d．不同气体A和B
混合气体AB.
C．考前热身
1．
（1）下列说法中正确的是（ ）
A．热量可以自发地从低温物体传递到高温物体
B．当分子间的距离变小时，分子间的作用力可能减小，也可能增大
C．单位体积内分子数增加，气体的压强一定增大
D．第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能而不引起其他变化
E．在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增大
（2）如图3所示，一质量M＝5kg、横截面积S＝10cm2且导热性能极好的薄壁汽缸，开口向上放在水平地面上，汽缸内用质量m＝1kg的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时汽缸内的理想气体的高度为l＝20cm.已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度取g＝10m/s2.
图3
（ⅰ）若用力缓慢向上拉动活塞，使气缸能离开地面，则气缸的高度至少是多少？
（ⅱ）若气缸内理想气体的温度为27℃，气缸的高度为h＝0.5m，现使气体缓慢升温，使活塞刚好移动到气缸顶端，则气体的温度需要升高到多少摄氏度？
【解析】
（1）根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，所以选项A错误；由分子力F随分子间距离r的变化关系可知，当r减小时，分子力F有可能减小，也有可能增大，选项B正确；由压强的微观解释可知，气体的压强由单位体积内气体分子的个数和气体分子的平均动能共同决定，当单位体积内气体分子的个数增加时，有可能气体分子的平均动能减小得更多，结果仍会造成气体压强的减小，故选项C错误；
热力学第二定律的开尔文表述：
不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不引起其他变化，故第二类永动机违背了热力学第二定律而不可制成，选项D正确；由热力学第一定律可知：
ΔU＝W＋Q，当系统处于绝热过程中时，则有ΔU＝W，外界对物体做功，物体的内能一定增大，选项E正确．
（2）（ⅰ）若气缸刚要离开地面时，活塞恰好到达气缸顶端，设此时气缸的高度为H，气缸内气体的压强为p
对气缸受力分析有p0S＝pS＋Mg，解得p＝5×104Pa对理想气体由玻意耳定律可得
lS＝pHS
解得H＝0.44m.
（ⅱ）气体缓慢升温使活塞移动过程中，气体做等压变化，由盖吕萨克定律可得
＝
式中T0＝300K，T＝273K＋t
解得t＝477℃.
【答案】
（1）BDE
（2）（ⅰ）0.44m （ⅱ）477℃
2．
（1）下列说法正确的是________．
A．热量可以从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化
B．温度升高，说明物体中所有分子的动能都增大
C．气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果
D．分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
E．在一个绝热容器内，不停地搅拌液体，可使液体的温度升高
（2）如图4所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长．粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气（可视为理想气体），气柱长L＝20cm.活塞A上方的水银深H＝15cm，两活塞的重力及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1/3被推入细筒中，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75cm的水银柱产生的压强）
图4
【解析】
（1）不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，故A项错误．温度升高，物体的平均分子动能增大，但不是所有的分子动能都增大，故B项错误．气体压强是由于气体分子不断对容器的器壁碰撞而产生的，故C项正确．分子间距离增大，分子间的引力和斥力都减小，故D项正确．绝热容器内没有热量散失，搅拌液体，外界对液体做功，机械能转化为液体的动能和内能，液体内能增加，所以温度升高，故E项正确．
（2）初态封闭气体压强为p1＝ρgH＋p0
末态有
水银上升到细筒中，设粗筒横截面积为S，则
HS＝h1
，
HS＝h2S
此时封闭气体压强为p2＝ρgh1＋ρgh2＋p0
又V1＝LS，V2＝L′S
由题意气体温度不变可得p1V1＝p2V2解得L′＝18cm
可知活塞B上升的距离d＝H＋L－L′－
H＝7cm.
【答案】
（1）CDE
（2）7cm
3．
（1）下列说法中正确的是________．
A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点
D．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越大
E．热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
（2）某同学研究一定质量理想气体的状态变化，得出如图5的pt图象．已知在状态B时气体的体积VB＝3L，求：
图5
①气体在状态A的压强；
②气体在状态C的体积．
【解析】
（1）布朗运动是通过微粒运动反映液体分子的运动，选项A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，选项B正确；液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点，选项C正确；当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越大，选项D正确；热量在一定条件下能从低温物体传到高温物体，选项E错误．
（2）①从图中可知，pB＝1.0atm，
TB＝（273＋91）K＝364K
TA＝273K
根据查理定律有
＝
代入数据解得pA＝0.75atm.
②pB＝1.0atm，VB＝3L，pC＝1.5atm
根据玻意耳定律有
pBVB＝pCVC
代入数据解得VC＝2L.
【答案】
（1）BCD
（2）①0.75atm ②2L
4．
（1）下列说法中正确的是（ ）
A．分子间的距离增大时，分子势能一定增大
B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
C．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
D．物体吸热时，它的内能可能不增加
E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
（2）如图6甲所示，竖直放置的汽缸内壁光滑，横截面积为S＝1×10－3m2.活塞的质量为m＝2kg，厚度不计．在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B下方汽缸的容积为1.0×10－3m3，A、B之间的容积为2.0×10－4m3，外界大气压强p0＝1.0×105Pa.开始时活塞停在B处，缸内气体的压强为0.9p0，温度为27℃.现缓慢加热缸内气体，直至327℃.求：
①活塞刚离开B处时气体的温度t2；
②缸内气体最后的压强；
③在图乙中画出整个过程中的pV图线．
甲 乙
图6
【解析】
（1）分子间的距离有一个特殊值r0，此位置分子间引力与斥力平衡，分子势能最小．当分子间的距离小于r0时，分子势能随距离的增大而减小，当分子间的距离大于r0时，分子势能随距离的增大而增大，选项A错误；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而不引起其他变化．在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体，选项C错误．
（2）①活塞刚离开B处时，设气体的压强为p2，由二力平衡可得p2＝p0＋
，
解得p2＝1.2×105Pa.
由查理定律得
＝
，
解得t2＝127℃.
②设活塞最终移动到A处，缸内气体最后的压强为p3，由理想气体状态方程得
＝
，
解得p3＝1.5×105Pa.
因为p3＞p2，故活塞最终移动到A处的假设成立．
③如图所示．
【答案】
（1）BDE
（2）①127℃ ②1.5×105Pa ③见解析图
5．
（1）如图7所示，一定质量的理想气体从状态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）．该循环过程中，下列说法正确的是________．
图7
A．A→B过程中，气体的内能不变
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增大
C．C→D过程中，气体分子数密度增大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，外界对气体做的功小于气体内能的增加量
E．若气体在A→B过程中吸收63kJ的热量，在C→D过程中放出38kJ的热量，则气体完成一次循环对外做的功为25kJ
（2）如图8所示为一气体温度计的结构示意图．储有一定质量理想气体的测温泡P通过细管与水银压强计左管A相连，压强计右管B和C与大气相通．当测温泡P浸在冰水混合物中，上下移动右管B调节水银面的高度，使压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处．后将P放入待测恒温槽中，上下移动右管B，使A中水银面仍在刻度尺的零刻度处，此时，C中水银面在刻度尺的15.2cm刻度处．（已知外界大气压强为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强）
图8
（ⅰ）求恒温槽的温度；
（ⅱ）若将刻度尺上的刻度改为对应的温度值，则温度的刻度是否均匀.
【导学号：
37162103】
【解析】
（1）根据A→B过程为等温过程知，气体的内能不变，A项正确；B→C为绝热过程，没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以B→C过程中，气体分子的平均动能减小，B项错误；C→D为等温过程，C→D过程中，体积减小，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C项正确；D→A过程中，气体与外界无热量交换，体积减小，外界对气体做功，外界对气体做的功等于气体内能的增加量，D项错误；气体完成一次循环，气体的内能不变，由热力学第一定律可知，气体对外做的功为63kJ－38kJ＝25kJ，E项正确．
（2）（ⅰ）测温泡内气体体积不变，根据气体定律得，
＝
，将p0＝76cmHg，T0＝273K，p1＝（76＋15.2）cmHg，T1＝（273＋t）K代入解得，t＝54.6℃.
（ⅱ）测温泡内气体体积不变，压强与热力学温度成正比即
＝
＝k（常量）
而Δp＝Δh，Δh是C管中水银高度的变化，又Δt＝ΔT
因此Δt＝
，说明温度随水银高度均匀变化，因而温度刻度是均匀的．
【答案】
（1）ACE
（2）（ⅰ）54.6℃ （ⅱ）均匀
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