2015物理高考二轮复习热学（人教版）
物理
1.(2014大纲全国，16，6分)对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( )
A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈
B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈
C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小
D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小
[答案] 1.BD
[解析] 1.对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变得剧烈,A项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大则温度升高,分子热运动变得剧烈,选项B正确;在压强变大或变小时气体的体积可能变大,也可能变小或不变,因此选项C错D对。
2.(2014福建，17，6分)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图10所示,充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )
图10
A.体积减小,内能增大 B.体积减小,压强减小 C.对外界做负功,内能增大 D.对外界做正功,压强减小
[答案] 2.AC
[解析] 2.袋内气体与外界无热交换即Q=0,袋四周被挤压时,体积V减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,气体内能增大,则温度升高,由=常数知压强增大,选项A、C正确,B、D错误。
3.(2014北京，13，6分)下列说法中正确的是( )
A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低,其内能一定增大
D.物体温度不变,其内能一定不变
[答案] 3.B
[解析] 3.温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A错误B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和质量,故C、D错误。
4.（桂林中学2014届三年级2月月考）一定质量的理想气体，从某一状态开始，分别经过以下两个过程使体积膨胀为原来的两倍：过程一，等温膨胀；过程二，等压膨胀。则：
A．过程一中，气体的压强减小
B．过程二中，单位体积气体的分子数减少，气体分子的平均动能增加
C．过程一中，气体对外做功，内能减少
D．过程二中，气体吸收热量，内能增加
[答案] 4.17．ABD
[解析] 4.过程一，等温膨胀，V增大，T不变，根据可知P减小，故A正确；过程二中，体积增大，则单位体积气体的分子数减少，压强不变，根据可知T增大，则气体分子的平均动能增加，B正确；过程一中，气体对外做功，但T不变则内能不变，C错误；过程二中，体积增大，则气体对外做功，而T增大，可知内能增加，由热力学第一定律知气体吸收热量，故D正确。
5.(汕头市2014年普通高考模拟考试试题) 如图所示，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，下列表述正确的是
A．气体从外界吸收热量
B．气体分子的平均动能减少
C．外界对气体做正功
D．气体分子撞击器壁的作用力增大
[答案] 5.17. AD
[解析] 5.由P-V图象可知，由a到b气体的压强和体积均增大，气体对外做功，W＜0；根据理想气体状态方程
可知，气体温度升高，理想气体内能由温度决定，故内能增加，即△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q可知，Q＞0，气体从外界吸收热量，故A正确；由P-V图象可知，由a到b气体的压强和体积均增大，有理想气体状态方程可知，气体温度升高，温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的平均动能增大，故B错误；由P-V图象可知，由a到b气体的体积增大，气体对外做功，故C错误；由P-V图象可知，由a到b气体的压强和体积均增大，单位体积内分子数减少，又压强增大，故气体分子撞击器壁的作用力增大，故D正确。
6.（东城区2013-2014学年度第二学期教学检测）下列说法中正确的是
A．外界对气体做功，气体的内能一定增大
B．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大
C．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大
D．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大
[答案] 6.13. C
[解析] 6.根据热力学第一定律可知，只对气体做功或只吸收热量，气体的内能不一定增大，AB错；气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，C 正确，D项错。
7.(2014福建，29，12分) [物理-选修3-3] (1)如图,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是________。(填选项前的字母)
A.曲线① B.曲线② C.曲线③ D.曲线④
(2)图为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C。设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是________。(填选项前的字母)
A.TATB,TBTC
[答案] 7.(1)D (2)C
[解析] 7.(1)按照气体分子麦克斯韦速率分布规律可知,分子速率的分布呈现正态分布,即分子速率分布呈现“中间多,两头少”的规律,故曲线①、③错误。曲线②错误之处有二:一是由于分子不停地做热运动,故v→0时f(v)→0;二是曲线②上在v大于某一值后f(v)又增大,故答案为D。
(2)A→B为等容变化,根据查理定律:=
pBTB,C正确。
8.（2014江苏南通高三2月第一次调研测试物理试题，12A）如图所示，1mol的理想气体由状态A经状态B、状态C、状态D再回到状态A. BC、DA线段与横轴平行，BA、CD的延长线过原点．
(1) 气体从B变化到C的过程中，下列说法中正确的是 ．
A．分子势能增大
B．分子平均动能不变
C．气体的压强增大
D．分子的密集程度增大
(2) 气体在A→B→C→D→A整个过程中，内能的变化量为 ；
其中A到B的过程中气体对外做功W1，C到D的过程中外界对气体做功W2，则整个过程中气体向外界放出的热量为 ．
(3) 气体在状态B的体积VB=40L，在状态A的体积VA=20L，状态A的温度tA=0℃．求：
①气体在状态B的温度．
②状态B时气体分子间的平均距离．(阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，计算结果保留一位有效数字)
[答案] 8.12．（1）C；（2）0，W2-W1．（3）4×10-9m
[解析] 8.：（1）理想气体分子势能不计，故A错误；气体从B变化到C的过程中，体积不变，分子的密集程度不变，故D错误；温度升高，分子平均动能增加，故B错误；由＝C知压强增大，故C正确。
（2）气体在A→B→C→D→A整个过程中，温度不变，故内能的变化量为零；
根据△U=Q+W=0知Q=（W1-W2），即气体向外界放出的热量为W2-W1。
（3）A到B过程，由知TB＝=546K，
设气体的平均距离为d，则d==4×10-9m
9.(2014年福州市高中毕业班质量检测) 【物理选修3—3】(本题共有两小题，每小题6分，共l2分。每小题只有一个选项符合题意。)
(1) 根据分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是 。(填选项前的字母)
A．气体体积是指所有气体分子体积的总和
B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
C．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
D．悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动不是分子热运动
(2) 如图所示，U型气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高缸内气体温度，气缸内气体压强p随热力学温度T的变化规律是 。(填选项前的字母)
[答案] 9.29． （1） D（2）B
[解析] 9.气体体积是由即为容纳气体的容器的体积，Ａ错；物体速度增大，则分子动能不一定增大，内能也不一定增大，Ｂ错；空调既能制热又能制冷，说明热传递存在方向性，即热量可以自发地由高温传到低温，不能自发地由低温传到高温而不引起其他变化，C错；悬浮在空气中的PM2.5颗粒的运动不是分子热运动，而是布朗微粒的运动，D正确。
当缓慢升高缸内气体温度时，气体先发生等容变化，根据查理定律，缸内气体的压强P与热力学温度T成正比，图线是过原点的倾斜的直线；当缸内气体的压强等于外界的大气压时，气体发生等压膨胀，图线是平行于T轴的直线。
10.(2014年沈阳市高中三年级教学质量监测(一)) 【物理——选修3—3】(15分)
(1) 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是____(填正确答案标号。选对l个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为
C．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大
D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同
E．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体) ，氢气的内能大
(2) (10分) 内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27℃温水的恒温水槽中，用不计质量的活塞封闭了压强为、体积为的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为的沙子，封闭气体的体积变为；然后将气缸移出水槽，经过缓慢降温，气体温度最终变为。已知活塞面积为，大气压强为，g取，求：
(i) 气体体积V1．
(ii) 气缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字) ．
[答案] 10.查看解析
[解析] 10.（1）BDE解析：在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力．B项正确，A项错；若两个分子间距离大于e点的横坐标时，分子间作用力表现为分子引力，两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越来越大，C项错；由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同，D项正确；质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体) ，它们的内能决定于分子动能，由于温度相同，两者的分子平均动能相同，由于氢气的分子数多，故氢气的内能大，Ｅ项正确。
（2）解析：(ⅰ) 气缸在水槽中，往活塞上方缓缓倒沙子过程中，气体发生等温变化
Pa ①
根据玻意耳定律有
P0V0=P1V1 ②
解得： V1=1.6×10-3m3 ③
（ⅱ）移除水槽后，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律得：
④
解得： V2=1.3×10-3m3
11.(江苏省苏北四市2014届高三上期末统考) A．【选修3—3】(12分)
(1) 下列说法中正确的是＿＿＿
A．空气中PM2.5的运动属于分子热运动
B．露珠成球形是由于液体表面张力的作用
C．液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的
D．分子间相互作用力随着分子间距离的增大而减小
(2) 如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一容器中，活塞与容器壁间无摩擦。当气体的温度升高时，气体体积＿＿＿(选填“增大” 、“减小” 或“不变”) ，从微观角度看，产生这种现象的原因是＿＿＿＿＿＿。
(3) 某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热。
①在压力阀被顶起前，停止加热。若此时锅内气体的体积为V、摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，计算锅内气体的分子数。
②在压力阀被顶起后，停止加热。假设放气过程中气体对外界做功为，并向外界释放了的热量。求该过程锅内原有气体内能的变化量。
[答案] 11.(1) BC
(2) 增大， 一定质量的气体压强大小跟气体分子的平均动能、单位体积内分子数的乘积成正比。由于气体压强大小一定，当气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，从而引起单位体积内分子数减小、气体的体积增大。
(3) ① ②
[解析] 11.（１）BC；空气中PM2.5的运动属于布朗运动，A项错；露珠成球形是由于液体表面张力的作用，Ｂ项正确；液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的，Ｃ项正确；分子间相互作用力随着分子间距离变化情况视分子起始间距而定，Ｄ项错。
（２）增大 ， 一定质量的气体压强大小跟气体分子的平均动能、单位体积内分子数的乘积成正比。由于气体压强大小一定，当气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，从而引起单位体积内分子数减小、气体的体积增大。
（３）①锅内气体的分子数 ②由热力学第一定律得气体内能的变化量。
12.(江苏省南京市、盐城市2014届高三第一次模拟考试) A．（选修模块3-3）
（1）如图所示，是氧气在0℃和100℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。由图可知
A．100℃的氧气，速率大的分子比例较多
B．具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率大
C．温度越高，分子的平均速率大
D．在0℃时，部分分子速率比较大，说明内部有温度较高的区域
（2）如图所示，一定质量的理想气体的P—V图象。 其中，为等温过程，
为绝热过程。这两个过程中，内能减少的是 ；过程气体 （选填“对外” 或“对内” ）做功。
（3）1mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4L。试估算温度为零摄氏度，压强为2个标准大气压状态下单位体积内气体分子数目（结果保留两位有效数字）。
[答案] 12.12A．（1）AC ；
（2）B→C， 对外；
[解析] 12.（1）100℃的氧气，速率大的分子比例较多，A项正确；具有最大比例的速率区间，100℃时对应的速率大，B项错；温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率大，C项正确；在0℃时，部分分子速率比较大，但内部温度处处相同，D项错。（2）为等温过程，分子内能不变；为绝热过程Q=0，气体体积膨胀，对外做功，根据热力学第一定律可得，气体内能减少；（3）解析：设0℃，P1=2大气压下，体积V1=1m3，在标准状态下，压强P=1大气压，体积V2
由得到V2=2 m3
13.(2014江苏，12A，12分)[选修3-3]一种海浪发电机的气室如图所示。工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。
(1)下列对理想气体的理解,正确的有________。
A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型
B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体
C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关
D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律
(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104
J,则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104 J。
(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27 ℃,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)
[答案] 13. (1)AD (2)增大 等于 (3)5×1024或6×1024
[解析] 13.(1)理想气体是在忽略了实际气体分子间相互作用力的情况下而抽象出的一种理想化模型,A正确。实际气体能视为理想气体的条件是温度不太低、压强不太大,B错误。理想气体分子间无分子力作用,也就无分子势能,故一定质量的理想气体,其内能与体积无关,只取决于温度,C错误。由理想气体模型的定义可知D正确。
(2)因此过程中气体与外界无热交换,即Q=0,故由ΔU=W+Q知W=ΔU。因理想气体的内能等于所有分子的分子动能之和,故其内能增大时,分子平均动能一定增大。
(3)设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程=
气体物质的量n=,且分子数N=nNA,解得N=NA
代入数据得N=5×1024(或N=6×1024)
14.(2014重庆，10，12分)【选修3-3】(1)(6分)重庆出租车常以天然气作为燃料。加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变,则罐内气体(可视为理想气体)( )
A.压强增大,内能减小 B.吸收热量,内能增大 C.压强减小,分子平均动能增大 D.对外做功,分子平均动能减小
(2)(6分)题10图为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄膜气泡,每个气泡内充满体积为V0,压强为p0的气体,当平板状物品平放在气泡上时,气泡被压缩。若气泡内气体可视为理想气体,其温度保持不变,当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S,求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力。
题10图
[答案] 14. (1)B (2)p0S
[解析] 14.(1)储气罐中气体体积不变,气体不做功,当温度升高时,气体压强增大,气体内能增大,分子平均动能增大;由热力学第一定律可知,气体一定吸热,故选项B正确。
(2)设压力为F,压缩后气体压强为p。
由p0V0=pV和F=pS得F=p0S。
15.(2014山东，37，12分)【物理—物理3-3】(1)如图,内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体________。(双选,填正确答案标号)
a.内能增加 b.对外做功 c.压强增大 d.分子间的引力和斥力都增大
(2)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3×103 kg、体积V0=0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内充入一定量的气体,开始时筒内液面到水面的距离h1=40 m,筒内气体体积V1=1 m3。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为h2时,拉力减为零,此时气体体积为V2,随后浮筒和重物自动上浮。求V2和h2。
已知大气压强p0=1×105 Pa,水的密度ρ=1×103 kg/m3,重力加速度的大小g=10 m/s2。不计水温变化,筒内气体质量不变且可视为理想气体,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。
[答案] 15.(1)ab (2)2.5 m3 10 m
[解析] 15.(1)因气缸导热良好,故环境温度升高时封闭气体温度亦升高,而一定质量的理想气体内能只与温度有关,故封闭气体内能增大,a正确。因气缸内壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸内气体的压强p=p0+不变,c错误。由盖—吕萨克定律=恒量可知气体体积膨胀,对外做功,b正确。理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力,故d错误。
(2)当F=0时,由平衡条件得
Mg=ρg(V0+V2)①
代入数据得
V2=2.5 m3②
设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2,由题意得
p1=p0+ρgh1③
p2=p0+ρgh2④
在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得
p1V1=p2V2⑤
联立②③④⑤式,代入数据得
h2=10 m⑥
16.(2014课标全国卷Ⅱ，33，15分) [物理——选修3-3](1)(5分)下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
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.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故
E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
(2)(10分)如图,两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞b在气缸正中间。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升。当活塞a上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强。
[答案] 16.(1)BCE (2)(ⅰ)320 K (ⅱ)p0
[解析] 16.(1)水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A项错。正是表面张力使空中雨滴呈球形,则B项正确。液晶的光学性质是各向异性,液晶显示器正是利用了这种性质,C项正确。高原地区大气压较低,对应的水的沸点较低,D项错误。因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,E项正确。
(2)(ⅰ)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不动,活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设气缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1;末态体积为V2,温度为T2。按题意,气缸B的容积为V0/4,由题给数据和盖—吕萨克定律有
V1=V0+=V0①
V2=V0+V0=V0②
=
由①②③式和题给数据得
T2=320 K④
(ⅱ)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是气缸高度的时,活塞a上方的氧气经历等温过程。设氧气初态体积为V1',压强为p1';末态体积为V2',压强为p2'。由题给数据和玻意耳定律有
V1'=V0,p1'=p0,V2'=V0⑤
p1'V1'=p2'V2'⑥
由⑤⑥式得
p2'=p0⑦
17.(2014课标全国卷Ⅰ，33，15分) [物理——选修3-3](1)(6分)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图像如图所示。下列判断正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
E.b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。
[答案] 17. (1)ADE
(2)
[解析] 17.(1)对封闭气体,由题图可知a→b过程,气体体积V不变,没有做功,而温度T升高,则为吸热过程,A项正确。b→c过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做功,则为吸热过程,B项错。c→a过程为等压变化,温度T降低,内能减少,体积V减小,外界对气体做功,依据W+Q=ΔE,外界对气体所做的功小于气体所放的热,C项错。温度是分子平均动能的标志,Tapc,显然E项正确。
(2)设气缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为Δp,由玻意耳定律得
phS=(p+Δp)(h-h)S①
解得Δp=p②
外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h'。根据盖—吕萨克定律,得
=③
解得h'=h④
据题意可得Δp=⑤
气体最后的体积为V=Sh'⑥
联立②④⑤⑥式得V=⑦
18.（2014重庆一中高三下学期第一次月考理综试题，10）【选修3-3】（1）（6分）下列四幅图分别对应四种说法，其中不正确的是（ ）
A．甲图中微粒的运动就是微粒的分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图中食盐晶体具有各向异性
D．丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
（2）（6分）某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如下的图象。已知在状态时气体的体积 =3L，求：
①气体在状态的压强；
②气体在状态的体积。
[答案] 18.查看解析
[解析] 18.10. （1）A 解析：甲图中微粒的运动就是布朗微粒的无规则热运动，即布朗运动，A错；乙图中当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，B对；丙图中食盐晶体为单晶体，具有各向异性，C对；丁图中小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，D正确。
（2）解析：①A→B过程为等容变化过程，得atm；
②B→C过程为等温变化过程，得L。
19.（2014重庆杨家坪中学高三下学期第一次月考物理试题，10）（1）密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（ ）
A．内能增大，放出热量 B．内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功 D．内能减小，外界对其做功
（2）如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为5×10-3m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，（大气压强取1.01×105pa，g取）。若从初温开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m
，则此时气体的压强为多少Pa? 温度为多少℃。
[答案] 19.查看解析
[解析] 19.（1）D解析：因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小，故AC均错；空气内能减少、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热、故B错误；由A的分析可知，C错误；薄塑料瓶因降温而变扁、空气体积减小，外界压缩空气做功，故D正确。
（2）解析：大气压P0=1.01×105pa，由活塞受力平衡得：
封闭气体压强P=P0+=1.05×105pa；
加热气体活塞缓慢上升过程气体压强不变，由盖吕萨克定律得：
T2=33℃。
20.（2014重庆名校联盟高三联合考试物理试题，10）【选修3—3】（1）下列说法中不正确的是
A．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
B．对于一定质量的理想气体, 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大
C．当两个分子间的距离为r0(平衡位置) 时，分子势能最小且一定为零
D．单晶体和多晶体均存在固定的熔点
（2）一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，初始时气体体积为 3.0×l0 -3m3。用 DIS 实验系统测得此时气体的温度和压强分别为 300K 和1.0×105Pa。推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为320K和1.6×105Pa。求此时气体的体积；
[答案] 20.查看解析
[解析] 20.（1）C解析：布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，A正确；对于一定质量的理想气体, 若单位体积内分子个数不变，即气体的质量一定，体积不变，当分子热运动加剧时，气体温度升高，由理想气体状态方程可得气体压强一定变大，B正确；当两个分子间的距离为r0(平衡位置) 时，分子势能最小但不一定为零，只有当选无穷远处为零势能点时分子势能才为零，C错；单晶体和多晶体均存在固定的熔点，D正确。
（2）解析：从气体状态Ⅰ到状态Ⅱ的变化符合理想气体状态方程
V2＝V1=m3=2.0×10-3 m3。
21.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，33）【物理——选修3-3】（15分）（1）（6分）下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素
E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大
（2）（9分）如图所示，圆柱形气缸A中用质量为2m的活塞封闭有一定质量的理想气体，温度为27℃，气缸中的活塞通过滑轮系统悬挂一质量为m的重物，稳定时活塞与气缸底部距离为h，现在重物m上加挂质量为的小物体，已知大气压强为p0，活塞横截面积为S，，不计一切摩擦，求当气体温度升高到37℃且系统重新稳定后，重物m下降的高度。
[答案] 21.查看解析
[解析] 21.33. （1）ACD解析：显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动为布朗运动，这反映了液体分子运动的无规则性，A正确；分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小，Ｂ错；分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，Ｃ正确；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，Ｄ正确；气温升高，分子平均动能增大、平均速率增大，但不是每个分子速率增大，对单个分子的研究是毫无意义的，Ｅ错误。
（2）解析：初状态下：
V1＝hS，T1＝300K
末状态下：
V2＝（h＋Δh）S，T1＝310K
根据理想气体状态方程：
解得：Δh＝0.24h 。
22.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，36）【物理3—3】(1) (4分) 下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．单晶体和多晶体都有规则的几何外形
C．热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体
D．当两分子间距离增大时，分子引力增大，分子斥力减小
(2) (8分) 如图所示，ABC为粗细均匀的“L” 型细玻璃管，A端封闭，C端开口。开始时AB竖直，BC水平，BC内紧靠B端有一段长l1=30cm的水银柱，AB内理想气体长度l2=20cm．现将玻璃管以B点为轴在竖直面内逆时针缓慢旋转90o，使AB水平。环境温度不变，大气压强P0=75cmHg，求：
①旋转后水银柱进入AB管的长度；
②玻璃管旋转过程中，外界对封闭气体做正功还是做负功? 气体吸热还是放热?
[答案] 22.查看解析
[解析] 22.36．（1）C解析：布朗运动是布朗微粒的无规则运动，A项错；单晶体有规则的几何外形，B项错；热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体，c 项正确；当两分子间距离增大时，分子引力减小，分子斥力也减小，D项错。
（2）①5cm；②正功，放热．解析：（1）设旋转后水银柱进入AB管的长度为x，玻璃管横截面积为S，对于AB气体，由玻意耳定律得：P0Sl2=（P0+l1-x）S（l2-x）
代入数据得：75×20=（75+30-x）（20-x）解得x=5cm。
（2）玻璃管旋转过程中，气体体积缩小，外界对封闭气体做正功；由于气体温度不变，故气体内能不变，由热力学第一定律得：△U=Q+W，故Q=-W＜0，故气体放热。
23.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，36）（1）（4分）下列各种说法中正确的是
A．物体吸收热量，内能一定增加
B．液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C．判断物质是晶体还是非晶体，可以从该物质是否有规则的几何外形来判断
D．气体的压强与单位体积内的分子数和温度有关
（2）如图所示，有两个不计质量的活塞M、N将两部分理想气体封闭在绝热气缸内，温度均是270C．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S=2cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为Ｈ=27cm，N活塞相对于底部的高度为h=18cm．现将一质量为m=400g的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降．已知大气压强为p0=1.0×105Pa,
①求下部分气体的压强多大；
②现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为1270C，求稳定后活塞M、N距离底部的高度．
[答案] 23.查看解析
[解析] 23.36. 解：（1）(4分) BD
（2）(8分)
①对两个活塞和重物作为整体进行受力分析得：
…………………. (2分)
…………………. (1分)
②对下部分气体进行分析，由理想气体状态方程可得：
…………………. (1分)
得：h2=20cm…………………. (1分)
对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律定律可得：
…………………. (1分)
得：L = 7.5cm …………………. (1分)
故此时活塞M距离底端的距离为H2 = 20+7.5=27.5cm …………………. (1分)
24.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，33）[物理——选修3-3]（15分）（1）（6分）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母）
A．理想气体等温膨胀时，内能不变
B．扩散现象表明分子在永不停息地运动
C．分子热运动加剧，则物体内每个分子的动能都变大
D．在绝热过程中，外界对物体做功，物体的内能一定增加
E．布朗运动反映了悬浮颗粒内部的分子在不停地做无规则热运动
（2）（9分）如图所示，均匀薄壁U型管竖直放置，左管竖直部分高度大于30 cm且上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水银封闭了A、B两部分理想气体，下方水银左右液面等高，右管上方的水银柱高h=4 cm，初状态环境温度为23℃，A气体长度l1=15 cm，外界大气压强P0=76 cmHg。现使整个装置缓慢升温，当下方水银的左右液面高度相差△l=10 cm后，保持温度不变，在右管中再缓慢注入水银，使A中气柱长度回到15cm。
求：
①升温后保持不变的温度是多少？
②右管中再注入的水银高度是多少？
[答案] 24.查看解析
[解析] 24.（1）ABD解析：理想气体等温膨胀时，温度不变，故其内能不变，A正确；扩散现象表明分子在永不停息地运动，B正确；分子热运动加剧，并非则物体内每个分子的动能都变大，C错；在绝热过程中，外界对物体做功，根据热力学第一定律，Q=0，W> 0, 故物体的内能一定增加，D正确；布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体无规则运动的反应，故E错误。
（2）解析：①缓慢升温过程中，对A中气体分析
初态：
升温结束后：
所以得T2=450K=1770C。②对A气体分析，初末态体积相同
T3=T2
P3=P0+h+
可得再加入的水银高。
25.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，33）【物理 选修3-3】（15分）（1）（6分）下列关于热现象的说法中正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A. 布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
B. 温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
C.. 气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
D. 雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力的作用
E. 只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数
（2）（9分）如图所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通，以保持球内外压强相等，球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以上升或下降，设气球的总体积Ｖ０＝500ｍ３（球壳体积忽略不计），除球内空气外，气球质量Ｍ＝180kg。已知地球表面大气温度Ｔ０＝280Ｋ，密度ρ０＝1.20kg／ｍ３，如果把大气视为理想气体，它的组成和温度几乎不随高度变化。
Ⅰ. 为使气球从地面飘起，球内气温最低必须加热到多少?
Ⅱ. 当球内温度为480K时，气球上升的加速度多大？
[答案] 25.查看解析
[解析] 25.：（1）（6分）BDE解析：布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒（如花粉）的运动，不是分子的运动，故A错误；温度高的物体内能不一定大，内能还与质量有关，但分子平均动能一定大，因为温度是平均动能的标志，B正确；气体分子之间的距离很大，分子力为引力，基本为零，气体很容易充满容器，是由于分子热运动的结果，故C错误；雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力的作用，D正确；、阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，故Ｅ正确。
（2）解析：Ⅰ. 设使气球从地面飘起时球内空气密度为，温度为Ｔ，则气球升起时，浮力等于气球和内部气体的总重力，即，由于气球内的气体温度升高时，压强并没有变化，那么原来的气体温度升高后体积设为ｖ，根据质量相等，则有，
原来的气体温度升高后，压强不变，体积从Ｖ０变为Ｖ，根据盖吕萨克定律可得，可得Ｔ＝４００Ｋ。
Ⅱ. 当球内温度为480K时，对气球有根据牛顿第二定律可得ρ０ｇＶ０-Ｍｇ-ρｇＶ０=（M+ρＶ0）a，解得：a=1.32m/s2 。
26.（2014江西省红色六校高三第二次联考，33）[物理—选修3-3](15分)⑴(6分) 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是 （填正确答案标号。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分．每错选一个扣3分，最低得分为0分）
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为
C．若两个分子间距离增大，则分子势能也增大
D．由分子动理论可知：温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同
E．质量和温度都相同的氢气和氧气(视为理想气体) ，氢气的内能大
⑵(9分) 如图所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分竖直（B端弯曲部分长度可忽略），玻璃管截面半径相比其长度可忽略，CD内有一段水银柱，初始时数据如图，环境温度是300K，大气压是75cmHg。现保持CD水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：
（i）玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少？（即水银面到管口A的竖直距离）？
（ii）当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好回到CD水平管中？
[答案] 26.查看解析
[解析] 26.33. (1) BDE解析：在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线；当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力，e点是平衡间距点，横坐标的数量级为10-10m，故A错误，B正确；如果分子间距大于平衡距离，分子力是引力，当两个分子间距离增大，分子力做负功，则分子势能也增大；如果分子间距小于平衡距离，分子力是斥力，当两个分子间距离增大，分子力做正功，则分子势能减小；故C错误；温度是分子热运动平均动能的标志，故温度相同的氢气和氧气，分子平均动能相同，故D正确；温度是分子热运动平均动能的标志，质量和温度都相同的氢气和氧气，单个分子平均动能相等，但氢气分子个数多，故氢气的内能大，故E正确。
(2) （1）以玻璃管内气体为研究对象，设玻璃管横截面积为S，
p1=p0=75cmHg，V1=（140+15+5）S=160S，p2=p0+h1=75+5=80cmHg，
由玻意耳定律可得：p1V1=p2V2，即：75×160S=80×L2S，L2=150cm，
h=160+10-150+5=25cm；
（2）T1=300K，V1=160S，V3=（140+15+10-25）S=140S，
由盖吕萨克定律得：，即，解得T3=262.5K。
27.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，33）（1）如图所示，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一定质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动。若大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中 （填入正确选项前的字母，选对1个得2分，选对2个得4分，全部选对得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．汽缸内每个分子的动能都增大
B．封闭气体对外做功
C．汽缸内单位体积内的分子数增多
D．封闭气体吸收热量
E．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少
（2）如图所示为火灾报警器的原理图，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出响声．在27℃时，下端封闭的空气柱长为L1＝20cm，水银柱上表面与导线端点的距离为L2＝10cm，管内水银柱的重量为10N，横截面积为1cm2，大气压强P0＝1.0×105Pa，问：
（1）当温度达到多少时报警器会报警?
（2）如果温度从27℃升到报警温度的过程中，封闭空气柱从外界吸收的热量为20J，则空气柱的内能增加了多少?
[答案] 27.33．（1）BDE
[解析] 27.（1）解析：气缸内气体压强不变，气体发生等压变化；由于气缸是导热的，外界温度逐渐升高，缸内气体温度升高，分子平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，故A错误；气体温度升高，内能增加，气体体积变大，对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故BD正确；气体温度升高，体积变大，汽缸内单位体积内的分子数减少，单位时间内撞击活塞的分子数减少，故C错误，E正确。
（2）解析：（1）封闭的气体做等压变化，由得=450K，t2=177℃
（2）气体对外做功W′=（P0S+mg）L2=2J ，由热力学第一定律△U=W+Q=18J。
28.(武汉市2014届高中毕业生二月调研测试) [物理——选修3-3]（15分）
（1）（6分）关于固体、液体和气体，下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性
C．在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小、，但分子的速率按“中间少，两头多” 的规律分布
（2）（9分）如图所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l，管内装有水银，两管内水银面距管口均为
。现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为。已知重力加速度为g，水银的密度为ρ，大气压强为p0=ρgl，环境温度保持不变，求
（ⅰ） 左管中封闭气体的压强p；
（ⅱ）小车的加速度a。
[答案] 28.ACD
[解析] 28.固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，A项正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些但晶体相似，具有各向异性，B错；在围绕地球运行的天宫一号中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，C正确；．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压，D正确；大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间多，两头少” 的规律分布，E错。
解析：（ⅰ）以左管中封闭的气体为研究对象，设U形管的横截面积为S，由玻意耳定律
解得
（ⅱ）以水平管内长为l的水银为研究对象，由牛顿运动定律
解得
29.(湖北省八校2014届高三第二次联考) [物理——选修3-3]
（1）下列说法正确的有__________（填入正确选项前的字母）。
A．1g水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多
B．气体对容器壁的压强，是由气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的
C．物体内能增加，温度不一定升高
D．物体温度升高，内能不一定增加
E．能量在转化过程中守恒，所以我们可以将失去的能量转化回我们可以利用的能量，以解决能源需求问题
（2）一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中，初始状态管内外水银面的高度差为l0=62cm，系统温度27℃。因怀疑玻璃管液面上方存在空气，现从初始状态分别进行两次试验如下：①保持系统温度不变，将玻璃管竖直向上提升2cm(开口仍在水银槽液面以下) ，结果液面高度差增加1cm；②将系统温度升到77℃，结果液面高度差减小1cm。已知玻璃管内粗细均匀，空气可看成理想气体，热力学零度可认为为-273℃。求：
（i）实际大气压为多少cmHg？
（ii）初始状态玻璃管内的空气柱有多长？
[答案] 29.(1) BCD
[解析] 29.：水的摩尔质量是18g，1g水中含有的分子数为：n＝×6.0×1023＝3.3×1022，地球的总人数约为70亿，故A错误；气体的压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，故B正确；物体的内能增加，但温度不一定升高，如晶体的熔化过程，吸热但温度不升高故C正确；物体温度升高，一定从外界吸热，但改变内能的方式有做功和热传递，如果吸热同时物体对外做功，物体的内能可能减小，故D正确；能量的转化或转移，都是有方向性的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，有的东西可以成为能源，有的却不能，故E错误。
(2) 解析：设大气压强相当于高为H的水银柱产生压强，初始空气柱的长度为x，则由理想气体状态方程
由第一次试验的初末状态
由第一次试验的初末状态
两式中T1和T2分别为300K和350K，依据两式可求得
H=75cm，x=12cm
故实际大气压为75cmHg，初始空气柱长12cm
30.(2014年哈尔滨市第三中学第一次高考模拟试卷) 【物理——选修3-3】（15分）（1）（5分）下列说法正确的是：
A．单晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有规则的几何形状
B．毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系
C．气体的温度升高时，所有分子的速率均增大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能不可能相同
（2）（10分）如图所示，有一圆柱形汽缸，上部有一固定开口挡板，汽缸内壁的高度是2L，一个很薄质量为m = 0.4kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞的面积为2cm2，开始时活塞处在离底部L高处，外界大气压为1.0 × 105Pa，温度为27℃，现对气体加热，求：
①活塞恰上升到气缸上部挡板处时气体的温度是多少℃；
②当加热到427℃时，气体的压强（结果保留三位有效数字）。
[答案] 30.查看解析
[解析] 30.（1）AB解析：单晶体具有规则的几何形状，而非晶体则没有规则的几何形状，A正确；毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，B正确；气体的温度升高时，并非所有分子的速率均增大，c 错；内能不同的物体，物体的温度可能相同，故它们分子热运动的平均动能可能相同，D正确。
（2）解析：①开始加热活塞上升的过程封闭气体做等压变化。设气缸横截面积为S，活塞恰上升到气缸上部挡板处时气体温度为t℃，则对于封闭气体，状态一：T1=（27+273）K，V1=LS；状态二：T=（t+273）K，V=2LS。
由① ，可得②，解得t=327℃。
②设当加热到4270C时气体的压强变为p3，在此之前活塞已上升到气缸上部挡板处。
对于封闭气体，初状态：T1=300K，V1=LS， p1=p0+=1.2×105Pa；
末状态：T3=700K，V3=2LS，
由 可得
代入数据得p3=1.40×105Pa 。
31.（河南省豫东豫北十所名校2014届高中毕业班阶段性测试（四））【物理——选修3-3】（15分）(1) 下列说法中正确的是____________。（填正确答案标号）
A．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子的直径
B．两分子相互靠近的过程中，分子势能可能增大
C．物体吸收热量时，它的内能不一定增加
D．随着科技的进步，可以把物体的温度降低到-300℃
E．容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子对容器壁的碰撞而产生的
(2) (9分）地面上水平放置一个足够长的容器连同封闭在内的气体质量为M=9.0kg，制成容器的材料导热性能良好，与地面间的动摩擦因数为=0.40。将气体封闭的活塞质量为m=1.0kg，活塞与器壁接触光滑且密封良好，活塞面积为S=20。初始时，整个装置静止，活塞与容器底的距离=8.0cm。现用逐渐增大的水平拉力F向右拉活塞，使活塞始终相对气缸缓慢移动，近似认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，已知大气压=1.0×10Pa，重力加速度g=10。求拉力为30N和50N时，活塞与容器底之间的距离之比。
[答案] 31.查看解析
[解析] 31.（1）BCE解析：只要知道液体、固体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体、固体分子的体积，可以估算该种气体分子的直径，但是对于气体，无法求出气体分子的体积，即无法估算该种气体分子的直径，A错；根据分子势能与分子之间距离图象可知，当分子之间距离r=r0时，分子势能最小，随着分子距离的增大或减小分子势能均增加，B正确；根据热力学第一定律，物体吸收热量时，它的内能不一定增加，C正确；根据热力学第三定律得知：温度不可能降到-273℃
，D错；容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子对容器壁的碰撞而产生的，E正确。
解析：地面对气缸和气体及活塞整体的最大摩擦力：f=u（Mg+mg）=40N，当用30N的力拉活塞，拉力小于最大静摩擦力，气缸不动，气体的体积变化，设活塞平衡后气体压强为P1，由活塞受力平衡得F1+P1S=P0S， 得P1=8.5×10Pa。
设此时的活塞与气缸的距离为L1，由玻意耳定律得P0L0S=P1L1S，得L1＝，当用50N的力拉活塞，拉力大于最大静摩擦力，气缸做匀加速运动，由牛顿第二定律对整体得F2-f=（M+m）a ，得a=1m/s2，再对活塞受力得F2+P2S-P0S=ma，得P2＝7.55×104Pa。设此时的活塞与气缸的距离为L2，由玻意耳定律得P0L0S=P2L2S，
得L2＝，则。
32.(河北省石家庄市2014届高中毕业班教学质量检测（二）) 【物理—选修3-3】（1）下列说法正确的是。（填正确答案标号。）
A．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B．对于同一理想气体，温度越高，分子平均动能越大
C．热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体
D．用活塞压缩气缸内的理想气体，对气体做了3．0x105）的功，同时气体向外界放出1．5×105J的热量，则气体内能增加了1．5×105J
E．在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的灰尘做无规则运动，灰尘的运动属于布朗运动
（2）（9分）如图所示，两端开口的气缸水平固定，A、B是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦滑动。面积分别为S1=20cm2，S2=10cm2，它们之间用一根细杆连接，B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M=2kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1=600K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p0=1×105Pa，取g=10m/s2, 缸内气体可看作理想气体。
①活塞静止时，求气缸内气体的压强；
②若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动时，求气缸内气体的温度。
[答案] 32.查看解析
[解析] 32.33．（1）BCD解析：扩散说明分子在做无规则运动，不能说明分子间的斥力；故A错误；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；故B正确；
热量总是自发的从温度大的物体传递到温度低的得物体；而温度是分子平均动能的标志；故C正确；由热力学第一定律可知，△U=W+Q=3.0×105-1.5×105=1.5×105J；故内能增加，故D正确；灰尘的运动是由于对流引起的，不属于布朗运动，故E错误。
（2）①设静止时气缸内气体压强为P1，活塞受力平衡：
p1S1+ p0S2= p0S1+ p1S2+Mg，
代入数据解得压强P1=1.2×105Pa；
②由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，由盖—吕萨克定律得：
代入数据解得T2=500K。
33.(甘肃省兰州一中2014届高三上学期期末考试) [物理一选修3-3](15分)
(1) (5分) 一定质量的理想气体(分子力不计) ，体积由V膨胀到V′. 如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则：（单项选择题）
A．W1> W2，Q1< Q2，ΔU1> ΔU2 B．W1> W2，Q1> Q2，ΔU1> ΔU2
C．W1< W2，Q1＝Q2，ΔU1> ΔU2 D．W1＝W2，Q1> Q2，ΔU1> ΔU2
(2) (10分) 如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：
(1) 气体的压强．
(2) 这段时间内活塞上升的距离是多少？
(3) 这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？
[答案] 33.（1）B
[解析] 33.（1）在p-V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：W1＞W2，第一种情况等压过程，根据可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，则得Q1=△U1+W1；
第二种情况等温过程，气体等温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有△U2=Q2-W2，则得Q2=W2，由上可得△U1＞△U2．Q1＞Q2，故B项正确。
（2）（1）分析活塞的受力情况，如图所示，根据平衡条件有
mg+P0S=PS
由此得：气体的压强为 P=P0+。
（2）设温度上升到t2时，活塞与容器底部相距为h2，因为气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律得得：=
解得，h2=
故活塞上升了△h=h2-h1=。
（3）气体对外做功为 W=PS△h=（P0+）S•△h=（P0S+mg）
根据热力学第一定律△U=W+Q得：△U=Q-W=Q-（P0S+mg）。
34.(甘肃省兰州一中2014届高三上学期期末考试) [物理一选修3-3](15分)
(1) (5分) 一定质量的理想气体(分子力不计) ，体积由V膨胀到V′. 如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1
；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则：（单项选择题）
A．W1> W2，Q1< Q2，ΔU1> ΔU2 B．W1> W2，Q1> Q2，ΔU1> ΔU2
C．W1< W2，Q1＝Q2，ΔU1> ΔU2 D．W1＝W2，Q1> Q2，ΔU1> ΔU2
(2) (10分) 如图所示，一圆柱形绝热容器竖直放置，通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h1现通过电热丝给气体加热一段时间，使其温度上升到t2，若这段时间内气体吸收的热量为Q，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求：
(1) 气体的压强．
(2) 这段时间内活塞上升的距离是多少？
(3) 这段时间内气体的内能如何变化，变化了多少？
[答案] 34.（1）B
[解析] 34.在p-V图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面积表示功，可知：W1＞W2，第一种情况等压过程，根据可知，气体压强不变，体积增大，因此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，则得Q1=△U1+W1；
第二种情况等温过程，气体等温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有△U2=Q2-W2，则得Q2=W2，由上可得△U1＞△U2．Q1＞Q2，故B项正确。
（2）（1）分析活塞的受力情况，如图所示，根据平衡条件有
mg+P0S=PS
由此得：气体的压强为 P=P0+。
（2）设温度上升到t2
时，活塞与容器底部相距为h2，因为气体发生等压变化，由盖•吕萨克定律得得：=
解得，h2=
故活塞上升了△h=h2-h1=。
（3）气体对外做功为 W=PS△h=（P0+）S•△h=（P0S+mg）
根据热力学第一定律△U=W+Q得：△U=Q-W=Q-（P0S+mg）。
35.(重庆市五区2014届高三学生学业调研抽测) 【热学】
（1）下列叙述正确的是
A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
C．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越明显
D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小
（2）如题11（2）图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g，且周围环境温度保持不变。求：
①活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；
②整个过程中通过缸壁传递的热量Q。
[答案] 35.11．（1）A
[解析] 35.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数，A项正确；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，只能算出气体分子模型的体积，不能算出气体分子本身的体积，B项错；悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显，C项错；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，D项错。
（2）解析：①设封闭气体的压强为p，活塞受力平衡
由
得
②由于气体的温度不变，则内能的变化
由热力学第一定律可得，，气体放热。整个过程中通过缸壁传递的热量为。
36.(湖北省黄冈中学2014届高三上学期期末考试) [物理选修3-3]（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．相同质量0℃的水的分子势能比0℃的冰的分子势能大
B．大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体
C．自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因
D．气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关
E．气体在等压膨胀过程中温度一定不变。
（2）（9分）如图所示，“13” 形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上，只有竖直玻璃管FG中的顶端G开口，并与大气相通，水银面刚好与顶端G平齐。AB = CD = L，BD = DE =，FG =。管内用水银封闭有两部分理想气体，气体1长度为L，气体2长度为L/2，L = 76cm。已知大气压强P0 = 76cmHg，环境温度始终为t0 = 27℃，现在仅对气体1缓慢加热，直到使BD管中的水银恰好降到D点，求此时（计算结果保留三位有效数字）
① 气体2的压强P2为多少厘米汞柱？
② 气体1的温度需加热到多少摄氏度？
[答案] 36.查看解析
[解析] 36.（１）ACD 解析：相同质量0℃的冰变为0℃的水需要吸收热量，而水分子的平均动能不变，故相同质量0℃的水的分子势能比0℃
的冰的分子势能大，Ａ项正确；大颗粒的盐磨成细盐，不改变盐的晶体结构，Ｂ项错；自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因，Ｃ项正确；气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关，Ｄ项正确；气体在等压膨胀过程中，由温度一定不变。根据气体状态方程＝C可知，一定质量的气体吸热膨胀，且保持压强不变，则气体的温度一定升高，Ｅ项错。
（2）解析：①加热气体1时，气体2的温度、压强、体积均不改变，
，
②对于气体1，设玻璃管横截面积为S，则有：
解得 ， （1分）
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