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2019-2020年高考物理一輪復習 高考真題備選題庫 第十一章 熱學（選修3-3） A．引力增加，斥力減小 B．引力增加，斥力增加 C．引力減小，斥力減小 D．引力減小，斥力增加 解析：選C　分子間同時存在相互作用的引力和斥力。隨分子間距的增大斥力和引力均變小，只是斥力變化的更快一些，C項正確。 2．(xx北京高考)下列說法中正確的是(　　) A．物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B．物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C．物體溫度降低，其內能一定增大 D．物體溫度不變，其內能一定不變 解析：選B　根據(jù)溫度是分子平均動能的標志知，溫度升高，分子熱運動的平均動能增大；溫度降低，分子熱運動的平均動能減小，選項A錯誤，B正確。理想氣體的溫度升高，內能增大；溫度降低，內能減小，選項C錯誤。晶體熔化或凝固時溫度不變，但是內能變化，熔化時吸收熱量，內能增大；凝固時放出熱量，內能減小，選項D錯誤。 3．(xx福建高考)如圖，橫坐標v表示分子速率，縱坐標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________。(填選項前的字母) A．曲線①　　　　　　　 　B．曲線② C．曲線③ D．曲線④ 解析：選D　某一溫度下氣體分子的麥克斯韋速率呈“中間多，兩頭少”的分布，故D項正確。 4．(xx福建理綜)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關系的圖線是________。(填選圖下方的字母) 解析：本題考查分子間作用力以及分子勢能隨分子間距離變化關系，意在考查考生對該部分知識的了解情況。當r＝r0時，分子間作用力f＝0，分子勢能Ep最小，排除A、C、D，選B。 答案：B　 5．(xx山東理綜)以下說法正確的是________。 A．水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 B．擴散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運動 C．當分子間距離增大時，分子間引力增大，分子間斥力減小 D．一定質量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能減小 解析：分子間距離增大時，分子間引力和斥力同時減小，選項C錯誤；由于氣體壓強不變，根據(jù)＝C可知，當氣體膨脹時氣體溫度升高，分子平均動能增加，選項D錯誤。 答案：AB 6．(xx北京理綜)做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖．圖中記錄的是(　　) A．分子無規(guī)則運動的情況 B．某個微粒做布朗運動的軌跡 C．某個微粒做布朗運動的速度－時間圖線 D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 解析：微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下做布朗運動，軌跡是無規(guī)則的，實際操作中不易描繪出微粒的實際軌跡；而按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規(guī)則，也能充分反映微粒布朗運動的無規(guī)則，所以記錄描繪的是位置的連線，故選D 答案：D 7．(2011新課標全國)對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是____________．(選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給6分．每選錯一個扣3分，最低得分為0分) A．若氣體的壓強和體積都不變，其內能也一定不變 B．若氣體的內能不變，其狀態(tài)也一定不變 C．若氣體的溫度隨時間不斷升高，其壓強也一定不斷增大 D．氣體溫度每升高1 K所吸收的熱量與氣體經歷的過程有關 E．當氣體溫度升高時，氣體的內能一定增大 解析：(1)一定質量的理想氣體，＝常量，p、V不變，則T不變，分子平均動能不變，又理想氣體分子勢能為零，故氣體內能不變，A項正確；理想氣體內能不變，則溫度T不變，由＝常量知，p及V可以變化，故狀態(tài)可以變化，B錯誤；等壓變化過程，溫度升高、體積增大，故C錯誤；由熱力學第一定律ΔU＝Q＋W知，溫度升高1 K，內能增量ΔU一定，而外界對氣體做的功W與經歷的過程可能有關(如體積變化時)，因此吸收的熱量與氣體經歷的過程也有關，D項正確；溫度升高，平均動能增大，分子勢能不變，內能一定增大，E項正確． 答案：ADE 8．(2011廣東理綜)如圖所示，兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是(　　) A．鉛分子做無規(guī)則熱運動 B．鉛柱受到大氣壓力作用 C．鉛柱間存在萬有引力作用 D．鉛柱間存在分子引力作用 解析：下面的鉛柱不脫落，說明鉛柱受到一個向上的力的作用，A項錯誤；大氣對鉛柱有向上的壓力，但是遠遠不足以抵消鉛柱的重力，因此B項錯誤；鉛柱間的萬有引力太小，遠小于鉛柱的重力，C項錯誤；由于鉛柱間存在著分子引力的作用，故下面的鉛柱才不脫落，D項正確． 答案：D 9．(xx全國Ⅰ)右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關系曲線．下列說法正確的是(　　) A．當r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力 B．當r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力 C．當r等于r2時，分子間的作用力為零 D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負功 解析：本題考查分子力做功與分子勢能的關系、功的正負的判斷．意在考查考生對基本概念和基本規(guī)律的理解能力．對兩分子組成的系統(tǒng)，分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴?，分子勢能增加．結合圖象可知，分子距離由非常近到r1時，Ep減小，分子力做正功；當分子由r1到r2時，Ep減少，分子力做正功，故分子力為斥力，A錯，B對，D錯；分子間距離由r2繼續(xù)增大時，分子勢能增加，說明分子力做負功，即分子間表現(xiàn)為引力，故分子間距離為r2時，分子間作用力為零，C項正確． 答案：BC 10．(xx江蘇)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．(結果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)本題主要考查理想氣體狀態(tài)變化方程，意在考查考生利用圖象描述物理過程的能力．根據(jù)氣體等溫變化方程pV＝C，所以p＝，因此p－的圖象是一條過原點的直線，選項B正確． 解析：本題主要考查分子動理論，意在考查考生的計算能力．設空氣的摩爾質量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝31022個． 答案：31022個 第2節(jié) 固體、液體和氣體 1. (xx上海高考)如圖，豎直放置、開口向下的試管內用水銀封閉一段氣體，若試管自由下落，管內氣體(　　) A．壓強增大，體積增大 B．壓強增大，體積減小 C．壓強減小，體積增大 D．壓強減小，體積減小 解析：選B　初始時，水銀處于靜止狀態(tài)，受到重力和封閉氣體的壓力之和與外界大氣壓力等大反向；當試管自由下落時，管中水銀也處于完全失重狀態(tài)，加速度為g豎直向下，所以封閉氣體的壓強與外界大氣壓等大；由此可知封閉氣體的壓強增大，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，氣體的體積減小，B項正確。 2. (xx上海高考)如圖，在水平放置的剛性氣缸內用活塞封閉兩部分氣體A和B，質量一定的兩活塞用桿連接。氣缸內兩活塞之間保持真空，活塞與氣缸壁之間無摩擦，左側活塞面積較大，A、B的初始溫度相同。略抬高氣缸左端使之傾斜，再使A、B升高相同溫度，氣體最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。若始末狀態(tài)A、B的壓強變化量ΔpA、ΔpB均大于零，對活塞壓力的變化量為ΔFA、ΔFB，則(　　) A．A體積增大 B．A體積減小 C．ΔFA>ΔFB D．ΔpA<ΔpB 解析：選AD　設氣體A、B對活塞的壓力分別為FA、FB，初狀態(tài)FA＝FB，最終的穩(wěn)定狀態(tài)FA′＋mgsin α＝FB′，所以ΔFA<ΔFB，選項C錯誤；而ΔFA＝ΔpASA，ΔFB＝ΔpBSB，又SA>SB，所以ΔpA<ΔpB，選項D正確；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝，＝， 整理得＝， 則有＝， 進一步得＝， 由于<，所以<，因此氣體A體積增大，氣體B體積減小，選項A正確、B錯誤。 3. (xx上海高考)在“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系”實驗中，某同學將注射器活塞置于刻度為10 mL處，然后將注射器連接壓強傳感器并開始實驗，氣體體積V每增加1 mL測一次壓強p，最后得到p和V的乘積逐漸增大。 (1)由此可推斷，該同學的實驗結果可能為圖________。 (2)(單選題)圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中(　　) A．注射器中有異物 B．連接軟管中存在氣體 C．注射器內氣體溫度升高 D．注射器內氣體溫度降低 解析：(1)由于p和V的乘積逐漸增大，所以V－圖像的斜率變大，圖線向上彎曲，選圖(a)；(2)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝k，V－ 圖像的斜率的物理意義為kT，斜率變大，可能是因為氣體溫度升高，選C。 答案：(1)a　(2)C 4. (xx上海高考)如圖，一端封閉、粗細均勻的U形玻璃管開口向上豎直放置，管內用水銀將一段氣體封閉在管中。當溫度為280 K時，被封閉的氣柱長L＝22 cm，兩邊水銀柱高度差h＝16 cm，大氣壓強p0＝76 cmHg。 (1)為使左端水銀面下降3 cm，封閉氣體溫度應變?yōu)槎嗌伲? (2)封閉氣體的溫度重新回到280 K后，為使封閉氣柱長度變?yōu)?0 cm，需向開口端注入的水銀柱長度為多少？ 解析：(1)初態(tài)壓強p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg 末態(tài)時左右水銀面高度差為(16－23) cm＝10 cm，壓強 p2＝(76－10) cmHg＝66 cmHg 由理想氣體狀態(tài)方程：＝ 解得T2＝＝280 K＝350 K (2)設加入的水銀高度為l，末態(tài)時左右水銀面高度差 h′＝(16＋22)－l 由玻意耳定律：p1V1＝p3V3 式中p3＝76－(20－l) 解得：l＝10 cm 答案：(1)350 K　(2)10 cm 5．(xx海南高考)(1)下列說法正確的是________。 A．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部 B．單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點 C．單晶體中原子(或分子、離子)的排列具有空間周期性 D．通常金屬在各個方向的物理性質都相同，所以金屬是非晶體 E．液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征 (2)一豎直放置、缸壁光滑且導熱的柱形氣缸內盛有一定量的氮氣，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ兩部分；達到平衡時，這兩部分氣體的體積相等，上部氣體的壓強為P10，如圖(a)所示，若將氣缸緩慢倒置，再次達到平衡時，上下兩部分氣體體積之比為3∶1，如圖(b)所示。設外界溫度不變，已知活塞面積為S，重力加速度大小為g，求活塞的質量。 解析：(1)液體表面張力的方向與液面相切，A錯誤；多晶體也有固定的熔點，B錯誤；在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的周期性，C正確；常見的金屬是多晶體，所以表現(xiàn)為各向同性，D錯誤；許多有機化合物像液體一樣具有流動性，而其光學性質與某些晶體相似，具有各向異性，于是稱其為液晶，E正確。(2)設活塞的質量為m，氣缸倒置前下部氣體的壓強為p20，倒置后上下氣體的壓強分別為p2、p1，由力的平衡條件有 p20＝p10＋ p1＝p2＋ 倒置過程中，兩部分氣體均經歷等溫過程，設氣體的總體積為V0，由玻意耳定律得 p10＝p1 p20＝p2 解得m＝ 答案：(1)CE　(2) 6．(xx全國卷Ⅰ)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p T圖像如圖所示。下列判斷正確的是________。(填正確答案標號。) 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受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 解析：選ADE　過程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內能增大，氣體一定吸熱，A正確；過程bc，理想氣體等溫變化，壓強減小，容器壁單位面積單位時間內受到分子撞擊的次數(shù)減小，E正確；而體積變大，氣體對外做功，氣體一定吸熱，B錯誤；過程ca，理想氣體的壓強不變，溫度降低，內能減小，體積減小，外界對氣體做功，氣體對外放出的熱量大于外界對氣體做的功，C錯誤；根據(jù)上述三過程可知：在a、b、c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動能的標志，其分子的平均動能最小，D正確。 7．(xx全國卷Ⅰ)一定質量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內。氣缸壁導熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對于氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現(xiàn)取質量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g。 解析：設氣缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產生的壓強為Δp，由玻意耳定律得 phS＝(p＋Δp)S① 解得Δp＝p② 外界的溫度變?yōu)門后，設活塞距底面的高度為h′。根據(jù)蓋—呂薩克定律，得＝③ 解得h′＝h④ 根據(jù)題意可得Δp＝⑤ 氣體最后的體積為V＝Sh′⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝⑦ 答案：(1)　(2) 8．(xx全國卷Ⅱ)下列說法正確的是________。 A．懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動 B．空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果 C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點 D．高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E．干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結果 解析：選BCE　懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了水分子的熱運動，A項錯誤；空中的小雨滴呈球形是由于水的表面張力作用，使得小雨滴表面積最小而呈球形，B項正確；彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光學各向異性的特點，與液晶分子結合而定向排列，當液晶中電場強度不同時，染料分子對不同顏色的光吸收強度不同而顯示各種顏色，C項正確；高原地區(qū)水的沸點較低是由于高原地區(qū)大氣壓強較小，D項錯誤；由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱而使其顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，E項正確。 9．(xx全國卷Ⅱ)如圖，兩氣缸A、B粗細均勻、等高且內壁光滑，其下部由體積可忽略的細管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣。當大氣壓為p0、外界和氣缸內氣體溫度均為7 ℃且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的，活塞b在氣缸正中間。 (ⅰ)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度； (ⅱ)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升。當活塞a上升的距離是氣缸高度的時，求氧氣的壓強。 解析：(ⅰ)活塞b升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、b下方的氮氣經歷等壓過程。設氣缸A的容積為V0，氮氣初態(tài)體積為V1，溫度為T1；末態(tài)體積為V2，溫度為T2。按題意，氣缸B的容積為，由題給數(shù)據(jù)和蓋呂薩克定律有 V1＝V0＋＝V0 ① V2＝V0＋V0＝V0 ② ＝ ③ 由①②③式和題給數(shù)據(jù)得T2＝320 K ④ (ⅱ)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞a上升的距離是氣缸高度的時，活塞a上方的氧氣經歷等溫過程。設氧氣初態(tài)體積為V1′，壓強為p1′；末態(tài)體積為V2′，壓強為p2′。由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有 V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0 ⑤ p1′V1′＝p2′V2′ ⑥ 由⑤⑥式得p2′＝p0 ⑦ 答案：(ⅰ)320 K　(ⅱ)p0 10．(xx大綱卷)對于一定量的稀薄氣體，下列說法正確的是(　　) A．壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈 B．保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈 C．壓強變大時，分子間的平均距離必然變小 D．壓強變小時，分子間的平均距離可能變小 解析：選BD　根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C，當壓強變大時，氣體的溫度不一定變大，分子熱運動也不一定變得劇烈，選項A錯誤；當壓強不變時，氣體的溫度可能變大，分子熱運動也可能變得劇烈，選項B正確；當壓強變大時，氣體的體積不一定變小，分子間的平均距離也不一定變小，選項C錯誤；當壓強變小時，氣體的體積可能變小，分子間的平均距離也可能變小，選項D正確。 11．(xx重慶高考)如圖為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內充滿體積為V0，壓強為p0的氣體，當平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮。若氣泡內氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當體積壓縮到V時氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時每個氣泡內氣體對接觸面處薄膜的壓力。 解析：設壓力為F，壓縮后氣體壓強為p 由p0V0＝pV和F＝pS 得F＝p0S 答案：(1)B　(2)p0S 12．(xx山東高考)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質量M＝3103 kg、體積V0＝0.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內充入一定量的氣體，開始時筒內液面到水面的距離h1＝40 m，筒內氣體體積V1＝1 m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升。當筒內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p0＝1105Pa，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，筒內氣體質量不變且可視為理想氣體，浮筒質量和筒壁厚度可忽略。 解析：當F＝0時，由平衡條件得 Mg＝ρg(V0＋V2) ① 代入數(shù)據(jù)得 V2＝2.5 m3 ② 設筒內氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強分別為p1、p2，由題意得 p1＝p0＋ρgh1 ③ p2＝p0＋ρgh2 ④ 在此過程中筒內氣體溫度和質量不變，由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2 ⑤ 聯(lián)合②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 h2＝10 m。 ⑥ 答案：見解析 13．(xx江蘇高考)一種海浪發(fā)電機的氣室如圖所示。工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強，從而驅動進氣閥門和出氣閥門打開或關閉。氣室先后經歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。 (1)下列對理想氣體的理解，正確的有________。 A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型 B．只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體 C．一定質量的某種理想氣體的內能與溫度、體積都有關 D．在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵循氣體實驗定律 (2)壓縮過程中，兩個閥門均關閉。若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內能增加了3.4104 J，則該氣體的分子平均動能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，活塞對該氣體所做的功________(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J。 (3)上述過程中，氣體剛被壓縮時的溫度為27 ℃，體積為0.224 m3，壓強為1個標準大氣壓。已知1 mol氣體在1個標準大氣壓、0 ℃時的體積為22.4 L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023mol－1。計算此時氣室中氣體的分子數(shù)。(計算結果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)理想氣體是一種理想化的模型，實際并不存在，選項A正確；在溫度不低于零下幾十攝氏度、壓強不超過標準大氣壓的幾倍時，把實際氣體當成理想氣體來處理，選項B錯誤；一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關，選項C錯誤；在任何溫度、任何壓強下都遵從氣體實驗定律，這樣的氣體是理想氣體，選項D正確。 (2)氣室中的氣體與外界無熱交換，內能增加，同時外界對氣體做功，故密閉氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大。根據(jù)熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，Q＝0，W＝ΔU，所以活塞對該氣體所做的功等于3.4104 J。 (3)設氣體在標準狀態(tài)時的體積為V1，等壓過程＝ 氣體物質的量n＝，且分子數(shù)N＝nNA，解得N＝ NA 代入數(shù)據(jù)得N≈51024(或N≈61024) 答案：(1)AD　(2)增大　等于 (3)51024(或61024) 14．(xx福建高考)圖為一定質量理想氣體的壓強p與體積V關系圖像，它由狀態(tài)A經等容過程到狀態(tài)B，再經等壓過程到狀態(tài)C設A、B、C狀態(tài)對應的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關系式中正確的是________。(填選項前的字母) A．TA＜TB，TB＜TC B. TA＞TB，TB＝TC C. TA＞TB，TB＜TC D. TA＝TB，TB＞TC 解析：選C　由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體體積不變，由查理定律可知，隨壓強減小，溫度降低，故TA＞TB，A、D項錯；由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體壓強不變，由蓋呂薩克定律可知，隨體積增大，溫度升高，即TB＜TC，B項錯，C項對。 15．(xx福建理綜)某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強為p0的空氣，現(xiàn)在要使輪胎內的氣壓增大到p，設充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同、壓強也是p0、體積為________的空氣。(填選項前的字母) A.V　　　　 B.V C.V D.V 解析：本題考查理想氣體狀態(tài)關系，意在考查考生對理想氣體狀態(tài)的理解。設所求體積為Vx，由玻意耳定律，p0(Vx＋V)＝pV，可得Vx＝V，C正確。 答案：C 16．(xx新課標全國Ⅰ)如圖，兩個側壁絕熱、頂部和底部都導熱的相同氣缸直立放置，氣缸底部和頂部均有細管連通，頂部的細管帶有閥門K。兩氣缸的容積均為V0，氣缸中各有一個絕熱活塞(質量不同，厚度可忽略)。開始時K關閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強分別為p0和p0/3；左活塞在氣缸正中間，其上方為真空； 右活塞上方氣體體積為V0/4?，F(xiàn)使氣缸底與一恒溫熱源接觸，平衡后左活塞升至氣缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經過一段時間，重新達到平衡。已知外界溫度為T0，不計活塞與氣缸壁間的摩擦。求： (ⅰ)恒溫熱源的溫度T； (ⅱ)重新達到平衡后左氣缸中活塞上方氣體的體積Vx。 解析：本題考查理想氣體狀態(tài)方程，意在考查考生對理想氣體狀態(tài)方程的靈活運用。 (ⅰ)與恒溫熱源接觸后，在K未打開時，右活塞不動，兩活塞下方的氣體經歷等壓過程，由蓋—呂薩克定律得 ＝　① 由此得 T＝T0　② (ⅱ)由初始狀態(tài)的力學平衡條件可知，左活塞的質量比右活塞的大。打開K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至氣缸頂，才能滿足力學平衡條件。 氣缸頂部與外界接觸，底部與恒溫熱源接觸，兩部分氣體各自經歷等溫過程，設左活塞上方氣體最終壓強為p，由玻意耳定律得 pVx＝　③ (p＋p0)(2V0－Vx)＝p0V0?、? 聯(lián)立③④式得 6V－V0Vx－V＝0 其解為 Vx＝V0 另一解Vx＝－V0，不合題意，舍去。 答案：(ⅰ)T0　(ⅱ)V0 17．(xx新課標全國Ⅱ)如圖，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置。玻璃管的下部封有長l1＝25.0 cm的空氣柱，中間有一段長為l2＝25.0 cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0 cm。已知大氣壓強為p0＝75.0 cmHg。現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘＝20.0 cm。假設活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離。 解析：本題考查氣體實驗定律及其相關知識點，意在考查考生綜合運用知識解決問題的能力。 解：以cmHg為壓強單位。在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為p1＝p0＋l2?、? 設活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p′1，由玻意耳定律得 p1l1＝pl　② 如圖，如活塞下推距離為Δl，則此時玻璃管上部空氣柱的長度為 l＝l3＋l1－l－Δl　③ 設此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p，則 p＝p－l2?、? 由玻意耳定律得 p0l3＝pl?、? 由①至⑤式及題給數(shù)據(jù)解得 Δl＝15.0 cm　⑥ 答案：15 cm 18．(xx福建理綜)空氣壓縮機的儲氣罐中儲有1.0 atm的空氣6.0 L，現(xiàn)再充入1.0 atm的空氣9.0 L。設充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲氣罐中氣體壓強為____________。(填選項前的字母) A．2.5 atm　B．2.0 atm　C．1.5 atm　D．1.0 atm 解析：由p1V1＋p2V2＝pV1,16＋19＝p6解得p＝2.5 atm，選項A正確。 答案：A 19．(xx新課標全國，5分)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是________(填入正確選項前的字母)． (　　) A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體 B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的 C．單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點 D．單晶體和多晶體的物理性質是各向異性的，非晶體是各向同性的 答案：BC 20．(xx新課標全國)如圖所示，一開口氣缸內盛有密度為ρ的某種液體；一長為l的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中，平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為l/4.現(xiàn)用活塞將氣缸封閉(圖中未畫出)，使活塞緩慢向下運動，各部分氣體的溫度均保持不變．當小瓶的底部恰好與液面相平時，進入小瓶中的液柱長度為l/2，求此時氣缸內氣體的壓強．大氣壓強為p0，重力加速度為g. 解析：設當小瓶內氣體的長度為l時，壓強為p1；當小瓶的底部恰好與液面相平時，瓶內氣體的壓強為p2，氣缸內氣體的壓強為p3.依題意p1＝p0＋ρgl　① 由玻意耳定律p1S＝p2(l－)S?、? 式中S為小瓶的橫截面積．聯(lián)立①②兩式，得 p2＝(p0＋ρgl)?、? 又有p2＝p3＋ρgl　④ 聯(lián)立③④式，得p3＝p0＋?、? 答案：p0＋ 第3節(jié) 熱力學定律 1．(xx重慶高考)重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內氣體體積及質量均不變，則罐內氣體(可視為理想氣體)(　　) A．壓強增大，內能減小 B．吸收熱量，內能增大 C．壓強減小，分子平均動能增大 D．對外做功，分子平均動能減小 解析：選B　溫度是分子平均動能的宏觀標志，故天然氣的溫度升高過程中，分子平均動能增大，又天然氣可視為理想氣體，不需要考慮分子勢能，而氣體質量不變，氣罐內天然氣分子數(shù)不變，所以氣體分子總動能增大，故內能增大，A、D項錯；由熱力學第一定律可知，氣體體積不變，內能增大，則一定從外界吸收熱量，B項對；天然氣體積不變，隨溫度升高，氣體壓強增大，C項錯。 2．(xx山東高考)如圖，內壁光滑、導熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體。當環(huán)境溫度升高時，缸內氣體 ________。(雙選，填正確答案標號) a．內能增加 b．對外做功 c．壓強增大 d．分子間的引力和斥力都增大 解析：選ab　根據(jù)一定質量的某種理想氣體的內能只決定于溫度，處在導熱氣缸中的理想氣體由于外界環(huán)境溫度升高，理想氣體的內能要增大，所以選項a正確；再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：＝C可知，氣體壓強不變，當溫度升高時，體積要增大，因此氣體要對外做功，所以選項b正確，c錯誤；理想氣體沒有分子間的相互作用力，因此分子間的作用力始終為零，故d選項錯誤。 3．(xx廣東高考)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，假設袋內氣體與外界無熱交換，則袋內氣體(　　) A．體積減小，內能增大 B．體積減小，壓強減小 C．對外界做負功，內能增大 D．對外界做正功，壓強減小 解析：選AC　擠壓充氣袋，氣體的體積減小，充氣袋中氣體的壓強增大，外界對氣體做正功，氣體對外界做負功，由于袋內氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣體內能增大，A、C項正確，B、D項錯誤。 4．(xx浙江自選模塊)如圖所示，內壁光滑的圓柱形金屬容器內有一個質量為m、面積為S的活塞。容器固定放置在傾角為θ的斜面上。一定量的氣體被密封在容器內，溫度為T0，活塞底面與容器底面平行，距離為h。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g。 (1)容器內氣體壓強為________； (2)由于環(huán)境溫度變化，活塞緩慢下移h/2時氣體溫度為________；此過程中容器內氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，氣體分子的平均速率________(填“增大”、“ 減小”或“不變”)。 解析：(1)容器內氣體的壓強與大氣壓和活塞的重力有關。活塞對氣體產生的壓強為p＝，則容器內氣體的壓強p＝p0＋p＝p0＋。 (2)環(huán)境溫度變化，活塞緩慢下移，可認為是等壓變化，則＝，且V0＝2V1，解得T1＝。 在此等壓變化過程中，氣體溫度降低，內能減少；氣體體積減小，外界對氣體做功，由熱力學第一律ΔU＝W＋Q知氣體放出熱量，氣體分子的平均速率減小。 答案：(1)p＝p0＋　(2)　放熱　減小 5．(xx新課標全國Ⅱ)關于一定量的氣體，下列說法正確的是________(填正確答案標號。) A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和 B．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，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為零 D．氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加 E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高 解析：本題考查氣體的特性、熱力學第一定律及其相關知識點，意在考查考生對相關知識的掌握情況。由于氣體分子之間的作用力很小，氣體分子可以自由運動，所以氣體的體積指的是氣體的分子所能夠到達的空間的體積，而不是該氣體所有分子的體積之和，選項A正確。根據(jù)溫度是分子平均動能的標志可知，只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低，選項B正確。根據(jù)氣體壓強的產生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強不為零，選項C錯誤。氣體從外界吸收熱量，若同時對外做功，其內能不一定增加，選項D錯誤。氣體在等壓膨脹過程中，體積增大，溫度一定升高，選項E正確。 答案：(1)ABE 6．(xx山東理綜)下列關于熱現(xiàn)象的描述正確的一項是(　　) a．根據(jù)熱力學定律，熱機的效率可以達到100% b．做功和熱傳遞都是通過能量轉化的方式改變系統(tǒng)內能的 c．溫度是描述熱運動的物理量，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同 d．物體由大量分子組成，某單個分子的運動是無規(guī)則的，大量分子的運動也是無規(guī)律的 解析：本題主要考查常見的重點熱學現(xiàn)象，意在考查考生對熱學知識的識記和理解能力。根據(jù)熱力學第二定律可知，熱機的效率不可能達到100%，a錯。做功是通過能量轉化改變系統(tǒng)內能的，而熱傳遞是通過內能的轉移改變系統(tǒng)內能的，b錯。根據(jù)熱力學定律，溫度相同是達到熱平衡的標準，c正確。單個分子的運動是無規(guī)則的，但大量分子的運動具有統(tǒng)計規(guī)律，d錯。 答案：c 7．(xx山東理綜)我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀錄。在某次深潛實驗中，“蛟龍”號探測到990 m深處的海水溫度為280 K。某同學利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化。如圖所示，導熱良好的氣缸內封閉一定質量的氣體，不計活塞的質量和摩擦，氣缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3。如果將該氣缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體。 ①求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當于10 m深的海水產生的壓強)。 ②下潛過程中封閉氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量________(填“大于”或“小于”)外界對氣體所做的功。 解析：本題主要考查理想氣體的狀態(tài)方程和熱力學第一定律，意在考查考生應用氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律解決和分析問題的能力。①當氣缸下潛至990 m時，設封閉氣體的壓強為p，溫度為T，體積為V，由題意可知p＝100 atm 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得 ＝ 代入數(shù)據(jù)得 V＝2.810－2m3 答案：(2)①2.810－2m3　②放熱　大于 8．(xx重慶理綜)(1)某未密閉房間內的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內空氣緩慢加熱，當室內空氣溫度高于室外空氣溫度時 A．室內空氣的壓強比室外的小 B．室內空氣分子的平均動能比室外的大 C．室內空氣的密度比室外的大 D．室內空氣對室外空氣做了負功 (2)汽車未裝載貨物時，某個輪胎內氣體的體積為V0，壓強為p0；裝載貨物后，該輪胎內氣體的壓強增加了Δp。若輪胎內氣體視為理想氣體，其質量、溫度在裝載貨物前后均不變，求裝載貨物前后此輪胎內氣體體積的變化量。 解析：(1)選B　本題主要考查熱力學第一定律、理想氣體狀態(tài)方程，意在考查考生對物理規(guī)律的條件把握和聯(lián)系實際的能力。把室內氣體作為研究對象，由于緩慢加熱，氣體溫度升高，體積緩慢膨脹，對外做功，密度減小，所以室內空氣的壓強始終等于室外的壓強，A、C、D項錯誤；B項正確。 (2)本題主要考查理想氣體狀態(tài)方程，意在考查考生對物理規(guī)律的應用能力。輪胎內氣體發(fā)生等溫變化，則p0V0＝(p0＋Δp)V，裝載貨物后體積V＝，又體積的變化量ΔV＝V－V0，解得ΔV＝－。 答案：(1)B　(2)體積改變量ΔV＝－ 9．(xx江蘇)如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)”。 (1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是________。 A．A→B過程中，外界對氣體做功 B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大 C．C→D過程中，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 解析：選C　本題考查氣體狀態(tài)變化圖象問題，意在考查考生根據(jù)圖象分析問題的能力。A→B過程中，氣體體積變大，氣體對外做功，A項錯誤；B→C為絕熱過程，氣體體積增大，氣體對外界做功，內能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，B項錯誤；C→D為等溫過程，氣體的溫度不變，體積減小，壓強增大，單位時間內碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，C項正確；D→A過程中，氣體的溫度升高，因此氣體分子的速率分布曲線的最大值向速率大的方向偏移，D項錯誤。 (2)該循環(huán)過程中，內能減小的過程是________(選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)。若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為________kJ。 解析：該循環(huán)過程中，B→C氣體溫度降低，內能減小。由于一個循環(huán)中氣體的內能不變，B→C、D→A是絕熱過程，沒有熱量交換，因此整個過程吸收的熱量為63 kJ－38 kJ＝25 kJ，根據(jù)熱力學第一定律可知，對外做的功為25 kJ。 答案：B→C　25 (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol，氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L，在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的。求氣體在B狀態(tài)時單位體積內的分子數(shù)。(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1，計算結果保留一位有效數(shù)字) 解析：本題考查玻意耳定律及分子數(shù)的求解，意在考查考生對玻意耳定律及分子數(shù)求法的掌握。 A→B為等溫過程，由玻意耳定律，pAVA＝pBVB 單位體積內的分子數(shù)n＝ 解得n＝ 代入數(shù)據(jù)得n＝41025 m－3 答案：41025m－3 10．(xx福建理綜)關于熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是________。(填選項前的字母) A．一定量氣體吸收熱量，其內能一定增大 B．不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體 C．若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大 D．若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大 解析：根據(jù)熱力學第一定律，氣體內能變化與做功和熱傳遞有關，選項A錯誤。根據(jù)熱力學第二定律可知熱量不可自發(fā)的由低溫物體傳到高溫物體，但熱量還是可以通過外界的方法由低溫物體傳到高溫物體，選項B錯誤。分子內能與分子間的距離有關，當r＞r0時，分子間距離越大，分子勢能越大，r＜r0時，分子間距離越大，分子勢能減小，選項C錯誤。分子間的引力和斥力都隨分子間距離的變化而變化，距離減小，引力和斥力都要增大，選項D正確。 答案：D 11．(xx山東理綜)如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相通，左端封閉氣柱長l1＝20 cm(可視為理想氣體)，兩管中水銀面等高?，F(xiàn)將右端與一低壓艙(未畫出)接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面h＝10 cm。(環(huán)境溫度不變，大氣壓強p0＝75 cmHg) ①求穩(wěn)定后低壓艙內的壓強(用“cmHg”作單位)。 ②此過程中左管內的氣體對外界________(填“做正功”“做負功”或“不做功”)，氣體將________(填“吸熱”或“放熱”)。 解析：①設U型管橫截面積為S，右端與大氣相通時左管中封閉氣體壓強為p1，右端與一低壓艙接通后，左管中封閉氣體的壓強為p2，氣柱長度為l2，穩(wěn)定后低壓艙內的壓強為p。左管中封閉氣體發(fā)生等溫變化 ，根據(jù)玻意耳定律得 p1V1＝p2V2① p1＝p0② p2＝p＋ph③ V1＝l1S④ V2＝l2S 由幾何關系得h＝2(l2－l1)⑤ 聯(lián)立①②③④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得p＝50 cmHg⑦ ②在管內氣體膨脹，氣體對外界做正功，溫度不變，ΔU＝0，根據(jù)熱力學第一定律得，ΔU＝Q＋W且W<0，所以Q＝－W>0，氣體將吸熱。 答案：①50 cmHg　②做正功　吸熱 12．(2011山東理綜)氣體溫度計結構如圖所示．玻璃測溫泡A內充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連．開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點h1＝14 cm.后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點h2＝44 cm.(已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1個標準大氣壓相當于76 cmHg) ①求恒溫槽的溫度． ②此過程A內氣體內能________(填“增大”或“減小”)，氣體不對外做功，氣體將________(填“吸熱”或者“放熱”)． 解析：①設恒溫槽的溫度為T2，由題意知T1＝273 K A內氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得 ＝　① p1＝p0＋ph1?、? p2＝p0＋ph2　③ 聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得 T2＝364 K(或91℃)　④ ②溫度升高，A內氣體內能增大，根據(jù)熱力學第一定律W＋Q＝ΔU，W＝0，ΔU＞0，所以Q＞0，即吸熱． 答案：①364 K(或91℃)?、谠龃蟆∥鼰? 13．(2011福建理綜)一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5104 J，氣體對外界做功1.0104 J，則該理想氣體的________。(填選項前的字母) A．溫度降低，密度增大 B．溫度降低，密度減小 C．溫度升高，密度增大 D．溫度升高，密度減小 解析：本題主要考查熱力學第一定律，意在考查考生應用熱力學第一定律分析理想氣體狀態(tài)、能量變化的能力。理想氣體從外界吸熱大于對外做功，所以內能增大，對外做功則說明體積增大。溫度是理想氣體內能的標志，內能增大，溫度一定升高；氣體對外做功，體積膨脹，質量不變，所以密度要減小。D正確。 答案：D 14．(xx江蘇)(1)為了將空氣裝入氣瓶內，現(xiàn)將一定質量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是________． (2)在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24 kJ的功．現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質量保持不變，且放出了5 kJ的熱量．在上述兩個過程中，空氣的內能共減小________ kJ，空氣________(選填“吸收”或“放出”)的總熱量為________kJ. (3)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1.若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)．(結果保留一位有效數(shù)字) 解析：本題主要考查分子動理論，意在考查考生的計算能力．設空氣的摩爾質量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝31022個． 答案：31022個