202X届高考物理一轮复习专题十四热学课件

1、专题十四专题十四热学热学20102019年高考全国卷考情一览表 考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68分子动理论内能答案P2881.(2019北京,15,6分,难度)下列说法正确的是(A)A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变解析温度这个物理量从宏观来看是物体冷热程度的表现,从微观上看是分子平均动能的表现,即反应了分子热运动的剧烈程度,选项A正确;内能是物体内所有分子动能和势能之和,选项B错误;气体压强与温度和体积均有关,而分子的平

2、均动能仅由温度决定,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,气体温度降低,分子的平均动能一定减小,选项D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点732.(2018全国2,33(1),5分,难度)(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是BDE。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分) A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能解析气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能

3、之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项D正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点733.(2018北京,14,6分,难度)关于分子动理论,下列说法正确的是(C)A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大解析气体扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,A错误;布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体颗粒的运动,而不是液体分子的运动,B错误;分子间同时存在着引力和斥

4、力,C正确;在分子力作用范围内,分子间的引力随着分子间距的增大而减小,当超出分子力作用范围时,分子间的引力为零,不再变化,D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点734.(2017全国1,33(1),5分,难度)(多选)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是(ABC)A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 时相比,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分

5、子数占总分子数的百分比较大考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析由归一化知图中两条曲线下的面积相等均为1,A正确。虚线对应的氧气分子速率较小的占的比例大,故平均动能较小,B正确。实线对应的氧气分子速率较大的占的比例大,故热运动剧烈,为100 的情形,C项正确。曲线只给出了各速率区间分子数占总分子数的百分比,没有给出分子数目,故D项错误。100 时分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,E项错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点735.(2017北京,13,6分,难度)以下关于热运动的说法正确的是(C)A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B

6、.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大解析水分子热运动的剧烈程度与温度有关,与水流速度无关,故A项错误。水分子的热运动永不停息,故B项错误。温度越高,水分子热运动越剧烈,故C项正确。水温度升高,水分子平均速率增大,不是每一个分子速率都增大,故D项错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点736.(2016全国3,33(1),5分,难度)(多选)关于气体的内能,下列说法正确的是(CDE)A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一

7、定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析气体的内能在宏观上由物质的量、温度和体积决定,质量相同的气体,物质的量不一定相同,选项A错误;若是理想气体,不考虑分子势能,其内能由物质的量和温度共同来决定;若是一定质量的理想气体,其内能仅由温度来决定,选项D正确;由 =C(C为常数)知,一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,温度一定升高,内能一定增加,选项E正确;气体整体运动的速度对应气体的宏观动能,属于机械能,选项B错误;改变内能有两种方式:做功和热传递。气体被压缩时,外界对气体做功,但气体吸、放热

8、情况不知,气体内能可能升高、不变或降低,故选项C正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点737.(2016上海,17,4分,难度)(多选)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。若1 mol该气体的体积为Vm,密度为,则该气体单位体计分子数为(阿伏加德罗常数为NA)(ABC)考点68考点69考点70考点71考点72考点738.(2016北京,20,6分,难度)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的

9、颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料,以下叙述正确的是(C)A.PM10表示直径小于或等于1.010-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析PM10表示直径小于或等于1.010-5 m的悬浮颗粒物,A错误;来自各个方向的

10、空气分子对PM10的撞击不平衡,使PM10做布朗运动,是不规则的运动,故加速度大小和方向不断变化,所以合力可以大于、小于或等于其重力的大小,故B错误,C正确。根据题干可推测,PM2.5的浓度应随高度增加而减小,故D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点739.(2015全国2,33(1),5分,难度)(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是(ACD)A.温度越高,扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析扩散现象是固体、液体或气体分子永不停息做无规则

11、运动所致,其剧烈程度与温度有关,扩散现象不是化学反应,A、C、D项正确而B、E项错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7310.(2015山东,37(1),4分,难度)(多选)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是(BC)A.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动C.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析混合均匀是由于水分子不停地做无规则运动撞击小碳粒,使得碳粒也做无规则运动,即布朗运动,布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关,碳粒更小的墨汁,布朗运动会越明显

12、,则混合均匀的过程越迅速,B、C项正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7311.(2014上海,4,3分,难度)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(C)A.引力增大,斥力减小B.引力增大,斥力增大C.引力减小,斥力减小D.引力减小,斥力增大解析根据分子动理论可知,分子间距离增大时,分子间的引力和斥力同时减小,C项正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7312.(2012全国,14,5分,难度)(多选)下列关于布朗运动的说法,正确的是(BD)A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的

13、温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动,而非液体分子的无规则运动,选项A错误;布朗运动的剧烈程度与液体的温度、固体颗粒大小有关,选项B正确;布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒撞击不平衡引起的,选项C错误,D正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7313.(2012广东,13,4分,难度)清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的(D)A.引力消失,斥力增大B.斥力消失,引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大解析露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,液化过程中,分

14、子间的距离变小,引力与斥力都增大,选项D正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7314.(2012海南,17(1),5分,难度)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是 (ACE)A.在rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减少B.在rr0阶段,分子力为引力,两分子相互靠近时分子力做正功,分子动能增加,分子势能减少,A项正确;在r0,W0,从外界吸收热量,D对;气体吸收的热量,一部分对外做功,另一部分增加了气体的内能,

15、E错。考点68考点69考点70考点71考点72考点7328.(2018海南,15(1),4分,难度)(多选)如图,一定量的理想气体,由状态a等压变化到状态b,再从b等容变化到状态c。a、c两状态温度相等。下列说法正确的是(BD)A.从状态b到状态c的过程中气体吸热B.气体在状态a的内能等于在状态c的内能C.气体在状态b的温度小于在状态a的温度D.从状态a到状态b的过程中气体对外做正功考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析由于理想气体不考虑分子势能,故理想气体的内能等于分子平均动能的总和,而温度是分子平均动能的宏观表现,由理想气体状态方程 可知,当Vb=Vc,pbpc时,TbTc,

16、故Ucb0,根据热力学第一定律Ucb=W+Q,体积V不变,故W=0,所以Q0,从状态b到状态c的过程中气体放热,选项A错误;同理,气体在状态a的温度等于在状态c的温度,故气体在状态a的内能等于在状态c的内能,选项B正确;由理想气体状态方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知,当pa=pb,VaVb时,TaTb,选项C错误;从状态a到状态b的过程中气体膨胀对外做正功,故D正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7329.(2017全国2,33(1),5分,难度)(多选)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整

17、个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是(ABD)A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析由于隔板右侧是真空,隔板抽开后,气体自发扩散至整个汽缸,并不做功也没有热量交换,所以自发扩散前后内能相同,故选项A正确,选项C错误;气体被压缩过程中,外界对气体做功,没有热量交换,根据U=W+Q,气体的内能增大,故选项B、D正确;气体被压缩过程中,温度升

18、高,分子平均动能增大,故选项E错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7330.(2017全国3,33(1),5分,难度)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是(ABD)A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析在过程ab中,气体体积不变,压强变大,根据 知,气体温度升高,则内能增加,A正确;在过程ca中,气

19、体体积减小,外界对气体做功,B正确;在过程ab中,气体体积不变,气体不对外做功,外界也不对气体做功,C错;在过程bc中,气体进行的是等温变化,U=0,气体体积变大,对外做功,W0气体从外界吸收热量,D正确;根据 知,在过程ca中,气体温度降低,则U0,故一定有QTc,一定量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,B选项正确;cd过程中,温度不变,内能不变,根据热力学第一定律U=Q+W,向外界放出的热量等于外界对气体做的功,C选项错误;在过程da中,U0即W+Q0,吸收的热量应大于气体对外界做的功,D选项错误;在过程da中,外界对气体做的功为W1=pd(Va-Vd)=pdVa-pdVd

20、,d和a压强相等,所以W1=paVa-pdVd,bc过程中气体对外界做功W2=pc(Vb-Vc),b、c压强相同,所以W2=pbVb-pcVc,c和d,a和b温度相同,所以paVa=pbVb,pdVd=pcVc,W1=W2,E选项正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7333.(2016全国1,33(1),5分,难度)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是(BDE)A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平

21、衡解析根据热力学第一定律可知,气体吸热如果同时对外做功,其温度不一定升高,选项A错误;由热力学定律可知选项B、D、E正确;理想气体在等压膨胀的过程中,温度升高,内能增加,对外做功,由U=W+Q知,气体一定吸热,选项C错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7334.(2016海南,15,4分,难度)(多选)一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过程2到达状态N,其p-V图象如图所示。在过程1中,气体始终与外界无热量交换;在过程2中,气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程,下列说法正确的是(ABE)A.气体经历过程1,其温度降低B.气体经历过程1,其内能减少C.气体在过程

22、2中一直对外放热D.气体在过程2中一直对外做功E.气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析气体经历过程1,压强减小,体积变大,膨胀对外做功,内能减少,故温度降低,选项A、B正确。气体在过程2中,根据理想气体状态方程 ,刚开始时,气体体积不变,压强减小,则温度降低,对外放热;然后压强不变,体积变大,膨胀对外做功,则温度升高,吸热,故选项C、D错误;无论是经过1过程还是过程2,初、末状态相同,故内能改变量相同,选项E正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7335.(2015广东,17,6分,难度)(多选)如图为某实验器材的结构示意

23、图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水。在水加热升温的过程中,被封闭的空气(AB)A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小D.所有分子运动速率都增大考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析此封闭气体体积不变,外界不对气体做功,气体也不对外界做功,气体通过金属内筒吸热,根据热力学第一定律可知气体内能增大,故选项A正确;封闭气体分子数以及分子平均间隔距离不变,则分子势能不变,内能增大说明分子热运动动能增大,封闭气体分子数不变所以气体分子热运动平均动能增大,封闭气体温度升高,分子热运动平均速率增大,而单位体积内分子数不变,所以封闭气体压强增大,故选项B正确;封

24、闭气体分子数与体积不变,所以分子间平均距离不变,所以分子间斥力与引力都不变,故选项C错误;封闭气体温度升高,分子热运动平均动能增大,分子热运动平均速率增大,并不是所有分子速率都增大,故选项D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7336.(2015北京,13,6分,难度)下列说法正确的是(C)A.物体放出热量,其内能一定减少B.物体对外做功,其内能一定减少C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变解析据热力学第一定律可知,改变物体内能有两种方法:做功和热传递,仅仅根据单一做功或热传递均无法判断内能的变化情况,故A、B错;物体吸收热量

25、,内能增加,对外做功,内能减少;如果吸收热量比对外做功更多,则物体内能增加,故选项C正确;D选项中,物体放出热量和对外做功均会使内能减少,故内能一定减少,选项D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7337.(2014全国1,33(1),6分,难度)(多选)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图象如图所示。下列判断正确的是 (ADE)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两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气

26、体分子撞击的次数不同考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析由题图可知,过程AB中,气体做等容变化,气体温度升高,内能增加;由热力学第一定律可知,气体一定吸热,A项正确;过程BC中,气体做等温变化,气体温度不变,内能不变,由PV=c可知,气体压强减小,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体从外界吸收热量,B项错误;过程CA中,气体做等压变化,气体温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体放出的热量大于外界对气体做的功,C项错误;A、B和C三个状态中,状态A气体的温度最低,分子平均动能最小,D项正确;气体在状态B的压强大于状态C的压强,在状态

27、B的体积小于在状态C的体积,B和C两个状态的温度相等,因此在状态B中容器单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数大于在状态C中的撞击次数,E项正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7338.(2014广东,17,6分,难度)(多选)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,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体(AC)A.体积减小,内能增加B.体积减小,压强减小C.对外界做负功,内能增加D.对外界做正功,压强减小解析充气袋被挤压时,体积减小,外界对气体做功(气体对外界做负功),气体内能增加,根据气体实验定律可知,气体压强增大,综上分析知,A、C两项正确。

28、考点68考点69考点70考点71考点72考点7339.(2014山东,37(1),4分,难度)(多选)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(AB)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析因气体为理想气体,温度升高时内能增加。选项A正确。温度升高时,气体做等压变化,体积膨胀,对外做功,选项B正确,C错误。体积膨胀后分子间距增大,分子引力和斥力都减小,D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7340.(2014北京,13,6分,难度)下列说法中正确的是(B)A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.

29、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温度是分子平均动能的标志,物体温度升高,则分子的平均动能一定变大,所以A错误,B正确;物体温度不变时,说明分子平均动能不变,但若等温压缩或膨胀,则分子势能改变,其内能也会增加或者减少,故C、D错误。考点68考点69考点70考点71考点72考点7341.(2013全国1,33(1),5分,难度)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是(BCE)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.分子动能先增加,后减少D.分

30、子势能先增加,后减少E.分子势能和动能之和不变考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析分子力随分子间距离变化的图象如图,根据图象可知,分子间距离减小过程中,分子力先增大,后减小,再增大,A项错;靠近过程中,分子力先为引力,后为斥力。为引力时,分子力做正功,动能增加,分子势能减少,为斥力时,分子力做负功,动能减少,分子势能增加,B、C正确,D错;运动过程中,总能量守恒,E正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7342.(2013全国,15,6分,难度)(多选)根据热力学定律,下列说法中正确的是(AB)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

31、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”解析在一定条件下,热量可以从低温物体传给高温物体,A正确;空调机工作过程中,电流做功产生热,所以向室外放热多,从室内吸热少,B正确;C项中的说法违反热力学第二定律,C错;对能源的过度消耗会造成可以利用的能量减少,而总的能量是守恒的,D错。考点68考点69考点70考点71考点72考点7343.(2012全国,33(1),5分,难度)(多选)关于热力学定律,下列说法正确的是(ACE)A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量B.对某物体做

32、功,必定会使该物体的内能增加C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功D.不可能使热量从低温物体传向高温物体E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析改变内能的方法有做功和热传递两种,所以为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,选项A正确;对物体做功的同时向外界放热,则物体的内能可能不变或减小,选项B错误;根据热力学第二定律可知,在对外界有影响的前提下,可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功,选项C正确;在有外界做功的条件下,可以使热量从低温物体传递到高温物体,选项D错误;根据热力学第二定律可知,选项E正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7344.(2011全国,33

33、(1),5分,难度)(多选)对于一定量的理想气体,下列说法正确的是(ADE)A.若气体的压强和体积都不变,其内能也一定不变B.若气体的内能不变,其状态也一定不变C.若气体的温度随时间不断升高,其压强也一定不断增大D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关E.当气体温度升高时,气体的内能一定增加解析一定质量的理想气体的内能仅由温度来决定,温度不变,气体的内能不变,温度升高,气体的内能增加,选项E正确;由 (常量)可知,p、V不变则T一定不变,选项A正确;同理可知,选项C错误;若气体的内能不变,气体的温度一定不变(等温变化),则pV的乘积不变,其状态有可能改变,选项B错误;气体温度每

34、升高1 K吸收的热量与过程有关,气体温度升高1 K的过程中气体对外做功和气体对外不做功两种情况下,气体吸收的热量并不相等。选项D正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点7345.(2014浙江,13,6分,难度)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的斜面上。一定量的气体被密封在容器内,温度为T0,活塞底面与容器底面平行,距离为h。已知大气压强为p0,重力加速度为g。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析 考点68考点69考点70考点71考点72考点7346.(2013浙江,13,5分,难度)一定质量的理想气体,从初始状

35、态A经状态B、C、D再回到状态A,其体积V与温度T的关系如图所示。图中TA、VA和TD为已知量。(1)从状态A到B,气体经历的是等容(填“等温”“等容”或“等压”)过程; (2)从B到C的过程中,气体的内能不变(填“增大”“减小”或“不变”); (3)从C到D的过程中,气体对外做负功(填“做正功”“做负功”或“不做功”),同时放热(填“吸热”或“放热”); 考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析(1)从状态A到B,气体的体积不变,为等容变化过程。(2)从B到C的过程,温度不变,所以气体的内能不变。(3)从C到D的过程,气体体积减小,气体对外做负功,W0;气体温度降低,内能减少,U

36、0。由热力学第一定律U=W+Q可知,Qh,故hFBD.pApB考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析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FAFB,C项错误;压强的变化量考点68考点69考点70考点71考点72考点7372.(2018全国1,33,15分,难度)(1)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程、到达状态e,对此气体,下列说法正确的是BDE(选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。 A.过程中气体的压强逐渐减小B.过程中气

37、体对外界做正功C.过程中气体从外界吸收了热量D.状态c、d的内能相等E.状态d的压强比状态b的压强小考点68考点69考点70考点71考点72考点73(2)如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析(1)过程是等容变化,温度升高,压强增大,故A项错误;过程中,体积增大

38、,气体对外做功,故B项正确;过程是等容变化,温度降低,放出热量,故C项错误;过程是等温变化,温度不变,故状态c、d的内能相等,故D项正确;E项,由理想气体方程可知 为定值,状态d相对于状态b,V和T均增大,故p应减小,故E项正确。考点68考点69考点70考点71考点72考点73(2)设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2。在活塞下移的过程中,活塞上下方气体的温度保持不变。由玻意耳定律得考点68考点69考点70考点71考点72考点7373.(2018全国2,33(2),10分,难度)如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距

39、为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦,开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处,求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68考点69考点70考点71考点72考点7374.(2017全国1,33(2),10分,难度)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)

40、连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ,汽缸导热。(1)打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;(2)接着打开K3,求稳定时活塞的位置;(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析(1)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律

41、得p0V=p1V1(3p0)V=p1(2V-V1)联立式得p1=2p0考点68考点69考点70考点71考点72考点73(2)打开K3后,由式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时,活塞下方气体压强为p2。由玻意耳定律得(3p0)V=p2V2由式得考点68考点69考点70考点71考点72考点7375.(2016海南,15(2),8分,难度)如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为=7.5102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为p0=4.5103 Pa。外界温

42、度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比,重力加速度大小g取10 m/s2 ,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。答案11考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析设初始状态时汽缸左气室的体积为V01,右气室的体积为V02;当活塞至汽缸中某位置时,左、右气室的压强分别为p1、p2,体积分别为V1、V2,由玻意耳定律得p0V01=p1V1p0V02=p2V2依题意有V01+V02=V1+V2由力的平衡条件有p2-p1=gh由此解得V1=32V01(另一解不合题意,舍去)由式和题给条件得V1V2=11考点68考点69考点70考

43、点71考点72考点7376.(2015全国1,33(2),10分,难度)如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00105 Pa,温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距 ,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求:(1)在大活

44、塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。考点68考点69考点70考点71考点72考点73答案(1)330 K(2)1.01105 Pa解析(1)设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2。由题给条件得V2=S2l在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得T2=330 K考点68考点69考点70考点71考点72考点73(2)在大活塞与大圆筒底部刚

45、接触时,被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p,由查理定律,有联立式并代入题给数据得p=1.01105 Pa考点68考点69考点70考点71考点72考点7377.(2015海南,15(2),8分,难度)如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触。求活塞A移

46、动的距离。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析设平衡时,在A与B之间、B与容器底面之间气体的压强分别为p1和p2,由力的平衡条件有p1S=p0S+mgp2S=p1S+mg漏气发生后,设整个封闭气体体积为V,压强为p,由力的平衡条件有pS=p0S+mg由玻意耳定律得pV1=p1Vp(V-V1)=p2V式中,V1是原来A与B之间的气体在漏气发生后所占的体积。设活塞A移动的距离为l(取升高时为正),按几何关系有V=2V+Sl考点68考点69考点70考点71考点72考点7378.(2014全国1,33(2),10分,难度)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

47、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T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了 。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。考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68考点69考点70考点71考点72考点7379.(2014全国2,33(2),10分,难度)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

48、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7 且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的 ,活塞b在汽缸正中间。(1)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;(2)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 时,求氧气的压强。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设汽缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1;末态体积为V2,温度为T2,按题意,

49、汽缸B的容积为 ,由题给数据和盖吕萨克定律有考点68考点69考点70考点71考点72考点73考点68考点69考点70考点71考点72考点7380.(2014山东,37(2),4分,难度)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3103 kg、体积V0=0.5 m3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=40 m,筒内气体体积V1=1 m3。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V2和h2。已知大气压强p0=1105 Pa,水的密度=1103 kg/m3,重力

50、加速度的大小g取10 m/s2。不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。考点68考点69考点70考点71考点72考点73答案2.5 m310 m解析当F=0时,由平衡条件得Mg=g(V0+V2)代入数据得V2=2.5 m3设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2,由题意得p1=p0+gh1p2=p0+gh2在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得p1V1=p2V2联立式,代入数据得h2=10 m考点68考点69考点70考点71考点72考点7381.(2013全国1,33(2),10分,难度)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

51、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V0,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p0和 ;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 。现使汽缸底与一恒温热源接触,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T0,不计活塞与汽缸壁间的摩擦。求:(1)恒温热源的温度T;(2)重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx。考点68考点69考点70考点71考点72考点73解析(1)与恒温热源接触后,在K未打开时,右活塞不动

52、,两活塞下方的气体经历等压过程,由盖吕萨克定律得考点68考点69考点70考点71考点72考点73(2)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,左汽缸中活塞上方气体的体积为Vx,由玻意耳定律得考点68考点69考点70考点71考点72考点7382.(2013山东,36(2),4分,难度)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990 m深处的海水温度为280

53、 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量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3。如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)。(2)下潜过程中封闭气体放热(填“吸热”或“放热”),传递的热量大于(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。 考点68考点69考点70考点71考点72考点73答案见解析解析(1)当汽缸下潜至990 m时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知p=100 atm根据理想气体状态方程得代入数据得V=2.810-2 m3考点68考点69考点70考点71考点72考点7383.(2013海南,15(2),6分,难度)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31.初始时,该装置的底部盛有水银;活塞与水银面之间封有