物理備課資料 九 熱學 選修3-3

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1、專題九熱學專題九熱學( (選修選修3 33 3模塊模塊) )定位定位 五年考情分析五年考情分析2017年年2016年年2015年年2014年年2013年年卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (氣體分子氣體分子速率分布規(guī)律及速率分布規(guī)律及圖像圖像) )選擇選擇( (熱力學熱力學定 律 、 熱 平定 律 、 熱 平衡定律衡定律) )選擇選擇( (晶體晶體的性質的性質) )選擇選擇( (熱力熱力學定律、學定律、p-Tp-T圖像圖像) )選擇選擇( (分子分子力 、 分 子力 、 分 子勢 能 、 分勢 能 、 分子動能子動能) )T33(2)T33(2)計算計算( (氣體實驗氣體實驗定律定律等溫

2、等溫、等容變化、等容變化) )計算計算( (氣體實氣體實驗定律驗定律等溫變化等溫變化) )計算計算( (氣體氣體實驗定律實驗定律等壓等壓、等溫變、等溫變化化) )計算計算( (氣體氣體實驗定律實驗定律等壓等壓、等溫變、等溫變化化) )計算計算( (氣體氣體實 驗 定 律實 驗 定 律等溫等溫、 等 壓 變、 等 壓 變化化) )卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (熱力學熱力學定律、氣體定律、氣體的內能的內能) )選擇選擇( (熱力學定熱力學定律、理想氣體律、理想氣體狀態(tài)方程、狀態(tài)方程、p-p-T T圖像圖像) )選擇選擇( (擴散現(xiàn)擴散現(xiàn)象的理解象的理解) )選擇選擇( (分子分子動理論

3、、液動理論、液晶、液體的晶、液體的性質性質) )選擇選擇( (熱力學熱力學定律、氣體定律、氣體的性質的性質) )T33(2)T33(2)計算計算( (氣體實氣體實驗定律、物驗定律、物體的平衡體的平衡) )計算計算( (氣體實驗氣體實驗定律定律充氣充氣問題問題) )計算計算( (氣體實氣體實驗定律驗定律兩次等溫變兩次等溫變化化) )計算計算( (氣體氣體實驗定律實驗定律兩部分氣兩部分氣體等壓、等體等壓、等溫變化溫變化) )計算計算( (氣體實氣體實驗定律驗定律兩部分氣體兩部分氣體的等溫變化的等溫變化) )卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (熱力學熱力學定律、定律、p- p- V V圖像圖像

4、) )選擇選擇( (氣體的內氣體的內能能) )T33(2)T33(2)計算計算( (氣體實氣體實驗定律驗定律等溫變化等溫變化) )計算計算( (氣體實驗氣體實驗定律定律兩部兩部分氣體的等溫分氣體的等溫變化變化) )專題專題定位定位縱覽近幾年高考縱覽近幾年高考, ,該模塊一般考兩個題該模塊一般考兩個題, ,一個選擇題一個選擇題, ,一個計算題一個計算題. .選選擇題知識點瑣碎擇題知識點瑣碎, ,考查點多考查點多; ;計算題一般考查氣體實驗定律、理想氣計算題一般考查氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程的應用體狀態(tài)方程的應用 應考應考建議建議縱覽近幾年高考縱覽近幾年高考, ,該模塊一般考兩個題該模塊一般考

5、兩個題, ,一個選擇題一個選擇題, ,一個計算題一個計算題. .選選擇題知識點瑣碎擇題知識點瑣碎, ,考查點多考查點多; ;計算題一般考查氣體實驗定律、理想氣計算題一般考查氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程的應用體狀態(tài)方程的應用 整整 合合突突 破破實實 戰(zhàn)戰(zhàn)整合整合 網絡要點重溫網絡要點重溫【網絡構建網絡構建】 【要點重溫要點重溫】 1.1.分子動理論分子動理論: :分子直徑的數(shù)量級是分子直徑的數(shù)量級是 m; m;分子永不停息地做分子永不停息地做 運運動動; ;分子間存在著相互作用的引力和分子間存在著相互作用的引力和 . .2.2.氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程10

6、10-10-10無規(guī)則無規(guī)則斥力斥力p p2 2V V2 2 3.3.熱力學定律熱力學定律(1)(1)熱力學第一定律熱力學第一定律:U=:U= . .(2)(2)熱力學第二定律熱力學第二定律: :自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有 . .Q+WQ+W方向性方向性熱點考向一分子動理論固體液體熱點考向一分子動理論固體液體【核心提煉核心提煉】 1.1.解決估算類問題的三點注意解決估算類問題的三點注意(1)(1)固體、液體分子可認為緊靠在一起固體、液體分子可認為緊靠在一起, ,可看成球體或立方體可看成球體或立方體; ;氣體分子只能氣體分子只能按立方體模型計

7、算所占的空間按立方體模型計算所占的空間. .(2)(2)狀態(tài)變化時分子數(shù)不變狀態(tài)變化時分子數(shù)不變. .(3)(3)阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁, ,計算時要注意抓住與其有關的計算時要注意抓住與其有關的三個量三個量: :摩爾質量、摩爾體積和物質的量摩爾質量、摩爾體積和物質的量. .突破突破 熱點考向聚焦熱點考向聚焦2.2.分子動理論的三個核心要點分子動理論的三個核心要點(1)(1)分子模型、分子數(shù)分子模型、分子數(shù)(2)(2)分子運動分子運動: :分子永不停息地做無規(guī)則運動分子永不停息地做無規(guī)則運動, ,溫度越高溫度越高, ,分子的無規(guī)則運分子的無規(guī)則運

8、動越劇烈動越劇烈, ,即平均速率越大即平均速率越大, ,但某個分子的瞬時速率不一定大但某個分子的瞬時速率不一定大. .(3)(3)分子勢能、分子力與分子間距離的關系分子勢能、分子力與分子間距離的關系. .3.3.固體和液體的主要特點固體和液體的主要特點(1)(1)晶體和非晶體的分子結構不同晶體和非晶體的分子結構不同, ,表現(xiàn)出的物理性質不同表現(xiàn)出的物理性質不同. .晶體具有確定的晶體具有確定的熔點熔點. .單晶體表現(xiàn)出各向異性單晶體表現(xiàn)出各向異性, ,多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性. .晶體和非晶晶體和非晶體在適當?shù)臈l件下可以相互轉化體在適當?shù)臈l件下可以相互轉化. .

9、(2)(2)液晶是一種特殊的物質狀態(tài)液晶是一種特殊的物質狀態(tài), ,所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間. .液晶具有液晶具有流動性流動性, ,在光學、電學物理性質上表現(xiàn)出各向異性在光學、電學物理性質上表現(xiàn)出各向異性. .(3)(3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢, ,表面張力的方向跟液表面張力的方向跟液面相切面相切. .【典例典例1 1】 ( (20172017湖南長沙一模湖南長沙一模)()(多選多選) )下列說法正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.同種物質在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)則排列同

10、種物質在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)則排列B.B.無論什么物質無論什么物質, ,只要它們的物質的量相同就含有相同的分子數(shù)只要它們的物質的量相同就含有相同的分子數(shù)C.C.懸浮在液體中的微粒越小懸浮在液體中的微粒越小, ,在某一瞬時與它相碰撞的液體分子數(shù)越少在某一瞬時與它相碰撞的液體分子數(shù)越少, ,布朗布朗運動越明顯運動越明顯D.D.在理想氣體的等壓壓縮過程中在理想氣體的等壓壓縮過程中, ,外界可能對氣體做功使氣體的內能增加外界可能對氣體做功使氣體的內能增加E.E.當水面上方的水蒸氣達到飽和狀態(tài)時當水面上方的水蒸氣達到飽和狀態(tài)時, ,水中還會有水分子飛出水面水中還會有水分子飛出水面BC

11、EBCE解析解析: :同種物質在不同條件下所生成的晶體的微粒不一定都按相同的規(guī)則同種物質在不同條件下所生成的晶體的微粒不一定都按相同的規(guī)則排列排列, ,例如金剛石和石墨例如金剛石和石墨, ,選項選項A A錯誤錯誤;1 mol;1 mol任何物質都含有阿伏加德羅常任何物質都含有阿伏加德羅常數(shù)個分子數(shù)個分子, ,選項選項B B正確正確; ;懸浮在液體中的微粒越小懸浮在液體中的微粒越小, ,在某一瞬時與它相碰撞在某一瞬時與它相碰撞的液體分子數(shù)越少的液體分子數(shù)越少, ,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯, ,因而布朗運動越因而布朗運動越明顯明顯, ,選項選項C C正確正確

12、; ;在理想氣體的等壓壓縮過程中在理想氣體的等壓壓縮過程中, ,由氣體實驗定律知由氣體實驗定律知, ,氣體氣體的溫度降低的溫度降低, ,外界對氣體做功外界對氣體做功, ,但氣體向外放熱但氣體向外放熱, ,氣體的內能減少氣體的內能減少, ,選項選項D D錯錯誤誤; ;液面上部的蒸汽達到飽和時液面上部的蒸汽達到飽和時, ,液體分子從液面飛出液體分子從液面飛出, ,同時有蒸汽分子進同時有蒸汽分子進入液體中入液體中; ;從宏觀上看從宏觀上看, ,液體不再蒸發(fā)液體不再蒸發(fā), ,故故E E正確正確. .【預測練習預測練習1 1】 ( (20172017陜西寶雞一模陜西寶雞一模)()(多選多選) )下列說法

13、正確的是下列說法正確的是( ( ) )A.A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動B.B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結果C.C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質具有各向異性的特點D.D.高原地區(qū)水的沸點較低高原地區(qū)水的沸點較低, ,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E.E.干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度, ,這是濕泡外紗布中這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸

14、熱的結果的水蒸發(fā)吸熱的結果BCEBCE解析解析: :由于花粉是由大量花粉分子組成的由于花粉是由大量花粉分子組成的, ,所以花粉的布朗運動不能反映所以花粉的布朗運動不能反映花粉分子的熱運動花粉分子的熱運動, ,故故A A錯誤錯誤; ;空中的小雨滴呈球形空中的小雨滴呈球形, ,是水的表面張力使雨是水的表面張力使雨滴表面有收縮的趨勢的結果滴表面有收縮的趨勢的結果, ,故故B B正確正確; ;液晶像液體一樣具有流動性液晶像液體一樣具有流動性, ,而其而其光學性質具有各向異性光學性質具有各向異性, ,彩色液晶顯示器利用了液晶的此特點彩色液晶顯示器利用了液晶的此特點, ,故故C C正確正確; ;高原地區(qū)水

15、的沸點較低高原地區(qū)水的沸點較低, ,這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故, ,故故D D錯誤錯誤; ;干濕泡干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度, ,是因為濕泡外紗布中的水是因為濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱蒸發(fā)吸熱, ,故故E E正確正確. .熱點考向二氣體實驗定律的應用熱點考向二氣體實驗定律的應用 【核心提煉核心提煉】應用氣體實驗定律的三個重點環(huán)節(jié)應用氣體實驗定律的三個重點環(huán)節(jié)1.1.正確選擇研究對象正確選擇研究對象: :對于變質量問題要通過恰當選取研究對象對于變質量問題要通過恰當選取研究對象, ,變成質量變成質量不變的問題不變的

16、問題; ;對于多部分氣體問題對于多部分氣體問題, ,要各部分獨立研究要各部分獨立研究, ,各部分之間一般通過各部分之間一般通過壓強找聯(lián)系壓強找聯(lián)系. .2.2.列出各狀態(tài)的參量列出各狀態(tài)的參量: :氣體在初、末狀態(tài)氣體在初、末狀態(tài), ,往往會有兩個往往會有兩個( (或三個或三個) )參量發(fā)生參量發(fā)生變化變化, ,把這些狀態(tài)參量羅列出來會比較準確、快速地找到規(guī)律把這些狀態(tài)參量羅列出來會比較準確、快速地找到規(guī)律. .3.3.認清變化過程認清變化過程: :準確分析變化過程以便正確選用氣體實驗定律準確分析變化過程以便正確選用氣體實驗定律. .【典例典例2 2】 ( (20172017百校聯(lián)盟沖刺卷百校

17、聯(lián)盟沖刺卷) )如圖所示如圖所示, ,一圓柱形絕熱容器豎直放置一圓柱形絕熱容器豎直放置, ,通過絕熱活塞封閉著通過絕熱活塞封閉著27 27 理想氣體理想氣體, ,活塞的質量為活塞的質量為m m0 0, ,橫截面積為橫截面積為S;S;質量為質量為2m2m0 0的一沙桶的一沙桶( (里面沒有沙里面沒有沙) )通過細繩與活塞相連通過細繩與活塞相連, ,當活塞處于靜止狀態(tài)時當活塞處于靜止狀態(tài)時, ,活活塞與容器底部相距塞與容器底部相距h h0 0, ,已知大氣壓強為已知大氣壓強為p p0 0, ,重力加速度為重力加速度為g.g.求求: :(1)(1)理想氣體的壓強理想氣體的壓強p;p;(2)(2)通過

18、電熱絲緩慢給氣體加熱一段時間通過電熱絲緩慢給氣體加熱一段時間, ,使活塞緩慢移動使活塞緩慢移動, ,且使理想氣體的且使理想氣體的溫度上升到溫度上升到77 ;77 ;再保持理想氣體的溫度不變再保持理想氣體的溫度不變, ,不停地向沙桶中加沙子不停地向沙桶中加沙子, ,使活使活塞緩慢移動塞緩慢移動, ,當沙子、桶的質量和為當沙子、桶的質量和為4m4m0 0時時, ,活塞離容器底部的高度活塞離容器底部的高度. .【預測練習預測練習2 2】 ( (20172017安徽蕪湖二模安徽蕪湖二模) )如圖所示如圖所示, ,在一圓形管道內封閉有理在一圓形管道內封閉有理想氣體想氣體, ,用一固定活塞用一固定活塞K

19、K和不計質量可自由移動的活塞和不計質量可自由移動的活塞A A將管內氣體分割成體將管內氣體分割成體積相等的兩部分積相等的兩部分, ,溫度都為溫度都為T T0 0=300 K,=300 K,壓強都為壓強都為p p0 0=1.0=1.010105 5 Pa. Pa.現(xiàn)保持下部現(xiàn)保持下部分氣體溫度不變分氣體溫度不變, ,只對上部分氣體緩慢加熱只對上部分氣體緩慢加熱, ,當活塞當活塞A A移動到最低點移動到最低點B B時時( (不計不計摩擦摩擦),),求求: : (1)(1)下部分氣體的壓強下部分氣體的壓強; ;答案答案: :(1)2(1)210105 5 Pa Pa(2)(2)上部分氣體的溫度上部分氣

20、體的溫度. .答案答案: :(2)900 K (2)900 K 熱點考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學定律的綜合應用熱點考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學定律的綜合應用【核心提煉核心提煉】1.1.內能變化量內能變化量UU的分析思路的分析思路(1)(1)由氣體溫度變化分析氣體內能變化由氣體溫度變化分析氣體內能變化. .溫度升高溫度升高, ,內能增加內能增加; ;溫度降低溫度降低, ,內能內能減少減少. .(2)(2)由公式由公式U=W+QU=W+Q分析內能變化分析內能變化. .2.2.做功情況做功情況W W的分析思路的分析思路(1)(1)由體積變化分析氣體做功情況由體積變化分析氣體做功情況. .體積膨脹體積膨脹

21、, ,氣體對外界做功氣體對外界做功; ;體積被壓縮體積被壓縮, ,外界對氣體做功外界對氣體做功. .(2)(2)由公式由公式W=U-QW=U-Q分析氣體做功情況分析氣體做功情況. .3.3.氣體吸、放熱氣體吸、放熱Q Q的分析思路的分析思路: :一般由公式一般由公式Q=U-WQ=U-W分析氣體的吸、放熱情況分析氣體的吸、放熱情況. .【典例【典例3 3】 ( (20172017安徽蕪湖一模安徽蕪湖一模) )如圖所示如圖所示, ,豎直放置的豎直放置的U U形玻璃管與容積為形玻璃管與容積為V V0 0=15 cm=15 cm3 3的球形容器連通的球形容器連通, ,玻璃管左側橫截面積為右側橫截面積的

22、玻璃管左側橫截面積為右側橫截面積的4 4倍倍. .右側右側玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質量的理想氣體玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質量的理想氣體. .開始時開始時,U,U形玻璃管形玻璃管右側水銀面比左側水銀面高出右側水銀面比左側水銀面高出h h1 1=15 cm,=15 cm,右側玻璃管內水銀柱上方空氣柱長右側玻璃管內水銀柱上方空氣柱長h h0 0=9 cm.=9 cm.現(xiàn)緩慢向左管中加入水銀現(xiàn)緩慢向左管中加入水銀, ,使兩邊水銀柱達到同一高度使兩邊水銀柱達到同一高度, ,玻璃管和玻璃管和球形容器導熱良好球形容器導熱良好.(.(已知大氣壓已知大氣壓p p0 0=75 cmHg,U=7

23、5 cmHg,U形玻璃管的右側橫截面積為形玻璃管的右側橫截面積為S=1 cmS=1 cm2 2).).求求: : (1)(1)此過程中被封氣體內能如何變化此過程中被封氣體內能如何變化? ?吸熱還是放熱吸熱還是放熱? ?(2)(2)需要加入的水銀體積需要加入的水銀體積. .審題突破審題突破 解析解析: :(1)(1)氣體溫度不變氣體溫度不變, ,則內能不變則內能不變; ;向左管中加入水銀時向左管中加入水銀時, ,外界對氣體外界對氣體做功做功, ,根據(jù)熱力學第一定律根據(jù)熱力學第一定律U=Q+WU=Q+W可知可知, ,封閉氣體要放熱封閉氣體要放熱. .答案答案: :(1)(1)內能不變放熱內能不變放

24、熱(2)84 cm(2)84 cm3 3【預測練習預測練習3 3】 ( (20172017廣西柳州二模廣西柳州二模) )在一絕熱密閉容器中安裝一電阻為在一絕熱密閉容器中安裝一電阻為R R的的電熱絲電熱絲, ,開始時容器中封閉有理想氣體開始時容器中封閉有理想氣體, ,其壓強為其壓強為p p0 0=1.0=1.010105 5 Pa, Pa,當電熱絲與當電熱絲與電壓為電壓為U U的電源連接的電源連接t t時間后時間后, ,氣體溫度由氣體溫度由T T0 0=280 K=280 K升高到升高到T T1 1=420 K.=420 K.(1)(1)求氣體增加的內能和此時容器中氣體的壓強求氣體增加的內能和此

25、時容器中氣體的壓強. .(2)(2)若保持氣體溫度不變若保持氣體溫度不變, ,緩慢抽出部分氣體緩慢抽出部分氣體, ,使氣體壓強降低到使氣體壓強降低到p p0 0, ,則此時容則此時容器中氣體質量是原來氣體質量的幾分之幾器中氣體質量是原來氣體質量的幾分之幾? ?實戰(zhàn)實戰(zhàn) 高考真題演練高考真題演練1.(1.(20172017全國全國卷卷,33,33)(1)(1)氧氣分子在氧氣分子在0 0 和和100 100 溫度下單位速率間隔的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示. .下列說法正確的

26、是下列說法正確的是( (填正確答案標號填正確答案標號).). A.A.圖中兩條曲線下面積相等圖中兩條曲線下面積相等B.B.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C.C.圖中實線對應于氧氣分子在圖中實線對應于氧氣分子在100 100 時的情形時的情形D.D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.E.與與0 0 時相比時相比,100 ,100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在時氧氣分子速率出現(xiàn)在0 0400 m/s400 m/s區(qū)間內的分子數(shù)區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大占總分子數(shù)的百分比較大解析解析: :( (1)

27、1)溫度是分子平均動能的標志溫度是分子平均動能的標志, ,溫度升高分子的平均動能增加溫度升高分子的平均動能增加, ,不不同溫度下相同速率的分子所占比例不同同溫度下相同速率的分子所占比例不同, ,溫度越高溫度越高, ,速率大的分子占比例速率大的分子占比例越高越高, ,故虛線為故虛線為0 0 對應的曲線對應的曲線, ,實線是實線是100 100 對應的曲線對應的曲線, ,曲線下的面曲線下的面積都等于積都等于1,1,選項選項A,B,CA,B,C正確正確; ;由圖像可知選項由圖像可知選項D D錯誤錯誤;0 ;0 時時300300 400 m/s400 m/s速率的分子最多速率的分子最多,100,100

28、時時400400500 m/s500 m/s速率的分子最多速率的分子最多, ,選項選項E E錯誤錯誤. .答案答案: :(1)ABC(1)ABC(2)(2)如圖如圖, ,容積均為容積均為V V的汽缸的汽缸A,BA,B下端有細管下端有細管( (容積可忽略容積可忽略) )連通連通, ,閥門閥門K K2 2位于細管位于細管的中部的中部,A,B,A,B的頂部各有一閥門的頂部各有一閥門K K1 1,K,K3 3,B,B中有一可自由滑動的活塞中有一可自由滑動的活塞( (質量、體積質量、體積均可忽略均可忽略).).初始時初始時, ,三個閥門均打開三個閥門均打開, ,活塞在活塞在B B的底部的底部; ;關閉關

29、閉K K2 2,K,K3 3, ,通過通過K K1 1給汽缸給汽缸充氣充氣, ,使使A A中氣體的壓強達到大氣壓中氣體的壓強達到大氣壓p p0 0的的3 3倍后關閉倍后關閉K K1 1. .已知室溫為已知室溫為27 ,27 ,汽缸汽缸導熱導熱. .打開打開K K2 2, ,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強; ;接著打開接著打開K K3 3, ,求穩(wěn)定時活塞的位置求穩(wěn)定時活塞的位置; ;再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20 ,20 ,求此時活塞下方氣體的壓強求此時活塞下方氣體的壓強. .2.(2.(20172017全國全國卷卷,33

30、,33)(1)(1)如圖如圖, ,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分, ,隔板左側充隔板左側充有理想氣體有理想氣體, ,隔板右側與絕熱活塞之間是真空隔板右側與絕熱活塞之間是真空. .現(xiàn)將隔板抽開現(xiàn)將隔板抽開, ,氣體會自發(fā)擴散氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸至整個汽缸. .待氣體達到穩(wěn)定后待氣體達到穩(wěn)定后, ,緩慢推壓活塞緩慢推壓活塞, ,將氣體壓回到原來的體積將氣體壓回到原來的體積. .假假設整個系統(tǒng)不漏氣設整個系統(tǒng)不漏氣. .下列說法正確的是下列說法正確的是( (填正確答案標號填正確答案標號).). A.A.氣體自發(fā)擴散前后內能相同氣體自發(fā)擴散前后內能相同B.B.氣體在被壓縮

31、的過程中內能增大氣體在被壓縮的過程中內能增大C.C.在自發(fā)擴散過程中在自發(fā)擴散過程中, ,氣體對外界做功氣體對外界做功D.D.氣體在被壓縮的過程中氣體在被壓縮的過程中, ,外界對氣體做功外界對氣體做功E.E.氣體在被壓縮的過程中氣體在被壓縮的過程中, ,氣體分子的平均動能不變氣體分子的平均動能不變解析解析: :(1)(1)氣體向真空自由擴散的過程中氣體向真空自由擴散的過程中, ,對外不做功對外不做功; ;又汽缸和活塞都絕又汽缸和活塞都絕熱熱, ,不吸熱也不放熱不吸熱也不放熱, ,由熱力學第一定律由熱力學第一定律U=Q+W,Q=0,W=0,U=Q+W,Q=0,W=0,所以所以U=0,U=0,內內

32、能不變能不變, ,選項選項A A正確正確,C,C錯誤錯誤; ;氣體被壓縮時氣體被壓縮時, ,外界對氣體做功外界對氣體做功, ,又絕熱又絕熱, ,所以所以內能增大內能增大, ,選項選項B,DB,D正確正確; ;理想氣體分子勢能為零理想氣體分子勢能為零, ,內能表現(xiàn)為分子動能內能表現(xiàn)為分子動能, ,內能增大內能增大, ,則分子動能增大則分子動能增大, ,分子平均動能也增大分子平均動能也增大, ,選項選項E E錯誤錯誤. .(2)(2)一熱氣球體積為一熱氣球體積為V,V,內部充有溫度為內部充有溫度為TaTa的熱空氣的熱空氣, ,氣球外冷空氣的溫度為氣球外冷空氣的溫度為Tb.Tb.已知空氣在已知空氣在

33、1 1個大氣壓、溫度個大氣壓、溫度T0T0時的密度為時的密度為0,0,該氣球內、外的氣壓始終都該氣球內、外的氣壓始終都為為1 1個大氣壓個大氣壓, ,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.求該熱氣球所受浮力的大小求該熱氣球所受浮力的大小; ;求該熱氣球內空氣所受的重力求該熱氣球內空氣所受的重力; ;設充氣前熱氣球的質量為設充氣前熱氣球的質量為m0,m0,求充氣后它還能托起的最大質量求充氣后它還能托起的最大質量. .3.(3.(20172017全國全國卷卷,33,33)(1)(1)如圖如圖, ,一定質量的理想氣體從狀態(tài)一定質量的理想氣體從狀態(tài)a a出發(fā)出發(fā), ,經過等容經過等容過程過程abab

34、到達狀態(tài)到達狀態(tài)b,b,再經過等溫過程再經過等溫過程bcbc到達狀態(tài)到達狀態(tài)c,c,最后經等壓過程最后經等壓過程caca回到初態(tài)回到初態(tài)a.a.下列說法正確的是下列說法正確的是( (填正確答案標號填正確答案標號).). A.A.在過程在過程abab中氣體的內能增加中氣體的內能增加B.B.在過程在過程caca中外界對氣體做功中外界對氣體做功C.C.在過程在過程abab中氣體對外界做功中氣體對外界做功D.D.在過程在過程bcbc中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量E.E.在過程在過程caca中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量答案答案: :(1)ABD(1)ABD(2)(2)一種測量稀薄氣

35、體壓強的儀器如圖一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)(a)所示所示, ,玻璃泡玻璃泡M M的上端和下端分別連的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管通兩豎直玻璃細管K K1 1和和K K2 2.K.K1 1長為長為l,l,頂端封閉頂端封閉,K,K2 2上端與待測氣體連通上端與待測氣體連通;M;M下端經下端經橡皮軟管與充有水銀的容器橡皮軟管與充有水銀的容器R R連通連通. .開始測量時開始測量時,M,M與與K K2 2相通相通; ;逐漸提升逐漸提升R,R,直到直到K K2 2中水銀面與中水銀面與K K1 1頂端等高頂端等高, ,此時水銀已進入此時水銀已進入K K1 1, ,且且K K1 1中水銀面比頂端低中水銀面比頂端低h,h,如圖如圖(b)(b)所示所示. .設測量過程中溫度、與設測量過程中溫度、與K K2 2相通的待測氣體的壓強均保持不變相通的待測氣體的壓強均保持不變. .已知已知K K1 1和和K K2 2的內徑均為的內徑均為d,Md,M的容積為的容積為V V0 0, ,水銀的密度為水銀的密度為,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.求求: :待測氣體的壓強待測氣體的壓強; ;該儀器能夠測量的最大壓強該儀器能夠測量的最大壓強. .