2020高考物理新课标专用版冲刺大二轮讲义：专题五 选修 第11课时 Word版含答案.pdf

第 1 页 共 21 页 复习备考建议 1热学主要考查基本概念、气体实验定律、热力学定律等知识 2在考查机械波的形成和传播时，往往以考查振动图象和波动图象为主，主要涉及的知识为 波速、波长和频率(周期)的关系，光学部分主要考查光的折射定律、全反射、光的波动性和 电磁波等知识 3 光电效应、 氢原子能级跃迁、 核反应方程与核能的计算等是高考重点， 一般以选择题为主， 难度不大，以考查对基础知识的掌握为主，多看教材，加强记忆 第第 11 课时 热学课时 热学 考点考点 热学基础知识 热学基础知识 1两种微观模型 (1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积 V0 d3，d 为分子的直径 1 6 (2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间 V0d3，d 为分子间的距离 2掌握两个关系 (1)分子力与分子间距的关系、分子势能与分子间距的关系 (2)分子力做功与分子势能变化的关系 阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁 3熟记并理解三个问题 第 2 页 共 21 页 (1)对晶体、非晶体特性的理解 只有单晶体，才可能具有各向异性 所有晶体都具有固定熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于增加分子势能； 非晶体没有固定熔点 晶体与非晶体之间可以相互转化 有些晶体属于同素异形体，如金刚石和石墨 (2)正确理解温度的微观含义 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大 温度升高，物体的内能不一定增大 (3)对气体压强的理解 气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的，从微观角度看，气体压强的大小 与气体分子的平均动能及气体分子的密集程度有关 地球表面大气压强可认为是大气重力产生的 例 1 (2019·全国卷·33(1)如图 1pV 图所示，1、2、3 三个点代表某容器中一定量理想 气体的三个不同状态，对应的温度分别是 T1、T2、T3，用 N1、N2、N3分别表示这三个状态下 气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数， 则 N1_N2， T1_T3， N2_N3.(填“大于”“小于”或“等于”) 图 1 答案 大于 等于 大于 第 3 页 共 21 页 解析 对一定质量的理想气体，为定值， 由pV图象可知， 2p1·V1p1·2V1p1·V1， 所以T1 pV T T3T2.状态 1 与状态 2 时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态 1 下的气体分子平 均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以 N1N2； 状态 2 与状态 3 时气体压强相同，状态 3 下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平 均次数较少，所以 N2N3. 变式训练 1(多选)(2019·吉林长春市质量监测)下列有关热学现象和规律的描述正确的是( ) A空气中尘埃的运动是布朗运动，反映了空气分子在做无规则的热运动 B在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 C晶体都有固定的熔点，物理性质都表现为各向异性 D一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能将增大 答案 BD 解析 空气中尘埃的运动不是布朗运动，故 A 错；在完全失重状况下，液滴由于表面张力使 其表面积收缩至最小，呈球形，故 B 对；体积增大，温度升高，则多晶体物理性质表现为各 向同性，故 C 错；一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，气体密度将减小，分子平均动能 将增大，故 D 对 2(多选)(2019·贵州贵阳市一模)下列关于固体、液体和气体的说法正确的是( ) A液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力 B固体、液体和气体中都会有扩散现象发生 C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D某些固体在熔化过程中，虽然吸收热量但温度却保持不变 答案 ABD 第 4 页 共 21 页 解析 当分子间距离为 r0时，分子引力和斥力相等，液体表面层的分子比较稀疏，分子间距 大于 r0，所以分子间作用力表现为引力，故 A 正确；扩散现象与物体的状态无关，固体、液 体和气体中都会有扩散现象发生，故 B 正确；在完全失重的情况下，分子运动不停息，气体 对容器壁的压强不为零，故 C 错误；晶体在熔化过程中，虽然吸收热量但温度却保持不变， 故 D 正确 3(多选)(2019·山东临沂市 2 月质检)下列说法正确的是( ) A气体分子的速率分布规律遵从统计规律，在一定温度下，某种气体的分子速率分布是确 定的 B随着科技的发展，绝对零度是可能达到的 C不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数 D气体分子的运动速率可由牛顿运动定律求得 答案 AC 解析 气体分子的速率分布规律遵从统计规律，在一定温度下，某种气体的分子速率分布呈 现“两头小，中间大”的规律，并且是确定的，不论温度多高，速率很大和很小的分子总是 少数，选项 A、C 正确；绝对零度是低温的极限，即使随着科技的发展，绝对零度也是不可 能达到的，选项 B 错误；牛顿运动定律只适用于宏观低速物体，对微观高速粒子不适用，选 项 D 错误 考点考点 气体实验定律和理想气体状态方程 气体实验定律和理想气体状态方程 1气体压强的计算 (1)力平衡法 ： 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的 受力平衡方程，求得气体的压强 (2)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等液体内深 h 处的 总压强 pp0gh，p0为液面上方的压强 说明：固体密封的气体一般用力平衡法，液柱密封的气体一般用等压面法 第 5 页 共 21 页 2气体实验定律 玻意耳定律：p1V1p2V2 查理定律：或 p1 T1 p2 T2 p1 p2 T1 T2 盖吕萨克定律：或 V1 T1 V2 T2 V1 V2 T1 T2 3理想气体的状态方程 (1)理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，一定质量的理想气体的内能只 和温度有关 (2)状态方程：或C. p1V1 T1 p2V2 T2 pV T 4应用气体实验定律的三个重点环节 (1)正确选择研究对象：对于变质量问题要研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各 部分独立研究，各部分之间一般通过压强(液柱或活塞的受力)找联系 (2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状 态参量罗列出来能够比较准确、快速的找到规律 (3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律 例 2 (多选)(2019·全国卷·33(2)改编)如图 2，一容器由横截面积分别为 2S 和 S 的两个汽 缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔 成三部分，分别充有氢气、空气和氮气平衡时，氮气的压强和体积分别为 p0和 V0，氢气的 体积为 2V0，空气的压强为 p.现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温 度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，则( ) 图 2 第 6 页 共 21 页 A抽气前氢气的压强为 (p0p) 1 2 B抽气前氢气的压强为 (p0p) 1 4 C抽气后氢气的压强为 p0 p 1 2 1 4 D抽气后氢气的体积为4p 0pV0 2p0p 答案 ACD 解析 设抽气前氢气的压强为 p10，根据力的平衡条件得(p10p)·2S(p0p)·S 得 p10 (p0p)，故 A 正确，B 错误 1 2 设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1和 V1，氮气的压强和体积分别为 p2和 V2，根据力的平 衡条件有 p2·Sp1·2S，由玻意耳定律得 p1V1p10·2V0， p2V2p0V0， 由于两活塞用刚性杆连接，故 V12V02(V0V2)， 联立以上式子，解得 p1 p0 p， 1 2 1 4 V1，故 C、D 项正确 4p0pV0 2p0p 变式训练 4(多选)如图 3，一带有活塞的汽缸通过底部的水平细管与一个上端封闭的竖直管相连，汽 缸和竖直管均导热，汽缸与竖直管的横截面积之比为 31.初始时，该装置底部盛有水银 ； 左 右两边均封闭有一定质量的理想气体，左边气柱高 24 cm，右边气柱高 22 cm； 两边液面的高 度差为 4 cm.竖直管内气体压强为 76 cmHg， 现使活塞缓慢向下移动， 使汽缸和竖直管内的水 第 7 页 共 21 页 银面高度相差 8 cm，活塞与汽缸间摩擦不计则( ) 图 3 A此时竖直管内气体的压强为 88 cmHg B此时竖直管内气体的压强为 80 cmHg C活塞向下移动的距离为 5 cm D活塞向下移动的距离为 20 cm 答案 AC 解析 若左侧液面下降 h1，右侧液面升高 h2 则有 h1h24 cm， h1·3Sh2S， 解得 h11 cm，h23 cm， 设活塞向下移动前，竖直管内气体的压强为 p1，体积为 V1，活塞向下移动后，竖直管内气体 的压强为 p2，体积为 V2，则有： V2(22 cmh2)S19 cm·S 根据玻意耳定律有：p1V1p2V2 解得：p288 cmHg，故 A 项正确，B 项错误 以左边气体为研究对象：p1p1gh80 cmHg，V124 cm×3S p2p2gh96 cmHg，V2x·3S 根据玻意耳定律有：p1V1p2V2 第 8 页 共 21 页 解得：x20 cm， 活塞下降的高度 h24 cmh1x5 cm， 故 C 项正确，D 项错误 5 (2019·吉林长春市质量监测)如图 4 所示， 竖直固定的大圆筒由上面的细圆筒和下面的粗圆 筒两部分组成，粗筒的内径是细筒内径的 3 倍，细筒足够长粗筒中放有 A、B 两个活塞， 活塞 A 的重力及与筒壁间的摩擦不计活塞 A 的上方装有水银，活塞 A、B 间封有一定质量 的空气(可视为理想气体)初始时，用外力向上托住活塞 B 使之处于平衡状态，水银上表面 与粗筒上端相平，空气柱长 L15 cm，水银深 H10 cm.现使活塞 B 缓慢上移，直至有一半 质量的水银被推入细筒中， 活塞B上移的距离为(设在整个过程中气柱的温度不变， 大气压强p0 相当于 75 cm 的水银柱产生的压强)( ) 图 4 A45 cm B5 cm C9.8 cm D10.2 cm 答案 C 解析 设粗筒横截面积为 S，水银的密度为 ，初态封闭气体的压强 p1p0gH85 cmHg， 体积为 V1LS 有一半质量的水银被推入细筒中，设细筒和粗筒中的水银高度分别为 h1和 h2， 根据题意 h2 5 cm， H 2 由于水银体积不变，则 HS，解得：h145 cm 1 2 h1S 9 此时封闭气体压强为 p2p0gh1gh2125 cmHg 第 9 页 共 21 页 体积 V2LS 由玻意耳定律得：p1V1p2V2 解得：L10.2 cm 活塞B上移的距离为 dHLh2L9.8 cm.故 C 项正确 考点考点 气体状态变化的能量问题 气体状态变化的能量问题 1气体做功特点 (1)一般计算等压变化过程的功，即 Wp·V，然后结合其他条件，利用 UWQ 进行相 关计算 (2)注意符号正负的规定若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定气 体体积增大，气体对外界做功，W0. 2两点注意 (1)一定质量的理想气体的内能只与温度有关 (2)理想气体状态变化与内能变化的关系： 从外界吸热，Q0；向外界放热，Q0 T 升高，内能增大； T 降低，内能减小 例 3 (多选)(2019·四川宜宾市第二次诊断)(1)密闭的固定容器内可视为理想气体的氢气温度 与外界空气的温度相同， 现对该容器缓慢加热， 当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时， 则( ) A氢气分子的平均动能增大 B氢气分子的势能增大 第 10 页 共 21 页 C氢气的内能增大 D氢气的压强增大 答案 ACD 例 4 (多选)如图 5 所示，在绝热汽缸内有一绝热活塞封闭一定质量的理想气体，开始时缸 内气体温度为 27 ，封闭气柱长为 9 cm，活塞横截面积 S50 cm2.现通过汽缸底部电阻丝 给气体加热一段时间，此过程中气体吸热 22 J，稳定后气体温度变为 127 .已知大气压强等 于 105 Pa，活塞与汽缸间无摩擦，不计活塞重力则( ) 图 5 A加热后活塞到汽缸底部的距离为 12 cm B加热后活塞到汽缸底部的距离为 10 cm C此过程中气体内能增加了 7 J D此过程中气体内能增加了 15 J 答案 AC 解析 取封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为 L1S 温度为：T1(27327) K300 K 末状态的体积为 L2S，温度为：T2(273127) K400 K 气体做等压变化，则有： L1S T1 L2S T2 解得：L212 cm，故 A 正确，B 错误 此过程中，气体对外做的功大小为 Wp0S(L2L1)15 J 第 11 页 共 21 页 由热力学第一定律得 UQW7 J 故 C 正确，D 错误 变式训练 6(多选)(2019·河南九师联盟质检)如图 6 所示是一定质量的理想气体的 pV 图象，理想气 体经历从 ABCDA 的变化过程，其中 DA 为等温线已知理想气体在状态 D 时温 度为 T400 K，下列说法正确的是( ) 图 6 A理想气体在状态 B 时的温度为 1 000 K B理想气体在状态 C 时的温度为 1 000 K CC 到 D 过程气体对外做功为 100 J D若理想气体在 CD 过程中内能减少 300 J，则在 CD 过程中理想气体放热 答案 AD 解析 DA 为等温线，则 TAT400 K AB 过程压强不变，由盖吕萨克定律有 VA TA VB TB 解得 TB1 000 K，故 A 正确； 由 BC 为等容变化，则由查理定律有，得 TC500 K，故 B 错误 pB TB pC TC CD 过程体积减小，外界对气体做功，故 C 错误； CD 过程压强不变，由 WpV 第 12 页 共 21 页 得 W100 J，但是外界对气体做功，故 C 错误； 由 UWQ 可得 Q400 J 故理想气体放热，放出 400 J 的热量；故 D 项正确 专题突破练专题突破练 级保分练 1(多选)(2019·重庆市第三次调研抽测)下列说法正确的是( ) A如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量损失，这样的热机效率可以达到 100% B质量不变的理想气体等温膨胀时，一定从外界吸收热量 C压缩气体需要用力表明气体分子间存在斥力 D当液体与固体接触时，如果附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，则液体与固体之 间表现为不浸润 答案 BD 解析 根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到 100%，故 A 错误；质量不变的理 想气体在等温膨胀的过程中内能不变，同时对外做功，由热力学第一定律知，一定从外界吸 收热量，故 B 正确；压缩气体需要用力是为了克服气体内外的压强差，不能表明气体分子间 存在着斥力，故 C 错误；液体与固体接触时，如果附着层液体分子比液体内部分子稀疏，表 现为不浸润，故 D 正确 2(多选)(2019·陕西第二次联考)以下说法中正确的是( ) A两分子间距离为平衡距离时，分子势能最小 B热量可以从低温物体传到高温物体 C相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈 第 13 页 共 21 页 D晶体的物理性质沿各个方向是不同的 答案 ABC 解析 当分子间距离为平衡距离时，分子势能最小，故 A 正确；在引起外界变化的情况下， 热量可以由低温物体传向高温物体，故 B 正确；相同温度下液体中悬浮的花粉颗粒越小，布 朗运动越剧烈，故 C 正确；单晶体具有各向异性，多晶体为各向同性，故 D 错误 3(多选)(2019·山东滨州市上学期期末)下列说法正确的是( ) A悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 C食盐熔化过程中温度保持不变，说明食盐是晶体 D自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 答案 BCD 解析 悬浮在水中花粉的无规则运动是布朗运动，而花粉的运动是大量液体分子撞击的不平 衡形成的，所以布朗运动反映了液体分子的无规则的运动，故 A 错误一定质量的理想气体 的压强不变、体积增大时，根据理想气体的状态方程C，可知气体的温度一定升高，则 pV T 内能增大；气体的体积增大的过程中对外做功，根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸 收热量，故 B 正确晶体都具有固定的熔点，食盐熔化过程中温度保持不变，说明食盐是晶 体，故 C 正确根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向 性，故 D 正确 4(多选)(2019·山东日照市 3 月模拟)以下有关热学内容的叙述，正确的是( ) A在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小 B液晶既具有液体的流动性，又具有光学性质的各向异性 C容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的 D布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动 答案 BC 第 14 页 共 21 页 5(多选)(2019·河南天一大联考上学期期末)下列说法正确的是( ) A一定质量的理想气体吸收热量后温度一定升高 B可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 C气体分子的平均动能越大，其压强就越大 D液体不浸润某种固体是因为附着层内部液体分子相互吸引 答案 BD 解析 一定质量的理想气体若对外做的功大于吸收的热量， 则气体的温度降低， 选项 A 错误 ； 根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是要引起其他的 变化，选项 B 正确；气体分子的平均动能越大，温度越高，但是压强不一定越大，选项 C 错 误；液体不浸润某种固体，例如水银对玻璃：当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受 玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着 层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，使跟玻璃接触的水银表面有缩 小的趋势，因而形成不浸润现象，选项 D 正确 6(多选)(2019·湖北武汉市二月调研)“斯特林循环”因英国工程师斯特林于 1816 年首先提 出而得名它是由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环如图 1 所示，一定质量的 理想气体从状态A依次经过状态B、 C和D后再回到状态A， 对此气体下列说法正确的是( ) 图 1 A过程 AB 中气体的温度逐渐减小 B过程 BC 中气体对外界做正功 C过程 CD 中气体放出了热量 D状态 C、D 的内能相等 第 15 页 共 21 页 答案 BC 解析 AB 过程中，气体体积不变，由查理定律 C 可知，由于气体压强增大，则气体温 p T 度升高，故 A 错误；BC 过程中，气体发生等温变化，气体内能不变，体积增大，气体对 外做功，故 B 正确；CD 过程中，气体发生等容变化，压强减小，由查理定律 C 可知， p T 由于气体压强减小，则气体温度降低，内能减小，所以气体放出热量，故 C 正确，D 错误 7(多选)(2019·山东威海市 5 月模拟)下列说法正确的是( ) A分子间距离减小时，分子势能一定增大 B单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 C在绝热压缩和等温压缩的过程中，气体内能均不变 D机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能 答案 BD 8(多选)(2019·福建莆田市二模)下列说法正确的是( ) A单晶体的所有物理性质都是各向异性的 B分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小 C自然界中的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性 D一锅水中撒些胡椒粉，加热时发现胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈 答案 BC 解析 由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各 向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的，故 A 错误；分子间的引力和斥力都随分子 间的距离增大而减小，但总是斥力变化得较快，故 B 正确；热力学第二定律揭示了自然界中 涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故 C 正确 ； 胡椒粉在翻滚并非是布朗运动，故 D 错误 9(多选)(2019·湖南永州市第二次模拟)下列说法正确的是( ) 第 16 页 共 21 页 A分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小 B液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 C由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均 距离 D分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高 答案 ABC 解析 根据分子力的特点可知，分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减 小，故 A 正确；液体内部分子间的距离近似为平衡距离 r0，液体表面层分子间距离大于液体 内部分子间距离，分子间表现为引力，所以液体表面存在表面张力，故 B 正确；由阿伏加德 罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体单个分子占据的空间体积，从 而可估算分子间的平均距离，故 C 正确；温度是分子平均动能的标志，不是分子平均速率的 标志，由动能 Ek mv2可知，动能还与分子的质量有关，故 D 错误 1 2 10(多选)(2019·广东汕头市教学质量监测)关于热力学定律，下列说法正确的是( ) A气体吸热后温度一定升高 B一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 C热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他的变化 D如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必 定达到热平衡 答案 BCD 解析 如果气体吸热的同时对外做功，则气体的温度有可能降低，故 A 错误；一定质量的某 种理想气体在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程C 可知，温度升高，内能一定增 pV T 加，故 B 正确；热量可以从低温物体传到高温物体，不过需要消耗外界的功，故 C 正确；如 果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定温度 相等，故均达到热平衡，故 D 正确 第 17 页 共 21 页 11(多选)(2019·安徽黄山市一模检测)关于热力学第一定律、晶体和非晶体及分子势能，以 下说法正确的是( ) A气体对外做功，其内能可能增加 B烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C分子势能可能随分子间距离的增加而增加 D热量不可能从低温物体传到高温物体 答案 AC 解析 气体对外做功，若吸收热量大于对外做功，则其内能增加，选项 A 正确；烧热的针尖 接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的峰蜡呈椭圆形，说明云母是单晶体，选项 B 错误； 当分子力表现为引力时，分子距离增加，则分子力做负功，分子势能增加，即分子势能可能 随分子间距离的增加而增加，选项 C 正确；根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体 传到高温物体，但要引起其他的变化，选项 D 错误 级争分练 12(多选)(2019·福建龙岩市 3 月质量检查)如图 2 所示为一定质量的理想气体发生状态变化 的 pV 图象，图线 1、2 是两条等温线曲线，A、B 是等温线 1 上的两点，C、D 是等温线 2 上的两点，图线 AD、BC 均与 V 轴平行，则下列说法正确的是( ) 图 2 A等温线 1 对应的气体温度比等温线 2 对应的气体温度高 B气体从状态 A 变化到状态 B，气体一定吸收热量 C气体从状态 B 变化到状态 C，气体吸收的热量比气体对外界做功多 第 18 页 共 21 页 D气体从状态 C 变化到状态 D，单位体积的气体分子数增大，但气体分子的平均动能不变 答案 BCD 解析 从 CB 为等压变化，由盖吕萨克定律 C 可知，等温线 1 对应的气体温度比等温 V T 线 2 对应的气体温度低，故 A 错误气体从状态 A 变化到状态 B 为等温变化，内能不变， 即 U0；体积增大，即气体对外做功，即 W0，所 以气体一定吸收热量，故 B 正确气体从状态 B 变化到状态 C，由 A 分析可知，气体的温度 升高， 内能增大， 即 U0； 体积增大， 气体对外做功， 即 W|W|，所以气体吸收的热量比气体对外界做功多，故 C 正确气体从状态 C 变化到状态 D， 发生等温变化，所以分子平均动能不变，体积减小，单位体积的气体分子数增大，故 D 正确 13(2019·山东威海市 5 月模拟)如图 3 所示，上端开口的圆柱形汽缸直立在水平地面上，内 用可上下移动的导热活塞封闭一定质量的理想气体， 活塞离缸底的距离为 H.现将活塞连同汽 缸用细绳悬挂于空中，稳定后活塞离缸底的距离为 H.已知：外界大气压强为 p0，重力加速 5 4 度为 g，外界环境温度为 T0，活塞质量为 m，横截面积为 S，不计摩擦则( ) 图 3 A汽缸的质量为p 0S4mg 5g B汽缸的质量为p 0S2mg 5g C汽缸的质量为p 0S 5g D汽缸的质量为p 0S4mg 5g 答案 A 第 19 页 共 21 页 解析 在水平地面上时，对活塞受力分析有：p1Sp0Smg 设汽缸质量为 M，悬挂于空中时，对活塞与汽缸整体有：FT(Mm)g 对活塞有：p2SFTp0Smg 根据玻意耳定律有：p1HSp2S 5H 4 解得：M，故 A 项正确 p0S4mg 5g 14(多选)(2019·福建莆田市一模)如图 4，一定质量的理想气体经历了 ABC 的状态变化 过程，在此过程中气体的内能增加了 135 J，外界对气体做了 90 J 的功已知状态 A 时气体 的体积 VA600 cm3.则( ) 图 4 A从状态 A 到状态 C 的过程中，气体吸收热量 45 J B从状态 A 到状态 C 的过程中，气体放出热量 45 J C状态 A 时压强为 1.5×105 Pa D状态 A 时压强为 5×104 Pa 答案 AC 解析 根据热力学第一定律有 UWQ 代入数据得 Q45 J，故 A 正确，B 错误 由题图可知，从状态 A 到状态 B 为等容变化过程，即 VBVA，根据查理定律有 pA TA pB TB 由题图可知，从状态 B 到状态 C 为等压变化过程，根据盖吕萨克定律有 VB TB VC TC 第 20 页 共 21 页 在 AC 整个过程中 WpBV 又 VVBVC 联立以上式子代入数据得 pA1.5×105 Pa，故 C 正确，D 错误 15.(多选)(2019·山东日照市 3 月模拟)如图 5 甲所示，用面积 S10 cm2的活塞在汽缸内封闭一定 质量的理想气体， 活塞上放一砝码， 活塞和砝码的总质量 m2 kg， 开始时汽缸内气体的温度 T1 300 K，高度 h40 cm，现对缸内气体缓慢加热使缸内气体的温度升高到 T2400 K，已知加 热过程中气体吸收的热量 Q420 J，外界大气压强为 p01.0×105 Pa，重力加速度 g 取 10 m/s2.则( ) 图 5 A活塞与汽缸脱离前，气体的压强为 1.2×104 Pa B加热过程，活塞上升的高度为 cm 40 3 C加热过程，气体对外做功为 10 J D加热过程，气体内能的变化为 404 J 答案 BD 解析 采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离前，对活塞与砝码由受力分析得： pSp0Smg 得 p1.2×105 Pa，故 A 错误 由盖吕萨克定律得到： hS T1 hhS T2 第 21 页 共 21 页 代入数据解得：h cm，故 B 正确 40 3 气体膨胀对外做功为：WpSh 代入数据解得：W16 J，故 C 错误 根据热力学第一定律有：UWQ(16420) J404 J，D 正确