高考物理一轮复习专题十二热学习题课件.ppt

1、非选择题 1.(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.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,A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,(2)甲图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。 (3)科学家

2、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310-9 m的球,已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol-1。请估算该,蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字),解析(1)本题考查气体实验定律、V-T图像的理解与应用、热力学第一定律。AB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,BC的过程中,气体压强不变,即C项正确。ABC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。,答案(1)BC(2)甲乙(

3、3)见解析,2.(2016江苏单科,12A,12分)(1)在高原地区烧水需要使用高压锅。水烧开后,锅内水面上方充满饱和汽。停止加热,高压锅在密封状态下缓慢冷却。在冷却过程中,锅内水蒸气的变化情况为。 A.压强变小 B.压强不变 C.一直是饱和汽 D.变为未饱和汽 (2)如图1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2所示,则状态A对应的是(选填“”或“”)。,图1 图2 (3

4、)如图1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。,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。饱和气压随温度的降低是减小的,故A对B错。 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。,答案(1)AC(2)不变(3)8 J,3.(2015江苏单科,12A,12分

5、)(1)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 (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”

6、),包装袋内氮气的内能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。 (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1 L。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0.45 L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。,解析(1)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

7、等物理性质上的差异,D正确。 (2)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。 (3)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=0.5 L 因为0.45 L0.5 L,故包装袋漏气。,答案(1)AD(2)增大不变(3)见解析,4.(2014江苏单科,12A,12分)一种海浪发电机的气室如图所示。工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭

8、。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。 (1)下列对理想气体的理解,正确的有() A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型 B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体 C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关 D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律,(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4104 J,则该气体的分子平均动能(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J。 (3)上述过程中,气体刚被

9、压缩时的温度为27 ,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压。已知1 mol气体在1个标准大气压、0 时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字),答案(1)AD(2)增大等于(3)51024或61024,解析(1)理想气体是在忽略了实际气体分子间相互作用力的情况下而抽象出的一种理想化模型,A正确。实际气体能视为理想气体的条件是温度不太低、压强不太大,B错误。理想气体分子间无分子力作用,也就无分子势能,故一定质量的理想气体,其内能与体积无关,只取决于温度,C错误。由理想气体模型的定义可知D正确。 (2)

10、因此过程中气体与外界无热交换,即Q=0,故由U=W+Q知W=U。因理想气体的内能等于所有分子的分子动能之和,故其内能增大时,分子平均动能一定增大。 (3)设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程= 气体物质的量n=,且分子数N=nNA 解得N=NA 代入数据得N=51024(或N=61024),错解分析本题第(3)问得分率不高,主要问题是: 公式不熟或直接用27 时气体体积与摩尔体积V0相除,再乘以NA。 未进行单位换算或换算出现错误。 未注意有效数字的要求。 以上种种错误,都是我们要吸取的教训。,考查点本题考查理想气体、温度和内能、分子动理论的基本观点、阿伏加德罗常数、气体实验定律、热力学第

11、一定律等知识。属于中等难度题。,5.(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、C和D后再回到状态A。其中,AB和CD为等温过程,BC和DA为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的“卡诺循环”。 (1)该循环过程中,下列说法正确的是。 A.AB过程中,外界对气体做功 B.BC过程中,气体分子的平均动能增大 C.CD过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D.DA过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化 (2)该循环过程中,内能减小的过程是(选填“AB”、“BC”、“CD”或“D,A”)。若气体在AB过程中吸收63 kJ的热量,在CD

12、过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为kJ。 (3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时压强为A状态时的。求气体在B状态时单位体积内的分子数。(已知阿伏加德罗常数NA=6.01023 mol-1,计算结果 保留一位有效数字),答案(1)C(2)BC25(3)41025 m-3,解析(1)AB体积增大,气体对外做功,A错误;BC体积增大,气体对外做功,W0,Q=0,U0,T增大,气体分子的速率分布发生变化,D错误。 (2)由(1)可知,BC过程内能减小。经过一个循环,U=0,所以对外做功W=(63-38) kJ=25 kJ。 (3)等温

13、过程pAVA=pBVB,单位体积内的分子数n= 解得n=(为物质的量) 代入数据得n=41025 m-3,错解分析第(3)问得分率不高,主要问题是: “记不住”,将pAVA=pBVB错写成=。 “算不对”,计算时粗心大意或数值计算能力差导致结果错误。 “看不到”,对有效数字位数的要求视而不见,导致答案不合要求。 “想不到”,本题要求计算气体在B状态时单位体积内的分子数,但部分考生不知道这一问题的求解方法。有部分考生求出气体在B状态的体积VB后,再用n=NA或n=NA来计算,脱离了 试题的情景。 “不规范”,有的考生解题过程用连等式表达,造成混乱而出错。 “单位乱”,有的考生最终答案没有单位或者

14、单位不对。 平时学习过程中一定要养成细心、规范的好习惯。,考查点本题考查温度、内能、理想气体、分子热运动速率的统计分布规律、热力学第一定律、气体实验定律和阿伏加德罗常数等知识。属于中等难度题。,考点一分子动理论内能 一、单项选择题 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 统一命题、省（区、市）卷题组,答案C本题考查分子动理论。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

15、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.(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

16、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1.010-6 m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CPM

17、10的直径小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,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。,3.2015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

18、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。,4.(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

19、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。,5.(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

20、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。,6.2017课标,33(1),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(),A.图中两条曲线下面积相等,二、多项选择题,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本题考查气体分子速率及分布率。 每条曲线下面积

21、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0400 m/s区间图线下的面积可知0 时出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,E错误。,7.2015课标,33(1),5分关于扩散现象,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

22、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。,8.(2015广东理综,17,6分,)图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,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

23、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。,1.(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

24、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,考点二固体液体气体热力学第一定律 一、单项选择题,答案D本题考查气体状态参量、气体实验定律。初态时右侧封闭气体的压强pp0,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。,2.(2015北京理综,13,6分)下列说法正确的是() A.物体放出热量,

25、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。,3.2015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

26、;车胎体积增大,则胎内气体对外界做功,所以只有D项正确。,4.2013课标,33(1),5分,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,二、多项选择题,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,

27、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。,5.(2017上海单科,16)如图,汽缸固定于水平面,用截面积为20 cm2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1.0105 Pa、气体温度为87 时,活塞在大小为40 N、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。,三、非选择题,答

28、案1.21050,解析以活塞为研究对象,对其进行受力分析,如图所示(其中封闭气体的压强为p1) 由平衡条件可得 F+p0S=p1S 则p1=p0+ 代入数据,得 p1=1.2105 Pa (2)本题考查气体等容变化。保持活塞不动,就意味着气体的体积没有发生变化,即气体发生的是等容变化,设气体温度降至27时的压强为p2,则 = 代入数据,得 p2=1.0105 Pa 对活塞列平衡状态方程,F+p0S=p2S 得F=0 N,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

29、求解。,6.(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

30、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)()Vg0()Vg0 ()V0T0(-)-m0,解析(1)本题考查理想气体内能的改变途径、热力学第一定律。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,W0,Q=0,故U0,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

31、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=Vg0 ()气球内热空气所受的重力为 G=(Ta)Vg 联立式得G=Vg0 ()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=V0T0(-)-m0,7.2017课标,33(2),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

32、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()2p0()B的顶部()1.6p0,解析本题考查气体实验定律。 ()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

33、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(V22V)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=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,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。,8.(2016课标,33,15分)(1)关于热力学定律,下列说法正确的是。(填正确

34、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.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=0.070 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p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10

35、m/s2。 ()求在水下10 m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)()28 Pa()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

36、在水下h=10 m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=28 Pa ()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 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,pip0,i=1,2,故可略去式中的pi项。代入题给数据得 =1.3,9.(2016课标,33,15分)(1)一定量的理想气体从状态a开始,经历等

37、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。(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.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0.08 m3,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0.36

38、m3。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。,解析(1)由理想气体状态方程=C知,p=T,因此气体在a、c两状态的体积相等,故A项正确; 对理想气体而言,内能由温度决定,因TaTc,故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能,选项B正确;过程cd为等温变化,内能不变(U=0),压强变大,体积减小,外界对气体做功(W0),由热力学第一定律U=W+Q,知Q0,对外做功,W|W|,选项D错误;bc和da过程中温度改变量相同,故体积变化量与压强的乘积相同,由W=Fl=pSl=pV知,选项E正确。 (2)设氧气开始时的压强为

39、p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得 p1V1=p2V2 重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为 V3=V2-V1 设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有 p2V3=p0V0 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V,则氧气可用的天数为N=V0/V,答案(1)ABE(2)4天,联立式,并代入数据得 N=4(天),10.(2016课标,33,15分)(1)关于气体的内能,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.质量和温度都相同的气体,内能一定相同 B.

40、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=75.0 cmHg。环境温度不变。,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

41、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

42、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=p1l1 联立式和题给条件得 p1=144 cmHg 依题意p2=p1,答案(1)CDE(2)144 cmHg9.42 cm,l2=4.00 cm+ cm-h 由玻意耳定律得p2l2=p2l2 联立式和题给条件得h=9.42 cm,11.2015山东理综,37(2),扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许

43、气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303 K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求: ()当温度上升到303 K且尚未放气时,封闭气体的压强; ()当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。,答案() p0() p0S,12.2015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

44、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。,1.2013福建理综,29(1),6分下列四幅图中,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(),一、单项选择题,C组 教师专用题组,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。,2.2013重庆理综,10(1),6分某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时() A.室内空气的压强比室外的小 B.室内空气分子的平均动能

45、比室外的大 C.室内空气的密度比室外的大 D.室内空气对室外空气做了负功,答案B因为室内外相通,内、外压强始终相等,A错误;温度是分子平均动能的标志,室内温度高,分子平均动能大,B正确;室内原有空气体积膨胀对外做功,密度减小,C、D错误。,3.2015山东理综,37(1)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,二、多项选择题,答案BC墨汁与水混合均匀的过程,是水分子和碳粒做无规则运

46、动的过程,这种运动与重力无关,也不是化学反应引起的。微粒越小、温度越高,无规则运动越剧烈,可见,B、C正确,A、D均错。,4.2014山东理综,37(1),4分如图,内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体。当环境温度升高时,缸内气体() A.内能增加 B.对外做功 C.压强增大 D.分子间的引力和斥力都增大,答案AB因汽缸导热良好,故环境温度升高时封闭气体温度亦升高,而一定质量的理想气体内能只与温度有关,故封闭气体内能增大,A正确。因汽缸内壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸内气体的压强p=p0+不变,C错误。由盖吕萨克定律=恒量,可知气体体积膨胀,对 外做功,B

47、正确。理想气体分子间除碰撞瞬间外无相互作用力,故D错误。,5.2014课标,33(1),6分,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ab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。bc过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做

48、功,则为吸热过程,B项错。ca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。,6.2014课标,33(1),5分下列说法正确的是() 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

49、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。,7.(2013广东理综,18,6分)图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L。保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L。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

50、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1 atm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。,8.2015课标,33(2),10分,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=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为

51、p=1.00105 Pa,温度为T=303 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T1=495 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 ()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。,三、非选择题,答案()330 K()1.01105 Pa,解析()设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2。由题给条件得 V1=S2+S1 V2=S2l 在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内

52、气体的压强,由力的平衡条件得 S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) 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 T2=330 K ()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 p=1.01105 Pa,9.(2013山东理综,36,8分)(1)下列关于热现象的描述正确的一项是() a.根据热力学定律,热机的效率可以达到100% b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 c.温度是描述热运动的物理

53、量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 d.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的 (2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米,再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示,导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,汽缸所处海平面的温度T0=300 K,压强p0=1 atm,封闭气体的体积V0=3 m3。如果将该汽缸下潜至990 m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。 求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10

54、 m深的海水产生的压强)。 下潜过程中封闭气体(填“吸热”或“放热”),传递的热量(填“大于”或,“小于”)外界对气体所做的功。,解析(1)热机的效率不可能达到100%,a错误。做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程,b错误。若两系统温度不同,内能将从高温物体传递到低温物体,则两系统未达到热平衡,c正确。大量分子的运动是具有统计规律的,d错误。 (2)当汽缸下潜至990 m时,设封闭气体的压强为p,温度为T,体积为V,由题意可知 p=100 atm 根据理想气体状态方程得 = 代入数据得 V=2.810-2 m3 下潜过程中,封闭理想气体温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热

55、力学第一定律可知下潜过程中封闭气体放热,由能量守恒定律可知传递的热量大于外界对气体所做的功。,答案(1)c(2)2.810-2 m3放热大于,10.2014山东理综,37(2),8分,一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将一质量M=3103 kg、体积V0=0.5 m3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=40 m,筒内气体体积V1=1 m3。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=1105 Pa,水的密度=1103 kg/m3,重力

56、加速度的大小g=10 m/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2.5 m310 m,解析当F=0时,由平衡条件得 Mg=g(V0+V2) 代入数据得 V2=2.5 m3 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=10 m,一、单项选择题(每题3分,共9分) 1.(2017江苏师大附中阶段检测)下列说法中正确的是() A.扩散运动就是布朗运动 B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,故液体

57、表面存在张力 C.盐受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体 D.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子间斥力大于引力,三年模拟,A组 20152017年高考模拟基础题组 (时间：25分钟 分值：30分),答案B扩散运动是分子的运动,布朗运动是固体小颗粒的运动,故A错。液体内部分子间距离在r0左右,而表面层分子间距离大于r0,分子力为引力,从而使液体表面存在张力,即B正确。盐的小颗粒有确定的几何形状,为晶体,故C错。气体分子间距离较大,散开的原因是分子做永不停息的无规则运动,故D错。,2.2016江苏苏锡常镇三模,12A(1)下列说法中正确的是() A.当物体的温度升高

58、时,物体内所有分子的动能都增大 B.液体的温度越高,布朗运动越剧烈 C.晶体都是各向异性的 D.同一温度下水的饱和气压与空气中的水蒸气的压强的比值叫做空气的相对湿度,答案B物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,但某些分子的动能也可能减小了,故A错。液体的温度越高,做布朗运动的微粒越小,布朗运动越剧烈,故B正确。多晶体是各向同性的,故C错。同一温度下空气中的水蒸气的压强与水的饱和气压的比值叫做空气的相对湿度,故D错。,3.2016江苏南通二模,12A(1)下列说法中错误的是() A.雾霾在大气中的飘移是布朗运动 B.制作晶体管、集成电路只能用单晶体 C.电场可以改变液晶的光学性质 D.地球大

59、气中氢含量少,是由于外层气体中氢分子平均速率大,更易从地球逃逸,答案A雾霾在大气中的飘移主要决定于大气压和风力大小,而布朗运动是由固体小颗粒周围的液体或气体分子对其撞击不平衡形成的,故A错。制作晶体管、集成电路的材料内原子的排列不能是杂乱无章的,故只能用单晶体,B正确。液晶中电场强度不同时,对不同颜色的光的吸收强度不一样,故C正确。地球表面上物体的逃逸速度为v=,大气中各种气体分子的平均速 率以氢气的最大,约为2.58 km/s,虽然小于逃逸速度,但总有一些氢分子的速度超过逃逸速度,从而逃出地球,所以地球大气中氢的含量少,D正确。,4.2017江苏四市一联,12A(1)下列说法正确的是() A.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间斥力大于引力 B.有一瓶几乎喝完的纯净水,拧紧瓶盖后发现还剩余少量水,稳定后再缓慢挤压塑料瓶,则瓶内水蒸气的压强保持不变 C.若单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少,分子动能增加,气体的压强可能不变 D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力同时减小,分子势能一定增大,二、多项选择题(每题4分,共8分),答案BC液体表面层内分子间的引力大于斥力,产生表面张力,故A错。分子势能与分子间距离的变化规律如图所示,可见D错。,5.2017江苏新海高级中学月考,12A(1)下列说法中正确的有() A.蔗糖受潮后粘在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体