专题检测（二十八） 热学（选修3-3）
1．(2024·全国卷Ⅲ)(1)[多选]如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中________。
A．气体温度一直降低 B．气体内能一直增加 C．气体一直对外做功 D．气体一直从外界吸热
E．气体吸收的热量一直全部用于对外做功
(2)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为 12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。
pV
解析：(1)由理想气体的状态方程＝C知，从a到b气体温度一直升高，故A错误；
T一定量的理想气体的内能由温度决定，可知气体内能一直增加，故B正确；气体体积逐渐膨胀，一直对外做功，故C正确；根据热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，故D正确，E错误。
(2)设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2，由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)
U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p。此时原左、右两边空气柱长度分别变为l1′和l2′，显然原左边空气柱的长度将增加，右边则减小，且两边空气柱长度的变化量大小相等
l1′－l1＝l2－l2′ 由玻意耳定律有 p1l1＝pl1′ p2l2＝pl2′ 联立解得
l1′＝22.5 cm，l2′＝7.5 cm。 答案：(1)BCD (2)22.5 cm 7.5 cm
2．(2024届高三·云南师大附中质检)(1)[多选]下列说法正确的是________。 A．昆明地区晴朗天气晒衣服易干，是因为空气的绝对湿度小 B．当分子间距增大时，分子势能一定增大
C．一定量的理想气体，在等压膨胀时，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少
D．晶体熔化时吸收的热量主要用来破坏空间点阵 E．肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用
(2)如图所示，内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂，内有一质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体。已知活塞截面积为S，外界大气压强为p0，缸内气体温度为T1。现对汽缸缓慢加热，使理想气体体积由V增大了2V的过程中，气体吸收的热量为Q1；停止加热并保持气体体积不变，使其温度降低为T1。已知重力加速度为g，求：
(ⅰ)停止加热时缸内气体的温度； (ⅱ)降温过程中气体放出的热量。
解析：(1)昆明地区晴朗天气晒衣服易干，是因为相对湿度小，所以晾晒的衣服易干，故A错误；若分子间表现为引力，随分子间距的增大引力做负功，分子势能增加，若分子间表现为斥力，随分子间距的增大斥力做正功，分子势能减小，故B错误；一定量的理想气体，在等压膨胀时，温度升高，气体分子对器壁的平均撞击力增大，为保证压强不变，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少，故C正确；晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，故D正确；肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用，故E正确。
(2)(ⅰ)停止加热前缸内气体发生等压变化， V1V2由盖—吕萨克定律得＝
T1T2由题意知V1＝V，V2＝3V 解得：T2＝3T1。
(ⅱ)体积由V增大到3V的过程中，由活塞受力平衡有pS＝p0S－mg mg
解得：p＝p0－S
mgp0－? 气体对外所做的功W1＝pΔV＝2V?S??停止加热并保持气体体积不变，W2＝0 全程内能变化，ΔU＝0
根据热力学第一定律得ΔU＝－W1＋Q1－Q2 所以降温过程中气体放出的热量 mg
p0－S?。 Q2＝Q1－2V???
mg
p0－? 答案：(1)CDE (2)(ⅰ)3T1 (ⅱ)Q1－2V?S??
3．(2024·东北三省四市教研联合体模拟)(1)[多选]下列说法正确的是________。 A．温度相同的一切物质的分子平均动能都相同
B．若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加 C．只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数 D．迈尔是第一个提出能量守恒思想的人
E．根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分V
子直径d＝S
(2)利用如图所示的实验装置可测量粉末状物体的体积。导热性能良好的密闭容器，顶部连接一气压计可测出容器内的气体压强，容器左端与一个带有活塞的1缸相连，右端有一个小门。把小门开启，将活塞置于图中1位置，记录此时气压计读数p0＝
1.00 atm。把小门封闭，将活塞缓慢推至图中2位置，记录此时气压计读数p1＝1.20 atm，此过程中，汽缸中气体体积变化ΔV＝0.5 L。然后打开小门，将活塞恢复到1位置，放入待测粉末状物体后封闭小门。再次将活塞缓慢推至2位置，记录此时气压计读数p2＝1.25 atm。 整个过程中环境温度不变，求待测粉末状物体的体积。
解析：(1)温度是分子平均动能的标志，则温度相同的一切物质的分子平均动能都相同，选项A正确；由分子势能的变化特点可知，若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加，选项B正确；只要知道某物质的摩尔质量和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数，选项C错误；迈尔是第一个提出能量守恒思想的人，选项D正确；根据一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸V
分子直径d＝S，选项E错误。
2024版高考物理通用版二轮复习专题检测：(二十八) 热学(选修3-3)
