2019年高考物理专题15分子动理论气体及热力学定律命题猜想（含解析）.docx

分子动理论 气体及热力学定律命题猜想【考向解读】高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：分子大小的估算；分子动理论内容的理解；物态变化中的能量问题；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解；热力学定律的理解和简单计算；油膜法测分子直径等内容。 预测高考会涉及在以下方面：利用阿伏伽德罗常数进行微观量估算和涉及分子动理论内容的判断性问题，以选择填空题形式命题；气体压强为背景的微观解释问题，以简答形式命题；以理想气体为研究对象考查气体性质和热力学定律的问题，以计算题的形式命题。【命题热点突破一】一些基本概念常识的考查这类问题包括一些基本的概念及常识，例如，内能、扩散、布朗运动、热运动、分子力、分子势能、分子平均动能、晶体、非晶体、饱和蒸汽、压强、温度等考查例1、（2018年江苏卷）如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_A. 空气的相对湿度减小B. 空气中水蒸汽的压强增大C. 空气中水的饱和气压减小D. 空气中水的饱和气压增大【答案】A【解析】温度计示数减小说明蒸发加快，空气中水蒸汽的压强减小，选项B错误；因空气的饱和气压只与温度有关，空气温度不变，所以饱和气压不变，选项C、D错误；根据相对湿度的定义，空气的相对湿度减小，选项A正确。【变式探究】【2017北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C【变式探究】【2017新课标卷】（5分）氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0 ，实线是100 对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确。【变式探究】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化据此材料，以下叙述正确的是()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【变式探究】下列说法正确的是()A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变【解析】晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，A项错误根据是否有固定的熔点，可以把固体分为晶体和非晶体两类，单晶体有各向异性，B项对同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体如金刚石和石墨C项对单晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，D项对熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，E项错误【答案BCD【变式探究】 (双选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀关于该现象的分析正确的是()A混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的【解析】根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、C项【答案】BC【举一反三】对下列几种固体物质的认识，正确的有()A食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同【答案】AD【命题热点突破二】 热力学第一定律应用1对一定质量的理想气体，由于除碰撞外忽略分子间的相互作用力，因此不考虑分子势能2热力学第一定律UQW中：(1)U仅由温度决定，升温时为正，降温时为负；(2)W仅由体积决定，压缩时为正，膨胀时为负；(3)Q由U和W共同决定；(4)在绝热情况下Q0，因此有UW(气体的容器“绝热”，或容器虽然导热，但状态变化“迅速”，来不及交换热量，都属于绝热)例2、（2018年全国II卷）对于实际的气体，下列说法正确的是_。A气体的内能包括气体分子的重力势能B气体的内能包括分子之间相互作用的势能C气体的内能包括气体整体运动的动能D气体体积变化时，其内能可能不变E气体的内能包括气体分子热运动的动能【答案】BDE【解析】气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错，BE对；根据热力学第一定律知道 ，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D正确； 故选BDE。【变式探究】【2017新课标卷】（5分）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是_（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD【变式探究】【2017江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图12A1图所示下列说法正确的有_（A）AB的过程中，气体对外界做功（B）AB的过程中，气体放出热量（C）BC的过程中，气体压强不变（D）ABC的过程中，气体内能增加【答案】BC【举一反三】(1)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是_图1A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功【答案】ABE【解析】由C得pT(C为常量)，因对角线ac的延长线过原点O，即pkT，故体积V不变，即VaVc，选项A正确；一定量的理想气体的内能由温度T决定，而TaTc，故EaEc，选项B正确；cd过程为等温加压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故系统要对外放热，放出热量QW外，选项C错误；da过程为等压升温过程，体积增加，对外界做功，系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量QW外E内W外，选项D错误；bc过程为等压降温过程，由可知，气体体积会减小，WpVCTbc；同理da过程中，WpVCTda，因为|Tbc|Tda|，故|W|W|，选项E正确【变式探究】某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()A外界对胎内气体做功，气体内能减小B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小D胎内气体对外界做功，内能增大【解析】对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体为外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D项【答案】D【变式探究】下列说法正确的是()A物体放出热量，其内能一定减小B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【答案】C【命题热点突破三】理想气体状态方程1克拉帕龙方程pVnRT(n为物质的量)或C(C为常数)2理想气体状态方程解题步骤第一步：确定研究对象根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定第二步：确定气体状态参量分别找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，常需结合力学知识(如平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式第三步：确定研究过程过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象与周围环境的相互关系的分析才能确定，认清变化过程是正确选用物理规律的前提第四步：列气体状态方程根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，代入具体数值，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义例3、（2018年全国卷）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中_。A气体温度一直降低B气体内能一直增加C气体一直对外做功D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功【答案】BCD【变式探究】【2017新课标卷】（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0（ii）打开K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为（iii）设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p3=1.6p0【变式探究】在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值【答案】(i)28 Pa(ii)1.3(ii)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为V1rV2r联立式得由式知，p1p0，i1，2，故可略去式中的p1项，代入题给数据得1.3【变式探究】如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2，小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm，气缸外大气压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，求 (2)在大活塞与大圆筒底面刚接触时，被封闭气体的压强为p1，在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变，设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有联立式并代入题给数据，得p1.01105 Pa【答案】(1)330 K(2)1.01105 Pa【变式探究】如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h110.0 cm时，将开关K关闭，已知大气压强p075.0 cmHg.(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；(2)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度 (2)当A、B两侧水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律，得plp2l2由力学平衡条件可知p2p0代入数据得l210.4 cm设注入的水银柱在管内的长度h1依题意，得h2(l1l2)h113.2 cm【答案】(1)12.0 cm；(2)13.2 cm【举一反三】如图，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0.现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触求活塞A移动的距离【答案】h【规律总结】一、分子运动与布朗运动的关系布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小、液体的温度等有关固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈液体温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越明显，布朗运动越激烈但要注意布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，不是单个分子的运动，但布朗运动证实了周围液体分子的无规则运动二、分子力做功与分子势能变化的关系与重力、弹力相似，分子力做功与路径无关，可以引进分子势能的概念分子间所具有的势能由它们的相对位置所决定分子力做正功时分子势能减小，分子力做负功时分子势能增加通常选取无穷远处(分子间距离r10r0处)分子势能为零当两分子逐渐移近时(rr0)，分子力做正功，分子势能减小；当分子距离rr0时，分子势能最小(且为负值)；当两分子再靠近时(rpa，即过程中气体的压强逐渐增大，A错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对外做功，B正确；过程中气体体积不变，对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，C错误；由于状态c、d的温度相等，根据理想气体的内能只与温度有关，可知状态c、d的内能相等，D正确；由理想气体状态方程pdVd/Td=pbVb/Tb可知，状态d的压强比状态b的压强小，E正确。6.（2018年全国卷）如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0， 现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。【答案】【解析】本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为，压强为；下方气体的体积为，压强为。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得 由已知条件得 设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得 联立以上各式得 7.（2018年全国II卷）对于实际的气体，下列说法正确的是_。A气体的内能包括气体分子的重力势能B气体的内能包括分子之间相互作用的势能C气体的内能包括气体整体运动的动能D气体体积变化时，其内能可能不变E气体的内能包括气体分子热运动的动能【答案】BDE【解析】气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错，BE对；根据热力学第一定律知道 ，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，故D正确； 故选BDE。8.（2018年全国II卷）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为g。【答案】根据力的平衡条件有联立式可得此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。根据盖吕萨克定律有式中V1=SHV2=S（H+h）联立式解得从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为9.（2018年全国卷）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如p-V图中从a到b的直线所示。在此过程中_。 A气体温度一直降低B气体内能一直增加C气体一直对外做功D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功【答案】BCD1【2017北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C【解析】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A错误；分子在永不停息地做无规则运动，B错误；水的温度升高，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都增大，D错误；选项C说法正确。2【2017新课标卷】（5分）氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC3【2017新课标卷】（5分）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是_（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD【解析】气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，选项BD正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误；故选ABD。4【2017江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图12A1图所示下列说法正确的有_（A）AB的过程中，气体对外界做功（B）AB的过程中，气体放出热量（C）BC的过程中，气体压强不变（D）ABC的过程中，气体内能增加【答案】BC5【2017新课标卷】（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量【答案】ABD【解析】在过程ab中，体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，压强增大，温度升高，内能增加，A正确，C错误；在过程ca中，气体体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，故内能减小，由热力学第一定律可得气体向外界放出热量，B正确，E错误；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，D正确。6【2017江苏卷】题12A2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同比较两张图片可知：若水温相同，_（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈【答案】甲 乙【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈7【2017江苏卷】科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3109 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol1请估算该蛋白的密度（计算结果保留一位有效数字）【答案】8【2017新课标卷】（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0（ii）打开K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为（iii）设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p3=1.6p09【2017新课标卷】（10分）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【答案】（i） （ii） （iii）()气球内热空气所受的重力：联立解得：()设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：mg=fGm0g联立可得：10【2017新课标卷】（10分）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。【答案】（i） （ii）联立式得（ii）由题意知联立式有该仪器能够测量的最大压强为1【2016北京卷】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化据此材料，以下叙述正确的是()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C2【2016江苏卷】A【选修33】(2)如图1甲所示，在斯特林循环的p V图像中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A对应的是_(选填“”或“”). 图1A.（2）【答案】不变【解析】BC过程中由于气体分子总数不变，体积也不变，因此单位体积中的气体分子数目也不变根据理想气体状态方程可得TATc，故EaEc，选项B正确；cd过程为等温加压过程，外界对系统做正功，但系统内能不变，故系统要对外放热，放出热量QW外，选项C错误；da过程为等压升温过程，体积增加，对外界做功，系统内能增加，故系统要从外界吸热，且吸收热量QW外E内W外，选项D错误；bc过程为等压降温过程，由可知，气体体积会减小，WpVCTbc；同理da过程中，WpVCTda，因为|Tbc|Tda|，故|W|W|，选项E正确9 【2016全国卷】【物理选修33】(1)关于气体的内能，下列说法正确的是_A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【答案】（1）CDE10【2016江苏卷】A【选修33】(3)如图甲所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J在BC和CD的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J求气体完成一次循环对外界所做的功A.（3）【答案】8 J【解析】完成一次循环气体内能不变，则U0，吸收的热量Q(2012420) J8 J，由热力学第一定律UQW得，W8 J，气体对外做功8 J.【2015上海4】1一定质量的理想气体在升温过程中A分子平均势能减小 B每个分子速率都增大C分子平均动能增大 D分子间作用力先增大后减小1【答案】C【解析】一定质量的理想气体，分子势能不计，故A错误；在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误。【2015北京13】3下列说法正确的是（ ）A物体放出热量，其内能一定减小 B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变3【答案】C【解析】A.由热力学第一定律可知，物体放热，但是未知，则不一定小于零，即内能不一定减少，选项A错误。B.对外做功，但未知，所以依旧不能判定，选项B错误。C.吸收热量，对外做功，可为正或为零或负，即内能可能增加或不变或减小，选项C正确。D.放热，且对外做功，则，即内能一定减少。选项D错误。故选C。【2015上海9】4如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为和，体积变化分别为和。已知水银密度为，玻璃管截面积为S，则A一定等于 B一定等于C与之差为 D与之和为HS4【答案】A【2015广东17】5图6为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气A内能增大 B压强增大 C分子间引力和斥力都减小 D所有分子运动速率都增大5【答案】AB【2015福建29（1）】6下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 。A分子间距离减小时分子势能一定减小B温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性6【答案】B【解析】由图知，当分子间距离小于r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大，所以A错误；由分子热运动理论知，温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈，所以B正确；物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C错误；非晶体是各向同性的，故D错误。【2015福建29（2）】7如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则 。ATbTc，QabQac BTbTc，QabQac CTb=Tc，QabQac DTb=Tc，QabQac7【答案】C【解析】根据理想气体状态方程：，代入可得Tb=Tc；根据热力学第一定律，又Tb=Tc，故两过程的相同，从a到c过程W=0，从a到b过程W0，所以QabQac，故C正确。【2015全国新课标33（1）】8关于扩散现象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是不同物质间的一种化学反应C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的8【答案】ACD【2015全国新课标33（1）】9下列说法正确的是。（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质 C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转