专题限时集训(十五)
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1．(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，为保持压强不变，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，由盖—吕萨克定律得＝ 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 解得：p＝p0－
V1V2T1T2
mgS
气体对外所做的功
mg??W1＝pΔV＝2V?p0－? 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??Q2＝Q1－2V?p0－?。 S??
[答案] (1)CDE (2)(ⅰ)3T1 (ⅱ)Q1－2V?p0－?
2．(1)(多选)下列说法中错误的是( ) A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 B．晶体在熔化过程中分子势能增加，分子的平均动能不变 C．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力 D．一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必低于初态体积 E．一定质量的理想气体，若体积不变，当分子热运动变得剧烈时，压强一定变大 (2)如图为高楼供水系统示意图，压力罐甲、乙与水泵连接，两罐为容积相同的圆柱体，底面积为0.5 m，高为0.7 m，开始两罐内只有压强为1.0×10 Pa的气体，阀门K1、K2关闭，现启动水泵向甲罐内注水，当甲罐内气压达到2.8×10 Pa时水泵停止工作，当甲罐内气压低于1.2×10 Pa时水泵启动，求：
5
5
2
5
??
mg?S?
①甲罐内气压达到2.8×10 Pa时注入水的体积。 ②打开阀门K1，水流入乙罐，达到平衡前水泵是否启动。
[解析] (1)影响人们感觉的是相对湿度而非绝对湿度，A错误；晶体熔化过程吸收热量，内能增大，但温度不变，分子平均动能不变，所以分子势能增大，B正确；气体的分子间距都非常大，分子引力斥力几乎为零，用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是因为内部压强越来越大，C错误；气体先等温膨胀，体积变大，压强变小，再等压压缩，体积变小，所以体积先增大后减小，但无法确定体积与初态的关系，D错误；根据气体压强的微观解释可知，气体压强与分子的平均动能和数密度有关，体积不变，数密度不变，而分子热运动变剧烈，分子的平均动能变大，则压强一定增大，E正确。
5
(2)①取甲内气体为研究对象，由玻意耳定律：p0L0S＝p1L1S 注入水的体积为：V水＝L0S－L1S，解得：V水＝0.225 m。 ②打开开关后两罐液面相平，罐内气体高度：L2＝对甲气罐由玻意耳定律：p0L0S＝p′L2S 解得：p′＝1.47×10 Pa
因气压p′>1.2×10 Pa，故水泵未启动。 [答案] (1)ACD (2)①0.225 m ②未启动
3.(1)(多选)(2020·全国卷Ⅲ·T33(1))如图所示，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上，使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中________。
3
55
3
L0＋L1
2
A．气体体积逐渐减小，内能增加 B．气体压强逐渐增大，内能不变 C．气体压强逐渐增大，放出热量 D．外界对气体做功，气体内能不变 E．外界对气体做功，气体吸收热量
(2)如图所示，“L”形玻璃管ABC粗细均匀，开口向上，玻璃管水平部分长为30 cm，竖直部分长为10 cm，管中一段水银柱处于静止状态，水平管中的水银柱长为10 cm，竖直管中的水银柱长为5 cm，已知大气压强为p0＝75 cmHg，管中封闭气体的温度为27 ℃。
(ⅰ)若对玻璃管中的气体缓慢加热，当竖直管中的水银柱液面刚好到管口C时，管中封闭气体的温度升高多少？(结果保留1位小数)
(ⅱ)若以玻璃管水平部分为转轴，缓慢转动玻璃管180°，使玻璃管开口向下，试判断玻璃管中水银会不会流出？如果不会流出，竖直管中水银液面离管口的距离为多少？
[解析] (1)外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大，由以上分析可知B、C、D正确，A、E
2021高考物理二轮复习专题限时集训15分子动理论气体及热力学定律含解析.doc
