高考物理一輪復(fù)習(xí)課件專題十四熱學(xué) (含解析)

考點(diǎn)一分子動(dòng)理論五年高考統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組1.(2019北京理綜,15,6分)下列說(shuō)法正確的是

()A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D.氣體膨脹對(duì)外做功且溫度降低,分子的平均動(dòng)能可能不變答案

A本題為熱學(xué)中的基本概念的辨析問(wèn)題,主要考查考生對(duì)物理觀念的理解能力,體現(xiàn)

了能量觀念、模型建構(gòu)等核心素養(yǎng)。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,故A項(xiàng)正確;內(nèi)能是所有分子的分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,B錯(cuò)

誤;氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能和分子密集程度有關(guān),故C錯(cuò)誤;氣體溫度降低,則氣體分子

的平均動(dòng)能減小,故D錯(cuò)誤。試題評(píng)析物理觀念是物理學(xué)科重要的核心素養(yǎng)之一,體現(xiàn)著人們對(duì)客觀事實(shí)的基本認(rèn)識(shí)。

這些認(rèn)識(shí)往往以基本的物理概念呈現(xiàn),是否牢固掌握這些概念,體現(xiàn)著對(duì)物理認(rèn)識(shí)水平的高低,

所以用辨析題目考查這些概念是高考中的常見形式。2.(2018北京理綜,14,6分)關(guān)于分子動(dòng)理論,下列說(shuō)法正確的是

()A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無(wú)關(guān)

B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.分子間同時(shí)存在著引力和斥力

D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大答案

C本題考查分子動(dòng)理論。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越高,分子運(yùn)動(dòng)越

劇烈,氣體擴(kuò)散越快,A錯(cuò);布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng),不是液體分子的運(yùn)

動(dòng),B錯(cuò);分子間同時(shí)存在著引力和斥力,且隨著分子間距的增大,引力和斥力均減小,故C對(duì)、D

錯(cuò)。易錯(cuò)點(diǎn)撥分子力與分子間距離的關(guān)系分子間同時(shí)存在引力與斥力,兩力的大小均與分子間距有關(guān),分子力是指這兩個(gè)力的合力,下圖

為斥力f斥、引力f引及分子力f分隨分子間距離r的變化關(guān)系圖線。

3.(2017北京理綜,13,6分)以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是

()A.水流速度越大,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B.水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C.水的溫度越高,水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈D.水的溫度升高,每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大答案

C本題考查分子動(dòng)理論。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志,故溫度越高,分子熱運(yùn)

動(dòng)越劇烈。分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān),故選項(xiàng)A錯(cuò)C對(duì);水凝結(jié)成冰后,

分子熱運(yùn)動(dòng)依然存在,B項(xiàng)錯(cuò)誤;溫度升高,分子運(yùn)動(dòng)的平均速率增大,但不是每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速

率都會(huì)增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。易錯(cuò)點(diǎn)撥分子熱運(yùn)動(dòng)與物體運(yùn)動(dòng)、物態(tài)變化的關(guān)系水流速度大,只是說(shuō)明水流整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大,是宏觀運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),而分子熱運(yùn)動(dòng)是指物體內(nèi)部

的分子微觀層面的運(yùn)動(dòng),兩者沒有必然聯(lián)系;水凝結(jié)成冰的過(guò)程,溫度保持不變,分子熱運(yùn)動(dòng)的

平均動(dòng)能不變,這一過(guò)程中物體放出熱量,內(nèi)能減少。4.(2016北京理綜,20,6分,0.51)霧霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特

定氣候條件與人類活動(dòng)相互作用的結(jié)果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度

相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆

粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),PM1

0的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且

兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化。據(jù)此材料,以下敘述正確的是

()A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10-6m的懸浮顆粒物B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng)D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大答案

C

PM10的直徑小于或等于10×10-6m=1.0×10-5m,A錯(cuò)誤;處于靜穩(wěn)態(tài)的顆粒受力平衡,

B錯(cuò)誤;布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒物的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),C正確;根據(jù)題意不能判斷PM2.5的濃度隨高度

的增加而增大,D錯(cuò)誤。評(píng)析本題聯(lián)系社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,考查相關(guān)的熱學(xué)知識(shí)。5.[2018課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)對(duì)于實(shí)際的氣體,下列說(shuō)法正確的是

()A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí),其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能答案

BDE本題考查氣體的內(nèi)能。氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子的動(dòng)能和分子間的勢(shì)能之和,故A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)歸納氣體的內(nèi)能對(duì)于質(zhì)量一定的氣體,所有分子的勢(shì)能和動(dòng)能之和等于氣體的內(nèi)能。對(duì)于理想氣體,分子的勢(shì)

能可忽略不計(jì)。6.[2017課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](多選)氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分

子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說(shuō)法正確的是

()A.圖中兩條曲線下面積相等B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.與0℃時(shí)相比,100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分

比較大答案

ABC本題考查氣體分子速率及分布率。每條曲線下面積的意義是各種速率的分子數(shù)總和占總分子數(shù)的百分比,故面積相等,A正確、

D錯(cuò)誤。氣體溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子平均動(dòng)能越大,大速率的分子數(shù)所占總分

子數(shù)的百分比越大,故虛線對(duì)應(yīng)的溫度較低,B、C皆正確。由圖中0~400m/s區(qū)間圖線下的面

積可知0℃時(shí)出現(xiàn)在0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,E錯(cuò)誤。7.[2015課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分,0.425](多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是

()A.溫度越高,擴(kuò)散進(jìn)行得越快B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的答案

ACD擴(kuò)散現(xiàn)象是分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映,C正確,E錯(cuò)誤;溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越激

烈,擴(kuò)散越快,A正確;氣體、液體、固體的分子都在不停地進(jìn)行著熱運(yùn)動(dòng),擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液

體和固體中都能發(fā)生,D正確;在擴(kuò)散現(xiàn)象中,分子本身結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,不屬于化學(xué)變化,B錯(cuò)

誤。8.[2019江蘇單科,13(1)](多選)在沒有外界影響的情況下,密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長(zhǎng)時(shí)

間后,該氣體

()A.分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來(lái)B.每個(gè)分子的速度大小均相等C.分子的平均動(dòng)能保持不變D.分子的密集程度保持不變答案

CD本題考查了分子動(dòng)理論與學(xué)生對(duì)分子動(dòng)理論基本內(nèi)容的理解能力,體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)

與相互作用觀念的素養(yǎng)要素。由分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容可知,分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在無(wú)外界影響下,靜

置的理想氣體溫度不變,因此分子的平均動(dòng)能不變,但每個(gè)分子的速度大小無(wú)法確定,選項(xiàng)B錯(cuò)

誤,C正確;因靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)在各個(gè)位置的概率相等,故分子的密集程度保持

不變,選項(xiàng)D正確。教師專用題組9.(2009北京理綜,13,6分)做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖。圖中記錄的是

()

A.分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C.某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖線D.按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線答案

D微粒在周圍液體分子無(wú)規(guī)則碰撞作用下,做布朗運(yùn)動(dòng),軌跡是無(wú)規(guī)則的,實(shí)際操作中

不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡;而按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線的無(wú)規(guī)則

性,也能充分反映微粒布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性,本實(shí)驗(yàn)記錄描繪的正是某一微粒位置的連線,故選

D。10.(2008北京理綜,15,6分)假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1g水的分子個(gè)數(shù),每人每小時(shí)可以數(shù)500

0個(gè),不間斷地?cái)?shù),則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023mol-1)()A.10年

B.1千年

C.10萬(wàn)年

D.1千萬(wàn)年答案

C

1g水所含水分子的個(gè)數(shù)為

×6×1023,要數(shù)完水分子個(gè)數(shù)所需時(shí)間為t=

年=1×105年,所以答案為C。統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組1.(2015北京理綜,13,6分,0.95)下列說(shuō)法正確的是

()A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小B.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減小C.物體吸收熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能增加D.物體放出熱量,同時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能可能不變考點(diǎn)二熱力學(xué)定律答案

C根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W判斷,只有C項(xiàng)正確。思路點(diǎn)撥做功和熱傳遞都可以改變內(nèi)能,物體內(nèi)能的變化要綜合分析這兩個(gè)因素。考查點(diǎn)內(nèi)能及熱力學(xué)第一定律。2.(2014北京理綜,13,6分,0.99)下列說(shuō)法中正確的是

()A.物體溫度降低,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大B.物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變答案

B溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高則其分子平均動(dòng)能增大,反之,則其分子

平均動(dòng)能減小,故A錯(cuò)誤B正確。物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,宏觀

上取決于物體的溫度、體積和物質(zhì)的量,故C、D錯(cuò)誤。思路點(diǎn)撥溫度反映分子平均動(dòng)能的大小,而內(nèi)能包括了所有的分子動(dòng)能和勢(shì)能兩部分?？疾辄c(diǎn)內(nèi)能和分子動(dòng)理論。3.(2013北京理綜,13,6分,0.90)下列說(shuō)法正確的是

()A.液體中懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)C.物體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加D.物體對(duì)外界做功,其內(nèi)能一定減少答案

A布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),而不是液體(或氣體)分

子的運(yùn)動(dòng),故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知,若物體從外界吸收熱量同

時(shí)對(duì)外做功,其內(nèi)能也可能不變或減少,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;物體對(duì)外做功同時(shí)從外界吸熱,其內(nèi)能也可

能增加或不變,D選項(xiàng)錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)布朗運(yùn)動(dòng)和熱力學(xué)第一定律。易錯(cuò)警示布朗運(yùn)動(dòng)是對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的間接體現(xiàn)。4.[2017課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側(cè)充有理想氣

體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開,氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸。待氣體達(dá)

到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來(lái)的體積。假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說(shuō)法正確的

是

()

A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B.氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,氣體對(duì)外界做功D.氣體在被壓縮的過(guò)程中,外界對(duì)氣體做功E.氣體在被壓縮的過(guò)程中,氣體分子的平均動(dòng)能不變答案

ABD本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學(xué)第一定律。氣體自發(fā)擴(kuò)散時(shí)不對(duì)

外做功,W=0,汽缸絕熱,Q=0,由熱力學(xué)第一定律得ΔU=W+Q=0,故氣體內(nèi)能不變,選項(xiàng)A正確,C

錯(cuò)誤;氣體被壓縮的過(guò)程中體積縮小,外界對(duì)氣體做功,W>0,Q=0,故ΔU>0,氣體內(nèi)能增大,故理

想氣體的溫度升高,則分子平均動(dòng)能增大,選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。知識(shí)歸納對(duì)氣體做功及理想氣體內(nèi)能的理解氣體自由擴(kuò)散時(shí),體積雖變大,但沒有施力和受力物體,因此不做功;氣體被壓縮時(shí),體積減小,外

界對(duì)氣體做功;理想氣體不計(jì)分子勢(shì)能,因此理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的動(dòng)能。5.[2016課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說(shuō)法正確的是

()A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過(guò)程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定

達(dá)到熱平衡答案

BDE若氣體吸熱的同時(shí)對(duì)外做功,則其溫度不一定升高,選項(xiàng)A錯(cuò);做功是改變物體內(nèi)

能的途徑之一,選項(xiàng)B正確;理想氣體等壓膨脹,氣體對(duì)外做功,由理想氣體狀態(tài)方程

=C知,氣體溫度升高,內(nèi)能增加,故一定吸熱,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知選項(xiàng)D正確;如果兩個(gè)系

統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)與第三個(gè)系統(tǒng)的溫度均相等,則

這兩個(gè)系統(tǒng)之間也必定達(dá)到熱平衡,故選項(xiàng)E正確。評(píng)析此題考查熱力學(xué)基本知識(shí),難度為易,考生須弄清每個(gè)選項(xiàng)的意思,結(jié)合相關(guān)概念的含

義、熱力學(xué)定律內(nèi)容及理想氣體狀態(tài)方程等知識(shí),逐項(xiàng)分析判斷。易錯(cuò)點(diǎn)撥(1)吸放熱與溫度的升降沒有直接因果關(guān)系;(2)內(nèi)能改變的兩個(gè)途徑為熱傳遞和做

功;(3)分析等壓膨脹過(guò)程的吸放熱時(shí)要分析其內(nèi)能的變化;(4)弄清熱平衡的含義。6.[2016課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分](多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是

()A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變,整體運(yùn)動(dòng)速度越大,其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí),內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過(guò)程中,內(nèi)能一定增加答案

CDE由于非理想氣體分子間作用力不可忽略,內(nèi)能包括分子勢(shì)能,則氣體的內(nèi)能與體

積有關(guān),再者即使是理想氣體,內(nèi)能取決于溫度和分子數(shù)目,質(zhì)量相同的氣體,當(dāng)分子數(shù)目不

同、溫度相同時(shí),內(nèi)能也不相同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能與其機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;由熱力學(xué)

第一定律知,氣體被壓縮時(shí),若同時(shí)向外散熱,則內(nèi)能可能保持不變,C項(xiàng)正確;對(duì)于一定量的某

種理想氣體,體積變化時(shí)分子勢(shì)能不變,其內(nèi)能只取決于分子平均動(dòng)能的變化,而溫度是分子平

均動(dòng)能的標(biāo)志,所以D項(xiàng)正確;由理想氣體狀態(tài)方程

=C知,p不變V增大,則T增大,故E項(xiàng)正確。知識(shí)歸納物體的內(nèi)能與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān);一定量的實(shí)際氣體的內(nèi)能與氣體體積、溫度

都有關(guān),而一定量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。評(píng)析本題考查了物體內(nèi)能的概念、實(shí)際氣體與理想氣體的區(qū)別、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律分

析問(wèn)題的能力。7.(2019課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分)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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同,壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng),直

至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí),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。答案低于大于解析本題通過(guò)理想氣體狀態(tài)變化過(guò)程考查了熱力學(xué)定律與能量守恒定律,以及學(xué)生的綜合

分析與計(jì)算能力,體現(xiàn)了科學(xué)推理的核心素養(yǎng)要素。由題意可知,封閉氣體經(jīng)歷了絕熱膨脹的過(guò)程,此過(guò)程中氣體對(duì)外界做功,W<0,與外界的熱交

換為零,即Q=0,則由熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能降低,而一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度

有關(guān),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(shí)容器中空氣壓強(qiáng)與外界相

同,而溫度低于外界溫度,若假設(shè)容器中空氣經(jīng)歷等壓升溫過(guò)程而達(dá)到與外界相同狀態(tài),由

=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(shè)的等壓升溫過(guò)程前密度小,而

假設(shè)的等壓升溫過(guò)程后容器中空氣的密度等于外界空氣密度,故此時(shí)容器中空氣的密度大于

外界空氣的密度。8.[2019江蘇單科,13A(3)分]如圖所示,一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過(guò)程,B→C的絕熱過(guò)

程(氣體與外界無(wú)熱量交換),其中B→C過(guò)程中內(nèi)能減少900J。求A→B→C過(guò)程中氣體對(duì)外界

做的總功。

答案1500J解析本題考查了熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用與學(xué)生的綜合分析能力和理解能力,體現(xiàn)了科學(xué)探

究中的問(wèn)題和證據(jù)的素養(yǎng)要素。A→B過(guò)程,W1=-p(VB-VA);B→C過(guò)程,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,W2=ΔU;則氣體對(duì)外界做的總功W=-

(W1+W2),代入數(shù)據(jù)得W=1500J。審題指導(dǎo)①等壓做功,W1=p·ΔV。②絕熱過(guò)程中Q=0,故W2=ΔU。C組

教師專用題組9.(2007北京理綜,16,6分)為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,某同學(xué)在保溫瓶中灌入熱

水,現(xiàn)測(cè)量初始水溫,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再測(cè)量末態(tài)水溫。改變實(shí)驗(yàn)條件,先后共做了6次實(shí)驗(yàn),實(shí)

驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表:序號(hào)瓶?jī)?nèi)水量(mL)初始水溫(℃)時(shí)間(h)末態(tài)水溫(℃)11000914782100098874315009148041500981075520009148262000981277下列研究方案中符合控制變量方法的是

()A.若研究瓶?jī)?nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第1、3、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)B.若研究瓶?jī)?nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第2、4、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)C.若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系,可用第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)D.若研究保溫時(shí)間與保溫效果的關(guān)系,可用第4、5、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)答案

A要研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,首先要猜想有哪些因素影響到保溫效果,

然后在研究某個(gè)因素對(duì)保溫效果的影響時(shí),需要保證其他因素不變,即用控制變量的方法進(jìn)行

研究。保溫效果可以用初、末態(tài)水溫之差來(lái)表示,題中已給出了影響到保溫效果的因素有瓶

內(nèi)水量、時(shí)間、初態(tài)水溫,而要研究某一個(gè)因素對(duì)保溫效果的影響,則需要保證其他因素相

同。若研究瓶?jī)?nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,則應(yīng)保證初態(tài)水溫、時(shí)間相同,選擇不同的水量比較

它們的末態(tài)水溫情況,因此應(yīng)選擇第1、3、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),所以選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。若研究

初始水溫與保溫效果的關(guān)系,則應(yīng)保證水量、時(shí)間相同,選擇不同的初態(tài)水溫比較它們的末態(tài)

水溫情況,而題中的記錄表格中沒有符合此條件的記錄,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。若研究保溫時(shí)間與

保溫效果的關(guān)系,則應(yīng)保證水量、初態(tài)水溫相同,選擇不同的保溫時(shí)間比較它們的末態(tài)水溫情

況,而題中的記錄表格中沒有符合此條件的記錄,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.(2006北京理綜,15,6分)如圖所示,兩個(gè)相通的容器P、Q間裝有閥門K。P中充滿氣體,Q內(nèi)為

真空,整個(gè)系統(tǒng)與外界沒有熱交換,打開閥門K后,P中的氣體進(jìn)入Q中,最終達(dá)到平衡,則

(

)

A.氣體體積膨脹,內(nèi)能增加B.氣體分子勢(shì)能減少,內(nèi)能增加C.氣體分子勢(shì)能增加,壓強(qiáng)可能不變D.Q中氣體不可能自發(fā)地全部退回到P中答案

D

題給條件有“Q內(nèi)為真空”“系統(tǒng)與外界沒有熱交換”。K打開后,P中的氣體進(jìn)

入Q中,此過(guò)程氣體體積增大,外界對(duì)氣體不做功,系統(tǒng)與外界又沒有熱交換,由ΔU=W+Q知,在Q

=0,W不大于零的情況下,ΔU不可能大于零,A、B錯(cuò);內(nèi)能不可能增加就表示氣體分子的平均動(dòng)

能不可能增大,氣體體積增大將造成單位體積的分子數(shù)減少,由氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因知?dú)怏w壓

強(qiáng)將減小,C錯(cuò);觀察和探究過(guò)液體擴(kuò)散現(xiàn)象的學(xué)生將知道,擴(kuò)散這一過(guò)程具有不可逆性,由此很

容易確定D正確。考點(diǎn)三固體、液體和氣體統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組1.[2018課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分](多選)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過(guò)程如p-V圖

中從a到b的直線所示。在此過(guò)程中

()

A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加C.氣體一直對(duì)外做功D.氣體一直從外界吸熱E.氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功答案

BCD本題考查熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程。對(duì)于一定量的理想氣體有

=恒量。從a到b,p逐漸增大,V逐漸增大,所以p與V的乘積pV增大,可知T增大,則氣體的內(nèi)能一直

增加,故A錯(cuò)誤、B正確。由于V逐漸增大,可知?dú)怏w一直對(duì)外做功,故C正確。由熱力學(xué)第一定

律ΔU=Q+W,因ΔU>0,W<0,可知Q>0,即氣體一直從外界吸熱,且吸收的熱量大于對(duì)外做的功,故

D正確、E錯(cuò)誤。2.[2017課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分](多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)

狀態(tài)b,再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到初態(tài)a。下列說(shuō)法正確的是

(

)A.在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加B.在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功C.在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功D.在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量E.在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量答案

ABD

判斷理想氣體的內(nèi)能變化情況可以通過(guò)兩種方法:①根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=

W+Q,通過(guò)判斷做功和熱傳遞來(lái)得出內(nèi)能的變化情況;②通過(guò)直接判斷溫度的變化得出內(nèi)能的

變化情況。在過(guò)程ab中,V不變,說(shuō)明對(duì)外不做功,W=0,但不確定熱傳遞情況,故利用熱力學(xué)第一

定律判斷不出內(nèi)能變化情況,那么看溫度T,一定質(zhì)量的理想氣體

=定值,V不變,壓強(qiáng)p增大,則溫度升高,說(shuō)明內(nèi)能增加,故A選項(xiàng)正確,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。ca過(guò)程中,體積V減小,說(shuō)明外界對(duì)氣體

做功,故B選項(xiàng)正確。ca過(guò)程中,壓強(qiáng)p不變,據(jù)

=定值可知,溫度T降低,則其內(nèi)能減小,即ΔU<0,外界對(duì)氣體做功,即W>0,據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知Q<0,說(shuō)明此過(guò)程中,氣體向外界放

熱,故E選項(xiàng)錯(cuò)誤;bc過(guò)程為等溫變化,內(nèi)能不變,即ΔU=0,而體積V增大,即氣體對(duì)外做功,W<0,據(jù)

熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知Q>0,即氣體從外界吸收熱量,故D選項(xiàng)正確。審題指導(dǎo)

p-V圖像問(wèn)題的審題思路看軸→確定圖像為p-V圖像

3.[2019江蘇單科,13A(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(xiàn)為

(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能Ep和

分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示,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。

答案引力

C

解析本題考查了液體的表面張力,體現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)和相互作用觀念的素養(yǎng)要素。液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,則液體表面層分子間作用力表現(xiàn)為分子間

引力。當(dāng)分子間引力和斥力相等時(shí)分子勢(shì)能最小,而此時(shí)分子力表現(xiàn)為引力,分子間距離應(yīng)大

于最小分子勢(shì)能對(duì)應(yīng)的距離,故應(yīng)是圖像中C位置。4.[2019課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí),先在室溫下

把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放

入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩

余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬

氣的容積為3.2×10-2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106

Pa;室溫溫度為27℃。氬氣可視為理想氣體。(ⅰ)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng);(ⅱ)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。答案(ⅰ)3.2×107Pa(ⅱ)1.6×108Pa解析(ⅰ)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)

體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí),其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1

①被壓入到爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1'=V1-V0

②設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為p2,體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10p1V1'

③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得p2=3.2×107Pa④(ⅱ)設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0,加熱后爐腔溫度為T1,氣體壓強(qiáng)為p3。由查理定律

=

⑤聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得p3=1.6×108Pa⑥審題指導(dǎo)(1)容器和活塞絕熱性能良好,表明氣體狀態(tài)變化過(guò)程中與外界無(wú)熱交換;(2)理想

氣體意味著質(zhì)量一定時(shí),其內(nèi)能只與溫度有關(guān);(3)一定質(zhì)量的氣體,其密度與體積成反比,從而

密度的比較可轉(zhuǎn)換為同溫同壓下體積的比較。5.[2019課標(biāo)Ⅱ,33,15分](1)(5分)如p-V圖所示,1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的

三個(gè)不同狀態(tài),對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子

在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù),則N1

N2,T1

T3,N2

N

3。(填“大于”“小于”或“等于”)

(2)(10分)如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個(gè)汽缸連通而成,容器平放在水平地面上,

汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)容器被通過(guò)剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和

氮?dú)?。平衡時(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強(qiáng)為p。現(xiàn)緩慢地

將中部的空氣全部抽出,抽氣過(guò)程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接

處,求

(ⅰ)抽氣前氫氣的壓強(qiáng);(ⅱ)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。答案(1)大于等于大于(2)(ⅰ)

(p0+p)(ⅱ)

p0+

p

解析(1)本題考查氣體的狀態(tài)參量及理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容,考查學(xué)生對(duì)三個(gè)氣體狀態(tài)參

量及氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解能力,培養(yǎng)學(xué)生物理觀念素養(yǎng)的形成,提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。由理想氣體狀態(tài)方程可得

=

=

,可知T1=T3>T2。由狀態(tài)1到狀態(tài)2,氣體壓強(qiáng)減小,氣體體積相同,溫度降低,則氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)減少,N

1>N2。對(duì)狀態(tài)2和狀態(tài)3,壓強(qiáng)相同,溫度大的次數(shù)少,則N3<N2。解題關(guān)鍵準(zhǔn)確理解“壓強(qiáng)、溫度、體積”三個(gè)氣體狀態(tài)參量,能對(duì)氣體壓強(qiáng)進(jìn)行微觀解

釋。(2)本題考查氣體的性質(zhì),是對(duì)學(xué)生綜合分析能力要求較高的題目,也是對(duì)學(xué)生科學(xué)推理素養(yǎng)的

考查。(ⅰ)設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為p10,根據(jù)力的平衡條件得(p10-p)·2S=(p0-p)·S

①得p10=

(p0+p)

②(ⅱ)設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和V1,氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p2和V2。根據(jù)力的平衡條件有p2·S=p1·2S

③由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0

④p2V2=p0V0

⑤由于兩活塞用剛性桿連接,故V1-2V0=2(V0-V2)

⑥聯(lián)立②③④⑤⑥式解得p1=

p0+

p

⑦V1=

⑧解題關(guān)鍵①準(zhǔn)確寫出活塞的平衡方程。②準(zhǔn)確寫出兩部分氣體的體積變化關(guān)系。6.[2019課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]如圖,一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0

cm的水根柱,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(xì)管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無(wú)水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知

大氣壓強(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。(ⅰ)求細(xì)管的長(zhǎng)度;(ⅱ)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)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(shí)密封氣體的溫度。答案(ⅰ)41cm(ⅱ)312K解析本題考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)

題的能力,體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中的科學(xué)推理要素。(ⅰ)設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時(shí),設(shè)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(qiáng)為p;細(xì)管倒置時(shí),氣體體積為V1,壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1

①由力的平衡條件有p=p0+ρgh

②p1=p0-ρgh

③式中,ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強(qiáng)。由題意有V=S(L-h1-h)

④V1=S(L-h)

⑤由①②③④⑤式和題給條件得L=41cm⑥(ⅱ)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋-呂薩克定律有

=

⑦由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得T=312K⑧易錯(cuò)點(diǎn)撥(1)研究對(duì)象是封閉部分的氣體,計(jì)算氣體壓強(qiáng)時(shí)應(yīng)注意氣體壓強(qiáng)、外部大氣壓強(qiáng)

還有液柱壓強(qiáng)之間的關(guān)系。(2)計(jì)算氣體體積時(shí),2cm是細(xì)管中氣體長(zhǎng)度的變化量,同時(shí)計(jì)算細(xì)

管中氣體長(zhǎng)度時(shí)不能遺漏液柱長(zhǎng)度2cm。(3)緩慢加熱時(shí)液柱緩慢移動(dòng),可以認(rèn)為液柱處于平

衡狀態(tài)。7.[2018課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的

兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l1=18.0

cm和l2=12.0cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體

從管的一邊通過(guò)水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過(guò)程中,氣體

溫度不變。

答案見解析解析本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律。設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí),兩邊氣體

壓強(qiáng)相等,設(shè)為p,此時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1'和l2'。

由力的平衡條件有p1=p2+ρg(l1-l2)

①式中ρ為水銀密度,g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1'

②p2l2=pl2'

③兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等l1'-l1=l2-l2'

④由①②③④式和題給條件得l1'=22.5cm⑤l2'=7.5cm⑥知識(shí)歸納熱力學(xué)常見用語(yǔ)的含義①理想氣體溫度升高:內(nèi)能增大。②氣體體積增大:氣體對(duì)外做功。氣體體積減小:外界對(duì)氣體做功。③絕熱:沒有熱交換。④導(dǎo)熱性能良好:表示與外界溫度相同。審題指導(dǎo)

液柱移動(dòng)問(wèn)題的分析方法

8.[2017課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫

度為Tb。已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為ρ0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣

壓,重力加速度大小為g。(ⅰ)求該熱氣球所受浮力的大小;(ⅱ)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;(ⅲ)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。答案(ⅰ)Vgρ0

(ⅱ)Vgρ0

(ⅲ)Vρ0T0(

-

)-m0

解析(2)(ⅰ)設(shè)1個(gè)大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時(shí)的體積為V0,密度為ρ0=

①在溫度為T時(shí)的體積為VT,密度為ρ(T)=

②由蓋—呂薩克定律得

=

③聯(lián)立①②③式得ρ(T)=ρ0

④氣球所受到的浮力為f=ρ(Tb)gV

⑤聯(lián)立④⑤式得f=Vgρ0

⑥(ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G=ρ(Ta)Vg

⑦聯(lián)立④⑦式得G=Vgρ0

⑧(ⅲ)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得mg=f-G-m0g

⑨聯(lián)立⑥⑧⑨式得m=Vρ0T0(

-

)-m0

⑩9.[2016課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷等溫或等壓過(guò)程ab、

bc、cd、da回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示,其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過(guò)原點(diǎn)O。下列判斷正確

的是

()

A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過(guò)程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D.在過(guò)程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E.在過(guò)程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過(guò)程da中氣體對(duì)外界做的功C組教師專用題組答案

ABE由理想氣體狀態(tài)方程

=C知,p=

T,因此氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等,故A項(xiàng)正確;對(duì)理想氣體而言,內(nèi)能由溫度決定,因Ta>Tc,故氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)

的內(nèi)能,選項(xiàng)B正確;過(guò)程cd為等溫變化,內(nèi)能不變(ΔU=0),壓強(qiáng)變大,體積減小,外界對(duì)氣體做功

(W>0),由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,知Q<0,故為放熱過(guò)程且W=|Q|,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)程da為等壓

變化,溫度升高,體積變大,氣體的內(nèi)能增大,ΔU>0,對(duì)外做功,W<0,由ΔU=W+Q,知該過(guò)程吸熱且

Q>|W|,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;bc和da過(guò)程中溫度改變量相同,故體積變化量與壓強(qiáng)的乘積相同,由W=Fl=

pSl=p·ΔV知,選項(xiàng)E正確?？疾辄c(diǎn)熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程解題關(guān)鍵將理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)第一定律結(jié)合起來(lái)靈活應(yīng)用是解答本題的關(guān)鍵。10.[2016課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]一氧氣瓶的容積為0.08m3,開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣

壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí),需

重新充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。答案4天解析設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1,體積為V1,壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí),體積為V2。根據(jù)玻意耳

定律得p1V1=p2V2

①重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3=V2-V1

②設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0,則有p2V3=p0V0

③設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0下的體積為ΔV,則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/ΔV

④聯(lián)立①②③④式,并代入數(shù)據(jù)得N=4(天)

⑤解題技巧解答此題的關(guān)鍵是將用去的氧氣在p2狀態(tài)下的體積轉(zhuǎn)化為在p0(1個(gè)大氣壓)狀態(tài)下

的體積,從而可以計(jì)算出氧氣在p0下的可用天數(shù)。易錯(cuò)分析沒有將開始時(shí)氧氣的體積轉(zhuǎn)化為1個(gè)大氣壓下的體積而直接進(jìn)行計(jì)算,不在同一狀

態(tài)的氣體,不能直接進(jìn)行計(jì)算?？键c(diǎn)一分子動(dòng)理論三年模擬A組2017—2019年高考模擬·考點(diǎn)基礎(chǔ)題組1.(2019北京豐臺(tái)期末,2)關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)和溫度,下列說(shuō)法正確的是

()A.分子的平均動(dòng)能越大,物體的溫度越高B.波濤洶涌的海水上下翻騰,說(shuō)明水分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈C.水凝結(jié)成冰,表明水分子的熱運(yùn)動(dòng)已停止D.運(yùn)動(dòng)快的分子溫度高,運(yùn)動(dòng)慢的分子溫度低答案

A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,物體的溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,分子平均動(dòng)能越

大,故A正確;海水上下翻騰是宏觀運(yùn)動(dòng),而分子熱運(yùn)動(dòng)是微觀現(xiàn)象,二者不是一回事,故B錯(cuò)誤;

分子熱運(yùn)動(dòng)永不停息,水凝結(jié)成冰,但分子熱運(yùn)動(dòng)沒有停止,故C錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)

志,與單個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。思路點(diǎn)撥根據(jù)分子動(dòng)理論進(jìn)行分析。2.(2019山西百日沖刺改編)根據(jù)熱學(xué)知識(shí),下列選項(xiàng)正確的有

()A.分子間距等于r0時(shí),分子力為零,所以分子勢(shì)能一定為零B.已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度,可以估算出氣體分子間的平均距離C.車胎充氣過(guò)足,車胎會(huì)爆裂,是因?yàn)檐囂?nèi)氣體分子過(guò)多,間距變小,斥力過(guò)大D.若兩個(gè)分子只受它們之間的分子力作用,在分子間距變大的過(guò)程中,動(dòng)能一定增大答案

B在分子間距等于r0時(shí),分子勢(shì)能最小,但不一定為零,故A錯(cuò)誤;已知阿伏加德羅常

數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度,可計(jì)算一個(gè)氣體分子所占據(jù)的空間體積,然后利用V0=L3即可估算

出氣體分子間的平均距離,所以B選項(xiàng)是正確的;車胎充氣過(guò)足,車胎內(nèi)氣體分子過(guò)多,氣體壓強(qiáng)

變大,導(dǎo)致車胎爆裂,故C錯(cuò)誤;若開始時(shí)分子間距離小于r0,則分子間距變大的過(guò)程中,分子間作

用力先做正功,動(dòng)能增加,分子間距離大于r0后做負(fù)功,動(dòng)能減小,故D錯(cuò)誤。解題關(guān)鍵分子間同時(shí)存在引力和斥力,隨著分子間距的增大,兩個(gè)力都減小,隨著分子間距的

增大,斥力變化比引力快;分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系比較復(fù)雜,與分子力的性質(zhì)有關(guān);在分子

間距等于r0時(shí),分子勢(shì)能最小,但不一定為零。3.(2018北京西城一模,13)關(guān)于兩個(gè)分子之間的相互作用力,下列判斷正確的是

()A.兩分子處于平衡位置時(shí),分子間沒有引力和斥力B.兩分子處于平衡位置時(shí),分子間的引力和斥力大小相等C.兩分子間距離減小時(shí),分子間的引力增大、斥力減小D.兩分子間距離增大時(shí),分子間的引力減小、斥力增大答案

B兩分子間的引力和斥力隨分子間距的增大而減小,分子力隨分子間距的變化如圖

所示,兩分子處于平衡位置時(shí),F引=F斥,B對(duì)。

解題關(guān)鍵分子間作用力與分子間距的關(guān)系?？键c(diǎn)二熱力學(xué)定律4.(2019北京朝陽(yáng)一模,14)下列說(shuō)法正確的是

()A.液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B.物體溫度升高,其中每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均增大C.氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)器壁的碰撞引起的D.氣體對(duì)外做功,內(nèi)能一定減少答案

C固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤。溫度升高,分子平均動(dòng)能增大,B錯(cuò)

誤。由ΔU=W+Q、氣體對(duì)外做功,W為負(fù),但可從外界吸熱,Q為正,所以ΔU可為正,可為零,因此

內(nèi)能也可能增加或不變,D錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示對(duì)于概念的理解容易出錯(cuò),如ΔU=W+Q中各物理量正、負(fù)的意義。5.[2019廣西桂林、梧州、貴港、玉林、崇左、北海第一次聯(lián)合調(diào)研,33(1)](多選)如圖所示,一

定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過(guò)程如p-T圖中從a到b的直線所示。在此過(guò)程中

()A.氣體的體積減小B.氣體對(duì)外界做功C.氣體的內(nèi)能不變D.氣體先從外界吸收熱量,后向外界放出熱量E.外界對(duì)氣體做功,同時(shí)氣體向外界放出熱量

答案

ACE一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b過(guò)程,溫度不變,理想氣體的內(nèi)能不變,

選項(xiàng)C正確;壓強(qiáng)變大,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,可知?dú)怏w的體積減小,選項(xiàng)A正確;氣體體積減

小,外界對(duì)氣體做功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變,則氣體

向外界放出熱量,選項(xiàng)E正確。6.(2019陜西寶雞中學(xué)五模,13)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.熵較大的宏觀狀態(tài)就是無(wú)序程度較大的宏觀狀態(tài)B.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化C.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化D.外界對(duì)物體做功,同時(shí)物體向外界放出熱量,物體的內(nèi)能可能不變E.氣體向真空的自由膨脹是不可逆的答案

ADE

根據(jù)熵的定義,熵較大的宏觀狀態(tài)就是無(wú)序程度較大的宏觀狀態(tài),A正確;根據(jù)

熱力學(xué)第二定律可知,內(nèi)能不可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化,B錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒

定律可知,各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,宏觀自然的過(guò)程都具有方向

性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,若外界對(duì)物體做的功等于物體向外界放出的熱量,物

體的內(nèi)能不變,選項(xiàng)D正確;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,氣體向真空的自由膨脹是不可逆的,選項(xiàng)E正

確。故選A、D、E。溫馨提示熵表示的是能量在空間中分布的混亂程序,越混亂,熵越大?？键c(diǎn)三固體、液體和氣體7.如圖所示,甲、乙兩種薄片的表面分別涂有薄薄的一層石蠟,然后用燒熱的鋼針的針尖分別

接觸這兩種薄片,接觸點(diǎn)周圍熔化了的石蠟的形狀分別如圖所示。對(duì)這兩種薄片,下列說(shuō)法正

確的是

()

A.甲的熔點(diǎn)一定高于乙的熔點(diǎn)B.甲薄片一定是晶體C.乙薄片一定是非晶體D.以上說(shuō)法都錯(cuò)答案

B單晶體具有各向異性,多晶體和非晶體具有各向同性,故甲薄片一定是單晶體,從圖

中無(wú)法確定熔點(diǎn)的高低,B正確。8.如圖甲所示,先把一個(gè)棉線圈拴在鐵絲環(huán)上,再把環(huán)在肥皂液里浸一下,使環(huán)上布滿肥皂液薄

膜。如果用熱針刺破棉線圈里那部分薄膜,則棉線圈將成為圓形(圖乙),主要原因是

()

A.液體表面層分子間的斥力作用B.液體表面受重力作用C.液體表面張力作用D.棉線圈的張力作用答案

C由于液體表層內(nèi)分子間距離比較大,液體表面張力使得液體表面具有收縮的趨勢(shì),

故松弛的棉線圈變?yōu)閳A形,C正確。9.[2019四川瀘州第一次教學(xué)質(zhì)量診斷考試,33(2)]豎直平面內(nèi)有一直角形、內(nèi)徑處處相同的

細(xì)玻璃管,A端封閉,C端開口,最初AB段處于水平狀態(tài),中間有一段水銀將氣體封閉在A端,各部

分尺寸如圖所示。初始時(shí),封閉氣體溫度為T1=300K,外界大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg。求:①若對(duì)封閉氣體緩慢加熱,當(dāng)水平管內(nèi)水銀全部進(jìn)入豎直管內(nèi)時(shí),氣體的溫度是多少;②若保持①問(wèn)的溫度不變,從C端緩慢注入水銀,使水銀與C端管口平齊,需要注入水銀的長(zhǎng)度

為多少。

答案①450K②14cm解析①設(shè)細(xì)管的橫截面積為S,以AB內(nèi)封閉的氣體為研究對(duì)象,初態(tài)p1=p0+5cmHg

V1=30

cm·S

T1=300K當(dāng)水平管內(nèi)水銀全部進(jìn)入豎直管內(nèi)時(shí)氣體壓強(qiáng)p2=p0+15cmHg此時(shí)溫度設(shè)為T2,由理想氣體狀態(tài)方程

=

得T2=450K②此時(shí)溫度保持不變,則初態(tài)p2=p0+15cmHg末態(tài)p3=p0+25cmHg由玻意耳定律得:p2V2=p3V3V3=36cm·S故需要加入的水銀長(zhǎng)度Δl=14cmB組2017—2019年高考模擬·專題綜合題組時(shí)間:30分鐘分值:60分選擇題(每小題6分,共60分)1.(2018北京海淀一模,13)關(guān)于熱現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變B.物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能一定增大C.外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能一定增加D.物體放出熱量,物體的內(nèi)能一定減小答案

B由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q知,物體內(nèi)能的變化由做功和熱傳遞共同決定,A、C、

D錯(cuò)誤。溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,B正確。解題關(guān)鍵熟知熱力學(xué)第一定律。2.(2017北京西城二模,14)對(duì)一定質(zhì)量的氣體,忽略分子間的相互作用力。當(dāng)氣體溫度升高時(shí),

下列判斷正確的是

()A.氣體的內(nèi)能不變B.氣體分子的平均動(dòng)能增大C.外界一定對(duì)氣體做功D.氣體一定從外界吸收熱量答案

B氣體內(nèi)能等于氣體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能之和,由于忽略分子間的

相互作用力,分子勢(shì)能為零,所以氣體內(nèi)能等于氣體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,溫度升高,分子

平均動(dòng)能增大,內(nèi)能增大,B正確,A錯(cuò)誤。由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知,內(nèi)能增大,W、Q不

一定都是正值,C、D錯(cuò)誤?？疾辄c(diǎn)內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律。解題關(guān)鍵氣體忽略分子勢(shì)能。3.[2019云南昆明一中月考,33(1)](多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系

如圖中曲線所示,曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下,由靜止開

始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),分子勢(shì)能為零,下列說(shuō)法正確的是

()A.在r>r0階段,F做正功,分子動(dòng)能增大,勢(shì)能增大B.在r=10-9m時(shí),分子間的作用力可以忽略不計(jì)C.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能最小,動(dòng)能最大D.在r=r0時(shí),分子勢(shì)能為零E.分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過(guò)程中不變答案

BCE

r>r0時(shí)分子力的合力為引力,靠近時(shí),合力做正功,分子勢(shì)能減小,動(dòng)能增大;r=r0時(shí)

分子勢(shì)能最小,但不為零,動(dòng)能最大;r<r0時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力,靠近時(shí),合力做負(fù)功,分子勢(shì)能增

大,動(dòng)能減小,分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持不變。r=10-9m時(shí),分子間的作用力十分

微弱,可以忽略不計(jì),故B、C、E項(xiàng)均正確,A、D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.[2019貴州四省名校大聯(lián)考,33(1)](多選)下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子勢(shì)能一定增大B.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體C.干濕泡溫度計(jì)的示數(shù)差別越小,空氣的相對(duì)濕度越大D.氣體分子間的勢(shì)能一定為零E.由于液體表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,所以液體表面具有收縮性答案

BCE當(dāng)分子間距離小于平衡距離時(shí),隨著分子間距離的增大,分子勢(shì)能減小,當(dāng)分子間

距離大于平衡距離時(shí),隨著分子間距離的增大,分子勢(shì)能增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由同種元素構(gòu)成的固

體,可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體,比如石墨、金剛石,B項(xiàng)正確;干濕泡溫

度計(jì)的示數(shù)差別越小,空氣越潮濕,相對(duì)濕度越大,C項(xiàng)正確;理想氣體分子間的勢(shì)能為零,實(shí)際

氣體分子間的勢(shì)能不為零,D項(xiàng)錯(cuò)誤;由于液體表面分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,

液體表面分子間的引力大于斥力,整體表現(xiàn)為引力,故液體表面具有收縮性,E項(xiàng)正確。5.[2018貴州黔東南一模,33(1)](多選)下列說(shuō)法正確的是

()A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.溫度相同的理想氣體,它們的分子平均動(dòng)能一定相同C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而減小D.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力隨分子間距離的增大而減小E.氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積的容器壁碰撞的次數(shù)僅與氣體的溫度有關(guān)答案

BCD布朗運(yùn)動(dòng)是微小顆粒在液體中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)。氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與

單位面積的容器壁的碰撞次數(shù)與溫度和分子數(shù)密度有關(guān),故E錯(cuò)。6.(2017北京東城一模,13)能直接反映分子平均動(dòng)能大小的宏觀物理量是

()A.物體的溫度B.物體的體積C.物體的壓強(qiáng)D.物體所含分子數(shù)答案

A溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。7.(2019北京東城一模,14)下列說(shuō)法正確的是

()A.同一個(gè)物體,運(yùn)動(dòng)時(shí)的內(nèi)能一定比靜止時(shí)的內(nèi)能大B.物體溫度升高,組成物體的分子的平均動(dòng)能一定增加C.一定質(zhì)量的物體,內(nèi)能增加,溫度一定升高D.溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大答案

B溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度升高時(shí)平均動(dòng)能增大,但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都

增大;溫度不升高時(shí),使分子的勢(shì)能增加,也可以使內(nèi)能增加;內(nèi)能與宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。解題關(guān)鍵理解內(nèi)能的定義與決定因素,理解分子平均動(dòng)能與溫度的關(guān)系。8.(2019北京海淀一模,15)下列說(shuō)法中正確的是

()A.物體的溫度不變,其內(nèi)能一定不變B.物體的溫度升高,一定是由于從外界吸收了熱量C.物體對(duì)外做功,其內(nèi)能一定減少D.溫度越高,物體內(nèi)分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈答案

D溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越高,分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,D項(xiàng)正確。做功和熱傳

遞是改變內(nèi)能的兩種方式,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。物體的分子總動(dòng)能和分

子總勢(shì)能的和稱為內(nèi)能,物體溫度不變,但體積改變,對(duì)外做功或外界對(duì)物體做功,其內(nèi)能可能

變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤。知識(shí)拓展熱力學(xué)第一定律公式ΔU=W+Q。內(nèi)能增大時(shí),ΔU為正,反之為負(fù),表示物體內(nèi)能的

變化。物體對(duì)外做功,W取負(fù)值;外界對(duì)物體做功,W取正值。物體從外界吸收熱量,Q取正值;物

體放熱,Q取負(fù)值。9.(2019河北衡水中學(xué)高考模擬十)(多選)下列說(shuō)法正確的是

()A.空調(diào)機(jī)既能制熱又能制冷,說(shuō)明熱傳遞不存在方向性B.當(dāng)分子間距離減小時(shí),分子勢(shì)能不一定減小C.在完全失重的情況下,氣體對(duì)容器壁仍然有壓強(qiáng)D.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù),就可以算出氣體分子的體積E.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,氣體的溫度就可以降低答案

BCE空調(diào)機(jī)制冷時(shí),把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外,產(chǎn)生其他影響,

消耗電能,說(shuō)明熱傳遞存在方向性,故A錯(cuò)誤;分子間距減小,但不確定分子力做功的正負(fù),則不

能分析分子勢(shì)能變化,如分子力表現(xiàn)為斥力,分子間距離減小,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故

B正確;氣體的壓強(qiáng)是由大量分子持續(xù)撞擊器壁產(chǎn)生的,在完全失重的情況下,氣體對(duì)容器壁仍

然有壓強(qiáng),故C正確;由于氣體分子間距較大,根據(jù)氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)能算出每

個(gè)氣體分子占據(jù)的空間大小,該空間大小比氣體分子的體積大,不能算出氣體分子的體積,故D

錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的