2017-2018學(xué)年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題檢測（二十九）熱學(xué) 選修3-3

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1、 專題檢測（二十九） 熱學(xué) （選修3—3） 1．(2018屆高三·濟(jì)寧八校聯(lián)考)(1)下列說法正確的是________。 A．懸浮在液體中的微粒越小，在液體分子的撞擊下越容易保持平衡 B．荷葉上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用 C．物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動動能之和叫做物體的內(nèi)能 D．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對濕度不一定較大 E．一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫，再經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)可以回到初始的數(shù)值 (2)如圖所示，用兩個(gè)質(zhì)量均為m、橫截面積均為S的密閉活塞將開口向下豎直懸掛的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)的理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分，當(dāng)在活塞A下方懸掛質(zhì)量為2m的物體后，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)

2、，此時(shí)Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為l0。已知環(huán)境溫度、大氣壓強(qiáng)p0均保持不變，且滿足5mg＝p0S，不計(jì)一切摩擦。當(dāng)取走物體后，兩活塞重新恢復(fù)平衡，求活塞A上升的高度。 解析：(1)做布朗運(yùn)動的微粒越小，在液體分子的撞擊下越不容易保持平衡，故A錯(cuò)誤；葉面上的小水珠呈球形是由于液體表面張力的作用，故B正確；物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動動能之和與分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；人們感到潮濕時(shí)，與空氣的相對濕度有關(guān)，與絕對濕度無關(guān)，當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對濕度不一定較大，故D正確；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：＝C可知，一定質(zhì)量的理想氣體先經(jīng)等容降溫，壓強(qiáng)減??；再經(jīng)等溫壓縮，壓強(qiáng)又增大，所以壓強(qiáng)可以

3、回到初始的數(shù)值，故E正確。 (2)對氣體Ⅰ分析，初狀態(tài)的壓強(qiáng)為： p1＝p0－＝p0 末狀態(tài)的壓強(qiáng)為：p1′＝p0－＝p0 由玻意耳定律有：p1l0S＝p1′l1S 解得：l1＝l0 對氣體Ⅱ分析，初狀態(tài)p2＝p1－＝p0 末狀態(tài)p2′＝p1′－＝p0 由玻意耳定律p2l0S＝p2′l2S l2＝l0 A活塞上升的高度Δl＝(l0－l1)＋(l0－l2)＝l0。 答案：(1)BDE　(2)l0 2．(2017·六安一中模擬)(1)對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解，下列說法正確的是________。 A．溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動能一定大 B．外界對物體做功

4、，物體內(nèi)能一定增加 C．溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著 D．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力就一直減小 E．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大 (2)如圖所示，上端封閉、下端開口內(nèi)徑均勻的玻璃管，管長L＝100 cm，其中有一段長h＝15 cm的水銀柱把一部分空氣封閉在管中。當(dāng)管豎直放置時(shí)，封閉氣柱A的長度LA＝50 cm?，F(xiàn)把開口端向下插入水銀槽中，直至A端氣柱長LA′＝37.5 cm時(shí)為止，這時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75 cmHg，整個(gè)過程中溫度保持不變，試求槽內(nèi)的水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。 解析：(1)溫度高的物體分子平均動能一定大，但是內(nèi)能不一定

5、大，選項(xiàng)A正確；外界對物體做功，若物體放熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著，選項(xiàng)C正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力可能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)E正確。 (2)設(shè)玻璃管的橫截面積為S，對A部分氣體，初狀態(tài)壓強(qiáng)pA＝p0－ph＝60 cmHg，LA＝50 cm 末狀態(tài)壓強(qiáng)為pA′，LA′＝37.5 cm 由玻意耳定律有： pALAS＝pA′LA′S 解得：pA′＝＝cmHg＝80 cmHg 對B部分氣體有： pBLBS＝pB′LB′S 其中pB′＝pA′＋ph＝95 cmHg，pB

6、＝p0＝75 cmHg， LB＝L－h(huán)－LA＝35 cm， 解得：LB′＝ cm＝27.6 cm 所以槽內(nèi)的水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度 Δh＝L－LA′－h(huán)－LB′＝19.9 cm。 答案：(1)ACE　(2)19.9 cm 3．(2016·全國卷Ⅰ)(1)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是________。 A．氣體吸熱后溫度一定升高 B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 (2)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)

7、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＝，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＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 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(shí)，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值。 解析：(1)根據(jù)熱力學(xué)定律，氣體吸熱后如果對外做功，則溫度不一定升高，說法A錯(cuò)誤。改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱兩種方式，對氣體做功可以改變其內(nèi)能，說法B正確。理想氣體等壓膨脹對外做功，根據(jù)＝恒量知

8、，膨脹過程一定吸熱，說法C錯(cuò)誤。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說法D正確。兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，溫度相等，如果這兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，說法E正確。 (2)(ⅰ)當(dāng)氣泡在水下h＝10 m處時(shí)，設(shè)其半徑為r1，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1，則 Δp1＝ ① 代入題給數(shù)據(jù)得Δp1＝28 Pa。 ② (ⅱ)設(shè)氣泡在水下10 m處時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達(dá)水面附近時(shí)，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2，其體積為V2，半徑為r2。 氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有

9、 p1V1＝p2V2 ③ 由力學(xué)平衡條件有 p1＝p0＋ρgh＋Δp1 ④ p2＝p0＋Δp2 ⑤ 氣泡體積V1和V2分別為 V1＝πr13 ⑥ V2＝πr23 ⑦ 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得 3＝ ⑧ 由②式知，Δpi?p0，i＝1,2，故可略去⑧式中的Δpi項(xiàng)。 代入題給數(shù)據(jù)得 ＝≈1.3。 ⑨ 答案：(1)BDE　(2)(ⅰ)28 Pa　(ⅱ)或1.3 4．(1)下列說法中正確的是________。 A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在斥力的緣故 B．液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故 C．黃金、白銀等金屬

10、容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，所以金屬不是晶體 D．某溫度的空氣的相對濕度是此時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分?jǐn)?shù) E．水很難被壓縮，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn) (2)如圖所示，水平地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸，汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞，活塞的橫截面積S＝2.5×10－3 m2，到汽缸底部的距離為L＝0.5 m，活塞上固定有一個(gè)質(zhì)量可忽略的力傳感器，該力傳感器通過一根豎直細(xì)桿固定在天花板上，汽缸內(nèi)密封有溫度t1＝27 ℃的理想氣體，此時(shí)力傳感器的讀數(shù)恰好為0。已知外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.2×105 Pa保持不變。 (ⅰ)如果保持活塞不動，當(dāng)

11、力傳感器的讀數(shù)達(dá)到F＝300 N時(shí)，密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？ (ⅱ)現(xiàn)取走豎直細(xì)桿，從初狀態(tài)開始將活塞往下壓，當(dāng)下壓的距離為x＝0.2 m時(shí)力傳感器的示數(shù)達(dá)到F′＝450 N，則通過壓縮氣體使此密封氣體的溫度升高到多少攝氏度？ 解析：(1)氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是氣體分子無規(guī)則運(yùn)動的緣故，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；液體表面具有收縮的趨勢，這是液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏的緣故，選項(xiàng)B正確；黃金、白銀等金屬一般是多晶體，容易加工成各種形狀，沒有固定的外形，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；某溫度的空氣的相對濕度是此時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同溫度下水的飽和汽壓之比的百分?jǐn)?shù)，選項(xiàng)D正確；水很難被壓縮，這是分子

12、間存在斥力的宏觀表現(xiàn)，選項(xiàng)E正確。 (2)(ⅰ)初狀態(tài)時(shí)密封氣體的溫度T1＝300 K，壓強(qiáng)p1＝p0＝1.2×105 Pa，V1＝LS＝1.25×10－3 m3 升溫后密封氣體的壓強(qiáng)p2＝p0＋＝2.4×105 Pa 密封氣體發(fā)生等容變化，由查理定律有＝ 代入數(shù)據(jù)得T2＝600 K，t2＝327 ℃。 (ⅱ)如果從初狀態(tài)開始往下壓，則氣體的壓強(qiáng)、體積、溫度都會發(fā)生變化， 壓縮后的氣體體積V3＝(L－x)S＝7.5×10－4 m3， 壓強(qiáng)p3＝p0＋＝3.0×105 Pa 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝ 代入數(shù)據(jù)解得T3＝450 K，t2＝177 ℃。 答案：(1)BDE　(2)

13、(ⅰ)327 ℃　(ⅱ)177 ℃ 5．(2017·全國卷Ⅲ)(1)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 (2)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。

14、開始測量時(shí)，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(shí)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： (ⅰ)待測氣體的壓強(qiáng)； (ⅱ)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)。 解析：(1)ab過程中氣體壓強(qiáng)增大，體積不變，則溫度升高，內(nèi)能增加，A項(xiàng)正確；ab過程發(fā)生等容變化，氣體對外界不做功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能僅由溫度決定，bc過程發(fā)生等溫變化，內(nèi)能不變，bc過程中氣體體積增大，氣體對外界做正功，根據(jù)熱力學(xué)第一定

15、律可知?dú)怏w從外界吸收熱量，D項(xiàng)正確；ca過程發(fā)生等壓變化，氣體體積減小，外界對氣體做功，B項(xiàng)正確；ca過程中氣體溫度降低，內(nèi)能減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w向外界放熱，E項(xiàng)錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的體積為V，壓強(qiáng)等于待測氣體的壓強(qiáng)p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時(shí)，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，則 V＝V0＋πd2l ① V1＝πd2h ② 由力學(xué)平衡條件得 p1＝p＋ρhg ③ 整個(gè)過程為等溫過程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1 ④ 聯(lián)立①②③④式得 p

16、＝。 ⑤ (ⅱ)由題意知 h≤l ⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤ ⑦ 該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)為 pmax＝。 ⑧ 答案：(1)ABD　(2)(ⅰ)　(ⅱ) [教師備選題] 1.(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)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______。 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(chǎn)、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小 E．b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 (2)一定質(zhì)量的理想氣體被活

17、塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)。汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g。 解析：(1)過程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)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(qiáng)減小，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)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(cuò)誤；過程ca，理想氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)

18、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(cuò)誤；根據(jù)上述三過程可知：在a、b、c三個(gè)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(biāo)志，其分子的平均動能最小，D正確。 (2)設(shè)汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp，由玻意耳定律得 phS＝(p＋Δp)S ① 解得Δp＝p ② 外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h′。根據(jù)蓋－呂薩克定律，得＝ ③ 解得h′＝h ④ 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)ADE　(2) 2．(1)下列說法正確的是______

19、__。 A．運(yùn)送沙子的卡車停在水平地面上，在緩慢卸沙過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計(jì)分子間勢能，則胎內(nèi)氣體從外界吸熱 B．民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點(diǎn)燃的紙片放入一個(gè)小罐內(nèi)，當(dāng)紙片燃燒完時(shí)，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上，其原因是，當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，壓強(qiáng)減小 C．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的 D．一定量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加 E．分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，分子間引力和斥力都隨分子間距的減小而增大 (2)如圖所示，粗細(xì)均勻的L形細(xì)玻璃管AOB，OA、

20、OB兩部分長度均為20 cm，OA部分水平、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，OB部分豎直、上端封閉?，F(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53°，此時(shí)被封閉氣體長度為x。緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口。已知大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，室溫為27 ℃，sin 53°＝0.8，≈111。求： (ⅰ)氣體長度x； (ⅱ)溫度T。 解析：(1)在緩慢卸沙過程中，若車胎不漏氣，溫度不變，胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣態(tài)方程＝C分析知，氣體的體積增大，對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，胎內(nèi)氣體需要從外界吸熱，故A正確；當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時(shí)，溫度降低，根據(jù)氣態(tài)方程＝C分析知，氣

21、體的壓強(qiáng)減小，外界大氣壓強(qiáng)大于火罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，從而使火罐緊緊地被“吸”在皮膚上，故B正確；單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，而多晶體的物理性質(zhì)是各向同性的，故C錯(cuò)誤；一定量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能不一定增加，還與氣體體積變化情況有關(guān)，故D錯(cuò)誤；分子間的引力與斥力同時(shí)存在，分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，分子間引力和斥力都隨分子間距的減小而增大，故E正確。 (2)(ⅰ)轉(zhuǎn)動過程，溫度不變，設(shè)玻璃管的橫截面積為S p1＝75 cmHg，L1＝20 cm； p2＝75＋[x·sin 53°－(20－x)cos 53°]＝63＋1.4x L2＝x 由

22、玻意耳定律得p1L1S＝p2L2S 代入數(shù)據(jù)解得氣體長度x≈17.2 cm。 (ⅱ)加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T時(shí)， T1＝(273＋27)K＝300 K p3＝(75＋20sin 53°)cmHg＝91 cmHg 與初狀態(tài)比較，為等容變化，由＝ 得T＝364 K。 答案：(1)ABE　(2)(ⅰ)17.2 cm　(ⅱ)364 K 3．(2017·全國卷Ⅰ)(1)氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是________。 A．圖中兩條曲線下面積相等 B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能

23、較小的情形 C．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形 D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E．與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 (2)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導(dǎo)熱。 (ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；

24、 (ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置； (ⅲ)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。 解析：(1)根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項(xiàng)A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，選項(xiàng)B正確；題圖中實(shí)線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，可知實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧

25、氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由分子速率分布圖可知，與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 p0V＝p1V1 ① (3p0)V＝p1(2V—V1) ② 聯(lián)立①②式得 V1＝ ③ p1＝2p0。 ④ (ⅱ)打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得 (3p0)V＝p2V2 ⑤ 由⑤式得 p

26、2＝p0 ⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時(shí)p2為p2′＝p0。 (ⅲ)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容過程中，由查理定律得 ＝ ⑦ 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得 p3＝1.6p0。 ⑧ 答案：(1)ABC　(2)(ⅰ)　2p0 (ⅱ)在汽缸B的頂部　(ⅲ)1.6p0 4.(2017·全國卷Ⅱ)(1)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?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)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(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正

27、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)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(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g。 (ⅰ)求該熱氣球所受浮力的大?。? (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。 解析：(1)抽開隔板，氣體自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣

28、體對外界不做功，與外界沒有熱交換，因此氣體的內(nèi)能不變，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功，D項(xiàng)正確；由于氣體與外界沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大，因此氣體的溫度升高，氣體分子的平均動能增大，B項(xiàng)正確，E項(xiàng)錯(cuò)誤。 (2)(ⅰ)設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0，密度為ρ0＝① 在溫度為T時(shí)的體積為VT，密度為 ρ(T)＝ ② 由蓋－呂薩克定律得＝ ③ 聯(lián)立①②③式得 ρ(T)＝ρ0 ④ 氣球所受到的浮力為 f＝ρ(Tb)gV ⑤ 聯(lián)立④⑤式得 f＝Vgρ0。 ⑥ (ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G＝ρ(Ta)Vg ⑦ 聯(lián)立④⑦式得 G＝Vgρ0。 ⑧ (ⅲ)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件得 mg＝f－G－m0g ⑨ 聯(lián)立⑥⑧⑨式得 m＝Vρ0T0－m0。 ⑩ 答案：(1)ABD　(2)(ⅰ)Vgρ0　(ⅱ)Vgρ0　 (ⅲ)Vρ0T0－m0 12