专题讲练突破专题六选修部分限时规范训练Word文档下载推荐.docx

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p②

外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h′.根据盖－吕萨克定律，得

＝

③

解得h′＝

h④

据题意可得Δp＝

⑤

气体最后的体积为V＝Sh′⑥

联立②④⑤⑥式得V＝

⑦

答案：

（1）ADE　

（2）

2．

（1）（多选）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，在圆柱形汽缸中用具有质量的光滑导热活塞密闭有一定质量的理想气体，在汽缸底部开有一小孔，与U形水银管相连，已知外界大气压为p0＝75cmHg，室温t0＝27℃，稳定后两边水银面的高度差为Δh＝1.5cm，此时活塞离容器底部的高度为L＝50cm.已知柱形容器横截面积S＝0.01m2,75cmHg＝1.0×

105Pa.

①求活塞的质量；

②使容器内温度降至－63℃，求此时U形管两侧水银面的高度差和活塞离容器底部的高度L′.

（1）分子间的距离有一个特殊值r0，此时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根据U形管两侧水银面的高度差为

Δh＝1.5cm，可知A中气体压强pA1＝p0＋pΔh＝75cmHg＋1.5cmHg＝76.5cmHg

而pA1＝p0＋p塞

所以活塞产生的压强p塞＝1.5cmHg＝1.5×

×

105Pa＝0.02×

105Pa

由p塞＝mg/S，解得m＝2kg.

②由于活塞光滑，所以气体等压变化，U形管两侧水银面的高度差不变

仍为Δh＝1.5cm

初状态：

温度T1＝300K，体积V1＝50cm·

S；

末状态：

温度T2＝210K，体积V2＝L′S

由盖－吕萨克定律，

解得活塞离容器底部的高度L′＝35cm.

（1）BDE　

（2）①2kg　②1.5cm　35cm

3．（原创题）

（1）（多选）下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是（　　）

A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律

B．能量耗散过程中能量不守恒

C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律

D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性

E．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

（2）如图所示，右端开口的绝缘、绝热圆柱形汽缸放置在水平地面上，容积为V，汽缸内部被绝热活塞M和导热性能良好的活塞N分成三个相等的部分，左边两部分分别封闭气体A和B，两活塞均与汽缸接触良好，忽略一切摩擦；

汽缸左边有加热装置，可对气体A缓慢加热；

初始状态温度为T0，大气压强为p0.

①给气体A加热，当活塞N恰好到达汽缸右端时，求气体A的温度；

②继续给气体A加热，当气体B的长度变为原来的

时，求气体B的压强和气体A的温度．

（1）由热力学第一定律知A正确，能量耗散是指能量品质降低，反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律，B错误，D正确；

电冰箱的热量传递不是自发，不违背热力学第二定律，C错误；

在有外界影响的情况下，从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E正确．

（2）①活塞N移动至恰好到达汽缸右端的过程中气体A做等压变化

解得T1＝2T0.

②继续加热过程，气体B体积减小，做等温变化

p0·

＝p1·

解得p1＝

p0

因不计摩擦，气体A的压强等于气体B的压强，对气体A有

解得T2＝3T0.

（1）ADE　

（2）①2T0　②

p0　3T0

4．

（1）（多选）有关分子的热运动和内能，下列说法正确的是（　　）

A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变

B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈

C．物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和

D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的

E．外界对物体做功，物体的内能必定增加

（2）在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管，管的两端封闭且管内充有水银，管的上端和左端分别封闭着长度均为L0＝15cm的A、B两部分气体，已知竖直管内水银柱高度为H＝20cm，A部分气体的压强恰好等于大气压强．对B部分气体进行加热到某一温度，保持A部分气体温度不变，水银柱上升h＝5cm（已知大气压强为76cmHg，室温为300K）．试求：

①水银柱升高后A部分气体的压强；

②温度升高后B部分气体的温度．

（1）温度是分子平均动能的标志，A正确；

温度越高，分子运动越剧烈，B正确；

内能指所有分子热运动动能与分子势能的总和，C正确；

布朗运动是液体分子对悬浮颗粒的碰撞引起的，D错误；

根据热力学第一定律，内能变化由做功和传热共同决定，E错误．

（2）①设L形管的横截面积为S，水银柱上升前后A部分气体的压强分别为pA和pA′，气体A的温度并没有发生变化，由玻意耳定律可得：

pAL0S＝pA′（L0－h）S

pA′＝

代入数据可得：

pA′＝114cmHg

②设水银柱上升前后B部分气体的压强分别为pB和pB′，温度分别是T和T′，则

pB＝pA＋PH，pB′＝pA′＋Ph＋PH

由气体状态方程可得：

代入数据解得：

T′≈579.2K

（1）ABC　

（2）①114cmHg　②579.2K

5．

（1）（多选）两个相邻的分子之间同时存在着引力和斥力，它们随分子之间距离r的变化关系如图所示．图中虚线是分子斥力和分子引力曲线，实线是分子合力曲线．当分子间距r＝r0时，分子之间合力为零，则下列关于这两个分子组成系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，可能正确的是（　　）

（2）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图所示．已知该气体在状态A时的温度为27℃.求：

①该气体在状态B时的温度；

②该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量．

（1）由于r＝r0时，分子之间的作用力为零，当r＞r0时，分子间的作用力为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增加，当r＜r0时，分子间的作用力为斥力，随着分子间距离的减小，分子力做负功，分子势能增加，故r＝r0时，分子势能最小．综上所述，选项B、C、E正确，选项A、D错误．

（2）①对于理想气体：

A→B过程，由查理定律有

，

得TB＝100K，

所以tB＝TB－273℃＝－173℃.

②B→C过程，由盖－吕萨克定律有

得TC＝300K，

所以tC＝TC－273℃＝27℃.

由于状态A与状态C温度相同，气体内能相等，而A→B过程是等容变化气体对外不做功，B→C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．Q＝pΔV＝1×

105×

（3×

10－3－1×

10－3）J＝200J.

（1）BCE　

（2）①－173℃　②200J

6．（原创题）

（1）（多选）在一个标准大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170J的功．已知阿伏加德罗常数NA＝6.0×

1023mol－1，水的摩尔质量M＝18g/mol.下列说法中正确的是（　　）

A．分子间的平均距离增大

B．水分子的热运动变得更剧烈了

C．水分子总势能的变化量为2090J

D．在整个过程中能量是不守恒的

E．1g水所含的分子数为3.3×

1022个

（2）如图所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，已知电热丝电阻为R，通过的电流为I.通电时间为t时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1，已知大气压强为p0，电热丝放出热量的90%被气体吸收，重力加速度为g.

①加热过程中，若A气体内能增加了ΔE1，求B气体内能增加量ΔE2.

②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的总质量为m0时，活塞恰好回到原来的位置．求此时A气体的温度T2.

（1）液体变成气体后，分子间的平均距离增大了，选项A正确；

温度是分子热运动剧烈程度的标志，由于两种状态下的温度是相同的，故两种状态下水分子热运动的剧烈程度是相同的，选项B错误；

水发生等温变化，分子平均动能不变，因水分子总数不变，分子的总动能不变，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，可得水的内能的变化量为ΔU＝2260J－170J＝2090J，即水的内能增大2090J，则水分子的总势能增大了2090J，选项C正确；

在整个过程中能量是守恒的，选项D错误；

1g水所含的分子数为n＝

NA＝

6.0×

1023＝3.3×

1022（个），选项E正确．

（2）①由焦耳定律可得，电热丝放出的热量Q0＝I2Rt

气体吸收的热量Q＝0.9Q0＝0.9I2Rt

B气体对外做功：

W＝pSh＝（p0S＋mg）h

由热力学第一定律得：

ΔE1＋ΔE2＝Q－W

解得：

ΔE2＝0.9I2Rt－（p0S＋mg）h－ΔE1.

②B气体的初状态：

压强p1＝p0＋

，体积V1＝2hS，温度为T1

B气体的末状态：

压强p2＝p0＋

，体积V2＝hS，温度为T2

由理想气体状态方程：

T2＝

T1.

（1）ACE　

（2）见解析

7．（原创题）

（1）（多选）下列说法中正确的是（　　）

A．分子间的距离增大时，分子间的引力增大，斥力减小

B．大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强

C．对于一定质量的理想气体，温度不变，压强增大时，气体的体积一定减小

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

E．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

（2）在标准状态下，空气的密度为1.29g/L，若房间的容积为100m3，大气压等于77cmHg，那么当室温由17℃升至27℃时，房间里空气的质量将减少________kg.

（3）某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．爆胎后气体迅速外泄，假设气体对外做功为1000J，且来不及与外界发生热交换，则此过程胎内原有气体内能如何变化，变化了多少？

（1）当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，A错误；

根据气体压强产生的原因知，气体的压强就是大量气体分子对容器壁的持续性作用形成的，B正确；

由理想气体状态方程知，对于一定质量的理想气体，温度不变，压强增大时，气体的体积一定减小，C正确；

根据热力学第二定律知，热量从低温物体传到高温物体需要其他作用的影响，D正确；

气体失去了容器的约束会散开，是因为气体分子自由运动的缘故，E错误．

（2）以17℃时“室内气体”为研究对象，气体做等压膨胀，

由盖－吕萨克定律可得

根据题意，V1＝100m3，T1＝290K，T2＝300K，代入得：

V2＝

V1＝

100m3＝

m3，

因此27℃时有ΔV＝V2－V1＝

m3体积的气体处于房间之外

再算出27℃时空气密度ρ2，标准状态下：

p0＝76cmHg、T0＝273K、ρ0＝1.29g/L.

27℃时房间内的空气：

p2＝77cmHg、T2＝300K.

由理想气体的状态方程变形有：

可得ρ2＝

kg/m3＝1.19kg/m3.

因此房间里空气质量将减少Δm＝ρ2ΔV＝4.1kg

（3）气体迅速膨胀对外做功，但短时间内与外界几乎不发生热量传递，所以内能减少

由热力学第一定律得，变化的内能为：

ΔU＝W＋Q＝－1000J

（1）BCD　

（2）4.1kg　（3）内能减少　－1000J