高考物理 考前十天回歸教材習題精練九熱學

熱學

【2013高考會這樣考】

1.掌握布朗運動的特點，了解布朗運動與擴散運動的區(qū)別.

2.掌握宏觀量與微觀量之間的關(guān)系式，理解阿伏加德羅常數(shù)的橋梁作用.

3.會分析分子力、分子勢能的綜合問題.

4.了解固體、液體、氣體的微觀結(jié)構(gòu).

5.理解溫度是分子平均動能的標志，內(nèi)能及其與機械能的區(qū)別.、聯(lián)系.

6.了解晶體、非晶體、表面張力、飽和蒸汽、未飽和蒸汽、相對濕度等概念.

7.掌握氣體實驗定律的定性分析及圖象的理解.

8.掌握封閉氣體壓強的求解.

9.理解熱力學定律，并能與能量守恒結(jié)合分析與氣體有關(guān)的熱現(xiàn)象.

10.掌握用油膜法估測分子大小的實驗原理、方法.

11.根據(jù)新課標考綱要求，高考在本章出計算題的可能性較大，因此對涉及到計算的知識

點，如微觀量的估算、熱刀學第一定律、能量守恒定律、氣體實驗定律的應用要引起高度重

視.

【原味還原高考】

一、分子動理論

1.物質(zhì)是由大量分子組成的

(1)分子的大小

①一般分子直徑的數(shù)量級：10加m

②估測的方法:油膜法

(2)一般分子質(zhì)量的數(shù)量級：10,kg

(3)阿伏加德羅常數(shù):

①1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù),用符號「表示，NF6.02X1023

②M是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁，

(4)分子模型

①球體模型直徑為

②立方體模型邊長為d=

2.分子永不停息地做無規(guī)則熱運動

(1)擴散現(xiàn)象：相互接觸的物體互相進入對方的現(xiàn)象.溫度越高，擴散越快.

⑵布朗運動的特點：永不停息、無規(guī)則運動；顆粒越小，運動越劇烈；溫度越高，運動

越劇烈，運動軌跡不確定.

3.分子間存在著相互作用力

(1)分子間同時存在相互作用的引力和斥力.

(2)分子力是分子間引力和斥力的合力.

(3)r。為分子間引力和斥力大小相等時的距離，其數(shù)量級為10Klm.

(4)如圖所示，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小

而增大，但總是斥力變化得較快.

①r=。時,F^=F斥,分子力F=0；

②r<r。時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大，但F斥比F引增大得更快，分子力F表現(xiàn)為斥

力；

③r>r。時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小，但F斥比F引減小得更快,分子力E■表現(xiàn)為引

力；

④r>lOro(lO"m)時，F(xiàn)引、F斥迅速減弱，幾乎為零，分子力F^O.

【特別提醒】

1.固體和液體分子都可看成是緊密堆集在一起的球體，分子的體積僅適用于固體和液體,

對氣體不適用.

2.對于氣體分子,d=的值并非氣體分子的大小，而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距

離.

3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀與宏觀數(shù)量的橋梁.

【方法技巧】

處理微觀量估算問題的方法

1.微觀物理量:分子質(zhì)量加，分子體積V。，分子直徑出

2.宏觀物理量:物體的質(zhì)量M,體積V,密度P,摩爾質(zhì)量私，摩爾體積

3.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀與宏觀數(shù)量的橋梁，根據(jù)質(zhì)量、摩爾質(zhì)量或(體積、摩爾體

積)，求出摩爾數(shù)，進而求分子數(shù).

【特別提醒】

1.布朗運動不是固體分子的運動，也不是液體分子的運動，是液體分子無規(guī)則熱運動的

間接反映.

2.布朗運動只能發(fā)生在氣體、液體中，而擴散現(xiàn)象在氣體、液體、固體之間均可發(fā)生.布

朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關(guān).

3.因分子間的引力和斥力同時存在，且都隨間距變化，所以分析分子力做功時，應先明

確分子力表現(xiàn)為什么力，在間距變化過程中做什么功，再根據(jù)合力做功情況判斷分子勢能的

變化.

二、物體的內(nèi)能

1.分子平均動能:物體內(nèi)所有分子動能的平均值.

標志：溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大.

2.分子勢能：由分子間的相互作用和相對位置決定的能量.它隨著物體體積的變化而變

化，與分子間距離的關(guān)系為：

(1)當r>r。時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負功，分子勢能增大.

(2)當「<”時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負功，分子勢能增大.

(3)當廠r。時，分子勢能最小，但不為零，是負值，因為選兩分子相距無窮遠時分子勢能

為零.

(4)分子勢能曲線如圖所示.

3.物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運動動能和分子勢能的總和.

(1)決定內(nèi)能的因素

①微觀上：分子動能、分子勢能、分子個數(shù).

②宏觀上：溫度、體積、物質(zhì)的量(摩爾數(shù)).

③一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定.

(2)改變物體的內(nèi)能的兩種方式

①做功：當做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變的時候，外界對物體做了多少功，物體內(nèi)能就增

加多少；物體對外界做了多少功，物體內(nèi)能就減少多少.

(1)能量'守恒定律的內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)

化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變.

(2)條件性：能量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，某一種形式的能是否守恒是有條件的.

例如，機械能守恒定律具有適用條件，而能量守恒定律是無條件的，是一切自然現(xiàn)象都遵守

的基本規(guī)律.

(3)兩類永動機

①第一類永動機:不消耗任何能量，卻源源不斷地對外做功的機器.不能制成的原因：違

背能量守恒定律.

②第二類永動機:從單一熱庫吸收熱量并把它全部用來對外做功，而不引起其他變化的機

器.不能制成的原因：違背熱力學第二定律.

【特別提醒】

1.應用熱力學第一定律時要明確研究的對象是哪個物體或者是哪個熱力學系統(tǒng).

2.應用熱力學第一定律計算時，要依照符號法則代入數(shù)據(jù)，對結(jié)果的正、負也同樣依照

規(guī)則來解釋其意義.

3.熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性.(自然界中進行的涉及熱

現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性).

4.雖然功與熱量具有相同的單位，但二者是完全不同的兩個概念，在能量守恒定律的表

達式中只存在能量，不存在功.

四、固體和液體

1.固體

晶體有確定熔點:例如,石英、云母、明磯、

(1)固體食鹽、味精、蔗糖等是晶體

非晶體無確定熔點:例如,玻璃、蜂蠟、松香、

瀝青、橡膠等是非晶體

(2)單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何形狀.

(3)各向異性:有些晶體沿不同方向的導熱或?qū)щ娦阅懿煌行┚w沿不同方向的光學

性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性.非晶體和多晶體在各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫

做各向同性.

2.液體

(1)液體分子間距離比氣體分于間距離小得多，液體分子間的作用力比固體分于間的作用

力要小；液體內(nèi)部分子間的距離在io10m左右.

(2)液體的表面張力：液體表面層分子間距離較大，因此分子間的作用力表現(xiàn)為引力；液

體表面存在表面張力，使液體表面繃緊，浸潤與不浸潤也是表面張力的表現(xiàn).

(3)液晶：液晶是?種特殊的物質(zhì)，它既具有液體的流動性，又具有晶體的各向異性，液

晶在顯示器方面具有廣泛的應用.

【名師點睛】

1.只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體.

2.只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶體..

3.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.

4.金屬是多晶體，所以它是各向同性的.

5.表面張力使液體自動收縮，由于有表面張力的作月，液體表面有收縮到最小的趨勢，

表面張力的方向沿液面切線方向.

五、氣體

1.描述氣體的狀態(tài)參量

(1)兩種溫標一一攝氏溫標和熱力學溫標

①兩種溫標的比較：兩種溫標溫度的零點不同，同一溫度兩種溫標表示的數(shù)值不同，但

它們表示的溫度間隔是相同的，即每一份的大小相同，At=AT.

②兩種溫標的單位:攝氏溫標的單位是攝氏度(℃),熱力學溫標的單位是開爾文(K).

(2)三個狀態(tài)參廉的比較

參意義

單位換算關(guān)系

量宏觀上微觀上

表示物表示分子

溫度國際單位:開爾文(K)

體的冷熱程的平均動能大T=t+273.15K

(T)常用單位:攝氏度(°C)

度小

取決于氣

取決于

壓強體分子的平均國際單位:帕斯卡(Pa)1atni=1.013X

氣體的溫度5

(P)動能和分子數(shù)常用單位:大氣壓(atm)10Pa=760mmHg

和體積

密度

氣體所

國際單位:m'

體積氣體分子336

充滿的容器1m=10L=19mL

(V)所占據(jù)的空間常用單位:升(L)

的容積

(3)氣體的狀態(tài)及變化

①對于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、體積、壓強這三個量都不變，我們就說氣體處于一

定的狀態(tài).

②一定質(zhì)量的氣體，P與T、V有關(guān)，三個參量中不可能只有一個參量發(fā)生變化，至少有

兩個或三個同時改變.

2.氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程

(1)理想氣體

①嚴格遵從氣體實驗定律的氣體叫理想氣體.

②實際氣體在溫度不太低、壓強不太大時可當做理想氣體處理.

③理想氣體是不存在的，它是實際氣體在一定程度的近似，是一種理想化模型.一些不易

液化的氣體如氫氣、氧氣、氮氣、氮氣，在常溫下，可按理想氣體處理.

(2)玻意耳定律

①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比.

②公式：pV=C或P1V)=P2V2.

③微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，分子的總數(shù)是一定的，在溫度保持不變時，分

子的平均動能保持不變，氣體的體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強就增大，反

之亦然，故氣體的壓強與體積成反比.

(3)查理定律

①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比.

②公式：

③微觀解釋：一定質(zhì)晝的某種理想氣體，體積保持天變時，分子的密集程度不變，在這

種情況下，當溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強增大.

(4)蓋一呂薩克定律

①內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積V與熱力學溫度T成正比.

②公式：

③微觀解釋：一定質(zhì)量的某種理想氣體，當溫度升高時，分子的平均動能增大，要保持

壓強不變，只有增大氣體的體積，減小分子的密集程度.

(5)理想氣體狀態(tài)方程

①內(nèi)容:一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1變到狀態(tài)2時，盡管p、V、T都可能改變，但壓

強跟體積的乘積與熱力學溫度的比值不變.

②公式:。

3.有關(guān)圖象的處理方法

(1)利用垂直于坐標軸的線作輔助線分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩

條等容線，不同壓強的兩條等壓線的關(guān)系.

例如：如圖所示，％對應虛線為等容線，A、B是等容線與丁2、「兩線的交點，可以認為

從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2＞「.

如圖所示，「對應虛線為等溫線，A、B為等溫線與L、k兩線的交點，從B狀態(tài)到A狀

態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以

(2)一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較

類別

特點舉例

圖線

1

pV二CT(其中C為恒量)，即pV之積越大7^

p-v

的等溫線離原點越遠

Ov

Ti>Tx

p=CT斜率k=CT,即斜率越大,溫度越

p-

高

un>nyy

P-T斜率即斜率越大,體積越小

V-T斜率即斜率越大，壓強越小

【特別提醒】

1.溫度是決定一個系統(tǒng)和另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量，一切達到熱平衡狀

態(tài)的系統(tǒng)都具有相同的溫度.

2.熱力學溫度的零值是低溫的極限，只能接近不能達到.即熱力學溫度無負值.

3.溫度是大量分子熱運動的集體行為，對個別分子說溫度無意義.

【特別提醒】

L封閉氣體對器壁的壓強處處相等.

2.求解液體內(nèi)部深度為h處的總壓強時，不要忘記液面上方氣體的壓強.

3.注意區(qū)別封閉氣體的壓強和大氣壓強.

【方法技巧】幾種常見情況的壓強計算

1.系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)下的氣體壓強計算方法

(1)液體封閉的氣體壓強的確定.

①平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象進行受刀分析，利用它的受力平衡，求出氣

體的壓強.

②取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面,

由兩側(cè)壓強相等建立方程求出壓強.

液體內(nèi)部深度為h處的總壓強為p=po+Pgh.

(2)固體(活塞或汽缸)封閉的氣體壓強的確定

由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過對該固體進行受力分析，由平衡條

件建立方程，來找出氣體壓強與其他各力的關(guān)系.

2.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的計算方法

一般選與氣體接觸的液柱或活塞為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程

求解.

【特別提醒】理想氣體的分子模型：理想氣體是為了研究問題的方便而建立的一種理想

化模型.其微觀模型是：分子本身無大?。环肿娱g除碰撞外不計分子之間的相互作用力，無分

子勢能，內(nèi)能只與溫度有關(guān)；分子間的碰撞看成彈性碰撞.

【方法技巧】應用理想氣體狀態(tài)方程解題的一般步驟

1.明確研究對象，即某一定質(zhì)量的理想氣體.

2.確定氣體在始末狀態(tài)的參量小、%、%及P2、V?、!->.

3.由狀態(tài)方程列式求解.

4.討論結(jié)果的合理性.

六、飽和汽與飽和汽壓

1.動態(tài)平衡:在單位時間內(nèi)，由液面蒸發(fā)出去的分子數(shù)等于回到液體中的分子數(shù)，液體與

氣體之間達到了平衡狀態(tài)，這種平衡是一種動態(tài)平衡.

2.飽和汽：在密閉容器中的液體不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地瀚結(jié).蒸發(fā)和謝結(jié)送?

到動態(tài)平衡時，液面上的蒸汽為飽和汽.

3.未飽和汽:沒有達到泡和狀態(tài)的蒸汽.

4.飽和汽壓:在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強也是一定

的，這個壓強即這種液體的飽和汽壓.

(1)飽和汽壓只是指空氣中這種液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體壓強無關(guān).

(2)飽和汽壓與溫度和物質(zhì)種類有關(guān).

七、空氣的濕度

1.絕對濕度和相對濕度

(1)絕對濕度:用空氣中所含水蒸氣的壓強來表示的濕度.

(2)相對濕度:空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比.

相對海府-水蒸氣的實際壓強

⑶相對濕度公式:‘叫一同溫下水的飽和汽壓

2.常用濕度計

干濕泡濕度計、毛發(fā)濕度計、傳感器濕度計.

八、用油膜法估測分子的大小

1.實驗目的

(1)用油膜法估測油酸分子的大小.

(2)學會間接測量微觀量的原理和方法.

2.實驗原理

利用油酸酒精溶液在立靜的水面上形成單分子油膜(如圖所示)，將油酸分子看成球形，

測出?定體積油酸酒精溶液在水面.上形成的油膜面積，用計算出油膜的厚度，其中V為?滴

油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積.這個厚度就近似等于油酸分子的直徑.

3.實驗器材

油酸、酒精、盛水淺盤、琲子粉(或石膏粉)、量筒(兩個)、滴管(或注射器)、大玻璃板、

彩筆、坐標紙.

4.實驗步驟

(1)取1mL(lcm')的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液.

(2)往邊長為30?40cm的淺盤中倒入約2cm深的水，然后將排子粉或石膏粉均勻地撒

在水面上.

(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液體積恰好為

1mL,算出每滴油酸酒精溶液的體積

(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入?滴油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開.，形成

單分子油膜.

(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將準備好的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫

在坡璃板上.

(6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積，求面積時，以坐

標紙上邊長為1cm的正方形為單位，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個

的算一個.

(7)據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V,據(jù)一滴油酸的體積V和薄

膜的面積S,算出油酸薄膜的厚度即為油酸分子的直徑.比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單

位為m)是否為1010m,若不是1010m需重做實驗.

【特別提醒】

1.實驗中應注意的事項

(1)琲子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功.

(2)油酸酒精溶液的濃度以小于千分之一為宜，配好后不宜長時間放置.

(3)測一滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體枳應為整亳升數(shù)，應

多滴兒毫升，數(shù)出對應的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較小.

(4)淺盤里的水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫

線時視線應與板面垂直.

(5)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓.

(6)本實驗只要求估算分子的大小，實驗結(jié)果的數(shù)量級符合即可.

(7)做完實驗后，把水從盤的一側(cè)邊緣倒出，并用少量酒精清洗，然后用脫脂棉擦去，最

后用水沖洗，以保持盤的活潔.

2.實腌誤差分析

(1)純油酸體積的計算誤差.

(2)油膜面積的測量誤差

①油膜形狀的畫線誤差.

②數(shù)格法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差.

(2012?上海)28.(6分)右圖為“研究一定質(zhì)量氣體在壓強不變的條件下，體積變化

與溫度變化關(guān)系”的實驗裝置示意圖。粗細均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻陶管C

下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質(zhì)量的氣體被水銀封閉于燒瓶內(nèi).開始時，B、C內(nèi)

的水銀面等高。

(1)若氣體溫度升高，為使瓶內(nèi)氣體的壓強不變，應將C管(填：“向上”

或“向下”移動，直至____________;

(2)(單選)實驗中多次改變氣體溫度，用A1表示氣體升高的攝氏溫度，用△力表示B

管內(nèi)水銀面高度的改變量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是)

【答案】⑴向下,3、C兩管內(nèi)無銀面等三,（2）A.

【解析】（1）為使氣體壓強不變應使兩側(cè)水鍥百相平，力于溫度升高，左側(cè)氣體體積膨脹，為

使兩邊液面相平，需庾右側(cè)玻璃管向下移動；

（2）由于左側(cè)發(fā)生的是等壓變匕，即匚二二二三二;恒量

「ZSt

因此A/2—X圖象是一條過坐標原點*J直線，因此A選項正確.

【考點定位】熱學實驗

（2012?海南）如圖，一氣缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為ni、面積為S的活塞將一定

量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，平衡時活塞與氣缸底相距L?，F(xiàn)上小車以一較小的水平恒定加速度向

右運動，穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于氣缸移動了距離d。已知大氣壓強為外，不計氣缸和活塞間的

摩擦，且小車運動時，大氣對活塞的壓強仍可視為外，整個過程中溫度保持不變。求小車的

加速度的大小。

【答案】a=2st

L-d\

【解析】設(shè)小車加速度大小為小會定時耳笠內(nèi)氣體:j壓強為p.,活塞受到氣缸內(nèi)外氣體的壓

力分別為，.右￥：$,

由牛頓第二定律得：力.為=〃以,

小車靜止時，在平衡情況下，'日內(nèi)氣體的1注立為用，由玻意耳定律得，尸：廠產(chǎn)燈廠

式中V=SL,r；=S(L-d),

聯(lián)立解得「二3

【考點定位】此題考查玻意耳定律和牛頓第二定律及其相關(guān)知識。

（2012?全國新課標卷）33.[物理——選修3-3]（15分）

（1）（6分）關(guān)于熱力學定律，下列說法正確的是（填入正確選項前的字母,

選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分，每選錯1個扣3分，最低得分為。分)。

A.為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量

B.對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加

C.可以從單一熱源吸收熱鼠，使之完全變?yōu)楣?/p>

D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體

E.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程

(2)(9分)如圖，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽

中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U

形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S,整個系統(tǒng)粒定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度

相等。假設(shè)U形管和細管中的氣體體枳遠小于玻璃泡的容枳。

(i)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)

【答案】(1)ACE

【解析】

(1)對物體做功或向它傳遞熱氨定噌加物庫的內(nèi)能的方法，A正確；對某物體做助，同時對外

散發(fā)熱量，物體的內(nèi)能可能減少，3錯工；并非熱不、三王轉(zhuǎn)化為功，而是在不引起其他變化的條

件下熱不能完全轉(zhuǎn)化為功.在一定條件下可以從單一熱源叱底熱量，使之完全變?yōu)楣?，C正確；

在外界對物體做功的情況下，可以使熱量從低溫物體傳向高溫物體，D錯誤；根據(jù)熱大學第二定律,

功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程，三正確。

(2012?江蘇)A.[選修3-3](12分)

(1)下列現(xiàn)象中，能說明液體存在表面張力的有.

(A)水里可以停在水面上(B)葉面上的露珠呈球形

(0滴入水中的紅墨水很快散開(D)懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動

(2)密閉在鋼瓶中的理想氣體，溫度升高時壓強增大,從分子動理論的角度分析，這是由

于

分子熱運動的增大了.該氣體在溫度「、T2時的分子速率分布圖象如題12AT

圖所示，則「(選填"大于”或“小于”)T2.

⑶如題12A-2圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B.此過程中，氣

體壓強p=1.0*l()5pa,吸收的熱量Q=7.0*10),求此過程中氣體內(nèi)能的增量.

【解析】12A.（1）AB；,C選項是擴散現(xiàn)象，I）現(xiàn)象是布朗運動

（2）平均動能;小于

（3：等壓變化乜=上對從做的功F邛（VBAA：

根據(jù)熱力學第一宅律△U=（?f.'產(chǎn)得△17=59*10二J

【考點定位】分子然力學第一室律

（2012,福建）選冷28、

（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題只有一個選項符合題意）

（1）關(guān)于熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是—o（填選項前的字母）

A.一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大

IL不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體

C.若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大

D.若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大

（2）空氣壓縮機的儲氣罐中儲有1.Oatm的空氣6.0L,現(xiàn)再充入1.0atm的空氣9.0L。

設(shè)充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲氣罐中氣體壓強為_____。（填選

項前的字母）

A.2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm

【答案】⑴D（2）A

【解析】（1）改變內(nèi)能有熱傳遞和做功，如果吸熱比對〃成功要少得話，物體的內(nèi)能會

減小，所以答案A錯；在引起變化的條件下，熱量可以從飛溫傳給高溫如空調(diào)等所以答案3錯；在

分子力為排斥力時距離噌大分子勢算誠小，答案：），正確答案選D.

仁）由等溫變化可知P,（J\+"）=巴人…人數(shù)據(jù)可知答案A正確；

【考點定位】：內(nèi)能.分子勢能、分子間相旦作用，%印定律等

（2012?山東）36.（8分）【物理一物理3-31（1）以下說法正確的是。

a.水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大

b.擴散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運動

c當分子間距離增大對，分子間引力增大，分子間示力減小

d.一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能減小

（2）如圖所示，粗細均勻、導熱良好、裝有適量水銀的U型管豎直放置，右端與大氣相

通，左端封閉氣柱長/=20c機（可視為理想氣體），兩管中水銀面等高。先將右端與一低壓

艙（未畫出）接通，穩(wěn)定后右管水銀面高出左管水銀面A=l（k”（環(huán)境溫度不變，大氣壓強

%=75cmHg）

①求穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強（用“cmHg”做單位）

②此過程中左管內(nèi)的氣體對外界（填"做止功”“做負功”“不做功”），

氣體將（填“吸熱”或放熱”）。

答案：（1）ab

解析：當分子間距離噌大時，分子間引力減小，分子間用力也瀛小，選項，錯誤；一定質(zhì)量的

理想氣體，在等壓膨脹過程中，溫度升高，氣體分子的平均動能噌大，選項d錯誤。

（2）①設(shè)匚型管橫截面積為°,右端與人氣相通由左管中封閉氣體壓強為小，右端與一低壓

舲接通后左管中封閉氣體壓強為P?，氣柱長度為“，穩(wěn)定后低壓艙內(nèi)的壓強為2。左管中封閉氣

體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律符P］匕=2丁=OPi=Pn②PLP+Pk③匕

=LS⑤

由幾何關(guān)系得“=2（4-4）⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得P=50c〃■⑦②做正

功；吸熱

【考點定位】熱學

（2012?上海）31.（13分）如圖，長￡=100cm,粗細均勻的玻璃管一端封閉。水平放置時，

長Zo=50cm的空氣柱被水銀封住，水銀柱長片30cm。將玻璃管緩慢地轉(zhuǎn)到開口向下的豎直位

置,然后豎直插入水銀槽，插入后有AZr15cm的水銀柱進入玻璃管。設(shè)整個過程中溫度始

終保持不變，大氣壓強R=75cml【g。求：

（1）插入水銀槽后管內(nèi)氣體的壓強"

（2）管口距水銀槽液面的距離從

【解析】

（1）設(shè)當轉(zhuǎn)到豎直位置時，水銀恰好未流出，管截面積為S,此時氣柱長：=7Qcm

由玻意耳定律：P=pL；=53.6wmHg,

由于p+.咫;?=S3.6cmHg,左于P），因此必有水鉆從管中流出，

設(shè)當管轉(zhuǎn)至豎直位置時，管丐M時水手在長為工，

由玻意耳定律：pjS-=S儀一士），

解得：x=25cm,

設(shè)插入槽內(nèi)后管內(nèi)柱長為

L'=L-（x4-J；i）=60cm,

由玻意耳定律，插入后壓強/二尸止）￡一?u2."mH「

（2）設(shè)管內(nèi)外水銀面高度差為；，

/f=75—62.5=12.5cm,

管口距槽內(nèi)水銀面距離距離H=￡一匚一匯=27.5on,

【考點定位】熱學

6.（新課標）【物理一一選修3-3】（15分）

（1）（6分）對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是—ADE—o（選對一個給3分,

選對兩個給4分，選對3個給6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）

A若氣體的壓強和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變

B若氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變

C若氣體的溫度隨時閏不段升高，其壓強也一定不斷增大

I）氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)

E當氣體溫度升高時，氣體的內(nèi)能一定增大

（2）（9分）如圖，一上端開口，下端封閉的細長玻璃管，下部有長1尸66cm的水銀柱，

中間封有長b=6.6cm的空氣柱，上部有長13=44cm的水銀柱，此時水銀面恰好與管口平齊。

已知大氣壓強為P產(chǎn)7（）cmHg。如果使玻璃管繞低端在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動一周，求在開口向

下和轉(zhuǎn)回到原來位置時管口空氣柱的長度。封入的氣體可視為理想氣體，在轉(zhuǎn)動過程口沒有

發(fā)生漏氣。

解：設(shè)玻璃管口向上時，空氣柱壓強為

P尸P：-pgh①

式中，p和g分別表示水銀的高度和重力加速度。

玻璃管口向下時，原來上部的水銀有一部分會流出，封閉端會有部分真空.設(shè)此時開口端剩的

水銀柱長度為工，則

P尸Pgh，②

式中，2為管內(nèi)空氣柱的壓強。由玻意耳定律得

Pi（SZ；）=P2（Sh）③

式中，力是此時空氣柱的長度，s為玻璃管的橫截面積。由①②③式和題給條件得

；2=12cm④

從開始轉(zhuǎn)動一周后，設(shè)空氣柱㈤壓強為上，則

Py=P.^pgx⑤

由玻意耳定律得

P（S/；）=P;（Sh）⑥

式中，力是此時空氣柱的長度，由①②③式得

Zr=9cm⑦

7.（上海）如圖，絕熱氣缸A與導熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣

缸間均無摩擦。兩氣缸內(nèi)裝有處于平衡狀態(tài)的理想氣體，開始時體積均為％、溫度均為7；）。

緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩(wěn)定后，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設(shè)環(huán)境溫度始終保

持不變，求氣缸A中氣體的體積匕和溫度7；。

【解析】設(shè)初態(tài)壓強為，膨脹后A，3壓強相等

PE=l-2p:

B中氣體始末狀工昌度相突

小4=1.2爾項-吃）

/.v.=-r

'6°

A部分氣體滿足

「叢_L2夕必

〒=T；

?.苴=1也

7

【答案】:匕1.47；

6

8.（山東）（8分）[物理一物理3-3]

（1）人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程。以下說法正確的

是o

a.液體的分子勢能與體積有關(guān)

b.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的

C.溫度升高，每個分子的動能都增大

d.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用

（2）氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀

壓強計相連。開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在0點處，.右管D中水銀面高出（）

點匕=14cm。后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D,使二中水銀面仍在0點處，測得D中水

銀面高出0點〃2=44cm。（已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1標準大氣壓相當于76cnHg）

①求恒溫槽的溫度。

②此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能（填“增大”或“減小”）,氣體不對外做功，氣體將

（填“吸熱”或“放熱”）。

答案：（Dad

（2）①設(shè)恒溫槽的溫度為應由題意知7]=273K。A內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律得

Pi/T\-P）/T\

P\-+PM

所6+P也

聯(lián)立上述三式，代入數(shù)據(jù)解得二764K.

②噌大吸熱

解析：（1）由于分子勢能與分子亡向的距工自關(guān)，嚴萬子勢能與體積有關(guān)，所以液體的分子勢

能與體積有關(guān)，選項a正確；單晶體的物理性質(zhì)都是分一耳性的，而多晶體的物理性質(zhì)是各向同性

的，選項b錯誤；溫度升高，分子的平均動鏟匕大，并非每個分子的動能都噌大，選項c錯誤；露

珠呈球狀是由于液體表面張力的作用，二唄d正確。

（2）此過程A內(nèi)氣體溫度升高，內(nèi)能增大.由熱力學第一定律，氣體不時外做功，氣體將吸

熱.

9.（江蘇）（選修模塊3—3）（12分）

（1）如題12A-1圖所示，一演示用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末

端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進入熱7K的葉片因伸展面“劃水”，推動轉(zhuǎn)

輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是

A.轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量

B.轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身

C.轉(zhuǎn)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

12A-?1

L口

（速12A2圖）

（2）如題12A-2圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸

內(nèi)，外界大氣壓強為P。?，F(xiàn)對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由%增大為V2。則在

此過程中，氣體分子平均動能_____（選增“增大”、“不變”或“減小”），氣體內(nèi)能變化

了。

（3）某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸

的摩爾-質(zhì)量M=0.283kg-mof1,密度P=0.895X103kg-m-3.若100滴油酸的體積為1ml,則1

滴油酸所能形成的單分子汨膜的面積約是多少？（取NA=€.02X102；5mor'.球的體積V與直徑D

的關(guān)系為丫=,不。3,結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

t答案】（1）D?）增大；。一月（4一匕）（3）1X101m-

【解析】（1）本題考查熱力學第二定律。根據(jù)熱力學第二定律，A項、3項錯誤。葉片吸收熱

水中的熱量一部分轉(zhuǎn)化為葉片轉(zhuǎn)動的機械能，一部分散失在空氣中，C項錯誤、D項正確。

（2）本題考查理想氣體實驗定律及熱力學第一定律。加熱過程為等壓變化，體積噌大，則溫

度升高，溫度是分子平均動能的標若，即分子平均動能噌大，吸收熱量同時對外做功，根據(jù)熱力學

第一定律，氣體內(nèi)能噌加量為Q-巴（%-1\）-

（3）本題考查單分子油膜法測分子直徑的；?丹也用。求得一個分子的直徑，體積與直徑即油

膜厚度的比值為油膜的面積。一個油酸右亍的體積"二4一

由球的體積與直徑的關(guān)系得分子直徑。=1國!

最大面積5==告二:解得s=1x10］蘇

10.（海南）模塊3-3試題（12分）

（1）（4分）關(guān)于空氣濕度，下列說法正確的是（填入正確選項前的字母。

選對1個給2分，選對2個給4分：選錯1個扣2分，最低得0分］

A.當人們感到潮濕時，空氣的.絕對濕度一定較大

B.當人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小

C.空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸汽的壓強表示

D.空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強之比

（2）（8分）如圖，容積為匕的容器內(nèi)充有壓縮空氣。容器與水銀壓強計相連，壓強計左

右兩管下部由軟膠管相連。氣閥關(guān)閉時，兩管中水銀面等高，左管中水銀面上方到氣閥之間

空氣的體積為匕。打開氣閥，左管中水銀下降：緩慢地向上提右管，使左管中水銀面回到原

來高度，此時右管與左管中水銀面的高度差為h。已知水銀的密度為夕，大氣壓強為巴,重

力加速度為g;空氣可視為理想氣體，其溫度不變。求氣閥打開前容器中壓縮空氣的壓強巴。

答案:⑴BC（2）月=月+0叭1+出）

解析：（1）絕對濕度是指單位體積空氣中所含水蒸汽的吃量，通常以1立方米空氣內(nèi)所含有的

水蒸汽的克敵來表示。水蒸汽的壓強是隨著水蒸汽的密度的噌加而增加的，所以，空氣里的絕對濕

度的大小也可以通過水汽的壓強來表示，因此C正確。

人們感到潮濕或干燥的原因不是3空氣中的fRW多少（即絕對濕度）決定，而是由離水汽飽

和氣壓的距密（即相對濕度）決定。因此第展，3正確

相對濕度是空氣中實際所含水孩口密度和同向度下飽力小蒸汽密度的百分比值，3選項錯誤.

（2）打開閥門前兩管中水銀面等:句說明此巴\'2內(nèi)的、本壓強等于大氣壓強P：

對VI內(nèi)的氣體，打開閥門后發(fā)生等溫變化,P"Pd）

對V2內(nèi)的氣體，打開閥門后也發(fā)生等溫變化，PN產(chǎn)PJ（V.+V.）

混合后的氣體（PJ+P2'）S=pShg+PoS

解上述3式得：6二4+超人（1+向）

11.（福建）［物理選修3-3］（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題只有一

個選項符合題意）

（1）如圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程。圖中橫線表

示時間3縱軸表示溫度T。從圖中可以確定的是（填選項前的字母）

A.晶體和非晶體均存在固定的熔點T。

R,曲線機的be段表示固液共存狀態(tài)

C.曲線."的ab段、由線N的ef段均表示固態(tài)

I）.曲線"的cd段、由線N的fg段均表示液態(tài)

（2）一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5X10J,氣體對外界做功

1.0X10」，則該理想氣體的（填選項前的字母）

A.溫度降低，密度增大B.溫度降低，密度減小

C.溫度升高，密度增大D.溫度升高，密度減小

答案：（1）B（2）D

解析：（1）只有晶體存在固定的熔點T”曲線〃的，段表示固液共存狀態(tài)，曲線”的ab段、

表示固態(tài)，曲線'的ef段不表示固總，曲線YU；晶不表示液態(tài)，選項3正確ACD錯誤。

（2）由熱力學第一定律，氣體從外I攵熱量2.5x10,J,氣體對外界做功1.0x10%則該理想

氣體的內(nèi)能增大，體積增大，溫度升高，密度減小，選項D正確。

12.（全國）（6分）（注意：在試題卷上作答無效）

在“油膜法估測油酸分子的大小”試驗中，有下列實驗步驟：

①往邊長約為40cm的淺盆里倒入約2cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的琲子粉均勻地撒

在水面上。

②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴?滴在水面k,待薄膜形狀穩(wěn)定。

③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙.上，計算H油膜的面枳，根據(jù)油酸的體積和面

積計算出油酸分子直徑的大小。

④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定

體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。

⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。

完成下列填空：

（1）上述步驟中，正確的順序是o（填寫步驟前面的數(shù)字）

（2）將1cm：'的油酸溶于酒精，制成300cm'的油酸酒精溶液；測得1cm：'的油酸酒精溶液有

50滴?，F(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13ni2。由此估算

出油酸分子的直徑為nu（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

【解析】(1)實驗步驟為④①②⑤③

(2)根據(jù)純油酸的體積V和油讀面積Sjj計算出油膜的厚度二把油膜厚度L視為油酸分子的

V1、

直徑，則￡1=—,每滴油酸酒精溶液代邛積是一療，和1cm：的油酸溶于酒精，制成300cm：的

S50

油酸酒精溶液，則一滴油酸酒精溶液；,含純油酸彷、出是v=」_.Lc”廣，則根據(jù)題目要求保留1

30050

位有效數(shù)字可知油酸分子的直徑為5x1。-m.

【答案】(1)④①②⑤③(2)5xl(T：：m。

7.2010?海南物埋?17(1)下列說法正確的是

(A)當一定質(zhì)量的氣體吸熱時，其內(nèi)能可能減小

(B)玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體

(C)單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒?有固定的熔點

(D)當液體與大氣相接觸時，液體表面層內(nèi)的分子所受其它分子作用力的合力總是指向液

體內(nèi)部

(E)氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體

溫度有關(guān)

【答案】ADE

【解析】一定質(zhì)量的氣體吸熱時如果同肘對外做功，且做的功大于吸收的熱量，則內(nèi)能減小，

i：A)正確；玻璃是非晶體，(3］錯；多晶'；、也有固定的’.其(C〕錯；液體表面層內(nèi)的分子液體內(nèi)部分

子間距離的密度都大于大氣，因此分子力2上口腦向液體內(nèi)部，(D)正確；氣體分子單位時間內(nèi)與單

位面積器壁碰撞的次數(shù)，決定氣體的壓丑，因此與迫位體積內(nèi)今子數(shù)和氣體的溫度有關(guān)，匯)對。

(2)(8分)如右圖，體枳為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱氣缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活

塞；氣缸內(nèi)密封有溫度為壓強為L2〃。的理想氣體.〃。和4分別為大氣的壓強和溫

度.已知：氣體內(nèi)能U.與溫度T的關(guān)系為0°為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過

程都是緩慢的.求

(i)氣缸內(nèi)氣體與大氣達到平衡時的體積匕：

(ii)在活塞F降過程中，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.

K=-rO=-pcV+aTc

【答案】（i）2；（止）~

【解析】(i)在氣體由壓縮「二1」「下降到:的過程巴氣體體積不變，溫度由T=)4工變

4=色

為由查理定律得T

在氣體溫度由4變?yōu)?的過程中，即積由廠源小到耳，氣體壓強不變，由著蓋呂薩克定律得

匕=4

匕&②

y=_Lp

由①②式得?-2③

(ii)在活塞下入過程中活塞對氣肉做的功為

—分④

在這一過程中，氣體內(nèi)空羽減少為

AL7=<z(Z⑤

由熱力學第一定律”.二虹內(nèi)氣體的七的熱量為

—「⑥

由②③④⑤⑥式得

。=%。+%

2⑦

8.2010?上海物理?30如圖，一質(zhì)量不計，可上下自由活動的活塞將圓筒分為上下兩室，兩

室中分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N,下底M及活塞D均為導體并按圖連接,

活塞面積S=2Cc在電健K斷開時，兩室中氣體壓強均為〃o=24OP〃，ND間距4=1///H,

DM間距4=3〃〃?，將變阻器的滑片P滑到左端B,閉合電鍵后，活塞D與下底M分別帶有等

量異種電荷，并各自產(chǎn)生勻強電場，在電場力作用下活塞D發(fā)生移動。穩(wěn)定后，ND間距

1\=3〃〃?，四間距/2=1〃〃2,活塞D所帶電量的絕對值夕=%SE(式中E為D與M所帶電荷

產(chǎn)生的合場強，常量4=885*10即。2/%.小)求：

（1）兩室中氣體的壓強（設(shè)活塞移動前后氣體溫度保持不變）；

（2）活塞受到的電場力大小F；

（3）所帶電荷產(chǎn)生的場強大小和電源電壓U;

（4）使滑片P緩慢地由B向A滑動，活塞如何運動，并說明理由。

解析：

（1）pJi=Pi，'i解得P：=30Pa

pj2=p1「2,解得P：=720Pa

（2）根據(jù)活塞受力的平衡，F(xiàn)=，A-p”=0.12。：、.

（3）因為三為D與，所帶電荷產(chǎn)生的合場強,E.二二I所帶電荷產(chǎn)生的場強大小,所以三=2EM，

所以號三.醞'得入=信=6義1的

所以q—￡：SE=2￡：SE：「,

電源電壓。'=2旦/=12。

（4）因Qg減小，減小，向下的力尸減小，U2增大,無力.減小，向上的力F噌大,

活塞向上移動.

【精選名題巧練】

1.（2013?湖州模擬）下列說法中正確的是（）

A.擴散運動就是布朗運動

B.根據(jù)熱力學第二定律可知熱機效率不可能為百分之百

C.空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢

D.由于液體表面層分子間距禽小于液體內(nèi)部分子間距高，液體表面存在張力