高考物理总复习 选考部分 专题十五 热学习题课件2.ppt

专题十五热学 高考物理 课标 专用 1 2015课标 33 1 5分 0 307 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 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案bcd晶体被敲碎后 其空间点阵结构未变 仍是晶体 a错误 单晶体具有各向异性 b正确 同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体 c正确 如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构 晶体和非晶体之间可以互相转化 d正确 在晶体熔化过程中 分子势能会发生改变 内能也会改变 e错误 解题关键熟练掌握晶体和非晶体的特点 晶体特点 单晶体有整齐规则的几何外形 晶体有确定的熔点 在熔化过程中 温度始终不变 单晶体具有各向异性 解题指导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 例如石墨和金刚石 在合适的条件下 某些晶体可以转变为非晶体 如天然水晶是晶体 而熔化以后再凝固的水晶就是非晶体 晶体熔化过程吸收热量 内能增加 温度不变 2 2015课标 33 1 5分 0 425 多选 关于扩散现象 下列说法正确的是 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 答案acd扩散现象是分子无规则热运动的反映 c正确 e错误 温度越高 分子热运动越激烈 扩散越快 a正确 气体 液体 固体的分子都在不停地进行着热运动 扩散现象在气体 液体和固体中都能发生 d正确 在扩散现象中 分子本身结构没有发生变化 不属于化学变化 b错误 解题关键扩散现象表明一切物质分子都在不停地做无规则运动 3 2014课标 33 1 6分 0 303 多选 一定量的理想气体从状态a开始 经历三个过程ab bc ca回到原状态 其p t图像如图所示 下列判断正确的是 a 过程ab中气体一定吸热b 过程bc中气体既不吸热也不放热c 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热d a b和c三个状态中 状态a分子的平均动能最小e b和c两个状态中 容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 答案ade对封闭气体 由题图可知a b过程 气体体积v不变 没有做功 而温度t升高 则为吸热过程 a项正确 b c过程为等温变化 压强减小 体积增大 对外做功 则为吸热过程 b项错 c a过程为等压变化 温度t降低 内能减少 体积v减小 外界对气体做功 依据w q u 外界对气体所做的功小于气体所放的热 c项错 温度是分子平均动能的标志 tapc 显然e项正确 解题指导由图像判断气体的状态变化过程 然后应用热力学第一定律解答 总结归纳一定质量的某种理想气体的分子势能为0 内能决定于温度 4 2014课标 33 1 5分 0 396 多选 下列说法正确的是 a 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动b 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果c 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点d 高原地区水的沸点较低 这是高原地区温度较低的缘故e 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 答案bce水中花粉的布朗运动 反映的是水分子的热运动规律 则a项错 正是表面张力使空中雨滴呈球形 则b项正确 液晶的光学性质是各向异性 液晶显示器正是利用了这种性质 c项正确 高原地区大气压较低 对应的水的沸点较低 d项错误 因为纱布中的水蒸发吸热 则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低 e项正确 易错点拨布朗运动不是花粉分子的运动 是花粉小颗粒受到液体分子无规则运动撞击造成的 解题关键液体表面有张力 液晶的光学性质具有各向异性 气压越低 水的沸点越低 蒸发是汽化现象 要吸热 5 2014大纲全国 16 6分 多选 对于一定量的稀薄气体 下列说法正确的是 a 压强变大时 分子热运动必然变得剧烈b 保持压强不变时 分子热运动可能变得剧烈c 压强变大时 分子间的平均距离必然变小d 压强变小时 分子间的平均距离可能变小 答案bd对一定量的稀薄气体 压强变大 温度不一定升高 因此分子热运动不一定变得剧烈 a项错误 在保持压强不变时 如果气体体积变大则温度升高 分子热运动变得剧烈 选项b正确 在压强变大或变小时气体的体积可能变大 也可能变小或不变 因此选项c错d对 解题指导分子热运动变剧烈说明气体温度升高 分子间平均距离变小说明气体体积变小 结合 c分析温度升高或体积变小时气体压强的变化 6 2013课标 33 1 6分 0 257 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 答案bce分子力f与分子间距r的关系是 当rr0时f为引力 综上可知 当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大 a项错误 分子力为引力时做正功 分子势能减小 分子力为斥力时做负功 分子势能增大 故b项正确 d项错误 因仅有分子力作用 故只有分子动能与分子势能之间发生转化 即分子势能减小时分子动能增大 分子势能增大时分子动能减小 其总和不变 c e项均正确 解题关键分子间同时存在引力和斥力 引力和斥力随分子间距离的增大而减小 且斥力比引力变化得要快些 分子力做的功等于分子势能的减少量 7 2013课标 33 1 5分 0 33 多选 关于一定量的气体 下列说法正确的是 a 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积 而不是该气体所有分子体积之和b 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以降低c 在完全失重的情况下 气体对容器壁的压强为零d 气体从外界吸收热量 其内能一定增加e 气体在等压膨胀过程中温度一定升高 答案abe气体分子间有间隙 因此气体体积指的是气体分子所能到达的空间的体积 选项a正确 温度是分子平均动能大小的标志 反映分子热运动的剧烈程度 因此只要减弱气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以降低 选项b正确 气体的压强是气体分子无规则运动时由与器壁表面碰撞时的作用力引起的 与超重 失重无关 选项c错误 改变气体内能有两个途径 即做功和热传递 因此气体从外界吸收热量 其内能不一定增加 选项d错误 由盖 吕萨克定律知气体在等压膨胀时 温度一定升高 选项e正确 解题关键做功和热传递都可以改变内能 所以气体从外界吸收热量 其内能不一定增加 在完全失重的情况下 气体分子的无规则运动不停止 温度是分子平均动能的标志 易错点拨气体对容器壁的压强的产生原因是气体分子对容器壁的碰撞 与分子重力无关 2 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 打开k2 求稳定时活塞上方气体的体积和压强 接着打开k3 求稳定时活塞的位置 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 1 abc 2 2p0 b的顶部 1 6p0 解析 1 每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比 故面积为1 a正确 d错误 气体温度越高 分子无规则运动越剧烈 分子平均动能越大 大速率的分子所占的百分比越大 故虚线对应的温度较低 b c皆正确 由图中0 400m s区间图线下的面积可知0 时出现在0 400m s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 e错误 2 设打开k2后 稳定时活塞上方气体的压强为p1 体积为v1 依题意 被活塞分开的两部分气体都经历等温过程 由玻意耳定律得p0v p1v1 3p0 v p1 2v v1 联立 式得v1 p1 2p0 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 v2 2v 时 活塞下气体压强为p2 由玻意耳定律得 3p0 v p2v2 由 式得p2 p0 由 式知 打开k3后活塞上升直到b的顶部为止 此时p2为p2 p0 设加热后活塞下方气体的压强为p3 气体温度从t1 300k升高到t2 320k的等容过程中 由查理定律得 将有关数据代入 式得p3 1 6p0 思路点拨活塞封闭的气体通过分析活塞的受力 利用平衡条件可获得活塞两侧气体压强之间的关系 注意轻质物体在任意状态下所受合外力均为0 9 2017课标 33 15分 1 如图 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 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汽缸 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 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 2 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 求该热气球所受浮力的大小 求该热气球内空气所受的重力 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 1 abd 2 vg 0 vg 0 v 0t0 m0 解析 1 气体自发扩散时不对外做功 w 0 汽缸绝热 q 0 由热力学第一定律得 u w q 0 故气体内能不变 选项a正确 c错误 气体被压缩的过程中体积缩小 外界对气体做功 w 0 q 0 故 u 0 气体内能增大 故理想气体的温度升高 则分子平均动能增大 选项b d正确 选项e错误 2 设1个大气压下质量为m的空气在温度为t0时的体积为v0 密度为 0 在温度为t时的体积为vt 密度为 t 由盖 吕萨克定律得 联立 式得 t 0 气球所受到的浮力为f tb gv 联立 式得f vg 0 气球内热空气所受的重力为g ta vg 联立 式得g vg 0 设该气球还能托起的最大质量为m 由力的平衡条件得mg f g m0g 联立 式得m v 0t0 m0 知识归纳对气体做功及理想气体内能的理解气体自由扩散时 体积虽变大 但没有施力和受力物体 因此不做功 气体被压缩时 体积减小 外界对气体做功 理想气体不计分子势能 因此理想气体的内能等于所有分子的动能 10 2017课标 33 15分 1 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回到初态a 下列说法正确的是 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 2 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 待测气体的压强 该仪器能够测量的最大压强 答案 1 abd 2 解析 1 由p v图可知 在过程ab中体积不变 气体不对外做功 w 0 压强增大 温度升高 气体内能增加 选项a正确 c错误 过程bc为等温变化过程 理想气体内能不变 而体积增大 气体对外做功 w0 气体从外界吸收热量 选项d正确 过程ca为等压变化过程 体积减小 外界对气体做功 w 0 由盖 吕萨克定律知气体温度降低 内能减小 由 u w q知q 0 气体放出热量 选项b正确 e错误 2 水银面上升至m的下端使玻璃泡中气体恰好被封住 设此时被封闭的气体的体积为v 压强等于待测气体的压强p 提升r 直到k2中水银面与k1顶端等高时 k1中水银面比顶端低h 设此时封闭气体的压强为p1 体积为v1 则v v0 d2l v1 d2h 由力学平衡条件得p1 p gh 整个过程为等温过程 由玻意耳定律得pv p1v1 联立 式得p 由题意知h l 联立 式有p 该仪器能够测量的最大压强为pmax 审题指导对于第 1 小题p v图像问题的审题思路看轴 确定图像为p v图像 11 2016课标 33 15分 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 2 一u形玻璃管竖直放置 左端开口 右端封闭 左端上部有一光滑的轻活塞 初始时 管内汞柱及空气柱长度如图所示 用力向下缓慢推活塞 直至管内两边汞柱高度相等时为止 求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离 已知玻璃管的横截面积处处相同 在活塞向下移动的过程中 没有发生气体泄漏 大气压强p0 75 0cmhg 环境温度不变 答案 1 cde 2 144cmhg9 42cm 解析 1 由于非理想气体分子间作用力不可忽略 内能包括分子势能 则气体的内能与体积有关 再者即使是理想气体 内能取决于温度和分子数目 质量相同的气体 当分子数目不同 温度相同时 内能也不相同 故a项错误 物体的内能与其机械运动无关 b项错误 由热力学第一定律知 气体被压缩时 若同时向外散热 则内能可能保持不变 c项正确 对于一定量的某种理想气体 体积变化时分子势能不变 其内能只取决于分子平均动能的变化 而温度是分子平均动能的标志 所以d项正确 由理想气体状态方程 c知 p不变v增大 则t增大 故e项正确 2 设初始时 右管中空气柱的压强为p1 长度为l1 左管中空气柱的压强为p2 p0 长度为l2 活塞被下推h后 右管中空气柱的压强为p1 长度为l1 左管中空气柱的压强为p2 长度为l2 以cmhg为压强单位 由题给条件得p1 p0 20 0 5 00 cmhg l1 cm 由玻意耳定律得p1l1 p1 l1 联立 式和题给条件得p1 144cmhg 依题意p2 p1 l2 4 00cm cm h 由玻意耳定律得p2l2 p2 l2 联立 式和题给条件得h 9 42cm 审题指导 1 物体的内能与物体的机械运动无关 一定量的实际气体的内能与气体体积 温度都有关 而一定量的理想气体的内能只与温度有关 2 由于环境温度不变 玻璃管内气体发生的是等温变化 适用规律是玻意耳定律 分别以左管内和右管内气体为研究对象 找出初末状态参量 列出玻意耳定律方程即可求解 12 2016课标 33 15分 1 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 气体吸热后温度一定升高b 对气体做功可以改变其内能c 理想气体等压膨胀过程一定放热d 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体e 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡 那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 2 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 070n m 现让水下10m处一半径为0 50cm的气泡缓慢上升 已知大气压强p0 1 0 105pa 水的密度 1 0 103kg m3 重力加速度大小g 10m s2 求在水下10m处气泡内外的压强差 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 1 bde 2 28pa 1 3 解析 1 若气体吸热的同时对外做功 则其温度不一定升高 选项a错 做功是改变物体内能的途径之一 选项b正确 理想气体等压膨胀 气体对外做功 由理想气体状态方程 c知 气体温度升高 内能增加 故一定吸热 选项c错误 根据热力学第二定律知选项d正确 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡 那么这两个系统与第三个系统的温度均相等 则这两个系统之间也必定达到热平衡 故选项e正确 2 当气泡在水下h 10m处时 设其半径为r1 气泡内外压强差为 p1 则 p1 代入题给数据得 p1 28pa 设气泡在水下10m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p1v1 p2v2 由力学平衡条件有 p1 p0 gh p1 p2 p0 p2 气泡体积v1和v2分别为v1 v2 联立 式得 由 式知 pi p0 i 1 2 故可略去 式中的 pi项 代入题给数据得 1 3 易错点拨 1 吸放热与温度的升降没有直接因果关系 内能改变的两个途径为热传递和做功 分析等压膨胀过程的吸放热时要分析其内能的变化 弄清热平衡的含义 2 给出水下气泡内外的压强差与气泡半径的关系式 对确定封闭气体压强带来一定困难 既要准确表达 又要学会合理近似 13 2016课标 33 15分 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 a 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 2 一氧气瓶的容积为0 08m3 开始时瓶中氧气的压强为20个大气压 某实验室每天消耗1个大气压的氧气0 36m3 当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时 需重新充气 若氧气的温度保持不变 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天 答案 1 abe 2 4天 解题指导解答第 2 小题的关键是将用去的氧气在p2状态下的体积转化为在p0 1个大气压 状态下的体积 从而可以计算出氧气在p0下的可用天数 易错点拨在解第 2 小题时没有将开始时氧气的体积转化为1个大气压下的体积而直接进行计算 从而导致错误 要注意不在同一状态的气体 不能直接进行计算 14 2015课标 33 2 10分 0 307 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m1 2 50kg 横截面积为s1 80 0cm2 小活塞的质量为m2 1 50kg 横截面积为s2 40 0cm2 两活塞用刚性轻杆连接 间距保持为l 40 0cm 汽缸外大气的压强为p 1 00 105pa 温度为t 303k 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t1 495k 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10m s2 求 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间 缸内封闭气体的温度 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 答案 330k 1 01 105pa 评分参考第 问6分 式各1分 式2分 式各1分 第 问4分 式各2分 解题指导刚开始气体发生等压变化 根据题意求出气体的状态参量 应用盖 吕萨克定律求出气体温度 大活塞与大圆筒底部接触后到缸内气体与缸外大气达到热平衡的过程中 气体发生等容变化 应用查理定律求出气体压强 解题关键分析清楚气体状态变化过程 正确应用气体实验定律 15 2015课标 33 2 10分 0 425 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l 10 0cm b侧水银面比a侧的高h 3 0cm 现将开关k打开 从u形管中放出部分水银 当两侧水银面的高度差为h1 10 0cm时将开关k关闭 已知大气压强p0 75 0cmhg 求放出部分水银后a侧空气柱的长度 此后再向b侧注入水银 使a b两侧的水银面达到同一高度 求注入的水银在管内的长度 答案 12 0cm 13 2cm 解析 以cmhg为压强单位 设a侧空气柱长度l 10 0cm时的压强为p 当两侧水银面的高度差为h1 10 0cm时 空气柱的长度为l1 压强为p1 由玻意耳定律得pl p1l1 由力学平衡条件得p p0 h 打开开关k放出水银的过程中 b侧水银面处的压强始终为p0 而a侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小 b a两侧水银面的高度差也随之减小 直至b侧水银面低于a侧水银面h1为止 由力学平衡条件有p1 p0 h1 联立 式 并代入题给数据得l1 12 0cm 当a b两侧的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pl p2l2 由力学平衡条件有p2 p0 联立 式 并代入题给数据得l2 10 4cm 设注入的水银在管内的长度为 h 依题意得 h 2 l1 l2 h1 联立 式 并代入题给数据得 h 13 2cm 解题关键本题封闭气体经历两次等温过程 找出初末状态的压强和空气柱长度后根据玻意耳定律列式求解 解题指导 在同一段水银柱中同一高度压强相等 先计算a侧气体的初状态和末状态压强 然后根据玻意耳定律列式求解 两侧水银面等高后 根据玻意耳定律求解空气柱长度 比较两个状态 结合几何关系得到第二次注入的水银柱的长度 16 2014课标 33 2 9分 0 303 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h 4 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 答案 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 p p h h s 解得 p p 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h h 据题意可得 p 气体最后的体积为v sh 联立 式得v 解题关键运用力学知识分析气体压强如何变化 审题指导 汽缸壁导热良好 说明活塞下降h 4过程气体发生等温变化 外界温度变为t后 重新达到平衡 说明发生的是等压变化 答案15 0cm 解题关键对两段封闭气体分别运用玻意耳定律列式后联立求解即可 正确分析出气柱的长度是解题的关键 解题指导本题的研究对象有两个 水银柱下方的气体和上方的气体 应在草稿纸上分别对两段气体的压强和体积进行分析 1 2017北京理综 13 6分 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 b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案c温度是分子热运动平均动能的标志 故温度越高 分子热运动越剧烈 分子热运动的剧烈程度与机械运动速度大小无关 故选项a错c对 水凝结成冰后 分子热运动依然存在 b项错误 温度升高 分子运动的平均速率增大 但不是每个分子的运动速率都会增大 d项错误 易错点拨分子热运动与物体运动 物态变化的关系水流速度大 只是说明水流整体运动的动能大 是宏观运动的表现 而分子热运动是指物体内部的分子微观层面的运动 两者没有必然联系 水凝结成冰的过程 温度保持不变 分子热运动的平均动能不变 这一过程中物体放出热量 内能减少 2 2017上海单科 8 3分 一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分 分别装有质量不等的同种气体 当两部分气体稳定后 它们的 a 密度相同b 分子数相同c 分子平均速率相同d 分子间平均距离相同 答案c根据 可知 m不等 v相等 则 不相等 a项错误 质量不等的同种气体的分子数不相等 b项错误 当两部分气体稳定后 二者的温度是相等的 故同种气体分子的平均速率相同 c项正确 同体积 不同质量的同种气体分子间距不相同 d项错误 审题指导温度的微观意义题目中的关键词是 固定导热板 固定 说明两部分气体的体积不变 导热 说明有热传递发生 稳定后两部分气体的温度相同 再结合温度是分子平均动能的标志解题 3 2017上海单科 12 4分 如图 竖直放置的u形管内装有水银 左端开口 右端封闭一定量的气体 底部有一阀门 开始时阀门关闭 左管的水银面较高 现打开阀门 流出一些水银后关闭阀门 当重新平衡时 a 左管的水银面与右管等高b 左管的水银面比右管的高c 左管的水银面比右管的低d 水银面高度关系无法判断 答案d初态时右侧封闭气体的压强p p0 打开阀门 流出一些水银后关闭阀门 当重新平衡时 因封闭气体的体积变大 由pv c知压强p减小 因气体末态压强p有可能大于p0 等于p0或小于p0 故左右两管水银面的高度关系无法判断 选项d正确 易错点拨pv c的应用本题易错点是误认为右侧管内气体压强保持不变或始终大于p0 因右侧管内气体封闭 由pv c可知 当v增大时p减小 4 2016北京理综 20 6分 雾霾天气是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 a pm10表示直径小于或等于1 0 10 6m的悬浮颗粒物b pm10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力c pm10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动d pm2 5的浓度随高度的增加逐渐增大 答案cpm10的直径小于或等于10 10 6m 1 0 10 5m a错误 处于静稳态的颗粒受力平衡 b错误 布朗运动是悬浮颗粒物的无规则运动 c正确 根据题意不能判断pm2 5的浓度随高度的增加而增大 d错误 失分警示本题易错选d而失分 题目中明确提出 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 并没有明确pm2 5的浓度随高度的变化情况 5 2015福建理综 29 1 6分 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 答案b在分子间作用力表现为斥力时 随着分子间距离的减小分子势能增大 选项a错误 温度越高 物体中分子无规则运动越剧烈 选项b正确 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而增多 选项c错误 单晶体的物理性质是各向异性 而多晶体则是各向同性的 选项d错误 6 2015江苏单科 12a 1 多选 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晶体才有固定的熔点 a正确 熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母片导热具有各向异性的特点 故此现象说明云母片是晶体 b错误 晶体具有各向异性的原因是物质微粒在空间的排列是规则的 而在不同方向上单位长度内的物质微粒数目不同 引起不同方向上性质不同 故c错误 石墨的物质微粒在空间上是片层结构 而金刚石的物质微粒在空间上是立体结构 从而引起二者在硬度 熔点等物理性质上的差异 d正确 7 2015北京理综 13 6分 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根据热力学第一定律 u q w判断 只有c项正确 8 2015福建理综 29 2 6分 如图 一定质量的理想气体 由状态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 a tb tc qab qacb tb tc qabqacd tb tc qab qac 答案c由理想气体状态方程知 故tc tb 过程ab和ac中内能改变量相同 ac过程气体体积不变 做功为0 w1 0 ab过程气体体积增大 气体对外做功w2 0 由热力学第一定律q w u知qac qab 选项c正确 9 2015重庆理综 10 1 6分 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 答案d中午比清晨时温度高 所以中午胎内气体分子平均动能增大 理想气体的内能由分子动能决定 因此内能增大 车胎体积增大 则胎内气体对外界做功 所以只有d项正确 答案ab由于金属内筒导热而隔热外筒绝热 故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收热量而不向外放热 且封闭空气的体积不能改变即不做功 故由热力学第一定律可知其内能一定增大 a正确 由 c知温度升高时封闭空气的压强一定增大 b正确 气体分子间作用力微弱 即使考虑分子间作用力 也因气体体积不变 分子间平均距离不变 某两分子间距离变化情况不能确定 而不能判定分子间作用力变化情况 c错误 温度升高时 分子平均动能增大 但这并不意味着每个分子的运动速率都增大 d错误 11 2014北京理综 13 6分 下列说法中正确的是 a 物体温度降低 其分子热运动的平均动能增大b 物体温度升高 其分子热运动的平均动能增大c 物体温度降低 其内能一定增大d 物体温度不变 其内能一定不变 答案b温度是物体分子平均动能的标志 温度升高则其分子平均动能增大 反之 则其分子平均动能减小 故a错误b正确 物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和 宏观上取决于物体的温度 体积和质量 故c d错误 12 2014广东理综 17 6分 多选 用密封性好 充满气体的塑料袋包裹易碎品 如图所示 充气袋四周被挤压时 假设袋内气体与外界无热交换 则袋内气体 a 体积减小 内能增大b 体积减小 压强减小c 对外界做负功 内能增大d 对外界做正功 压强减小 答案ac袋内气体与外界无热交换即q 0 袋四周被挤压时 体积v减小 外界对气体做正功 根据热力学第一定律 u w q 气体内能增大 则温度升高 由 常数知压强增大 选项a c正确 b d错误 13 2014重庆理综 10 1 6分 重庆出租车常以天然气作为燃料 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中 若储气罐内气体体积及质量均不变 则罐内气体 可视为理想气体 a 压强增大 内能减小b 吸收热量 内能增大c 压强减小 分子平均动能增大d 对外做功 分子平均动能减小 答案b储气罐中气体体积不变 气体不做功 当温度升高时 气体压强增大 气体内能增大 分子平均动能增大 由热力学第一定律可知 气体一定吸热 故选项b正确 14 2013北京理综 13 6分 下列说法正确的是 a 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动b 液体分子的无规则运动称为布朗运动c 物体从外界吸收热量 其内能一定增加d 物体对外界做功 其内能一定减少 答案a布朗运动是指悬浮在液体 或气体 中的微粒的无规则运动 而不是液体 或气体 分子的运动 故a选项正确 b选项错误 由热力学第一定律 u w q知 若物体从外界吸收热量同时对外做功 其内能也可能不变或减少 c选项错误 物体对外做功同时从外界吸热 其内能也可能增加或不变 d选项错误 15 2013福建理综 29 1 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 答案b分子间作用力f的特点是 rr0时f为引力 分子势能ep的特点是r r0时ep最小 因此只有b项正确 16 2013广东理综 18 6分 多选 图为某同学设计的喷水装置 内部装有2l水 上部密封1atm的空气0 5l 保持阀门关闭 再充入1atm的空气0 1l 设在所有过程中空气可看做理想气体 且温度不变 下列说法正确的有 a 充气后 密封气体压强增加b 充气后 密封气体的分子平均动能增加c 打开阀门后 密封气体对外界做正功d 打开阀门后 不再充气也能把水喷光 答案ac充气后密封气体压强增加 a项正确 因温度不变 故气体的分子平均动能不变 b项错误 打开阀门后气体膨胀对外界做功 c项正确 气体膨胀后其压强减小 当气压小于1atm时 容器不会再向外喷水 故容器中的水不可能喷光 d项错误 17 2017上海单科 16 如图 汽缸固定于水平面 用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体 活塞与缸壁间摩擦不计 当大气压强为1 0 105pa 气体温度为87 时 活塞在大小为40n 方向向左的力f作用下保持静止 气体压强为pa 若保持活塞不动 将气体温度降至27 则f变为n 答案1 2 1050 方法技巧封闭气体压强的计算方法在求解封闭气体压强时 一般选取活塞 液柱或容器为研究对象 对其进行受力分析 然后再根据其所处状态 列出相应的平衡状态方程或牛顿第二定律方程并进行求解 18 2017江苏单科 12a 12分 1 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v t图像如图所示 下列说法正确的有 a a b的过程中 气体对外界做功b a b的过程中 气体放出热量c b c的过程中 气体压强不变d a b c的过程中 气体内能增加 2 甲和乙图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30s 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 3 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66kg mol 其分子可视为半径为3 10 9m的球 已知阿伏加德罗常数为6 0 1023mol 1 请估算该蛋白的密度 计算结果保留一位有效数字 答案 1 bc 2 甲乙 3 见解析 解析 1 a b的过程中 气体体积减小 外界压缩气体做功 故a项错误 温度不变 则气体的内能不变 由热力学第一定律可知 气体应该放出热量 故b项正确 由v t图像可知 b c的过程中 气体压强不变 即c项正确 a b c的过程中 温度先不变后降低 故气体的内能先不变后减少 故d项错误 2 相同温度的条件下 炭粒较大的其布朗运动的激烈程度较弱 炭粒在30s始 末时刻所在位置连线的距离就较短 故甲图中炭粒的颗粒较大 炭粒大小相同时 温度越高 分子的热运动越剧烈 做布朗运动的炭粒运动也越剧烈 故乙中水分子的热运动较剧烈 3 摩尔体积v r3na 或v 2r 3na 由密度 解得 或 代入数据得 1 103kg m3 或 5 102kg m3 5 102 1 103kg m3都算对 知识链接决定内能的因素物体的内能决定于分子个数 分子动能 分子势能三个因素 对于一定质量的理想气体 分子个数一定 分子势能忽略不计 故其内能只决定于温度 友情提醒物体的体积与分子体积的关系对于固体和液体 可以忽略分子间的空隙 其体积 单个分子的体积 分子的个数 对于气体 上述结论不成立 因为气体分子的间隙较大 不能忽略 乙 3 如图甲所示 在a b和d a的过程中 气体放出的热量分别为4j和20j 在b c和c d的过程中 气体吸收的热量分别为20j和12j 求气体完成一次循环对外界所做的功 答案 1 ac 2 不变 3 8j 解析 1 高压锅在密封状态下 因为冷却过程是缓慢进行的 所以水和水蒸气保持动态平衡 即水蒸气一直是饱和汽 故c对d错 饱和汽压随温度的降低是减小的 故a对b错 2 b c过程气体体积不变 气体的总分子数也不变 故单位体积内的分子数是不变的 由 c可知 ta td 温度越高 分子的平均速率越大 故状态a对应的是 3 对a b过程应用热力学第一定律 4j w1 0 则w1 4j 对c d过程同理有 12j w2 0 则w2 12j b c和d a过程体积不变 气体不做功 故一次循环中气体对外界做功8j 规律总结对于密封的液体及其上方空间的饱和蒸汽 若过程变化迅速 液体和蒸汽的动态平衡被破坏 当最终稳定时 蒸汽总要达到饱和状态 若过程变化缓慢 液体和蒸汽保持动态平衡 蒸汽总处于饱和状态 解题指导应用热力学第一定律解题时 公式 u w q中各字母的正 负号是正确解题的关键 知识归纳对于 u w q中正 负号的把握 有如下规律 对于w和q 能使系统内能增加的过程取正 如吸热或外界对系统做功 会使系统内能减少的过程则取负 如放热或系统对外做功 对于 u 内能增加时取正 反之则为负 20 2015江苏单科 12a 2 在装有食品的包装袋中充入氮气 可以起到保质作用 某厂家为检测包装袋的密封性 在包装袋中充满一定量的氮气 然后密封进行加压测试 测试时 对包装袋缓慢地施加压力 将袋内的氮气视为理想气体 则加压测试过程中 包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力 选填 增大 减小 或 不变 包装袋内氮气的内能 选填 增大 减小 或 不变 答案增大不变 解析对包装袋缓慢施加压力 袋内气体的温度不变 压强增大 所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子的撞击力增大 理想气体的内能由气体分子的动能决定 而温度是分子平均动能的标志 所以 温度不变 气体内能不变 21 2015重庆理综 10 2 6分 北方某地的冬天室外气温很低 吹出的肥皂泡会很快冻结 若刚吹出时肥皂泡内气体温度为t1 压强为p1 肥皂泡冻结后泡内气体温度降为t2 整个过程中泡内气体视为理想气体 不计体积和质量变化 大气压强为p0 求冻结后肥皂膜内外气体的压强差 答案p1 p0 解析设冻结后肥皂膜内气体压强为p2 根据理想气体状态方程得 解得p2 p1 所以冻结后肥皂膜内外气体的压强差为 p p2 p0 p1 p0 22 2015江苏单科 12a 3 给某包装袋充入氮气后密封 在室温下 袋中气体压强为1个标准大气压 体积为1l 将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时 气体的体积变为0 45l 请通过计算判断该包装袋是否漏气 答案见解析 解析若不漏气 加压后气体的温度不变 设其体积为v1 由理想气体状态方程得p0v0 p1v1代入数据得v1 0 5l因为0 45l 0 5l 故包装袋漏气 1 2012课标 33 1 6分 多选 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 为了增加物体的内能 必须对物体做功或向它传递热量b 对某物体做功 必定会使该物体的内能增加c 可以从单一热源吸收热量 使之完全变为功d 不可能使热量从低温物体传向高温物体e 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 c组教师专用题组 答案ace由 u w q可知做功和热传递是改变内能的两种途径 它们是等效的 故a正确 b错误 由热力学第二定律可知 可以从单一热源吸收热量 使之全部变为功 但会产生其他影响 故c正确 由热力学第二定律知 热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体 则d项错 一切与热现象有关的宏观过程不可逆 则e正确 2 2012大纲全国 14 6分 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 答案bd布朗运动是悬浮在液体中的粒子的无规则运动 而不是液体分子的无规则运动 a项错误 液体温度越高 分子热运动越剧烈 液体分子对悬浮粒子撞击力越大 悬浮粒子越小 在某一瞬间对其撞击的液体分子数越少 悬浮粒子受到液体分子撞击作用的平衡性越弱 因而布朗运动越剧烈 b d正确 c项错误 3 2013课标 33 2 9分 如图 两个侧壁绝热 顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置 汽缸底部和顶部均有细管连通 顶部的细管带有阀门k 两汽缸的容积均为v0 汽缸中各有一个绝热活塞 质量不同 厚度可忽略 开始时k关闭 两活塞下方和右活塞上方充有气体 可视为理想气体 压强分别为p0和p0 3 左活塞在汽缸正中间 其上方为真空 右活塞上方气体体积为v0 4 现使汽缸底与一恒温热源接触 平衡后左活塞升至汽缸顶部 且与顶部刚好没有接触 然后打开k 经过一段时间 重新达到平衡 已知外界温度为t0 不计活塞与汽缸壁间的摩擦 求 恒温热源的温度t 重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积vx 答案 t0 v0 4 2014重庆理综 10 2 6分 如图为一种减震垫 上面布满了圆柱状薄膜气泡 每个气泡内充满体积为v0 压强为p0的气体 当平板状物品平放在气泡上时 气泡被压缩 若气泡内气体可视为理想气体 其温度保持不变 当体积压缩到v时气泡与物品接触面的面积为s 求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力 答案p0s 解析设压力为f 压缩后气体压强为p 由p0v0 pv和f ps得f p0s 5 2014山东理综 37 2 一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示 将一质量m 3 103kg 体积v0 0 5m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上 向浮筒内充入一定量的气体 开始时筒内液面到水面的距离h1 40m 筒内气体体积v1 1m3 在拉力作用下浮筒缓慢上升 当筒内液面到水面的距离为h2时 拉力减为零 此时气体体积为v2 随后浮筒和重物自动上浮 求v2和h2 已知大气压强p0 1 105pa 水的密度 1 103kg m3 重力加速度的大小g 10m s2 不计水温变化 筒内气体质量不变且可视为理想气体 浮筒质量和筒壁厚度可忽略 答案2 5m310m 解析当f 0时 由平衡条件得mg g v0 v2 代入数据得v2 2 5m3 设筒内气体初态 末态的压强分别为p1 p2 由题意得p1 p0 gh1 p2 p0 gh2 在此过程中筒内气体温度和质量不变 由玻意耳定律得p1v1 p2v2 联立 式 代入数据得h2 10m 6 2013江苏单科 12a 12分 如图所示 一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b