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- 2021-05-13 发布
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专题十二 热 学
1.(仿2013广东高考,18T)氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压.假设氧焊时,氧气从管口缓慢流出时,瓶内外温度始终相等且保持不变,氧气分子之间的相互作用不计.则在氧焊过程中瓶内氧气 ( ).
A.分子总数减少,内能不变
B.密度减小,分子平均动能增大
C.吸收热量,对外做功
D.单位时间内分子对氧气瓶单位面积的碰撞次数增加
解析 由于瓶内外温度始终相等,瓶内外氧气分子平均动能相等,但瓶内氧气分子数逐渐减少,所以瓶内氧气内能减少,选项A、B错误;由于瓶内气体缓慢流出过程中氧气体积增大,氧气对外做功,而作为理想气体,温度不变则内能不变,根据热力学第一定律可知:氧气需要吸收热量,选项C正确;由于瓶内氧气分子数量减少,所以选项D错误.
答案 C
2.(仿2013北京高考,13T)某一密闭容器中密封着一定质量的某种气体,气体分子间的相互作用力表现为引力.下列说法中正确的是 ( ).
A.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B.若气体膨胀对外界做功,则分子势能一定增大
C.若气体被压缩,外界对气体做功,则气体内能一定增加
D.若气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功,则气体分子的动能一定不变
解析 在完全失重的情况下,密闭容器内的气体仍然有压强,气体对器壁的顶部有作用力,所以选项A错误;气体膨胀,分子间距离增大,分子力做负功,气体的分子势能增大,选项B正确;外界对气体做功,但气体有可能向外界放热,所以内能的变化情况不能确定,选项C错误;气体从外界吸收的热量等于气体膨胀对外界做的功,所以内能不变,但分子势能增大了,所以分子动能一定减小,选项D错误.
答案 B
3.(仿2012山东高考,36T)(1)下列说法正确的是________.
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.水的饱和汽压随温度的升高而增大
D.晶体的物理性质都是各向异性的
E.露珠呈球状是液体表面张力的作用
(2)如图6所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B变化到状态
C,已知状态A的温度300 K.
图6
①求气体在状态B的温度;
②由状态B变化到状态C的过程中,气体是吸热还是放热?简要说明理由.
解析 (1)潮湿时,空气的相对湿度较大,干燥时,空气的相对湿度较小,但绝对湿度大小不能确定,故A错,B对;水的饱和汽压随温度的升高而增大,C对;多晶体的物理性质各向同性,即使单晶体,也并不是所有物理性质都是各向异性,D错;液体表面张力使其表面积收缩到最小而呈球状,故E对.
(2)①由理想气体的状态方程=
得气体在状态B的温度TB==1 200 K
②由状态B到状态C,气体做等容变化,由查理定律得
=,则TC=TB=600 K
故气体由状态B到状态C为等容变化,不做功,但温度降低,内能减小.根据热力学第一定律ΔU=W+Q,ΔU<0,W=0,故Q<0,可知气体要放热.
答案 (1)BCE (2)①1 200 K ②放热 理由见解析
4.(仿2012新课标全国高考,33T)(1)下列说法正确的是________.
A.气体向真空的自由膨胀是不可逆的
B.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关
C.气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关,与分子的密集程度无关
D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的增大而增大
(2)如图7所示,圆柱形气缸水平放置,气缸足够长,内壁光滑,导热良好,用活塞封住一定量的理想气体,开始时气缸内气体温度为T0、体积为V0.先将气缸缓慢旋转90°,使气缸开口向上,再将缸内气体缓慢加热,直至温度升高到2T0.已知大气压强为p0,活塞的截面面积为S、质量为m=.
图7
①经过上述两个过程气体的最终体积为________;
②作出缸内气体状态变化的p-V图象.
解析 (1)气体向真空自由膨胀遵守热力学第二定律,具有方向性,A项正确;由热力学第一定律知气体每升高1 K,所吸收的热量与过程有关,B项正确;气体压强大小与分子平均动能和分子密集程度有关,C项错.当分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离增大,分子力做正功,分子势能减小,D项错.
(2)①气体先做等温变化,由玻意尔定律得
p0V0=V1,解得V1=V0
气体再做等压变化,由盖吕萨克定律得
=,解得V2=V0
②P-V图象如下图
答案 (1)AB (2)见解析
5.(仿2013新课标全国高考Ⅱ,33T)(1)以下几个叙述正确的是 ( ).
A.饱和汽的压强与温度无关
B.多晶体的物理性质表现为各向异性
C.肥皂泡呈球状是由于液体表面张力的作用
D.当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度一定较小
图8
(2)如图8所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管B的横截面积是细管A的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.
①若用一活塞将细管A的管口封闭,并缓慢向下推活塞,保持封闭气体温度不变,当两管中水银面高度差为6 cm时,活塞下移的距离为多少?
②若将两管口均封闭,使细管A内封闭气体的温度从t=27 ℃开始缓慢升高,粗管B内气体温度不变,当两管中水银面高度差为6 cm时,A管内封闭气体的温度为多少?
解析 (1)饱和汽的压强与温度有关,温度越高,饱和汽的压强越大,选项A错误;多晶体的物理性质表现为各向同性,选项B错误;肥皂泡呈球状是由于液体表面张力的作用,选项C正确;当人们感觉空气干燥时,空气的相对湿度较小,选项D正确.
(2)①选取封闭气体为研究对象,初状态:p1=p0=75 cmHg,l1=12 cm
末状态:p2=p0+ph=81 cmHg
由p1V1=p2V2得p1l1=p2l2,可得l2== cm=11.11 cm两边液面高度差为6 cm时,细管液面下降4 cm,粗管液面上升2 cm,所以活塞下移距离为:(12+4-11.11)cm=4.89 cm.
②选取粗管B内封闭气体为研究对象,pB1=p0=75 cmHg,lB1=12 cm,lB2=(12-2)cm=10 cm
由pB1VB1=pB2VB2得pB1lB1=pB2lB2,可得
pB2== cmHg=90 cmHg
再选取细管A内封闭气体为研究对象,pA1=p0=75 cmHg,lA1=12 cm,TA1=(273+27) K=300 K
pA3=pB2+ph′=96 cmHg,lA3=(12+4) cm=16 cm
由气体状态方程得=
代入数据解得TA3=512 K,所以A管内气体的温度TA3=(512-273)℃=239 ℃.
答案 (1)CD (2)①4.89 cm ②239 ℃
6.(仿2013山东高考,36T)(1)下列说法正确的是 ( ).
A.当分子间的距离增大时,分子势能一定减小
B.判断物质是晶体还是非晶体,主要从该物质是否有固定的熔点来看
C.水对玻璃是浸润液体,是因为在玻璃与水的接触面处,玻璃分子对水分子的引力大于水分子间的引力
D.在相同温度下,不同气体的分子平均动能是不同的
(2)湖水深10 m,上下水温可认为相同,在湖底形成体积为1 cm3的气泡,当气泡上升到湖面时的体积是多大(大气压强取1×105 Pa,湖水密度取1×103 kg/m3)?气泡在上升的过程中是吸热还是放热?简要说明你判断的理由.
解析 (1)当分子间的距离增大时,分子势能可能增大也可能减小,由晶体和非晶体的区别可知B项正确,由浸润产生的原因知C项正确,温度是分子平均动能的标志,D项错.
(2)在湖底气泡内气体的压强P1=P0+ρgh,体积为V1,到达湖面时的压强为P0,体积为V2.由玻意耳定律得
P1V1=P0V2
V2==2 cm3
气泡在上升的过程中,温度不变,内能不变,体积增大,气泡对外做功,根据热力学第一定律可知,该过程吸热.
答案 (1)BC (2)见解析