1、专题十选考模块学案17选修33热学【考情分析】【考点预测】该部分涉及的知识点有分子动理论、微观量的计算、气体的状态变化、热力学第一定律、热力学第二定律、能量的转化与守恒定律高考对该部分知识的考查覆盖的知识面比较全，对气体的考查多以计算题的形式出现，对其他知识的考查多以选择题的形式出现，预计2014年高考仍会延续往年的考试方法，所以复习中要做到全面、系统，特别是分子动理论的基本内容、固体、液体的性质和气体性质的计算等考题1对分子动理论和内能的考查例1如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与距离的函数图象如图，现把乙分子从r3处由静止释放，则下列说法正确的是()
2、图1A乙分子从r3到r1一直加速B乙分子从r3到r1先加速后减速C乙分子从r3到r1的过程中，加速度先增加后减小D乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的分子势能先减小后增加E乙分子从r3到r1的过程中，两分子间的分子势能一直减小审题突破分子的加速度决定于两分子之间的分子力，即分子引力和分子斥力的合力分子力做正功，分子势能减小；分子做负功，分子势能增大解析从分子力的变化曲线可以看出：当rr1时，分子力为零，当rr1时，分子力表现为引力，所以乙分子从r3到r1一直加速，选项A正确由题图可知乙分子从r3到r1的过程中，所受分子力先增大后减小，故加速度先增加后减小，选项C正确乙分子从r3到r1的过程中
3、，分子力做正功，两分子间的分子势能一直减小，选项E正确答案ACE规律总结1 布朗运动与热运动的比较 两种运动比较项目布朗运动热运动活动主体固体微小颗粒分子区别是微小颗粒的运动，在光学显微镜下能看到是分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击作用而引起的，它是分子做无规则运动的反映2 分子力与分子势能(1)分子力做功与分子势能分子势能的大小与分子间的距离有关，宏观上与物体的体积有关分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做功情况有关分
4、子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增加(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力分子势能与分子间距离的关系说明当分子间的距离rr0时，分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大当分子间的距离rr0时，分子间的作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大.如果取两个分子间相距无穷远时(此时分子间作用力可忽略不计)的分子势能为零，分子势能Ep与分子间距离r的关系可用如图所示的曲线表示由图线可知，当rr0时，分子势能最小突破练习1 下列说法正确的是()A扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与
5、温度有关，所以扩散现象和布朗运动都叫做热运动B扩散现象说明分子间存在斥力C给自行车轮胎打气，越来越费力，主要是由于打气过程中分子间斥力逐渐增大，引力逐渐减小的缘故D物体的内能大小与温度、体积和物质的量有关答案D解析虽然扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，但扩散现象和布朗运动只是热运动的证明和间接反映，所以它们不能叫做热运动，故选项A错误；扩散现象说明分子间有空隙，故选项B错误；给自行车轮胎打气，越来越费力，主要是由于打气过程中分子间斥力逐渐增大的缘故，但分子间引力也是逐渐增大的，故选项C错误；分子热运动的平均动能与温度有关，分子势能与物体的体积有关，物体中所含分子的多少与物质的量有关，而
6、物体的内能是物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，故选项D正确2 如图2所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是()图2Aab为斥力曲线，cd为引力曲线Bab为引力曲线，cd为斥力曲线C若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D随着两个分子距离的增大，分子势能一定增大答案B解析分子间距离增大时，分子引力和斥力同时减小，但斥力变化比较快，rr0时，引力和斥力大小相等；rr0，引力大于斥力，合力为引力，选项A、C错误，B正确若rr0，分子距
7、离增大时，分子力做正功，分子势能减小，选项D错误3 某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M0.283 kgmol1，密度0.895103 kgm3，若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA6.021023 mol1，球的体积V与直径D的关系为VD3，结果保留一位有效数字)答案1101 m2解析一滴油酸分子的体积为 m31108 m3，一个油酸分子的体积V0，由球的体积与直径的关系得分子直径D ，最大面积S，解得S1101 m2.考题2对热力学定律的考查例2(2013江苏12A)如图3所示，一定质量的理想气
8、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DA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”图3(1)该循环过程中，下列说法正确的是_AAB过程中，外界对气体做功BBC过程中，气体分子的平均动能增大CCD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多DDA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“AB”、“BC”、“CD”或“DA”)若气体在AB过程中吸收63 kJ的热量，在CD过程中放出38 kJ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1 mol，气体在A状态时
9、的体积为10 L，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NA6.01023mol1，计算结果保留一位有效数字)审题突破气体膨胀，对外界做功压缩气体，外界对气体做功绝热过程中，外界与气体不进行热交换解析(1)由理想气体状态方程和热力学第一定律分析，AB为等温过程，内能不变，气体的体积增大，气体对外做功，A错；BC为绝热过程，体积增大，气体对外做功，内能减小，温度降低，因此气体分子的平均动能减小，B错；CD为等温过程，体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C正确； DA为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，内能增大，温度升高，因此气体分子的速
10、率分布曲线变化，D错(2)在以上循环过程中，内能减少的过程是BC.由热力学第一定律UQW得W25 kJ.(3)AB为等温过程，有pAVApBVB，解得VB15 L，B状态时单位体积内的分子数N，解得N41025m3.答案(1)C(2)BC25(3)41025m3规律总结对热力学第一定律的理解(1)三种特殊情况若过程是绝热的，即Q0，WU，外界对物体(物体对外界)做的功等于物体内能的增加量(减少量)若过程中不做功，即W0，QU，物体吸收(放出)的热量等于物体内能的增加量(减少量)若过程的始、末状态物体的内能不变，即U0，则WQ0或WQ，外界对物体做的功等于物体放出的热量(物体对外界做的功等于物体
11、吸收的热量)(2)温度、内能、热量、功的比较温度内能(热能)热量功含义表示物体的冷热程度，是物体分子平均动能大小的标志，它是大量分子热运动的集体表现，对个别分子来说，温度没有意义物体内所有分子动能和分子势能的总和，它是由大量分子的热运动和分子的相对位置所决定的能是热传递过程中内能的改变量，热量用来量度热传递过程中内能转移的多少做功过程是机械能或其他形式的能和内能之间的转化过程关系温度和内能是状态量，热量和功则是过程量热传递的前提条件是存在温度差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移突破练习4 (1)下列说法中正确的是()A扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动B布朗运动实际是液体分子的运
12、动C分子间距离增大，分子间作用力一定减小D温度高的物体的内能不一定大(2)某同学给四只一样的气球充入了质量相同的空气(视为理想气体)，分两排并列放在光滑的水平面上，再在上面放一轻质硬板，而后他慢慢地站到硬板上，在此过程中气球未爆，且认为气球中气体温度不变，外界对气球中的气体做了6 J的功，则此过程中气球_(填“吸收”或“放出”)的热量为_ J；若换上另外一个人表演时，某个气球突然爆炸，则该气体内的气体的内能_(填“增大”或“减小”)，气体的温度_(填“升高”或“降低”)答案(1)AD(2)放出6减小降低5 (1)以下说法正确的是()A分子间距越大，分子力越小，分子势能越大B布朗运动不能反映液体
13、分子的热运动C单晶体中原子(或分子、离子)的排列都具有空间上的周期性D当液晶中的电场强度不同时，液晶显示器就能显示各种颜色(2)一定质量理想气体的压强p随体积V的变化过程如图4所示已知状态A的温度是300 K，则状态B的温度是_K在BC过程中气体将_(选填“吸热”、“放热”)图4(3)1 mol某种理想气体的质量和体积分别为MA和VA，每个气体分子的质量为m0，求：阿伏加德罗常数NA；该气体分子间的平均距离答案(1)CD(2)900放热(3)解析(3)阿伏加德罗常数NA每个分子占据的空间体积V将气体分子占据的空间看成立方体，则d 6 (1)以下说法正确的是()A气体分子单位时间内与单位面积器壁
14、碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的C布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它说明液体分子永不停息地做无规则热运动D当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小E如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也必然增大(2)如图5所示，用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量理想气体，活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距汽缸底高度h10.50 m，气体的温度t127 .给汽缸加热，活塞缓慢上升到距离汽缸底h20.80 m处，同时缸内气体吸收Q450 J的热量已知活塞横截面积S5.0103 m2，大气压强p01.0105 Pa.求：
15、图5活塞距离汽缸底h2时的温度t2；此过程中缸内气体增加的内能U.答案(1)CD(2)207 300 J解析(2)气体做等压变化，活塞距离汽缸底h2时温度为t2，则根据盖吕萨克定律可得代入数据，解得t2207 在气体膨胀的过程中，气体对外做功为WpV1.0105(0.80.5)5.0103J150 JUWQ450 J150 J300 J考题3对气体实验定律和气态方程的考查例3(8分)如图6所示，一直立的汽缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为1.0 kg的活塞A、B用一长度为20 cm、质量不计的轻杆连接，它们可以在筒内无摩擦地上下滑动A、B的截面积分别为10 cm2和20 cm2，A和
16、B之间封闭有一定量的理想气体，A的上方及B的下方都是大气，大气压强始终保持为1.0105 Pa.当汽缸内气体的温度为600 K时，活塞处于图示位置平衡，活塞A、B到两筒的连接处的距离相等g取10 m/s2，试求：图6(1)此时汽缸内气体压强的大小；(2)当汽缸内气体的温度缓慢降至560 K时，分析活塞A、B的位置变化情况审题突破活塞A、B与轻杆组成的系统受力平衡气体温度缓慢降低时，体积减小，活塞A、B向上运动解析(1)设轻杆对活塞有支持力FN，封闭气体的压强为p1，由于活塞A、B均处于平衡状态：对活塞A受力分析得： p0SAmAgp1SAFN(2分)对活塞B受力分析得：p0SBp1SBmBgF
17、N(2分)代入数据解得：p18104 Pa(1分)(2)当汽缸内气体的温度刚开始缓慢下降时，活塞仍处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，活塞A、B一起向上移动，直到活塞B移到两筒的连接处设活塞A、B向上移动的距离为x降温前：V1SASB，T1600 K(1分)降温后：V2(x)SA(x)SB，温度为T2560 K(1分)根据盖吕萨克定律得：代入数据解得x2 cmxT1.在pT图中是通过原点的直线，由pVCT得p()T，可见体积V大时斜率小，所以V1V2在VT图中是通过原点的直线，由pVCT得V()T，可见压强p大时斜率小，所以p1p22 利用三个实验定律及气态方程解决问题的基本思路(1
18、)选对象根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定；(2)找参量找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是解题关键，常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式；(3)认过程过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已指明的外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象与周围环境相互关系的分析才能确定，认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列方程根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，代入具体数值，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义突破练习7 (1)以下说法正
19、确的是()A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功而转化成机械能C气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关D蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内，如图7所示活塞的质量m30 kg，截面积S100 cm2，活塞与汽缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，连接活塞和汽缸底的弹簧处于L050 cm的自然长度经测量大气压强p01.0105 Pa.现将汽缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下降了L110 cm，若g10
20、m/s2，求弹簧的劲度系数k.图7答案(1)AC(2)500 N/m解析(2)汽缸水平放置时，由于活塞处于平衡状态有p1p01.0105 PaV1L0S将汽缸竖直放置稳定后，缸内气体压强为p2，体积为V2，设弹簧的劲度系数为k，则p2p0V2(L0L1)S汽缸缓慢移动说明温度不变，根据玻意耳定律得p1V1p2V2代入数据可解出k500 N/m8 (1)下列说法中正确的是()A若分子间距变大，则分子间的引力减小，分子间斥力也减小B单晶体和多晶体都是各向异性的C热力学第二定律表明：不违反能量守恒定律的热现象不一定都能发生D气体体积变小，单位体积内的分子数增多，气体的压强一定增大E热传递一定是热量从
21、内能大的物体向内能小的物体转移(2)如图8所示，A汽缸截面积为500 cm2，A、B两个汽缸中装有体积均为10 L、压强均为1 atm、温度均为27 的理想气体，中间用细管连接细管中有一绝热活塞M，细管容积不计现给左面的活塞N施加一个推力使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A汽缸内的气体温度保持不变活塞M保持在原位置不动不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1 atm105 Pa.当推力F103时，求：图8活塞N向右移动的距离是多少？B汽缸中的气体升温到多少？答案(1)AC(2)5 cm127 解析(2)pAp0105 Pa对A中气体：由pAVApAVA得VA解得：VAVALA20
22、 cmLA15 cmxLALA5 cm对B中气体：pBpA105 PaTBTB400 K所以tB127 物理模型八“多气体与水银柱”系统模型涉及两部分或多部分气体的问题，称为多气体模型，气体与气体之间用水银柱连接，此类题目的解题关键是：分析每部分研究对象的变化情况，确定相邻气体参量之间的关系，分别应用相应的实验定律列式例4(15分)(1)(6分)以下说法正确的是()A凡是晶体都有固定的熔点B物体吸收了热量，其温度一定升高C温度高的物体，其内能一定大D热量能够自发地从高温物体传到低温物体(2) (9分)如图9所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S5 cm2，右侧管上端封
23、闭，左侧管上端开口，内有用细线拴住的活塞，两管中均封入长L11 cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p76 cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h6 cm.环境温度恒定，现用细线缓慢地将活塞向上拉，使两管内水银面相平，则：图9此过程中活塞向上移动的距离h是多少？此过程中空气柱B内的气体对外界做_(填“正功”或“负功”)，气体将_(填“吸热”或“放热”)解析(1)晶体都有固定的熔点，A正确；物体吸收了热量，有可能同时对外做功，其温度不一定升高，B错误；温度高的物体，其分子的平均动能大，由于分子数的多少不确定，故其内能不一定大，C错误；热量能够自发地从高温物体传到低温物体
24、，D正确(2)对于B端气体有：pB1pA16 cmHg，而pA176 cmHg解得：pB170 cmHg.(1分)由题意及题图知对B端气体有：VB1LS，VB2(L)S在两管内水银面相平后，有pB2pA2根据玻意耳定律pB1VB1pB2VB2得：pB255 cmHg(3分)对于A端气体有pA176 cmHg，pA2pB255 cmHgVA1LS，VA2LS根据玻意耳定律pA1VA1pA2VA2解得：L15.2 cm(2分)故活塞移动的距离：hLL7.2 cm.(1分)正功吸热(每空1分)答案见解析知识专题练训练171 (1)下列说法正确的是()A当分子间的距离增大时，分子势能一定减小B判断物质
25、是不是晶体，主要从该物质是否有固定的熔点来看C水对玻璃是浸润液体，是因为在玻璃与水的接触面处，玻璃分子对水分子的引力大于水分子间的引力D在相同温度下，不同气体的分子平均动能是不同的(2)湖水深10 m，上下水温可认为相同，在湖底形成体积为1 cm3的气泡，当气泡上升到湖面时的体积是多大(大气压强取1105 Pa，湖水密度取1103 kg/m3)？气泡在上升的过程中是吸热还是放热？简要说明你判断的理由答案(1)BC(2)2 cm3吸热，理由见解析解析(1)分子势能的变化只跟分子力的做功情况有关，仅由分子距离的变化无法确定势能的变化情况，A错误晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，B正确水对玻
26、璃是浸润液体，是因为在玻璃与水的接触面处，玻璃分子对水分子的引力大于水分子间的引力，C正确温度是分子平均动能的量度，在相同温度下，不同气体的分子平均动能是相同的，D错误(2)在湖底气泡内气体的压强p1p0gh，体积为V1，到达湖面的压强为p0，体积为V2.由玻意耳定律得p1V1p0V2V22 cm3气泡在上升的过程中，温度不变，内能不变，体积增大，对外做功，根据热力学第一定律可知，该过程吸热2 (1)下列说法正确的是()A分子间距离减小时，分子力可能减小B具有各向同性的物体一定是非晶体C布朗运动就是分子的热运动D实际气体的分子之间的平均距离足够大(大于109 m)时都可以看做是理想气体(2)如
27、图1所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦求：图1活塞上升的高度；加热过程中气体的内能增加量答案(1)AD(2)hQ(p0Smg)h解析(1)多晶体的物理性质也是各向同性，B错误布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒的运动，不是分子的运动，C错误(2)气体发生等压变化，有解得hh加热过程中气体对外做功为WpSh(p0Smg)h由热力学第一定律知内能的增加量为UQWQ(p0Smg
28、)h3 (1)下列说法中正确的是()A晶体的物理性质都是各向异性的B液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C气体温度升高时，每个气体分子的速率都会增大D空调即能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性(2)如图2所示，一质量M1 kg、横截面积S2 cm2的活塞，将一定质量的理想气体封闭在竖直放置的圆柱形导热汽缸内，活塞与汽缸底部距离H30 cm.现在活塞上表面放置一重物，待整个系统稳定后，测得活塞与汽缸底部距离h20 cm.已知外界大气压强始终为p01.0105 Pa，不计活塞与汽缸之间的摩擦，g10 m/s2.求：图2活塞上的重物质量；整个过程中被封闭气体与外界交换的热量大小答案(1)B(
29、2)1.5 kg放热4.5 J解析(1)单晶体的物理性质为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质为各向同性，A错误；气体温度升高时，分子的平均动能增大，这是一种统计规律，对于确定的某个气体分子，其速率未必增大，C错误；空调既能制热又能制冷，其间伴随有其他能量间的转化，不能说明热传递不存在方向性，D错误；选项B说法正确(2)以封闭气体为研究对象，初始状态时，p1p01.5105 Pa末状态时：p2p0汽缸导热，气体发生等温变化由等温变化规律可知：p1HSp2hS得：m1.5 kg外界对气体做功Wp0S(Hh)由热力学第一定律可知：UWQ得：Q4.5 J即：整个过程中被封闭气体放出的热量为4.5 J4
30、 (1)下列说法中正确的是()A一定量气体膨胀对外做功100 J，同时从外界吸收120 J的热量，则它的内能增大20 JB在使两个分子间的距离由很远(r109m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力选减小后增大，分子势能不断增大C由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力D用油膜法测出油分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需再知道油的密度即可E空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和汽压，水蒸发越慢(2)如图3所示，地面上有一质量M10 kg的圆形汽缸，缸内横截面积S0.01 m2，汽缸内用一轻活塞封闭着一定质量的理想气体一上端固定、劲度系数k1 0
31、00 N/m的轻弹簧下端与活塞相连，弹簧处于原长时，活塞离汽缸底部的距离l10.5 m，气体温度T1500 K已知大气压强p01105 Pa，不计活塞与汽缸壁间的摩擦，取g10 m/s2.图3当温度降低到多少时，汽缸对地面恰好没有压力？若缓慢降温至270 K时，汽缸将离开地面上升多高？答案(1)ACE(2)360 K0.1 m解析(2)对汽缸中封闭的理想气体，初态p1p01105 Pa，V1l1S，T1500 K设温度为T2时，汽缸对地面恰好没有压力，此时弹簧伸长量xMg/k0.1 m此时气体体积V2(l1x)S，气体压强p2p0Mg/S9104 Pa由理想气体状态方程得解得：T2360 K缓
32、慢降温至T3270 K时，压强p3p2，体积V3(l1xh)S由理想气体状态方程得解得：h0.1 m5 (1)下列说法正确的是()A同种物质可能以晶体或非晶体两种形态出现B冰融化为同温度的水时，分子势能增加C分子间引力随距离增大而减小，而斥力随距离增大而增大D大量分子做无规则运动的速率有大有小，所以分子速率分布没有规律(2)已知二氧化碳摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，在海面处容器内二氧化碳气体的密度为.现有该状态下体积为V的二氧化碳，则含有的分子数为_实验表明，在2 500 m深海中，二氧化碳浓缩成近似固体的硬胶体将二氧化碳分子看作直径为D的球，则该容器内二氧化碳气体全部变成硬胶体后体积约
33、为_(3)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，内能增加了10 J已知该气体在状态A时的体积为1.0103 m3.求：图4该气体在状态B时的体积；该气体从状态A到状态B的过程中，气体与外界传递的热量答案(1)AB(2)NA(3)1.2103 m3吸热30 J解析(3)气体从状态A变化到状态B是等压变化有，代入数据得：VB1.2103 m3从状态A到状态B是等压变化，整个过程对外做功，为WpV1.01050.2103 J20 J根据热力学第一定律：UQW，代入数据得：Q30 J故气体从外界吸收了30 J热量6 (1)下列说法中正确的是()A满足能量守恒定律的宏观过程都是可以自发进行
34、的B熵是物体内分子运动无序程度的量度C若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，密度不变D当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小E当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大(2)两端开口、内表面光滑的U形管处于竖直平面内，如图5所示，质量均为m10 kg的活塞A、B在外力作用下静止于左右管中同一高度h处，将管内空气封闭，此时管内外空气的压强均为p01.0105 Pa，左管和水平管横截面积S110 cm2，右管横截面积S220 cm2，水平管长为3h.现撤去外力让活塞在管中下降，求两活塞稳定后所处的高度(活塞厚度
35、均大于水平管直径，管内气体初、末状态温度相同，g取10 m/s2)图5答案(1)BCE(2)左侧降至水平管口右侧降至高为0.5h处解析(1)能量转化具有方向性，所以A错；当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，只不过斥力减小的更快所以D错当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力做负功，分子势能增大，E正确(2)撤去外力后左侧向下的压强p左p0mg/S12.0105 Pa2p0右侧向下的压强p右p0mg/S21.5105 Pa1.5p0故活塞均下降，且左侧降至水平管口设右侧降至高为x处，此时封闭气体压强变为p1.5p0对封闭气体p0(4hS1hS2)1.5p0(3hS1xS2)，x0.5
36、h.7 (1)如图6所示，一个导热汽缸竖直放置，汽缸内封闭有一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中()图6A汽缸内每个分子的动能都增大B封闭气体对外做功C汽缸内单位体积的分子数增多D封闭气体吸收热量E汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少(2)如图7所示，竖直圆筒固定不动，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长L20 cm.活塞A上方的水银深H10 cm，活塞与筒壁间的摩擦不计用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒
37、中，求活塞B上移的距离(设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强p0相当于75 cm的水银柱产生的压强)图7答案(1)BDE(2)8 cm解析(2)设气体初状态的压强为p1，末状态的压强为p2则p1p0gH设S为粗筒的横截面积，气体初态的体积V1SLp2p0gp02.5gH设末状态气柱的长度为L，气体体积为V2LS由玻意耳定律得p1V1p2V2设活塞B上移的距离为ddLL联立以上各式并代入数据得d8 cm8 (1)下列说法正确的是()A仅由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，是不能估算该气体分子大小的B若两个分子只受到它们间的分子力作用，在两分子间距离减小的过程中，分子的动能一定增大C物体吸收
38、热量时，它的内能不一定增加D根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体E容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子受到重力作用而产生的(2)如图8所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V090 cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h116 cm，水银柱上方空气柱长h020 cm.现在对金属球形容器缓慢加热(已知大气压p076 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S0.5 cm2)求：图8当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上；当加热到277 时停止加热(此时右管中还有水银)，求此时U形玻璃管左、右两侧水银面的高度差答案(1)AC(2)122.2 24 cm解析(2)初始状态：p1p0gh160 cmHg，V1V0h0S100 cm3，T1300 K，末状态：p2p076 cmHg，V2V1S104 cm3T2(273t2) K由理想气体状态方程有：，代入数据解得t2122.2 由于277 122.2 ，所以左边水银柱将高于右边，设左边比右边高h(cm)末状态：p3p0gh(76h) cmHg，V3V1()S，T3(273277)K550 K由理想气体状态方程有：，代入数据解得h24 cm.
