1、1专题跟踪训练(十六) 热学1(2018全国卷)(1)(多选)如图，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如 pV 图中从 a 到 b 的直线所示在此过程中_A气体温度一直降低B气体内能一直增加C气体一直对外做功D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功(2)在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为 l118.0 cm 和l212.0 cm，左边气体的压强为 12.0 cmHg.现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边求 U 形管平放时两边
2、空气柱的长度在整个过程中，气体温度不变解析 (1)一定量的理想气体从 a 到 b 的过程，由理想气体状态方程 可知，paVaTa pbVbTbTbTa，即气体的温度一直升高，选项 A 错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项 B 正确；由于从 a 到 b 的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项 C 正确；根据热力学第一定律，从 a 到 b 的过程中，气体一直从外界吸热，选项 D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项 E 错误(2)设 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为 p1和 p2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，
3、设为 p，此时原左、右两边气柱长度分别变为 l 1和 l 2.由力2的平衡条件有p1 p2 g (l1 l2)式中 为水银密度， g 为重力加速度大小由玻意耳定律有p1l1 pl 1p2l2 pl 2两边气柱长度的变化量大小相等l 1 l1 l2 l 2由式和题给条件得l 122.5 cml 27.5 cm答案 (1)BCD (2)22.5 cm 7.5 cm2(2018福州市高三质检)(1)(多选)根据热学知识可以判断，下列说法正确的是_A物体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变B载重汽车卸去货物的过程中，外界对汽车轮胎内的气体做正功C当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中不会有水分子飞
4、出水面D在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加E气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m，若 1 摩尔该气体的体积为 V，则该气体单位体积内的分子数为MmV(2)如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑绝热气缸，气缸下面有加热装置开始时整个装置处于平衡状态，缸内理想气体 、两部分高度均为 L0，温度均为 T0.已知活塞A 导热、 B 绝热， A、 B 质量均为 m，横截面积为 S，外界大气压强为 p0保持不变，环境温度保持不变现对气体缓慢加热，当 A 上升 h 时停止加热求：3此时气体的温度；若在活塞 A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于 m 时，气体的高度解析 (1)温度是
5、分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大，选项 A正确；载重汽车卸去货物的过程中，汽车轮胎内的气体体积增大，对外界做功，选项 B 错误；当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中仍然有水分子飞出水面，只不过相同时间内飞出水面的分子数和落入水中的分子数相等，达到一种动态平衡，选项 C 错误；影响压强的两个因素，一是单位时间内对器壁单位面积的平均撞击次数，二是撞击的力度在压强不变的情况下，温度降低，分子的平均动能减小，对器壁的平均撞击力度减小，只能是增加单位时间内对器壁单位面积的平均撞击次数，选项 D 正确；阿伏加德罗常数为NA ，单位体积内气体的物质的量为 n ，则该气体单位体积内的分子数
6、为Mm 1VN nNA ，选项 E 正确MmV(2)气体这一过程为等压变化初状态：温度 T0、体积 V1 L0S末状态：温度 T、体积 V2( L0 h)S根据盖吕萨克定律可得： V1T0 V2T解得： T T0L0 hL0气体这一过程做等温变化初状态：压强 p 1 p0 体积 V 1 L0SmgS末状态：压强 p 2 p0 体积 V 2 L 1S2mgS由玻意耳定律得： p 1L0S p 2L 1S解得： L 1 L0p0S mgp0S 2mg4答案 (1)ADE (2) T0 L0L0 hL0 p0S mgp0S 2mg3(2018太原一模)(1)(多选)下列说法正确的是_A布朗运动是液体
7、分子的运动，说明液体分子在永不停息地做无规则的热运动B同一化学成分的某些物质能同时以晶体的形式和非晶体的形式存在C温度升高，物体的内能一定增大D密度为 、体积为 V、摩尔质量为 M 的铝所含原子数为 NA VME在绕地球运行的“天宫二号”中自由漂浮的水滴成球型，这是表面张力作用的结果(2)如图所示，导热良好的气缸开口向上，竖直固定在水平面上缸内轻质光滑活塞封闭一段一定质量的理想气体一根不可伸长的细绳绕过定滑轮，一端拴住活塞，另一端拴着质量为 m 的重物处于平衡状态此时气体体积为 V.用手托着重物，使其缓慢上升，直到细绳刚开始松驰但并未弯曲已知大气压强为 p0，活塞横截面积为 S，环境温度保持不
8、变求从重物开始被托起到最高点的过程中，活塞下降的高度；之后从静止释放重物，重物下落到最低点时未与地面接触，活塞在气缸内比最初托起重物前的位置上升了 H.若气体的温度不变，求气体吸收的热量是多少解析 (1)布朗运动是宏观的物体的运动，不是液体分子的运动，A 错误天然水晶是晶体，石英玻璃是非晶体，二者的化学成分相同，B 正确若物体温度升高时对外界做功，则内能可能减小，C 错误质量和摩尔质量的比值就是物质的量，物质的量乘以阿伏加德罗常数就是原子个数，D 正确水滴成球形就是液体表面张力作用的结果，E 正确(2)对气缸内封闭气体分析可知未托重物时 p1 p0 ，气体体积是 V1 VmgS托起重物时 p2
9、 p0，气体体积是 V2 V hS又温度不变，根据理想气体状态方程可知： p1V1 p2V2解得 hmgVp0S2理想气体的温度不变时内能不变，根据热力学第一定律： U Q W0根据动能定理： Q mg(H h) p0S(H h)05可得 Q( p0S mg)(HmgVp0S2)答案 (1)BDE (2)mgVp0S2( p0S mg)(HmgVp0S2)4(2018南昌一模)(1)(多选)下列关于分子动理论和热现象的说法中正确的是_A雨水没有透过布雨伞是因为液体分子表面张力的作用B分子间的距离 r 增大，分子间的作用力一定做负功，分子势能增大C自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性D
10、悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显E熵是物体内分子运动无序程度的量度(2)如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭一定质量的理想气体活塞的质量为 m，横截面积为 S，与容器底部相距 h，此时封闭气体的温度为 T1，现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量 Q 时，气体温度上升到 T2.已知大气压强为 p0，重力加速度为 g，不计活塞与气缸的摩擦求：活塞上升的高度；加热过程中气体的内能增加量解析 (1)雨水没有透过布雨伞是因为液体分子表面张力的作用，选项 A 正确；由于分子之间的距离等于平衡位置的距离 r0时，分子力为零，分子势能最小，若分子间距
11、离小于平衡位置的距离 r0，表现为斥力，当分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，选项 B 错误；根据热力学第二定律，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，选项 C 正确；悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越不明显，选项 D 错误；熵是物体内分子运动无序程度的量度，选项 E 正确(2)气体发生等压变化，有 hS h h S T1T26解得 h hT2 T1T1加热过程中气体对外做功为W pSh ( p0S mg)hT2 T1T1由热力学第一定律知内能的增加量为U Q W Q( p0S mg)hT2 T1T1答案 (1)ACE (2) hT2 T1
12、T1 Q( p0S mg)hT2 T1T15(2018兰州高三诊断)(1)(多选)下列说法正确的是_A第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性B布朗运动就是分子的无规则运动C晶体一定具有各向异性D由物质的摩尔质量和阿伏加德罗常数可以估算出一个物质分子的质量E在一个绝热系统中，外界对系统做功，系统的内能一定增大(2)如图所示，在竖直放着的高为 H 的圆柱形气缸内用质量为 m 的活塞密封住一定质量的理想气体，活塞与容器壁之间无摩擦，容器的横截面积为 S.开始时气体的温度为 T0，活塞位于气缸中部，现对气缸缓慢加热，当活塞缓慢上升到距离顶部 H 处时再次平衡，此过14程气体
13、吸收的热量为 Q p0HS，外界大气压始终为 p0，重力加速度为 g.求：此过程中气缸内气体内能的变化量 U ；再次平衡时气体的温度 T.解析 (1)第二类永动机不能制成，违背了热力学第二定律，说明自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，A 正确；布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，B 错误；多晶体属于晶体，多晶体具有各向同性，7C 错误；分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数的比值，D 正确；根据热力学第一定律U W Q，系统与外界没有热交换，即 Q0，外界对系统做功，则系统的内能一定增大，E 正确(2)由活塞受力平衡可知 pS mg p0S，
14、 p p0mgS气体对外做的功 W pV (mgS p0)HS4由热力学第一定律可知 U W Q得 U p0HS (mgS p0)HS4 3p0S mg H4气缸内封闭的一定质量的理想气体，加热过程中气体的压强不变初态时温度为 T0，体积为 V1HS2加热后末态温度为 T，体积为 V23HS4由理想气体状态方程可知 V1T0 V2T得 T V2T0V1 3T02答案 (1)ADE (2) 3p0S mg H4 3T026(2018重庆调研)(1)(多选)关于热现象的描述，下列说法正确的是_A漂浮在水面上的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动反而越不明显B气体的温度越高，每个气体分子
15、的动能都越大C零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰的分子势能大D对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少E热量既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体(2)如图甲所示，形状别致的玻璃管，上端开口且足够长，较粗的部分横截面积 S12 cm2，较细的部分横截面积 S21 cm2，用适量的水银在管内密封气体封闭气体初始温度为 57 ，气柱长度 L22 cm.现对封闭气体缓慢加热，气体压强随体积变化的规律如图乙所示，管内气体可视为理想气体8求封闭气体初始状态的压强 p1；当所有水银刚好全部压入细管时，求气体温度 T2.解析 (1)液体中悬浮的颗粒越大，同
16、一时刻撞击它的分子越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显，A 正确；气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，但每个气体分子的动能不一定越大，B 错误；零摄氏度的冰在融化成零摄氏度的水的过程中吸收的热量主要用于增加分子间的势能，所以等质量的零摄氏度的冰和水相比较，冰的分子势能较小，C 正确；对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，根据热力学第一定律，如果气体从外界吸热，则内能不一定减少，D 错误；热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，在外界影响下也能够从低温物体传递到高温物体，比如电冰箱，E 正确(2)加热之初，封闭气体体积 V1 S1L44 cm 3由 pV 图象可知 p180 cmHg由 pV 图象可知，所有水银刚好全部压入细管时，封闭气体的压强 p282 cmHg体积 V248 cm 3由理想气体状态方程，有 p1V1T1 p2V2T2解得 T2369 K答案 (1)ACE (2)80 cmHg 369 K
