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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题十二热学,高考物理,(江苏省专用),1/101,非选择题,1.(江苏单科,12A,12分)(1)一定质量理想气体从状态,A,经过状态,B,改变到状态,C,其,V,-,T,图像,如图所表示。以下说法正确有,。,A.,A,B,过程中,气体对外界做功,B.,A,B,过程中,气体放出热量,C.,B,C,过程中,气体压强不变,D.,A,B,C,过程中,气体内能增加,A,组,自主命题,江苏卷题组,五年高考,2/101,(2)甲图和乙图是某同学从资料中查到两张统计水中炭粒运动位置连线图片,统计炭粒位置时间间隔均为30 s,两方格纸每格表示长度相同。比较两张图片可知:若水温相同,(选填“甲”或“乙”)中炭粒颗粒较大;若炭粒大小相同,(选填“甲”或“乙”)中水分子热运动较猛烈。,(3)科学家能够利用无规则运动规律来硕士物蛋白分子。资料显示,某种蛋白摩尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为3,10,-9,m球,已知阿伏加德罗常数为6.0,10,23,mol,-1,。请估算该,蛋白密度。(计算结果保留一位有效数字),3/101,解析(1)本题考查气体试验定律、,V,-,T,图像了解与应用、热力学第一定律。,A,B,过程中,气体体积减小,外界压缩气体做功,故A项错误;温度不变,则气体内能不变,由热力学第一定律,可知,气体应该放出热量,故B项正确。由,V,-,T,图像可知,B,C,过程中,气体压强不变,即C项正,确。,A,B,C,过程中,温度先不变后降低,故气体内能先不变后降低,故D项错误。,答案(1)BC(2)甲乙(3)看法析,4/101,知识链接决定内能原因,物体内能决定于分子个数、分子动能、分子势能三个原因。对于一定质量理想气体,分子,个数一定,分子势能忽略不计,故其内能只决定于温度。,(2)本题考查布朗运动。相同温度条件下,炭粒较大其布朗运动激烈程度较弱,炭粒在30 s,始、末时刻所在位置连线距离就较短,故甲图中炭粒颗粒较大;炭粒大小相同时,温度越高,分子热运动越猛烈,做布朗运动炭粒运动也越猛烈,故乙中水分子热运动较猛烈。,(3)摩尔体积,V,=,r,3,N,A,或,V,=(2,r,),3,N,A,由密度,=,解得,=,(或,=,),代入数据得,=1,10,3,kg/m,3,(或,=5,10,2,kg/m,3,5,10,2,1,10,3,kg/m,3,都算对),友情提醒物体体积与分子体积关系,对于固体和液体,能够忽略分子间空隙,其体积=单个分子体积,分子个数。对于气体,上,述结论不成立,因为气体分子间隙较大,不能忽略。,5/101,2.(江苏单科,12A,12分)(1)在高原地域烧水需要使用高压锅。水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽。停顿加热,高压锅在密封状态下迟缓冷却。在冷却过程中,锅内水蒸气改变情况为,。,A.压强变小,B.压强不变,C.一直是饱和汽,D.变为未饱和汽,(2)如图1所表示,在斯特林循环,p,-,V,图像中,一定质量理想气体从状态,A,依次经过状态,B,、,C,和,D,后再回到状态,A,整个过程由两个等温和两个等容过程组成。,B,C,过程中,单位体积中气体分子数目,(选填“增大”、“减小”或“不变”)。状态,A,和状态,D,气体分子热运动速率统计分布图像如图2所表示,则状态,A,对应是,(选填“”或“”)。,6/101,图1,图2,(3)如图1所表示,在,A,B,和,D,A,过程中,气体放出热量分别为4 J和20 J。在,B,C,和,C,D,过,程中,气体吸收热量分别为20 J和12 J。求气体完成一次循环对外界所做功。,7/101,解析(1)高压锅在密封状态下,因为冷却过程是迟缓进行,所以水和水蒸气保持动态平衡,即,水蒸气一直是饱和汽,故C对D错。饱和气压随温度降低是减小,故A对B错。,规律总结对于密封液体及其上方空间饱和蒸汽,若过程改变快速,液体和蒸汽动态平衡,被破坏,当最终稳定时,蒸汽总要到达饱和状态。若过程改变迟缓,液体和蒸汽保持动态平衡,蒸,汽总处于饱和状态。,答案(1)AC(2)不变(3)8 J,8/101,评析本题考查对饱和汽形成过程了解和饱和气压与温度关系,这是考试说明,中新增加考点。本题考查内容简单,属于轻易题。,(2),B,C,过程气体体积不变,气体总分子数也不变,故单位体积内分子数是不变。,由,=,C,可知,T,A,T,D,温度越高,分子平均速率越大,故状态,A,对应是。,(3)对全过程应用热力学第一定律:-24 J+32 J+,W,=0,则,W,=-8 J,故一次循环中气体对外界做功8 J。,考查点本题考查水蒸气饱和气压、理想气体状态方程应用、分子热运动速率统计分,布规律、热力学第一定律等考点,对考生识图、用图能力有一定要求,属于中等难度题。,9/101,3.(江苏单科,12A,12分)(1)对以下几个固体物质认识,正确有,(),A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体,B.烧热针尖接触涂有蜂蜡薄层云母片后面,熔化蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体,C.天然石英表现为各向异性,是因为该物质微粒在空间排列不规则,D.石墨和金刚石物理性质不一样,是因为组成它们物质微粒排列结构不一样,(2)在装有食品包装袋中充入氮气,能够起到保质作用。某厂家为检测包装袋密封性,在包,装袋中充满一定量氮气,然后密封进行加压测试。测试时,对包装袋迟缓地施加压力。将袋内,氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击作用力,(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气内能,(选填“增大”、,“减小”或“不变”)。,(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L。将其缓,慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体体积变为0.45 L。请经过计算判断该包装袋是否漏,气。,10/101,解析(1)晶体才有固定熔点,A正确。熔化蜂蜡呈椭圆形说明云母片导热含有各向异性,特点,故此现象说明云母片是晶体,B错误;晶体含有各向异性原因是物质微粒在空间排列是,规则,而在不一样方向上单位长度内物质微粒数目不一样,引发不一样方向上性质不一样,故C错误。,石墨物质微粒在空间上是片层结构,而金刚石物质微粒在空间上是立体结构,从而引发二者,在硬度、熔点等物理性质上差异,D正确。,(2)对包装袋迟缓施加压力,袋内气体温度不变,压强增大。所以包装袋内壁单位面积上所受,气体分子撞击力增大。理想气体内能由气体分子动能决定,而温度是分子平均动能标,志,所以,温度不变,气体内能不变。,(3)若不漏气,加压后气体温度不变,设其体积为,V,1,由理想气体状态方程得,p,0,V,0,=,p,1,V,1,代入数据得,V,1,=0.5 L,因为0.45 L0.5 L,故包装袋漏气。,答案(1)AD(2)增大不变(3)看法析,考查点本题考查考生对晶体和非晶体概念了解与判别,对气体压强微观解释、内能与温,度关系、玻意耳定律等知识了解与应用。属于中等难度题。,审题技巧第(2)问中“迟缓”施压,意味着热传递充分。一定质量“理想气体”内能完全决,定于温度。第(3)问中“在室温下”“迟缓压缩”意指等温过程。,11/101,4.(江苏单科,12A,12分)一个海浪发电机气室如图所表示。工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气压强,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、压缩和排出空气过程,推进出气口处装置发电。气室中空气可视为理想气体。,(1)以下对理想气体了解,正确有,(),A.理想气体实际上并不存在,只是一个理想模型,B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体,C.一定质量某种理想气体内能与温度、体积都相关,D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵照气体试验定律,12/101,(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中气体与外界无热量交换,内能增加了3.4,10,4,J,则该气体分子平均动能,(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做功,(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4,10,4,J。,(3)上述过程中,气体刚被压缩时温度为27,体积为0.224 m,3,压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0 时体积为22.4 L,阿伏加德罗常数,N,A,=6.02,10,23,mol,-1,。计算此时气室中气体分子数。(计算结果保留一位有效数字),答案(1)AD(2)增大等于(3)5,10,24,或6,10,24,13/101,解析(1)理想气体是在忽略了实际气体分子间相互作用力情况下而抽象出一个理想化模,型,A正确。实际气体能视为理想气体条件是温度不太低、压强不太大,B错误。理想气体分,子间无分子力作用,也就无分子势能,故一定质量理想气体,其内能与体积无关,只取决于温度,C错误。由理想气体模型定义可知D正确。,(2)所以过程中气体与外界无热交换,即,Q,=0,故由,U,=,W,+,Q,知,W,=,U,。因理想气体内能等于所,有分子分子动能之和,故其内能增大时,分子平均动能一定增大。,(3)设气体在标准状态时体积为,V,1,等压过程,=,气体物质量,n,=,且分子数,N,=,nN,A,解得,N,=,N,A,代入数据得,N,=5,10,24,(或,N,=6,10,24,),14/101,错解分析本题第(3)问得分率不高,主要问题是:,公式不熟或直接用27 时气体体积与摩尔体积,V,0,相除,再乘以,N,A,。,未进行单位换算或换算出现错误。,未注意有效数字要求。,以上种种错误,都是我们要吸收教训。,考查点本题考查理想气体、温度和内能、分子动理论基本观点、阿伏加德罗常数、气体,试验定律、热力学第一定律等知识。属于中等难度题。,15/101,5.(江苏单科,12A,12分,)如图所表示,一定质量理想气体从状态,A,依次经过状态,B,、,C,和,D,后再回到状态,A,。其中,A,B,和,C,D,为等温过程,B,C,和,D,A,为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名“卡诺循环”。,(1)该循环过程中,以下说法正确是,。,A.,A,B,过程中,外界对气体做功,B.,B,C,过程中,气体分子平均动能增大,C.,C,D,过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁分子数增多,D.,D,A,过程中,气体分子速率分布曲线不发生改变,(2)该循环过程中,内能减小过程是,(选填“,A,B,”、“,B,C,”、“,C,D,”或“,D,16/101,A,”)。若气体在,A,B,过程中吸收63 kJ热量,在,C,D,过程中放出38 kJ热量,则气体完成一次循环对外做功为,kJ。,(3)若该循环过程中气体为1 mol,气体在,A,状态时体积为10 L,在,B,状态时压强为,A,状态时,。求气体在,B,状态时单位体积内分子数。(已知阿伏加德罗常数,N,A,=6.0,10,23,mol,-1,计算结果,保留一位有效数字),答案(1)C(2),B,C,25(3)4,10,25,m,-3,17/101,解析(1),A,B,体积增大,气体对外做功,A错误;,B,C,体积增大,气体对外做功,W,0,Q,=0,U,0,T,增大,气体分子速率分布发生改变,D错误。,(2)由(1)可知,B,C,过程内能减小。经过一个循环,U,=0,所以对外做功,W,=(63-38)kJ=25 kJ。,(3)等温过程,p,A,V,A,=,p,B,V,B,单位体积内分子数,n,=,解得,n,=,(,为物质量),代入数据得,n,=4,10,25,m,-3,18/101,错解分析第(3)问得分率不高,主要问题是:,“记不住”,将,p,A,V,A,=,p,B,V,B,错写成,=,。,“算不对”,计算时粗心大意或数值计算能力差造成结果错误。,“看不到”,对有效数字位数要求视而不见,造成答案不合要求。,“想不到”,本题要求计算气体在,B,状态时单位体积内分子数,但部分考生不知道这一问题,求解方法。有部分考生求出气体在,B,状态体积,V,B,后,再用,n,=,N,A,或,n,=,N,A,来计算,脱离了,试题情景。,“不规范”,有考生解题过程用连等式表示,造成混乱而犯错。,“单位乱”,有考生最终答案没有单位或者单位不对。,平时学习过程中一定要养成细心、规范好习惯。,考查点本题考查温度、内能、理想气体、分子热运动速率统计分布规律、热力学第一定,律、气体试验定律和阿伏加德罗常数等知识。属于中等难度题。,19/101,考点一分子动理论内能,一、单项选择题,1.(北京理综,13,6分)以下关于热运动说法正确是,(),A.水流速度越大,水分子热运动越猛烈,B.水凝结成冰后,水分子热运动停顿,C.水温度越高,水分子热运动越猛烈,D.水温度升高,每一个水分子运动速率都会增大,B,组,统一命题、省（区、市）卷题组,20/101,答案C本题考查分子动理论。温度是分子热运动平均动能标志,故温度越高,分子热运动,越猛烈。分子热运动猛烈程度与机械运动速度大小无关,故选项A错C对;水凝结成冰后,分子,热运动依然存在,B项错误;温度升高,分子运动平均速率增大,但不是每个分子运动速率都,会增大,D项错误。,易错点拨分子热运动与物体运动、物态改变关系,水流速度大,只是说明水流整体运动动能大,是宏观运动表现,而分子热运动是指物体内部,分子微观层面运动,二者没有必定联络;水凝结成冰过程,温度保持不变,分子热运动平,均动能不变,这一过程中物体放出热量,内能降低。,21/101,2.(北京理综,20,6分)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标笼统表述,是特定气,候条件与人类活动相互作用结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、,直径不一样球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m颗粒物(PM,是颗粒物英文缩写)。,某科研机构对北京地域检测结果表明,在静稳雾霾天气中,近地面高度百米范围内,PM10,浓度随高度增加略有减小,大于PM10大悬浮颗粒物浓度随高度增加显著减小,且两,种浓度分布基本不随时间改变。,据此材料,以下叙述正确是,(),A.PM10表示直径小于或等于1.0,10,-6,m悬浮颗粒物,B.PM10受到空气分子作用力协力一直大于其所受到重力,C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动,D.PM2.5浓度随高度增加逐步增大,22/101,答案CPM10直径小于或等于10,10,-6,m=1.0,10,-5,m,A错误;处于静稳态颗粒受力平衡,B,错误;布朗运动是悬浮颗粒物无规则运动,C正确;依据题意不能判断PM2.5浓度随高度增,加而增大,D错误。,失分警示本题易错选D而失分,题目中明确提出“近地面高度百米范围内,PM10浓度随,高度增加略有减小,大于PM10大悬浮颗粒物浓度随高度增加显著减小”,并没有明确,PM2.5浓度随高度改变情况。,23/101,3.福建理综,29(1),6分以下相关分子动理论和物质结构认识,其中正确是,(),A.分子间距离减小时分子势能一定减小,B.温度越高,物体中分子无规则运动越猛烈,C.物体内热运动速率大分子数占总分子数百分比与温度无关,D.非晶体物理性质各向同性而晶体物理性质都是各向异性,答案B在分子间作用力表现为斥力时,伴随分子间距离减小分子势能增大,选项A错误;温,度越高,物体中分子无规则运动越猛烈,选项B正确;物体内热运动速率大分子数占总分子数比,例随温度升高而增多,选项C错误;单晶体物理性质是各向异性,而多晶体则是各向同性,选,项D错误。,24/101,4.(北京理综,13,6分)以下说法中正确是,(),A.物体温度降低,其分子热运动平均动能增大,B.物体温度升高,其分子热运动平均动能增大,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,答案B温度是物体分子平均动能标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平,均动能减小,故A错误,B正确。物体内能是物体内全部分子动能和分子势能总和,宏观上取,决于物体温度、体积和质量,故C、D错误。,25/101,5.(北京理综,13,6分)以下说法正确是,(),A.液体中悬浮微粒无规则运动称为布朗运动,B.液体分子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,其内能一定降低,答案A布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中微粒无规则运动,而不是液体(或气体)分子,运动,故A选项正确,B选项错误;由热力学第一定律,U,=,W,+,Q,知,若物体从外界吸收热量同时对,外做功,其内能也可能不变或降低,C选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增,加或不变,D选项错误。,26/101,6.课标,33(1),5分氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔分子数占总分子数,百分比随气体分子速率改变分别如图中两条曲线所表示。以下说法正确是,(),A.图中两条曲线下面积相等,二、多项选择题,B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小情形,C.图中实线对应于氧气分子在100 时情形,D.图中曲线给出了任意速率区间氧气分子数目,E.与0 时相比,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内分子数占总分子数百分比,较大,27/101,答案ABC本题考查气体分子速率及分布率。,每条曲线下面积意义是各种速率分子总和占总分子数百分比,故面积为1,A正确、D错,误。气体温度越高,分子无规则运动越猛烈,分子平均动能越大,大速率分子所占百分比越,大,故虚线对应温度较低,B、C皆正确。由图中0400 m/s区间图线下面积可知0 时出现,在0400 m/s区间内分子数占总分子数百分比较大,E错误。,28/101,7.课标,33(1),5分关于扩散现象,以下说法正确是,(),A.温度越高,扩散进行得越快,B.扩散现象是不一样物质间一个化学反应,C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生,D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,E.液体中扩散现象是因为液体对流形成,答案ACD扩散现象是分子无规则热运动反应,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越激,烈,扩散越快,A正确;气体、液体、固体分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液,体和固体中都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构没有发生改变,不属于化学改变,B错误。,29/101,8.(广东理综,17,6分,)图为某试验器材结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定,体积空气,内筒中有水,在水加热升温过程中,被封闭空气,(),A.内能增大,B.压强增大,C.分子间引力和斥力都减小,D.全部分子运动速率都增大,30/101,答案AB因为金属内筒导热而隔热外筒绝热,故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收,热量而不向外放热,且封闭空气体积不能改变即不做功,故由热力学第一定律可知其内能一定,增大,A正确;由,=,C,知温度升高时封闭空气压强一定增大,B正确;气体分子间作用力微弱,即,使考虑分子间作用力,也因气体体积不变,分子间平均距离不变,某两分子间距离改变情况不能,确定,而不能判定分子间作用力改变情况,C错误;温度升高时,分子平均动能增大,但这并不意味,着每个分子运动速率都增大,D错误。,31/101,1.(上海单科,12,4分)如图,竖直放置U形管内装有水银,左端开口,右端封闭一定量气体,底部有一阀门。开始时阀门关闭,左管水银面较高。现打开阀门,流出一些水银后关闭阀门。,当重新平衡时,(),A.左管水银面与右管等高,B.左管水银面比右管高,C.左管水银面比右管低,D.水银面高度关系无法判断,考点二固体液体气体热力学第一定律,一、单项选择题,32/101,答案D本题考查气体状态参量、气体试验定律。初态时右侧封闭气体压强,p,p,0,打开阀,门,流出一些水银后关闭阀门,当重新平衡时,因封闭气体体积变大,由,pV,=,C,知压强,p,减小,因气,体末态压强,p,有可能大于,p,0,、等于,p,0,或小于,p,0,故左右两管水银面高度关系无法判断,选项D正,确。,易错点拨,pV,=,C,应用,本题易错点是误认为右侧管内气体压强保持不变或一直大于,p,0,。因右侧管内气体封闭,由,pV,=,C,可知,当,V,增大时,p,减小。,33/101,2.(北京理综,13,6分)以下说法正确是,(),A.物体放出热量,其内能一定减小,B.物体对外做功,其内能一定减小,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,答案C依据热力学第一定律,U,=,Q,+,W,判断,只有C项正确。,34/101,3.重庆理综,10(1),6分某驾驶员发觉中午时车胎内气压高于清晨时,且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么,(),A.外界对胎内气体做功,气体内能减小,B.外界对胎内气体做功,气体内能增大,C.胎内气体对外界做功,内能减小,D.胎内气体对外界做功,内能增大,答案D中午比清晨时温度高,所以中午胎内气体分子平均动能增大,理想气体内能由分子,动能决定,所以内能增大;车胎体积增大,则胎内气体对外界做功,所以只有D项正确。,35/101,4.课标,33(1),5分,关于一定量气体,以下说法正确是,(),A.气体体积指是该气体分子所能抵达空间体积,而不是该气体全部分子体积之和,B.只要能减弱气体分子热运动猛烈程度,气体温度就能够降低,C.在完全失重情况下,气体对容器壁压强为零,D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加,E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高,二、多项选择题,答案ABE气体分子间有间隙,所以气体体积指是气体分子所能抵达空间体积,选项A,正确;温度是分子平均动能标志,反应分子热运动猛烈程度,所以只要减弱气体分子热运动,猛烈程度,气体温度就能够降低,选项B正确;气体压强是气体分子无规则运动时由与器壁,表面碰撞时作用力引发,与超重、失重无关,选项C错误;改变气体内能有两个路径,即做功,和热传递,所以气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,选项D错误;由盖吕萨克定律知气体,在等压膨胀时,=,温度一定升高,选项E正确。,36/101,5.(上海单科,16)如图,汽缸固定于水平面,用截面积为20 cm,2,活塞封闭一定量气体,活塞,与缸壁间摩擦不计。当大气压强为1.0,10,5,Pa、气体温度为87 时,活塞在大小为40 N、方向,向左力,F,作用下保持静止,气体压强为,Pa。若保持活塞不动,将气体温度降至27,则,F,变,为,N。,三、非选择题,答案1.2,10,5,0,37/101,解析以活塞为研究对象,对其进行受力分析,如图所表示(其中封闭气体压强为,p,1,),由平衡条件可得,F,+,p,0,S,=,p,1,S,则,p,1,=,p,0,+,代入数据,得,p,1,=1.2,10,5,Pa,(2)本题考查气体等容改变。保持活塞不动,就意味着气体体积没有发生改变,即气体发生是等容改变,设气体温度降至27时压强为,p,2,则,=,代入数据,得,p,2,=1.0,10,5,Pa,对活塞列平衡状态方程,38/101,F,+,p,0,S,=,p,2,S,得,F,=0 N,方法技巧封闭气体压强计算方法,在求解封闭气体压强时,普通选取活塞、液柱或容器为研究对象,对其进行受力分析。然后再根,据其所处状态,列出对应平衡状态方程或牛顿第二定律方程并进行求解。,39/101,6.(课标,33,15分)(1)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个汽缸。待气体到达稳定后,迟缓推压活塞,将气体压回到原来体积。假设整个系统不漏气。以下说法正确是,。,A.气体自发扩散前后内能相同,B.气体在被压缩过程中内能增大,C.在自发扩散过程中,气体对外界做功,D.气体在被压缩过程中,外界对气体做功,E.气体在被压缩过程中,气体分子平均动能不变,40/101,(2)一热气球体积为,V,内部充有温度为,T,a,热空气,气球外冷空气温度为,T,b,。已知空气在1个大,气压、温度,T,0,时密度为,0,该气球内、外气压一直都为1个大气压,重力加速度大小为,g,。,()求该热气球所受浮力大小;,()求该热气球内空气所受重力;,()设充气前热气球质量为,m,0,求充气后它还能托起最大质量。,答案(1)ABD,(2)(),Vg,0,(),Vg,0,(),V,0,T,0,(,-,)-,m,0,41/101,解析(1)本题考查理想气体内能改变路径、热力学第一定律。气体自发扩散时不对外做功,W,=0,汽缸绝热,Q,=0,由热力学第一定律得,U,=,W,+,Q,=0,故气体内能不变,选项A正确,C错误;气体,被压缩过程中体积缩小,外界对气体做功,W,0,Q,=0,故,U,0,气体内能增大,故理想气体温,度升高,则分子平均动能增大,选项B、D正确,选项E错误。,(2)()设1个大气压下质量为,m,空气在温度为,T,0,时体积为,V,0,密度为,0,=,在温度为,T,时体积为,V,T,密度为,(,T,)=,由盖吕萨克定律得,=,联立式得,(,T,)=,0,气球所受到浮力为,42/101,f,=,(,T,b,),gV,联立式得,f,=,Vg,0,()气球内热空气所受重力为,G,=,(,T,a,),Vg,联立式得,G,=,Vg,0,()设该气球还能托起最大质量为,m,由力平衡条件得,mg,=,f,-,G,-,m,0,g,联立式得,m,=,V,0,T,0,(,-,)-,m,0,43/101,7.课标,33(2),10分如图,容积均为,V,汽缸,A,、,B,下端有细管(容积可忽略)连通,阀门,K,2,位于细管中部,A,、,B,顶部各有一阀门,K,1,、,K,3,B,中有一可自由滑动活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在,B,底部;关闭,K,2,、,K,3,经过,K,1,给汽缸充气,使,A,中气体压强到达大气压,p,0,3倍后关闭,K,1,。已知室温为27,汽缸导热。,()打开,K,2,求稳定时活塞上方气体体积和压强;,()接着打开,K,3,求稳定时活塞位置;,()再迟缓加热汽缸内气体使其温度升高20,求此时活塞下方气体压强。,答案(),2,p,0,(),B,顶部()1.6,p,0,44/101,解析本题考查气体试验定律。,()设打开,K,2,后,稳定时活塞上方气体压强为,p,1,体积为,V,1,。依题意,被活塞分开两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得,p,0,V,=,p,1,V,1,(3,p,0,),V,=,p,1,(2,V,-,V,1,),联立式得,V,1,=,p,1,=2,p,0,()打开,K,3,后,由式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与,A,中气体体积之和为,V,2,(,V,2,2,V,)时,活塞下气体压强为,p,2,。由玻意耳定律得,(3,p,0,),V,=,p,2,V,2,由式得,p,2,=,p,0,由式知,打开,K,3,后活塞上升直到,B,顶部为止;此时,p,2,为,p,2,=,p,0,。,45/101,()设加热后活塞下方气体压强为,p,3,气体温度从,T,1,=300 K升高到,T,2,=320 K等容过程中,由,查理定律得,=,将相关数据代入式得,p,3,=1.6,p,0,思绪点拨活塞封闭气体,经过分析活塞受力,利用平衡条件可取得活塞两侧气体压强之间关系。注意轻质物体在任,意状态下所受合外力均为0。,46/101,8.(课标,33,15分)(1)关于热力学定律,以下说法正确是,。(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.气体吸热后温度一定升高,B.对气体做功能够改变其内能,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.假如两个系统分别与状态确定第三个系统到达热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,(2)在水下气泡内空气压强大于气泡表面外侧水压强,两压强差,p,与气泡半径,r,之间关系为,p,=,其中,=0.070 N/m。现让水下10 m处二分之一径为0.50 cm气泡迟缓上升。已知大气压,强,p,0,=1.0,10,5,Pa,水密度,=1.0,10,3,kg/m,3,重力加速度大小,g,=10 m/s,2,。,()求在水下10 m处气泡内外压强差;,()忽略水温随水深改变,在气泡上升到十分靠近水面时,求气泡半径与其原来半径之比近似值。,答案(1)BDE(2)()28 Pa()1.3,47/101,解析(1)若气体吸热同时对外做功,则其温度不一定升高,选项A错;做功是改变物体内能路径之一,选项B正确;理想气体等压膨胀,气体对外做功,由理想气体状态方程,=,C,知,气体温,度升高,内能增加,故一定吸热,选项C错误;依据热力学第二定律知选项D正确;假如两个系统分别与状态确定第三个系统抵达热平衡,那么这两个系统与第三个系统温度均相等,则这两个系统之间也必定抵达热平衡,故选项E正确。,(2)()当气泡在水下,h,=10 m处时,设其半径为,r,1,气泡内外压强差为,p,1,则,p,1,=,代入题给数据得,p,1,=28 Pa,()设气泡在水下10 m处时,气泡内空气压强为,p,1,气泡体积为,V,1,;气泡抵达水面附近时,气泡内空气压强为,p,2,内外压强差为,p,2,其体积为,V,2,半径为,r,2,。,气泡上升过程中温度不变,依据玻意耳定律有,p,1,V,1,=,p,2,V,2,由力学平衡条件有,48/101,p,1,=,p,0,+,gh,+,p,1,p,2,=,p,0,+,p,2,气泡体积,V,1,和,V,2,分别为,V,1,=,V,2,=,联立式得,=,由式知,p,i,p,0,i,=1,2,故可略去式中,p,i,项。代入题给数据得,=,1.3,49/101,9.(课标,33,15分)(1)一定量理想气体从状态,a,开始,经历等温或等压过程,ab,、,bc,、,cd,、,da,回到原状态,其,p,-,T,图像如图所表示,其中对角线,ac,延长线过原点,O,。以下判断正确是,。,(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.气体在,a,、,c,两状态体积相等,B.气体在状态,a,时内能大于它在状态,c,时内能,C.在过程,cd,中气体向外界放出热量大于外界对气体做功,D.在过程,da,中气体从外界吸收热量小于气体对外界做功,E.在过程,bc,中外界对气体做功等于在过程,da,中气体对外界做功,(2)一氧气瓶容积为0.08 m,3,开始时瓶中氧气压强为20个大气压。某试验室天天消耗1个大,气压氧气0.36 m,3,。当氧气瓶中压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气温度保持,不变,求这瓶氧气重新充气前可供该试验室使用多少天。,50/101,解析(1)由理想气体状态方程,=,C,知,p,=,T,所以气体在,a,、,c,两状态体积相等,故A项正确;,对理想气体而言,内能由温度决定,因,T,a,T,c,故气体在状态,a,时内能大于它在状态,c,时内能,选,项B正确;过程,cd,为等温改变,内能不变(,U,=0),压强变大,体积减小,外界对气体做功(,W,0),由热,力学第一定律,U,=,W,+,Q,知,Q,0,对外做功,W,|,W,|,选项D错,误;,bc,和,da,过程中温度改变量相同,故体积改变量与压强乘积相同,由,W,=,Fl,=,pSl,=,p,V,知,选项E,正确。,(2)设氧气开始时压强为,p,1,体积为,V,1,压强变为,p,2,(2个大气压)时,体积为,V,2,。依据玻意耳定律得,p,1,V,1,=,p,2,V,2,重新充气前,用去氧气在,p,2,压强下体积为,V,3,=,V,2,-,V,1,设用去氧气在,p,0,(1个大气压)压强下体积为,V,0,则有,p,2,V,3,=,p,0,V,0,设试验室天天用去氧气在,p,0,下体积为,V,则氧气可用天数为,N,=,V,0,/,V,答案(1)ABE(2)4天,51/101,联立式,并代入数据得,N,=4(天),52/101,10.(课标,33,15分)(1)关于气体内能,以下说法正确是,(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.质量和温度都相同气体,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.一定量某种理想气体内能只与温度相关,E.一定量某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加,(2)一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑轻活塞。初始时,管内汞柱,及空气柱长度如图所表示。用力向下迟缓推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右,侧管内气体压强和活塞向下移动距离。已知玻璃管横截面积处处相同;在活塞向下移动,过程中,没有发生气体泄漏;大气压强,p,0,=75.0 cmHg。环境温度不变。,53/101,解析(1)因为非理想气体分子间作用力不可忽略,内能包含分子势能,则气体内能与体积有,关,再者即使是理想气体,内能取决于温度和分子数目,质量相同气体,当分子数目不一样、温度,相同时,内能也不相同,故A项错误;物体内能与其机械运动无关,B项错误;由热力学第一定律,知,气体被压缩时,若同时向外散热,则内能可能保持不变,C项正确;对于一定量某种理想气体,体积改变时分子势能不变,其内能只取决于分子平均动能改变,而温度是分子平均动能标,志,所以D项正确;由理想气体状态方程,=,C,知,p,不变,V,增大,则,T,增大,故E项正确。,(2)设初始时,右管中空气柱压强为,p,1,长度为,l,1,;左管中空气柱压强为,p,2,=,p,0,长度为,l,2,。活塞被,下推,h,后,右管中空气柱压强为,p,1,长度为,l,1,;左管中空气柱压强为,p,2,长度为,l,2,。以cmHg为压,强单位。由题给条件得,p,1,=,p,0,+(20.0-5.00)cmHg,l,1,=,cm,由玻意耳定律得,p,1,l,1,=,p,1,l,1,联立式和题给条件得,p,1,=144 cmHg,依题意,p,2,=,p,1,答案(1)CDE(2)144 cmHg9.42 cm,54/101,l,2,=4.00 cm+,cm-,h,由玻意耳定律得,p,2,l,2,=,p,2,l,2,联立式和题给条件得,h,=9.42 cm,55/101,11.山东理综,37(2),扣在水平桌面上热杯盖有时会发生被顶起现象。如图,截面积为,S,热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体温度为300 K,压强为大气压强,p,0,。当封闭气体温度上升至303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为,p,0,温度仍为303 K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求:,()当温度上升到303 K且还未放气时,封闭气体压强;,()当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需最小力。,答案(),p,0,(),p,0,S,56/101,解析()以开始封闭气体为研究对象,由题意可知,初状态温度,T,0,=300 K,压强为,p,0,末状态温,度,T,1,=303 K,压强设为,p,1,由
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