热学（解析版）-【高频考点】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.pdf

《热学（解析版）-【高频考点】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热学（解析版）-【高频考点】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.pdf（39页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、解密16 O鲁 导航龙考学核心考点考纲要求分子动理论的基本观点和实验依据I阿伏加德罗常数I气体分子运动速率的统计分布I温度、内能1固体的微观结构、晶体和非晶体I液晶的微观结构I液体的表面张力现象I气体实验定律1 1理想气体I饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压I相对湿度I热力学第一定律1能量守恒定律1热力学第二定律I中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、I标准大气压 基本内容分子动理论 物体的内能：做功、热传递是改变内能的两种方式温度计与温标 气体分子统计规律描述气体的状态参量气体气体实验定律玻意耳定律：=盖-吕 萨 克 定 律（等 压）占=以（T2查理定律:a=口7；T2热

2、学理 想 气 体 状 态 方 程:处=必固体T2 晶体非晶体固体、液体和物态变化液体，液体的表面张力浸润和不浸润现象液晶物态变化中的能量变化热力学定律和能量守恒定律 热力学第一定律：A U =W +Q热力学第二定律能量守恒定律展解遴考点凄一 克1 台各同的作用力导用俄修 於 备 知 钢一、分子间的作用力1.分子间有空隙(1)气体分子间的空隙：气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙。(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片的分子，能扩散到对方的内部说明固体分子间也存在着空隙。2.分子间作用力(1)分子间虽然有空隙

3、，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力；分子间有空隙，但用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力。(2)分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。(3)分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示，表现了分子力F 随分子间距离r 的变化情况，由图中。，图线可知：尸夕和尸斥都随分子间距离的变化而变化，当分子间的距离增大时，F 和尸斥都减小，但 F 斥减小得快，结果使得：尸ro时，FJI=Fif,分子力尸=0,布的数量级为Id m；当 rl(Fm时，分子力可以忽略。时，斥，分子力表现为斥力。rr()时，F.n F 1；,

4、分子力表现为引力(1)宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现，分子与分子间的相互作用力较小，但大量分子力的宏观表现合力却很大。(2)当物体被拉伸时，物体要反抗被拉伸，表现出分子引力，而当物体被压缩时，物体又要反抗被压缩而表现出分子斥力。(3)物体状态不同，分子力的宏观特征也不同，如固体、液体很难压缩是分子间斥力的表现；气体分子间距比较大，除碰撞外，认为分子间引力和斥力均为零，气体难压缩是压强的表现。二、热平衡与温度1.温度(1)宏观上温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传递，热量从高温系统传递给低温系统，

5、经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。(2)微观上反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。2.热平衡(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。(2)若物体与4 处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则 4 的温度等于B的温度，这就是温度计用来测量温度的基本原理。3.热平衡定律的意义热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度

6、的高低。4.温度计和温标(1)温度计(2)温标：定量描述温度的方法。(3)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0,水的沸点为100。名称原 理水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度金属电阻温度计根据金属伯的电阻随温度的变化来测量温度气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度在 刻 度 与 100刻度之间均匀分成100等份，每份算做1。(4)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标(5)摄氏温度与热力学温度：摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号r表示，单位是摄氏度，符号为热力学温度热

7、力学温标表示的温度，用符号7 表示，单位是开尔文，符号为K换算关系1+273.15 K三、物体的内能1.分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：（1）当时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做负功，分子势能增大；（2）当时，分子力表现为斥力，随着，的减小，分子斥力做负功，分子势能增大；（3）当厂时，分子势能最小，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零；（4）分子势能曲线如图所示要记住分子间作用力和分子势能的特点和规律，理解高中物理课本中分子间作用力与分子距离的关系.图为分子势能跟分子间距离的关系图，抓住关

8、键点：分子间距等于“时分子势能最小。2.内能的决定因素（1）微观决定因素：分子势能、分子的平均动能和分子个数。（2）宏观决定因素：物体的体积、物体的温度、物体所含物质的多少（即物质的量）。3.解有关“内能”的题目，应把握以下几点：（1）温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物体的动能无任何关系；（2）内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序的运动状态无关,它取决于物质的量、温度、体积及物态。判断分子势能变化的两种方法方法一：根据分子力做功判断：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。方法二：利用分子势能与分子间距离的

9、关系图线判断。如图所示4.分析物体的内能问题应当明确以下儿点（1）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。（2）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。（3）通过做功或热传递可以改变物体的内能。（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。名/幡狄布的（2020.全国高三专题练习）关于分子间的作用力，下列说法正确的是（）A.分子之间的斥力和引力同时存在B.分子之间的引力随分子间距离的增大而增大，斥力则减小，所以在大于平衡距离时，分子力表现为引力C.分子之间的距离减小时，分子力一直做正功D.分子之间的距离增大时，分子势能可能增加E.分子之

10、间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点【答案】ADE【详解】A B.分子间既存在引力，也存在斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的增大而减小，只是斥力变化的快，所以当分子间距离大于ro时分子力表现为引力，小于ro时表现为斥力，故A 正确，B 错误；C.当分子力表现为引力，相互靠近时分子力做正功，当分子力表现为斥力，相互靠近时分子力做负功，故 C 错误；D.当分子力表现为引力，分子之间的距离增大时分子力做负功，分子势能增加，故 D 正确；E.两分子之间的距离等于“时，分子势能最小，从该位置起增大或减小分子间距离，分子力都做负功，分子势能都增加，所以分子之间的距离变化时，

11、可能存在分子势能相等的两个点，故 E 正确。故选ADE。/限踪秣句1.（2020杏花岭区山西实验中学高三期中）如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e 为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）FdA.必 为引力曲线，cd为斥力曲线，e 点横坐标的数量级为10 l0mB.他 为斥力曲线，cd为引力曲线，e 点横坐标的数量级为C.若两个分子间距离大于e 点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D.分子势能随两个分子间距离的增大而增大【答案】A【详解】A B.在尸一 图象中，随着距离的增大斥力比引力变化

12、的快，所以时为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级(107m)时，引力等于斥力，即 e 点横坐标的数量级为1 0 i n,故 A 正确，B 错误；C.若两个分子间距离大于e 点的横坐标即大于“，则分子间作用力表现为引力，故 C 错误；D.当 分 子 间 距 离 时，分子力表现为斥力，分子间的距离增大，分子力做正功，分子势能减小，当分 子 间 距 离 时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故 D 错误。故选Ao考 克2 理想气体收态方程刍於备知祝1.理想气体状态方程：一=C (C 为 常 量)。T2.利用气态方程解决问题的基本思路:W:/雁落乐

13、钠(2020邵阳县第一中学高三月考)如图，右端开口、左端封闭的粗细均匀的细长U 形玻璃管竖直放置。左、右两管长均为50cm,玻璃管底部水平部分长，3=30cm,玻璃管的左管中间有一段长乡=5cm 的水银柱，在左管上部封闭了一段长4=40cm 的空气柱(空气可视为理想气体)。已知大气压强为po=75cmHg。现将一 活 塞(图中未画出)从玻璃管右端开口处缓慢往下推，使左管上部空气柱长度变为4=35cm。假设下推活塞过程中没有漏气，环境温度不变。(1)下推活塞的过程中，左管上部封闭的空气柱是吸热还是放热？求活塞往下推的距离。-30 cm*|【答案】(1)放出热量;(2)15cm【详解】(1)由于空

14、气柱温度不变，内能不变，且外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，空气柱放出热量;(2)选左管上部的空气柱为研究对象，初状态：ppo5 cmHg=70cmHg,Yi=40cmxS；末状态：Va35 cmxS,根据玻意耳定律有PV=P2 V2解得=80 cmHg选水银柱与活塞间气体为研究对象，初状态：p i=p o=7 5 c m H g,V|-8 5 c m x S；末状态：2=P 2+5 c m H g=8 5 c m H g,V=l 2S,由玻意耳定律有解得/2=7 5 c m因此活塞往下推的距离x=(1 3 0 3 5 5 7 5)c m=1 5 c m/踪秣灯1.(2 0 2 0 陕西

15、西安市长安一中高三月考)如图所示，导热性能良好的U形管竖直放置，左右两边长度相同。左端封闭，右端开口，左管被水银柱封住了一段空气柱。室温恒为2 7,左管水银柱的长度加=1 0 c m,右管水银柱长度2=7 c m,气柱长度Z.=1 5 c m；将 U形管放入1 1 7 0 c 的恒温箱中，。形管放置状态不变，状态稳定时生变为7 c m。(1)求放入恒温箱中稳定时左端被封闭的空气柱的压强；(2)若 将 U形管移出恒温箱，仍竖直放置，冷却到室温后把右端开口封住。然后把U形管缓缓转动9 0。,从而使得两管在同一个水平面内，左右两管中气体温度都不变，也没有气体从一端流入另一端，求稳定后左端液柱仍变为多

16、长。【答案】(l)7 8 c m H g；石 c m【详解】(1)设大气压强为p o,对于封闭的空气柱初态：p i=p o+/?2-i(c m H g),V|=L S,T|=3 0 0 K木态：p 2=P o+i 2(c m H g),V2=(L+h-h2)S,K=3 9 0 K由理想气体状态方程得P M P 2%联立解得/7o=75cmHgP2=78cmHg(2)假设左右两管中都有水银，稳定后原左管中的水银柱长变为，对左管气体初态：pzi=Po+/?2-/?i(cmHg)=72cmHg,VZ -L S末 态:P3 待求，Vn=L+hi-h)S根据玻意耳定律有PZVzPiVz2对右管气体初态：

17、pyi=/?o=75cmg,Vy=L+h-hi)S末 态:P3 待 求,Vn=L+h)S-(h2+h-h)S根据玻意耳定律有PYVY=P3VYI联立解得31h=cm331说明左右两管中都有水银，所以状态稳定后加变为 c m。考点3七体实般爽律的图象冏题累 於 备 知会i.等温变化图象:2.等容变化图象:过程类别图线特点示例等温过程P-V夕占CT(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1PVp=C 7$,斜率上C 7,即斜率越大，温度越高3.等压变化图象:过程类别图线特点示例等容过程P-Tc cP=Tf斜率上，即斜率越大，体积越小3过程类别图线特点示例等压过程V-Tc

18、cV=T,斜 率 公 一,即斜率越大，压强越小P P幡 雍东例（2020江苏漂水区高三期中）一定量的理想气体从状态。开始，经历等温或等压过程必、be、cd、da回到原状态，其 p-7图象如图所示，其中对角线区的延长线过原点。下列判断正确的是（）A.气体在a、c 两状态的体积不相等B.气体在状态。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【答案】B【详解】A.由于空=空因此气体在。、c 两状态的体积相等，A 错误;B.对一定量气体内能由温度决定，由于因此气体在状态4 时的内能大于它在状态C,时的

19、内能，B 正确；C.在 cd过程中，气体发生等温变化，压强增大，体积减小，温度保持不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律=W+Q可知，气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功，C 错误：D.在 面 过程中气体，气体发生等压变化，温度升高内能增加，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律U=W+Q从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D 错误。故选B。幺/酿踪秣句1.（2020上海市建平中学高三月考）一定质量理想气体的状态变化如图所示，该气体从状态。沿圆形线 到 状 态 反 以d,最终回到状态a,则（）A.状态h到状态d的过程是等温变化过程B.状态a 的压强大于状态匕的压强C.从

20、状态c 到状态”，体积减小D.从状态a 到状态c,内能增大【答案】D【详解】A.状态b 到状态”的过程，温度先升高后降低，不是等温变化过程，选项A 错误;B.根据T可得CV=TP则因为a 点与O 点连线斜率大于b 点与O 点连线的斜率，可知状态a 的压强小于状态的压强，选项B错误；C.由图线可知，从状态c 到状态d,体积增加，选项C 错误;D.从状态a 到状态c,温度升高，则内能增大，选项D 正确。故选D。考支4计算气体本褛的布用方法气体压强的计算问题，可以转化为力学问题进行处理。具体如下：参考液面法（1）主要依据是液体静力学知识：静 止（或匀速）液面下深九处的压强为=g。注意/7是液体的竖直

21、深度。若静止（或匀速）液面与外界大气接触，则液面下深h处的压强为p =p0+pgh,Po为外界大气压强。帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向传递。连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一平面上时压强是相等的。（2）计算压强的步骤：选取假想的一个液体薄片（不计自身重力）为研究对象；分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去横截面积，得到薄片两侧的压强平衡方程；解方程，求得气体压强。平衡条件法对于用固体（或活塞）封闭静止容器内的气体，要求气体的压强，可对固体（或活塞）进行受力分析，然后根据平衡条件列式求解。动力学法当与气体相连的系统

22、加速运动时，要求气体的压强，可以选择与气体相连的合适的研究对象（如活塞、气缸等），对其进行受力分析，然后根据牛顿第二定律列动力学方程进行求解。在对系统进行分析时，可针对具体情况选用整体法或隔离法。，/雅尔尔钠（2020上海市嘉定区第一中学高三期中）如图所示，一定质量的气体被封闭在高H 的容器下部，活塞质量,小横截面积S容器上方与大气接通，大气压强po。初始时，活塞静止在容器正中间。不计活塞摩擦,保持温度不变，缓慢将活塞上部抽成真空，最终容器内被封闭的气体压强是（）A.一 定 是 螫 B.一定是Z +W5 2mg mgC.整或竺士 D,介 于 整 和 竺 士 之 间 某 个 值5 2 5 2【答

23、案】C【分析】对整个气缸进行受力分析得到外力大小，再对活塞应用受力平衡得到压强大小，从而由等温变化得到体积变化，进而得到上升距离。【详解】汽缸内气体原来的压强为P、后来的压强为p ,活塞上升至高度为伍对活塞受力分析，根据平衡条件得pS=PoS+m g变化后属于等温变化，由玻意耳定律得VP m =P VV=S HV =Sh联立得p0S H +m g HP=2Sh若m g W p（）S,则 =H,可得tp=Po+mgS2若mg paS,则h D.TA=TC,TB PC，故%T c;对状态A和C有3 32%仓号 _”。2%TA二，c可得5=T c;综上分析可知C正确，A B D错误：故选C。2.（2

24、020北京高考真题）分子力尸随分子间距离的变化如图所示.将两分子从相距/*=4 处释放，仅考A.从 r=与到r=4,分子间引力、斥力都在减小B.从 r=2 到 分 子 力 的 大 小 先 减 小 后 增 大C.从 =与到,=%分子势能先减小后增大D.从 r=与到r=4 分子动能先增大后减小【答案】D【详解】A.从 =今 到，=%分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故 A 错误；B.由图可知，在 r=%时分子力为零，故从厂=0 到 厂=/分子力的大小先增大后减小再增大，故 B 错误；C.分子势能在r=%时分子势能最小，故从r=G到 r=%分子势能一直减小，故 C 错误；D.从 r=弓到r

25、=4 分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故 D 正确。故选D。3.（2020天津高考真题）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M 打开，水即从枪口喷出。若在不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则 气 体（）4.A.压强变大 B.对外界做功C.对外界放热 D.分子平均动能变大【答案】B【详解】A.随着水向外喷出，气体的体积增大，由于温度不变，根据pV=恒量可知气体压强减小，A 错误；B C.由于气体体积膨胀，对外界做功，根据热力学第一定律=W+Q气体温度不变，内能不变，一定从外界吸收热量，B

26、 正确，C 错误；D.温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，分子的平均动能不变，D 错误。故选Be（2020山东高考真题）一定质量的理想气体从状态。开始，经a-b、匕-c、c-a 三个过程后回到初始状态”，其p-V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为2/?0），b（2 V o,P o）、c （3%,2 p o）以下判断正确的是（）A.气体在。一6 过程中对外界做的功小于在b-c 过程中对外界做的功B.气体在ab 过程中从外界吸收的热量大于在b-c 过程中从外界吸收的热量C.在 c-a 过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在ca 过程中内能的减少量大于b-c 过程中内能的

27、增加量【答案】C【详解】A.根据气体做功的表达式W=&=p S x =AV可知p-V图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在af力过程中对外界做的功等于b f c过程中对外界做的功，A错误；B.气体从b,满足玻意尔定律。V =C，所以Ta-Th所以A U =O,根据热力学第一定律AUnQ+W可知。=。”,+股气体从匕-c,温度升高，所以八。反.0,根据热力学第定律可知 .=&、+吸结合A选项可知叫=?Qabb r c过程气体吸收的热量大于a f b过程吸收的热量，B错误：C.气体从cfa,温度降低，所以”“0,根据热力学第一定律可知2“l,解得I-=h Po+PgH（2）设水全部排出后

28、筒内气体的压强为P2；此时筒内气体的体积为,这些气体在其压强为外时的体积为匕，由玻意耳定律有P2%）=（）%其中P2=p（）+PgH 设需压入筒内的气体体积为匕依题意v=V3-Vo联立式得丫=遵 生 Po9.(2020全国高考真题)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为k罐中气体的压强为P；乙罐的容积为2匕 罐中气体的压强为;现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后：(i)两罐中气体的压强；(i i)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。2 2【答案】-P:(ii)3 3【

29、详解】(i)气体发生等温变化，对甲乙中的气体，可认为甲中原气体有体积V 变成3匕乙中原气体体积有2V变成3匕 则根据玻意尔定律分别有pV=-3V,-p-2 V =p.,-3V则pV+p-2V =(pi+p2)x3V则甲乙中气体最终压强,2P=P|+，2=P(ii)若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为0,则pV=pV计算可得V=-V由密度定律可得，质量之比等于%_ J 2“原v 310.（2020全国高考真题）下列关于能量转换过程的叙述，违 背 热 力 学 第 一 定 律 的 有,不违背热力学第一定律、但 违 背 热 力 学 第 二 定 律 的 有。（填正确答案标号）A.汽车通过燃烧汽油

30、获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内【答案】B C【详解】A.燃烧汽油产生的内能一方面向机械能转化，同时热传递向空气转移。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律；B.冷水倒入保温杯后，没有对外做功，同时也没有热传递，内能不可能减少，故违背热力学第一定律C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，必然产生其他影响故违背热力学第二定律；D.制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，发生

31、了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律，也不违背热力学第二定律。11.（2020全国高考真题）分子间作用力/与分子间距r 的关系如图所示，外时，F=0分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点。，另一分子从距O 点很远处向。点运动，在两分子间距减小到 2的过程中，势能（填 减 小”不变”或“增大”）；在间距由 r2减小到打的过程中，势能（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于n 处，势能（填“大于”“等于”或“小于”）零。【详解】1 从距。点很远处向。点运动，两分子间距减小到R的过程中，分子间体现引力，引力做正功，分子势能减小；2 在

32、 马 一 4的过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小；3 在间距等于之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在彳处分子势能小于零。1 2.（2 0 1 9 新课标全国I 卷）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同。此时，容 器 中 空 气 的 温 度（填“高于 低于 或 等于）外界温度，容 器 中 空 气 的 密 度 （填“大于”“小于”或“等于）外界空气的密度。【答案】低 于 大 于【解析】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容

33、器内气体与外界不发生热交换，故AQ uO,但活塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即W 0 ,根据热力学第一定律可知：U=AQ+W 7 2,由于分子密度相同，温度高，碰撞次数多，故 N|N 2；由于P l h=P 3%；故力=7 3：则 7 3 7 2,又P 2=P 3,2 状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，分子运动剧烈，单个分子平均作用力大。故 3 状态碰撞容器壁分子较少，即15.（2 019 新课标全国H 卷）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2 s和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光

34、滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为P 0和,氢气的体积为2 V o,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积。1174（%+p）K【答案】（1）pi o=（po+p）（2）匕=%2 +P【解析】（1）设抽气前氧气的压强为0 0,根据力的平衡条件得（pi o-p）-2 S=（po-p）S得 P i o=；（Po+P）（2）设抽气后氢气的压强和体积分别为0 和，氢气的压强和体积分别为P 2 和丫2,根据

35、力的平衡条件有 P2,S=p12S由玻意耳定律得 1%=（）2%2 5 P o V。由于两活塞用刚性杆连接，故V i-2 V（）=2 （V -V2）联立式解得1 1P=-Po+P12 Po+P16.（2 019 新课标全国HI 卷）（5 分）用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是 O实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

36、 _ _。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是。【答案】使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积油膜稳定后得表面积So【解析】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；-滴油酸的体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V,用V与N的比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度可以认为是分子直径，故V而还需要测量出油膜的面积5,以计算厚度力=三。1 7.(2 0 1 9新课标全国I H卷)(1 0分)如 图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管

37、内有一段高度为2.0 c m的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 c m。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为7 6c m H g,环境温度为2 9 6 K。11 2.0 cm2.0 cm 工(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。【答案】(1)4=4 1 c m (2)7=3 1 2 K【解析】(1)设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为；初始时，设水银柱匕表面到管口的距离为小，被密封气体的体积为压强

38、为p；细管倒置时，气体体积为匕，压强为0。由玻意耳定律有pV=pM 由力的平衡条件有p=po+pgh p=pa-pgh(3)式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p o为大气压强。由题意有V=S Vi=S 由式和题给条件得L=4 I c m（2）设气体被加热前后的温度分别为7 L 和T，由盖-吕萨克定律有V V._-=:/I7 J）T由式和题给数据得T=3 1 2 K 1 8.（2 0 1 9 北京卷）下列说法正确的是A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的

39、平均动能可能不变【答案】A【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强。A.温度是分子平均动能 标 志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故 A 正确；B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故 B 错误；C.由压强公式尸V=RT可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；D.温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故 D 错误。1 9.（2 0 1 9江苏卷）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气

40、体A.分子的无规则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变D.分子的密集程度保持不变【答案】CD【解析】分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故 A 错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故 B 错误，C 正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故 D 正确。2 0.（2 0 1 9江苏卷）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中，水分子之间的相 互 作 用 总 体 上 表 现 为 （选填“引力”或“斥力”）.分子势能与和分子间距离r 的关系图

41、象如题1 3 A-1图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子与的是图中（选填或C，）的位置.【答案】引 力 C【解析】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于石，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为“时，分子间作用力为0,分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于石，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C 位置。21.（2019江苏卷）如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历A-B 的等压过程，B-C 的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B-C 过程中内能减少900 J.求Z-8-C 过程中气体对外界做的总功.（题 13A-2 图）【答案】W=1 5

42、00 J【解析】由题意可知，过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：叱=-P（匕-匕）,C过程：由热力学第一定律得：叱=，则气体对外界做的总功为：卬=-（叱+叱），代入数据解得：W=1500Jo22.（2018新课标全国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AU=W+Q 知 道，改变内能的方式有做功和热

43、传递，所以体积发生变化时，内能可能不变,故 D 正确.23.（2018新课标全国HI卷）如图，一定量的理想气体从状态a 变化到状态从其过程如内丫图中从。到%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【解析】一 定质量的理想气体从“到 b 的过程，由理想气体状态方程4 匕乙尸以匕/刀,可知，Th Tu,即气体的温度一直升高，选项A 错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B 正确；由于从“到 6 的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C 正确；根

44、据热力学第一定律，从 a 到的过程中，气体一直从外界吸热，选项D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项E 错误。24.（2018新课标全国I 卷）如图，一定质量的理想气体从状态。开始，经历过程、到达状态 e,对此气体，下列说法正确的是A.过程中气体的压强逐渐减小B.过程中气体对外界做正功C.过程中气体从外界吸收了热量D.状态c、d 的内能相等E.状态d的压强比状态b的压强小【答案】BDE【解析】本题考查对一定质量的理想气体的丫-7 图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体内能及其相关的知识点。由 理 想 气 体 状 态 方 程 可 知，0,外，即过程中气体的压

45、强逐渐增大，选项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，选 项 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，选项C 错误；由于状态以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，选项D 正确；由理想气体状态方程p,Md=PiM/Tb可 知,状态d的压强比状态b的压强小，选项E 正确。25.（2018新课标全国H 卷）如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口。和从匕间距为，“距缸底的高度为；活塞只能在a.h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

46、；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p o,温度均为元。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达6 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】W =(p0S+mg)h【解析】由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。开始时活塞位于。处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。设此时汽缸中气体的温度为力，压强为0,根据查理定律有R J根据力的平衡条件有PiS=PoS+mg 联立式可得M+笺”l PoS)此后，汽

47、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石；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V)和 。根据盖一吕萨克定律有12式中Vt=SH丫2=5 CH+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W=(p0S+mg)h 26.(2 0 1 8新课标全国I I I卷)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为/i=1 8.0 cm和/2=1 2.0 cm,左边气体的压强为1 2.0 c m H go现 将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银

48、逸入另一边。求U形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。【答案】7.5 c m【解析】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为和0 2。U形管水平放置时，两边气体压强相等，设为0,此时原左、右两边气体长度分别变为“和勿。由力的平衡条件有式中P为水银密度，g为重力加速度大小。由玻意耳定律有Pl=plP2l2-pl2由式和题给条件得/i-22.5 cm/2=7.5 cm27.（2018新课标全国I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

49、气体的压强均为p o,现 将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液V V体体积为了 时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了 二，不计活塞的质量和体积，外界温8 6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】m =15 Pos26g【解析】设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为匕，压强为Pi；下方气体的体积为匕，压强为p2。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VP05=，M vP05=P2%由已知条件得1 2 6 8 24V V V匕=T-T =T Z o 3设活塞上方液体的质量为，小由力的平衡条件得p2s=pB+mg 联立以上各式得m-15Pos26g