全国版2022高考物理一轮复习专题十四热学2练习含解析

专题十四　热学

考点1  分子动理论　内能　　　　　　　　　　　　　　　

1.[2021四川成都毕业班摸底,多选]下列说法正确的是 (　　)

A.布朗运动是固体分子的无规则运动

B.一定质量的理想气体在等温膨胀过程中一定吸热

C.晶体的分子(或原子、粒子)的排列是规则的

D.气体压强仅与气体分子的平均动能有关

E.一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的

2.[2020北京,10]分子力F随分子间距离r的变化如图所示.将两分子从相距r=r2处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是              (　　)

A.从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在减小

B.从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大

C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大

D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小

3.[多选]在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,某同学计算出的分子直径偏大,可能的原因是              (　　)

A.水面上痱子粉撒得过多,油膜没有充分散开

B.溶液中的油酸含量低于实际值

C.将油酸酒精溶液的体积直接当成纯油酸的体积进行计算

D.计算油膜面积时,数方格的格数过多

E.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少数了几滴

4.[2020四川成都摸底改编,多选]下列说法正确的是 (　　)

A.一定质量的气体放出热量,其分子的平均动能可能增大

B.在不考虑分子势能的情况下,质量和温度相同的氢气和氧气内能相同

C.天然石英表现为各向异性,是由于组成该物质的微粒在空间的排列是规则的

D.某些小昆虫在水面上行走自如,是因为液体的表面张力的存在,该力是分子力的宏观表现

5.[2020广东六校联考改编,多选]下列说法正确的是 (　　)

A.温度越高,布朗运动越剧烈,所以布朗运动也叫做热运动

B.在轮胎爆裂的短暂过程中,胎内气体膨胀,温度下降

C.只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积,能计算出阿伏加德罗常数

D.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,若油酸未完全散开,则会使测量结果偏大

6.[2020福建五校第二次联考改编,多选]下列说法正确的是 (　　)

A.由于太空舱中完全失重,故舱内气体对舱壁无压强

B.不可能从单一热源吸收热量完全对外做功而不产生其他影响

C.0 ℃的冰吸收热量融化为0 ℃的水,分子平均动能增加

D.扩散现象说明,分子在永不停息地做无规则运动

考点2   固体、液体和气体　热力学定律

1.[2021贵州贵阳高三摸底,多选]一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程a→b、b→c、c→a回到原状态,其p-T图像如图所示,下列判断正确的是              (　　)

A.a→b过程中,气体体积减小,压强减小

B.b→c过程中,气体压强不变,体积减小

C.c→a过程中,气体内能增大,体积不变

D.c→a过程中,气体压强增大,体积减小

E.a→b过程中,容器壁单位面积、单位时间内受到气体分子撞击的次数减少

2.[2020山东统考]如图所示,水平放置的封闭绝热汽缸,被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分.已知a部分气体为1 mol氧气,b部分气体为2 mol氧气,两部分气体温度相等,均可视为理想气体.解除锁定,活塞无摩擦滑动一段距离后,两部分气体各自再次达到平衡态时,它们的体积分别为Va、Vb,温度分别为Ta、Tb.下列说法正确的是(　　)

A.Va>Vb,Ta>Tb              B.Va>Vb,Ta<Tb                             C.Va<Vb,Ta<Tb                                 D.Va<Vb,Ta>Tb

3.[2020山东济南模拟]如图所示是一个爆米花机,它的内部有一个封闭的空腔,把生玉米粒置于空腔内,然后把整个装置加热,当内部压强达到一个确定值时,只要快速打开封闭的空腔,喷射出来的就是爆米花了.下列说法正确的是              (　　)

A.加热过程中空腔内的气体作用在器壁单位面积上的平均作用力在增大

B.加热过程中空腔内的气体温度升高,体积增大,压强增大

C.快速打开封闭空腔喷射爆米花时,喷射出的气体温度还会升高

D.释放完爆米花后又迅速封闭空腔,放置足够长的时间后,封闭的气体压强大于外界大气压强

4.[2021吉林长春质量监测]如图所示,质量为M的汽缸静置于水平地面,通过质量为m的活塞封闭一定质量的理想气体.若活塞可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦,不漏气),使汽缸内气体降低到一定的温度,在这一过程中,气体放出的热量为Q,外界对气体做的功为W,则两者的大小关系为Q　　　　W(选填“大于”“等于”或“小于”);若活塞固定,也使汽缸内气体降低到相同的温度,其放出的热量为Q',则Q　　　　Q'(选填“大于”“等于”或“小于”). 

5.[生产生活实践问题情境——负压救护车][10分]新冠病毒具有很强的传染性,转运新冠病人时需要使用负压救护车,其主要装置为车上的负压隔离舱(即舱内气体压强低于外界的大气压强),这种负压舱既可以让外界气体流入,也可以将舱内气体过滤后排出.若生产的某负压舱容积为0.6 m3,初始时温度为27 ℃,压强为1.0×105 Pa;运送到某地区后,外界温度变为15 ℃,大气压强变为0.9×105 Pa,已知负压舱导热且运输过程中与外界没有气体交换,容积保持不变.绝对零度取-273 ℃.

(i)求送到该地区后负压舱内的压强;

(ii)运送到该地区后需将负压舱内气体抽出,使压强与当地大气压强相同,求抽出的气体质量与舱内剩余质量之比.

6.[2019全国Ⅰ,33(2),10分]热等静压设备广泛应用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改善其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.

(i)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;

(ii)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强.

7.[2020广东六校联考,10分]如图所示,开口朝下的圆筒形导热汽缸竖直悬挂,处于静止状态,汽缸内用横截面积为S的薄活塞封闭着温度为300 K的某种理想气体,活塞可在汽缸内上下无摩擦滑动.通过电热丝可以对气体缓慢加热,使活塞缓慢向下移动.当气体温度升高至360 K时,活塞刚好移到汽缸口.已知大气压强为p0,汽缸容积为V0,重力加速度为g.

(1)求300 K时汽缸内气体的体积;

(2)如果不加热气体,而在活塞下悬挂一个砂盘,缓慢地往砂盘里添加砂,当砂与砂盘总质量与活塞质量相等时,活塞也刚好移到汽缸口,判断此过程中气体吸热还是放热,并求出活塞的质量m.

一、选择题(共6小题,30分)　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.[多选]下列现象与分子动理论相关的描述正确的是 (　　)

A.封闭气体的压强是由气体分子做热运动产生的

B.有些晶体具有光学特性的各向异性是因为晶体由分子组成

C.清水中加入一滴墨汁,墨汁会向清水做单向扩散

D.分子的热运动能说明分子间存在空隙

E.固体和液体的体积很难被压缩是因为分子间存在斥力

2.[多选]一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,再变化到状态c,再到状态d,最后又回到状态a,整个过程的T-V图像如图所示.pa、pb、pc、pd分别表示各个状态的压强,则下列说法正确的是              (　　)

A.pa=pc

B.气体中从状态d变化到状态a,速率大的分子比例增大

C.气体从状态b变化到状态c,可能吸收热量

D.气体在状态b的分子数密度与在状态d时的分子数密度之比为1∶3

E.气体在a→b→c→d状态变化过程中,气体做功之和不为零

3.[多选]下列对热学基础知识的理解正确的是 (　　)

A.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

B.高温物体把温度传递给低温物体,最终达到相同温度

C.当某一密闭容器自由下落时,容器中的气体压强不会为零

D.固体、液体很难被压缩是由于分子斥力作用,给自行车打气费力不是由于分子斥力

E.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,油酸酒精溶液放置很长时间后再实验,测得的分子直径偏小

4.[生产生活实践问题情境——气压升降椅][多选]图甲为一种常见的气压升降椅,它的升降部分等效为图乙,假设Q与N之间封闭一定质量的理想气体.当人坐在椅上后Q部分下降了一定高度,若Q、N导热性能良好,对该部分气体,下列说法正确的是              (　　)

A.气体分子的平均动能变大 

B.气体分子的密集程度增大

C.外界对气体做负功 

D.气体向外界放出热量

E.气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞总次数增多

5.[多选]如图所示,小朋友手握氢气球的拉绳,使氢气球静止在空中.氢气球外部温度保持不变,下列说法符合实际的是(　　)

A.球内气体分子的平均动能大于球外气体分子的平均动能

B.球内气体分子的平均速率大于球外气体分子的平均速率

C.球内气体分子单位时间撞击单位面积球壁的冲量大于球外气体分子单位时间撞击单位面积球壁的冲量

D.若用手挤压氢气球,球内气体分子单位时间撞击单位面积球壁的次数增加

E.若氢气球漏气而不再上浮,球内气体压强小于大气压强

6.[多选]某游客去旅游,出发时发现携带的面包包装袋扁扁的,到高海拔地区后,包装袋变得鼓鼓的,如图所示,若将包装袋内气体视为理想气体,假设温度不变,包装袋不漏气.从出发地到高海拔地区,下面说法正确的是              (　　)

A.大气压强减小了

B.包装袋内气体压强减小了

C.包装袋内气体压强是由分子间斥力引起的

D.包装袋内气体的内能减小了

E.包装袋内气体分子热运动剧烈程度不变

二、非选择题(共8小题,68分)

7.[5分]甲分子固定在坐标原点O,乙分子只在两分子间的作用力作用下,沿x轴方向靠近甲分子,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示.当乙分子运动到P点处时,乙分子所受的分子力　　　　(填“为零”或“最大”),乙分子从P点向Q点运动的过程,乙分子的加速度大小　　　　(填“减小”“不变”或“增大”),加速度方向沿x轴　　　　(填“正”或“负”)方向. 

8.[6分]某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律.

(1)在实验中,下列操作不必要的是　　　　　　. 

A.用橡胶塞密封注射器的下端

B.用游标卡尺测量柱塞的直径

C.读取压力表上显示的气压值

D.读取刻度尺上显示的空气柱长度

(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动柱塞,这些要求的目的是　　　　　. 

(3)下列图像,最能直观反映气体做等温变化的规律的是　　　　　　. 

A　　　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　　　D

9.[创新性探究实验][7分]我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就,如图甲所示是建造某大桥时将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起的情境.施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验.

实验1:研究将钢板从水下水平拉出的过程中总拉力的变化情况.

实验2:研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中总拉力的变化情况.

(1)必要的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和　　　　等. 

(2)根据图乙中的曲线可知,实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了　　　　 N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力是　　　　 N.(结果均保留两位有效数字) 

(3)根据分子动理论,实验1中最大总拉力明显增大的原因是　                  . 

10.[10分]某学习小组探究利用气体的等温过程测量容器的体积.一个不规则容器(内有一定量的理想气体)体积一定,通过细管与注射器(内有一定量的与容器体一样的理想气体)连接,细管上连有气压传感器(忽略传感器对气体体积的影响),当注射器活塞处刻度值为V0(体积)时,气压传感器读数为大气压强p0,当活塞推到底即刻度值为0时,气压传感器读数为p,整个过程温度不变.

(1)求容器体积V;

(2)若注射器刻度线均匀清晰,但标记数值模糊不清,当再把活塞拉到刻度值为最初的一半即(V0未知)时,求此时气压传感器读数p1.此种情形能否求出容器体积V?若能求出,请写出运算过程,若不能求出,请说明理由.

11.[10分]如图所示,一密闭导热汽缸内充有某种理想气体.左侧为一可在汽缸中无摩擦滑动的横截面积为S的活塞,汽缸左侧足够长,初始时活塞静止于某处,汽缸内气体温度为T0,密度为ρ0.汽缸内放有一密封的乒乓球,体积为V,初始时乒乓球静止于汽缸底部.现用力缓慢推动活塞,当力的大小达到F时,乒乓球恰能浮起,这一过程中汽缸内气体温度可视为不变.已知大气压强为p0,所有过程中乒乓球体积不变.

(1)求乒乓球及其中气体的总质量;

(2)若在初始状态时不施加外力而是设法降低汽缸内气体温度,当温度达到多少时,乒乓球才能浮起?

12.[2020全国Ⅰ,33(2),10分]甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体).甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等.求调配后

(1)两罐中气体的压强;

(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.

13.[2021吉林长春质量监测,10分]长为L的直玻璃管开口向下悬浮在水银液体中,此时管中的水银柱高为L,玻璃管底部刚好与水银液面相平,如图所示.环境温度为T0,大气压强为p0,重力加速度大小为g,水银的密度为ρ,玻璃管壁厚度忽略不计.若缓慢升高环境温度到T,稳定时玻璃管漂浮于水银面上,且露出水银液面的长度为L.本题中所有物理量的单位均采用国际单位制.求:

(1)此时玻璃管内外水银液面的高度差h;

(2)升温后的环境温度T.

14.[2021广西钦州一中开学考试,10分]如图所示,内壁光滑的水平放置的汽缸被两个活塞分成A、B、C三部分,两活塞间用不可伸缩的轻杆连接,活塞厚度不计,在E、F两处设有限制装置,使左边活塞只能在E、F之间运动,E、F之间的容积为0.1V0.开始时左边活塞在E处,A缸的容积为V0,A缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297 K,B缸的容积为1.1V0,B缸内气体的压强为p0,温度恒为297 K,C缸内为真空.现缓慢加热A缸内气体,直至温度为399.3 K.不计活塞体积.求:

(1)左边活塞刚离开E处时A缸内气体的温度TE;

(2)A缸内气体最后的压强p.

答  案

专题十四　热　学

考点1　分子动理论　内能

1.BCE　布朗运动不是固体分子的运动,是悬浮在液体中的固体微粒的运动,反映了液体分子的无规则运动,A项错误;等温说明理想气体内能不变,膨胀说明理想气体对外做功,由热力学第一定律可知,一定质量的理想气体经历等温膨胀过程一定吸热,B项正确;由晶体的结构特点可知,晶体的分子(或原子、粒子)排列是规则的,C项正确;气体压强与分子的平均动能和单位体积内的分子数均有关,D项错误;由热力学第二定律可知,一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的,E项正确.

2.D　从r=r2到r=r0,分子间引力和斥力都在增大,故选项A错误;从r=r2到r=r1,分子力的大小先增大后减小再增大,故选项B错误;从r=r2到r=r0,分子力一直做正功,分子势能一直减小,故选项C错误;从r=r2到r=r1,分子势能先减小后增大,故分子动能先增大后减小,故选项D正确.

3.ACE　计算油酸分子直径的公式是d=,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积.水面上痱子粉撒得过多,油膜没有充分散开,则测量的面积S偏小,导致计算结果偏大,故A正确;溶液中的油酸含量低于实际值,则油酸的体积偏小,则直径计算结果将偏小,故B错误;计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸,体积偏大,导致计算结果偏大,故C正确;计算油膜面积时,数方格的格数过多,面积S偏大,直径计算结果偏小,故D错误;求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少数了几滴,测量的体积V偏大,导致分子直径计算结果偏大,故E正确.

4.ACD　根据热力学第一定律,可知气体放出热量时,若外界对气体做功,气体的温度可能升高,分子平均动能可能增大,A项正确;忽略分子势能,气体的内能与温度、分子数有关,相同质量的氢气分子数更大,故氢气的内能更大,B项错误;天然石英晶体在某些物理性质上表现为各向异性,原因是组成晶体的微粒具有空间点阵结构,有规则排列,C项正确;液体的表面张力是液体表面层分子间的相互吸引力,是分子力的宏观表现,D项正确.

5.BD　布朗运动是指固体小微粒的运动,而热运动是指分子的无规则运动,故A项错误;在轮胎爆裂的瞬间,胎内气体急剧膨胀,对外做功,来不及进行热交换,可认为是绝热过程,由热力学第一定律公式ΔU=Q+W知内能减少,温度降低,B项正确;水蒸气是气态水,水分子间距很大,故水蒸气的摩尔体积与单个水分子的体积之比并非等于阿伏加德罗常数,C项错误;在用油膜法测分子大小时,应为单分子油膜,若油酸分子未完全散开,则测量得到的油膜面积会偏小,分子直径d=就偏大,D项正确.

6.BD　气体的压强主要是大量分子对器壁的碰撞产生的,虽然太空舱中完全失重,但舱内气体对舱壁仍然有压强,选项A错误;根据热力学第二定律可知,不可能从单一热源吸收热量完全对外做功而不产生其他影响,选项B正确;0 ℃的冰吸收热量融化为0 ℃的水,温度不变,分子平均动能不变,分子势能增加,选项C错误;扩散现象说明,分子在永不停息地做无规则运动,选项D正确.

考点2　固体、液体和气体　热力学定律

1.BCE　由题图可知,a→b过程,气体发生等温变化,气体温度不变而压强减小,由玻意耳定律可知,气体体积变大,气体分子数密度减小,单位体积中的分子数减少,容器壁单位面积、单位时间内受到气体分子撞击的次数减少,选项A错误,E正确;b→c过程,气体发生等压变化,气体体积与热力学温度成正比,气体的温度降低,故体积减小,选项B正确;c→a过程,温度与压强均增大,且气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,故气体的内能增大,体积不变,选项C正确,D错误.

2.D　解除锁定前,两部分气体温度相同,体积相同,由pV=nRT可知b部分气体压强大,故活塞左移,平衡时Va<Vb,pa=pb.活塞左移过程中,由热力学第一定律可知,a部分气体被压缩内能增大,温度升高,b部分气体对外做功,内能减小,温度降低,平衡时Ta>Tb,D正确.

3.A　封闭空腔在加热过程中,压强增大,体积不变,温度升高,故气体作用在器壁单位面积上的平均作用力增大,A正确,B错误;快速打开空腔时,气体膨胀,体积增大,压强减小,温度降低,故C错误;释放完爆米花后的空腔内温度很高,当这部分空气被封闭并降温到与外界相等时,其压强将小于外界大气压强,D错误.

4.大于(2分)　大于(2分)

解析:若活塞可以自由移动,则在汽缸内气体温度降低的过程中,气体发生等压变化,由盖—吕萨克定律可知,气体体积减小,外界对气体做的功W>0,又温度降低,气体内能的变化量ΔU<0,结合热力学第一定律可知,气体放出的热量Q>W;若活塞固定,则在气体降低到相同的温度的过程中,气体发生等容变化,那么外界对气体做的功W'=0,又两种情况下降低的温度相同,故气体内能的变化量相同,结合热力学第一定律可知,Q'=ΔU<Q,即Q>Q'.

5.(i)9.6×104 Pa　(ii)

解析:(i)舱内气体的体积不变,设初始时的压强为p1,温度为T1,运送到某地区后的压强为p2,温度为T2,由查理定律可得=(2分)

p1=1.0×105 Pa,T1=300 K,T2=288 K

代入求解可得p2=9.6×104 Pa(2分).

(ii)设当地的大气压强为p3,首先让舱内气体进行等温膨胀,设膨胀前的气体体积为V0,膨胀后的气体体积为V,则由玻意耳定律可得p2V0=p3V(2分)

代入数据可解得V=V0(1分)

故需要抽出的气体的体积为ΔV=V-V0=V0(1分)

因抽出的气体与舱内气体的密度相同,故抽出气体质量与舱内剩余气体的质量之比为==(2分).

6.(i)3.2×107 Pa　(ii)1.6×108 Pa

解析:(i)设初始时每瓶气体的体积为V0,压强为p0;使用后瓶中剩余气体的压强为p1

假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时,其体积膨胀为V1

由玻意耳定律得p0V0=p1V1　①(2分)

被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为

V1'=V1-V0　②(1分)

设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2,体积为V2

由玻意耳定律得p2V2=10p1V1'　③(2分)

联立①②③式并代入题给数据得p2=3.2×107 Pa　④(1分).

(ii)设加热前炉腔的温度为T0,加热后炉腔温度为T1,气体压强为p3.由查理定律得=　⑤(2分)

联立④⑤式并代入题给数据得p3=1.6×108 Pa　⑥(2分).

7.(1)V0　(2)吸热　

解析:(1)缓慢加热气体的过程中,气体发生等压变化,根据盖—吕萨克定律可得= (2分)

其中T1=300 K, T2=360 K,V2=V0

解得V1=V0(1分).

(2)封闭气体做等温变化,内能不变,气体体积增大,对外做功,根据热力学第一定律可知,此过程中气体吸热(2分)

在挂砂盘使活塞移到汽缸口的过程中,气体发生等温变化,根据玻意耳定律可得p1V1=p2V2 (2分)

其中p1=p0- (1分)

p2=p0- (1分)

联立解得m=(1分).

1.ADE　封闭气体的压强是由气体分子做无规则热运动碰撞器壁而产生的,选项A正确;有些晶体具有光学特性的各向异性说明晶体分子的排列具有各向不同的特性,选项B错误;扩散现象是相互的,选项C错误;分子的热运动说明分子并不是紧密排列,而是分子间存在空隙为分子运动提供空间,选项D正确;分子间有空隙,但固体和液体很难被压缩,说明分子间存在强大的斥力,选项E正确.

2.BDE　气体从状态a到状态b,经历等温变化,体积增大,压强减小,故pa>pb,气体从状态b到状态c,经历等容变化,温度降低,压强减小,故pb>pc,所以pa>pc,A错误;从状态d变化到状态a,气体的温度升高,分子运动变剧烈,即速率大的分子比例增大,B正确;气体从状态b变化到状态c,体积不变,气体不做功,温度降低,气体内能减小,根据热力学第一定律可知气体一定放热,C错误;分子总数一定时,分子数密度与体积成反比,因此气体在状态b的分子数密度与在状态d时的分子数密度之比为1∶3,D正确;由=C可求得各状态时气体的压强,pa=,pb=pd=,pc=,画出气体由a→b→c→d状态变化过程中的p-V图像,如图所示,p-V图像与横轴所围图形的面积大小与气体做的功的数值相等,结合图像可知a→b→c→d过程中气体做的功不为零,E正确.

3.CDE　表面张力产生在液体表面层,它的方向平行于液体表面,而非指向液体内部,故A错误;在自然的过程中,高温物体把热量传递给低温物体,最终达到温度相等,而不是高温物体把“温度”传递给低温物体,故B错误;当某一密闭容器自由下落时,气体分子仍然在碰撞器壁,则气体压强不为零,故C正确;固体和液体很难被压缩是由于固体和液体分子间斥力较大,但给自行车打气很费力是由气体压强造成的,故D正确;油酸酒精溶液放置很长时间再实验,由于酒精挥发,实际浓度增大,代入计算的浓度偏小,代入计算的纯油酸的体积偏小,测得分子直径偏小,故E正确.

4.BDE　 由于Q、N导热性良好,故气体的温度保持不变,则气体分子的平均动能不变,选项A错误;由于气体质量不变,体积变小,则分子的密集程度增大,选项B正确;Q下降,压缩气体,外界对气体做正功,由于气体温度不变,则气体内能不变,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,气体向外界放出能量,选项C错误,D正确;气体分子平均动能不变,则单个分子单位时间对单位面积的器壁冲量不变,由于气体压强增大,则气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞总次数增多,选项E正确.

5.BCD　气体分子热运动的平均动能和温度有关,氢气球内外温度相同,球内气体分子的平均动能等于球外气体分子的平均动能,A错误.球内氢气分子的质量小于球外空气分子的平均质量,由于球内外分子平均动能相等,则球内气体分子的平均速率大于球外气体分子的平均速率,B正确.球内压强大于球外大气压强,气体的压强等于气体分子单位时间撞击单位面积球壁的冲量,p==,球内气体分子单位时间撞击单位面积球壁的冲量大于球外气体分子单位时间撞击单位面积球壁的冲量,C正确.若用手挤压氢气球,体积变小,若温度不变,分子热运动平均速率不变,分子数密度变大,球内气体分子单位时间撞击单位面积球壁的次数增加,D正确.若氢气球漏气而不再上浮,球内气体压强大于或等于大气压强,不会小于大气压强,E错误.

6.ABE　出发时食品的包装袋是扁的,说明袋内气体压强大致等于外界大气压强,到高海拔地区后,包装袋变得鼓鼓的,说明包装袋内气体体积变大,包装袋内气体压强变小,但大于外界大气压,包装袋变鼓.所以从出发地到高海拔地区,大气压强减小了,A、B正确.理想气体压强不是分子间的斥力引起的,而是气体分子对器壁的频繁碰撞引起的,C错误.温度不变,气体分子平均动能不变,内能不变,分子热运动剧烈程度不变,D错误,E正确.

7.(1)为零(2分)　增大 (2分)　正(1分)

解析:由图像可知,乙分子在P点(x=x2)时,分子势能最小,此时乙分子处于平衡位置,分子引力与分子斥力大小相等,合力为零;乙分子在Q点(x=x1)时,分子间距离小于平衡距离,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子从P点向Q点运动的过程,分子间作用力增大,根据牛顿第二定律得乙分子的加速度增大,加速度方向沿x轴正方向.

8.(1)B(2分)　(2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变(2分)　 (3)C(2分)

解析:(1)探究气体做等温变化的规律时,需要测出气体的体积,而装置中的柱塞是圆柱形的,故可以通过测量空气柱的长度判断其体积的变化,所以柱塞直径的测量是不必要的,选项B符合题意.(2)实验的条件是温度保持不变,故不能用手握住玻璃管,实验中缓慢推动活塞的目的是保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变.(3)气体做等温变化时pV为定值,p-V图像是反比例的双曲线,p-图像是过原点的直线,直线要比曲线更直观一些,故选项C正确.

9.(1)弹簧测力计(或力传感器)(1分)　(2)0.60(2分)　0.35(2分)　(3)分子之间存在引力,当钢板平着出水面时,接触面积大,出水瞬间分子间的作用力比较大(2分)

解析:(1)根据已有器材:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器,可知要测钢板从水面下拉出时不同情况下的总拉力变化情况,就必须有测量力方面的仪器,如弹簧测力计.(2)根据题中实验测得的两种情况下的数据可以看出,实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了4.35 N-3.75 N=0.60 N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力为3.75 N-3.40 N=0.35 N.(3)分子之间存在引力,当钢板平着出水面时,接触面积大,出水瞬间分子间的作用力比较大.

10.(1)V0　(2)　不能　理由见解析

解析:(1)对容器和注射器内封闭的气体,由玻意耳定律有

p0(V+V0)=pV　①(2分)

得V=V0　②(1分).

(2)当注射器内气体体积为时,由玻意耳定律有p1(V+)=pV　③(2分)

把②代入③得p1=　④(2分)

由③得V=·　⑤(1分)

由⑤可得容器体积V的表达式含有V0,可见若V0未知,不能求出容器体积V(2分).

11.(1)V　(2)T0

解析:(1)气体发生等温变化时p0V0=p1V1(1分)

又由于ρ=,可得=(1分)

当力为F时p1S=p0S+F(1分)

乒乓球刚好能浮起,说明浮力等于重力,即ρ1gV=mg(1分)

联立解得m=V(2分).

(2)气体发生等压变化时有=,同理可知ρ0T0=ρ1T1(1分)

乒乓球刚好能浮起,说明浮力等于重力,即ρ1gV=mg(1分)

解得T1=T0(2分).

12.(1)p　(2)

解析:(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积变为V1,由玻意耳定律有

p(2V)=pV1　①(2分)

现两罐气体压强均为p,总体积为(V+V1).设调配后两罐中气体的压强为p',由玻意耳定律有

p(V+V1)=p'(V+2V)　②(2分)

联立①②式可得p'=p　③(1分).

(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时,体积为V2,由玻意耳定律有

p'V=pV2　④(2分)

设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,由密度的定义有

k=　⑤(2分)

联立③④⑤式可得

k=(1分).

13.(1)L　(2)1.5T0

解析:(1)初态管内外水银液面的高度差h1=L-L=L(2分)

玻璃管中气柱长度L1= L-L=L(2分)

玻璃管悬浮在水银中受到的浮力与重力平衡,温度缓慢升高,玻璃管缓慢上升,但排开水银的体积保持不变,则升温后玻璃管内外水银液面的高度差h=L(1分).

(2)升温后,玻璃管中气柱长度L2=(+)L=L(2分)

管内气体做等压变化,根据盖—吕萨克定律有=(2分)

解得T=1.5T0(1分).

14.(1)330 K　(2)1.1p0

解析:(1)A缸内气体体积V0保持不变,活塞刚要离开E时

根据活塞受力平衡可得,A缸内气体的压强pE=p0(1分)

对A缸内气体,由查理定律得=(2分)

其中T1=297 K,解得TE=330 K(1分).

(2)随A缸内气体温度继续增加,A缸内气体压强增大,活塞向右滑动,B缸内气体体积减小,压强增大.假设A缸内气体温度为399.3 K时,活塞未对F处限制装置产生压力,则根据活塞受力平衡可得此时pA=pB=p(1分)

对A缸内气体,根据理想气体状态方程可得=(1分)

对B缸内气体,由玻意耳定律可得p0·1.1V0=pB(1.1V0-ΔV)(1分)

解得ΔV=0.1V0,p=1.1p0(2分)

由以上结果可知,此时左边活塞刚好移动到F,所以A缸内气体的最后压强p=1.1p0(1分).