學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精2021高三物理人教版一輪復習專題練：專題92氣體狀態變化和熱力學定律含解析專題92氣體狀態變化和熱力學定律1．[2020·江南十校聯考］(多選）對分子動理論的認識，下列說法正確的有（）A．布朗運動就是液體分子的無規則熱運動B．摩爾數相同且視為理想氣體的氧氣和氦氣，如果升高相同的溫度，內能增加量相同C．當一個物體加速運動時，其內能不一定增加D．隨著高科技的發展，第二類永動機可能被發明，因為這不違背能的轉化及守恒定律E．當兩個分子間的分子力減小時，分子勢能可能減少也可能增加2．［2020·唐山模擬］（多選）缸內封閉著一定質量的理想氣體，以下說法正確的是(）A．外界向氣體發生熱傳遞，氣體的內能一定增加B．不可能把熱從低溫氣體傳到高溫氣體而不產生其他影響C．如果保持氣體溫度不變，當壓強增大時,氣體的密度一定增大D．若氣體體積不變，溫度升高,單位時間內撞擊單位面積器壁的氣體分子數增多E．該氣缸做加速運動時，氣缸內氣體溫度一定升高3．［2020·綿陽月考］(多選)關于熱力學知識,下列說法正確的是()A．無論用什么方式都不可能使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞B．一定質量的理想氣體做絕熱膨脹,則氣體的內能減少C．溫度降低，物體內所有分子運動速率一定減小D．擴散現象是分子熱運動的表現E．氣體對容器的壓強是由大量分子對容器不斷碰撞而產生的4．[2020·江西重點中學摸底］（多選)下列有關自然現象說法正確的是（）A．荷葉上的露珠幾乎呈球形是由于表面張力的作用B．溫度相同的氫氣和氧氣,它們分子的平均速率不同C．空氣泡從恒溫水中升起,應該放出熱量D．空調制冷說明熱量可以自發地由低溫物體傳向高溫物體E．由同種元素構成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體5．[2020·石家莊質檢](多選）下列說法正確的是（）A．第二類永動機違反了熱力學第二定律,但不違反能量守恒定律B．被踩扁的乒乓球（表面沒有開裂）放在熱水里浸泡，恢復原狀的過程中，球內氣體對外做正功的同時會從外界吸收熱量C．由于液體表面分子間距離小于液體內部分子間的距離，液面分子間表現為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢D．兩個分子間分子勢能減小的過程中，兩分子間的相互作用力可能減小E．布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的組成懸浮顆粒的固體分子的無規則運動6．[2020·深圳市調研］（多選）下列說法中正確的是()A．液晶具有流動性,其光學性質表現為各向異性B．太空艙中的液滴呈球狀是由于完全失重情況下液體表面張力的作用C．用打氣筒的活塞壓縮氣體很費力,說明分子間有斥力D．第二類永動機是不可能制造出來的,因為它違反了能量守恒定律E．在合適的條件下，某些晶體可以轉變為非晶體，某些非晶體也可以轉變為晶體7．［2020·武漢市調研］(多選）關于熱現象，下列說法正確的是（)A．在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，油酸分子的直徑(也就是單層油酸分子組成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中純油酸的體積與它在水面上攤開的面積之比B．兩個鄰近的分子之間同時存在著引力和斥力,它們都隨距離的增大而減小,當兩個分子的距離為r0時，引力與斥力大小相等,分子勢能最小C．物質是晶體還是非晶體，比較可靠的方法是從各向異性或各向同性來判斷D．如果用Q表示物體吸收的能量，用W表示物體對外界所做的功，ΔU表示物體內能的增加，那么熱力學第一定律可以表達為Q＝ΔU＋WE．如果沒有漏氣、沒有摩擦，也沒有機體熱量的損失，這樣的熱機的效率可以達到100％8．[2020·大連測試］(多選）下面說法中正確的是()A．懸浮在液體中的顆粒越大，受周圍液體分子撞擊的機會越多，布朗運動越明顯B．熱量、功和內能三者的單位相同，所以它們的物理意義也相同C．封閉系統中，氣體的擴散運動總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行D．電冰箱工作時既不違反熱力學第一定律，也不違反熱力學第二定律E．水的飽和汽壓會隨溫度的升高而增大9．[情境創新］（多選）如圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水"，推動轉輪轉動．離開熱水后，葉片形狀迅速恢復,轉輪因此能較長時間轉動．下列說法正確的是（)A．轉輪依靠自身慣性轉動,不需要消耗外界能量B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金從熱水中吸收的熱量C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量E．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于水和轉輪獲得的動能10．(多選)如圖，一定質量的理想氣體從狀態a開始，經歷過程①、②、③、④到達狀態e。對此氣體,下列說法正確的是（)A．過程①中氣體的壓強逐漸減小B．過程②中氣體對外界做正功C．過程④中氣體從外界吸收了熱量D．狀態c、d的內能相等E．狀態d的壓強比狀態b的壓強小11．［2019·江蘇卷]（1）在沒有外界影響的情況下,密閉容器內的理想氣體靜置足夠長時間后，該氣體________．A．分子的無規則運動停息下來B．每個分子的速度大小均相等C．分子的平均動能保持不變D．分子的密集程度保持不變(2)由于水的表面張力,荷葉上的小水滴總是球形的．在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現為___________（選填“引力"或“斥力”)．分子勢能Ep和分子間距離r的關系圖象如圖1所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中______(選填“A"“B”或“C"）的位置．(3)如題圖2所示,一定質量理想氣體經歷A→B的等壓過程，B→C的絕熱過程(氣體與外界無熱量交換）,其中B→C過程中內能減少900J．求A→B→C過程中氣體對外界做的總功．12．［2019·全國卷Ⅰ]某容器中的空氣被光滑活塞封住，容器和活塞絕熱性能良好，空氣可視為理想氣體．初始時容器中空氣的溫度與外界相同，壓強大于外界．現使活塞緩慢移動，直至容器中的空氣壓強與外界相同．此時，容器中空氣的溫度________________（填“高于"“低于"或“等于"）外界溫度,容器中空氣的密度________________（填“大于"“小于”或“等于”)外界空氣的密度．13．［2020·銀川一中月考]如圖所示，氣缸呈圓柱形，上部有擋板，內部高度為d。筒內一個很薄的質量不計的活塞封閉一定量的理想氣體，開始時活塞處于離底部eq\f（d，2）的高度,外界大氣壓強為1.0×105Pa,溫度為27℃，現對氣體加熱．求：(ⅰ)當活塞剛好到達氣缸口時氣體的溫度；（ⅱ)氣體溫度達到387℃時氣體的壓強．14。[2020·甘肅河西五市聯考］一個水平放置的氣缸，由兩個截面積不同的圓筒連接而成．活塞A、B用一長為4L的剛性細桿連接，L＝0.5m，它們可以在筒內無摩擦地左右滑動．A、B的截面積分別為SA＝40cm2,SB＝20cm2，A、B之間封閉著一定質量的理想氣體，兩活塞外側（A的左方和B的右方）是壓強為p0＝1。0×105Pa的大氣．當氣缸內氣體溫度為T1＝525K時兩活塞靜止于如圖所示的位置．(ⅰ)現使氣缸內氣體的溫度緩慢下降,當溫度降為多少時活塞A恰好移到兩圓筒連接處？（ⅱ)若在此變化過程中氣體共向外放熱500J，求氣體的內能變化了多少？15。［2020·昆明摸底]一定質量的理想氣體，狀態從A→B→C→A的變化過程可用如圖所示的p－V圖線描述,氣體在狀態C時溫度為TC＝300K，求：（ⅰ)氣體在狀態A時的溫度TA，并判斷A、B狀態溫度的高低；（ⅱ）若氣體在A→B過程中吸熱500J，則在A→B過程中氣體內能如何變化？變化了多少？16。[2019·全國卷Ⅲ］如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內有一段高度為2。0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2。0cm。若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落,管內氣體溫度與環境溫度相同．已知大氣壓強為76cmHg，環境溫度為296K.（ⅰ）求細管的長度；（ⅱ）若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度．專題92氣體狀態變化和熱力學定律1．BCE布朗運動指懸浮在液體中的小顆粒總在不停地運動，A錯誤；第二類永動機違反熱力學第二定律，故第二類永動機不能制成,D錯誤；故選BCE.2．BCD由熱力學第一定律可知，氣體從外界吸收熱量，其內能不一定增加，A錯誤；由熱力學第二定律可知,不可能把熱從低溫氣體傳到高溫氣體而不產生其他影響，B正確;由理想氣體狀態方程eq\f（pV，T）＝C可知，當氣體保持溫度不變時，增大壓強時，氣體體積減小，則氣體密度一定增大，C正確；氣體體積不變,單位體積內分子數不變，當溫度升高時，分子平均動能增大，因此單位時間內撞擊單位面積器壁上的氣體分子數增多，D正確；氣缸做加速運動時,如果同時發生熱傳遞，氣缸內氣體溫度不一定升高，E錯誤．3．BDE4。ABE5。ABD6.ABE7。ABD8．CDE懸浮在液體中的顆粒越大,布朗運動越不明顯,A錯誤；熱量、功和內能三者的單位雖然相同，但它們的物理意義不相同，B錯誤；由熱力學第二定律知封閉系統中，氣體的擴散運動總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行，C正確;電冰箱工作時既不違反熱力學第一定律,也不違反熱力學第二定律，D正確；水的飽和汽壓會隨溫度的升高而增大，E正確．9．BDE轉輪轉動的過程中克服摩擦力做功，轉輪的速度越來越小，所以要維持轉輪轉動需要外力做功,故A錯誤；要維持轉輪轉動需要外力做功，轉輪轉動所需能量不能由轉輪自己提供，是從熱水中吸收的熱量，故B正確；轉動的葉片不斷攪動熱水的過程是水對轉輪做功的過程,同時水會向四周放出熱量，根據熱力學第一定律可知水的內能減小,故水溫降低，故C錯誤;根據熱力學第二定律,物體不可能從單一熱源吸收熱量全部用來對外做功而不引起其他變化,故葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量，也一定大于水和轉輪獲得的動能，故DE正確．10．BDE過程①是等容升溫過程,由eq\f（pa，Ta）＝eq\f(pb，Tb）,可知壓強逐漸增大，A錯誤；過程②中氣體膨脹，故氣體對外界做功，B正確;過程④為等容降溫過程，氣體向外放出熱量，C項錯誤；一定質量的理想氣體的內能只與溫度有關,所以狀態c、d的內能相等，D正確；由理想氣體狀態方程eq\f(pV，T)＝C得p＝Ceq\f(T，V)，由題圖可知eq\f(Tb，Vb)>eq\f（Td,Vd)，則pb〉pd，E正確．11．（1）CD(2)引力C(3)A→B過程W1＝－p(VB－VA）B→C過程，根據熱力學第一定律W2＝ΔU則對外界做的總功W＝－（W1＋W2）代入數據得W＝1500J12．低于大于解析:本題通過理想氣體狀態變化過程考查了熱力學定律與能量守恒定律，以及學生的綜合分析與計算能力，體現了科學推理的核心素養要素．由題意可知，封閉氣體經歷了絕熱膨脹的過程,此過程中氣體對外界做功，W〈0，與外界的熱交換為零，即Q＝0，則由熱力學第一定律可知氣體內能降低，而一定質量理想氣體的內能只與溫度有關，故其溫度降低，即容器中空氣的溫度低于外界溫度．由于此時容器中空氣壓強與外界相同,而溫度低于外界溫度,若假設容器中空氣經歷等壓升溫過程而達到與外界相同狀態，由eq\f（pV，T)＝C可知其體積必然膨脹，則升溫后的容器中空氣密度必然比假設的等壓升溫過程前密度小,而假設的等壓升溫過程后容器中空氣的密度等于外界空氣密度，故此時容器中空氣的密度大于外界空氣的密度．13．（ⅰ）600K（ⅱ)1。1×105Pa解析：(ⅰ)以封閉氣體為研究對象，剛好到氣缸口過程為等壓變化,由蓋—呂薩克定律有eq\f(V1,T1）＝eq\f(V2,T2），V1＝Seq\f（d,2），T1＝300K，V2＝Sd，解得T2＝600K.(ⅱ)T3＝387℃＝660K〉T2，封閉氣體做等容變化由eq\f（p1,T2)＝eq\f(p3，T3)，p1＝1×105Pa，解得p3＝1。1×105Pa14．（ⅰ)300K(ⅱ)減少200J解析:(ⅰ)活塞向右緩慢移動過程中,氣體發生等壓變化由蓋-呂薩克定律有eq\f（3LSA＋LSB，T1）＝eq\f（4LSB,T2）代入數值得T2＝300K時活塞A恰好移到兩筒連接處(ⅱ）活塞向右移動過程中，外界對氣體做功W＝p0·3L（SA－SB）＝1×105×3×0。5×(4×10－3－2×10－3)J＝300J由熱力學第一定律得ΔU＝W＋Q＝300J－500J＝－200J即氣體的內能減少200J15．（ⅰ）TB＞TA（ⅱ）增加ΔU＝200J解析:(ⅰ)從A到C,根據理想氣體的狀態方程可知eq\f（pCVC，TC)＝eq\f(pAVA，TA）解得TA＝300Keq\f(pCVC，TC)＝eq\f（pBVB，TB)解得TB＝600KTB>TA(ⅱ)氣體從A到B過程壓強不變W＝－pΔV由熱力學第一定律得ΔU＝Q＋W解得ΔU＝200J16．(ⅰ）41cm（ⅱ)312K解析：本題考查了氣體實驗定律內容，培養學生的綜合分析能力、應用數學知識處理物理問題的能力,體現了核心素養中的科學推理要素．(ⅰ）設細管的長度為L,橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V,壓強為p；細管倒置時，氣