（新課標Ⅱ）2019版高考物理一輪復(fù)習 專題十五 熱學課件.ppt

專題十五熱學,高考物理 (課標專用),考點一分子動理論、內(nèi)能 1.2018課標,33(1),5分(多選)對于實際的氣體,下列說法正確的是() A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能 B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能 C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能 D.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變 E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能,五年高考,A組 統(tǒng)一命題課標卷題組,知識歸納氣體的內(nèi)能 對于質(zhì)量一定的氣體,所有分子的勢能和動能之和等于氣體的內(nèi)能。對于理想氣體,分子的勢能可忽略不計。,答案BDE本題考查氣體的內(nèi)能。 氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子的動能和分子間的勢能之和,故A、C項錯誤。,2.2015課標,33(1),5分,0.425(多選)關(guān)于擴散現(xiàn)象,下列說法正確的是() A.溫度越高,擴散進行得越快 B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應(yīng) C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的 D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的,答案ACD擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運動的反映,C正確,E錯誤;溫度越高,分子熱運動越激烈,擴散越快,A正確;氣體、液體、固體的分子都在不停地進行著熱運動,擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,D正確;在擴散現(xiàn)象中,分子本身結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,不屬于化學變化,B錯誤。,考查點 擴散現(xiàn)象,易錯警示 液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體分子的無規(guī)則運動引起的,即使液體中無對流也會出現(xiàn)擴散現(xiàn)象。,3.(2014大綱全國,16,6分)(多選)對于一定量的稀薄氣體,下列說法正確的是() A.壓強變大時,分子熱運動必然變得劇烈 B.保持壓強不變時,分子熱運動可能變得劇烈 C.壓強變大時,分子間的平均距離必然變小 D.壓強變小時,分子間的平均距離可能變小,答案BD對一定量的稀薄氣體,壓強變大,溫度不一定升高,因此分子熱運動不一定變得劇烈,A項錯誤;在保持壓強不變時,如果氣體體積變大則溫度升高,分子熱運動變得劇烈,選項B正確;在壓強變大或變小時氣體的體積可能變大,也可能變小或不變,因此選項C錯D對。,考查點 氣體的壓強,解題關(guān)鍵 氣體壓強是由于大量氣體分子頻繁碰撞器壁產(chǎn)生的,壓強的大小既與氣體分子的分子數(shù)密度有關(guān),也與氣體分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度有關(guān)。宏觀理解就是氣體的壓強既與體積有關(guān),也與溫度有關(guān)。,考點二熱力學定律 4.2017課標,33(1),5分(多選)如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側(cè)充有理想氣體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是() A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C.在自發(fā)擴散過程中,氣體對外界做功 D.氣體在被壓縮的過程中,外界對氣體做功,E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動能不變,答案ABD本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學第一定律。氣體自發(fā)擴散時不對外做功,W=0,汽缸絕熱,Q=0,由熱力學第一定律得U=W+Q=0,故氣體內(nèi)能不變,選項A正確,C錯誤;氣體被壓縮的過程中體積縮小,外界對氣體做功,W0,Q=0,故U0,氣體內(nèi)能增大,故理想氣體的溫度升高,則分子平均動能增大,選項B、D正確,選項E錯誤。,知識歸納 對氣體做功及理想氣體內(nèi)能的理解 氣體自由擴散時,體積雖變大,但沒有施力和受力物體,因此不做功;氣體被壓縮時,體積減小,外界對氣體做功;理想氣體不計分子勢能,因此理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的動能。,5.2017課標,33(1),5分(多選)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是(),A.圖中兩條曲線下面積相等,B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形 D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E.與0 時相比,100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,答案ABC每條曲線下面積的意義是各種速率的分子總和占總分子數(shù)的百分比,故面積為1,A正確、D錯誤。氣體溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈,分子平均動能越大,大速率的分子所占的百分比越大,故虛線對應(yīng)的溫度較低,B、C皆正確。由圖中0400 m/s區(qū)間圖線下的面積可知0 時出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,E錯誤。,6.2017課標,33(1),5分(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a。下列說法正確的是( ) A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B.在過程ca中外界對氣體做功 C.在過程ab中氣體對外界做功 D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量,答案ABD判斷理想氣體的內(nèi)能變化情況可以通過兩種方法:根據(jù)熱力學第一定律U=W+Q,通過判斷做功和熱傳遞來得出內(nèi)能的變化情況;通過直接判斷溫度的變化得出內(nèi)能的變化情況。在過程ab中,V不變,說明對外不做功,W=0,但不確定熱傳遞情況,故利用熱力學第一定律判斷不出內(nèi)能變化情況,那么看溫度T,一定質(zhì)量的理想氣體=定值,V不變,壓強p增大, 則溫度升高,說明內(nèi)能增加,故A選項正確,C選項錯誤。ca過程中,體積V減小,說明外界對氣體做功,故B選項正確。ca過程中,壓強p不變,據(jù)=定值可知,溫度T降低,則其內(nèi)能減小,即U0,據(jù)熱力學第一定律U=W+Q可知Q0,即氣體從外界吸收熱量,故D選項正確。,審題指導(dǎo)p-V圖像問題的審題思路 看軸確定圖像為p-V圖像,7.2016課標,33(1),5分(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示,其中對角線ac的延長線過原點O。下列判斷正確的是() A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B.氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能 C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功 D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功 E.在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功,答案ABE由理想氣體狀態(tài)方程=C知,p=T,因此氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等,故A 項正確;對理想氣體而言,內(nèi)能由溫度決定,因TaTc,故氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能,選項B正確;過程cd為等溫變化,內(nèi)能不變(U=0),壓強變大,體積減小,外界對氣體做功(W0),由熱力學第一定律U=W+Q,知Q0,對外做功,W|W|,選項D錯誤;bc和da過程中溫度改變量相同,故體積變化量與壓強的乘積相同,由W=Fl=pSl=pV知,選項E正確。,考查點 熱力學第一定律、理想氣體狀態(tài)方程,解題關(guān)鍵 將理想氣體狀態(tài)方程與熱力學第一定律結(jié)合起來靈活應(yīng)用是解答本題的關(guān)鍵。,8.2016課標,33(1),5分(多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能,下列說法正確的是() A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同 B.氣體溫度不變,整體運動速度越大,其內(nèi)能越大 C.氣體被壓縮時,內(nèi)能可能不變 D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內(nèi)能一定增加,答案CDE由于非理想氣體分子間作用力不可忽略,內(nèi)能包括分子勢能,則氣體的內(nèi)能與體積有關(guān),再者即使是理想氣體,內(nèi)能取決于溫度和分子數(shù)目,質(zhì)量相同的氣體,當分子數(shù)目不同、溫度相同時,內(nèi)能也不相同,故A項錯誤;物體的內(nèi)能與其機械運動無關(guān),B項錯誤;由熱力學第一定律知,氣體被壓縮時,若同時向外散熱,則內(nèi)能可能保持不變,C項正確;對于一定量的某種理想氣體,體積變化時分子勢能不變,其內(nèi)能只取決于分子平均動能的變化,而溫度是分子平均動能的標志,所以D項正確;由理想氣體狀態(tài)方程=C知,p不變V增大,則T增大,故E項正 確。,考查點內(nèi)能、熱力學第一定律,溫馨提示物體的內(nèi)能與物體的機械運動無關(guān)。 一定量的實際氣體的內(nèi)能與氣體體積、溫度都有關(guān)。而一定量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。,9.2014課標,33(1),6分,0.303(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示。下列判斷正確的是(),A.過程ab中氣體一定吸熱 B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D.a、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小 E.b和c兩個狀態(tài)中,容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同,答案ADE對封閉氣體,由題圖可知ab過程,氣體體積V不變,沒有做功,而溫度T升高,則為吸熱過程,A項正確。bc過程為等溫變化,壓強減小,體積增大,對外做功,則為吸熱過程,B項錯。ca過程為等壓變化,溫度T降低,內(nèi)能減少,體積V減小,外界對氣體做功,依據(jù)W+Q=U,外界對氣體所做的功小于氣體所放的熱,C項錯。溫度是分子平均動能的標志,Tapc,顯然E項正確。,考點三固體、液體、氣體 10.2015課標,33(1),5分,0.307(多選)下列說法正確的是() A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變,答案BCD晶體被敲碎后,其空間點陣結(jié)構(gòu)未變,仍是晶體,A錯誤;單晶體光學性質(zhì)各向異性,B正確;同種元素由于空間的排列結(jié)構(gòu)而形成不同物質(zhì)的晶體,C正確;如果外界條件改變了分子或原子的空間排列結(jié)構(gòu),晶體和非晶體之間可以互相轉(zhuǎn)化,D正確;在晶體熔化過程中,分子勢能會發(fā)生改變,內(nèi)能也會改變,E錯誤。,11.2014課標,33(1),5分,0.396(多選)下列說法正確的是() A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學性質(zhì)具有各向異性的特點 D.高原地區(qū)水的沸點較低,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度,這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果,答案BCE水中花粉的布朗運動,反映的是水分子的熱運動規(guī)律,則A項錯。正是表面張力使空中雨滴呈球形,則B項正確。液晶的光學性質(zhì)是各向異性,液晶顯示器正是利用了這種性質(zhì),C項正確。高原地區(qū)大氣壓較低,對應(yīng)的水的沸點較低,D項錯誤。因為紗布中的水蒸發(fā)吸熱,則同樣環(huán)境下濕泡溫度計顯示的溫度較低,E項正確。,考查點 布朗運動、表面張力、液晶、沸點、蒸發(fā)吸熱,易錯警示分清“花粉顆粒運動”、“花粉分子運動”、“液體分子運動”。懸浮在水中的花粉的布朗運動是指懸浮在水中的“花粉顆粒的運動”,反映的是“液體分子的無規(guī)則運動”,與“花粉分子運動”無關(guān)。,12.2018課標,33(2),10分如圖,一豎直放置的汽缸上端開口,汽缸壁內(nèi)有卡口a和b,a、b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a、b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計它們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體,直至活塞剛好到達b處。求此時汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。,答案 T0(p0S+mg)h,解析本題考查氣體實驗定律等知識。 開始時活塞位于a處,加熱后,汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程,直至活塞開始運動,設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T1,壓強為p1,根據(jù)查理定律有 = 根據(jù)力的平衡條件有 p1S=p0S+mg 聯(lián)立式可得 T1=T0 此后,汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程,直至活塞剛好到達b處,設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T2;活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋呂薩克定律有 = 式中 V1=SH,V2=S(H+h) 聯(lián)立式解得 T2=T0 從開始加熱到活塞到達b處的過程中,汽缸中的氣體對外做的功為 W=(p0S+mg)h,審題指導(dǎo) 抓住關(guān)鍵詞,挖掘隱含條件。 “緩慢加熱”表示活塞始終處于平衡狀態(tài),因此才有p1S=p0S+mg?！盎钊麆偤玫竭_b處”,表示氣體的末狀態(tài)壓強為p1,活塞與b卡口處無彈力作用?！敖^熱”時氣體溫度才能逐漸升高,若“導(dǎo)熱良好”,“緩慢加熱”時汽缸內(nèi)、外的氣體就始終處于熱平衡狀態(tài)。,13.(2018課標,33,15分)(1)(5分)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、到達狀態(tài)e。對此氣體,下列說法正確的是(選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分;每選錯1個扣3分,最低得分為0分)。 A.過程中氣體的壓強逐漸減小 B.過程中氣體對外界做正功 C.過程中氣體從外界吸收了熱量 D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等 E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小 (2)(10分)如圖,容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成,面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩,部分,汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連,細管上有一閥門K。開始時,K關(guān)閉,汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0?，F(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當流入的液體體積為時,將K關(guān)閉,活塞平衡時其下方氣體的體積減小了。不計活塞的質(zhì)量和體積,外界 溫度保持不變,重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。,答案 (1)BDE(2),解析(1)本題考查氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程。 過程是等容升溫過程,由=,可知壓強逐漸增大,A項錯誤。過程中氣體膨脹,故氣體 對外界做正功,B項正確。過程為等容降溫過程,氣體向外放出熱量,C項錯誤。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),而Tc=Td,所以狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,D項正確。由理想氣體狀態(tài)方程=C得p=C,由題圖可知,則pbpd,E項正確。,審題指導(dǎo)圖像語言的理解,物理情景的構(gòu)建 清晰理解過程的規(guī)律,明確a、b、c、d、e各狀態(tài)下氣體狀態(tài)參量關(guān)系。物體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、物態(tài)、溫度及體積有關(guān),而一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與T有關(guān)。 (2)本題考查氣體實驗定律、氣體壓強計算等知識。 設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V1,壓強為p1;下方氣體的體積為V2,壓強為p2。在活塞下移的過程中,活塞上、下方氣體的溫度均保持不變,由玻意耳定律得 p0=p1V1 p0=p2V2 由已知條件得 V1=+-=V V2=-= 設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m,由力的平衡條件得p2S=p1S+mg,聯(lián)立以上各式得 m=,審題指導(dǎo)關(guān)鍵詞理解,隱含條件顯性化 關(guān)鍵詞“導(dǎo)熱”說明氣體上下兩部分溫度相等,且與環(huán)境溫度相同。 外界溫度保持不變,說明氣體做等溫變化。 流入液體產(chǎn)生的壓強p=。 K關(guān)閉,說明外部液體對氣體壓強不產(chǎn)生影響。,14.(2018課標,33,15分)(1)(5分)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分) A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加 C.氣體一直對外做功D.氣體一直從外界吸熱 E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功 (2)(10分)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強為12.0 cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。,解析(1)本題考查熱力學第一定律、理想氣體狀態(tài)方程。對于一定量的理想氣體有=恒 量。從a到b,p逐漸增大,V逐漸增大,所以p與V的乘積pV增大,可知T增大,則氣體的內(nèi)能一直增加,故A錯誤、B正確。由于V逐漸增大,可知氣體一直對外做功,故C正確。由熱力學第一定律U=Q+W,因U0,W0,即氣體一直從外界吸熱,且吸收的熱量大于對外做的功,故D正確、E錯誤。,答案(1)BCD(2)見解析,知識歸納熱力學常見用語的含義 理想氣體溫度升高:內(nèi)能增大。 氣體體積增大:氣體對外做功。氣體體積減小:外界對氣體做功。 絕熱:沒有熱交換。 導(dǎo)熱性能良好:表示與外界溫度相同。 (2)本題考查氣體實驗定律。 設(shè)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時,兩邊氣體壓強相等,設(shè)為p,此時原左、右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1和l2。 由力的平衡條件有,p1=p2+g(l1-l2) 式中為水銀密度,g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1 p2l2=pl2 兩邊氣柱長度的變化量大小相等 l1-l1=l2-l2 由式和題給條件得 l1=22.5 cm l2=7.5 cm,審題指導(dǎo)液柱移動問題的分析方法,15.2017課標,33(2),10分一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓,重力加速度大小為g。 ()求該熱氣球所受浮力的大小; ()求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; ()設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。,答案()Vg0()Vg0 ()V0T0(-)-m0,解析()設(shè)1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0,密度為 0= 在溫度為T時的體積為VT,密度為 (T)= 由蓋呂薩克定律得 = 聯(lián)立式得 (T)=0 氣球所受到的浮力為 f=(Tb)gV 聯(lián)立式得 f=Vg0,()氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G=(Ta)Vg 聯(lián)立式得G=Vg0 ()設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得 mg=f-G-m0g 聯(lián)立式得m=V0T0(-)-m0,16.2017課標,33(2),10分一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管K1和K2。K1長為l,頂端封閉,K2上端與待測氣體連通;M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時,M與K2相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高,此時水銀已進入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖(b)所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d,M的容積為V0,水銀的密度為,重力加速度大小為g。求: ()待測氣體的壓強; ()該儀器能夠測量的最大壓強。,答案()(),解析本題考查氣體壓強的計算、玻意耳定律。 ()水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住,設(shè)此時被封閉的氣體的體積為V,壓強等于待測氣體的壓強p。提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高時,K1中水銀面比頂端低h;設(shè)此時封閉氣體的壓強為p1,體積為V1,則 V=V0+d2l V1=d2h 由力學平衡條件得 p1=p+gh 整個過程為等溫過程,由玻意耳定律得 pV=p1V1 聯(lián)立式得 p= ()由題意知,hl 聯(lián)立式有 p 該儀器能夠測量的最大壓強為 pmax=,17.2016課標,33(2),10分在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強,兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p=,其中=0.070 N/m。現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣 泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。 ()求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差; ()忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時,求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值。,答案()28 Pa()1.3,2。,解析()當氣泡在水下h=10 m處時,設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強差為p1,則 p1= 代入題給數(shù)據(jù)得 p1=28 Pa ()設(shè)氣泡在水下10 m處時,氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1,氣泡體積為V1;氣泡到達水面附近時,氣泡內(nèi)空氣的壓強為p2,內(nèi)外壓強差為p2,其體積為V2,半徑為r2。 氣泡上升過程中溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有 p1V1=p2V2 由力學平衡條件有 p1=p0+gh+p1 p2=p0+p2 氣泡體積V1和V2分別為 V1=,V2= 聯(lián)立式得 = 由式知,pip0,i=1,2,故可略去式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得 =1.3,考查點玻意耳定律,解題關(guān)鍵準確寫出氣體初、末態(tài)的壓強。 計算過程中進行合理近似。,18.2016課標,33(2),10分一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時,需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。,答案4天,解析設(shè)氧氣開始時的壓強為p1,體積為V1,壓強變?yōu)閜2(2個大氣壓)時,體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得 p1V1=p2V2 重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為 V3=V2-V1 設(shè)用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強下的體積為V0,則有 p2V3=p0V0 設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V,則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/V 聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得 N=4(天),考查點玻意耳定律,解題指導(dǎo) 解答此題的關(guān)鍵是將用去的氧氣在p2壓強下的體積轉(zhuǎn)化為在p0(1個大氣壓)壓強下的體積,從而可以計算出氧氣在p0壓強下的可用天數(shù)。,易錯點撥 沒有將氧氣的體積轉(zhuǎn)化為1個大氣壓下的體積而直接進行計算。,19.2015課標,33(2),10分,0.307如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強為p=1.00105 Pa,溫度為T=303 K。初始時大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣 體的溫度為T1=495 K。現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求 ()在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度; ()缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強。,答案 ()330 K()1.01105 Pa,解析()設(shè)初始時氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2,溫度為T2。由題給條件得 V1=S2+S1 V2=S2l 在活塞緩慢下移的過程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強,由力的平衡條件得 S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p) 故缸內(nèi)氣體的壓強不變。由蓋呂薩克定律有 = 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2=330 K ()在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,被封閉氣體的壓強為p1。在此后與汽缸外大氣達到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變。設(shè)達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為p,由查理定律,有 =,聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 p=1.01105 Pa 第()問6分,式各1分,式2分,式各1分;第()問4分,式各2分。,考查點 蓋呂薩克定律、查理定律,解題關(guān)鍵 判斷出第一個過程為等壓變化過程,第二個過程為等容變化過程。,審題技巧 內(nèi)外氣體達到“熱平衡”表示末狀態(tài)溫度與汽缸外大氣相同。,20.2015課標,33(2),10分,0.425如圖,一粗細均勻的U形管豎直放置,A側(cè)上端封閉,B側(cè)上端與大氣相通,下端開口處開關(guān)K關(guān)閉;A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0 cm,B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h=3.0 cm?，F(xiàn)將開關(guān)K打開,從U形管中放出部分水銀,當兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時將開關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強p0=75.0 cmHg。 ()求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度; ()此后再向B側(cè)注入水銀,使A、B兩側(cè)的水銀面達到同一高度,求注入的水銀在管內(nèi)的長度。,答案 ()12.0 cm()13.2 cm,解析()以cmHg為壓強單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長度l=10.0 cm時的壓強為p;當兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0 cm時,空氣柱的長度為l1,壓強為p1。由玻意耳定律得 pl=p1l1 由力學平衡條件得 p=p0+h 打開開關(guān)K放出水銀的過程中,B側(cè)水銀面處的壓強始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強隨空氣柱長度的增加逐漸減小,B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小,直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學平衡條件有 p1=p0-h1 聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 l1=12.0 cm ()當A、B兩側(cè)的水銀面達到同一高度時,設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2,壓強為p2。由玻意耳定律得 pl=p2l2,由力學平衡條件有 p2=p0 聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 l2=10.4 cm 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為h,依題意得 h=2(l1-l2)+h1 聯(lián)立式,并代入題給數(shù)據(jù)得 h=13.2 cm,考查點 玻意耳定律,解題關(guān)鍵利用平衡知識求初、末態(tài)的壓強。 找出“空氣柱長度”、“液面高度差”這兩者的變化與所加水銀在管內(nèi)的長度之間的關(guān)系。,21.2014課標,33(2),9分,0.303一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi),汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p,活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h,外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g。,答案,解析設(shè)汽缸的橫截面積為S,沙子倒在活塞上后,對氣體產(chǎn)生的壓強為p,由玻意耳定律得 phS=(p+p)(h-h)S 解得p=p 外界的溫度變?yōu)門后,設(shè)活塞距底面的高度為h。根據(jù)蓋呂薩克定律,得 = 解得h=h 據(jù)題意可得p= 氣體最后的體積為V=Sh 聯(lián)立式得V=,解題關(guān)鍵正確得出第一個過程為等溫變化過程,第二個過程為等壓變化過程。,考查點 玻意耳定律、蓋呂薩克定律,審題技巧 關(guān)鍵詞“汽缸壁導(dǎo)熱良好”、“緩慢”說明缸內(nèi)氣體與外界大氣溫度相同,過程為等溫變化過程。,考點一分子動理論、內(nèi)能 1.(2018北京理綜,14,6分)關(guān)于分子動理論,下列說法正確的是() A.氣體擴散的快慢與溫度無關(guān) B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 C.分子間同時存在著引力和斥力 D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,答案C本題考查分子動理論。溫度是分子熱運動平均動能的標志,溫度越高,分子運動越劇烈,氣體擴散越快,A錯;布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動,不是液體分子的運動,B錯;分子間同時存在著引力和斥力,且隨著分子間距的增大,引力和斥力均減小,故C對、D錯。,易錯點撥分子力與分子間距離的關(guān)系 分子間同時存在引力與斥力,兩力的大小均與分子間距有關(guān),分子力是指這兩個力的合力,下圖為斥力f斥、引力f引及分子力f分隨分子間距離r的變化關(guān)系圖線。,2.(2017上海單科,8,3分)一個密閉容器由固定導(dǎo)熱板分隔為體積相同的兩部分,分別裝有質(zhì)量不等的同種氣體。當兩部分氣體穩(wěn)定后,它們的() A.密度相同B.分子數(shù)相同 C.分子平均速率相同D.分子間平均距離相同,答案C本題考查溫度的微觀意義。根據(jù)=可知,m不等,V相等,則不相等,A項錯誤。質(zhì) 量不等的同種氣體的分子數(shù)不相等,B項錯誤。當兩部分氣體穩(wěn)定后,二者的溫度是相等的,故同種氣體分子的平均速率相同,C項正確。同體積不同質(zhì)量的同種氣體分子間距不相同,D項錯誤。,3.(2016北京理綜,20,6分)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 m、2.5 m的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。 某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時間變化。 據(jù)此材料,以下敘述正確的是() A.PM10表示直徑小于或等于1.010-6 m的懸浮顆粒物 B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力 C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動 D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大,失分警示 本題易錯選D而失分,題目中明確提出“近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小”,并沒有明確PM2.5的濃度隨高度的變化情況。,答案CPM10的直徑小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,A錯誤;處于靜穩(wěn)態(tài)的顆粒受力平衡,B錯誤;布朗運動是懸浮顆粒物的無規(guī)則運動,C正確;根據(jù)題意不能判斷PM2.5的濃度隨高度的增加而增大,D錯誤。,4.2015福建理綜,29(1),6分下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識,其中正確的是() A.分子間距離減小時分子勢能一定減小 B.溫度越高,物體中分子無規(guī)則運動越劇烈 C.物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān) D.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性,答案B在分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,隨著分子間距離的減小分子勢能增大,選項A錯誤;溫度越高,物體中分子無規(guī)則運動越劇烈,選項B正確;物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例隨溫度升高而增多,選項C錯誤;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性,而多晶體則是各向同性的,選項D錯誤。,5.2017江蘇單科,12A(2)(3)(2)題甲和乙圖是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。 (3)科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol,其分子可視為半徑為310-9 m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol-1。請估算,該蛋白的密度。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字),答案 (2)甲乙(3)見解析,解析(2)本題考查布朗運動。相同溫度的條件下,炭粒較大的其布朗運動的激烈程度較弱,炭粒在30 s始、末時刻所在位置連線的距離就較短,故甲圖中炭粒的顆粒較大;炭粒大小相同時,溫度越高,分子的熱運動越劇烈,做布朗運動的炭粒運動也越劇烈,故乙中水分子的熱運動較劇烈。 (3)摩爾體積V=r3NA或V=(2r)3NA 由密度=,解得=(或=) 代入數(shù)據(jù)得=1103 kg/m3(或=5102 kg/m3,51021103 kg/m3都算對),友情提醒物體的體積與分子體積的關(guān)系 對于固體和液體,可以忽略分子間的空隙,其體積=單個分子的體積分子的個數(shù)。對于氣體,上述結(jié)論不成立,因為氣體分子的間隙較大,不能忽略。,6.2015山東理綜,37(1)墨滴入水,擴而散之,徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是。(雙選,填正確答案標號) a.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 b.混合均勻的過程中,水分子和碳粒都做無規(guī)則運動 c.使用碳粒更小的墨汁,混合均勻的過程進行得更迅速 d.墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發(fā)生化學反應(yīng)引起的,答案bc,解析墨汁與水混合均勻的過程,是水分子和碳粒做無規(guī)則運動的過程,這種運動與重力無關(guān),也不是化學反應(yīng)引起的。微粒越小、溫度越高,無規(guī)則運動越劇烈,可見,b、c正確,a、d均錯。,7.2015海南單科,15(1),4分已知地球大氣層的厚度h遠小于地球半徑R,空氣平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強為p0,重力加速度大小為g。由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為,空氣分子之間的平均距離為。,答案,解析可認為地球大氣對地球表面的壓力是由其重力引起的,即mg=p0S=p04R2,故大氣層的空氣總質(zhì)量m=,空氣分子總數(shù)N=NA=。由于hR,則大氣層的總體積V=4 R2h,每個分子所占空間設(shè)為一個棱長為a的正方體,則有Na3=V,可得分子間的平均距離a=,考點二熱力學定律 8.(2015北京理綜,13,6分)下列說法正確的是() A.物體放出熱量,其內(nèi)能一定減小 B.物體對外做功,其內(nèi)能一定減小 C.物體吸收熱量,同時對外做功,其內(nèi)能可能增加 D.物體放出熱量,同時對外做功,其內(nèi)能可能不變,答案C根據(jù)熱力學第一定律U=Q+W判斷,只有C項正確。,9.2015福建理綜,29(2),6分如圖,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達狀態(tài)c。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac。則() A.TbTc,QabQacB.TbTc,QabQacD.Tb=Tc,Qab<Qac,答案C由理想氣體狀態(tài)方程知=,故Tc=Tb;過程ab和ac中內(nèi)能改變量相 同,ac過程氣體體積不變,做功為0,W1=0,ab過程氣體體積增大,氣體對外做功W2<0,由熱力學第一定律Q+W=U知Qac<Qab,選項C正確。,10.2015重慶理綜,10(1),6分某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的,且車胎體積增大。若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體,那么() A.外界對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能減小 B.外界對胎內(nèi)氣體做功,氣體內(nèi)能增大 C.胎內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能減小 D.胎內(nèi)氣體對外界做功,內(nèi)能增大,答案D中午比清晨時溫度高,所以中午胎內(nèi)氣體分子平均動能增大,理想氣體的內(nèi)能由分子動能決定,因此內(nèi)能增大;車胎體積增大,則胎內(nèi)氣體對外界做功,所以只有D項正確。,11.(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是() A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變,答案B溫度是物體分子平均動能的標志,溫度升高則其分子平均動能增大,反之,則其分子平均動能減小,故A錯誤B正確。物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和,宏觀上取決于物體的溫度、體積和質(zhì)量,故C、D錯誤。,12.2017江蘇單科,12A(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖像如圖所示。下列說法正確的有。 A.AB的過程中,氣體對外界做功 B.AB的過程中,氣體放出熱量 C.BC的過程中,氣體壓強不變 D.ABC的過程中,氣體內(nèi)能增加,答案 BC,解析本題考查氣體實驗定律、V-T圖像的理解與應(yīng)用、熱力學第一定律。AB的過程中,氣體體積減小,外界壓縮氣體做功,故A項錯誤;溫度不變,則氣體的內(nèi)能不變,由熱力學第一定律可知,氣體應(yīng)該放出熱量,故B項正確。由V-T圖像可知,BC的過程中,氣體壓強不變,即C項正確。ABC的過程中,溫度先不變后降低,故氣體的內(nèi)能先不變后減少,故D項錯誤。,知識鏈接決定內(nèi)能的因素 物體的內(nèi)能決定于分子個數(shù)、分子動能、分子勢能三個因素。對于一定質(zhì)量的理想氣體,分子個數(shù)一定,分子勢能忽略不計,故其內(nèi)能只決定于溫度。,考點三固體、液體、氣體 13.(2017上海單科,12,4分)如圖,豎直放置的U形管內(nèi)裝有水銀,左端開口,右端封閉一定量的氣體,底部有一閥門。開始時閥門關(guān)閉,左管的水銀面較高?，F(xiàn)打開閥門,流出一些水銀后關(guān)閉閥門。當重新平衡時() A.左管的水銀面與右管等高 B.左管的水銀面比右管的高 C.左管的水銀面比右管的低 D.水銀面高度關(guān)系無法判斷,答案D本題考查氣體狀態(tài)參量、氣體實驗定律。初態(tài)時右側(cè)封閉氣體的壓強pp0,打開閥門,流出一些水銀后關(guān)閉閥門,當重新平衡時,因封閉氣體的體積變大,由pV=C知壓強p減小,因氣體末態(tài)壓強p有可能大于p0、等于p0或小于p0,故左右兩管水銀面的高度關(guān)系無法判斷,選項D正確。,14.2015江蘇單科,12A(1)(多選)對下列幾種固體物質(zhì)的認識,正確的有() A.食鹽熔化過程中,溫度保持不變,說明食鹽是晶體 B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明蜂蠟是晶體 C.天然石英表現(xiàn)為各向異性,是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D.石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同,是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同,答案AD晶體才有固定的熔點,A正確。熔化的蜂蠟呈橢圓形說明云母片導(dǎo)熱具有各向異性的特點,故此現(xiàn)象說明云母片是晶體,B錯誤。晶體具有各向異性的原因是物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的,而在不同方向上單位長度內(nèi)的物質(zhì)微粒數(shù)目不同,引起不同方向上性質(zhì)不同,故C錯誤。石墨的物質(zhì)微粒在空間上是片層結(jié)構(gòu),而金剛石的物質(zhì) 微粒在空間上是立體結(jié)構(gòu),從而引起二者在硬度、熔點等物理性質(zhì)上的差異,D正確。,15.(2017上海單科,16)如圖,汽缸固定于水平面,用截面積為20 cm2的活塞封閉一定量的氣體,活塞與缸壁間摩擦不計。當大氣壓強為1.0105 Pa、氣體溫度為87 時,活塞在大小為40 N、方向向左的力F作用下保持靜止,氣體壓強為Pa。若保持活塞不動,將氣體溫度降至27 ,則F變?yōu)镹。,答案 1.21050,解析以活塞為研究對象,對其進行受力分析,如圖所示(其中封閉氣體的壓強為p1), 由平衡條件可得, F+p0S=p1S 則,p1=p0+ 代入數(shù)據(jù),得 p1=1.2105 Pa 保持活塞不動,就意味著氣體的體積沒有發(fā)生變化,即氣體發(fā)生的是等容變化,設(shè)氣體溫度降至27時的壓強為p2,則 = 代入數(shù)據(jù),得 p2=1.0105 Pa 對活塞列平衡狀態(tài)方程,F+p0S=p2S得,F=0 N,16.2018江蘇單科,12A(3)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0105 Pa,經(jīng)歷ABCA的過程,整個過程中對外界放出61.4 J熱量。求該氣體在AB過程中對外界所做的功。,答案 138.6 J,解析本題考查V-T圖像和熱力學第一定律。 整個過程中,外界對氣體做功 W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC-VA) 由熱力學第一定律U=Q+W得WAB=-(Q+WCA) 代入數(shù)據(jù)得WAB=-138.6 J,即氣體對外界做的功為138.6 J。,17.2015重慶理綜,10(2),6分北方某地的冬天室外氣溫很低,吹出的肥皂泡會很快凍結(jié)。若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1,壓強為p1,肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為T2。整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體,不計體積和質(zhì)量變化,大氣壓強為p0。求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差。,答案p1-p0,解析設(shè)凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)氣體壓強為p2,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得=,解得p2=p1,所以 凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差為p=p2-p0=p1-p0。,18.2015江蘇單科,12A(3)給某包裝袋充入氮氣后密封,在室溫下,袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1 L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45 L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。,答案見解析,解析若不漏氣,加壓后氣體的溫度不變,設(shè)其體積為V1,由理想氣體狀態(tài)方程得p0V0=p1V1 代入數(shù)據(jù)得V1=0.5 L 因為0.45 L<0.5 L,故包裝袋漏氣。,考點一分子動理論、內(nèi)能 1.2013課標,33(1),6分,0.257(多選)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動,直至不再靠近。在此過程中,下列說法正確的是() A.分子力先增大,后一直減小 B.分子力先做正功,后做負功 C.分子動能先增大,后減小 D.分子勢能先增大,后減小 E.分子勢能和動能之和不變,C組教師專用題組,答案BCE分子力F與分子間距r的關(guān)系是:當rr0時F為引力。綜上可知,當兩分子由相距較遠逐漸達到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大,A項錯誤。分子力為引力時做正功,分子勢能減小,分子力為斥力時做負功,分子勢能增大,故B項正確、D項錯誤。因僅有分子力作用,故只有分子動能與分子勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,即分子勢能減小時分子動能增大,分子勢能增大時分子動能減小,其總和不變,C、E項均正確。,考查點 分子力、分子勢能、分子動能,解題關(guān)鍵知道分子力與分子間距的關(guān)系:當r=r0,分子力為零;當rr0,分子力表現(xiàn)為引力;當r<r0,分子力表現(xiàn)為斥力。 理解當r=r0時,分子勢能最小。,易錯警示 當r=r0時,分子勢能最小,并不是分子勢能是零。,2.(2013北京理綜,13,6分)下列說法正確的是() A.液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動 B.液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動 C.物體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加 D.物體對外界做功,其內(nèi)能一定減少,答案A布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動,而不是液體(或氣體)分子的運動,故A選項正確,B選項錯誤;由熱力學第一定律U=W+Q知,若物體從外界吸收熱量同時對外做功,其內(nèi)能也可能不變或減少,C選項錯誤;物體對外做功同時從外界吸熱,其內(nèi)能也可能增加或不變,D選項錯誤。,3.2013福建理綜,29(1)下列四幅圖中,能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(),答案B分子間作用力f的特點是:rr0時f為引力;分子勢能Ep的特點是r=r0時Ep最小,因此只有B項正確。,4.2015江蘇單科,12A(2)在裝有食品的包裝袋中充入氮氣,可以起到保質(zhì)作用。某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮氣,然后密封進行加壓測試。測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力。將袋內(nèi)的氮氣視為理想氣體,則加壓測試過程中,包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力(選填“增大”、“減小”或“不變”),包裝袋內(nèi)氮氣的內(nèi)能(選填“增大”、“減小”或“不變”)。,答案 增大不變,解析對包裝袋緩慢施加壓力,袋內(nèi)氣體的溫度不變,壓強增大。所以包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子的撞擊力增大。理想氣體的內(nèi)能由氣體分子的動能決定,而溫度是分子平均動能的標志,所以,溫度不變,氣體內(nèi)能不變。,考點二熱力學定律 5.(2015廣東理綜,17,6分)(多選)圖為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖,金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣,內(nèi)筒中有水,在水加熱升溫的過程中,被封閉的空氣(),A.內(nèi)能增大 B.壓強增大 C.分子間引力和斥力都減小 D.所有分子運動速率都增大,答案AB由于金屬內(nèi)筒導(dǎo)熱而隔熱外筒絕熱,故水升溫過程中封閉空氣不停地從內(nèi)筒吸收熱量而不向外放熱,且封閉空氣的體積不能改變即不做功,故由熱力學第一定律可知其內(nèi)能一定增大,A正確;由=C知溫度升高時封閉空氣的壓強一定增大,B正確;氣體分子間作用力微 弱,即使考慮分子間作用力,也因氣體體積不變,分子間平均距離不變,某兩分子間距離變化情況不能確定,而不能判定分子間作用力變化情況,C錯誤;溫度升高時,分子平均動能增大,但這并不意味著每個分子的運動速率都增大,D錯誤。,6.2014重慶理綜,10(1),6分重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)( ) A.壓強增大,內(nèi)能減小 B.吸收熱量,內(nèi)能增大 C.壓強減小,分子平均動能增大 D.對外做功,分子平均動能減小,答案B儲氣罐中氣體體積不變,氣體不做功,當溫度升高時,氣體壓強增大,氣體內(nèi)能增大,分子平均動能增大;由熱力學第一定律可知,氣體一定吸熱,故選項B正確。,7.(2014廣東理綜,17,6分)(多選)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示,充氣袋四周被擠壓時,假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換,則袋內(nèi)氣體() A.體積減小,內(nèi)能增大 B.體積減小,壓強減小 C.對外界做負功,內(nèi)能增大 D.對外界做正功,壓強減小,答案AC袋內(nèi)氣體與外界無熱交換即Q=0,袋四周被擠壓時,體積V減小,外界對氣體做正功,根據(jù)熱力學第一定律U=W+Q,氣體內(nèi)能增大,則溫度升高,由=常數(shù)知壓強增大,選項A、C 正確,B、D錯誤。,8.(2014江蘇單科,12A,12分)一種海浪發(fā)電機的氣室如圖所示。工作時,活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強,從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉。氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。 (1)下列對理想氣體的理解,正確的有。 A.理想氣體實際上并不存在,只是一種理想模型 B.只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體 C.一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) D.在任何溫度、任何壓強下,理想氣體都遵循氣體實驗定律 (2)壓縮過程中,兩個閥門均關(guān)閉。若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了3.,4104 J,則該氣體的分子平均動能(選填“增大”、“減小”或“不變”),活塞對該氣體所做的功(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J。,答案 (1)AD(2)增大等于,解析(1)理想氣體是在忽略了實際氣體分子間相互作用力的情況下而抽象出的一種理想化模型,A正確。實際氣體能視為理想氣體的條件是溫度不太低、壓強不太大,B錯誤。理想氣體分子間無分子力作用,也就無分子勢能,故一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能與體積無關(guān),只取決于溫度,C錯誤。由理想氣體模型的定義可知D正確。 (2)因此過程中氣體與外界無熱交換,即Q=0,故由U=W+Q知W=U。因理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的分子動能之和,故其內(nèi)能增大時,分子平均動能一定增大。,9.(2013廣東理綜,18,6分)(多選)圖為某同學設(shè)計的噴水裝置。內(nèi)部裝有2 L水,上部密封1 atm的空氣0.5 L。保持閥門關(guān)閉,再充入1 atm的空氣0.1 L。設(shè)在所有過程中空氣可看做理想氣體,且溫度不變。下列說法正確的有() A.充氣后,密封氣體壓強增加 B.充氣后,密封氣體的分子平均動能增加 C.打開閥門后,密封氣體對外界做正功 D.打開閥門后,不再充氣也能把水噴光 答案AC充氣后密封氣體壓強增加,A項正確。因溫度不變,故氣體的分子平均動能不變,B項錯誤。打開閥門后氣體膨脹對外界做功,C項正確。氣體膨脹后其壓強減小,當氣壓小于1 atm時,容器不會再向外噴水,故容器中的水不可能噴光,D項錯誤。,10.(2013江蘇單科,12A,12分)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中,AB和CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)”。 (1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是。 A.AB過程中,外界對氣體做功 B.BC過程中,氣體分子的平均動能增大 C.CD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D.DA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中,內(nèi)能減小的過程是(選填“AB”、“BC”、“CD”或“DA”)。若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量,在CD過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成,一次循環(huán)對外做的功為 kJ。,答案 (1)C(2)BC25(3)n=41025 m-3,解析 (1)AB體積增大,氣體對外做功,A錯誤;BC體積增大,氣體對外做功,W0,Q=0,U0,T增大,氣體分子平均速率增大,D錯誤。 (2)由(1)可知,BC過程內(nèi)能減小。經(jīng)過一個循環(huán),U=0,所以對外做功W=(63-38) kJ=25 kJ。,考點三固體、液體、氣體 11.(2016江蘇單科,12A,12分)(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后,鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽。停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻。在冷卻過程中,鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為。 A.壓強變小B.壓強不變 C.一直是飽和汽D.變?yōu)槲达柡推?(2)如圖甲所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整