專題檢測（二十九） 熱學 （選修33）1(2018屆高三·濟寧八校聯(lián)考)(1)下列說法正確的是_。A懸浮在液體中的微粒越小，在液體分子的撞擊下越容易保持平衡B荷葉上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用C物體內(nèi)所有分子的熱運動動能之和叫做物體的內(nèi)能D當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度不一定較大E一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫，再經(jīng)等溫壓縮，壓強可以回到初始的數(shù)值(2)如圖所示，用兩個質(zhì)量均為m、橫截面積均為S的密閉活塞將開口向下豎直懸掛的導熱汽缸內(nèi)的理想氣體分成、兩部分，當在活塞A下方懸掛質(zhì)量為2m的物體后，整個裝置處于靜止狀態(tài)，此時、兩部分氣體的高度均為l0。已知環(huán)境溫度、大氣壓強p0均保持不變，且滿足5mgp0S，不計一切摩擦。當取走物體后，兩活塞重新恢復平衡，求活塞A上升的高度。解析：(1)做布朗運動的微粒越小，在液體分子的撞擊下越不容易保持平衡，故A錯誤；葉面上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用，故B正確；物體內(nèi)所有分子的熱運動動能之和與分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能，故C錯誤；人們感到潮濕時，與空氣的相對濕度有關(guān)，與絕對濕度無關(guān)，當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度不一定較大，故D正確；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：C可知，一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫，壓強減??；再經(jīng)等溫壓縮，壓強又增大，所以壓強可以回到初始的數(shù)值，故E正確。(2)對氣體分析，初狀態(tài)的壓強為：p1p0p0末狀態(tài)的壓強為：p1p0p0由玻意耳定律有：p1l0Sp1l1S解得：l1l0對氣體分析，初狀態(tài)p2p1p0末狀態(tài)p2p1p0由玻意耳定律p2l0Sp2l2Sl2l0A活塞上升的高度l(l0l1)(l0l2)l0。答案：(1)BDE(2)l02(2017·六安一中模擬)(1)對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，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外界對物體做功，物體內(nèi)能一定增加C溫度越高，布朗運動越顯著D當分子間的距離增大時，分子間作用力就一直減小E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增大(2)如圖所示，上端封閉、下端開口內(nèi)徑均勻的玻璃管，管長L100 cm，其中有一段長h15 cm的水銀柱把一部分空氣封閉在管中。當管豎直放置時，封閉氣柱A的長度LA50 cm?，F(xiàn)把開口端向下插入水銀槽中，直至A端氣柱長LA37.5 cm時為止，這時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。已知大氣壓強p075 cmHg，整個過程中溫度保持不變，試求槽內(nèi)的水銀進入管內(nèi)的長度。解析：(1)溫度高的物體分子平均動能一定大，但是內(nèi)能不一定大，選項A正確；外界對物體做功，若物體放熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項B錯誤；溫度越高，布朗運動越顯著，選項C正確；當分子間的距離增大時，分子間作用力可能先增大后減小，選項D錯誤；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增大，選項E正確。(2)設玻璃管的橫截面積為S，對A部分氣體，初狀態(tài)壓強pAp0ph60 cmHg，LA50 cm末狀態(tài)壓強為pA，LA37.5 cm由玻意耳定律有：pALASpALAS解得：pAcmHg80 cmHg對B部分氣體有：pBLBSpBLBS其中pBpAph95 cmHg，pBp075 cmHg，LBLhLA35 cm，解得：LB cm27.6 cm所以槽內(nèi)的水銀進入管內(nèi)的長度hLLAhLB19.9 cm。答案：(1)ACE(2)19.9 cm3(2016·全國卷)(1)關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是_。A氣體吸熱后溫度一定升高B對氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡(2)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強，兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p，其中0.070 N/m?，F(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p01.0×105 Pa，水的密度1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2。()求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差；()忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值。解析：(1)根據(jù)熱力學定律，氣體吸熱后如果對外做功，則溫度不一定升高，說法A錯誤。改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱兩種方式，對氣體做功可以改變其內(nèi)能，說法B正確。理想氣體等壓膨脹對外做功，根據(jù)恒量知，膨脹過程一定吸熱，說法C錯誤。根據(jù)熱力學第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說法D正確。兩個系統(tǒng)達到熱平衡時，溫度相等，如果這兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平衡，說法E正確。(2)()當氣泡在水下h10 m處時，設其半徑為r1，氣泡內(nèi)外壓強差為p1，則p1代入題給數(shù)據(jù)得p128 Pa。()設氣泡在水下10 m處時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達水面附近時，氣泡內(nèi)空氣的壓強為p2，氣泡內(nèi)外壓強差為p2，其體積為V2，半徑為r2。氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有p1V1p2V2由力學平衡條件有p1p0ghp1p2p0p2氣泡體積V1和V2分別為V1r13V2r23聯(lián)立式得3由式知，pip0，i1,2，故可略去式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得1.3。答案：(1)BDE(2)()28 Pa()或1.34(1)下列說法中正確的是_。A氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在斥力的緣故B液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故C黃金、白銀等金屬容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，所以金屬不是晶體D某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分數(shù)E水很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)(2)如圖所示，水平地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱汽缸，汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，活塞的橫截面積S2.5×103 m2，到汽缸底部的距離為L0.5 m，活塞上固定有一個質(zhì)量可忽略的力傳感器，該力傳感器通過一根豎直細桿固定在天花板上，汽缸內(nèi)密封有溫度t127 的理想氣體，此時力傳感器的讀數(shù)恰好為0。已知外界大氣壓強p01.2×105 Pa保持不變。()如果保持活塞不動，當力傳感器的讀數(shù)達到F300 N時，密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？()現(xiàn)取走豎直細桿，從初狀態(tài)開始將活塞往下壓，當下壓的距離為x0.2 m時力傳感器的示數(shù)達到F450 N，則通過壓縮氣體使此密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？解析：(1)氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子無規(guī)則運動的緣故，選項A錯誤；液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故，選項B正確；黃金、白銀等金屬一般是多晶體，容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，選項C錯誤；某溫度的空氣的相對濕度是此時空氣中水蒸氣的壓強與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分數(shù)，選項D正確；水很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)，選項E正確。(2)()初狀態(tài)時密封氣體的溫度T1300 K，壓強p1p01.2×105 Pa，V1LS1.25×103 m3升溫后密封氣體的壓強p2p02.4×105 Pa密封氣體發(fā)生等容變化，由查理定律有代入數(shù)據(jù)得T2600 K，t2327 。()如果從初狀態(tài)開始往下壓，則氣體的壓強、體積、溫度都會發(fā)生變化，壓縮后的氣體體積V3(Lx)S7.5×104 m3，壓強p3p03.0×105 Pa根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有代入數(shù)據(jù)解得T3450 K，t2177 。答案：(1)BDE(2)()327 ()177 5(2017·全國卷)(1)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a。下列說法正確的是_。A在過程ab中氣體的內(nèi)能增加B在過程ca中外界對氣體做功C在過程ab中氣體對外界做功D在過程bc中氣體從外界吸收熱量E在過程ca中氣體從外界吸收熱量(2)一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示。設測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為，重力加速度大小為g。求：()待測氣體的壓強；()該儀器能夠測量的最大壓強。解析：(1)ab過程中氣體壓強增大，體積不變，則溫度升高，內(nèi)能增加，A項正確；ab過程發(fā)生等容變化，氣體對外界不做功，C項錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能僅由溫度決定，bc過程發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，bc過程中氣體體積增大，氣體對外界做正功，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體從外界吸收熱量，D項正確；ca過程發(fā)生等壓變化，氣體體積減小，外界對氣體做功，B項正確；ca過程中氣體溫度降低，內(nèi)能減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體向外界放熱，E項錯誤。(2)()水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設此時被封閉的氣體的體積為V，壓強等于待測氣體的壓強p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中水銀面比頂端低h；設此時封閉氣體的壓強為p1，體積為V1，則VV0d2lV1d2h由力學平衡條件得p1phg整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得pVp1V1聯(lián)立式得p。()由題意知hl聯(lián)立式有p該儀器能夠測量的最大壓強為pmax。答案：(1)ABD(2)()()教師備選題1.(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p ­T圖像如圖所示。下列判斷正確的是_。A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同(2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)。汽缸壁導熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g。解析：(1)過程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，A正確；過程bc，理想氣體等溫變化，壓強減小，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，E正確；而體積變大，氣體對外做功，氣體一定吸熱，B錯誤；過程ca，理想氣體的壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，氣體對外放出的熱量大于外界對氣體做的功，C錯誤；根據(jù)上述三過程可知：在a、b、c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動能的標志，其分子的平均動能最小，D正確。(2)設汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強為p，由玻意耳定律得phS(pp)S解得pp外界的溫度變?yōu)門后，設活塞距底面的高度為h。根據(jù)蓋呂薩克定律，得解得hh根據(jù)題意可得p氣體最后的體積為VSh聯(lián)立式得V答案：(1)ADE(2)2(1)下列說法正確的是_。A運送沙子的卡車停在水平地面上，在緩慢卸沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子間勢能，則胎內(nèi)氣體從外界吸熱B民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上，其原因是，當火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，壓強減小C晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的D一定量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，分子間引力和斥力都隨分子間距的減小而增大(2)如圖所示，粗細均勻的L形細玻璃管AOB，OA、OB兩部分長度均為20 cm，OA部分水平、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，OB部分豎直、上端封閉?，F(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞O點逆時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53°，此時被封閉氣體長度為x。緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口。已知大氣壓強為75 cmHg，室溫為27 ，sin 53°0.8，111。求：()氣體長度x；()溫度T。解析：(1)在緩慢卸沙過程中，若車胎不漏氣，溫度不變，胎內(nèi)氣體的壓強減小，根據(jù)氣態(tài)方程C分析知，氣體的體積增大，對外做功，由熱力學第一定律可知，胎內(nèi)氣體需要從外界吸熱，故A正確；當火罐內(nèi)的氣體體積不變時，溫度降低，根據(jù)氣態(tài)方程C分析知，氣體的壓強減小，外界大氣壓強大于火罐內(nèi)氣體的壓強，從而使火罐緊緊地被“吸”在皮膚上，故B正確；單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，而多晶體的物理性質(zhì)是各向同性的，故C錯誤；一定量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，還與氣體體積變化情況有關(guān)，故D錯誤；分子間的引力與斥力同時存在，分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，分子間引力和斥力都隨分子間距的減小而增大，故E正確。(2)()轉(zhuǎn)動過程，溫度不變，設玻璃管的橫截面積為Sp175 cmHg，L120 cm；p275x·sin 53°(20x)cos 53°631.4xL2x由玻意耳定律得p1L1Sp2L2S代入數(shù)據(jù)解得氣體長度x17.2 cm。()加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T時，T1(27327)K300 Kp3(7520sin 53°)cmHg91 cmHg與初狀態(tài)比較，為等容變化，由得T364 K。答案：(1)ABE(2)()17.2 cm()364 K3(2017·全國卷)(1)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是_。A圖中兩條曲線下面積相等B圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C圖中實線對應于氧氣分子在100 時的情形D圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E與0 時相比，100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大(2)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ，汽缸導熱。()打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強；()接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；()再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求此時活塞下方氣體的壓強。解析：(1)根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應于氧氣分子平均動能較小的情形，選項B正確；題圖中實線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的標志，可知實線對應于氧氣分子在100 時的情形，選項C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項D錯誤；由分子速率分布圖可知，與0 時相比，100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，選項E錯誤。(2)()設打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)聯(lián)立式得V1p12p0。()打開K3后，由式知，活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22V)時，活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2由式得p2p0由式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為p2p0。()設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1300 K升高到T2320 K的等容過程中，由查理定律得將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得p31.6p0。答案：(1)ABC(2)()2p0()在汽缸B的頂部()1.6p04.(2017·全國卷)(1)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是_。A氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同B氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C在自發(fā)擴散過程中，氣體對外界做功D氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功E氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變(2)一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。()求該熱氣球所受浮力的大??；()求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；()設充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。解析：(1)抽開隔板，氣體自發(fā)擴散過程中，氣體對外界不做功，與外界沒有熱交換，因此氣體的內(nèi)能不變，A項正確，C項錯誤；氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功，D項正確；由于氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大，因此氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，B項正確，E項錯誤。(2)()設1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0，密度為0在溫度為T時的體積為VT，密度為(T)由蓋呂薩克定律得聯(lián)立式得(T)0氣球所受到的浮力為f(Tb)gV聯(lián)立式得fVg0。()氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G(Ta)Vg聯(lián)立式得GVg0。()設該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得mgfGm0g聯(lián)立式得mV0T0m0。答案：(1)ABD(2)()Vg0()Vg0()V0T0m012