引力和斥力，液体表面是分子间作用力的合力为引力；故 A 错误；气体压强与温度和体积两个因素有关，微观上取决于气体分子的平均动能和分子数密度，故B 错误；理想气体绝热压缩的过程中没有热交换，即 Q0，压缩气体的过程中外界对气体做功， W0，根据热力学第一定律： U W Q，知内能增大，故 C 正确；人们对湿度的感觉与相对湿度有关，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，故 D 正确；根据压强的微观意义18可知，压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关，故 E 正确.故选 C、D、E.(2)由题意，将活塞缓慢向下推，两管水银面高度差为 20 cm，
42、左管水银面上升 10 cm，右管水银面下降 10 cm，设活塞下移 x cm，U 型管的截面积为 S，对左端气体有：L 左 40 cm根据玻意耳定律得： p 左 L 左 S p 左 L 左 S对右端气体有： L 右 (60 x) cmp 右 ( p 左 20) cmHg根据玻意耳定律得： p 右 L 右 S p 右 L 右 S解得： p 左 95 cmHgp 右 115 cmHg得： x27 cm.3.(1)下列说法正确的是( )A.液面上部的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B.质量相等的 80 的液态萘和 80 的固态萘相比，具有不同的分子势能C.单晶体的某些物理性质表现为各向异性，
43、多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E.理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，这一过程违背了热力学第二定律(2)一定质量的理想气体从状态 A 变化到状态 B 再变化到状态 C，其 p V 图象如图 4 所示.已知该气体在状态 A 时的温度为 27 ，求：图 4该气体在状态 B 和 C 时的温度分别为多少 K?该气体从状态 A 经 B 再到 C 的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？答案 (1)BCD (2)600 K 300 K 放热 1 000 J解析 (1)液面上部的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分
44、子进入液体中；从宏观上看，液体不再蒸发，故 A 错误；液态萘凝固成 80 的固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，而分子平均动能不变，所以一定是分子势能减小，故 B 正确；根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，故 C 正确；液体表面层19的分子比液体内部的分子之间的距离大，分子之间的作用力表现为引力，分子之间的距离有缩小的趋势，可知液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故 D 正确；根据热力学第二定律，理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，但会引起
45、其他的变化，这一过程不违背热力学第二定律，故 E 错误.故选 B、C、D.(2)对一定质量的理想气体由图象可知， A B 为等容变化，由查理定律得 pATA pBTB即代入数据得 TB600 KA C 由理想气体状态方程得 pAVATA pCVCTC代入数据得 TC300 K从 A 到 C 气体体积减小，外界对气体做正功，由 p V 图线与横轴所围成的面积可得W 1 000 JpB pCVB VC2由于 TA TC，所以该气体在状态 A 和状态 C 内能相等， U0由热力学第一定律 U W Q可得 Q1 000 J，即气体向外界放出热量，传递的热量为 1 000 J4.(1)下列说法中正确的是
46、( )A.在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B.气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律 C.随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D.一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 (2)如图 5a 所示，左端封闭、内径相同的 U 形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为 L20 cm 的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长.已知大气压强为 p0 75 cmHg.图 5若将装置缓慢翻转 180，使 U 形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出)，如图 b 所示.当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度； 若
47、将图 a 中的阀门 S 打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门 S，右管水银面下降了 H 35 cm，求左管水银面下降的高度.20答案 (1)ABE (2)20 cm 或 37.5 cm 10 cm解析 (1)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，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动，这不是布朗运动，故 A 正确；麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少，故 B 正确；随着分子间距离的增大，分子势能不一定减小，当分子力表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大.故 C 错误；一定量的理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，
48、同时对外做功，其内能减小，故 D 错误；根据热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，故 E 正确.故选 A、B、E.(2)将装置缓慢翻转 180， 设左管中空气柱的长度增加量为 h，如图所示，由玻意耳定律得： p0L( p02 h)(L h)解得 h0 或 h17.5 cm则左管中空气柱的长度为 20 cm 或 37.5 cm.若将题图 a 中的阀门 S 打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门 S，右管水银面下降了 H 35 cm，设左管水银面下降的高度为 l，由玻意耳定律得： p0L p0( H l)(L l)解得 l10 cm 或 l70 cm(舍去)即左管水银面下降的高度为 10 cm.5.(1)下列说法正确的是( )A.对于一定质量的理想气体，若压强增大而温度不变，则外界对气体做正功B.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力C.当分子间的距离减
