2019版高考物理通用版二轮复习专题检测：(二十八) 热学(选修3-3)

专题检测（二十八） 热学（选修3-3）1．(2018·全国卷Ⅲ)(1)[多选]如图，一定量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其过程如p -V 图中从a 到b 的直线所示。

在此过程中________。

A ．气体温度一直降低B ．气体内能一直增加C ．气体一直对外做功D ．气体一直从外界吸热E ．气体吸收的热量一直全部用于对外做功(2)在两端封闭、粗细均匀的U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。

当U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l 1＝18.0 cm 和l 2＝12.0 cm ，左边气体的压强为12.0 cmHg 。

现将U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。

求U 形管平放时两边空气柱的长度。

在整个过程中，气体温度不变。

解析：(1)由理想气体的状态方程pV T＝C 知，从a 到b 气体温度一直升高，故A 错误；一定量的理想气体的内能由温度决定，可知气体内能一直增加，故B 正确；气体体积逐渐膨胀，一直对外做功，故C 正确；根据热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，吸收的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，故D 正确，E 错误。

(2)设U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p 1和p 2，由力的平衡条件有p 1＝p 2＋ρg (l 1－l 2)U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p 。

此时原左、右两边空气柱长度分别变为l 1′和l 2′，显然原左边空气柱的长度将增加，右边则减小，且两边空气柱长度的变化量大小相等l 1′－l 1＝l 2－l 2′由玻意耳定律有p 1l 1＝pl 1′p 2l 2＝pl 2′联立解得l 1′＝22.5 cm ，l 2′＝7.5 cm 。

答案：(1)BCD (2)22.5 cm 7.5 cm2．(2019届高三·云南师大附中质检)(1)[多选]下列说法正确的是________。

A ．昆明地区晴朗天气晒衣服易干，是因为空气的绝对湿度小B ．当分子间距增大时，分子势能一定增大C ．一定量的理想气体，在等压膨胀时，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少D ．晶体熔化时吸收的热量主要用来破坏空间点阵E ．肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用(2)如图所示，内壁光滑、导热良好的圆柱形汽缸开口向下竖直悬挂，内有一质量为m 的活塞封闭一定质量的理想气体。

已知活塞截面积为S ，外界大气压强为p 0，缸内气体温度为T 1。

现对汽缸缓慢加热，使理想气体体积由V 增大了2V 的过程中，气体吸收的热量为Q 1；停止加热并保持气体体积不变，使其温度降低为T 1。

已知重力加速度为g ，求：(ⅰ)停止加热时缸内气体的温度；(ⅱ)降温过程中气体放出的热量。

解析：(1)昆明地区晴朗天气晒衣服易干，是因为相对湿度小，所以晾晒的衣服易干，故A 错误；若分子间表现为引力，随分子间距的增大引力做负功，分子势能增加，若分子间表现为斥力，随分子间距的增大斥力做正功，分子势能减小，故B 错误；一定量的理想气体，在等压膨胀时，温度升高，气体分子对器壁的平均撞击力增大，为保证压强不变，气体分子每秒对器壁单位面积的平均碰撞次数减少，故C 正确；晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，故D 正确；肥皂泡呈球形是由于液体表面张力的作用，故E 正确。

(2)(ⅰ)停止加热前缸内气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2由题意知V 1＝V ，V 2＝3V解得：T 2＝3T 1。

(ⅱ)体积由V 增大到3V 的过程中，由活塞受力平衡有pS ＝p 0S －mg解得：p ＝p 0－mg S气体对外所做的功W 1＝p ΔV ＝2V ⎝⎛⎭⎫p 0－mg S 停止加热并保持气体体积不变，W 2＝0全程内能变化，ΔU ＝0根据热力学第一定律得ΔU ＝－W 1＋Q 1－Q 2所以降温过程中气体放出的热量Q 2＝Q 1－2V ⎝⎛⎭⎫p 0－mg S 。

答案：(1)CDE (2)(ⅰ)3T 1 (ⅱ)Q 1－2V ⎝⎛⎭⎫p 0－mg S3．(2018·东北三省四市教研联合体模拟)(1)[多选]下列说法正确的是________。

A．温度相同的一切物质的分子平均动能都相同B．若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加C．只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数D．迈尔是第一个提出能量守恒思想的人E．根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分子直径d＝V S(2)利用如图所示的实验装置可测量粉末状物体的体积。

导热性能良好的密闭容器，顶部连接一气压计可测出容器内的气体压强，容器左端与一个带有活塞的1缸相连，右端有一个小门。

把小门开启，将活塞置于图中1位置，记录此时气压计读数p0＝1.00 atm。

把小门封闭，将活塞缓慢推至图中2位置，记录此时气压计读数p1＝1.20 atm，此过程中，汽缸中气体体积变化ΔV＝0.5 L。

然后打开小门，将活塞恢复到1位置，放入待测粉末状物体后封闭小门。

再次将活塞缓慢推至2位置，记录此时气压计读数p2＝1.25 atm。

整个过程中环境温度不变，求待测粉末状物体的体积。

解析：(1)温度是分子平均动能的标志，则温度相同的一切物质的分子平均动能都相同，选项A正确；由分子势能的变化特点可知，若两分子克服它们之间的分子力做功，则这两个分子的势能增加，选项B正确；只要知道某物质的摩尔质量和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数，选项C错误；迈尔是第一个提出能量守恒思想的人，选项D正确；根据一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分子直径d＝VS，选项E错误。

(2)未放入粉末状物体时，推动活塞时，气体经历等温压缩过程，由玻意耳定律得：p0V1＝p1V2压缩后气体的体积为：V2＝V1－ΔV放入粉末状物体后，推动活塞时，气体仍经历等温压缩过程，由玻意耳定律得：p0V3＝p2V4压缩前气体的体积为：V3＝V1－V压缩后体的体积为：V4＝V1－V－ΔV代入数据得：V＝0.5 L。

答案：(1)ABD(2)0.5 L4．(2019届高三·重庆四校联考)(1)[多选]如图所示，“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a →b 和c →d 为绝热过程，b →c 和d →a 为等容过程。

下列说法正确的是________。

A ．a →b 过程中，外界对气体做功B ．a →b 过程中，气体分子的平均动能变小C ．b →c 过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多D ．c →d 过程中，单位体积内气体分子数减少E ．d →a 过程中，气体从外界吸收热量(2)如图所示为一水平固定放置的汽缸，由截面积不同的两圆筒连接而成。

活塞A 、B 面积分别为2S 和S ，活塞A 、B 用长为2l 的细直杆连接，活塞与筒壁气密性好且摩擦不计。

现活塞间密闭有一定质量的理想气体，两活塞外侧(A 的左方和B 的右方)都是大气，大气压强始终保持为p 0，当汽缸内气体温度为T 0时，活塞B 与两圆筒连接处的距离为l 且处于静止状态。

(ⅰ)现使汽缸内气体温度缓慢下降，活塞A 刚刚缓慢右移到两圆筒连接处时，求密闭气体的温度T 1；(ⅱ)若汽缸内气体温度缓慢下降至T 02，求细直杆对活塞的弹力大小F 。

解析：(1)由题意知，a →b 过程为等温过程，气体分子的平均动能不变，气体体积变小，外界对气体做功，故A 正确，B 错误；b →c 过程中，体积不变，由pV T ＝C ，可知压强变大，温度升高，故单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多，故C 正确；c →d 过程为等温过程，体积变大，单位体积内气体分子数减少，故D 正确；d →a 过程为等容过程，由pV T＝C ，可知压强减小，温度降低，由ΔU ＝W ＋Q ，可知ΔU <0，W ＝0，故Q <0，气体放热，故E 错误。

(2)(ⅰ)由题可知，汽缸内气体温度缓慢下降时，气体压强为p 0保持不变，初态体积：V 0＝2Sl ＋Sl ＝3Sl末态体积：V 1＝2Sl由盖—吕萨克定律：V 0T 0＝V 1T 1解得T 1＝23T 0。

(ⅱ)若汽缸内气体温度缓慢下降至T 02<23T 0，气体发生等容变化，设气体压强变为p 2， 由查理定律：p 0T 1＝p 2T 2解得p 2＝34p 0 细直杆对活塞的弹力大小为F ＝p 0S －p 2S ＝p 0S 4。

答案：(1)ACD (2)(ⅰ)23T 0 (ⅱ)p 0S 45．(2018·衡阳第一次联考)(1)[多选]关于生活中的热学现象，下列说法正确的是________。

A ．夏天和冬天相比，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，在相对湿度相同的情况下，夏天的绝对湿度较大B ．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是用镊子夹一棉球，沾一些酒精，点燃，在罐内迅速旋转一下再抽出，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强增大C ．盛有氧气的钢瓶，在27 ℃的室内测得其压强是9.0×106 Pa ，将其搬到－3 ℃的工地上时，测得瓶内氧气的压强变为7.8×106 Pa ，通过计算可判断出钢瓶漏气D ．汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气又变废为宝E ．一辆空载的卡车停于水平地面，在缓慢装沙过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体向外界放热(2)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0.1V 0。

开始时左边活塞在E 处，A 部分的容积为V 0，A 缸内气体的压强为0.9p 0(p 0为大气压强)，温度为297 K ；B 部分的容积为1.1V 0，B 缸内气体的压强为p 0，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 。

求：(ⅰ)活塞刚离开E 处时的温度T E ；(ⅱ)A 缸内气体最后的压强p 。

解析：(1)根据相对湿度的定义：相对湿度＝绝对湿度同温下水的饱和汽压，可知在相对湿度相同的情况下，夏天的气温较高，水的饱和汽压较大，则绝对湿度较大，故A 正确；当火罐内的气体体积不变时，温度降低，根据pV T ＝C 分析知，气体的压强减小，这样外界大气压大于火罐内气体的压强，从而使火罐紧紧地被“吸”在皮肤上，故B 错误；若不漏气，则气体做等容变化，有：p 1T 1＝p 2T 2，得p 2＝p 1T 2T 1＝8.1×106 Pa ，因为p 2>7.8×106 Pa ，所以钢瓶漏气，故C 正确；根据熵增加原理可知，有害气体排入大气后，被污染的空气不会自发分离，故D 错误；不计分子势能，则气体为理想气体，又因为温度不变，故内能变化量ΔU ＝W ＋Q ＝0，装沙过程中轮胎受地面挤压力增大，导致气体体积变小，外界对气体做功W >0，所以Q ＝－W <0，即气体向外界放热，故E 正确。