9、如图11甲所示,用面积为S的活塞在气缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m.现对气缸缓缓加热,使气缸内的空气温度从T1升高到T2,空气柱的高度增加了ΔL,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0.求:

(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少?

(2)请在图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).

解析　 (1)对活塞和砝码mg+p₀S=Ps　　　 得p=p₀+

气体对外做功W=pSΔL=(p₀S+mg)ΔL

由热力学第一定律W+Q=ΔU

ΔU=Q-(p₀S+mg)ΔL

(2)如下图所示

8、(1)关于热现象,下列说法正确的是　　 　　.(填选项前的编号)

　 ①布朗运动就是液体分子的运动

　 ②气体压强是大量气体分子碰撞器壁产生的

　 ③第二类永动机是不可能制成的,因为它违反了能量守恒定律

　 ④气体吸收热量,内能一定增加

　 (2)一定质量的理想气体,在保持体积不变的情况下,使压强增大到原来的1.1倍,则其温度由原来的27℃变为　　　　 . (填选项前的编号)

①330℃　　　　　　 ②29.7℃

③57℃　　　　　　　 ④300℃

答案　 (1)②　 (2)①

7.(1)如图7所示,把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察,并用显微镜追踪一个小炭粒的运动,每隔30 s把炭粒的位置记录下来,然后用直线把这些位置按时间顺序依次连接起来,就得到类似如图所示的炭粒运动的位置连线,可以看出,　　 　的运动是无规则的,从其运动的无规则性间接地反映了　　　 .

(2)如图8所示,在向带瓶塞的大口玻璃瓶内持续打气,瓶塞会跳出,取瓶塞跳出的过程,是　　　 对　　　　 做功,瓶内气体的温度　　　　 .

答案　 (1)炭粒　 液体分子运动的无规则性

(2)系统或气体　 外界　 下降

6、如图4所示,在气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞质量不计,面积　 为S,距缸底的距离为h1.气缸的导热性能良好,内壁光滑.外界环境摄氏温度为t₁.现缓慢升高环境温度,使活塞上升Δh后重新静止.已知此过程中外界大气压强始终为p₀.

(1)此过程中气体分子的平均动能　　　　 (填“增大”、“减小”或“不变”).

(2)若此过程中气体从外界吸收的热量为Q,则气体内能变化量为 　　　　　.

(3)试求活塞重新静止时的外界环境温度.

解析　 (1)因气体温度与外界始终相同,外界温度升高,气体温度升高,分子平均动能增大.

(2)由ΔU=W+Q得ΔU=-p₀SΔh+Q

(3)设活塞重新静止时的外界环境温度为t₂.由题意可知气体做等压变化.

由盖-吕萨克定律:　　　　　 得

t₂=　　　 (273+t₁)-273=(1+　 )(273+t₁)-273

得T₂=　　　 (273+t₁)

5.若一定质量的理想气体分别按如图1所示的三种不同过程变化,其中表示等容变化的是　　　　 (填“a→ b”、“b→c”或“c→d”),该过程中气体　　　 (填“吸热”或“放热”). 　(1)a→b　 吸热　

　 (2)一种油的密度为ρ ,摩尔质量为M.取体积为V的油慢慢滴出,可滴n滴.将其中一滴滴在广阔水面上 形成面积为S的单分子油膜.试推算出阿伏加德罗常数.

解析　 (2)体积为V的油所含的分子数为N　 N=

设一个油分子的直径为d,　　　　　　 则Sd=

又　　 N=　　　　　　　 N_A=

4.(2009·佛山市质量检测二)(1)小强新买了一台照相机,拍到如图16所示的照片,他看到的小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中,他认为是靠水的浮力作用,同班的小明则认为小强的说法不对.事实上小昆虫受到的支持力是由　　　　　　　 提供的.小强将照相机带入房间时,发现镜头上蒙上了一层雾,说明室内水蒸气的压强相对室外温度,超过了其对应的　　　　　　 ,此时室内湿度相对室外的温度　　　　　 100%.

2)若把体积为V的油滴滴在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为　　 .已知阿伏加德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为　　　　　　　 .

答案 (1)水的表面张力　 饱和蒸汽压　 达到甚至超过

3.(2009·厦门市)(1)关于分子势能,下列说法正确的是　　 　　　.

　 ①物体体积增大,分子势能一定增大　

　 ②气体分子的距离增大,分子间的势能减小

③分子间表现为引力时,距离越小,分子势能越大

④分子间表现为斥力时,距离越小,分子势能越大

(2)如图15所示,A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A的温度为T_A,状态B的温度为T_B.由图可知　　　 .(填选项前的编号)

①T_A∶T_B=1∶1　　　　 ②T_A∶T_B=1∶4

③T_A∶T_B=4∶1　　　　 ④T_A∶T_B=6∶1

答案　 (1)④　 (2)②

2.(2009·泉州市质检)(1)有两个玻璃瓶A、B,各装有温度分别为60℃的热水和5℃的冷水,则下列说法中正确的是 　　　　　.(填选项前的编号)

　 ①A瓶中水分子平均动能比B瓶中水分子平均动能大

　 ②A瓶中水分子数比B瓶中水分子数多

　 ③A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大

　 ④A、B两瓶中水分子间的平均距离相等

(2)一个绝热气缸内封闭有一定质量气体,压缩活塞前气缸体积为V,压强为p,现在用力推活塞,使气缸内气体体积减小到　 　,则气体的压强变为　　 　.(填选项前的编号)

①小于6p　　　　 ②等于6p　　　 ③大于6p　　　　 ④无法确定

答案　　 (1)①　 (2)③

1.(2009·潍坊市5月模拟)横截面积为S的气缸水平放置,固定不动,气缸壁是　 导热的.两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两个气室.达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2,如图14所示.在室温不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动一段距离d,求活塞B向右移动的距离,不计活塞与气缸之间的摩擦.

解析　 平衡时两气室内的压强相等,设初态时气室内压强为p₀,气室1、2的体积分别为V₁、V₂;在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x;最后气缸内压强为p,因温度不变,对气室1和2的气体分别运用玻意耳定律,得

气缸1:p₀V₁=p(V₁-Sd+S·x)

气缸2:p₀V₂=p(V₂-S·x)　　　　　　　 又

活塞B向右移动的距离为x=

3、(1)(5分)带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体.气体开始处于状态a,然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到达状态c,b、c状态温度相同,如图10所示.设气体在状态b和状态c的压强分别为pb和pc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac,则　　　　　 (填入选项前的字母,有填错的不得分)

A.p_b>p_c,Q_ab>Q_ac B.p_b>p_c,Q_ab<Q_ac?

C.p_b<p_c,Q_ab>Q_ac　　　　　　　 D.p_b<p_c,Q_ab<Q_ac

　(2)(10分)图11中系统由左右两个侧壁绝热、底部导热、截面均为S的容器组成.左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭.两个容器的下端由可忽略容积的细管连通. 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气.大气的压强p₀,温度为T₀=273 K,两活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1p₀.系统平衡时,各气体柱的高度如图所示.现将系统底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定高度.用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体.求:

①第二次平衡时氮气的体积.

②水的温度.

解析　 (1)因为b、c温度相同,体积不同,由　 =恒量可知,体积越大,压强越小,即b状态压强小.由a到c体积不变,不对外做功,而由a到b体积增大,对外做功, 两个过程内能的增加量相同,由热力学第一定律可得Q_ab>Q_ac,C正确.

(2)①考虑氢气的等温过程.该过程的初态压强为p₀,体积为hS,末态体积为0.8hS.设末态的压强为p,由玻意耳定律得p=　 　　　=1.25p₀

活塞A从最高点被推回到第一次平衡时位置的过程是等温过程,该过程的初态压强为1.1p₀,体积为V;末态压强为p′,体积为V′,则

p′=p+0.1p₀=1.35p₀ V′=2.2hS

由玻意耳定律得V=　 　　　×2.2hS=2.7hS

②活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程.该过程的初态体积和温度分别为2hS和T₀=273 K,末态体积为2.7hS.设末态温度为T,由盖-吕萨克定律

得T=　　　 　=368.55 K

演　 练