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專題十四 　熱　學(xué) 題組1　分子動理論、內(nèi)能 1.[2017全國卷Ⅱ,33(1),5分][多選]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.現(xiàn)將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個汽缸.待氣體達(dá)到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積.假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣.下列說法正確的是 (　　) A.氣體自發(fā)擴(kuò)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(kuò)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.[2016北京高考,20,6分]霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果.霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫). 某科研機(jī)構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi), PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時間變化. 據(jù)此材料,以下敘述正確的是 (　　) A.PM10表示直徑小于或等于1.010-6 m的懸浮顆粒物 B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力 C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動 D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大 3.[2016全國卷Ⅲ,33(1),5分][多選]關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說法正確的是 (　　) A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同 B.氣體溫度不變,整體運(yùn)動速度越大,其內(nèi)能越大 C.氣體被壓縮時,內(nèi)能可能不變 D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加 4.[2015上海高考,4,2分]一定質(zhì)量的理想氣體在升溫過程中 (　　) A.分子平均勢能減小 B.每個分子速率都增大 C.分子平均動能增大 D.分子間作用力先增大后減小 5.[2015福建高考,29(1),6分]下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,其中正確的是 (　　) A.分子間距離減小時分子勢能一定減小 B.溫度越高,物體中分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 C.物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān) D.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性 6.[2015山東高考,37(1),4分][多選]墨滴入水,擴(kuò)而散之,徐徐混勻.關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是 (　　) A.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 B.混合均勻的過程中,水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動 C.使用碳粒更小的墨汁,混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速 D.墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的 7.[2014福建高考,29(1),6分]如圖所示,橫坐標(biāo)v表示分子速率,縱坐標(biāo)f(v)表示各等間隔速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖中曲線能正確表示某一溫度下氣體分子麥克斯韋速率分布規(guī)律的是 (　　) A.曲線① B.曲線② C.曲線③ D.曲線④ 8.[2015全國卷Ⅰ,33(2),10分]如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞.已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p=1.00105 Pa,溫度為 T=303 K.初始時大活塞與大圓筒底部相距l(xiāng)2,兩活塞間封閉氣體的溫度為T1=495 K.現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求: (i)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度; (ii)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng). 題組2　固體、液體和氣體 9.[2016江蘇高考,12(1),4分][多選]在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋.水燒開后,鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽.停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻.在冷卻過程中,鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為 (　　) A.壓強(qiáng)變小 B.壓強(qiáng)不變 C.一直是飽和汽 D.變?yōu)槲达柡推? 10.[2014福建高考,29(2),6分]圖為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖象,它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B,再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C.設(shè)A、B、C 狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA 、TB 、TC,則下列關(guān)系式中正確的是 (　　) A.TATB,TB=TC C.TA>TB,TBTC 11.[2013全國卷Ⅱ,33(1),5分][多選]關(guān)于一定量的氣體,下列說法正確的是 (　　) A.氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積,而不是該氣體所有分子的體積之和 B.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低 C.在完全失重的情況下,氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零 D.氣體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加 E.氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高 12.[2015江蘇高考,12(2),4分]在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)?可以起到保質(zhì)作用.某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮?dú)?然后密封進(jìn)行加壓測試.測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力.將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w,則加壓測試過程中,包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”),包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”). 13.[2017全國卷Ⅱ,33(2),10分]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ρ0,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. (i)求該熱氣球所受浮力的大小; (ii)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; (iii)設(shè)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. 14.[2017全國卷Ⅲ,33(2),10分]一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)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(xì)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(jìn)入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖(b)所示.設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強(qiáng)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ρ,重力加速度大小為g.求: 圖(a) 　圖(b) (i)待測氣體的壓強(qiáng); (ii)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng). 15.[2016江蘇高考,8分](1)如圖1所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖象中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成.B→C的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目　　　(選填“增大”、“減小”或“不變”).狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布圖象如圖2所示,則狀態(tài)A對應(yīng)的是　　　(選填“①”或“②”). 圖1　　　　　　　　　　　　圖2 (2)如圖1所示,在A→B和D→A的過程中,氣體放出的熱量分別為4 J和20 J.在B→C和C→D的過程中,氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J.求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功. 16.[2016全國卷Ⅰ,33(2),10分]在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng),兩壓強(qiáng)差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=2σr,其中σ=0.070 N/m.現(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(qiáng)p0=1.0105 Pa,水的密度ρ=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2. (i)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差; (ii)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. 17.[2016全國卷Ⅱ,33(2),10分]一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓.某實(shí)驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時,需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗室使用多少天. 18.[2016全國卷Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞.初始時,管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示.用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止.求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg.環(huán)境溫度不變. 19[2015上海高考,30,10分]如圖,氣缸左右兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開,活塞與氣缸光滑接觸.初始時兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài),體積之比V1∶V2=1∶2,溫度之比T1∶T2=2∶5.先保持右側(cè)氣體溫度不變,升高左側(cè)氣體溫度,使兩側(cè)氣體體積相同;然后使活塞導(dǎo)熱,兩側(cè)氣體最后達(dá)到平衡.求: (1)兩側(cè)氣體體積相同時,左側(cè)氣體的溫度與初始溫度之比; (2)最后兩側(cè)氣體的體積之比. 20.[2015全國卷Ⅱ,33(2),10分]如圖,一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)K關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0 cm.現(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時將開關(guān)K關(guān)閉.已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0 cmHg. (i)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度; (ii)此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長度. 21.[2014山東高考,37(2),8分]一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示.將一質(zhì)量M=3103 kg、體積V0=0.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上.向浮筒內(nèi)充入一定量的氣體,開始時筒內(nèi)液面到水面的距離h1=40 m,筒內(nèi)氣體體積V1=1 m3.在拉力作用下浮筒緩慢上升.當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時,拉力減為零,此時氣體體積為V2,隨后浮筒和重物自動上浮.求V2和h2. 已知大氣壓強(qiáng)p0=1105 Pa,水的密度ρ=1103 kg/m3,重力加速度的大小g=10 m/s2.不計水溫變化,筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體,浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略. 題組3　熱力學(xué)定律與能量守恒 22.[2017全國卷Ⅲ,33(1),5分][多選]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(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)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 23.[2017江蘇高考,12(1),4分][多選]一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖象如圖所示.下列說法正確的有 (　　) A.A→B的過程中,氣體對外界做功 B.A→B的過程中,氣體放出熱量 C.B→C的過程中,氣體壓強(qiáng)不變 D.A→B→C的過程中,氣體內(nèi)能增加 24.[2014全國卷Ⅰ,33(1),6分][多選]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圖象如圖所示.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 D.a、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小 E.b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 25.[2014廣東高考,17,6分][多選]用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示.充氣袋四周被擠壓時,假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換,則袋內(nèi)氣體 (　　) A.體積減小,內(nèi)能增大 B.體積減小,壓強(qiáng)減小 C.對外界做負(fù)功,內(nèi)能增大 D.對外界做正功,壓強(qiáng)減小 26.[2015山東高考,37(2),8分]扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象.如圖,截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K,壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0.當(dāng)封閉氣體溫度上升至303 K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為p0,溫度仍為303 K.再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求: (i)當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強(qiáng); (ii)當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力. 一、選擇題(每小題5分,共35分) 1.[2018湖北武漢部分學(xué)校調(diào)研,16(1)][多選]在“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗中,下列做法正確的是 (　　) A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的體積是1 mL,則1滴溶液中含有油酸10-2 mL B.往淺盤里倒入適量的水,再將痱子粉或細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同時將玻璃板放在淺盤上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形狀 D.將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,計算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù),并求得油膜的面積 E.根據(jù)1滴油酸酒精溶液中油酸的體積V和油膜面積S就可以算出油膜厚度d=VS,即油酸分子的大小 2.[2018江西南寧畢業(yè)班摸底聯(lián)考,33(1)][多選]運(yùn)用分子動理論的相關(guān)知識,判斷下列說法正確的是 (　　) A.分子間距離增大時,可能存在分子勢能相等的兩個位置 B.氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān) C.某氣體的摩爾體積為V,每個分子的體積為V0,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA=VV0 D.陽光從縫隙射入教室,從陽光中看到的塵埃的運(yùn)動不是布朗運(yùn)動 E.生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素,這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成 3.[2017河北衡水中學(xué)9月大聯(lián)考,17(1)][多選]下列說法正確的是 (　　) A.單晶體在不同方向上的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度等物理性質(zhì)不一樣 B.熱量不可能從低溫物體向高溫物體傳遞 C.一定質(zhì)量的理想氣體,保持氣體的壓強(qiáng)不變,溫度越高,體積越大 D.功可以完全轉(zhuǎn)化為熱量,而熱量不能完全變?yōu)楣?即不可能從單一熱源吸熱使之全部變?yōu)橛杏玫墓? E.若氣體的溫度不變,壓強(qiáng)增大,說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多 4.[2017安徽合肥高三第三次質(zhì)量檢測,33(1)][多選]下列說法正確的是 (　　) A.相對濕度與同溫度水的飽和汽壓無關(guān) B.松香在熔化過程中溫度不變,分子平均動能不變 C.若一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,則兩系統(tǒng)溫度一定相同 D.若一定質(zhì)量的理想氣體被壓縮且吸收熱量,則壓強(qiáng)一定增大 E.液體的表面張力是由于液體表面層分子間距離略大于平衡距離 5.[2017湖南師大附中月考,18][多選]下列說法中正確的是 (　　) A.一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能隨著溫度升高一定增大 B.第一類永動機(jī)和第二類永動機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律 C.當(dāng)分子間距r>r0時,分子間的引力隨著分子間距的增大而增大,分子間的斥力隨著分子間距的增大而減小,所以分子力表現(xiàn)為引力 D.大霧天氣學(xué)生感覺到教室潮濕,說明教室內(nèi)的相對濕度較大 E.一定質(zhì)量的單晶體在熔化過程中分子勢能一定是增大的 6.[2017山東濟(jì)南高三針對性訓(xùn)練,33(1)][多選]下列說法中正確的有 (　　) A.用氣筒給自行車打氣,越打越費(fèi)勁,說明此時氣體分子之間的分子力表現(xiàn)為斥力 B.合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w C.空載的卡車停在水平地面上,在緩慢裝載沙子的過程中,車胎不漏氣,胎內(nèi)氣體可視為理想氣體,溫度不變,不計分子間勢能,則胎內(nèi)氣體對外放熱 D.汽車尾氣中含有多種有害氣體污染空氣,可以想辦法使它們自發(fā)分離,既清潔了空氣又變廢為寶 E.PM 2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物,在空中做無規(guī)則運(yùn)動,它是空氣中分子無規(guī)則熱運(yùn)動的反映 7.[2017湖北武漢5月模擬,33(1)][多選]如圖所示,在一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)隨體積變化的p-V圖象中,氣體先后經(jīng)歷了ab、bc、cd、da四個過程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V軸且與p軸平行,bc、da是兩條等溫線.下列判斷正確的是 (　　) A.氣體在狀態(tài)a時的溫度低于在狀態(tài)c時的溫度 B.從a→b的過程,氣體分子密集程度不變,分子平均動能增加 C.從a→b→c的過程,氣體密度不斷減小,溫度先升高后不變 D.從c→d的過程,氣體放出的熱量大于外界對氣體做的功 E.從a→b→c→d的過程,設(shè)氣體對外做功為W1,外界對氣體做功為W2,氣體吸熱為Q1,放熱為Q2,則W1-W2TB,選項A、D錯誤;由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中,氣體壓強(qiáng)不變,由蓋-呂薩克定律可知,隨體積增大,溫度升高,即TBr0時,分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而減小,而且斥力減小更快,所以分子力表現(xiàn)為引力,故C錯誤.相對濕度為某一被測蒸氣壓與同溫度水的飽和蒸氣壓的比值的百分?jǐn)?shù),大氣中相對濕度越大,水汽蒸發(fā)的越慢,人就感覺越潮濕,故D正確.一定質(zhì)量的單晶體在熔化過程中溫度不變,分子的平均動能不變,所吸收的熱量全部用來增大分子勢能,故E正確. 6.BCE　合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,B項正確;在卡車裝沙子過程中,車胎內(nèi)氣體體積減小,外界對氣體做功,但氣體溫度不變即內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體向外放熱,C項正確;PM 2.5的無規(guī)則運(yùn)動屬于布朗運(yùn)動,它反映了空氣中分子的無規(guī)則運(yùn)動,E項正確.用氣筒給自行車打氣,越打越費(fèi)勁是因為車胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)在變大,但車胎內(nèi)氣體分子間距離依然很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過分子間作用力的范圍,A項錯誤;使尾氣成分分離需要消耗能量,不可能自發(fā)分離,D項錯誤. 7.ABD　根據(jù)題圖可知,氣體在狀態(tài)a和狀態(tài)b時體積相同,氣體的壓強(qiáng)越大,溫度越高,故狀態(tài)b的溫度比狀態(tài)a的溫度高,又bc為等溫線,所以狀態(tài)c的溫度比狀態(tài)a的溫度高,A正確.氣體在狀態(tài)a和狀態(tài)b時體積相同,故分子密集程度不變,狀態(tài)b的壓強(qiáng)大,溫度高,分子平均動能更大,B正確.由c到d,氣體體積減小,外界對氣體做正功,且溫度降低,內(nèi)能減小,由熱力學(xué)第一定律可得D正確.從a到b,氣體體積不變,密度不變,從b到c,氣體體積變大,溫度不變,C錯誤.a、d等溫,內(nèi)能相等,故外界對氣體做的功與氣體放出的熱量相等,E錯誤. 8.35(Mg+p0S)H 解析:設(shè)理想氣體初狀態(tài)時的壓強(qiáng)為p 活塞受力平衡有pS=Mg+p0S 設(shè)氣體初狀態(tài)的溫度為T,系統(tǒng)達(dá)到新的平衡時活塞下降的高度為x,由蓋-呂薩克定律有HST=(H+H-x)S1.4T 解得x=35H 又系統(tǒng)絕熱,即Q=0 外界對氣體做功為W=pSx 根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=Q+W 所以ΔU=35(Mg+p0S)H. 9.(1)12p0　(2)10 J　(3)T02　p02 解析:(1)A到B是等溫變化,根據(jù)玻意耳定律pAVA=pBVB且pA=p0 解得pB=12p0. (2)A到B是等溫變化,氣體的內(nèi)能不變,即ΔU=0 氣體對外界做的功為10 J,即W=-10 J 由W+Q=ΔU 解得Q=-W=10 J. (3)B到C是等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律得VBTB=VCTC 解得TC=T02 A到C是等容變化,根據(jù)查理定律得pATA=pCTC 解得pC=p02. 10.(1)60 cm　(2)372 K 解析:(1)設(shè)右管氣體壓強(qiáng)為p1,左管氣體壓強(qiáng)為p2,左管氣體下端與水銀槽面的高度差為h3,則有p1=p0+ρgh2=85 cmHg p2=p1-ρgh1=80 cmHg p2=p0+ρgh3,得h3=5 cm L2=L1-h2+h1+h3=60 cm. (2)令管的橫截面面積為S 對右管中氣體 初態(tài)p1=85 cmHg V1=L1S T1=300 K 末態(tài)p1=p0+ρg(L1-L1+h2)=93 cmHg V1=L1S 則有p1V1T1=p1V1T1 解得T1=372 K. 1.ACD　溫度一定時,懸浮在液體中的固體顆粒越小,同一時刻撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少,沖力越不平衡,布朗運(yùn)動越明顯,故A正確;一定質(zhì)量的氣體,在體積膨脹的過程中,如果同時伴隨著吸熱,內(nèi)能不一定減小,故B錯誤;物質(zhì)是晶體還是非晶體,不是絕對的,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化,故C正確;氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān),溫度越高、單位體積的分子數(shù)越多,則氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)越多,故D正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性,故E錯誤. 2.ABE　由銅的摩爾質(zhì)量和密度,可以得出摩爾體積,摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)可以得出銅原子體積,再由銅原子體積建立模型得出銅原子的直徑,選項A正確;葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用,選項B正確;布朗運(yùn)動指的是懸浮小顆粒的運(yùn)動,不是小顆粒的分子運(yùn)動,選項C錯誤;分子之間的距離等于平衡位置的距離r0時,分子勢能最小,當(dāng)分子間距離大于平衡位置的距離r0時,分子間距離越大,分子勢能越大,選項D錯誤;根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志可知,溫度升高時,分子的平均動能增大,故分子熱運(yùn)動的平均速率一定增大,但并非所有分子的速率都增大,選項E正確. 3.BDE　分子間距離x=c時,分子間引力和斥力大小相等,合力為零,A錯誤;分子間引力和斥力隨分子間距離的增大而減小,斥力比引力減小得快,B正確,C錯誤;分子間距離小于c時,分子間作用力表現(xiàn)為斥力,分子間距離增大,分子間作用力的合力做正功,分子勢能減小,分子間距離大于c時,分子間作用力表現(xiàn)為引力,分子間距離增大,分子間作用力的合力做負(fù)功,分子勢能增大,分子間距離等于c時,分子勢能最小,D正確;F-x圖象與x軸圍成的面積大小表示該力做功的數(shù)值,分子間作用力的合力做功數(shù)值等于分子勢能變化數(shù)值,分子間的距離由x=c變化到x=a過程中,分子間作用力表現(xiàn)為引力,分子間作用力的合力做負(fù)功,分子勢能增大,E正確. 4.BCD　分子間距離增大時,由于不知道此時分子力是引力還是斥力,所以無法判斷分子勢能的變化情況,A錯誤;B中的兩種表達(dá)形式,一種是將分子所占據(jù)的空間看成球體,一種是將分子所占據(jù)的空間看成立方體,結(jié)果都對,B正確;空氣壓縮到一定程度很難再壓縮是因為分子間存在斥力的作用,故C正確;液體的飽和汽壓與溫度以及液體的種類有關(guān),D正確;E中所闡述的是空氣對流引起的塵埃的運(yùn)動,因此不能看成布朗運(yùn)動,E錯誤. 5.C　由題圖知:a→b過程為氣體等容升溫,壓強(qiáng)增大;b→c過程為氣體等溫降壓,根據(jù)玻意耳定律知,體積增大,由此可知選項C正確. 6.ACE　一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程,朝某個方向可以自發(fā)地進(jìn)行,而相反的過程,即使不違背能量守恒定律,也不會自發(fā)地進(jìn)行,選項A正確;氣體的內(nèi)能僅與物質(zhì)的量和溫度有關(guān),與體積無關(guān),如氣體向真空自由膨脹,W=0,且絕熱,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體的內(nèi)能不變,即氣體溫度不變,選項B錯誤;物體的內(nèi)能取決于分子熱運(yùn)動的平均動能、分子勢能及分子數(shù)目三個因素,故選項C正確;等容過程W=0,吸熱Q>0,由熱力學(xué)第一定律可知,氣體的內(nèi)能一定增加,選項D錯誤;熱量可以由低溫物體傳給高溫物體,但不會自發(fā)地由低溫物體傳給高溫物體,選項E正確. 7.(1)1.0 kg/m3　(2)87 ℃ 解析:(1)由題可知,孔明燈剛能浮起時有ρ0Vg=mg+ρVg 解得ρ=1.0 kg/m3. (2)設(shè)加熱后氣體體積為V1,則有ρ0V=ρV1,解得V1=1.2 V 根據(jù)蓋-呂薩克定律有VT0=V1T1 解得T1=360 K,則t=(360-273) ℃=87 ℃. 8.(1)1.25105 Pa　(2)如圖所示 解析:(1)設(shè)400 K時氣體壓強(qiáng)為p1,600 K時氣體壓強(qiáng)為p2.由理想氣體的狀態(tài)方程得p1V1T1=p2V2T2 代入數(shù)據(jù)11052.5400=p23600,解得p2=1.25105 Pa 溫度為600 K時的氣體壓強(qiáng)為1.25105 Pa (2)由V-T圖象可知,400 K~500 K氣體體積不變,氣體做等容變化,故在P-T圖象中圖象應(yīng)延伸到500 K處,此時壓強(qiáng)為1.25105 Pa;從500 K~600 K,氣體做等壓變化,壓強(qiáng)p2=1.25105 Pa;故從500 K至600 K為水平直線,故圖象如圖所示. 9.5.0102 J 解析:由題圖2中V-T圖象的圖線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)可以判斷,理想氣體做等壓變化. 由蓋-呂薩克定律得VATA=VBTB 解得VB=810-3m3 氣體對外做的功W=p(VB-VA) 解得W=200 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律知ΔU=-W+Q 解得ΔU=5.0102 J. 10.13 cm 解析:當(dāng)B部分氣體的長度達(dá)到lB=lA=25 cm時,氣體A、B的體積相同,設(shè)下端水銀柱長度變?yōu)長,活塞橫截面積為S,對B部分氣體 初狀態(tài):p1=p0+ρgh,V1=lBS 末狀態(tài):p2=p0+ρgL,V2=lBS 由玻意耳定律得p1V1=p2V2 代入數(shù)據(jù)解得L=33 cm 則活塞下移的距離為x=(lB+L)-(lB+h) 代入數(shù)據(jù)解得x=13 cm.