专题七 选考部分
第1讲 热 学
1．(2016·昆明摸底)(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A．－2℃时水已经结为冰，水分子停止了热运动 B．物体温度越高，物体内部分子热运动的平均动能越大 C．内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同 D．一定质量的气体分子的平均速率增大，气体的压强可能减小 E．热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态 (2)一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化。
图1
(ⅰ)已知从A到B的过程中，气体对外放出600 J的热量，则从A到B，气体的内能变化了多少？
(ⅱ)试判断气体在状态B、C的温度是否相同。如果知道气体在状态C时的温度TC＝300 K，则气体在状态A时的温度为多少？
解析 (1)分子做永不停息的无规则热运动，A错误；物体温度越高，分子的平均动能就越大，物体的内能不同，但温度可能相同则物体分子热运动的平均动能相同，选项B、C正确；一定质量的气体分子的平均速率增大，气体分子温度升高，但压强与温度和体积均有关，若气体的体积也增大，则压强不一定增大，也可能减小，选项D正确；处于热平衡的系统温度保持不变，但是压强和体积等物理量可以改变，故E错误。 (2)(ⅰ)从A到B，外界对气体做功，有
W＝pΔV＝15×104×(8－2)×10－3 J＝900 J
根据热力学第一定律，内能的变化量 ΔU＝W＋Q＝900 J－600 J＝300 J (ⅱ)根据理想气体状态方程有代入数据可得TB＝TC 根据理想气体状态方程有
pBVBpCVC＝ TBTCpAVApCVC＝ TATC1 / 5
代入数据可得TA＝1 200 K
答案 (1)BCD (2)(ⅰ)300 J (ⅱ)1 200 K 2．(2016·石家庄市高三调研检测)
(1)下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．布朗运动反映了组成固体小颗粒的分子的无规则运动 B．热量可以从低温物体传递到高温物体
C．一定质量的理想气体，体积减小、温度不变时，气体的内能不变 D．温度降低，物体内分子运动的速率不一定都变小
E．随着科学技术的发展，人类终会制造出效率为100%的热机
(2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l＝16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管水平放置达到平衡时如图2甲所示，被封闭气柱的长度l1＝23 cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l2＝19 cm。已知重力加速度g＝10 m/s，不计温度的变化。求：
2
图2
(ⅰ)大气压强p0(用cmHg表示)；
(ⅱ)当玻璃管开口向上以a＝5 m/s的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度。
解析 (2)(ⅰ)由玻意耳定律可得：p0l1S＝(p0＋ρgl)l2S 解得：p0＝76 cmHg
(ⅱ)当玻璃管加速上升时，设封闭气体的压强为p，气柱的长度为l2，液柱质量为m，对液柱，由牛顿第二定律可得：pS－p0S－mg＝ma 解得：p＝p0＋
2
mg＋ma＝100 cmHg S 由玻意耳定律可得：p0l1S＝pl3S 解得：l3＝17.48 cm
答案 (1)BCD (2)(ⅰ)76 cmHg (ⅱ)17.48 cm 3．(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能 B．橡胶无固定熔点，是非晶体
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C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关 D．热机的效率总小于1
E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大
(2)如图3甲所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0(mg 图3 (ⅰ)重物刚离地时汽缸内的温度T1； (ⅱ)气体体积减半时的温度T2； (ⅲ)在图乙坐标系中画出气体状态变化的整个过程。并标注相关点的坐标值。 解析 (2)(ⅰ)p1＝p0，p2＝p0－ mgSmgp0－Sp0 等容过程：＝ T0T1mg（p0－）Sp0S－mgT1＝T0＝T0 p0p0SVV2(ⅱ)等压过程：＝ T1T2mgp0－Sp0S－mgT2＝T0＝T0 2p02p0S(ⅲ)如图所示 答案 (1)BDE (2)(ⅰ) p0S－mgT0 p0S3 / 5 (ⅱ) p0S－mgT0 (ⅲ)见解析 2p0S4．(1)下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A．松香在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变 B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 C．液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关 D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 E．若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热 (2)如图4所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S＝50 cm的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k＝2 800 N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m＝14 kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t1＝27 ℃，活塞到缸底的距离L1＝120 cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p0＝1.0×10 Pa，取重力加速度g＝10 m/s，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求： 5 2 2 图4 (ⅰ)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度； (ⅱ)气体的温度冷却到－93 ℃时B离桌面的高度H。(结果保留两位有效数字) 解析 (1)松香是非晶体，只有晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏分子结构，增加分子势能，而熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，选项A错误；当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小，选项B正确；液体的饱和汽压与温度有关，与饱和汽的体积无关，选项C错误；气体的压强与单位体积的分子数和分子平均动能有关，若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则W＞0，Q＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，ΔU＞0，说明气体的温度升高，分子平均动能增大，又气体被压缩，体积减小，单位体积的分子数增加，所以气体压强一定增大，选项D正确；若一定质量的理想气体分子平均动能减小，说明温度降低，内能减小，即ΔU＜0，又外界对气体做功，即W＞0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W知，Q＜0，即气体一定放热，选项E正确。 (2)(ⅰ)B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1＝mg 由活塞受力平衡得p2S＝p0S－kx1 根据理想气体状态方程有 p0L1Sp2（L1－x1）S＝ T1T24 / 5 代入数据解得T2＝207 K 当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t2＝－66 ℃ (ⅱ)由(ⅰ)得x1＝5 cm 当温度降至－66 ℃之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖－吕萨克定律有 （L1－x1）S（L2－x1－H）S＝ T2T3 代入数据解得H＝15 cm 答案 (1)BDE 5 / 5 (2)(ⅰ)－66 ℃ (ⅱ)15 cm
高考物理二轮复习专题七选考部分第1讲热学试题
