適用于老高考舊教材廣西專(zhuān)版2023屆高考物理二輪總復(fù)習(xí)第二部分專(zhuān)題七第16講熱學(xué)課件

第16講熱學(xué)專(zhuān)題七內(nèi)容索引010203考情分析?備考定向核心梳理?規(guī)律導(dǎo)引高頻考點(diǎn)?探究突破04新題演練?能力遷移05怎樣得高分考情分析?備考定向命題熱點(diǎn)考題統(tǒng)計(jì)第16講熱學(xué)熱點(diǎn)一

分子動(dòng)理論

內(nèi)能2018卷Ⅰ,33(1);2018卷Ⅱ,33(1);2019卷Ⅱ,33(1);2019卷Ⅲ,33(1);2020卷Ⅰ,33(1)熱點(diǎn)二

熱力學(xué)定律

固體、液體的性質(zhì)2019卷Ⅰ,33(1);2020卷Ⅱ,33(1);2020卷Ⅲ,33(1);2021卷Ⅰ,33(1);2022甲卷,33(1);2022乙卷,33(1)熱點(diǎn)三

氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程2018卷Ⅰ,33(2);2018卷Ⅱ,33(2);2018卷Ⅲ,33;2019卷Ⅰ,33(2);2019卷Ⅱ,33(2);2019卷Ⅲ,33(2);2020卷Ⅰ,33(2);2020卷Ⅱ,33(2);2020卷Ⅲ,33(2);2021卷Ⅰ,33(2);2021卷Ⅱ,33;2022甲卷,33(2);2022乙卷,33(2)命題規(guī)律

近幾年高考中一般給出兩個(gè)小題,一個(gè)選擇題,一個(gè)計(jì)算題,但是分值不同,難易程度也不同。選擇題主要綜合考查分子動(dòng)理論、物體內(nèi)能、固體、液體、熱力學(xué)第一定律等內(nèi)容;計(jì)算題主要集中在氣體實(shí)驗(yàn)定律方面的考查,有時(shí)把幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)出綜合性計(jì)算題,但難度一般不會(huì)太大。在復(fù)習(xí)過(guò)程中除了重視高頻考點(diǎn)外,還要特別注意概念的強(qiáng)化與規(guī)律的記憶,如用油膜法測(cè)分子的直徑、分子力的特點(diǎn)、分子動(dòng)能與溫度的關(guān)系、分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系、永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的原因,同時(shí)注意這些知識(shí)相互結(jié)合的應(yīng)用,以及與其他知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用。核心梳理?規(guī)律導(dǎo)引【知識(shí)脈絡(luò)梳理】

【規(guī)律方法導(dǎo)引】

1.知識(shí)規(guī)律(1)分子動(dòng)理論:物體是由大量分子組成的;分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);分子間存在著引力和斥力。(2)氣體實(shí)驗(yàn)定律。①玻意耳定律p1V1=p2V2;(4)熱力學(xué)定律。①熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q。②熱力學(xué)第二定律:自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有方向性。2.思想方法(1)物理思想:模型思想、控制變量。(2)物理方法:假設(shè)法、控制變量法、能量守恒法。高頻考點(diǎn)?探究突破命題熱點(diǎn)一分子動(dòng)理論內(nèi)能常以選擇題形式考查分子動(dòng)理論、物體內(nèi)能的內(nèi)容。例1(多選)(2021·北京海淀區(qū)二模)關(guān)于分子動(dòng)理論,下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖甲用油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得油酸分子大小的數(shù)量級(jí)為10-10mB.圖乙為布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)記錄,圖中記錄的是某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖線(xiàn)C.圖丙為分子力F與分子間距r的關(guān)系圖,分子間距從r0開(kāi)始增大時(shí),分子勢(shì)能變小D.圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布圖,曲線(xiàn)②對(duì)應(yīng)的分子平均動(dòng)能較大E.圖丁為大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布圖,其中曲線(xiàn)②對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的每一個(gè)分子的動(dòng)能都比曲線(xiàn)①對(duì)應(yīng)狀態(tài)下每一個(gè)分子的動(dòng)能大答案:AD

解析:

用油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得油酸分子大小的數(shù)量級(jí)為10-10

m,故A正確。圖中的折線(xiàn)是微粒在不同時(shí)刻的位置的連線(xiàn),并不是微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,也不是某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖線(xiàn),故B錯(cuò)誤。根據(jù)分子力與分子間距的關(guān)系圖,可知分子間距從r0增大時(shí),分子力表現(xiàn)為引力,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能變大,故C錯(cuò)誤。由題圖可知,曲線(xiàn)②速率大的分子所占的比例較大,則說(shuō)明曲線(xiàn)②對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大,但不是曲線(xiàn)②對(duì)應(yīng)狀態(tài)下的每一個(gè)分子的動(dòng)能都比曲線(xiàn)①對(duì)應(yīng)狀態(tài)下每一個(gè)分子的動(dòng)能大,故D正確,E錯(cuò)誤。規(guī)律方法

分子動(dòng)理論的三個(gè)核心規(guī)律(1)分子模型、分子數(shù)。(2)分子運(yùn)動(dòng):分子做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。(3)分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系。

甲

乙

拓展訓(xùn)練1(多選)對(duì)于實(shí)際的氣體,下列說(shuō)法正確的是(

)A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí),其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能BDE解析:

氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和相互作用的勢(shì)能之和,不包括分子的重力勢(shì)能和氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B、E正確;氣體體積變化時(shí),其分子勢(shì)能可能增加、可能減小,而分子的動(dòng)能可能增加、可能減小,其內(nèi)能可能不變,選項(xiàng)D正確。命題熱點(diǎn)二熱力學(xué)定律固體、液體的性質(zhì)常以選擇題的形式考查氣體、固體、液體的性質(zhì)。例2(多選)某同學(xué)用空飲料(塑料)瓶做以下實(shí)驗(yàn):他把少量液態(tài)乙醚裝入瓶中并擰上瓶蓋,靜置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)液態(tài)乙醚減少但還剩余少許,然后他不斷扭轉(zhuǎn)飲料瓶使容積不斷減小,發(fā)現(xiàn)此時(shí)瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)液滴,當(dāng)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)瓶蓋被頂飛,瓶?jī)?nèi)和瓶口附近出現(xiàn)白霧。對(duì)上述現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是(

)A.靜置一段時(shí)間后,瓶?jī)?nèi)液態(tài)乙醚減少是蒸發(fā)現(xiàn)象,溫度越高蒸發(fā)越快B.當(dāng)瓶?jī)?nèi)液態(tài)乙醚不再減少時(shí),蒸發(fā)停止,此后沒(méi)有乙醚分子從液體表面蒸發(fā)出來(lái)C.扭轉(zhuǎn)飲料瓶,內(nèi)壁出現(xiàn)液滴,可見(jiàn)壓強(qiáng)越大,飽和汽壓越小D.扭轉(zhuǎn)飲料瓶,內(nèi)壁出現(xiàn)液滴,是因?yàn)轶w積減小時(shí),實(shí)際氣壓大于飽和汽壓E.瓶蓋被頂飛時(shí),氣體膨脹對(duì)外界做功,溫度降低,飽和汽壓變小,出現(xiàn)了液化現(xiàn)象思維導(dǎo)引

答案:ADE

解析:

靜置一段時(shí)間后,瓶?jī)?nèi)液態(tài)乙醚減少是蒸發(fā)現(xiàn)象,蒸發(fā)的快慢與溫度有關(guān),溫度越高蒸發(fā)越快,故A正確;當(dāng)瓶?jī)?nèi)液態(tài)乙醚不再減少時(shí),在相同時(shí)間內(nèi)回到液態(tài)乙醚中的分子數(shù)就等于從乙醚液面飛出去的分子數(shù),液體與氣體之間達(dá)到了平衡,此后仍然有乙醚分子從液體表面蒸發(fā)出來(lái),故B錯(cuò)誤;扭轉(zhuǎn)飲料瓶,內(nèi)壁出現(xiàn)液滴,是因?yàn)轶w積減小時(shí),實(shí)際氣壓大于飽和汽壓,會(huì)有乙醚氣體變成液態(tài),但是溫度沒(méi)有變化,所以飽和汽壓沒(méi)有變化,故C錯(cuò)誤,D正確;瓶蓋被頂飛時(shí),氣體膨脹對(duì)外界做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,溫度降低,飽和汽壓變小,瓶?jī)?nèi)和瓶口附近出現(xiàn)白霧,是由于出現(xiàn)了液化現(xiàn)象,故E正確。例3(多選)(2022·安徽淮北二模)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī),它的效率幾乎等于理論最大效率,稱(chēng)為卡諾循環(huán)效率。該發(fā)動(dòng)機(jī)工作中經(jīng)過(guò)由兩個(gè)等容過(guò)程和兩個(gè)等溫過(guò)程組成的可逆循環(huán),被稱(chēng)為斯特林循環(huán)。如圖所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質(zhì)量的理想氣體,依次經(jīng)過(guò)A→B→C→D→A循環(huán),對(duì)此氣體,下列說(shuō)法正確的是(

)A.A到B過(guò)程,氣體放出熱量B.B到C過(guò)程,氣體分子的平均動(dòng)能不變C.C到D過(guò)程,溫度降低,每個(gè)氣體分子運(yùn)動(dòng)速率都變小D.D到A過(guò)程,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)增加E.經(jīng)過(guò)如圖所示的一個(gè)斯特林循環(huán)過(guò)程,氣體對(duì)外界做的總功為正思維導(dǎo)引

答案:BDE

解析:

從A到B,氣體做等容變化,氣體不做功,由于壓強(qiáng)增大,根據(jù)

=C可知,溫度升高,則內(nèi)能增大,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體吸收熱量,故A錯(cuò)誤;從B到C,氣體做等溫變化,溫度不變,氣體分子的平均動(dòng)能不變,故B正確;從C到D,氣體做等容變化,壓強(qiáng)減小,根據(jù)

=C可知,溫度降低,分子的平均動(dòng)能減小,并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都減小,故C錯(cuò)誤;從D到A,氣體做等溫變化,分子的平均動(dòng)能不變,體積減小,壓強(qiáng)增大,故氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)增加,故D正確;在A到B、C到D過(guò)程中氣體不對(duì)外做功,在B到C過(guò)程中,氣體對(duì)外界做正功,在D到A過(guò)程中,氣體對(duì)外界做負(fù)功,由題圖可知在B到C過(guò)程中氣體對(duì)外界做的功大于在D到A過(guò)程中外界對(duì)氣體做的功,故如題圖所示的一個(gè)斯特林循環(huán)過(guò)程,氣體對(duì)外界做的總功為正,故E正確。規(guī)律方法

理想氣體相關(guān)三量ΔU、W、Q的分析思路(1)對(duì)內(nèi)能變化量ΔU的分析思路:①由理想氣體溫度變化分析理想氣體內(nèi)能變化。溫度升高,內(nèi)能增加;溫度降低,內(nèi)能減少。②由公式ΔU=W+Q分析內(nèi)能變化。(2)對(duì)做功W的分析思路:①由體積變化分析氣體做功情況。氣體膨脹,氣體對(duì)外界做功;氣體被壓縮,外界對(duì)氣體做功。②由公式W=ΔU-Q分析氣體做功情況。(3)對(duì)氣體吸、放熱Q的分析思路:一般由公式Q=ΔU-W分析氣體的吸、放熱情況。拓展訓(xùn)練2(2021·河北卷)兩個(gè)內(nèi)壁光滑、完全相同的絕熱汽缸A、B,汽缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉完全相同的理想氣體,如圖甲所示?，F(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細(xì)沙,若A中細(xì)沙的質(zhì)量大于B中細(xì)沙的質(zhì)量,重新平衡后,汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能

(選填“大于”“小于”或“等于”)汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。圖乙為重新平衡后A、B汽缸中氣體分子速率分布圖像,其中曲線(xiàn)

(填圖像中曲線(xiàn)標(biāo)號(hào))表示汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。

乙

甲

答案:

大于

①

解析:

由熱力學(xué)第一定律,汽缸A上放的沙子多,外界對(duì)氣體做功多,內(nèi)能增加得多,所以汽缸A內(nèi)氣體的內(nèi)能大于汽缸B內(nèi)氣體的內(nèi)能。因汽缸B內(nèi)氣體內(nèi)能小,溫度低,根據(jù)分子速率分布特點(diǎn)可知曲線(xiàn)①代表汽缸B中氣體分子的速率分布規(guī)律。命題熱點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程常以計(jì)算題形式考查氣體狀態(tài)參量的變化。例4如圖所示,兩端開(kāi)口、粗細(xì)均勻的足夠長(zhǎng)U形玻璃管插在容積很大的水銀槽中,管的上部有一定長(zhǎng)度的水銀,兩段氣體柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中。開(kāi)啟閥門(mén)K,當(dāng)各水銀液面穩(wěn)定時(shí),位置如圖所示,此時(shí)兩段氣體柱的溫度均為300K。已知h1=5cm,h2=10cm,右側(cè)氣體柱長(zhǎng)度l1=60cm,大氣壓p0相當(dāng)于75cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),重力加速度為g,水銀密度為ρ,求:(1)左側(cè)豎直管內(nèi)氣體柱的長(zhǎng)度l2;(2)關(guān)閉閥門(mén)K,當(dāng)右側(cè)豎直管內(nèi)的氣體柱長(zhǎng)度l1'=68cm時(shí)(管內(nèi)氣體未溢出),氣體溫度為多少?思維導(dǎo)引

答案:

(1)60cm

(2)372K解析:

(1)設(shè)右側(cè)豎直管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1,左側(cè)豎直管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2,左側(cè)豎直管內(nèi)氣體柱下端與水銀槽內(nèi)水銀面的高度差為h3,則有p1=p0+ρgh2①p2=p1-ρgh1②p2=p0+ρgh3③聯(lián)立①②③得h3=5

cm則l2=l1-h2+h1+h3=60

cm。(2)設(shè)U形管橫截面積為S,對(duì)右側(cè)豎直管中氣體柱有初態(tài),p1=p0+ρgh2,V1=l1S,T1=300

K末態(tài),p1'=p0+ρg(l1'-l1+h2),V1'=l1'S,設(shè)此時(shí)溫度為T(mén)1'解得T1'=372

K。

規(guī)律方法

應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路(1)選擇對(duì)象——即某一定質(zhì)量的理想氣體。(2)找出參量——?dú)怏w在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2。(3)認(rèn)識(shí)過(guò)程——認(rèn)清變化過(guò)程是正確選用物理規(guī)律的前提。(4)列出方程——選用某一實(shí)驗(yàn)定律或氣態(tài)方程,代入具體數(shù)值求解,并討論結(jié)果的合理性。拓展訓(xùn)練3如圖所示,體積為V的汽缸由導(dǎo)熱性良好的材料制成,面積為S的活塞將汽缸的空氣分成體積相等的上下兩部分,汽缸上部通過(guò)單向閥門(mén)K(氣體只能進(jìn)入汽缸,不能流出汽缸)與一打氣筒相連。開(kāi)始時(shí)汽缸內(nèi)上部分空氣的壓強(qiáng)為p0,現(xiàn)用打氣筒向容器內(nèi)打氣。已知打氣筒每次能打入塞與汽缸間的摩擦。求:(1)當(dāng)打氣n次活塞穩(wěn)定后,下部分空氣的壓強(qiáng);(2)打氣筒向容器內(nèi)打氣次數(shù)n。答案:

(1)6.25p0

(2)49解析:

(1)對(duì)汽缸下部分氣體,設(shè)初狀態(tài)壓強(qiáng)為p1,末狀態(tài)壓強(qiáng)為p2,由玻意耳定律有p1V1=p2V2初狀態(tài)時(shí)對(duì)活塞有p1S=p0S+G聯(lián)立解得p2=6.25p0。(2)把上部分氣體和打進(jìn)n次的氣體作為整體,此時(shí)上部分汽缸中壓強(qiáng)為p末狀態(tài)時(shí)對(duì)活塞p2S=pS+G新題演練?能力遷移1.(多選)下列說(shuō)法正確的是(

)A.固體中的分子是靜止的,液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的B.液態(tài)物質(zhì)浸潤(rùn)某固態(tài)物質(zhì)時(shí),附著層中分子間的相互作用表現(xiàn)為斥力C.一定質(zhì)量的理想氣體,在溫度不變的條件下,當(dāng)它的體積減小時(shí),在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子對(duì)器壁碰撞的次數(shù)增多D.理想氣體實(shí)驗(yàn)定律對(duì)飽和汽也適用E.有的物質(zhì)在物態(tài)變化中雖然吸收熱量但溫度卻不升高BCE解析:

無(wú)論固體、液體還是氣體,分子都在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;液體浸潤(rùn)某固體時(shí),附著層內(nèi)分子的分布比內(nèi)部密集,分子力表現(xiàn)為斥力,液體沿固體擴(kuò)展,故B正確;溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變,分子平均速率不變,體積減小時(shí),單位體積內(nèi)分子數(shù)增多,在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子對(duì)器壁碰撞的次數(shù)增多,壓強(qiáng)增大,故C正確;對(duì)于飽和汽,只要稍微降低溫度或者增大壓強(qiáng),飽和汽就會(huì)變?yōu)橐后w,其體積大大減小,涉及狀態(tài)的變化,所以飽和汽不遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律,故D錯(cuò)誤;晶體有固定熔點(diǎn),在熔化時(shí)吸收熱量,溫度保持不變,故E正確。2.(多選)(2022·全國(guó)甲卷)一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過(guò)程如p-T圖上從a到b的線(xiàn)段所示。在此過(guò)程中(

)A.氣體一直對(duì)外做功B.氣體的內(nèi)能一直增加C.氣體一直從外界吸熱D.氣體吸收的熱量等于其對(duì)外做的功E.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量BCE解析:

從a到b,氣體發(fā)生等容變化,不對(duì)外做功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從a到b,理想氣體溫度升高,內(nèi)能增加,選項(xiàng)B正確;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣體內(nèi)能增加,外界對(duì)氣體做功為0,氣體必定從外界吸熱,吸收熱量等于氣體內(nèi)能的增加量,選項(xiàng)C、E正確;氣體從外界吸熱,但不對(duì)外做功,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(多選)(2021·江西重點(diǎn)學(xué)校協(xié)作模擬)如p-V圖所示,1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定質(zhì)量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài),下列說(shuō)法正確的是(

)A.狀態(tài)1的溫度與狀態(tài)3的溫度相同B.該理想氣體從狀態(tài)2等壓變化到狀態(tài)3可能放出熱量C.狀態(tài)1的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)比狀態(tài)2多D.狀態(tài)2的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)比狀態(tài)3少E.狀態(tài)2的每個(gè)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)容器壁的平均撞擊力比狀態(tài)3的小ACE解析:

由題圖可知,在1、3兩個(gè)狀態(tài),壓強(qiáng)p與體積V的乘積pV相等,由理想氣體狀態(tài)方程

=C可知,在兩狀態(tài)氣體的溫度T相等,即T1=T3,故A正確。該理想氣體從狀態(tài)2等壓變化到狀態(tài)3,等壓膨脹,溫度升高,內(nèi)能增大,對(duì)外做功,W為負(fù)值,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,氣體吸收熱量,故B錯(cuò)誤。一定量的理想氣體分子總數(shù)n不變,2到1過(guò)程中氣體體積不變,分子數(shù)密度不變,壓強(qiáng)增大,溫度升高,則狀態(tài)1的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)比狀態(tài)2多,故C正確。狀態(tài)2到狀態(tài)3過(guò)程中體積增大,分子數(shù)密度減小,壓強(qiáng)不變,溫度升高,分子對(duì)容器壁的平均撞擊力增大,所以狀態(tài)2的氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)比狀態(tài)3多,故D錯(cuò)誤,E正確。4.(2020·全國(guó)卷Ⅲ)(1)如圖所示,一開(kāi)口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi),用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上,使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變,系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過(guò)程中

。

A.氣體體積逐漸減小,內(nèi)能增加B.氣體壓強(qiáng)逐漸增大,內(nèi)能不變C.氣體壓強(qiáng)逐漸增大,放出熱量D.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變E.外界對(duì)氣體做功,氣體吸收熱量(2)如圖所示,兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U形管,左管上端封閉,右管上端開(kāi)口。右管中有高h(yuǎn)0=4cm的水銀柱,水銀柱上表面離管口的距離l=12cm。管底水平段的體積可忽略。環(huán)境溫度為T(mén)1=283K,大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。①現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無(wú)氣隙),恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部。此時(shí)水銀柱的高度為多少?②再將左管中密封氣體緩慢加熱,使水銀柱上表面恰與右管口平齊,此時(shí)密封氣體的溫度為多少?答案:

(1)BCD

(2)①12.9cm

②363K解析:

(1)一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅與溫度有關(guān),溫度不變,氣體內(nèi)能不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)p1V1=p2V2,氣體體積變小,壓強(qiáng)增大,選項(xiàng)B正確;外界對(duì)氣體做功W>0,內(nèi)能不變?chǔ)=0,由ΔU=W+Q,可得Q<0,放出熱量,選項(xiàng)C、D正確,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。(2)①設(shè)密封氣體初始體積為V1,壓強(qiáng)為p1,左、右管的橫截面積均為S,密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過(guò)程體積變?yōu)閂2,壓強(qiáng)變?yōu)閜2。由玻意耳定律有p1V1=p2V2①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h,水銀的密度為ρ,按題設(shè)條件有p1=p0+ρgh0②p2=p0+ρgh③V1=(2H-l-h0)S,V2=HS④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得h=12.9

cm。⑤②密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過(guò)程體積變?yōu)閂3,溫度變?yōu)門(mén)2,由蓋—呂薩克定律按題設(shè)條件有V3=(2H

-h)S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得T2=363

K。⑧