（新课标）2017年高考物理大一轮复习 第11章 热学教师用书.doc

第11章 热学考纲展示要求复习定位1.分子动理论的基本观点和实验依据1.在本章的考查中，题型涉及选择、填空和计算考查知识点覆盖全面，突出几个重点，以近几年考查情况来看，气体实验定律、热力学定律往往作为考查的重点2本章的复习应加强以下几点：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；(4)热现象实验与探索过程的方法(5)热力学定律应用及两类永动机的理解(6)注意热力学第一定律与气体实验定律的综合题目的训练(7)关注新情景题目的设置，试题多以科技前沿、社会热点及与生产生活联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用2.阿伏加德罗常数3.气体分子运动速率的统计分布4.温度是分子平均动能的标志、内能5.固体的微观结构、晶体和非晶体6.液晶的微观结构7.液体的表面张力现象8.气体实验定律9.理想气体10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压11.相对湿度12.热力学第一定律13.能量守恒定律14.热力学第二定律15.要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位包括摄氏度()、标准大气压.实验：用油膜法估测分子的大小第1节分子动理论内能一、分子动理论1物体是由大量分子组成的(1)分子模型：主要有两种模型，固体与液体分子通常用球体模型，气体分子通常用立方体模型(2)分子的大小分子直径：数量级是1010 m；分子质量：数量级是1026 kg；测量方法：油膜法(3)阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，na6.021023 mol1.2分子热运动分子永不停息的无规则运动(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著3分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快二、内能1分子平均动能(1)所有分子动能的平均值(2)温度是分子平均动能的标志2分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关3物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和(2)决定因素：温度、体积和物质的量三、温度1意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小)2两种温标(1)摄氏温标t：单位，在1个标准大气压下，水的冰点作为0 ，沸点作为100 ，在0 100 之间等分100份，每一份表示1 .(2)热力学温标t：单位k，把273.15 作为0 k.(3)就每一度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，即tt.只是零值的起点不同，所以二者关系式为tt273.15.(4)绝对零度(0 k)，是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值易错警示微点拨1布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的运动，而不是液体分子的运动2分子间的引力和斥力是同时存在的，都随距离的增大而减小3分子间距为r0时，分子的引力与斥力的合力为零，引力和斥力相等，且都不为零4温度相同时，两物体分子的平均动能相同，物体的内能不一定相同5温度升高时，分子的平均动能增大，有的分子的动能还可能减少考点一微观量的估算1.微观量：分子体积v0、分子直径d、分子质量m0.2宏观量：物体的体积v、摩尔体积vm、物体的质量m、摩尔质量m、物体的密度.3关系：(1)分子的质量：m0.(2)分子的体积：v0.(3)物体所含的分子数：nnana或nnana.4分子的两种模型：(1)球体模型直径d .(常用于固体和液体)(2)立方体模型边长d.(常用于气体)对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离1(多选)设某种物质的摩尔质量为，原子间的平均距离为d，已知阿伏加德罗常数为na，则该物质的密度可表示为()abc d解析：选ab.分子为球体时，1 mol物质的体积为d3na，则，故a正确；分子为正方体时，1 mol物质的体积为d3na，则，故b正确2(2015高考海南卷)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径r，空气平均摩尔质量为m，阿伏加德罗常数为na，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为_，空气分子之间的平均距离为_解析：地面大气压强是由大气层对地球表面压力产生的根据p可知，fp0s4r2p0.这个压力等于大气层空气的总重力，即4r2p0mg，可求出m.根据n以及nnna，可计算出大气层空气分子总数n.由于大气层厚度h远小于地球半径r，地球大气层总体积可近似表示为v4r2h，则每个分子所占空间v0，如图所示，空气分子之间的平均距离l .答案： 微观量的求解方法(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带(2)建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体气体分子所占据的空间则建立立方体模型考点二布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力不均衡而引起的，它是分子做无规则运动的反映1(2015高考全国卷)(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是_(填正确答案标号)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解析：选acd.扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项a正确扩散现象是由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项b错误、选项c正确、选项e错误扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项d正确2(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()a布朗运动是液体分子的无规则运动b液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈c布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的d布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析：选bd.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，a错误温度越高、颗粒越小，布朗运动越剧烈，b正确布朗运动是由液体分子撞击的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，c错误、d正确考点三分子力、分子力做功和分子势能(高频考点)分子力和分子势能随分子间距变化的规律如下：分子力f分子势能ep随分子间距的变化图象随分子间距的变化情况rr0f引和f斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，f引f斥，f表现为斥力r增大，分子力做正功，分子势能减小；r减小，分子力做负功，分子势能增加rr0f引和f斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，f引f斥，f表现为引力r增大，分子力做负功，分子势能增加；r减小，分子力做正功，分子势能减小rr0f引f斥，f0分子势能最小，但不为零r10r0 (109m)f引和f斥都已十分微弱，可以认为f0分子势能为零题组一高考题组1(2013高考新课标全国卷)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此过程中，下列说法正确的是_a分子力先增大，后一直减小b分子力先做正功，后做负功c分子动能先增大，后减小d分子势能先增大，后减小e分子势能和动能之和不变解析：选bce.两分子从较远靠近的过程分子力先表现为引力且先增大后减小，到平衡位置时，分子力为零，之后再靠近分子力表现为斥力且越来越大，a选项错误；分子力先做正功后做负功，b选项正确；分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，c选项正确、d选项错误；只有分子力做功，分子势能和分子动能相互转化，总和不变，e选项正确2(2013高考福建卷)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能ep随分子间距离r变化关系的图线是_(填选图下方的字母)解析：选b.当分子间距离rr0时，分子之间引力和斥力大小相等，分子作用力为零；当rr0时，分子间作用力表现为引力，作用力随r先增大后减小，当r10r0时，作用力又趋近于零分子势能的变化与分子作用力做功有关，分子作用力为零时，分子势能最小，选项b正确题组二模拟题组3(2016北京101中学月考)如果将两个分子看成质点，当这两个分子之间的距离为r0时分子力为零，则分子力f及分子势能ep随着分子间距离r的变化而变化的情况是()a当rr0时，随着r变大，f变小，ep变小b当rr0时，随着r变大，f变大，ep变大c当rr0时，随着r变小，f变大，ep变小d当rr0时，r变大，则分子力f先变大后变小，而分子势能增大，所以a、b错误当r0为斥力，f0为斥力，f0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置现把乙分子从a处静止释放，则()a乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动b乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大c乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加d乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加解析：选b.乙分子由a运动到c的过程中，分子力f0表示分子力表现为斥力，即乙分子在斥力作用下做减速运动，该过程中分子力始终做负功，分子动能减小，分子势能增大综上，只有b正确8分子动理论是从微观角度看待宏观现象的基本理论以下现象，能用分子动理论进行解释的是()a雾霾的形成b沙尘暴的形成c汽车驶过，公路上扬起灰尘d铁丝不易被拉断解析：选d.雾霾是由小颗粒组成的，每个小颗粒都是由大量分子组成，故雾霾的形成无法用分子动理论解释，选项a错误；沙尘暴属于宏观物体的运动，故沙尘暴的形成无法用分子动理论解释，选项b错误；汽车扬起的灰尘是固体小颗粒，它的运动是气流作用的结果，不能用分子动理论来解释，选项c错误；铁丝不易被拉断是因为铁丝分子间有引力，选项d正确9下列叙述正确的是()a只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数b只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积c悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动就越明显d当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小解析：选a.水的摩尔质量除以水分子的质量就等于阿伏加德罗常数，选项a正确；气体分子间的距离很大，气体的摩尔体积除以阿伏加德罗常数得到的不是气体分子的体积，选项b错误；布朗运动与固体颗粒大小有关，颗粒越大，布朗运动越不明显，选项c错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项d错误10在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a ml的纯油酸配制成b ml的油酸酒精溶液，再用滴管取1 ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为s cm2，则：(1)估算油酸分子的直径大小是_ cm.(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的_a摩尔质量 b摩尔体积c质量 d体积解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为，一滴油酸酒精溶液的体积为 ml，一滴油酸酒精溶液含纯油酸 ml，则油酸分子的直径大小为d cm.(2)设一个油酸分子体积为v，则v 3，由na可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积答案：(1)(2)b11空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥某空调工作一段时间后，排出液化水的体积v1.0103 cm3.已知水的密度1.0103 kg/m3、摩尔质量m1.8102 kg/mol，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数n；(2)一个水分子的直径d.解析：(1)水的摩尔体积为vm m3/mol1.8105 m3/mol水分子总数为n 个31025个(2)建立水分子的球体模型，有d3，可得水分子直径：d m41010 m.答案：(1)31025个(2)41010m12地球是太阳系从内到外的第三颗行星已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为29103 kg/mol，一个标准大气压约为1.0105 pa.利用以上数据估算出地球表面大气在标准状况下的体积为多少？(g取9.8 m/s2，计算结果保留一位有效数字)解析：大气压强是由大气重力产生的，大气压强p代入数据可得地球表面大气质量m5.21018 kg标准状况下1 mol气体的体积为v22.4103m3故标准状况下地球表面大气的体积为v v22.4103m341018m3.答案：41018m3第2节固体、液体和气体一、固体1分类：固体分为晶体和非晶体两类晶体又分为单晶体和多晶体2晶体与非晶体的比较单晶体多晶体非晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体二、液体1液体的表面张力(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大2液晶的物理性质(1)具有液体的流动性(2)具有晶体的光学各向异性(3)在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的三、饱和汽湿度1饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽2饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关3湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强(2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比(3)相对湿度公式相对湿度.四、气体分子运动速率的统计分布气体实验定律理想气体1气体分子运动的特点(1)分子很小，间距很大，除碰撞外不受力(2)气体分子向各个方向运动的气体分子数目都相等(3)分子做无规则运动，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布(4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大2气体的三个状态参量(1)体积；(2)压强；(3)温度3气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力公式：p.(3)常用单位及换算关系：国际单位：帕斯卡，符号：pa,1 pa1 n/m2.常用单位：标准大气压(atm)；厘米汞柱(cmhg)换算关系：1 atm76 cmhg1.013105 pa1.0105 pa.4气体实验定律(1)等温变化玻意耳定律：内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成反比公式：p1v1p2v2或pvc(常量)(2)等容变化查理定律：内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度t成正比公式：或c(常量)推论式：pt.(3)等压变化盖吕萨克定律：内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积v与热力学温度t成正比公式：或c(常量)推论式：vt.5理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在理想气体不考虑分子间相互作用的分子力，不存在分子势能，内能取决于温度，与体积无关实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太低时都可看作理想气体(2)一定质量的理想气体状态方程：或c(常量)易错警示微点拨1单晶体的物理性质呈现各向异性，但多晶体却呈现各向同性2液体的表面张力是液体分子间作用力的结果3液晶不是液体和晶体的混合物，而是呈现出液体和晶体的性质4水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结并没停止5一定质量的理想气体，在等容变化时，压强和热力学温度成正比，而不是摄氏温度考点一固体和液体的性质(高频考点)1晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力(2)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线(4)表面张力的效果：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系题组一高考题组1(2014高考海南卷)(多选)下列说法正确的是()a液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部b单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点c单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性d通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体e液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征解析：选ce.液体的表面张力与液体表面相切，垂直于液面上的各条分界线，选项a错误；无论是单晶体还是多晶体，都有固定的熔点，选项b错误；根据固体特性的微观解释可知，选项c正确；金属是由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列起来的，在各个方向上的物理性质都相同，但有固定的熔点，金属属于多晶体，选项d错误；液晶既具有液体的流动性，同时也具有单晶体的各向异性，选项e正确2(2015高考全国卷)(多选)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，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体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：选bcd.a.将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项a错误b单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项b正确c例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项c正确d晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项d正确e熔化过程中，晶体的温度不变，但内能增加，故选项e错误3(2013高考海南卷)(多选)下列说法正确的是()a把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面这是由于水表面存在表面张力的缘故b水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故c在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形这是表面张力作用的结果d在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关e当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开这是由于水膜具有表面张力的缘故解析：选acd.由于液体表面张力的存在，针、硬币等能浮在水面上，a正确水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，b错误在太空中水滴呈球形，是液体表面张力作用的结果，c正确液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体液面在细管中向下弯，不浸润液体液面在细管中向上弯，d正确e项中，玻璃板很难被拉开是由于分子引力的作用，e错误题组二模拟题组4(2016济南高三质检)(多选)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是()a液晶的分子势能与体积有关b晶体的物理性质都是各向异性的c温度升高，每个分子的动能都增大d露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析：选ad.液体和固体的体积与分子间相对位置有关，分子间距接近平衡位置r0时，分子间距变化，分子力做功显著，导致分子势能变化显著，a正确多晶体的物理性质表现为各向同性，因此b错误温度升高，分子的平均动能增大，由于分子速率遵循统计规律，故并不是每个分子的动能都增大，c错误液体表面张力的作用是使其表面绷紧，表面积收缩到最小，呈球状，d正确5(2016上海虹口高三质检)液体与固体具有的相同特点是()a都具有确定的形状b体积都不易被压缩c物质分子的位置都确定d物质分子都在固定位置附近振动解析：选b.固体具有确定的形状，而液体具有流动性，没有一定的形状，a错固体、液体的分子排列都很紧密，分子间作用力都很强，因此体积都不易被压缩，b对但是液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是不稳定的，因此c、d错误解答固体和液体问题的技巧(1)解答晶体和非晶体问题应当熟练掌握晶体和非晶体的区别和联系(2)解答液体的表面张力问题，应熟练掌握液体的表面张力形成的原因、表面特性、表面张力的方向、表面张力的效果，以及与表面张力大小相关的因素等考点二气体压强的产生与计算1产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强2决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度3平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程求得气体的压强(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等4加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解1.如右图所示，只有一端开口的u形玻璃管，竖直放置，用水银封住两段空气柱和，大气压为p0，水银柱高为压强单位，那么空气柱的压强p1为()ap1p0hbp1p0hcp1p02h dp1p0解析：选d.由图可知，p1hp2p0h，故p1p0，选项d正确2.如图所示，一个横截面积为s的圆筒形容器竖直放置，金属圆块a的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为，圆块的质量为m，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为()ap0 bcp0 dp0解析：选d.对圆块进行受力分析：重力mg，大气压的作用力p0s，封闭气体对它的作用力，容器侧壁的作用力f1和f2，如图所示由于不需要求出侧壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强圆块在竖直方向上受力平衡，故p0smgcos ，即pp0，d正确封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关解决这类问题的关键是要明确研究对象，然后分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的平衡方程或牛顿第二定律方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强考点三气体实验定律及理想气体状态方程(高频考点)1理想气体状态方程与气体实验定律的关系2几个重要的推论(1)查理定律的推论：pt(2)盖吕萨克定律的推论：vt(3)理想气体状态方程的推论：题组一高考题组1(2014高考新课标全国卷)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为t0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了.若此后外界的温度变为t，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g.解析：设汽缸的横截面积为s，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phs(pp)s解得pp外界的温度变为t后，设活塞距底面的高度为h.根据盖吕萨克定律，得解得hh据题意可得p气体最后的体积为vsh联立式得v答案：2(2015高考全国卷)如图，一固定的竖直汽缸由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；汽缸外大气的压强为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t1495 k现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强解析：(1)设初始时气体体积为v1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为v2，温度为t2.由题给条件得v1s1s2v2s2l在活塞缓慢下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得s1(p1p)m1gm2gs2(p1p)故缸内气体的压强不变由盖吕萨克定律有联立式并代入题给数据得t2330 k(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，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题组二模拟题组3(2016盐城月考)在如图所示的汽缸中封闭着温度为100的空气，一重物用绳索经光滑定滑轮与缸中活塞相连接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10 cm(设活塞与汽缸壁间无摩擦)如果缸内空气变为0，问：(1)重物是上升还是下降？(2)这时重物将从原处移动多少厘米？解析：(1)缸内气体等压变化，温度降低，体积减小，故活塞下移，重物上升(2)分析可知缸内气体做等压变化设活塞截面积为s，气体初态体积v110s，温度t1373 k，末态温度t2273 k，体积设为v2hs(h为活塞到缸底的距离)据可得h7.3 cm则重物上升高度h(107.3)cm2.7 cm答案：(1)上升(2)2.7 cm4(2016长春质量监测)如图所示，l形一端开口的玻璃管在竖直平面内，管是由粗细不同的两部分组成的，竖直部分粗管的横截面积是水平部分细管横截面积的2倍，管的封闭端水平放置，水平段管长为100 cm，竖直段管长为30 cm，在水平管内有一段长为12 cm的水银封闭着一段长为80 cm的空气柱已知气柱的温度为27 ，大气压强为75 cmhg，现对气体缓慢加热，求：当温度上升到119 时，封闭端空气柱的长度解析：设水根柱将要进入竖直管内所需温度为t1，由理想气体状态方程，得，p1p2解得t2330 k，t157 .设水银柱刚好全部到竖直管内所需温度为t2，由理想气体状态方程，得解得t3405 k，t2132 可见119 时水平管内还有水银，设竖直管内水银柱高为x，把数据代入对应气体方程易得解得x5 cm所以空气柱长为98 cm.答案：98 cm应用气体定律或状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象(即选取一定质量的气体)及过程变化特点；(2)确定气体在始、末状态的参量，列出相关联的两部分气体的压强、体积的关系式(3)结合气体定律或状态方程列式求解(4)讨论结果的合理性考点四气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较过程类别特点示例等温过程pvpvct(其中c为恒量)，即pv之积越大的等温线温度越高，线离原点越远ppct，斜率kct，即斜率越大，温度越高等容过程ptpt，斜率k，即斜率越大，体积越小等压过程vtvt，斜率k，即斜率越大，压强越小1(2016济南高三质检)为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积v关系的是()解析：选b.等温变化时，根据pvc，p与成正比，所以p图象是一条通过原点的直线，故正确选项为b.2一定质量的理想气体由状态a经过状态b变为状态c，其有关数据如pt图象甲所示若气体在状态a的温度为73.15 ，在状态c的体积为0.6 m3.求：(1)状态a的热