第一部分專題七1．(2022·江西南昌二模)(1)如圖所示是某容器內(nèi)一定量理想氣體的狀態(tài)變化A→B→C→A過程的p-T圖象，下列說法正確的是(ABC)A．由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體始終吸收熱量B．由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體始終放出熱量C．由狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，氣體對外界做功D．氣體處于狀態(tài)A與狀態(tài)C相比，氣體分子平均距離較小，分子平均動能較小E．A→B過程吸收的熱量等于C→A過程放出的熱量(2)如圖所示為一簡易火災(zāi)報警裝置．其原理是：豎直放置的試管中裝有水銀，當(dāng)溫度升高時，水銀柱上升，使電路導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警的響聲．27℃時，空氣柱長度l1為20cm，水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離l2為10cm，管內(nèi)水銀柱的高度h為13cm，大氣壓強大小為75cmHg．求：①當(dāng)溫度達到多少℃時，報警器會報警；②如果要使該裝置在87℃時報警，則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)注入多少cm高的水銀柱．【答案】(2)①177℃②8cm【解析】(1)由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中，氣體體積不變，氣體不對外做功，外界也不對氣體做功；溫度升高，氣體的內(nèi)能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體始終吸收熱量，A正確；由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體的溫度不變，氣體的內(nèi)能不變；從狀態(tài)A到狀態(tài)C，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p0VA,2T0)＝eq\f(3p0VC,3T0)，又因為VB＝VA，解得VB＝VA＝2VC，由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體的體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體始終放出熱量，B正確；由狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中，因為VA＝2VC，氣體體積增大，氣體對外界做功，C正確；氣體處于狀態(tài)A與狀態(tài)C相比，因為VA＝2VC，狀態(tài)A的氣體體積大，氣體分子平均距離較大，溫度較低，分子平均動能較小，D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，A→B過程吸收的熱量等于增加的內(nèi)能，Q吸＝ΔU，C→A過程放出的熱量等于減少的內(nèi)能與對外做功之和，Q放＝ΔU＋W，而增加的內(nèi)能等于減少的內(nèi)能，所以A→B過程吸收的熱量小于C→A過程放出的熱量，E錯誤，故選ABC．(2)①根據(jù)題意可知，氣體的狀態(tài)變化是等壓變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，所以eq\f(Sl1,273＋27)＝eq\f(Sl1＋l2,273＋t)，求得t＝177℃；②設(shè)加入的汞柱為xcm，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可得eq\f(P1V1,T1)＝eq\f(P3V3,T3)，P1＝88cmHg，V1＝20S，T1＝300K，P3＝(88＋x)cmHg，T3＝(273＋87)K，V3＝(43－13－x)S，解得x＝8cm．2．(2022·河南頂級名校聯(lián)考)(1)當(dāng)籃球氣不足時常用打氣筒和氣針給籃球充氣，把氣針安裝在打氣筒的氣嘴上，把氣針慢慢地插入籃球氣孔，然后壓縮打氣筒將空氣壓入籃球內(nèi)，如圖所示．在一次緩慢壓縮打氣筒的充氣過程中，設(shè)此次充氣過程中籃球的體積不變，氣體溫度不變，打氣筒內(nèi)的氣體全部壓入籃球內(nèi)，沒有向外界漏氣，氣體可視為理想氣體，對于此次充氣前打氣筒內(nèi)的氣體和籃球內(nèi)原來的氣體，下列說法正確的是(BDE)A．此過程中氣體的內(nèi)能增大B．此過程中氣體分子的平均動能不變C．此過程中每個氣體分子的動能均不變D．此過程中氣體向外界放出熱量E．此過程中氣體分子單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)增多(2)如圖，一豎直放置的絕熱圓柱形汽缸上端開口且足夠高，汽缸的橫截面積為S，兩個活塞M、N將兩部分理想氣體A、B封閉在汽缸內(nèi)，兩部分氣體的溫度均為t0＝27℃，其中活塞M為導(dǎo)熱活塞，活塞N為絕熱活塞，活塞M為輕活塞，活塞N的質(zhì)量為eq\f(p0S,g)．兩活塞的間距為3L，活塞N距汽缸底的距離為6L．其底部有一體積很小的加熱裝置，其體積可忽略不計．已知外界的大氣壓為p0，環(huán)境的溫度為27℃且保持不變，重力加速度大小為g，兩活塞的厚度及活塞與汽缸之間的摩擦均可忽略不計，兩活塞始終在水平方向上．現(xiàn)用加熱裝置緩慢加熱氣體B，使其溫度達到t1＝127℃，同時將質(zhì)量為eq\f(2p0S,g)的物體慢慢放于活塞M上，系統(tǒng)穩(wěn)定后兩活塞都不移動．求：①系統(tǒng)穩(wěn)定后理想氣體B的壓強pB；②系統(tǒng)穩(wěn)定后活塞M移動的距離d．【答案】(2)①4p0②4L【解析】(1)打氣筒內(nèi)的氣體全部壓入籃球內(nèi)，沒有向外界漏氣，氣體質(zhì)量不變，緩慢壓縮打氣筒氣體溫度不變，則氣體內(nèi)能不變，A錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度不變，則分子的平均動能不變，但不是每個分子的動能都不變，B正確，C錯誤；充氣前氣體在打氣筒和籃球內(nèi)，充氣后氣體全部在籃球內(nèi)，籃球的體積不變，則氣體的體積減小，則此過程中外界對氣體做功，即W＞0，氣體溫度不變，則內(nèi)能不變，即ΔU＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，則Q＜0，即氣體向外界放出熱量，D正確；壓縮過程中氣體溫度不變，根據(jù)玻意耳定律可知氣體的壓強增大，此過程中氣體的溫度不變，即分子熱運動的激烈程度不變，但壓強增大，則氣體分子單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的次數(shù)增加，E正確．故選BDE．(2)①系統(tǒng)穩(wěn)定后對活塞M受力分析，有pAS＝p0S＋eq\f(2p0S,g)g對活塞N受力分析，有pBS＝pAS＋eq\f(p0S,g)g聯(lián)立，可得pB＝4p0②緩慢放上物體后直至系統(tǒng)穩(wěn)定過程理想氣體A溫度保持不變，初始壓強為pA0＝p0設(shè)穩(wěn)定后兩活塞的間距為LA，根據(jù)玻意耳定律，可得pA0·3LS＝pA·LAS解得LA＝L理想氣體B初始壓強設(shè)為pB0，穩(wěn)定后活塞N距汽缸底的距離為LB有pB0S＝pA0S＋eq\f(p0S,g)g解得pB0＝2p0根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pB0·6LS,T0)＝eq\f(pB·LBS,T1)其中T0＝300K，T1＝400K解得LB＝4L系統(tǒng)穩(wěn)定后活塞M移動的距離為d＝(3L＋6L)－LA－LB＝4L．3．(2022·四川南充三模)(1)下列說法中正確的是(ADE)A．放過煤的混凝土地面下一定深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子在做無規(guī)則的熱運動B．分子間表現(xiàn)為斥力時，分子間距離越小，分子勢能越小C．熱量不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化D．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加E．有的物質(zhì)微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，在不同條件下能夠生成不同的晶體(2)如圖所示，內(nèi)徑相同的兩U形玻璃管豎直放置在空氣中，中間用細軟管相連，左側(cè)U形管頂端封閉，右側(cè)U形管開口，用水銀將部分氣體A封閉在左側(cè)U形管內(nèi)，細軟管內(nèi)還有一部分氣體．已知環(huán)境溫度恒為17℃，大氣壓強為76cmHg，穩(wěn)定時，A部分氣體長度為20cm，管內(nèi)各液面高度差分別為h1＝8cm、h2＝10cm．求：①A部分氣體的壓強；②現(xiàn)僅給A部分氣體加熱，當(dāng)管內(nèi)氣體溫度升高了40℃時，A部分氣體長度為22cm，求此時右側(cè)U形管液面高度差h2′．【答案】(1)①58cmHg②12cm【解析】(1)放過煤的混凝土地面下一定深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子在做無規(guī)則的熱運動，A正確；當(dāng)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力時，分子間的距離變小的過程中，分子力做負功，分子勢能增加，所以分子間的距離越小，分子勢能越大，B錯誤；熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，但是要引起其他變化，C錯誤；在絕熱條件下壓縮氣體，外界對氣體做功，氣體與外界沒有熱交換，氣體內(nèi)能一定增大，D正確；有的物質(zhì)微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，在不同條件下能夠生成不同的晶體，例如石墨和金剛石，E正確，故選ADE．(2)①設(shè)左側(cè)A部分氣體壓強為p1，軟管內(nèi)氣體壓強為p2，由圖中液面的高度關(guān)系可知，p0＝p2＋ρgh2p2＝p1＋ρgh1聯(lián)立解得p1＝p0－ρg(h1＋h2)＝58cmHg②由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p′1V1′,T1′)其中T1＝(273＋17)K＝290KT1′＝(273＋17＋40)K＝330K解得p1′＝60cmHg由于空氣柱長度增加2cm，則水銀柱向右側(cè)移動2cm，因此左側(cè)U形管液面高度差為h1′＝h1－2cm－2cm＝4cm由p1′＝p0－ρg(h1′＋h2′)解得h2′＝12cm．4．(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)(1)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時，F(xiàn)＝0．分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零．若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能__減小__(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能__減小__(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢能__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)零．(2)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)．甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為eq\f(1,2)p．現(xiàn)通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等．求調(diào)配后：①兩罐中氣體的壓強；②甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比．【答案】(2)①eq\f(2,3)p②eq\f(2,3)【解析】(1)從距O點很遠處向O點運動，兩分子間距減小到r2的過程中，分子間表現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減?。辉趓2→r1的過程中，分子間仍然表現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢能減小；在間距等于r1之前，分子勢能一直減小，取無窮遠處分子間勢能為零，則在r1處分子勢能小于零．(2)①氣體發(fā)生等溫變化，對甲乙中的氣體，可認(rèn)為甲中原氣體由體積V變成3V，乙中原氣體體積由2V變成3V，則根據(jù)玻意爾定律分別有pV＝p1·3V，eq\f(1,2)p·2V＝p2·3V則pV＋eq\f(1,2)p·2V＝(p1＋p2)×3V則甲乙中氣體最終壓強p′＝p1＋p2＝eq\f(2,3)p②若調(diào)配后將甲氣體再等溫壓縮到氣體原來的壓強為p，則p′V＝pV′計算可得V′＝eq\f(2,3)V由密度定義可得，質(zhì)量之比等于eq\f(m現(xiàn),m原)＝eq\f(V′,V)＝eq\f(2,3)．5．(2022·河南開封三模)(1)下列說法正確的是(CDE)A．理想氣體的內(nèi)能只與其溫度有關(guān)B．布朗運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，所以布朗運動也叫分子熱運動C．一定質(zhì)量理想氣體在等溫變化的過程中，當(dāng)其體積減小時壓強變大D．晶體在熔化過程中吸收熱量，內(nèi)能增加，但其分子平均動能保持不變E．一定質(zhì)量理想氣體克服外界壓力膨脹，但不吸熱也不放熱，內(nèi)能一定減少(2)如圖所示，玻璃泡中充有一定質(zhì)量的理想氣體，玻璃泡與粗細均勻的玻璃管連接，玻璃管豎直插在水銀槽中，玻璃管的內(nèi)截面積為0.1cm2，這時環(huán)境溫度為300K，大氣壓強為75cmHg，玻璃管中水銀柱液面與水銀槽中水銀液面高度差為15cm，水銀柱以上玻璃管長為5cm，當(dāng)環(huán)境溫度升高到420K時，玻璃管中水銀柱液面與水銀槽中水銀液面高度差為5cm，水銀槽足夠大、足夠深，求∶①玻璃泡的容積；②若環(huán)境溫度保持300K不變，將玻璃管緩慢向下移，當(dāng)水銀液面剛好上升到玻璃管上管口時，玻璃管下移的距離．(結(jié)果保留1位小數(shù))【答案】(2)①V＝4.5cm3②11.7cm【解析】(1)一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與其溫度有關(guān)，選項A錯誤；布朗運動的劇烈程度與溫度有關(guān)，但是布朗運動是固體顆粒的無規(guī)則運動，不是分子熱運動，選項B錯誤；根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，一定質(zhì)量理想氣體在等溫變化的過程中，當(dāng)其體積減小時壓強變大，選項C正確；晶體在熔化過程中吸收熱量，內(nèi)能增加，由于溫度不變，則其分子平均動能保持不變，選項D正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，一定質(zhì)量理想氣體克服外界壓力膨脹，但不吸熱也不放熱，內(nèi)能一定減少，選項E正確，故選CDE．(2)①開始時封閉氣體的壓強p1＝75cmHg－15cmHg＝60cmHg玻璃管中氣體的體積V1＝5×0.1cm3＝0.5cm3升溫后氣體的壓強p2＝75cmHg－5cmHg＝70cmHg玻璃管中氣體的體積V2＝15×0.1cm3＝1.5cm3設(shè)玻璃泡的容積為V，則根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(p1V＋V1,T1)＝eq\f(p2V＋V2,T2)解得V＝4.5cm3．②設(shè)水銀上升到玻璃管上管口時，封閉氣體的壓強為p3，則p1(V＋V1)＝p3V解得p3＝eq\f(200,3)cmHg則槽口水銀面上方玻璃管長為75－eq\f(200,3)＝eq\f(25,3)cm，則玻璃管下移的距離h＝20cm－eq\f(25,3)cm＝eq\f(35,3)cm≈11.7cm．6．(2022·四川成都三診)(1)下列說法正確的是(ABE)A．溫度升高，分子熱運動的平均動能增大，但并非所有分子的速率都增大B．100℃的水變成100℃的水蒸氣的過程中，分子勢能將增大C．氣體很容易充滿整個容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)D．有規(guī)則外形的物體是晶體，沒有確定幾何外形的物體是非晶體E．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(2)如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱汽缸，活塞橫截面積為S＝0.01m2，可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動．汽缸側(cè)壁有一個小孔與裝有水銀的U形玻璃管相通，氣缸內(nèi)封閉了一段高為H＝70cm的氣柱(U形管內(nèi)的氣體體積不計)．已知活塞質(zhì)量m＝6.8kg，大氣壓強p0＝105pa，水銀密度ρ＝13.6×103kg/m3，g＝10