loading高三物理第二节热学
(一)
23-1
(二)掌握阿伏加德罗常数NA=6.02×10mo1的含义，并能应用NA将物质的宏观量和微
(三)熟练掌握热力学第一定律△E=Q+W及其应用。这要求深刻理解分子动能、分子势能、
(四)理想气体的状态方程和克拉珀龙方程是解答气体问题的核心，必须加以熟练掌握并
(五)理解理想气体三种状态图象的物理意义，并能进行三种状态图象间的等效变换。 二、例题解析
例1 质量一定的物体，在温度不变条件下体积膨胀时，物体内能的变化是 ( ) A. B. C. D.
【解析】错选A：总以为物体体积膨胀，分子间距离增大，分子引力作负功，分子势能
基于分子力随分子距离的可变特性，在物体体积膨胀时，在分子间的距离由r＜r0增大到r＞r0的过程中，分子间的势能先减小，后增大。题设物体体积膨胀时，却隐蔽了初始状态，究竟体积膨胀时分子距离r在什么范围内变化没有交代，故无法判断分子势能的变化，
综上分析，选项D正确。
例2 如右图所示，有一圆筒形气缸静置在地上，气缸圆筒的质量为M，活塞及手柄的质量为m，活塞截面积为S。现用手握住活塞手柄缓慢地竖直向上提，求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强。(当时的大气压强为P0，当地的重力加速度为g，活塞缸壁的摩擦不计，活塞未脱离气缸)
【解析】此题是一道力热综合问题，对气体是等温变化过程，对活塞、
欲求气缸刚离地时缸内封闭气体的压强P封气，把气缸隔离出来研究最方便。
气缸受竖直向下的重力G缸(大小等于Mg)，封闭气体竖直向下的压力
F封气(大小等于P封气S)，大气竖直向上的压力F大气(大小等于P0S)。由平衡条件，有
F大气-G缸-F封气=0 即P0S-Mg-P封气S=0
∴P封气=P0-
Mg S例3 一根内径均匀，一端封闭，另一端开口的直玻璃管，长l=100cm，用一段长h=25cm的水银柱将一部分空气封在管内，将其开口朝上竖直放置，被封住的气柱长l0=62.5cm。这时外部的大气压p0=75cmHg,环境温度t0=-23℃，见右图，现在使气柱温度缓慢地逐渐升高，外界大气压保持不变，试分析为保持管内被封气体具有稳定的气柱长，温度能升高的最大值，
【解析】这是一个关于气体在状态变化过程中，状态参量存在极值的问题，首先，对过程进行分析，当管内气体温度逐渐升高时，管内气体体积要逐渐增大，气体压强不变，pV值在增大。当上水银面升到管口时，水银开始从管内排出，因为
pV=C，当管内水银开始排出后，空气柱体积增大，而压强减小，若TpV值增大，则温度T继续升高，当pV值最大时温度最高。如果温度再升高不再满足
pV=C，管内气体将不能保持稳定长度。 T选取封闭气体为研究对象，在温度升高过程中，可分成两个过程研究。
第一过程：从气体开始升温到水银升到管口，此时气体温度为T，管的横截面积为S，此过程为等压过程，根据盖·吕萨定律有：
l0Sl'Sl'=所以T=T0
l0T0T其中：T0=t0+273=250K l′=75cm l0=62.5cm。
代入数据解得T=300(K)
第二过程，温度达到300K时，若继续升温，水银开始溢出，设当温度升高到T′时，因水银溢出使水银减短了x，此过程气体的三个状态参量p、V、T均发生了变化。p1=p0+h=75+25=100(cmHg) V1=l′s=7.5S
T1=300K
p2=(p0+h-x)=(100-x)cmHg V2=(75+x)S T2=?
根据状态方程
p1V1p2V2=则有 T1T2100?75S(100?x)?(75?x)S=
300T2所以T2=
11(100-x)(75+x)=- x2+x+300
2525根据数学知识得 当x=12.5m时 T2取得最大值，且最大值T2max=306.25K即当管内气体
温度升高到T2max=33.25℃时，管内气柱长为87.5cm。
例4 容积V=40L的钢瓶充满氧气后，压强为p=30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分别装到容积为V0=5L的小瓶子中去。若小瓶已抽成真空，分装到小瓶子中的气体压强均为p0=2atm，在分装过程中无漏气现象，且温度保持不变，那幺最多可能装的瓶数是多少?
【解析】本题考查玻—马定律的应用和分解解决实际问题的能力。并且培养了考生全面
设最多可装的瓶子数为n，由波— pV=p0V+np0V0
∴n=(pV-p0V)/(p0V0)
=(30×20-2×20)/(2×5)=56(瓶) 在本题中应注意，当钢瓶中气体的压强值降至2个大气压时，已无法使小瓶中的气体压强达到2个大气压，即充装最后一瓶时，钢瓶中所剩气体压强为2
(一)
1.把一只质量为M的玻璃杯开口向下，当杯子一半竖直插入水中时，杯子刚好平衡，此时若使杯子再下降一小段距离，则杯子将 ( )
A.加速上浮，最后仍在原平衡位置 B. C.仍保持平衡 D.
2.一定质量的理想气体其状态变化过程的p与V的关系如图所示，该过程p-T图应是 ( )
3.如右图所示，已知大气压强为p0=750mmHg,粗细均匀玻璃管中有A、B两段气体，被4cm长水银柱隔开，下面水银柱高为66cm,A、B两段空气柱长度各为4cm和8cm，现欲使A段气柱长度增加1cm并保持稳定，应将管慢慢竖直提高 ( )
A.9cm B.3cm C.2cm D.1cm
4.如图所示，一个粗细均匀的圆筒，B端用塞子塞紧，需要12N的压力才能被顶出，A
25
处有一小孔，距B端30cm，圆筒截面积S=0.8cm,外界大气压p0=10Pa.当推压活塞距B端多远时塞子将被推出，设温度保持不变 ( )
A.距B端12cm B.距B端18cm C.距B端20cm D.距B端10cm 5.分子间的势能与体积的关系，正确的是 ( )
A.物体的体积增大，分子间的势能增加 B.气体分子的距离增大，分子间的势能减小 C.物体的体积增大，分子间的势能有可能增加 D.物体的体积减小，分子间的势能增加
4题图 6题图 7题图
6.如右图所示的图中，表示查理定律内容的是 ( )
A.只有(2) B.只有(2)、(3) C.都是 D.只有(1)、(2)、(4) 7.如图所示是一定质量的理想气体的两条等容线a和b，如果气体由状态A等压变化到状态B，则在此变化过程中是 ( )
A. B.
C. D.
8.关于内能和温度的下列说法中正确的是 ( )
A. B. C. D. 9.如图所示，用光滑的木塞把容器分隔成二部分A和B，当温度为0℃时，体积VA∶VB=1∶2，当外界气温升到273℃时，活塞 ( )
A.不动 B. C.向左移动 D.
10.下列数据组中，可算出阿伏加德罗常数的是 ( ) A.水分子的体积和水分子的质量 B.水分子的质量和水的摩尔质量 C.水的摩尔质量和水的密度 D.水的摩尔质量和水分子体积
11.如图所示，甲、乙两玻管两端封闭，竖直放置，室温时空气柱长度l甲上=2l甲下， 1
乙上
=
1·l2乙下
，现将两玻管全都浸没在0℃的冰水中，则甲、乙两管中水银柱
移动方向是 ( )
A.甲向上，乙向下 B.甲向 C.甲、乙均向上 D. 12.如右图所示，一个开口向上的绝热容器中，有一个活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量以及活塞和容器壁之间的摩擦忽略不计，活塞原来静止在A处，质量为m的小球从活塞上方h处自由下落，随同活塞一起下降到最低位置B处，接着又从B处往上反弹，则下列说法中正确的 ( )
A.活塞从A到B B.活塞在B C.活塞在B D.活塞最终将静止在B
13.一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，当气体温度从100℃升高到200℃时，则 ( )
A.其体积增大到原来的2
100 273100C.体积的增量△V是原体积的
373100D.体积的增量△V是0℃时体积的
273B.体积的增量△V是原体积的