第一部分　專題七　熱學(xué)1.(2021·廣西南寧二模)(1)下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，不違背熱力學(xué)第一定律，但違背熱力學(xué)第二定律的有　BCE　.A．壓縮氣體時(shí)氣體內(nèi)能的增加可能大于外界對氣體所做的功B．氣體向真空自由膨脹時(shí)不對外做功，不耗散能量所以該過程是可逆的C．某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒峋腿哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他影響D．冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中吸取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)E．內(nèi)能多的物體與內(nèi)能少的物體混合，在沒有能量損失時(shí)，一定能使內(nèi)能少的物體溫度升高(2)如圖所示，容積為V0的導(dǎo)熱容器中用絕熱活塞隔開了A、B兩種理想氣體，并用一插銷阻止活塞向左、右自由滑動(dòng)，此時(shí)A、B氣體的體積V1、V2的關(guān)系為V1＝2V2，A、B氣體的壓強(qiáng)p1、p2與大氣壓強(qiáng)p0的關(guān)系為3p1＝2p2＝p0，初始時(shí)氣體的溫度與環(huán)境溫度相同，均為27 ℃，現(xiàn)拔掉插銷．①求平衡時(shí)A氣體的壓強(qiáng)和體積；②若使其中一種氣體的溫度升高，另一種氣體的溫度保持不變，使活塞在容器的正中間位置平衡，求平衡時(shí)溫度升高的氣體的溫度．【解析】　(1)本題考查熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律，目的是考查學(xué)生的理解能力．熱力學(xué)第二定律不違背能量守恒定律，描述的是自然界中的宏觀過程有方向性，即氣體向真空自由膨脹過程是不可逆的，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到百分之百而不產(chǎn)生其他影響，熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，不一定是從內(nèi)能多的物體傳到內(nèi)能少的物體，故選項(xiàng)B、C、E均正確．(2)本題考查氣體狀態(tài)方程，目的是考查學(xué)生的分析綜合能力．①拔掉插銷，氣體做等溫變化，最終兩氣體的壓強(qiáng)相等對A氣體有p1V1＝p1′V1′對B氣體有p2V2＝p2′V2′即×＝p1′V1′，×＝p2′V2′其中p1′＝p2′，V1′＋V2′＝V0解得p1′＝p0，V1′＝V0.②因V1′>V2′，則應(yīng)該對B氣體加熱，A氣體做等溫變化，則有p1′V1′＝p1″V1″，其中V1″＝解得p1″＝對B氣體，由理想氣體狀態(tài)方程有＝，其中p2″＝p1″，V2″＝解得T2＝400 K，即t2＝127 ℃.2．(2021·安徽宣城二模)(1)下列說法正確的是(＋＋＋＋　ADE?。?A．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢能隨分子間距離的增大而增大B．水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)水不再蒸發(fā)和凝結(jié)C．給自行車打氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)打氣筒的溫度升高，這是因?yàn)榇驓馔矎耐饨缥鼰?/span>D．電冰箱通電后把箱內(nèi)低溫物體的熱量傳到箱外高溫物體E．如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡(2)如圖所示，圓柱體汽缸倒置在水平地面上，汽缸內(nèi)部封閉有一定質(zhì)量空氣，汽缸質(zhì)量M＝10 kg，缸壁厚度忽略不計(jì)，活塞質(zhì)量m＝5 kg，其橫截面積S＝50 cm2，活塞與缸壁的摩擦不計(jì)．在缸內(nèi)氣體的溫度為27 ℃時(shí)，活塞剛好與地面相接觸，但對地面無壓力．現(xiàn)在對汽缸傳熱，使缸內(nèi)氣體溫度上升，求當(dāng)汽缸對地面剛好無壓力時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度是多少攝氏度？(大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，g取10 N/kg)【解析】　(1)當(dāng)r＞r0，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，故A正確；水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，但水還會蒸發(fā)，只是蒸發(fā)和凝結(jié)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，故B錯(cuò)誤；在給自行車輪胎打氣時(shí)，外界不斷對打氣筒內(nèi)的氣體做功，使打氣筒內(nèi)的氣體的溫度升高，同時(shí)打氣筒的溫度升高，不是打氣筒從外界吸熱，故C錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，電冰箱通電后，壓縮機(jī)要做功，把冰箱內(nèi)部低溫物體的熱量傳到冰箱外部的高溫物體，故D正確；如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，說明三個(gè)系統(tǒng)的溫度一定相等，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡，故E正確；故選：ADE.(2)T1＝300 K活塞對地面無壓力，對活塞有：p1S＋mg＝p0S即：p1＝p0－＝0.9×105Pa當(dāng)溫度升為T2時(shí)氣缸對地面無壓力，對氣缸有：p2S＝p0S＋Mg即：p2＝p0＋＝1.2×105Pa對缸內(nèi)氣體由查理定律得：＝聯(lián)立求解得：T2＝400 K即t2＝127 ℃3．(2021·貴州盤州二模)(1)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)等容變化過程①、等壓變化過程②、等容變化過程③、等壓變化過程④再回到狀態(tài)a.已知狀態(tài)a與狀態(tài)c氣體的溫度相同．則在a、b、c、d四個(gè)狀態(tài)及①②③④四個(gè)過程中  BDE  .A．狀態(tài)b氣體的溫度最高B．狀態(tài)d氣體分子的平均動(dòng)能最大C．過程②中氣體要向外界放出熱量D．過程③中氣體要從外界吸收熱量E．過程④中外界對氣體做的功大于過程②中氣體對外界做的功(2)如圖，一端封閉且粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管中，用長10 cm的水銀柱封閉了一段空氣，當(dāng)玻璃管與水平面夾角為30°傾斜放置時(shí)水銀柱上端恰好與管口相齊，空氣柱長17 cm.已知大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，保持環(huán)境溫度27 ℃不變，緩慢旋轉(zhuǎn)玻璃管至開口豎直向上．①求玻璃管開口向上豎直放置時(shí)被封空氣柱的長度；②保持玻璃管開口向上豎直放置，緩慢加熱空氣柱使水銀面與管口齊平，求此時(shí)空氣柱的溫度．【解析】　(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，＝C可知，狀態(tài)b時(shí)氣體的溫度最低，狀態(tài)d時(shí)氣體的溫度最高，而溫度高分子的平均動(dòng)能就大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；②過程氣體體積變大且溫度升高，對外做功且內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知要吸收熱量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；③過程氣體體積不變溫度升高，內(nèi)能增加，故吸收熱量，選項(xiàng)D正確；④過程與②過程氣體的體積改變量相等，但④過程的壓強(qiáng)大于②過程，所以④過程外界對氣體做的功大于②過程氣體對外界做的功，選項(xiàng)E正確．(2)①玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，氣體做等溫變化．初末狀態(tài)的參量p1＝80 cmHg，V1＝L1S，L1＝17 cm　①p2＝85 cmHg，V2＝L2S　②根據(jù)玻意耳定律p1V1＝p2V2　③代入題給數(shù)據(jù)解得L2＝16 cm　④②玻璃管保持豎直，溫度升高過程，氣體做等壓變化．T2＝300 K，V3＝V1　⑤根據(jù)蓋—呂薩克定律得＝　⑥代入題給數(shù)據(jù)解得T3＝319 K，即t3＝46 ℃4．(2021·江西吉安五校二模)(1)將體積為V1的油酸滴入體積為V2的酒精中制成油酸酒精溶液，n滴該溶液的體積為V1，則1滴溶液中油酸的體積為　　；取1滴油酸酒精溶液滴入水中，待酒精溶解后水面上形成面積為S的油膜，則油酸分子的直徑約為　　；若油酸的分子量為m0，密度為ρ，取π＝3，則阿伏加德羅常數(shù)NA≈　·3　.(各物理量均為國際單位制單位)(2)如圖所示，在傾角θ＝37°的光滑斜面上，放置一個(gè)帶有活塞A的導(dǎo)熱氣缸B，當(dāng)活塞A用勁度系數(shù)為k的輕彈簧拉住時(shí)活塞到氣缸底部的距離為l1，輕彈簧平行于斜面；當(dāng)讓氣缸B開口向下、氣缸底部被輕彈簧拉住時(shí)，活塞到氣缸底部的距離為l2，并測得l2＝0.8l1.已知活塞的質(zhì)量為m，重力加速度為g，大氣壓強(qiáng)p0與氣缸橫截面積S的乘積p0S＝8mg，操作過程中環(huán)境溫度不變且不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦，sin 37°＝0.6.求：①氣缸的質(zhì)量M；②當(dāng)氣缸被輕彈簧拉住時(shí)，對缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使活塞到氣缸底部的距離由l2變?yōu)?/span>l2′＝l1，求此過程中封閉氣體因?qū)ν庾龅墓Χ牡膬?nèi)能ΔU.【答案】　(2)①M≈3.47m(或M＝m)　②ΔU＝1.48mgl【解析】　(1)油酸酒精溶液中油酸的百分含量為，則1滴溶液中含油酸的體積為V＝·＝；油酸分子的直徑d＝＝；油酸的摩爾體積VM＝，阿伏加德羅常數(shù)NA＝·3(2)①當(dāng)活塞被輕彈簧拉住時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，則p1S＋Mgsin θ＝p0S　①當(dāng)氣缸被輕彈簧拉住時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2，則p2S＋mgsin θ＝p0S　②缸內(nèi)氣體做等溫變化，因此p1l1＝p2l2　③由①②③式解得M≈3.47m(或M＝m)　④②依題意，封閉氣體消耗的內(nèi)能等于對外做的功，即ΔU＝W　⑤對活塞由能量守恒得W＋mg(l2－l1)sin θ－p0S(l2－l1)＝0　⑥解得ΔU＝1.48mgl1　⑦5．(2021·安徽黃山一模)(1)下列說法中正確的有(＋＋＋＋　BCE?。?A．已知某氣體的摩爾體積及阿伏加德羅常數(shù)，可求得該氣體分子的體積B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D．一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和汽的體積增大而增大E．一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程一定吸熱(2)如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直放置，用密閉性良好的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞靜止時(shí)密閉氣體的壓強(qiáng)為1.2p0，已知大氣壓強(qiáng)為p0，活塞的橫截面積為S，重力加速度為g，環(huán)境溫度為300 K，忽略活塞及氣缸壁的厚度．求：①活塞的質(zhì)量m；②若在活塞上放置一質(zhì)量也為m的小重物，再讓周圍環(huán)境溫度緩慢升高，穩(wěn)定后使活塞剛好回到初始位置，則環(huán)境溫度應(yīng)升高到多少？【答案】　(2)見解析【解析】　(1)已知某氣體的摩爾體積及阿伏加德羅常數(shù)，能求出氣體分子所占的體積，要比該氣體分子的體積大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)B正確；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；一定溫度下，飽和蒸汽的分子密度是一定的，因而壓強(qiáng)也是一定的，與體積無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝常數(shù)，可知一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程溫度一定升高，選項(xiàng)E正確；故選BCE.(2)①活塞平衡p1S＝p0S＋mg將p1＝1.2p0代入上式得活塞的質(zhì)量m＝(2)末態(tài)對活塞和重物整體：p2S＝p0S＋2mg解得p2＝1.4p0初態(tài)和末態(tài)體積相同，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得：＝代入數(shù)據(jù)得＝解得環(huán)境溫度應(yīng)升高到T＝350 K 

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