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1、五年高考汇总一一热学2013 年1 .(2013 北京高考)下列说法正确的是 ()A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加D.物体对外界做功,其内能一定减少【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)利用布朗运动的定义进行分析判断。(2)结合热力学第一定律分析物体内能的变化。【解析】选A。布朗运动是颗粒的无规则运动,反映了液体分子的无规则运 动,故A正确,B错误;根据热力学第一定律 U=W+Q,物体从外界吸收热量 其内能不一定增加,物体对外界做功,其内能也不一定减少,故C、D错误。2. (2013 福建高考)下列
2、四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能 Ep随分子间距离r变化关系的图线是 ()【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)分子间的引力与斥力同时存在,分子力是引力与斥力的合力。(2)分子力做功与分子势能的变化关系。【解析】选B。当r=r。时引力与斥力的合力为零,即分子力为零,A、D错;当 分子间的距离大于或小于时,分子力做负功,分子势能增加,r=r。时分子势能 最小,B对,C错。3. (2013 福建高考)某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现 在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体, 轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是Po
3、,体积为()的空气。A.曲VB.-p-VPPoC.( P -1)VD.( P +1)VPoPo【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)理想气体的等温过程利用玻意耳定律;(2)将要充入的气体和轮胎内的气体作为研究对象,满足质量不变条件。【解析】选C。设将要充入的气体的体积为 V',据玻意耳定律有Po(V+V,)=PV , 解得V'=(卫-1)V,故选CoPo4. (2013 广东高考)如图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水,上部密 封1 atm的空气o.5 L。保持阀门关闭,再充入1 atm的空气o.1 L。设在所有 过程中空气可看作理想气体,且温度不变,下列说法正确的
4、有 ( )二-豕-二二g二二二二二二阀门A.充气后,密封气体压强增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析(1)充气前后,气体做等温变化。(2)理想气体的温度是其分子平均动能的标志。(3)理想气体的体积膨胀,对外做功。【解析】选A、Co对理想气体,由于充气前、后发生的是等温变化,有pV=C, 充气后体积变小,压强增大,A选项正确;温度不变,气体分子平均动能不变,B 选项错误;充气前后由玻意耳定律p1M+ V)=p'1V3得p'1=1.2atm,由于p'1&g
5、t;p0, 打开阀门,水就会在气体压力作用下外流,气体膨胀对外做功,C选项正确;当 封闭气体压强变小与外界大气压压强相等时,上部的空气变为0.6 L,喷出0.1 L的水后就不再喷水了,故D选项错误。5. (2013 大纲版全国卷)根据热力学定律,下列说法中正确的是()A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少,形成“能源危机” 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)理解热力学第二定律的内容。(2)知道形成能源危机的原因。
6、【解析】选A、B。热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化, 如电冰箱要消耗电能,A对;由于电能转化为内能,故从室内吸收的热量少于 向室外放出的热量,B对;单一热源的热机违反了热力学第二定律,C错;对能 源的过度消耗使自然界的“能源”不断减少,形成“能源危机”,并不是“能 量”不断减少,D错。6. (2013 山东高考)下列关于热现象的描述正确的一项是()A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统 温度相同D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量
7、分子的运动也 是无规律的【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)热力学定律的内容及意义;(2)对温度、分子运动论等规律的理解.【解析】选Co根据热力学第二定律可知,热机不可能从单一热源吸收热量 全部用来做功而不引起其他变化,因此,热机的效率不可能达到100%,选项A 错误;做功是通过能量转化改变系统的内能,热传递是通过能量的转移改变 系统的内能,选项B错误;温度是表示热运动的物理量,热传递过程中达到热 平衡时,温度相同,选项C正确;单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动 表现出统计规律,选项D错误。7. (2013 新课标全国卷I )两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开 始运动,直
8、至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是()A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小E.分子势能和动能之和不变【解题指南】解答本题可按以下思路进行(1)先由分子力随分子间距离变化的特点得出分子力是引力还是斥力;(2)再根据分子力与位移方向判断分子力做正功还是做负功,分子势能是增 加还是减小,动能是增大还是减小,但分子势能和动能之和保持不变。【解析】选B、C、E。两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始 运动,直至不再靠近的过程中,分子力先是分子引力后是分子斥力,分子间距 离r>r。时为引力,随着距离r的减小分子引力先
9、增大后减小,分子间距离r<r。 时为斥力,分子斥力一直增大至最大,故选项A错;在两分子靠近的过程中,分 子引力做正功、分子斥力做负功,分子势能先减小后增大,分子动能先增大后 减小,所以选项B、C正确,选项D错;分子仅在分子力作用下运动,只有分子 力做功,分子势能和动能之和不变,选项E正确。8. (2013 新课标全国卷H )(1)关于一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量,其内能一定增
10、加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)气体分子间有很大的空隙;(2)温度是大量气体分子平均动能的标志;(3)热力学第一定律中符号的规定。【解析】选A、B、E。气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,因为气体分子之间有很大的空隙,不是所有分子体积之和,选项A正确; 温度是大量气体分子平均动能的标志,反映了物体内分子热运动的剧烈程度 选项B正确;气体压强是大量分子无规则热运动对器壁的碰撞产生的,与失重无关,选项C错误;气体从外界吸收热量,如果气体对外做功,其内能可能减 小,选项D错误;根据 即=常量可知,在等压膨胀过程中,温度一定升高,选项E 正
11、确。9. (2013 上海高考)液体与固体具有的相同特点是()A.都具有确定的形状B.体积都不易被压缩C.物质分子的位置都确定D.物质分子都在固定位置附近振动【解题指南】解答本题时应从微观结构理解固体、液体的特点。【解析】选B。液体没有确定的形状,不易被压缩,物质分子的位置不确定; 固体有确定的形状,不易被压缩,物质分子在固定位置附近振动。因此液体与 固体具有的相同特点是体积都不易被压缩,选项B正确。10. (2013 上海高考)已知湖水深度为20m,湖底水温为4C,水面温度为17C, 大气压强为1.0X105Pa。当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来 的(取 g=10m/s2, p
12、水=1.0x 103kg/m3)()A.12.8 倍B.8.5 倍C.3.1 倍D.2.1 倍【解题指南】对一定质量的理想气体,它的状态变化方程是 也=皿。TiT2【解析】选Co湖底压强大约为Po+ P 7Kgh,即3个大气压,由气体状态方程,理必=0且 当一气泡从湖底缓慢升到水面时,其体积约为原来的3.1 4 27317 273倍,选项C正确。11. (2013 山东高考)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创 载人深潜新纪录。在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水 温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化,如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质
13、量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸 所处海平面的温度To=300K,压强po=1atm,封闭气体的体积V0=3m3。如果将 该汽缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10 m深的海水产生的压强)。下潜过程中封闭气体 (选填“吸热”或“放热”),传递的热量 (选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。【解析】汽缸内的理想气体在深度为 990m的海水中的压强为_990 _P1= p0+p0=100atm 此处理想气体温度为=280K,根据理想气体状态方程可知:且j =pV T0Ti联立代入数值可得:V=2.8X10-2m3理想气体的温
14、度降低,气体的内能减小AEV0;理想气体的体积减小,外界对气体做功W>0,根据热力学第一定律AE=W+Q可知Q<0,气体放热,且放出 的热量大于外界对气体做的功。【答案】2.8X 10-2m3放热大于12. (2013 新课标全国卷I )如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同 汽缸直立放置,汽缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K。两汽 缸的容积均为V。,汽缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时 K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为po 和包;左活塞在汽缸正中间,其上方为真空;右活塞上方气体体积为V0。现使34汽缸底与一恒温
15、热源接触,平衡后左活塞升至汽缸顶部,且与顶部刚好没有 接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为 T。,不计活 塞与汽缸壁间的摩擦。求:(i)恒温热源的温度T;(ii)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx。【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)分析各部分气体所经历的状态变化特点;(2)选用相应的状态变化规律列方程式解答。【解析】(i )与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动,两活塞下方气体7V°经历等压过程,由盖一吕萨克定律得 工=二 T05V°4由此得T= 7 To5(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大,打开K
16、后, 左活塞下降至某一位置,右活塞必须升至汽缸顶,才能满足力学平衡条件。 汽缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程, 设左活塞上方气体压强为p,由玻意耳定律得恒温热源pVx=R . V0 34(p+P0)(2V0-Vx)=P0 小 4联立式,得6v”V0Vx-V;=0其解为Vx=1V。2另一个解Vx=-1 V0,不符合题意,舍去。3【答案】(i) 5T0 (ii)1V。13. (2013 新课标全国卷H )(2)如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖 直放置。玻璃管的下部封有长li=25.0cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0cm 的水银柱,上部空气柱的长度l3
17、=40.0cm。已知大气压强为p0=75.0cmHg。现 将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变 为l'1=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离。【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)选定质量不变的那团气体为研究对象;(2)确定气体等温变化前后的压强和体积;(3)根据玻意耳定律列式。【解析】以cmHg为压强单位,在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为Pl = P0+ P12设活塞下推后,下部空气柱的压强为Pl',由玻意耳定律得P111=P'11'1如图,设活塞下推距离为 1,则此时玻璃管上部空气柱的长度为
18、1'3=13+11-1'1- 1设此时玻璃管上部空气柱的压强为P3',则P3' = P1'-P12由玻意耳定律得Po13=P,31'3联立以上各式,代入数据解得A1=15.0cm【答案】15.0cm14.(2013 江苏高考)如图所示,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,AB和CD为等温过程,BC和D-A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。crJ(1)该循环过程中,下列说法正确的是()A.A B过程中,外界对气体做功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
19、撞单位面积器壁的分子数增多D.DA过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中,内能减小的过程是 (选填“A-B” “B-C” “C-D” 或“D-A”)。若气体在A-B过程中吸收63kJ的热量,在C-D过程中放 出38kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 kJ。(3)若该循环过程中的气体为1mol,气体在A状态时的体积为10L,在B状态 时压强为A状态时的|。求气体在B状态时单位体积内的分子数。(已知阿 伏加德罗常数Na=6.0X 1023mol-1,计算结果保留一位有效数字)【解题指南(1)在p-V图像中,等温线离坐标原点越远,对应的温度越高。体 积变大,气体膨胀对外做
20、功。气体分子的速率分布曲线与温度有关。(2)理想气体在等温变化中内能不变,体积变大膨胀对外做功,同时要吸热。【解析】(1)选C。A-B的过程中,气体的体积变大,故气体对外界做功 小项 错误;B-C的过程中体积膨胀,对外做功,温度降低,故分子的平均动能减 小,B项错误;C-D的过程中,等温压缩,体积变小,故单位体积内所含的气体 分子数变多,在相等的时间里,碰撞单位面积器壁的分子数随之增多,C项正 确;DA的过程中,由于是绝热变化,而体积变小,外界对气体做功,气体内能 增加,温度升高,故气体分子的速率分布曲线的峰值要向更高速率处偏移,D项错误(2)A-B的过程中为等温变化,气体内能不变;B-C的过
21、程中,温度降低,内能 减少;CD的过程中,由于是等温变化,气体内能不变;DA的过程中,由于是 绝热变化,而体积变小,外界对气体做功,气体内能增加。根据热力学第一定律 气体内能的增加等于外界做功与系统吸热之和。在本题所述情景中,经过一个循环,内能增量为零,则63kJ-38 kJ+W=0得W=-25kJ,负号表示系统对外做 功。(3)等温过程中PaVa=PbVb,单位体积内的分子数为n=*,解得n=也包代 VbPaVa入数据得n=4x 1025m-3【答案】(1)C (2)B-C 25 (3)4x 1025m-315. (2013 上海高考)利用如图装置可测量大气压强和容器的容积。步骤如 下:将倒
22、U形玻璃管A的一端通过橡胶软管与直玻璃管 B连接,并注入适量的 水,另一端插入橡皮塞,然后塞住烧瓶口,并在A上标注此时水面的位置K;再 将一活塞置于10mL位置的针筒插入烧瓶,使活塞缓慢推移至0刻度位置;上 下移动B,保持A中的水面位于K处,测得此时水面的高度差为17.1cm。拔出橡皮塞,将针筒活塞置于0mL位置,使烧瓶与大气相通后再次塞住瓶 口;然后将活塞抽拔至10mL位置,上下移动B,使A中的水面仍位于K,测得 此时玻璃管中水面的高度差为16.8cm。(玻璃管A内气体体积忽略不计,p水 =1.0 x 103kg/m3,取 g=10m/s2)(1)若用V0表示烧瓶容积,P0表示大气压强,AV
23、表示针筒内气体的体积,Api>法表示上述步骤、中烧瓶内外气体压强差大小,则步骤、中,气体 满足的方程分别为、。(2)由实验数据得烧瓶容积Vo=mL,大气压强po=Pa。(3)(单选题)倒U形玻璃管A内气体的存在()A,仅对容积的测量结果有影响B.仅对压强的测量结果有影响C.对二者的测量结果均有影响D,对二者的测量结果均无影响【解题指南】解答本题时应注意:用理想气体状态方程解题时一定要保证气体的质量不变。【解析】(1)对于步骤,根据玻意耳定律可得Po(Vo+ V)=(po+ pi)Vo;对于步骤,根据玻意耳定律可得poVo=(p0- p2)(Vo+ V);(2)由(1)解得 V0=pAV=
24、56X10mL=560 mL;p0=2 6=幺 p 他' p-mv Vhg=56x 1,0X103X0.171X 10Pa=9.58x 104Pa。(3)倒U形玻璃管A内气体的存在对容积的测量结果有影响,对压强的测量结 果无影响,选项A正确。【答案】(1)po(Vo+A V)=(po+Api)Vo poVo=(p0-A p2)(Vo+AV) (2)5609.58X 104(3)A16.(2013 海南高考)下列说法正确的是()A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面。这是由于水表面存在表面张力的缘故B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能。这是 因为油脂使水的表面张
25、力增大的缘故C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形。这是表面张力作 用的结果D.在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这与液体的种类和毛 细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉 开。这是由于水膜具有表面张力的缘故【解题指南】解答本题要注意以下三点:(1)液体的表面张力。(2)浸润与不浸润现象。(3)毛细现象。【解析】选A、C、D。水的表面张力托起针,A正确;水在油脂上不浸润,在 干净的玻璃上浸润,B错误;当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时,里面的所 有物体均处于完全失重状态,此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球 形,对于浸充
26、闰液体,在毛细管中上升,对于非浸润液体,在毛细管中下降,C、D 正确;在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开 ,是大气压的作用,E 错误。17.(2013 海南高考)如图,一带有活塞的汽缸通过底部的水平细管与一个上 端开口的竖直管相连,汽缸与竖直管的横截面面积之比为 3 : 1。初始时,该装 置的底部盛有水银,活塞与水银面之间封有一定量的气体,气柱高度为1(以cm为单位),竖直管内的水银面比汽缸内的水银面高 31。现使活塞缓慢向上移动”1,这时汽缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上。求初始时汽缸内32气体的压强(以cmHg为单位)。【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)随着活塞的缓慢
27、移动,汽缸内的气体等温膨胀。(2)汽缸内气体初、末状态的压强怎样变化,体积怎样变化。【解析】设S为汽缸的横截面积,p为活塞处于初始位置时汽缸内气体的压 强,Po为大气压强,有p=P0+3l 8活塞上移311后,汽缸内气体的压强变为Po,设气体的体积为V',由玻意耳定律PoV'=pS1 设汽缸内水银面上升了 Ax,则3A x= -1-3 A x 8V'=(1+111-Ax)S 32联立以上四式,解得p=151【答案】言18.(2013 重庆高考)(1)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时()A.室内空气的压强比室外
28、的小B.室内空气分子的平均动能比室外的大C.室内空气的密度比室外的大D.室内空气对室外空气做了负功(2)汽车未装载货物时,某个轮胎内气体的体积为Vo,压强为P0;装载货物后, 该轮胎内气体的压强增加了 Ap,若轮胎内气体视为理想气体,其质量、温度 在装载货物前后均不变,求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量。【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1) “未密闭房间”的含义:气体做等压变化。(2)轮胎内气体做等温变化。【解析】(1)选B。房间未密闭,气体做等压变化,A错误;温度升高,室内空气 分子平均动能增大,B正确;根据盖一吕萨克定律,=C,体积变大,室内有一部 分空气膨胀到房间外,室内空气的
29、密度比室外小,且室内空气对外做正功,C、 D错误。(2)对轮胎内的气体:初状态:pi=po,vi=Vo末状态:p2=p0+ p,V2= A V+V 0由玻意耳定律得piV 1 = p2V2解得:AV=-与乂p - po【答案】(1)B (2)-上p po2014 年一、选择题1. (2014 新课标全国卷I )(1) 一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图像如图所示。下列判断正确的是()A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小E.b和c
30、两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数 不同【解题指南】从图像入手,判断气体所处的状态,从而判定温度变化、吸热 放热等情况。【解析】选A、D E。本题考查了气体性质。因为 生=常数,从图中看,a-b T过程£不变,则体积V不变,因此a-b过程是温度升高,压强增大,体积不 变,一定是吸热过程,A正确;b -c过程温度不变,但是压强减小,体积膨胀对 外做功,应该是吸收热量,B错误;c -a过程压强不变,温度降低,体积减小, 外界对气体做功小于气体放出的热量,C错误;状态a温度最低,而温度是分 子平均动能的标志,D正确;b-c过程体积增大了,容器内分子数密度减小, 温度
31、不变,分子平均速率不变,因此c状态容器壁单位面积单位时间受到分 子碰撞的次数减少了,E正确。2. (2014 北京高考)下列说法中正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变【解析】选B。温度是分子平均动能的标志,所以物体温度升高,其分子的平 均动能增大;而物体的内能是物体中所有分子的分子动能和分子势能的总 和,所以只根据温度变化情况无法确定其内能的变化情况,故B正确,A、CD均错误。【误区警示】误认为物体的内能只与温度有关,错选D;其实物体的内能是物 体中所有分子的分子动能
32、和分子势能的总和,与温度和体积的变化都有关。3.(2014 福建高考)如图,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间 隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。图中曲线能正确表示某一温度 下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()A.曲线 B.曲线 C.曲线 D.曲线【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)分子做永不停息的无规则运动;(2)分子运动的速率分布规律是中间多两边少。【解析】选D。据分子运动特点和速率分布可知 A、B、C错误,D正确4.(2014 福建高考)如图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图像,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态 Co设A、B、C状态对
33、应的温度分别为Ta、Tb、Tc,则下列关系式中正确的是()A * aA.Ta<TB,T b<TcB.T a>Tb,T b=TcC.Ta>Tb,T b<TcD.Ta=Tb,Tb>Tc【解题指南】解答本题时应明确一定质量的理想气体的状态方程。【解析】选Co据理想气体状态方程 * = a,可知气体从状态A经等容过程 到状态B, p=常量,压强减小,温度降低,即Ta>Tb;从状态B到状态C为等压 变化,T =常量,体积增加,温度升高,有Tb<Tc,故选Co5.(2014 广东高考)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。充气袋四周被挤压时,假设
34、袋内气体与外界无热交换,则袋内气体()易碎品充气袋A.体积减小,内能增大B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增大D.对外界做正功,压强减小【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)根据理想气体的状态方程,明确压强p、体积V和温度T之间的相互制约 关系。(2)如何确定气体对外界做功:气体体积减小,气体对外界做负功;气体体积 增大,气体对外界做正功。(3)热力学第一定律 U=Q+W定性判断。【解析】选A、a充气袋被挤压时,体积减小,气体对外界做负功,袋内气体 与外界无热交换,由热力学第一定律,可得气体的内能增大,温度升高;气体 体积减小,温度升高,由理想气体的状态方程可得压强增大,
35、故A C正确,B、 D错误。6 . (2014 山东高考)如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一 定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体()A.内能增加B.对外做功C.压强增大D.分子间的引力和斥力都增大【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)明确理想气体的特点;(2)理想气体状态变化时应同时遵守气体实验定律和热力学第一定律。【解析】选A、B。当环境温度升高时,压强不变,缸内气体膨胀对外做功, 理想气体不考虑分子力,内能仅由物质的量和温度决定,温度升高,气体的 内能增加,正确选项为A Bo7 .(2014 上海高考)分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分 子间的()A
36、.引力增加,斥力减小B.引力增加,斥力增加C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增加【解题指南】解答本题的关键是了解分子间的引力和斥力随分子间距离的变化关系。【解析】选C。分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距离增加时,分子间 的引力和斥力同时减小。8 .(2014 上海高考)如图,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体()A.压强增大,体积增大B.压强增大,体积减小C.压强减小,体积增大D.压强减小,体积减小【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)试管竖直放置与自由下落时气体压强变化情况;(2)根据玻意耳定律分析体积变化情况。【解析】选B。试管竖直放置时,封
37、闭的气体压强为p=po- P gh;试管自由下 落时,封闭的气体压强为p=内根据玻意耳定律pV=C,压强增大,则体积减小, 故选项B正确。9 .(2014 上海高考)如图,在水平放置的刚性汽缸内用活塞封闭两部分气体A和B,质量一定的两活塞用杆连接。汽缸内两活塞之间保持真空,活塞与汽 缸壁之间无摩擦,左侧活塞面积较大,A、B的初始温度相同。略抬高汽缸左 端使之倾斜,再使A B升高相同温度,气体最终达到稳定状态。若始末状态A、B的压强变化量 Pa、 Pb均大于零,对活塞压力的变化量为 Fa、 Fb,则()A.A体积增大B.A体积减小C. Fa> FbD. Pa< Pb【解题指南】解答本
38、题注意以下三点:(1)两活塞和杆均处于平衡状态,合力为零,两侧气体对两活塞的压力相等; 由也=C ,可得 V =CT ,则 AV =CAT ,因为 Pa<Pb、A Ta= A Tb,所以 V> TPPVb; 由-P =C ,可得 p = T ,则 Ap =T ,因为 V>VB、A Ta= A Tb,所以 Pa< A TVVPb。【解析】选A、D设汽缸内气体对活塞的压力分别为 Fa、Fb,初始则有Fa=Fb, 倾斜后,设活塞斜向下的重力分力为G',根据受力平衡,则有Fa' +G' =Fb' 所以AFaVAFb,选项C错。压强的变化量Apa=
39、., Apb=Hb,根据AFaVASASBFb,Sa>Sb,判断 PaVPb,选项D对。根据理想气体状态方程有包幺= (PaPa)VA ,T T T* = (Pb.&Pb)Vb,据此可得Pa Va=近反,整理可得T T T( p p )aVB: P b P b) VVA=VB,可得(1 £)Va (1 与Vb PaPb一2=V,根据 Fa<A Fb,Fa=Fb,可得VA<退,根据两个部分体(1 告)Va (1 T)VbVA VBFaFb积一个增大另一个减小,判断A的体积增大,选项A对B错。10.(2014 重庆高考)重庆出租车常以天然气作为燃料,加气站储气罐
40、中天 然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐 内气体(可视为理想气体)()A.压强增大,内能减小B.吸收热量,内能增大C.压强减小,分子平均动能增大D.对外做功,分子平均动能减小【解析】选B。对理想气体由pV=nRK知体积和质量不变,温度升高时,压 强增大,选项C错误。理想气体的内能只有分子动能,而温度是分子平均动 能的标志,故温度升高,分子平均动能增大,内能增大,选项A、D错误。体积 不变,故W=0,由热力学第一定律 U=Q+Wffl,吸热内能增大,故选Bo 11. (2014 新课标全国卷n)下列说法正确的是()A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运
41、动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果【解题指南】解答本题时应注意以下三个方面:(1)布朗运动不能反映花粉分子的热运动;(2)水的沸点与气压有关,与温度无关;(3)湿泡外纱布中水蒸发吸热可使湿泡的温度降低。【解析】选B、C E。悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则 热运动,A错误;空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果,B正确;彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
42、,C正确;高原地区水的沸点较低,是由于高原地区气压低,故水的沸点也较低,D错误;干湿 泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是由于湿泡外纱布中水蒸发吸收热量,使湿泡的温度降低,E正确。12.(2014 海南高考)下列说法正确的是()A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征【解析】选C E。液体的表面张力垂直于分界面,且与液面相切,A错误;只 要是晶体,不论是单晶体还是多晶体都有固定
43、的熔点,B错误;单晶体中原子 (或分子、离子)的排列具有空间周期性,所以有规则的几何形状,C正确;金 属是晶体,晶体的某些物理性质具有各向异性,D错误;液晶既具有液体的流 动性,又具有晶体的各向异性,E正确。故选C、E。13.(2014 大纲版全国卷)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是()A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小【解题指南】解答本题应从以下两点进行分析:(1) 了解题中所给的“一定量的稀薄气体”这一条件的用意。(2)影响气体压强有两方面,一是气体的体积;二
44、是气体的温度。从微观上说 就是分子的平均距离和分子运动的剧烈程度。【解析】选B、Do 一定量的稀薄气体,可以认为是理想气体。气体的压强增 大可能是由气体的体积缩小而引起的,不一定是分子的热运动变得剧烈所致,A错误;在气体的体积增大时,气体分子的热运动一定变得剧烈,压强才 会保持不变,B正确;气体压强增大可能是由气体的体积缩小而引起的,这样 气体分子的平均距离会变小,也可能是由于分子的热运动变得剧烈所致,而 气体的体积不变,这时气体分子的平均距离不会变小,C错误;如果气体分子 的热运动变得缓慢时,气体的体积减小一些,即气体分子的平均距离减小一 些,气体的压强也可能减小,D正确。二、非选择题1.(
45、2014 浙江高考)如图所示,内壁光滑的圆柱形金属容器内有一个质量为 m面积为S的活塞。容器固定放置在倾角为0的斜面上。一定量的气体被 密封在容器内,温度为To,活塞底面与容器底面平行,距离为ho已知大气压 强为po,重力加速度为g。(1)容器内气体压强为O由于环境温度变化,活塞缓慢下移厚气体温度为;此过程中容器内气体(选填“吸热”或“放热”),气体分子的平均速率(选填“增大”“减小”或“不变”)【解析】(1)容器内气体的压强为p=p>+当空空S(2)由于气体做等压变化,由盖一吕萨克定律可得hShS=名,解得r = T0;外界对气体做功,而气体的内能减小,气体一定对外放热;温度降低,分子
46、的平 均动能减小,平均速率也减小。答案:(1) p 0+ mgcos° (2)五放热 减小S22.(2014 上海高考)在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与 体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处,然后将注射 器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一次压强p,最后得 至U p和V的乘积逐渐增大。o _£甲 POOJL乙 2 由此可推断,该同学的实验结果可能为图(2)图线弯曲的可能原因是在实验过程中A.注射器中有异物B.连接软管中存在气体C.注射器内气体温度升高D.注射器内气体温度降低【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)在体
47、积增大,压强减小的过程中,温度要升高。(2)明确图像的斜率的意义。【解析】根据史=C可得V=CT1,说明只有在温度不变时,气体的体积 V TP与压强的倒数工才成正比。在体积增大,压强减小的过程中,温度要升高,所P以V-1图像斜率要变大。故该同学的实验结果可能为图甲。图线弯曲的可P能原因是在实验过程中,注射器内气体温度升高。答案:(1)甲(2)C3. (2014 江苏高考)一种海浪发电机的气室如图所示。工作时 ,活塞随海 浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开 或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。出气口:
48、;八匕一进气口(1)下列对理想气体的理解,正确的有()A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中的气体与外界无热量 交换,内能增加了 3,4 乂 104J,则该气体的分子平均动能 (选填“增 大”“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功 (选填“大于” “小 于”或“等于” )3.4 X104JO上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27C ,体积为0.224m3,压强为1个 标准大气压。已知1mO气
49、体在1个标准大气压、0c时的体积为22.4L,阿 伏加德罗常数 N=6.02 X 1023m/。计算此时气室中气体的分子数。(计算结 果保留一位有效数字)【解析】(1)选A、Do实际的气体在一定的条件下都是理想气体的近似,所 以A项正确;B项忽视了温度的条件,所以排除;一定质量的某种理想气体的 内能与温度有关,与体积无关,C项错误;气体实验定律的适用条件就是一定 质量的理想气体,D项正确。 据题意“气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了 3.4 X104J",分 子平均动能增大,并且只能是外界对气体做功,做功数量等于内能的增加 量。(3)设气体在标准状态时的体积为 V1,等压过程上
50、 =%T T1气体物质的量n=",且分子数N=nNV。解得 N , VT1Na V0T代入数据得N=5X 1024(或N=6X 1024)答案:(1)A、D (2)增大 等于 (3)5 X 1024或 6X 1024【误区警示】第(1)问中要注意物体的内能与温度、体积都有关,而理想气体分子间作用力为0,所以分子势能为0,这点有的同学容易错;第(2)问忽视 了绝热。4.(2014 新课标全国卷H )如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑, 其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与 大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两汽缸中各有一厚度 可忽
51、略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。当大 气压为p0,外界和汽缸内气体温度均为7c且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离 是汽缸高度的L活塞b在汽缸正中间。4现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;继续缓慢加热,使活塞a上升,当活塞a上升的距离是汽缸高度的1时,求 16氧气的压强。【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)电阻丝缓慢加热至活塞b升至顶部前氮气做等压变化;(2)活塞a上升过程中氧气做等温变化。【解析】活塞b升至顶部过程中,活塞a、b下方的氮气做等压变化,活塞 a不动。设汽缸A的容积为V。,氮气初始状态的体积为 V1,温度为T1,末状
52、态 体积为V2,温度为丁2。则:317 GV1 = V。 V。= V。 48831gV2 =-V。-V。 Vo (2)44根据盖一吕萨克定律V1 'Ti T2由式并代入数据解得T2=320K缓慢加热时,活塞a上方的氧气做等温变化,根据玻意耳定律得1 3-p0 -V0 =P2 - V0 416解得P2 = 4 P03答案:320K3P0 35. (2014 新课标全国卷I ) 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的 圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气 体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面
53、,沙子倒完时,活塞下降了 p若此 后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强 始终保持不变,重力加速度大小为g。【解题指南】解答本题要注意把握以下两点:(1)气体温度不变,发生等温变化,要应用玻意耳定律。(2)气体压强不变,发生等压变化,要应用盖一吕萨克定律。【解析】设汽缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为 p,由玻意耳定律得phS=(p+Ap)(h- lh)S 4解得ApJp 3外界的温度变为T后,设活塞距底部的高度为M。根据盖-吕萨克定律,得八 1,、(h -4h)ssToT解得h,=3Ih 4To据题意可得 p=mg s气体最后的体积为V=ShH
54、联立式得V= 9mghT 4pT0答案:9mgh! 4pT。6. (2014 山东高考)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质 量M=3xi03kg、体积V0=0.5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一 定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离 h1=40m,筒内气体体积V1=1m。在 拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮。求 上和h2。(已知大气压强 p0=1 x 105Pa,水的密度p =1 x 103kg/m3,重力加速度的大小 g=10m/V。不计水 温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮
55、筒质量和筒壁厚度可忽略。)【解题指南】解答本题应明确以下两点:(1)浮筒缓慢上升表示它处于平衡状态,可列平衡方程;(2)水下h处的压强为p=p)+ p gho【解析】当F=0时,由平衡条件得Mg=p g(V0+M)代入数据得V2=2.5m3设筒内气体初态、末态的压强分别为 pi、P2,由题意得pi=po+ p ghi p2=po+ p gh2 在此过程中筒内气体的温度和质量不变,由玻意耳定律得pV=p2V 联立式代入数据得h2=10m答案:2.5m3 10m7.(2014 重庆高考)如图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个 气泡内充满体积为V),压强为p°的气体,当平板状物品
56、平放在气泡上时,气泡 被压缩。若气泡内气体可视为理想气体,其温度保持不变,当体积压缩到 V 时气泡与物品接触面的面积为 S,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的 压力。【解析】设压力为F,压缩后气体压强为p由等温过程:p0V0=pV F=pS解得:F = Vo p0s V答案:&°SV8.(2014 上海高考)如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为 280K时,被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强 po=76cmHg(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少?(2)封闭气体的温度重新回到280 K后,为使封
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