專題15固體、液體、氣體與能量守恒第一部分 名師綜述綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識的同時，注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律，以選擇題的形式考查晶體和非晶體的特點、液體的表面張力、飽和汽與飽和汽壓、熱力學運動定律的理解等；以計算和問答題的形式結(jié)合氣體考查內(nèi)能、氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律等；（1）考綱要求知道晶體、非晶體的區(qū)別；理解表面張力，會解釋有關(guān)現(xiàn)象；掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態(tài)變化問題。知道改變內(nèi)能的兩種方式，理解熱力學第一定律；知道與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程的方向性，了解熱力學第二定律；掌握能量守恒定律及其應(yīng)用（2）命題規(guī)律高考熱學命題的重點內(nèi)容有：理想氣體狀態(tài)方程和用圖象表示氣體狀態(tài)的變化；氣體實驗定律的理解和簡單計算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解。高考對本部分內(nèi)容考查的重點和熱點有以下幾個方面：熱力學定律的理解和簡單計算，多以選擇題的形式出現(xiàn)。第二部分知識背一背（1）晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體（2）液體的性質(zhì) 液體的表面張力：(a)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(b)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直 液晶的物理性質(zhì):(a)具有液體的流動性;(b)具有晶體的光學各向異性(c)從某個方向上看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的(3)飽和汽濕度飽和汽與未飽和汽飽和汽壓濕度:絕對濕度；相對濕度（4）氣體實驗定律玻意耳定律查理定律蓋呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比表達式p1V1p2V2圖象（5）理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：；氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例（6） 熱力學第一定律內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和表達式：UQW.（7） 能量守恒定律內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律任何違背能量守恒定律的過程都是不可能的，不消耗能量而對外做功的第一類永動機是不可能制成的（8）熱力學第二定律兩種表述(a)第一種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(克勞修斯表述)(b)第二種表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(開爾文表述)第二類永動機是指設(shè)想只從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響的熱機這類永動機不可能制成的原因是違背了熱力學第二定律第三部分 技能+方法一、氣體的壓強求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止的容器內(nèi)的氣體壓強，應(yīng)對固體或液體進行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解當封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學非平衡的狀態(tài)時，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當?shù)膶ο?如與氣體關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等)，并對其進行正確的受力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力)，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解對于平衡狀態(tài)下的水銀柱，選取任意一個液片，其兩側(cè)面的壓強應(yīng)相等二、應(yīng)用氣體實驗定律或氣體狀態(tài)方程解題的步驟選對象根據(jù)題意，選出所研究的某一部分氣體，這部分氣體在狀態(tài)變化過程中，其質(zhì)量必須保持一定。找參量找出作為研究對象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p、V、T數(shù)值或表達式，壓強的確定往往是個關(guān)鍵，常需結(jié)合力學知識(如力的平衡條件或牛頓運動定律)才能寫出表達式。認過程過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化方式，除題中條件已直接指明外，在許多情況下，往往需要通過對研究對象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系的分析才能確定。認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提。列方程根據(jù)研究對象狀態(tài)變化的具體方式，選用氣體方程或某一實驗定律，代入具體數(shù)值，最后分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。三、解決多汽缸問題的方法兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題，解答時應(yīng)分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應(yīng)的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解。四、用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化類別圖線特點舉例pVpVCT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線，溫度越高，線離原點越遠p斜率kCT，即斜率越大，溫度越高pT，斜率，即斜率越大，體積越小VT，斜率，即斜率越大，壓強越小五、對熱力學第一定律的理解及應(yīng)用熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系對公式UQW符號的規(guī)定符號WQU外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少三種特殊情況(a)若過程是絕熱的，則Q0，WU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量(b)若過程中不做功，即W0，則QU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量(c)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即U0，則WQ0或WQ.外界對物體做的功等于物體放出的熱量特別提醒：對理想氣體，U僅由溫度決定，W僅由體積決定，絕熱情況下，Q=0.六、熱力學第二定律的理解熱量Q能自發(fā)傳給熱量Q不能自發(fā)傳給高溫物體低溫物體能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化功熱量能自發(fā)膨脹到不能自發(fā)收縮到氣體體積V1氣體體積V2(較大)能自發(fā)混合成不能自發(fā)分離成不同氣體A和B混合氣體AB第四部分 基礎(chǔ)練+測1以下說法正確的是A氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)B在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變C懸浮在液體中的微粒運動的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性D當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小E. 若一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能一定增大【答案】 CDE【解析】【詳解】A、氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及溫度有關(guān)，故A錯；B、在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，則動能不變，吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子勢能，所以內(nèi)能增大，故B錯；C、懸浮在液體中的微粒受到液體分子的碰撞，所以微粒運動的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故C對；D、當r<r0分子力表現(xiàn)為斥力，r0是平衡位置，當分子從r<r0向平衡位置運動時分子力做正功，所以分子勢能減小，過了平衡位置后分子力表現(xiàn)為引力，繼續(xù)運動分子力做負功，分子勢能增加，所以當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小，故D對；E、溫度是平均動能的標志，若一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能一定增大，故E對；2下列說法中正確的是。A所有晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)都相同B足球充足氣后很難壓縮，是因為足球內(nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果C自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱E. 一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊器壁單位面積上的分子數(shù)增多【答案】 CDE【解析】【詳解】A、單晶體具有各向異性，即單晶體沿著各個方向的物理性質(zhì)和化學光學性質(zhì)不同，故選項A錯誤；B、足球充足氣后很難壓縮是由于足球內(nèi)外有壓強差的原因，與氣體分子之間的作用力無關(guān)，故選項B錯誤；C、根據(jù)熱力學第二定律知，自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故選項C正確；D、一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強不變，體積增大，由氣態(tài)方程pVT=C知溫度升高，內(nèi)能增大，氣體對外界做功，根據(jù)熱力學第一定律U=Q+W可知，氣體一定吸收熱量，故選項D正確；E、一定質(zhì)量的理想氣體保持體積不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)不變，溫度升高，分子的平均動能增大，則平均速率增大，單位時間內(nèi)撞擊單位面積上的分子數(shù)增多，故選項E正確；故選選項CDE。3以下說法正確的是_。A氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)B在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變C懸浮在液體中的微粒運動的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性D當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小E. 若一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能一定增大【答案】 CDE【解析】【詳解】A、氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)以及分子的運動的激烈程度都有關(guān)，即壓強與溫度以及氣體的體積有關(guān)，故選項A錯誤；B、在熔化過程中，晶體要吸收熱量，溫度保持不變，分子的平均動能不變，當分子勢能增大，所以內(nèi)能增大，故選項B錯誤；C、布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，間接反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故選項C正確；D、根據(jù)分子力做功與分子勢能間的關(guān)系可知，當分子間的引力與斥力平衡時，分子勢能最小，故選項D正確；E、溫度是分子平均動能的標志，一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能一定增大，故選項E正確；故選CDE。4根據(jù)熱學知識，下面說法正確的是_A一定質(zhì)量的理想氣體，當溫度升高時，內(nèi)能增加，壓強增大B晶體熔化過程中，溫度保持不變，晶體分了勢能增加C液體表面層分子間距離較其內(nèi)部分子間距離小，表面層分子間表現(xiàn)為斥力D物體溫度升高時，熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增大E. 即使在現(xiàn)代化的熱電廠中，燃氣的內(nèi)能也不可能百分之百轉(zhuǎn)化為電能【答案】 BDE【解析】【詳解】A、由PVT=C ，可知當溫度升高時，PV乘積增大，壓強不一定增大，故選項A錯誤；B、晶體熔化過程中溫度不變，吸收的熱量用來增加分子勢能，故選項B正確；C、液體表面層分子稀疏，分子間距離較大，分子間力為引力，就是表面張力，故選項C錯誤；D、溫度升高，由速率分布圖可知，熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增大，故選項D正確；E、根據(jù)熱力學第二定律，熱機效率不肯能是百分之百，故選項E正確；故選選項BDE。5以下說法中正確的是（）A熱現(xiàn)象的微觀理論認為，各個分子的運動都是無規(guī)則的、帶有偶然性的，但大量分子的運動卻有一定的規(guī)律B從微觀角度看，氣體壓強的大小跟兩個因素有關(guān):一個是氣體分子的最大速率，一個是分子的數(shù)目C同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，如金剛石是晶體，石墨是非晶體，但組成它們的微粒均是碳原子D一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強也是一定的E. 物體吸收熱量同時對外做功，內(nèi)能可能改變【答案】 ADE【解析】【詳解】A.熱現(xiàn)象的微觀理論認為分子運動滿足統(tǒng)計規(guī)律，即單個分子的運動都是無規(guī)則的、帶有偶然性的，但大量分子的運動卻有一定的規(guī)律；故A正確B.一定量氣體壓強的大小跟兩個因素有關(guān)：一個是分子的平均動能，一個是分子的數(shù)密度；故B錯誤C. 金剛石是晶體，石墨也是晶體。故錯誤。D.飽和蒸汽壓僅僅與溫度有關(guān)；一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強也是一定的；故D正確E.熱力學第一定律，U=W+Q，物體吸收熱量同時對外做功，內(nèi)能可能變化。故E正確。6下列說法正確的是_A神舟十號航天員王亞平在天宮一號授課，自由漂浮在水滴呈球形，這是液體表面張力作用的結(jié)果B布朗運動指的是懸浮在液體里的花粉中的分子的運動C對氣體而言，盡管大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率是按一定的規(guī)律分布的D一定質(zhì)量的理想氣體，在等溫膨脹的過程中，對外界做功，內(nèi)能減少E. 在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強不為零【答案】 ACE【解析】【詳解】自由漂浮的水滴呈球形，這是液體表面張力的作用收縮的結(jié)果，故A正確；布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動，不是分子的運動，故B錯誤；對氣體而言，其規(guī)律符合統(tǒng)計規(guī)律；即大量分子做無規(guī)則運動，速率有大有小，但分子的速率是按一定的規(guī)律分布的，故C正確；一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關(guān)，溫度不變時，則分子平均動能不變，故雖然對外做功，但內(nèi)能不變，故D錯誤；氣體壓強由氣體撞擊器壁產(chǎn)生，故失重狀態(tài)下，氣體仍然有壓強，故E正確。7下列關(guān)于固體、液體和氣體的說法正確的是_.A固體、液體和氣體中都會有擴散現(xiàn)象發(fā)生B固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運動的C液體表面層中分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力D在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強為零E. 某些固體在熔化過程中,雖然吸收熱量但溫度卻保持不變【答案】 ACE【解析】【詳解】擴散運動是分子的一種基本運動形式，固體、液體和氣體中都會有擴散現(xiàn)象發(fā)生，故A正確；固體、液體、氣體中的分子都是運動的，選項B錯誤；液體表面層中分子間的距離較大，相互作用力表現(xiàn)為引力，選項C正確；在完全失重的情況下，分子運動不停息，氣體對容器壁的壓強不為零，故D錯誤；晶體在熔化過程中，雖然吸收熱量但溫度卻保持不變，選項E正確；故選ACE.8如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中（）A氣體溫度一直降低B氣體內(nèi)能一直增加C氣體一直對外做功D氣體一直從外界吸熱E. 氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功【答案】 BCD【解析】【詳解】由圖知氣體的 pV一直增大，由pVT=C，知氣體的溫度一直升高，故A錯誤；一定量的理想氣體內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度一直升高，氣體的內(nèi)能一直增加，故B正確；氣體的體積增大，則氣體一直對外做功，故C正確；氣體的內(nèi)能一直增加，并且氣體一直對外做功，根據(jù)熱力學第一定律U=W+Q可知氣體一直從外界吸熱，故D正確；氣體吸收的熱量用于對外功和增加內(nèi)能，故E錯誤。所以BCD正確，AE錯誤。9若水中一個氣泡上升的過程中溫度保持不變，氣泡內(nèi)氣體可以視為理想氣體，下列說法正確的是A氣泡內(nèi)氣體的壓強變小B氣泡內(nèi)氣體對外做功C氣泡內(nèi)氣體分子對氣泡壁的撞擊次數(shù)增多D隨著氣泡上升越來越快，氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能增加E. 氣泡上升過程中，氣泡內(nèi)氣體吸收熱量【答案】 ABE【解析】【詳解】A、氣泡的上升過程中，外界壓強與氣泡內(nèi)壓強相等，外界壓強減小，則氣泡內(nèi)的壓強減小，A正確；BC、氣泡的上升過程中，溫度不變，分子平均速率不變；由玻意爾定律知，上升過程中體積增大，故氣泡內(nèi)氣體分子對氣泡壁的撞擊次數(shù)減少，氣體對外做功，故B正確，C錯誤；D、氣體溫度不變，故氣泡內(nèi)氣體的內(nèi)能不變，D錯誤；E、氣泡的上升過程中，溫度不變，內(nèi)能不變，氣體對外做功，故氣泡內(nèi)氣體要吸收熱量，E正確。10對于一定質(zhì)量的理想氣體，從微觀的角度解釋，下列說法中正確的是。A在體積不變時，氣體的溫度升高，每個氣體分子對器壁產(chǎn)生的平均沖量減小，壓強增大B密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體體積不變，溫度升高，單位時間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)增加C封閉容器中的理想氣體，若溫度不變，體積減半，則單位時間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數(shù)加倍，氣體的壓強加倍D氣體的溫度變化時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之改變E. 在體積不變時，分子間每秒平均碰撞次數(shù)隨著溫度的降低而減小【答案】 BCE【解析】【詳解】A在體積不變時，氣體的溫度升高，分子的平均動能增加，分子數(shù)密度不變，故單個分子每次與器壁碰撞時平均沖量增加，碰撞次數(shù)增多，壓強增大，故A錯誤；B容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體體積不變，單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，溫度升高，分子平均動能增大，則單位時間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)增加，故B正確；C由理想氣體的狀態(tài)方程可知，當溫度不變，體積減半，則氣體壓強p加倍，即單位時間內(nèi)氣體分子在容器壁單位面積上碰撞的次數(shù)加倍，故C正確；D溫度是分子平均動能的標志，與分子勢能無關(guān)，故D錯誤；E由壓強的微觀解釋，溫度降低，分子平均動能減小，單個分子撞擊容器壁產(chǎn)生的撞擊力減小，所以一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒對器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度的降低而減小，故E正確。11關(guān)于固體和液體,下列說法正確的是A晶體一定有確定的熔點B晶體一定有確定的幾何形狀C有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體D所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)E. 在液體表面任意畫一條線,線兩側(cè)的液體間的作用力是引力【答案】 ACE【解析】【詳解】A、晶體一定有確定的熔點，故選項A正確；B、多晶體沒有確定的幾何形狀，故選項B錯誤；C、晶體還是非晶體，不是絕對的，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，故選項C正確；D、不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)，故選項D錯誤；D、在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體間的作用力是引力，它的作用是使液體表面繃緊，故選項E正確。12下列說法正確的是A氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等于膨脹過程，其溫度一定升高C懸浮在液體中的微粒越小，受到液體分子的撞擊就越容易平衡D當液體，表面的分子間距離大于分子間的平衡距離時，液面有表面張力E. 某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏伽德羅常數(shù)可表示為NA=VV0【答案】 ABD【解析】【詳解】A項：由熱力學第一定律可知，氣體放出熱量，若外界對氣體做功，溫度升高，其分子平均動能增大，故A正確；B項：一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等壓膨脹過程，等壓變化，壓強不變，由公式VT=C可知，體積變大，溫度升高，故B正確；C項：懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越少，不平衡性越明顯，布朗運動就越明顯，故C錯誤；D項：液體表面分子間距離大于平衡位置間距r0，分子力表現(xiàn)為引力，所以液體表面存在表面張力，故D正確；E項：某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA=VV0，而對氣體此式不成立，故E錯誤。13下列說法正確的是A溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大B一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永Γl(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C懸浮顆粒越小布朗運動越顯著，溫度越高布朗運動越劇烈D當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小E. 夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故【答案】 ACE【解析】【詳解】A、內(nèi)能取決于物體的溫度、體積和物質(zhì)的量；溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大，故A正確；B、一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片可能是非晶體也可能是多晶體，同時也可能是單晶體，因為某些單晶體各向異性，某些單晶體各向同性，故B錯C、懸浮顆粒越小則受力不均衡性越明顯，所以布朗運動越顯著，并且溫度越高布朗運動越劇烈，故C對；D、當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的減小分子力做負功，所以分子勢能增大，故D錯；E、由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故，所以夏天荷葉上小水珠呈球狀，故E對；14下列說法正確的是_。A布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B在分子力作用范圍內(nèi)若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大C一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征E. 水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大【答案】 BDE【解析】【詳解】布朗運動是固體顆粒的無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的表現(xiàn)，選項A錯誤；在分子力作用范圍內(nèi)若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，選項B正確；一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程，溫度升高，內(nèi)能變大，對外做功，則一定吸熱，選項C錯誤；液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征，選項D正確；水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，選項E正確.15下列說法正確的是（）A因為液體表面具有收縮的趨勢，所以液體表面分子間只有引力沒有斥力B液晶既具有液體的流動體，又具有光學各向異性C一定質(zhì)量氣體升高相同的溫度，吸收的熱量跟經(jīng)歷的過程有關(guān)D分子間的引力與斥力同時存在，斥力等于引力時，分子勢能最小E. 第二類永動機違反能量守恒定律，所以不可能制成【答案】 BCD【解析】【詳解】液體表面層分子間引力和斥力同時存在，因為引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢，故A錯誤；液晶是一類介于晶體與液體之間的特殊物質(zhì)，它具有流動性，光學性質(zhì)各向異性；故B正確；理想氣體沒有分子勢能，故內(nèi)能只與溫度和質(zhì)量有關(guān)，故一定質(zhì)量理想氣體升高相同的溫度，內(nèi)能改變量一定，根據(jù)熱力學第一定律公式U=W+Q，吸收的熱量跟經(jīng)歷的過程有關(guān)，故C正確；分子力做功等于分子勢能的減小量，故在分子力的合力為零時，此后不管分子間距是增加還是減小，分子勢能均是增加的，故D正確；第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反熱力學第二定律，故E錯誤.16以下說法中正確的是_(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分)。A兩分子處在平衡位置時，分子勢能最小B在潮濕的天氣里，洗過的衣服不容易晾干，是因為沒有水分子從衣服上飛出C熱量可以從低溫物體傳到高溫物體而不引起外界的變化D相同溫度下液體中懸浮的花粉小顆粒越小，布朗運動越劇烈E. 晶體一定有固定的熔點，但物理性質(zhì)可能表現(xiàn)各向同性【答案】 ADE【解析】【詳解】當分子間距離為平衡位置時分子勢能最小，故A正確；潮濕天氣，空氣的相對濕度大，從衣服飛出的水分子與回到衣服的水分子相等時，達到飽和，故B錯誤；在引起外界的變化的情況下，熱量才可以由低溫物體傳向高溫物體，故C錯誤；相同溫度下液體中懸浮的花粉顆粒越小，布朗運動越明顯，故D正確；晶體一定有固定的熔點，單晶體具有各向異性，多晶體為各向同性，故E正確。17一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，玻璃管導(dǎo)熱良好。用水銀封閉一段空氣在右管中，初始時，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖甲所示。將玻璃管在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90如圖乙所示。求此時右管中水銀面移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同，大氣壓強P0=76.0cmHg環(huán)境溫度不變。（管的直徑忽略不計）【答案】 0.5cm【解析】【詳解】以右管空氣為對象初狀態(tài)：P1=P0-Ph1=（76-4）cmHg=72cmHgV1=SL1末狀態(tài)：P2=P0+Ph2=（76+4）cmHg=76cmHgV2=SL2由玻意耳定律有：P1V1=P2V2解得：L2=4.5cm右管中水銀面移動的距離：x=L1-L2=0.5cm18如圖所示，豎直放置在水平面上的汽缸，汽缸里封閉一部分理想氣體。其中缸體質(zhì)量M=4kg，活塞質(zhì)量m=4kg，橫截面積S=2103m2，大氣壓強p0=1.0105Pa，活塞的上部與勁度系數(shù)為k=4102N/m的輕彈簧相連，掛在某處。當汽缸內(nèi)氣體溫度為250K時，汽缸對地面的壓力恰好為零，此時缸內(nèi)氣柱長為L=60cm。求：當缸內(nèi)氣體溫度升到多少時，彈簧彈力恰好為零?(g取I0m/s2，活塞不漏氣且與汽缸壁無摩擦)【答案】 T2=500K【解析】【詳解】缸內(nèi)氣體初態(tài)：V1=LS系統(tǒng)受力平衡：kx=(m+M)g則x=0.2m=20cmp1=p0-MgS=0.8105Pa末態(tài)：p2=p0+MgS=1.2105Pa缸內(nèi)氣體體積V2=(L+x)S對缸內(nèi)氣體建立狀態(tài)方程p1V1T1=p2V2T2代入數(shù)據(jù)T2=500K19如圖所示，連通器中盛有密度為的部分液體，兩活塞與液面的距離均為l，其中密封了壓強為p0的空氣，現(xiàn)將右活塞固定，要使容器內(nèi)的液面之差為l，求左活塞需要上升的距離x?！敬鸢浮?V=1.6 L【解析】【詳解】右側(cè)發(fā)生等溫變化，初態(tài)：壓強P1P0，體積：V1lS末態(tài)：壓強P2，體積：V2（l+l2）S根據(jù)玻意耳定律可得：P1V1P2V2即：P0lSP2（l+l2）S左側(cè)發(fā)生等溫變化，初態(tài)：壓強P3P0，體積：V3lS末態(tài)：壓強P4，體積：V3（l+x-l2）S根據(jù)玻意耳定律可得：P3V3P4V4即：P0lSP4（l+x-l2）S活塞上升x后，根據(jù)平衡可得：P4+glP2聯(lián)立可得左活塞需要上升的距離：x=4P0-3gl4P0+3gll20如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內(nèi)有卡口，卡口距缸底的高度h=20cm。汽缸活塞的面積S=100cm2，重量G=100N，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞只能在卡口下方上下移動。活塞和汽缸壁均絕熱，不計它們之間的摩擦，豎直輕彈簧下端與缸底固定連接，上端與活塞固定連接，原長l0=15cm，勁度系數(shù)k=2000N/m。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，汽缸內(nèi)氣體溫度T1=200K，彈簧的長度l1=10cm，現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體（大氣壓P0=1.0105Pa）。求（i）當彈簧恢復(fù)原長時時汽缸內(nèi)氣體的溫度T2；（）當汽缸中的氣體溫度T3=500K時汽缸內(nèi)氣體的壓強P3?！敬鸢浮?（i）330K；（）1.25105Pa?！窘馕觥俊驹斀狻浚╥）對活塞受力分析，開始時氣體的壓強為：P1=P0+GS-FS=1.0105+1000.01-20000.15-0.10.01Pa=1.0105Pa溫度為：T1=200K體積為：V1=lS=10S彈簧恢復(fù)原長時，對活塞受力分析，根據(jù)平衡得封閉氣體壓強為：P2=P0+GS=1.0105+1000.01Pa=1.1105Pa體積為：V2=l0S=15S由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=P2V2T2代入數(shù)據(jù)解得：T2=330K（ii）設(shè)溫度為T時，活塞恰好上移至卡口，此時有：P=P0+GS+kh-l0S=1.0105+1000.01+20000.2-0.150.01Pa=1.2105PaV=hS=20S由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=PVT代入數(shù)據(jù)解得：T=480K由于T3=500K480K，活塞以上移至卡口，有：V3=hS=20S由理想氣體狀態(tài)方程得：P1V1T1=P3V3T3代入數(shù)據(jù)解得：P3=1.25105Pa21如圖所示，一粗細均勻的長薄壁玻璃管上端封閉，下端開口，豎直插在足夠深的水銀槽中，水銀槽的橫截面積是玻璃管橫截面積的10倍，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，開始時管內(nèi)氣柱長L=6cm，管內(nèi)、外水銀面的高度差為h=25cm?，F(xiàn)將玻璃管沿豎直方向緩慢移動(管口未離開槽中水銀面)，使管內(nèi)外的水銀面恰好相平。整個過程管內(nèi)氣體的溫度保持不變，若大氣壓強恒為P=75cmHg。求：（1）管內(nèi)外水銀面恰好相平時管內(nèi)氣柱的長度；（2）玻璃管該如何移動及移動了多少距離?！敬鸢浮?（1）4cm（2）24.5cm【解析】【詳解】（1）初狀態(tài)：P1=50cmHg，V1=6S，V2=L2S當管內(nèi)外的水面相碰時，P2=75cmHg則P1V1=P2V2,得到：L2=4cm（2）應(yīng)使玻璃管豎直向下移動，設(shè)水銀槽中水銀面上升了h，有：S25=10Sh，則h=2.5cm設(shè)向下移動的距離為d，則d=24.5cm22如圖為某同學制作的簡易氣溫計。他向一個空的鋁制易拉罐中插入一根粗細均勻的透明吸管，接口用蠟密封在吸管內(nèi)引入一小段油柱。外界大氣壓p0=1.0105Pa，溫度t1=29時油柱與接口的距離l1=10cm，溫度t2=30時油柱與接口的距離l2=15cm，他在吸管上相應(yīng)的位置標上相應(yīng)的溫度刻度值。已知吸管內(nèi)部的橫截面積S=0.2cm2。(i)求易拉罐的容積V；(ii)由于外界大氣壓發(fā)生變化，實際溫度t=27時該氣溫計讀數(shù)為29，求此時的大氣壓p(保留2位有效數(shù)字)。【答案】 （）300cm3；（）9.9104Pa【解析】【詳解】（）設(shè)易拉罐的容積為V，由氣體實驗定律得：V1T1=V2T2式中V1=V+L1S，T1=（t1+273）K V2=V+L2S，T2=（t2+273）K 由式代入數(shù)據(jù)得：V=300cm3（）氣壓變化后，實際溫度t=27時油柱的位置在29刻度處，此時被封閉的氣體體積與大氣壓p0=1.0105Pa溫度t1=29時的相等，可得p1T1=pT式中p1=p0，T1=（t1+273）T=（t-273）K 由式代入數(shù)據(jù)得：p=9.9104Pa 23如圖所示，一個粗細均勻的固定圓管，左端用一活塞A塞住，活塞A離右端管口的距離是20 cm，離左端管口的距離是2 cm。把一個帶手柄的活塞B從右端管口推入，將活塞B向左端緩慢推動10cm時活塞A未被推動。已知圓管的橫截面積為S2.0105 m2，大氣壓強為1.0105 Pa，且推動活塞B過程中管內(nèi)氣體溫度保持T0=300K不變。求：活塞B向左端緩慢推動10cm時活塞A與圓管間的靜摩擦力f；活塞B向左端緩慢推動10cm后保持活塞B不動，將管內(nèi)氣體溫度緩慢升高到450K時，活塞A被推到左端管口處。設(shè)活塞A所受滑動摩擦力等于最大靜摩擦力fm，求fm?！敬鸢浮?2N 3N【解析】【詳解】(1)玻意耳定律可得p0SL1p2SL2對活塞A，由平衡條件p2Sp0Sf 得f2N ；(2) 從開始升溫到活塞A剛好未被推動的過程，由查理定律p2T0=p3T活塞A剛好未被推動時p0S=p0S+fm從活塞A剛好被推動到它被推到左端管口處的過程是一個等壓過程SL2T=SL3T聯(lián)立解得fm=3N.24如圖1所示，一導(dǎo)熱性能良好的氣缸放置于水平地面上，缸內(nèi)用可自由移動的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞厚度不計且氣密性良好，不計活塞和氣缸之間的摩擦。已知活塞質(zhì)量為m=1 kg，面積為S=5 cm2，氣缸高為H=15 cm，大氣壓強為1.0105 Pa，當環(huán)境溫度為27 時，氣缸內(nèi)氣柱高度為h=11 cm。若將氣缸放置于傾角為30的斜面上時，氣缸恰好處于靜止狀態(tài)，如圖2所示，g取10 m/s2，求：氣缸靜止于斜面上時氣柱的長度L及氣缸由水平地面放置到斜面上傾斜放置的過程氣體是吸熱還是放熱；若氣缸靜止于斜面時，緩慢升高外界環(huán)境溫度，使活塞剛好移至缸口，求此時的溫度?！敬鸢浮?L=12 cm 吸熱t(yī)2=102【解析】【詳解】以活塞為研究對象，水平地面上放置時有：p0S+mg=p1S代入數(shù)據(jù)解得：p1=1.2105Pa放置于斜面時有：p2S=p0S+mgsin代入數(shù)據(jù)解得：p2=1.1105Pa根據(jù)：p1Sh=p2SL代入數(shù)據(jù)解得：L=12 cm此過程由于溫度不變，故氣體內(nèi)能不變，壓強減小，體積增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學第一定律，應(yīng)從外界吸收熱量緩慢升高外界環(huán)境溫度過程，根據(jù)平衡條件得，氣體的壓強始終不變，為等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律得：SLT0=SHT2代入數(shù)據(jù)得：T2=375 K，得溫度t2=10225如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的平臺上固定著一個內(nèi)壁光滑的氣缸，氣缸內(nèi)有一導(dǎo)熱活塞，活塞底面與氣缸底面平行，一定量的氣體做密封在氣缸內(nèi)。當平臺傾角為37時，氣缸內(nèi)氣體體積為V，然后將平臺順時針緩慢轉(zhuǎn)動直至水平，該過程中，可以認為氣缸中氣體溫度與環(huán)境溫度相同，始終為T0，平臺轉(zhuǎn)至水平時，氣缸內(nèi)氣體壓強為大氣壓強p0的2倍。已知sin37=0.6，cos37=0.8。(1)當平臺處于水平位置時，求氣缸內(nèi)氣體的體積；(2)若平臺轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過一段時間，壞境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強p0保持不變)，該過程中氣缸內(nèi)氣體放出0.32p0V的熱量，求該過程中氣體內(nèi)能的變化量U?！敬鸢浮?(1)V2=0.9V (2)氣體的內(nèi)能減小了0.14p0V【解析】【詳解】(1) 設(shè)活塞質(zhì)量為m，活塞面積為S，當平臺傾角為37o時氣缸內(nèi)氣體的壓強為p1=p0+mgcos37oS氣體的體積V1=V當平臺水平時，氣缸內(nèi)氣體的壓強p2=2p0=p0+mgS解得p1=1.8p0平臺從傾斜轉(zhuǎn)至水平過程中，由玻意耳定律：p1V1= p2V2解得V2=0.9V ；(2) 降溫過程，氣缸內(nèi)氣體壓強不變，由蓋呂薩克定律：V2T0=V30.9T0解得V3=0.81V活塞下降過程，外界對氣體做W=p2(V2-V3)已知氣缸內(nèi)氣體吸收的熱量Q=-0.32p0V由熱力學第一定律得氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能變化量U=W+Q解得U=-0.14p0V，即氣體的內(nèi)能減小了0.14p0V.26如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為10kg，橫截面積為50cm2，厚度為1cm，氣缸全長為21cm，大氣壓強為1105Pa，當溫度為7時，活塞封閉的氣柱長10cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通。（g取10m/s2，不計活塞與氣缸之間的摩擦，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）將氣缸倒過來放置，若溫度上升到27，求此時氣柱的長度.汽缸倒過來放置后，若逐漸升高溫度，發(fā)現(xiàn)活塞剛好接觸平臺，求此時氣體的溫度.【答案】 (1)l=16.1cm (2)t100【解析】【詳解】以活塞為研究對象，汽缸未倒過來時，有p0S+mgpS汽缸倒過來后，有pS+mgp0S溫度為7不變，根據(jù)玻意耳定律有：pSl0pSl聯(lián)立解得：l=32l015cm溫度由7升高到27的過程中，封閉氣體壓強不變lsT1=lsT2解得l16.1 cm活塞剛好接觸平臺時，氣體的溫度為T，則由蓋呂薩克定律知V1T1=V2T2即：lsT2=(l-1)sT解得：T373 K，故t100