(全國(guó)通用)2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題17 選考3-3學(xué)案

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1、 專題17 選考3-3 考題一 熱學(xué)的基本知識(shí) 1.分子動(dòng)理論知識(shí)結(jié)構(gòu) 2.兩種微觀模型 (1)球體模型(適用于固體、液體):一個(gè)分子的體積V0=π()3=πd3,d為分子的直徑. (2)立方體模型(適用于氣體):一個(gè)分子占據(jù)的平均空間V0=d3,d為分子間的距離. 3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁,計(jì)算時(shí)要注意抓住與其相關(guān)的三個(gè)量:摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量. 4.固體和液體 (1)晶體和非晶體 比較 晶體 非晶體 單晶體 多晶體 形狀 規(guī)則 不規(guī)則 不規(guī)則 熔點(diǎn) 固定 固定 不固定 特性 各向異性 各向同性

2、 各向同性 (2)液晶的性質(zhì) 液晶是一種特殊的物質(zhì),既可以流動(dòng),又可以表現(xiàn)出單晶體的分子排列特點(diǎn),在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性. (3)液體的表面張力 使液體表面有收縮到球形的趨勢(shì),表面張力的方向跟液面相切. (4)飽和汽壓的特點(diǎn) 液體的飽和汽壓與溫度有關(guān),溫度越高,飽和汽壓越大,且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān). (5)相對(duì)濕度 某溫度時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓的百分比.即:B=×100%. 例1 下列說(shuō)法正確的是(  ) A.隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,總有一天能實(shí)現(xiàn)熱量自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 B.氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能、

3、分子的密集程度這兩個(gè)因素有關(guān) C.不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體 D.空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢 E.溫度一定時(shí),懸浮在液體中的固體顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯 解析 根據(jù)熱力學(xué)第二定律知,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,故A錯(cuò)誤;氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān),故B正確;多晶體也沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀,故C錯(cuò)誤;相對(duì)濕度為空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與相同溫度下水的飽和汽壓的百分比;在一定氣溫條件下,大氣中相對(duì)濕度越大,空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢,故D正確;溫度一定時(shí),懸浮在液體中的固體顆粒越小,同一時(shí)刻撞擊顆粒

4、的液體分子數(shù)越少,沖力越不平衡,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯,故E正確.故選B、D、E. 答案 BDE 變式訓(xùn)練 1.下列說(shuō)法正確的是(  ) A.一定質(zhì)量的理想氣體,在體積不變時(shí),分子每秒與器壁平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小 B.晶體熔化時(shí)吸收熱量,分子平均動(dòng)能一定增大 C.空調(diào)既能制熱又能制冷,說(shuō)明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞 D.外界對(duì)氣體做功時(shí),其內(nèi)能一定會(huì)增大 E.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí),需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成 答案 ACE 解析 氣體的壓強(qiáng)是由大量分子對(duì)器壁的碰撞而產(chǎn)生的,它包含兩方面的原因:分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)

5、和每一次的平均撞擊力.氣體的溫度降低時(shí),分子的平均動(dòng)能減小,故在體積不變時(shí),分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減小,故A正確;晶體有固定的熔點(diǎn),故晶體熔化時(shí)溫度不變,故分子平均動(dòng)能一定不變,故B錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知熱量只能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體,但也可以通過(guò)熱機(jī)做功實(shí)現(xiàn)從低溫物體傳到高溫物體,空調(diào)的工作過(guò)程表明熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞,故C正確;根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,當(dāng)外界對(duì)氣體做功的同時(shí)對(duì)外放熱,其內(nèi)能可能增大、減小或不變,故D錯(cuò)誤;生產(chǎn)半導(dǎo)體器件摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成,故E正確.故選A、C、E. 2.根據(jù)分子動(dòng)理論、溫度和

6、內(nèi)能的基本觀點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是(  ) A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動(dòng)能一定大 C.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,用來(lái)表征所具有的“共同熱學(xué)性質(zhì)”的物理量叫做溫度 D.當(dāng)分子間距等于r0時(shí),分子間的引力和斥力都為零 E.兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí),分子勢(shì)能最小 答案 BCE 解析 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;溫度高的物體的內(nèi)能不一定大,還與體積、分子數(shù)有關(guān),但分子的平均動(dòng)能一定大,故B正確;熱平

7、衡表示沒(méi)有熱量交換,而沒(méi)有熱量交換表示兩者的溫度是一樣的,故C正確;當(dāng)分子間距等于r0時(shí),分子間的引力和斥力相等,合力為零,故D錯(cuò)誤;當(dāng)兩個(gè)分子間的距離為r0時(shí),分子力為零,由此位置距離減小,分子力表現(xiàn)為斥力,做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;若距離增大,則分子力表現(xiàn)為引力,也做負(fù)功,分子勢(shì)能也增大,故平衡位置分子勢(shì)能最小,故E正確.故選B、C、E. 3.下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.晶體一定具有各向異性,非晶體一定具有各向同性 B.內(nèi)能不同的物體,它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同 C.液晶既像液體一樣具有流動(dòng)性,又跟某些晶體一樣具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性 D.隨著分子間距離的增大,分子間作用力減

8、小,分子勢(shì)能也減小 E.當(dāng)附著層中液體分子比液體內(nèi)部稀疏時(shí),液體與固體之間就表現(xiàn)為不浸潤(rùn)現(xiàn)象 答案 BCE 解析 只有單晶體具有各向異性,而多晶體是各向同性的,故A錯(cuò)誤;內(nèi)能與物體的溫度、體積、分子數(shù)等因素有關(guān),內(nèi)能不同,溫度可能相同,則分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同,故B正確;液晶即液態(tài)晶體,既像液體一樣具有流動(dòng)性,又跟某些晶體一樣具有光學(xué)性質(zhì)的各向異性,故C正確;隨著分子間距離的增大,分子勢(shì)能不一定減小,當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故D錯(cuò)誤;當(dāng)附著層中液體分子比液體內(nèi)部稀疏時(shí),附著層內(nèi)的分子之間的作用力表現(xiàn)為引力,液體與固體之間就表現(xiàn)為不浸潤(rùn)現(xiàn)象,故E正確.故選B

9、、C、E. 4.下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是(  ) A.一定質(zhì)量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和 B.一定量100 °C的水變成100 °C的水蒸氣,其分子之間的勢(shì)能增加 C.氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi),這主要是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故 D.如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動(dòng)能增大,因此壓強(qiáng)必然增大 E.飽和汽壓隨溫度的升高而增大,與體積無(wú)關(guān) 答案 ABE 解析 內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能;故一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢(shì)能的總和,故A正確;一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣,溫度不變,

10、所以水的分子動(dòng)能不變,在此過(guò)程中吸收的熱量增大了分子勢(shì)能,所以其分子之間的勢(shì)能增加,故B正確;氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi),是因?yàn)榉肿娱g距較大,相互的作用力很微弱,而且分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),所以氣體分子可以自由擴(kuò)散,故C錯(cuò)誤;如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動(dòng)能增大,但是若體積同時(shí)增大,則單位時(shí)間碰撞到單位面積上的分子數(shù)可能減少,壓強(qiáng)不一定增大,故D錯(cuò)誤;飽和汽壓與溫度有關(guān),隨溫度的升高而增大,與體積無(wú)關(guān),故E正確.故選A、B、E. 考題二 氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1.熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律知識(shí)結(jié)構(gòu) 2.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié): (1)正

11、確選擇研究對(duì)象:對(duì)于變質(zhì)量問(wèn)題要保證研究質(zhì)量不變的部分;對(duì)于多部分氣體問(wèn)題,要各部分獨(dú)立研究,各部分之間一般通過(guò)壓強(qiáng)找聯(lián)系. (2)列出各狀態(tài)的參量:氣體在初、末狀態(tài),往往會(huì)有兩個(gè)(或三個(gè))參量發(fā)生變化,把這些狀態(tài)參量羅列出來(lái)會(huì)比較準(zhǔn)確、快速的找到規(guī)律. (3)認(rèn)清變化過(guò)程:準(zhǔn)確分析變化過(guò)程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律. 例2 如圖1所示,用一個(gè)絕熱活塞將絕熱容器平均分成A、B兩部分,用控制閥K固定活塞,開(kāi)始時(shí)A、B兩部分氣體的溫度都是20 ℃,壓強(qiáng)都是1.0×105 Pa,保持A體積不變,給電熱絲通電,使氣體A的溫度升高到60 ℃,求: 圖1 (1)氣體A的壓強(qiáng)是多少? (2

12、)保持氣體A的溫度不變,拔出控制閥K,活塞將向右移動(dòng)壓縮氣體B,平衡后氣體B的體積被壓縮0.05倍,氣體B的溫度是多少? 解析 (1)對(duì)A部分氣體,在加熱的過(guò)程中發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律可得: = 解得:p1== Pa ≈1.14×105 Pa (2)拔出控制閥K,活塞將向右移動(dòng)壓縮氣體B.平衡后,氣體A發(fā)生等溫變化 根據(jù)玻意耳定律有:p1V=p2(V+0.05V) 氣體B的壓縮過(guò)程,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有: = 根據(jù)活塞受力平衡有:p2=p2′ 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得: T2≈302.2 K,即t2=T2-273=29.2 °C 答案 (1)1.14×105 Pa (2)

13、29.2 °C 變式訓(xùn)練 5.一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖象如圖2所示,氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)pA=p0,溫度TA=T0,線段AB與V軸平行,BC的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn).求: 圖2 (1)氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)pB; (2)氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中,對(duì)外界做的功為10 J,該過(guò)程中氣體吸收的熱量為多少; (3)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC和溫度TC. 答案 (1)p0 (2)10 J (3)p0 T0 解析 (1)A→B:等溫變化p0V0=pB×2V0, 解得pB=p0 (2)A→B:ΔU=0 ΔU=Q+W Q=-W=10 J (3)B→C:等壓變化,p

14、C=pB=p0 = TC=T0 6.如圖3所示,兩端封閉的U型細(xì)玻璃管豎直放置,管內(nèi)水銀封閉了兩段空氣柱,初始時(shí)空氣柱長(zhǎng)度分別為l1 = 10 cm、l2 =16 cm,兩管液面高度差為h=6 cm,氣體溫度均為27 ℃,右管氣體壓強(qiáng)為p2=76 cmHg,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T(mén)=t+273 K,空氣可視為理想氣體.求:(結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字) 圖3 (1)若保持兩管氣體溫度不變,將裝置以底邊AB為軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°,求右管內(nèi)空氣柱的最終長(zhǎng)度; (2)若保持右管氣體溫度不變,緩慢升高左管氣體溫度,求兩邊氣體體積相同時(shí),右管內(nèi)氣體的壓強(qiáng). 答案 (1)16.5 cm

15、 (2)93.5 cmHg 解析 (1)設(shè)左側(cè)液面上升x,由玻意耳定律得: 左側(cè)氣體:p1V1=p1′V1′,70×10S=p1′×(10-x)S 右側(cè)氣體:p2V2=p2′V2′,76×16S=p2′×(16+x)S p1′=p2′,由以上兩式聯(lián)立求解得:x≈0.5 cm 右管內(nèi)空氣柱最終長(zhǎng)度l2′=16.5 cm (2)右側(cè)氣體發(fā)生的是等溫變化,由玻意耳定律得: p2V2=p3V3,76×16S=p3×13S 解得:p3≈93.5 cmHg 7.如圖4所示,豎直放置的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)用活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,缸內(nèi)氣體高度為2h.現(xiàn)在活塞上緩慢

16、添加砂粒,直至缸內(nèi)氣體的高度變?yōu)閔.然后再對(duì)汽缸緩慢加熱,讓活塞恰好回到原來(lái)位置.已知大氣壓強(qiáng)為p0,大氣溫度為T(mén)0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與汽缸壁間摩擦.求: 圖4 (1)所添加砂粒的總質(zhì)量; (2)活塞返回至原來(lái)位置時(shí)缸內(nèi)氣體的溫度. 答案 (1)m+ (2)2T0 解析 (1)設(shè)添加砂粒的總質(zhì)量為m0,最初氣體壓強(qiáng)為p1=p0+ 添加砂粒后氣體壓強(qiáng)為p2=p0+ 該過(guò)程為等溫變化,有p1S·2h=p2S·h 解得m0=m+ (2)設(shè)活塞回到原來(lái)位置時(shí)氣體溫度為T(mén)1,該過(guò)程為等壓變化,有 = 解得T1=2T0 8.如圖5所示,一豎直放置的、長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)管下端封

17、閉,上端與大氣(視為理想氣體)相通,初始時(shí)管內(nèi)氣體溫度為T(mén)1.現(xiàn)用一段水銀柱從管口開(kāi)始注入管內(nèi)將氣柱封閉,該過(guò)程中氣體溫度保持不變且沒(méi)有氣體漏出,平衡后管內(nèi)上下兩部分氣柱長(zhǎng)度比為1∶3.若將管內(nèi)下部氣體溫度降至T2,在保持溫度不變的條件下將管倒置,平衡后水銀柱下端與管下端剛好平齊(沒(méi)有水銀漏出).已知T1=T2,大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g.求水銀柱的長(zhǎng)度h和水銀的密度ρ. 圖5 答案 L  解析 設(shè)管內(nèi)截面面積為S,初始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p0,體積為V0=LS 注入水銀后下部氣體壓強(qiáng)為p1=p0+ρgh 體積為V1=(L-h(huán))S 由玻意耳定律有: p0LS=(p0+ρgh)×(

18、L-h(huán))S 將管倒置后,管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2=p0-ρgh 體積為V2=(L-h(huán))S 由理想氣體狀態(tài)方程有: = 解得:h=L, ρ= 考題三 熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合 1.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路 (1)選擇對(duì)象——即某一定質(zhì)量的理想氣體; (2)找出參量——?dú)怏w在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2; (3)認(rèn)識(shí)過(guò)程——認(rèn)清變化過(guò)程是正確選用物理規(guī)律的前提; (4)列出方程——選用某一實(shí)驗(yàn)定律或氣態(tài)方程,代入具體數(shù)值求解,并討論結(jié)果的合理性. 2.牢記以下幾個(gè)結(jié)論 (1)熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞給高溫物體; (2)氣體壓強(qiáng)是由氣體

19、分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的,壓強(qiáng)大小與分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和分子密集程度有關(guān); (3)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān); (4)溫度變化時(shí),意味著物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能隨之變化,并非物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都隨之發(fā)生同樣的變化. 3.對(duì)熱力學(xué)第一定律的考查有定性判斷和定量計(jì)算兩種方式 (1)定性判斷.利用題中的條件和符號(hào)法則對(duì)W、Q、ΔU中的其中兩個(gè)量做出準(zhǔn)確的符號(hào)判斷,然后利用ΔU=W+Q對(duì)第三個(gè)量做出判斷. (2)定量計(jì)算.一般計(jì)算等壓變化過(guò)程的功,即W=p·ΔV,然后結(jié)合其他條件,利用ΔU=W+Q進(jìn)行相關(guān)計(jì)算. (3)注意符號(hào)正負(fù)的規(guī)定.若研究對(duì)象為氣體,

20、對(duì)氣體做功的正負(fù)由氣體體積的變化決定.氣體體積增大,氣體對(duì)外界做功,W<0;氣體的體積減小,外界對(duì)氣體做功,W>0. 例3 (1)關(guān)于熱力學(xué)第二定律,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體 B.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 C.第二類永動(dòng)機(jī)違背了熱力學(xué)第二定律 D.可以從單一熱源吸收熱量并使之完全變成功 E.功轉(zhuǎn)化為熱的實(shí)際宏觀過(guò)程是可逆過(guò)程 (2)如圖6所示,一個(gè)絕熱的汽缸豎直放置,內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞,中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板,隔板將汽缸分成兩部分,分別密封著兩部分理想氣體A和B.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與隔板相距h.現(xiàn)

21、通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí),活塞上升了h,此時(shí)氣體的溫度為T(mén)1.已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g. 圖6 ①加熱過(guò)程中,若A氣體內(nèi)能增加了ΔE1,求B氣體內(nèi)能增加量ΔE2; ②現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T(mén)2.求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量Δm. [思維規(guī)范流程] (1)熱力學(xué)第二定律表明熱傳遞具有方向性,熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體,故A正確;熱量可以在一定的條件下從低溫物體傳向高溫物體,故B錯(cuò)誤;第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律,但違背了熱力學(xué)第二定律,故C正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律:不可能從單一熱源吸取熱

22、量,使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響.可知在外界的作用下,從單一熱庫(kù)吸收熱量,可以使之完全變成功,故D正確;功轉(zhuǎn)化為熱的過(guò)程可以自發(fā)地進(jìn)行,而熱轉(zhuǎn)化為功的過(guò)程要在一定的條件下才能進(jìn)行,即功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程,故E錯(cuò)誤. (2)①B氣體對(duì)外做功 W=pSh=(p0S+mg)h(1分) 由熱力學(xué)第一定律得ΔE1+ΔE2=Q-W (1分) 解得ΔE2=Q-(mg+p0S)h-ΔE1 (2分) ②B氣體的初狀態(tài)p1=p0+ V1=2hS T1 (2分) B氣體的末狀態(tài)p2=p0+ V2=hS T2 (2分) 由氣態(tài)方程= (1分) 解得Δm=(-1)(+m) (

23、1分) 變式訓(xùn)練 9.(1)關(guān)于分子力,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.碎玻璃不能拼合在一起,說(shuō)明分子間斥力起作用 B.將兩塊鉛壓緊以后能連成一塊,說(shuō)明分子間存在引力 C.水和酒精混合后的體積小于原來(lái)體積之和,說(shuō)明分子間存在引力 D.固體很難被拉伸,也很難被壓縮,說(shuō)明分子間既有引力又有斥力 E.分子間的引力和斥力同時(shí)存在,都隨分子間距離的增大而減小 (2)如圖7,一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的絕熱汽缸內(nèi),活塞質(zhì)量為30 kg、橫截面積S=100 cm2,活塞與汽缸間連著自然長(zhǎng)度L=50 cm、勁度系數(shù)k=500 N/m的輕彈簧,活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦自由移動(dòng).初始時(shí)刻,

24、汽缸內(nèi)氣體溫度t=27 ℃,活塞距汽缸底部40 cm.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱,使活塞上升30 cm.已知外界大氣壓p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2.求:汽缸內(nèi)氣體達(dá)到的溫度. 圖7 答案 (1)BDE (2)T2=588 K或t2=315 ℃ 解析 (1)分子間作用力發(fā)生作用的距離很小,碎片間的距離遠(yuǎn)大于分子力作用距離,因此打碎的玻璃不易拼合在一起,這不能說(shuō)明是分子斥力的作用,故A錯(cuò)誤;將兩塊鉛壓緊以后能連成一塊,說(shuō)明分子間存在引力,故B正確;擴(kuò)散現(xiàn)象證明了分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不能證明分子間存在引力,故C錯(cuò)誤;固體很難拉伸,也很難被壓縮,說(shuō)明分子間既有引力又有斥力,

25、故D正確;分子間的引力和斥力總是同時(shí)存在,都隨分子間距離的增大而減小,故E正確. (2)開(kāi)始時(shí),彈簧壓縮的長(zhǎng)度為:Δl1=0.1 m p1=p0+ V1=0.01×0.4 m3=4×10-3 m3 T1=300 K 對(duì)汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱后,彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為 Δl2=0.2 m p2=p0+ V1=0.01×0.7 m3=7×10-3 m3 T2=? 理想氣體狀態(tài)方程:= 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù),解得: T2=588 K或t2=315 ℃ 10.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.為了增加物體的內(nèi)能,必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量 B.物體溫度升高,物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)

26、的速率均增加 C.熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 D.當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子之間的引力和斥力均同時(shí)減小,而分子勢(shì)能一定增大 E.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí),需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成 (2)已知豎直玻璃管總長(zhǎng)為h,第一次向管內(nèi)緩慢地添加一定量的水銀,水銀添加完成時(shí),氣柱長(zhǎng)度變?yōu)閔,第二次再取與第一次相同質(zhì)量的水銀緩慢地添加在管內(nèi), 整個(gè)過(guò)程水銀未溢出玻璃管,外界大氣壓強(qiáng)保持不變. ①求第二次水銀添加完時(shí)氣柱的長(zhǎng)度. ②若第二次水銀添加完后,把玻璃管在豎直面內(nèi)以底部為軸緩慢地沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)60°

27、,求此時(shí)氣柱長(zhǎng)度.(水銀未溢出玻璃管) 答案 (1)ACE (2)①0.6h?、?.75h 解析 (1)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,為了增加物體的內(nèi)能,必須對(duì)物體做功或向它傳遞熱量,故A正確;溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志,物體溫度升高,物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加,但不是每個(gè)分子的動(dòng)能均增加,故B錯(cuò)誤;熱傳遞具有方向性,故熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,但不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體,故C正確;當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子之間的引力和斥力均同時(shí)減小,但斥力減小的更快,分子力的合力可能表現(xiàn)為引力,也可能表現(xiàn)為斥力;若是引力,分子勢(shì)能增加;若是斥力,分子勢(shì)能減小;故D錯(cuò)誤

28、;溫度越高,擴(kuò)散越快;故生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí),若需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來(lái)完成,故E正確.故選A、C、E. (2)①設(shè)開(kāi)始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為p0,每次添加的水銀產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p,玻璃管的橫截面積為S,氣體發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律得:p0hS=(p0+p)×h×S 設(shè)第二次水銀添加完時(shí)空氣柱長(zhǎng)度為h′,由玻意耳定律得:p0hS=(p0+2p)h′S 聯(lián)立解得:h′=0.6h; ②把玻璃管在豎直面內(nèi)緩慢的沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)60°時(shí)氣體壓強(qiáng):p′=p0+2psin 30°, 氣體發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律得:p0hS=(p0+2psin 30°)h″S

29、, 聯(lián)立解得:h″=0.75h. 11.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.分子質(zhì)量不同的兩種氣體,溫度相同時(shí)其分子平均動(dòng)能相同 B.一定質(zhì)量的氣體,在體積膨脹的過(guò)程中,內(nèi)能一定減小 C.布朗運(yùn)動(dòng)表明,懸浮微粒周圍的液體分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) D.知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度就可以估算出氣體分子的大小 E.兩個(gè)分子的間距從極近逐漸增大到10r0的過(guò)程中,它們的分子勢(shì)能先減小后增大 (2)如圖8所示,左右兩個(gè)容器的側(cè)壁都是絕熱的、底部都是導(dǎo)熱的、橫截面積均為S.左容器足夠高,上端敞開(kāi),右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉.兩個(gè)容器的下端由容積可忽略的細(xì)管連通.容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、

30、B下方封有氮?dú)猓珺上方封有氫氣.大氣的壓強(qiáng)為p0,外部氣溫為T(mén)0=273 K保持不變,兩個(gè)活塞因自身重力對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1p0.系統(tǒng)平衡時(shí),各氣體柱的高度如圖所示.現(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑?,再次平衡時(shí)A上升了一定的高度.用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定,第三次達(dá)到平衡后,氫氣柱高度為0.8h.氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w.求: 圖8 ①第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積; ②水的溫度. 答案 (1)ACE (2)①2.7hS ②368.55 K 解析 (1)溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志,兩種氣體溫度相同,它們分子的平均動(dòng)能一定相同,故A正確;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,一

31、定質(zhì)量的氣體在體積膨脹的過(guò)程中,即對(duì)外做功的同時(shí),若吸收熱量,物體的內(nèi)能可能增大、減小或不變,故B錯(cuò)誤;由于液體分子對(duì)懸浮微粒無(wú)規(guī)則撞擊,造成小微粒受到的沖力不平衡而引起小微粒的運(yùn)動(dòng),故C正確;已知?dú)怏w的密度,可以求出單位體積氣體的質(zhì)量,知道氣體摩爾質(zhì)量可以求出單位體積氣體的物質(zhì)的量,知道阿伏加德羅常數(shù)可以求出單位體積分子的個(gè)數(shù),可以求出分子體積,求出分子間的平均距離,但無(wú)法求出其大小,故D錯(cuò)誤;兩個(gè)分子的間距從極近逐漸增大到10 r0的過(guò)程中,它們的分子勢(shì)能先減小后增大,故E正確.故選A、C、E. (2)①考慮氫氣的等溫過(guò)程,該過(guò)程的初態(tài)壓強(qiáng)為p0,體積為hS,末態(tài)體積為0.8hS,設(shè)末態(tài)

32、的壓強(qiáng)為p,由玻意耳定律:p(0.8hS)=p0hS 解得:p= 1.25p0 活塞A從最高點(diǎn)被第一次推回平衡位置的過(guò)程是等溫過(guò)程,該過(guò)程的初態(tài)壓強(qiáng)為1.1p0,體積為V,末態(tài)壓強(qiáng)為p′,末態(tài)體積V′, 則:p′=p+0.1p0=1.35p0,V′=2.2hS 由玻意耳定律:1.1p0V=p′V′ 得:V=2.7hS ②活塞A從最初位置升到最高位置過(guò)程為等壓過(guò)程,該過(guò)程的初態(tài)體積和溫度分別為2hS和T0=273 K,末態(tài)體積為2.7hS, 設(shè)末態(tài)溫度為T(mén),由蓋—呂薩克定律:= 解得:T=368.55 K 12.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.在完全失重的情況下,密閉容器

33、內(nèi)的氣體對(duì)器壁沒(méi)有壓強(qiáng) B.液體表面存在著張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 C.溫度相同的氫氣和氧氣,氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同 D.密閉在汽缸里的一定質(zhì)量理想氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少 E.影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的比值 (2)如圖9所示為一豎直放置、上粗下細(xì)且上端開(kāi)口的薄壁玻璃管,上部和下部的橫截面積之比為2∶1,上管足夠長(zhǎng),下管長(zhǎng)度l=34 cm.在管內(nèi)用長(zhǎng)度h=4 cm的水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體,氣柱長(zhǎng)度l1=20 cm.大氣壓強(qiáng)p0=76

34、cmHg,氣體初始溫度為T(mén)1=300 K. 圖9 ①若緩慢升高氣體溫度,使水銀上端面到達(dá)粗管和細(xì)管交界處,求此時(shí)的溫度T2; ②繼續(xù)緩慢升高溫度至水銀恰好全部進(jìn)入粗管,求此時(shí)的溫度T3. 答案 (1)BDE (2)①450 K?、?97.25 K 解析 (1)壓強(qiáng)是由于分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊器壁產(chǎn)生的,故在失重狀態(tài)下容器內(nèi)的氣體對(duì)器壁也有壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,則液體表面分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引,所以存在表面張力,故B正確;溫度相同的所有物體,其分子平均動(dòng)能都相同,但由于分子質(zhì)量不同,故平均速率不相同,故C錯(cuò)誤;密閉在汽缸里的一定質(zhì)量理想

35、氣體發(fā)生等壓膨脹時(shí),根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程=C知,等壓膨脹時(shí)氣體的溫度一定升高,氣體分子的平均動(dòng)能增大,則每一次對(duì)器壁的平均撞擊力增大,而氣體的壓強(qiáng)不變,所以單位時(shí)間碰撞器壁單位面積的氣體分子數(shù)一定減少,故D正確;影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的比值,故E正確.故選B、D、E. (2) ①氣體做等壓變化,l2=l-h(huán)=30 cm 由蓋—呂薩克定律:= 解得:T2=T1=450 K ②p1=80 cmHg,p3=78 cmHg,l3=34 cmHg 由理想氣體狀態(tài)方程:= 解得:T3=T1=497.25 K 專題規(guī)范練

36、1.(1)如圖1所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中,A→B和C→D為等溫過(guò)程,B→C為等壓過(guò)程,D→A為等容過(guò)程,則在該循環(huán)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是________. 圖1 A.A→B過(guò)程中,氣體放出熱量 B.B→C過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能增大 C.C→D過(guò)程中,單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D.D→A過(guò)程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 E.若氣體在B→C過(guò)程中內(nèi)能變化量的數(shù)值為2 kJ,與外界交換的熱量為7 kJ,則在此過(guò)程中氣體對(duì)外做的功為5 kJ (2)如圖2所示,一汽缸固定在水平地面上,通過(guò)活塞封閉有一定質(zhì)量的

37、理想氣體,活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì),活塞的截面積S=100 cm2.活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接,在平臺(tái)上有另一物塊B,A、B的質(zhì)量均為m=62.5 kg,物塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8.兩物塊間距為d=10 cm.開(kāi)始時(shí)活塞距缸底L1=10 cm,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1等于外界大氣壓強(qiáng)p0=1×105 Pa,溫度t1=27 ℃.現(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱,(g=10 m/s2)求: 圖2 ①物塊A開(kāi)始移動(dòng)時(shí),汽缸內(nèi)的溫度; ②物塊B開(kāi)始移動(dòng)時(shí),汽缸內(nèi)的溫度. 答案 (1)ABE (2)①450 K ②1 200 K 解析 (1)A→B為等溫過(guò)程,壓強(qiáng)變大,體積變小,故外

38、界對(duì)氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q,溫度不變,則內(nèi)能不變,故氣體一定放出熱量,故A正確;B→C為等壓過(guò)程,體積增大,由理想氣體狀態(tài)方程=C可知,氣體溫度升高,內(nèi)能增加,故氣體分子的平均動(dòng)能增大,故B正確;C→D為等溫過(guò)程,壓強(qiáng)變小,體積增大,因?yàn)闇囟炔蛔儯蕷怏w分子的平均動(dòng)能不變,壓強(qiáng)變小說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少,故C錯(cuò)誤;D→A為等容過(guò)程,體積不變,壓強(qiáng)變小,由=C可知,溫度降低,氣體分子的平均動(dòng)能減小,故氣體分子的速率分布曲線會(huì)發(fā)生變化,故D錯(cuò)誤;B→C為等壓過(guò)程,體積增大,氣體對(duì)外做功,該過(guò)程中氣體的溫度升高,則氣體的內(nèi)能增加2 kJ,氣體從外界吸收的熱量為

39、7 kJ,氣體對(duì)外界做功為5 kJ,故E正確.故選A、B、E. (2)①物塊A開(kāi)始移動(dòng)前氣體做等容變化,則有 p2=p0+=1.5×105 Pa 由查理定律有=,解得T2=T1=450 K ②物塊A開(kāi)始移動(dòng)后,氣體做等壓變化,到A與B剛接觸時(shí) p3=p2=1.5×105 Pa;V3=(L1+d)S 由蓋—呂薩克定律有=,解得T3=T2=900 K 之后氣體又做等容變化,設(shè)物塊A和B一起開(kāi)始移動(dòng)時(shí)氣體的溫度為T(mén)4 p4=p0+=2.0×105 Pa;V4=V3 由查理定律有=,解得:T4=T3=1 200 K 2.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.液體的表面層內(nèi)分子分布

40、比較稀疏,分子間只存在引力 B.氣體分子的平均動(dòng)能越大,其壓強(qiáng)就越大 C.在絕熱過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功,氣體的內(nèi)能增加 D.空氣的相對(duì)濕度越大,人們感覺(jué)越潮濕 E.壓強(qiáng)與氣體分子的密集程度及分子的平均動(dòng)能有關(guān) (2)如圖3所示,兩端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的U型管豎直放置,其中儲(chǔ)有水銀,水銀柱的高度如圖所示.將左管上端封閉,在右管的上端用一不計(jì)厚度的活塞封閉右端.現(xiàn)將活塞緩慢下推,當(dāng)兩管水銀面高度差為20 cm時(shí)停止推動(dòng)活塞,已知在推動(dòng)活塞的過(guò)程中不漏氣,大氣壓強(qiáng)為76 cmHg,環(huán)境溫度不變.求活塞在右管內(nèi)下移的距離.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖3 答案 (1)CDE (2)27 c

41、m 解析 (1)分子間同時(shí)存在引力和斥力,液體表面是分子間作用力的合力為引力;故A錯(cuò)誤;氣體壓強(qiáng)與溫度和體積兩個(gè)因素有關(guān),微觀上取決于氣體分子的平均動(dòng)能和分子數(shù)密度,故B錯(cuò)誤;理想氣體絕熱壓縮的過(guò)程中沒(méi)有熱交換,即Q=0,壓縮氣體的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功,W>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q,知內(nèi)能增大,故C正確;人們對(duì)濕度的感覺(jué)與相對(duì)濕度有關(guān),空氣的相對(duì)濕度越大,人們感覺(jué)越潮濕,故D正確;根據(jù)壓強(qiáng)的微觀意義可知,壓強(qiáng)與氣體分子的密集程度及分子的平均動(dòng)能有關(guān),故E正確.故選C、D、E. (2)由題意,將活塞緩慢向下推,兩管水銀面高度差為20 cm,左管水銀面上升10 cm,右管水銀面下降

42、10 cm,設(shè)活塞下移x cm,U型管的截面積為S,對(duì)左端氣體有: L左′=40 cm 根據(jù)玻意耳定律得:p左L左S=p左′L左′S 對(duì)右端氣體有: L右′=(60-x) cm p右′=(p左′+20) cmHg 根據(jù)玻意耳定律得:p右L右S=p右′L右′S 解得:p左′=95 cmHg p右′=115 cmHg 得:x≈27 cm. 3.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)就不會(huì)有液體分子從液面飛出 B.質(zhì)量相等的80 ℃的液態(tài)萘和80 ℃的固態(tài)萘相比,具有不同的分子勢(shì)能 C.單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各

43、向同性 D.液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)能大 E.理想氣體等溫膨脹時(shí)從單一熱源吸收的熱量可以全部用來(lái)對(duì)外做功,這一過(guò)程違背了熱力學(xué)第二定律 (2)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其p-V圖象如圖4所示.已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃,求: 圖4 ①該氣體在狀態(tài)B和C時(shí)的溫度分別為多少K? ②該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過(guò)程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少? 答案 (1)BCD (2)①600 K 300 K?、诜艧帷? 000 J 解析 (1)液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí),液體分子從液面飛出,同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)入液體中;從宏觀上看,液體不再

44、蒸發(fā),故A錯(cuò)誤;液態(tài)萘凝固成80 ℃的固態(tài)萘的過(guò)程中放出熱量,溫度不變,則分子的平均動(dòng)能不變,萘放出熱量的過(guò)程中內(nèi)能減小,而分子平均動(dòng)能不變,所以一定是分子勢(shì)能減小,故B正確;根據(jù)多晶體與單晶體的特點(diǎn)可知,單晶體的某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體和非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性,故C正確;液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子之間的距離大,分子之間的作用力表現(xiàn)為引力,分子之間的距離有縮小的趨勢(shì),可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能,故D正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,理想氣體等溫膨脹時(shí)從單一熱源吸收的熱量可以全部用來(lái)對(duì)外做功,但會(huì)引起其他的變化,這一過(guò)程不違背熱力學(xué)第二定律,故E錯(cuò)誤.故

45、選B、C、D. (2)①對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體由圖象可知,A→B為等容變化, 由查理定律得= 即代入數(shù)據(jù)得TB=600 K A→C由理想氣體狀態(tài)方程得= 代入數(shù)據(jù)得TC=300 K ②從A到C氣體體積減小,外界對(duì)氣體做正功,由p-V圖線與橫軸所圍成的面積可得 W==1 000 J 由于TA=TC,所以該氣體在狀態(tài)A和狀態(tài)C內(nèi)能相等,ΔU=0 由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q 可得Q=-1 000 J,即氣體向外界放出熱量,傳遞的熱量為1 000 J 4.(1)下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.在較暗的房間里,看到透過(guò)窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng) B.氣體分子速率呈

46、現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律 C.隨著分子間距離增大,分子間作用力減小,分子勢(shì)能也減小 D.一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),其內(nèi)能不變 E.一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行 (2)如圖5a所示,左端封閉、內(nèi)徑相同的U形細(xì)玻璃管豎直放置,左管中封閉有長(zhǎng)為L(zhǎng)=20 cm的空氣柱,兩管水銀面相平,水銀柱足夠長(zhǎng).已知大氣壓強(qiáng)為p0 = 75 cmHg. 圖5 ①若將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180°,使U形細(xì)玻璃管豎直倒置(水銀未溢出),如圖b所示.當(dāng)管中水銀靜止時(shí),求左管中空氣柱的長(zhǎng)度; ②若將圖a中的閥門(mén)S打開(kāi),緩慢流出部分水銀,然后關(guān)閉閥門(mén)S,右管水銀面下降了H

47、 =35 cm,求左管水銀面下降的高度. 答案 (1)ABE (2)①20 cm或37.5 cm?、?0 cm 解析 (1)布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),在較暗的房間里可以觀察到射入屋內(nèi)的陽(yáng)光中有懸浮在空氣里的小顆粒在飛舞,是由于氣體的流動(dòng),這不是布朗運(yùn)動(dòng),故A正確;麥克斯韋提出了氣體分子速率分布的規(guī)律,即“中間多,兩頭少,故B正確;隨著分子間距離的增大,分子勢(shì)能不一定減小,當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大.故C錯(cuò)誤;一定量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí),不吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能減小,故D錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,一切自發(fā)過(guò)程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的

48、無(wú)序性增大的方向進(jìn)行,故E正確.故選A、B、E. (2)①將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180°, 設(shè)左管中空氣柱的長(zhǎng)度增加量為h, 如圖所示,由玻意耳定律得:p0L=(p0-2h)(L+h) 解得h=0或h=17.5 cm 則左管中空氣柱的長(zhǎng)度為20 cm或37.5 cm. ②若將題圖a中的閥門(mén)S打開(kāi),緩慢流出部分水銀,然后關(guān)閉閥門(mén)S,右管水銀面下降了H =35 cm,設(shè)左管水銀面下降的高度為l, 由玻意耳定律得:p0L=[p0-(H-l)](L+l) 解得l=10 cm或l=-70 cm(舍去) 即左管水銀面下降的高度為10 cm. 5.(1)下列說(shuō)法正確的是(  ) A.對(duì)于一定

49、質(zhì)量的理想氣體,若壓強(qiáng)增大而溫度不變,則外界對(duì)氣體做正功 B.塑料吸盤(pán)能牢牢地吸附在玻璃上,說(shuō)明分子間存在著引力 C.當(dāng)分子間的距離減小時(shí),其分子勢(shì)能可能增大,也可能減小 D.絕對(duì)濕度越大,相對(duì)濕度一定越大 E.擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都證明了分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) (2)如圖6所示,粗細(xì)均勻的L形玻璃管放在豎直平面內(nèi),封閉端水平放置,水平段管長(zhǎng)60 cm,上端開(kāi)口的豎直段管長(zhǎng)20 cm,在水平管內(nèi)有一段長(zhǎng)為20 cm的水銀封閉著一段長(zhǎng)35 cm的理想氣體,已知?dú)怏w的溫度為7 ℃,大氣壓強(qiáng)為75 cmHg,現(xiàn)緩慢對(duì)封閉理想氣體加熱.求: 圖6 ①水銀柱剛要進(jìn)入豎直管時(shí)氣體的溫度

50、; ②理想氣體的溫度升高到111 ℃時(shí),玻璃管中封閉理想氣體的長(zhǎng)度. 答案 (1)ACE (2)①47 ℃?、?5 cm 解析 (1)由理想氣體狀態(tài)方程=C知,若增大壓強(qiáng)而溫度不變,則氣體的體積減小故外界對(duì)氣體做正功,故A正確;塑料吸盤(pán)能牢牢地吸附在玻璃上,是大氣壓的作用,故B錯(cuò)誤;分子勢(shì)能隨距離增大先減小后增加,再減小,故兩個(gè)分子的間距減小,分子勢(shì)能可能增大,也可能減小,故C正確;對(duì)于不同的壓強(qiáng)和溫度,飽和蒸汽壓不同,故絕對(duì)濕度大時(shí)相對(duì)濕度不一定大,故D錯(cuò)誤;擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都證明了分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故E正確. (2)①設(shè)水銀柱剛好要進(jìn)入豎直管內(nèi)時(shí)的溫度為t,有 =

51、 解得:T2=320 K,即t=47 ℃ ②設(shè)當(dāng)溫度為111 ℃時(shí)水平管內(nèi)還有水銀,豎直管內(nèi)水銀柱高為x 則= 解得:x=5 cm 所以理想氣體的長(zhǎng)度為45 cm. 6.(1)下列有關(guān)熱現(xiàn)象描述中,正確的是(  ) A.物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和 B.如果兩個(gè)系統(tǒng)到達(dá)熱平衡,則它們的內(nèi)能一定相等 C.對(duì)于一個(gè)絕熱系統(tǒng),外界對(duì)它所做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量 D.對(duì)于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng),外界對(duì)它傳遞的熱量和外界對(duì)它所做的功之和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量 E.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是可逆的 (2)如圖7所示,一下端開(kāi)口、上端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置.玻璃管的上部封

52、有長(zhǎng)l1=30.0 cm的空氣柱,中間有一段長(zhǎng)為l=25.0 cm的水銀柱,下部空氣柱的長(zhǎng)度l2=40.0 cm.已知大氣壓為p0=75.0 cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫(huà)出)從玻璃管開(kāi)口處緩慢往上推,使管內(nèi)上部分空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)閘1′=20.0 cm.假設(shè)活塞上推過(guò)程中沒(méi)有漏氣,求活塞上推的距離.(假設(shè)整個(gè)過(guò)程中氣體的溫度不變) 圖7 答案 (1)ACD (2)20 cm 解析 (1)物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能,故A正確;如果兩個(gè)系統(tǒng)到達(dá)熱平衡,則溫度一定相等,但內(nèi)能不一定相等,還與物質(zhì)的量等因素有關(guān),故B錯(cuò)誤;對(duì)于一個(gè)絕熱系統(tǒng),系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱交換,

53、外界對(duì)它所做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量,故C正確;根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q>0,可知對(duì)于一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng),外界對(duì)它傳遞的熱量和外界對(duì)它所做的功之和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量,故D正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知,一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過(guò)程都是不可逆的,故E錯(cuò)誤.故選A、C、D. (2)取上部分空氣柱為研究對(duì)象:設(shè)移動(dòng)活塞后壓強(qiáng)為p1′ 由玻意耳定律得:p1l1=p1′l1′ 將p1=50 cmHg,l1=30 cm,l1′=20 cm 代入得:p1′=75 cmHg 以下部分空氣柱為研究對(duì)象:設(shè)最后空氣柱長(zhǎng)度為l2′,壓強(qiáng)p2′=100 cmHg 由玻意耳定律得:p2l2=p2′l2′

54、將p2=75 cmHg,l2=40 cmHg 代入得l2′=30 cm 則活塞向上移動(dòng)的距離為 x=l1+l2-l1′-l2′=20 cm 7.(1)如圖8所示,某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí),洗衣機(jī)內(nèi)水位升高,與洗衣機(jī)相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣,通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進(jìn)水量.當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時(shí),設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度保持不變.則被封閉的空氣(  ) 圖8 A.單位時(shí)間內(nèi)空氣分子與壓力傳感器碰撞的次數(shù)增多 B.分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇 C.分子的平均動(dòng)能增大 D.體積變小,壓強(qiáng)變大 E.被封閉空氣向外放熱 (2)如圖9所示,容積為100 cm3的球形容器,裝有

55、一根均勻刻有從0到100刻度的粗細(xì)均勻的長(zhǎng)直管子,兩個(gè)相鄰刻度之間的管道的容積等于0.2 cm3,球內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體,有一滴水銀恰好將球內(nèi)氣體同外面的大氣隔開(kāi),在溫度為5 ℃時(shí),那滴水銀在刻度20處,如果用這種裝置作溫度計(jì)用: 圖9 ①試求此溫度計(jì)可以測(cè)量的溫度范圍(不計(jì)容器及管子的熱膨脹,假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下測(cè)量) ②若將0到100的刻度替換成相應(yīng)的溫度刻度,則相鄰刻度線所表示的溫度之差是否相等?為什么? 答案 (1)ADE (2)①267.3~320.8 K?、谝?jiàn)解析 解析 (1)氣體的溫度不變,則單個(gè)分子對(duì)器壁的平均撞擊力不變,故氣體壓強(qiáng)增大時(shí),一定是單位時(shí)間內(nèi)空氣分

56、子與壓力傳感器碰撞的次數(shù)增多,故A正確;氣體的溫度不變,所以分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有加劇,故B錯(cuò)誤;氣體的溫度不變,而溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以分子的平均動(dòng)能不變,故C錯(cuò)誤;由以上的分析可知,細(xì)管與洗衣缸內(nèi)的水面的高度差增大時(shí),體積變小,壓強(qiáng)變大,故D正確;被封閉氣體的體積減小的過(guò)程中外界對(duì)氣體做功,氣體的溫度不變則內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q可知,Q<0,所以被封閉空氣向外放熱,故E正確.故選A、D、E. (2)①由等壓變化:= 代入數(shù)據(jù)解得 T2≈267.3 K 由等壓變化:= 代入數(shù)據(jù)解得 T3≈320.8 K 此溫度計(jì)可以測(cè)量的溫度范圍267.3~320.8 K ②相等,因?yàn)槭堑葔鹤兓?,溫度變化與體積變化比值恒定(或溫度數(shù)值與0到100的刻度數(shù)值成線性關(guān)系). 23

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