1、专题强化训练 (十六) 热 学1(2017第一次全国大联考卷)(1)下列说法正确的是_A气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大B已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离C空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律D附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润E若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大解析：温度是分子平均动能的标志，是大量分子无 规则运 动的宏观表现，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故 A 错误；知道阿
2、伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，即每个气体分子占据的空间大小，从而能求出分子 间的平均距离，故 B 正确；将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外， 产生了其他影响，即消耗了电能，所以不违背热力学第二定律，故 C 错误；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润，故 D 正确；若分子间的距离减小，如 图所示，则分子间的引力和斥力均增大，故 E 正确答案：BDE(2)粗细均匀的 U 形管中装有水银，左管上端开口与大气相连，右管上端封闭，如图所示开始时两管内水银柱等高，两管内空气(可视为理想气体)柱长均为 l90 cm，此时两管内空气柱温度均为 2
3、7，外界大气压为 p076 cmHg.现在左管上端开口处缓慢注入水银压缩空气柱，直至右管内水银面上升 10 cm，在注入水银过程中，左管内温度缓慢下降到23，右管内温度保持在 27.求：注入水银柱的长度；左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离解析： 设 U 形管横截面积为 S，水银密度为 ，重力加速度为 g，注入水银柱的长度为 h，注入水银后左管内空气柱的 长度为 L左管内空气柱：初状态，p 176 cmHg，V190 cmS， T1273 K 27 K300 K末状态，p 276 cmHg gh ，V2LS，T 2273 K 23 K250 K右管内空气柱：初状态，p 376 cmHg，V3
4、90 cmS， T3300 K末状态，p 4p 220 cmHg 56 cmHggh，V 480 cmS，T 4T 3300 K对右管内空气柱，由玻意耳定律得：p 3V3p 4V4代入数据得：h29.5 cm(2)对左管内空气柱，由理想气体状态方程得： p1V1T1 p2V2T2解得：L54 cm左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离 x(9010 29.554)cm 16.5 cm答案：29.5 cm 16.5 cm2(2017第二次全国大联考卷)(1)下列说法中正确的是_A绝对湿度大，相对湿度一定大B对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，压强不一定变小C密封在体积不变的容器中的
5、气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大D两个铁块用力挤压不能粘合在一起说明分子之间存在有斥力E液体表面张力的作用是使液体表面收缩解析：相对湿度表示空气中的绝对湿度与同温度下的饱和气压的比值，绝对湿度大时，同温度下的饱和气压也可能大，所以相 对湿度不一定大， 选项 A 错误 对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变 大时，气体体 积变大，但气体的温度可能也变大，压强不一定变小，选项 B 正确密封在体积不变的容器中的气体，温度升高时，气体的压强增大， 说明气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大， 选项 C 正确两个铁块挤压时他们之间的距离超过了分子力作用的范围，所以不能 证
6、明分子斥力的存在，选项 D 错误液体的表面 张力使液面具有收缩的趋势，选项 E 正确答案：BCE(2)通电后汽缸内的电热丝缓慢加热，由于汽缸绝热使得汽缸内密封的气体吸收热量 Q后温度由 T1 升高到 T2，由于汽缸内壁光滑，敞口端通过一个质量 m 横截面积为 S 的活塞密闭气体加热前活塞到汽缸底部距离为 h.大气压用 p0 表示，活塞上升的高度；加热过程中气体的内能增加量解析： 气体 发生等压变化，有 hSh hS T1T2解得 h hT2 T1T1加热过 程中气体 对外做功为 WpSh(p 0Smg) hT2 T1T1由热力学第一定律知内能的增加量为UQWQ(p 0Smg) hT2 T1T1
7、答案：h h Q(p 0Smg) hT2 T1T1 T2 T1T13(2017第三次全国大联考卷)(1)下列说法正确的是_A空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性B当分子间距离减小时，分子势能不一定减小C把一枚针放在水面上，它会浮在水面，这是水表面存在表面张力的缘故D气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的E只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积解析：根据热力学第二定律可知， 热传递的方向性指的是自 发的， 热量不能自发的从低温传给高温，故 A 错误；分子间距离减小时，若分子力 为引力，则做正功，分子势能减小，分子力若为斥力，则分子力做负 功，
8、分子 势能增大，故 B 正确；水的表面层分子间距较大，分子力表现为引力，这种分子之间 的引力使液面具有收缩的趋势 ，针轻放在水面上，它会浮在水面，正是由于水表面存在表面张力的缘故，故 C 正确；气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的，故 D 正确；知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以计算出每个气体分子占据的平均空间，但不是分子的体 积，故 E 错误答案：BCD(2)如图所示，一竖直放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，上端与大气相连，下端封闭，但有阀门 K 与大气相连质量为 m314 kg 活塞 A，它可以在筒内无摩擦地上下滑动且不漏气圆筒的深度和直径数值如图所示
9、(图中 d0.2 m)开始时，活塞在如图位置，室温 27，现关闭阀门 K，对密封气体进行加热，大气压强 p01.010 5 Pa，重力加速度为 g10 m/s 2.问：活塞 A 刚要运动时，密封气体的温度是多少？活塞 A 升到圆筒最上端时，密封气体的温度是多少？解析： 活塞 A 刚要运动时，活塞受重力、大气对它向下的压力和密封气体对它向上的压力，且合力为 0，p0d2 mgp 1 2(d2)解得密封气体的压强 p1510 5Pa活塞 A 运动前体积不变，由查理定律得： ，T0(27 273)Kp0p1 T0T1解得 T1 T01 500 Kp1p0当活塞 A 升到 圆筒最上端时，满足 p0d2
10、mg p 2d2解得密封气体的压强 p21.2510 5Pa初状态：压强 p01.010 5Pa，体 积 V0 d3，温度 T0(27 273)K300 K12末状态：压强 p21.2510 5Pa，体 积 V2 d352由理想气体的状态方程 p0V0T0 p2V2T2解得 T2 1875 Kp2V2T0p0V0答案：1 500K 1 875 K4(2017第三次全国大联考卷)(1)下列说法中正确的是_A利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可行的B当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大C系统在吸收热量时内能一定增大D叶面上的小露珠呈球
11、形是由于液体表面张力的作用E一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度的降低而减少解析：只要有温差就会有能量的转移，用 热机把转移的能量 转化为机械能是可行的， 选项 A 对当分子之间的分子力表现为斥力时，分子 间的距离减小分子力做负功，分子 势能增大，选项 B 对改 变内能的方式有做功和热传递两种，而吸热时是否对外做功不知道，所以内能不一定增大，选项 C 错叶面露珠呈球体是因为球体表面积最小，表面分子的张力使得表面积最小，选项 D 对一定理想气体，若压强不变，温度降低，则分子的平均动能变小，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数增大， 选项 E 错答案：ABD
12、(2)总体积为 7 m3 的汽缸内部用一个绝热光滑的活塞分割成两部分，左端为 A 右端为B，活塞不动即两侧压强相等，初始气温均为 27，现对 A 部分气体加热至温度升高到 127，B 部分气体温度保持不变A 气体的体积变为多少；B 气体在该过程中是放热还是吸热解析： 设末状 态两部分气体压强均为 p 末 ，选择 A 气体 为研究对象，升高温度后体 积变为 VA，则 p3.5 m3T p末 VAT对 B 部分气体，升高温度后体积为 VB，由玻 马定律p3.5 m3p 末 VB又 VA VB7 m 3可得 VA 4 m 3T VT TB 部分气体温度不 变，内能不变，体 积减小，外界对 B 做正功
13、，根据热力学第一定律可知，B 部分气体对外放热答案：4 m 3 放热5(2017第三次全国大联考卷)(1)关于热现象，下列说法中正确的是_A气体的温度升高时，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的C在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁压强不变D液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点E一定量 100 的水变成 100 的水蒸气，其分子之间的势能增加(2)如图所示，一定质量的理想气体在状态 A 时的温度为 3 ，从状态 A 变化到状态B，再变化到状态 C，其状态变化过程的 pV 图象如图，求：
14、该气体在状态 B 时的温度；该气体从状态 A 到状态 C 的过程中与外界交换的热量解析：(1)气体的温度升高时，分子的平均动能增大，每次撞击器壁时对器壁的作用力增大，但气体的压强不一定增大，还与气体的密集程度有关，A 错误；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，B 正确；气体压强是由于气体分子频繁撞击器壁产生的，所以在完全失重的情况下 压强不会减小， C 正确；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故 D 错误；一定量 100的水变成 100的水蒸气，分子动能之和不变，由于吸热，内能增大， 则其分子之间的势能增大，故 E 正确(2)对于理想气体：AB 的 过程，由查理定律有 pATA pBTBTA 270 K，得 TB90 K，所以 tBT B273 183 BC 的过程，由盖 吕萨 克定律有 VBTB VCTC得 TC 270 K，即 tCT C2733由于状态 A 与状态 C 温度相同，气体内能相等，而 AB 的过程是等容变化，气体对外不做功，B C 的过程中气体体积膨胀对外做功，即从状态 A 到状态 C 气体对外做功，故气体应从外界吸收热量QpV210 5(6103 210 3 )J800 J答案：(1)BCE (2)183 800 J
