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2016届高三物理一轮复习文档 第十一章 热学 教师用书第11章.doc

1、必须掌握的概念、公式或规律必须理解的7个关键点必须明确的7个易错易混点1.7个重要概念布朗运动、内能、分子平均动能、温度、理想气体、饱和蒸发、相对湿度1.球体、正方体是物质分子的理想模型2.布朗运动不是分子的运动,而是固体小颗粒的运动1.温度降低,分子的平均动能减小,但某个分子的速率不一定减小2.5个公式pVccccWQU3.分子间的相互作用力是分子间斥力,引力的合力4.单晶体、多晶体、非晶体的区别2.物体体积增大,分子势能不一定增大3.物体的动能增大,其内能不一定增大4.气体实验定律在温度足够低时并不适用3.4个规律分子间的相互作用力随分子间距变化规律分子势能随分子间距变化的规律微观量的计算

2、热力学第一、第二定律5.理想气体状态方程的条件是一定质量的理想气体6.热力学第一定律的实质为能量的转化和守恒定律7.热力学第二定律的两种表述是等价的5.一定质量的气体等容变化时,气体压强跟摄氏温度不成正比6.气体向真空中自由膨胀时不对外做功7.在一定条件下,热量可以从低温物体传到高温物体第1节分子动理论内能 真题回放1(2013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】当距离较远时,分子力表现

3、为引力,靠近过程中分子力做正功,动能增大,势能减小;当距离减小至分子平衡距离时,引力和斥力相等,合力为零,动能最大,势能最小;当距离继续减小时,分子力表现为斥力,继续靠近过程中,斥力做负功,势能增大,动能减小,因为只有分子力做功,所以动能和势能之和不变,选项B、C、E正确【答案】BCE2(2013福建高考)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()【解析】当rr0时,分子力表现为引力,随分子间距离r增大,分子势能Ep增大当rr0时,分子力为零,此时分子势能最小故选项B正确【答案】B3(2013北京高考)下列说法正确的是()A液体中悬浮微粒的无规则运动

4、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【解析】根据布朗运动的定义及热力学第一定律来判断布朗运动是指液体中悬浮微粒的无规则运动,而不是指液体分子的运动,选项A正确、选项B错误;改变物体内能的方式有做功和传热,当仅知道物体从外界吸收热量或者物体对外界做功时无法判断物体内能的变化,选项C、D错误【答案】A考向分析1.考纲展示(1)分子动理论的基本观点和实验依据(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)实验:用油膜法估测分子的大小2.命题趋势本章内容为新课标地区的选考内容,

5、经常考查分子力,分子势能、分子动能、内能、布朗运动等方面的内容3.选材特点(1)利用分子间距变化,直接分析分子力、分子势能等的变化(2)利用一些图象分析分子力、分子势能的变化(3)布朗运动与分子运动的区别考点一 分子直径、质量、数目等微观量的估算一、宏观量与微观量的相互关系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相互关系(1)一个分子的质量:m0.(2)一个分子的体积:V0.(注:对气体,V0为分子所占空间体积)(3)物体所含的分子数:nNANA或nNANA.(4)单位质量中所含的分子数:n.二、求解分子直

6、径时的两种模型1把分子看做球形,d.2把分子看做小立方体,d.对于气体,按上述思路算出的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离【例1】(2014长沙模拟)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为(单位为kg/m3),摩尔质量为M(单位为g/mol),阿伏加德罗常数为NA.已知1克拉0.2克,则()Aa克拉钻石所含有的分子数为Ba克拉钻石所含有的分子数为C每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)D每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)【解析】a克拉钻石物质的量为n,所含分子数为nnNA,钻石的摩尔体积为V(单位为m3/mol),每个钻石分子体积为V0,设钻石分子直径为d,则V

7、03,联立解得d(单位为m)故C正确【答案】C【反思总结】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形气体分子所占据的空间则建立立方体模型突破训练1(多选)一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸,滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为,阿伏加德罗常数为NA,下列表达式中正确的有()A油酸分子的直径dB油酸分子的直径dC油酸所含的分子数NNAD

8、油酸所含的分子数NNA【解析】设油酸分子的直径为d,则有dS得d;B对设油酸所含的分子数为N,则有NNA.C对【答案】BC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地无规则运动,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而引起的,它是分子做无规则运动的反映【例2】做布朗运动实验,得到某个观测记录如图1111.图

9、中记录的是() 图1111A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,而非分子的运动,故A项错误;既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹,故B项错误;对于某个微粒而言,在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,也就无法描绘其速度时间图线,故C项错误、D项正确【答案】D突破训练2关于布朗运动,下列说法中正确的是()A布朗运动只能在液体中发生B阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动C布朗研究悬浮在水中的花粉颗粒时

10、,用放大镜看到了花粉颗粒的无规则运动D我们把墨汁滴在水中,不能用肉眼看到碳粒做布朗运动【解析】布朗运动的产生原因是周围液体(或气体)分子对小悬浮颗粒撞击的不均衡造成的,在气体中也能发生,A错从阳光中看到的尘埃,其尺寸往往比布朗运动中固体微粒的尺寸大得多,空气分子对它们的碰撞的不均匀性已不甚明显,它们在空中的无序翻滚主要是在重力、浮力和气流的共同影响下形成的,不是布朗运动,B错要观察布朗运动必须借助于显微镜,不能直接看到,也不能用放大镜看到,所以C错、D正确【答案】D考点三 分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力与分子势能的比较名称项目分子间的相互作用力F分子势能Ep与分子间距的关系图象随分子

11、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r0F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,引力做负功,分子势能增加r减小,引力做正功,分子势能减少rr0F引F斥,F0分子势能最小,但不为零r10r0(109 m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零【例3】 (2012海南高考)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图1112中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是()图111

12、2A在rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小B在rr0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确在r109 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大D在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素【解析】布朗运动是指固体小颗粒的无规则运动,但它间接说明了分子在永不停息地做无规则运动,A正确物质的摩尔质量除以物质分子的质量即为一摩尔物质所含的分子数,即阿伏加德罗常数,B正确在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先增大后减小再增大,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,C

13、错误扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象,在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素,D正确【答案】ABD8(1)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的()A温度和体积B.体积和压强C温度和压强D.压强和温度(2)1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较,下列说法是否正确?分子的平均动能和分子的总动能都相同它们的内能相同【解析】(1)由于温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的动能宏观上取决于温度;分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的,宏观上取决于气体的体积因此选项A

14、正确(2)温度相同,则说明它们的分子平均动能相同;又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同,因而它们的分子总动能相同,所以说法正确;当100 的水变成100 的水蒸气时,该过程吸收热量,内能增加,所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能,故说法错误【答案】(1)A(2)见解析9首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家_,他进行了下面的探究:把有生命的植物花粉悬浮在水中,观察到了花粉在不停地做无规则运动;把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中,观察到了微粒在不停地做无规则运动;把没有生命的无机物粉末悬浮在水中,观察到了粉末在不停地做无规则

15、运动;由此可说明_(2)(多选)下列说法中正确的是_A布朗运动是分子无规则运动的反映B气体分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力也增大C导热性能各向同性的固体,一定不是单晶体D机械能不可能全部转化为内能【解析】(1)英国植物学家布朗在显微镜下研究了液体中花粉的运动,通过这些研究可以证明微小颗粒的运动不是生命现象(2)布朗运动是分子无规则运动的反映,A正确气体分子间距减小,分子间引力和斥力都增大,B正确单晶体具有各向异性,但并不是在各种物理性质上都表现为各向异性,C错误机械能可以全部转化为内能,D错误【答案】(1)布朗微小颗粒的运动不是生命现象(2)AB10在“用单分子油膜估测分子大小”实验中,

16、(1)某同学操作步骤如下:取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积改正其中的错误:_(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8103 mL,其形成的油膜面积为40 cm2,则估测出油酸分子的直径为_m.【解析】(1)由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,应用微小量累积法减小测量误差液面上不撒痱子粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误

17、差增大甚至实验失败(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得:d m1.2109 m.【答案】(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.210911(2014内蒙古包头模拟)用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的4550 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤CA用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶

18、液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数nC_D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小_(单位:cm)【解析】(1)将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为mL,向浅盘中共滴入油酸的体积Vcm3,所以单个油酸分子的直径为d.【答案】见解析12很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但

19、是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍,很多车主会选择含有氙气灯的汽车,若氙气充入灯头后的容积V1.6 L,氙气密度6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M0.131 kg/mol,阿伏加德罗常数NA61023 mol1.试估算:(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N;(2)灯头中氙气分子间的平均距离【解析】(1)设氙气的物质的量为n,则n,氙气分子的总数NNA41022个(2)每个分子所占的空间为V0设分子间平均距离为a,则有V0a3,即a3109 m.【答案】(1)41022个(2)3109 m第2节固体液体和气体 真题回放1(2013课标全国卷)(1)(多

20、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 (2)如图1121,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气柱,中间有一段长l225.0 cm 的水银柱,上部空气柱的长度l340.0 cm.已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l120.0

21、 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离图1121【解析】(1)气体分子在空间可自由移动,因此气体体积应是气体分子所能到达的空间,选项A正确;分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,选项B正确;气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力,与失、超重无关,选项C错误;气体吸收热量的同时可对外做功,内能不一定增加,选项D错误;气体等压膨胀,由可知温度一定升高,选项E正确(2)研究玻璃管上、下两端封闭气体的初态和末态的状态参量,根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强,结合玻意耳定律求解以cmHg为压强单位在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为p1p0l2设活塞

22、下推后,下部空气柱的压强为p1,由玻意耳定律得p1l1p1l1如图,设活塞下推距离为l,则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3l3l1l1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2,则p2p1l2由玻意耳定律得p0l3p2l3由至式及题给数据解得l15.0 cm.【答案】(1)ABE(2)15.0 cm2(多选)(2011山东高考)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液体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】液体体积与分子间相对位置相联系,从宏观上看,分子势能与体积有关,A正确多晶体

23、表现各向同性,B错误温度升高,分子速率增大,遵循统计规律,C错误露珠表面张力使其表面积收缩到最小,呈球状,D正确【答案】AD3. (2012广东高考)景颇族的祖先发明的点火器如图1122所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆,艾绒即可点燃对筒内封闭的气体,在此压缩过程中()图1122A气体温度升高,压强不变B气体温度升高,压强变大C气体对外界做正功,气体内能增加D外界对气体做正功,气体内能减少【解析】筒内封闭气体被压缩过程中,外界对气体做正功由热力学第一定律UWQ知,气体内能增加,温度升高由理想气体状态方程C知,气体压强增大选项A、C、D错误,选项B正确【答案】B考向分析1.考纲展示

24、(1)固体的微观结构、晶体和非晶体(2)液晶的微观结构(3)液体的表面张力现象(4)气体实验定律(5)理想气体(6)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(7)相对湿度2.命题趋势本节作为选考内容,仍以理想气体的实验定律为考查重点,兼顾考查固体、液体的重要性质3.选材特点(1)对固体、液体的性质,主要考查课本上的基础知识的理解和记忆(2)对气体性质的考查,主要是理想气体状态方程的灵活应用,有时综合考查热力学第一定律和气体实验定律的微观解释考点一 固体和液体的性质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

25、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【例1】(2014课标全国卷)(多选)下列说法正确的是()A悬浮在水中的花粉的布朗

26、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【解析】悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,而不是反映花粉分子的热运动,选项A错误由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩,使小雨滴呈球形,选项B正确液晶的光学性质具有各向异性,彩色液晶显示器就利用了这一性质,选项C正确高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小,水的沸点随大气压强的降低而降低,选项D错误由于液体蒸发时吸收热

27、量,温度降低,所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,选项E正确【答案】BCE突破训练1(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 ()A金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点 D单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的【解析】因不理解单晶体与多晶体的区别而错选在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性和固定的熔点单晶体原子排列规律相同,具有确定的几何形状,各向异性;多晶体由许多取向不同的单晶体组合而成,没有确定的几何形状,具有各向同性非晶体没有规则的几何

28、形状,没有固定的熔点,具有各向同性选项B、C正确. 【答案】BC考点二 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:过程类别图线特点示例等温过程p VpVCT(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 T2T1p pCT,斜率kCT,即斜率越大,温度越高 T2T1等容过程pTpT,斜率k,即斜率越大,体积越小 V2V1等压过程VTVT,斜率k,即斜率越大,压强越小 p2p1【例2】一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图1123所示,pT和VT图各记录了其部分变化过程,试求:图1123(1)温度600 K时气体的压强;(2)在pT图象上将温度从400 K升高

29、到600 K的变化过程补充完整【解析】(1)由题图知,p11.0105 Pa,V12.5 m3,T1400 Kp2?,V23 m3,T2600 K由理想气体状态方程得p21.25105 Pa.(2)在原pT图象上补充两段直线【答案】(1)1.25105 Pa(2)如图所示【反思总结】气体状态变化的图象的应用技巧(1)求解气体状态变化的图象问题,应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程(2)在VT图象(或p T图象)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大

30、小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大突破训练2(2014福建高考) 如图1124为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象,它由状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是()图1124ATATB,TBTB,TBTCCTATB,TBTC【解析】根据气体实验定律比较由题中图象可知,气体由A到B过程为等容变化,由查理定律得,pApB,故TATB;由B到C过程为等压变化,由盖吕萨克定律得,VBVC,故TBTC.选项C正确【答案】C考点三 理想气体状态方程与气体实验定律的应用1理想气体的状态

31、方程(1)理想气体宏观上讲,理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体,实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间(2)状态方程:或C.(3)应用状态方程解题的一般步骤明确研究对象,即一定质量的理想气体;确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;由状态方程列式求解;讨论结果的合理性2理想气体状态方程与气体实验定律的关系(1)当m不变、T1T2时,p1V1p2V2(玻意耳定律)(2)当m不变、V1V2时,(查理定律)(3)当m不变、p1p2时,(盖吕萨

32、克定律)【例3】 (2014课标全国卷)如图1125,两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两气缸除A顶部导热外,其余部分均绝热两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气当大气压为p0、外界和气缸内气体温度均为7 且平衡时,活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞b在气缸正中间图1125 (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;(2)继续缓慢加热,使活塞a上升当活塞a上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强【解析】(1)活塞b升至顶部的过程中,活塞a不

33、动,活塞a、b下方的氮气做等压变化,设气缸A的容积为V0,氮气初态体积为V1,温度为T1,末态体积为V2,温度为T2,按题意,气缸B的容积为,由题给数据和盖吕萨克定律得V1V0V0V2V0V0V0由式和题给数据得T2320 K.(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是气缸高度的时,活塞a上方的氧气做等温变化,设氧气初态体积为V1,压强为p1,末态体积为V2,压强为p2,由题给数据和玻意耳定律得V1V0,p1p0,V2V0p1V1p2V2由式得p2p0.【答案】(1)320 K(2)p0突破训练3(2014青岛模拟)如图1126所示,在两端封闭粗细均匀的

34、竖直长管道内,用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体开始时管道内气体温度都为T0500 K,下部分气体的压强p01.25105 Pa,活塞质量m0.25 kg,管道的内径横截面积S1 cm2.现保持管道下部分气体温度不变,上部分气体温度缓慢降至T,最终管道内上部分气体体积变为原来的,若不计活塞与管道壁间的摩擦,g10 m/s2,求此时上部分气体的温度T.图1126【解析】设初状态时两部分气体体积均为V0对下部分气体,等温变化p0V0pVVV0解得p1105 Pa对上部分气体,初态p1p01105 Pa末态p2p0.75105 Pa根据理想气体状态方程,有解得T281.25 K.【答案】

35、281.25 K1下列说法中正确的是()A布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B多晶体没有固定的熔点C液晶的光学性质具有各向异性D由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力【解析】布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动,选项A错误;多晶体有固定的熔点,选项B错误;液晶的光学性质具有各向异性,选项C正确;由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力,选项D错误【答案】C2(多选)(2014甘肃第一次诊断)关于热现象,下列说法正确的是()A布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动B当气体分子热运动变剧烈时,气体的压强一定变大C气

36、体总是很容易充满整个容器,这是分子间存在斥力的宏观表现D当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大E自由扩散是不可逆的【解析】布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的运动,它间接反映了液体分子的无规则运动,选项A正确;气体压强与温度和体积都有关,温度升高,压强不一定变大,选项B错误;气体容易充满整个容器是由于分子热运动的原因,选项C错误;根据分子势能与分子间距的关系,知选项D正确;自由扩散是不可逆的,选项E正确【答案】ADE3(2014大纲全国卷)(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

37、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【解析】利用分子动理论分析解答A.压强变大时,气体的温度不一定升高,分子的热运动不一定变得剧烈,故选项A错误;B.压强不变时,若气体的体积增大,则气体的温度会升高,分子热运动会变得剧烈,故选项B正确;C.压强变大时,由于气体温度不确定,则气体的体积可能不变,可能变大,也可能变小,其分子间的平均距离可能不变,也可能变大或变小,故选项C错误;D.压强变小时,气体的体积可能不变,可能变大也可能变小,所以分子间的平均距离可能不变,可能变大,可能变小故选项D正确【答案】BD4(多选)(2014海南高考)下列说法正确的是()A液体表面张力的方向与液面

38、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】液体的表面张力垂直于分界面,且与液面相切,A错误;只要是晶体,不论是单晶体还是多晶体都有固定的熔点,B错误;单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性,所以有规则的几何形状,C正确;金属是晶体,晶体的某些物理性质具有各向异性,D错误;液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,E正确【答案】CE5. (2014上海高考)如图1127,竖直放置、开口向下的试管内用水银封

39、闭一段气体,若试管自由下落,管内气体()图1127A压强增大,体积增大B压强增大,体积减小C压强减小,体积增大 D压强减小,体积减小【解析】试管竖直放置时,封闭的气体压强为pp0gh;试管自由下落时,封闭的气体压强为pp0,根据玻意耳定律pVC,压强增大,则体积减小,故选项B正确【答案】B6下列说法正确的是()A空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力B布朗运动表明了分子越小,分子运动越剧烈C由能的转化和守恒定律知道,能源是不会减少的D液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向同性【解析】液体温度越高,液体分子运动越剧烈,B错误;由能的转化和守恒定律知道,能量是守恒的,但能源是会不断减少的,能量

40、与能源的意义不同,C错误液晶具有光学性质的各向异性,故D错误【答案】A7. 一定质量理想气体的状态经历了如图1128所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在()图1128Aab过程中不断减小Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增加Dda过程中保持不变【解析】首先,因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A错误;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e,则ae是等容线,即VaVe,因为VdVe所以Vd0,即气体对外界做

41、负功,由于袋内气体与外界无热交换,即Q0,根据热力学第一定律UWQ知,内能增大,温度升高,选项A、C正确;根据理想气体状态方程C可判断压强一定增大,选项B、D错误【答案】AC4. (多选)(2014广州模拟)如图1137为某压力锅的结构简图,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,在气体把压力阀顶起之前,锅内气体()图1137A压强增大B内能不变C对外界做正功D分子平均动能增大【解析】在气体把压力阀顶起之前,气体做等容变化,由查理定律可知,随温度升高,气体压强增大,A项正确;温度是物体分子平均动能的标志,故D项正确;由热力学第一定律,气体吸热,但不对外做功,故气体内能增大,B、C项错【答案】AD5

42、物体的内能增加了20 J,下列说法中正确的是()A一定是外界对物体做了20 J的功B一定是物体吸收了20 J的热量C一定是物体分子动能增加了20 JD物体的分子平均动能可能不变【解析】做功和热传递都可以改变物体内能,物体内能改变20 J,其方式是不确定的,因此A、B错误而物体内能包括所有分子的平均动能和势能,内能由分子数、分子平均动能、势能三者决定,因此答案C错误物体内能增加20 J温度可能不变,故平均动能可能不变,D正确【答案】D6(多选)关于第二类永动机,下列说法正确的是()A没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做功,而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机 B第二类

43、永动机违反了能量守恒定律,所以不可能制成 C第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能D第二类永动机不可能制成,说明机械能可以全部转化为内能,内能却不可能全部转化为机械能,同时不引起其他变化【解析】根据第二类永动机的定义可知A选项正确,第二类永动机不违反能量守恒定律,而是违反热力学第二定律,所以B选项错误机械能可以全部转化为内能,内能在引起其他变化时可能全部转化为机械能,C选项错误、D选项正确【答案】AD7(2014北京丰台一模)关于一定质量的气体,下列叙述正确的是()A气体体积增大时,其内能可能不变B外界对气体做功,气体内能一定增加C气体从外界吸收热量

44、,其内能一定增加D气体温度升高,其分子平均动能一定增加【解析】做功和热传递是改变物体内能的两种方式,气体体积增大时,可能同时从外界吸收热量,其内能可能不变;气体从外界吸收热量,可能同时对外做功,其内能不一定增加,同理,外界对气体做功,气体内能不一定增加,选项B、C错误温度是分子平均动能的标志,气体温度升高,其分子平均动能一定增加,选项A、D正确【答案】AD8(多选) (2014河北沧州五校联考)一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度的变化如图1138所示,则此过程()图1138A气体的密度增大B外界对气体做功C气体从外界吸收了热量D气体分子的平均动能增大【解析】由图象可

45、得:从状态A到状态B,该理想气体做等温变化,而压强变大,由理想气体状态方程C,知气体的体积V减小,由密度公式,故气体的密度增大,选项A正确;温度是分子平均动能的标志,温度不变,气体分子的平均动能不变,选项D错误;一定质量的理想气体的内能只与温度有关,温度不变,内能不变,而体积减小,则外界对气体做功,由热力学第一定律可知,该气体要放热,故选项B正确,选项C错误【答案】AB9. (2014江西金溪一中质检)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的pT图象如图1139所示已知该气体在状态A时的体积为1103 m3.求:图1139(1)该气体在状态C时的体积;(2)该气

46、体从状态A到状态B再到状态C的过程中,气体与外界传递的热量【解析】A、B两状态体积相等,则有得:TB从B到C压强相同,则:得VC又因:VBVA故:VC3103 m3(2)由于A到B再到C的过程中温度先降低向外界散热,而后温度升高从外界吸热,最后A和C的温度相同,因此气体动能相同,因此气体向外界传递的热量为零【答案】(1)3103 m3(2)零10. (2014济南模拟)如图11310所示,一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口,横截面积S14S2,下端与大气连通粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体,水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处齐平,空气柱和水银柱长度均为h4

47、cm.现在细管口连接一抽气机(图中未画出),对细管内气体进行缓慢抽气,最终使一半水银进入细管中,水银没有流出细管已知大气压强为p076 cmHg.图11310(1)求抽气结束后细管内气体的压强;(2)抽气过程中粗管内气体吸热还是放热?请说明原因【解析】(1)缓慢抽气过程,粗管内气体温度不变,设抽气后粗管内气体压强为p1,细管内气体压强为p2,由玻意耳定律(p0h)hp1p2p1可得p258 cmHg.(2)抽气过程粗管内气体温度不变,气体内能不变,U0;气体体积增大,对外做功,W0,故气体吸热【答案】(1)58 cmHg(2)吸热11(2014课标全国卷)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置

48、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,活塞下表面相对于气缸底部的高度为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.【解析】对一定质量的理想气体,由C进行状态分析由热力学第一定律UWQ进行吸放热、做功分析设气缸的横截面积为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

49、立式得V.【答案】阶段升华微专题(十三)热学核心考点强化应用专题归纳专题一理想气体状态方程与气体实验定律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:【例1】如图1,绝热汽缸A与导热汽缸B均固定于地面,由刚性杆连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦两汽缸内装有处于平衡状态的理想气体,开始时体积均为V0、温度均为T0.缓慢加热A中气体,停止加热达到稳定后,A中气体压强变为原来的1.2倍设环境温度始终保持不变求汽缸A中气体的体积VA和温度TA.图1【解析】设初态压强为p0,膨胀后A、B压强相等pB1.2p0B中

50、气体始末状态温度相等p0V01.2p0(2V0VA)所以VAV0A部分气体满足所以TA1.4T0.【答案】V01.4T0专题二热力学第一定律的应用1应用热力学第一定理解题的思路与步骤(1)首先应明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统(2)分别列出物体(或系统)吸收或放出的热量,外界对物体(或系统)所做的功或物体(或系统)对外所做的功(3)根据热力学第一定律UQW列出方程进行求解(4)特别注意的就是物理量的正负号及其物理意义2三种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q0,WU,外界对物体(物体对外界)做的功等于物体内能的增加量(减少量)(2)若过程中不做功,即W0,QU,物体吸收(放出)的热量等

51、于物体内能的增加量(减少量)(3)若过程的始、末状态物体的内能不变,即U0,则WQ0或WQ,外界对物体做的功等于物体放出的热量(物体对外界做的功等于物体吸收的热量)【例2】在如图2所示的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为6 J;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸收的热量为9 J图线AC的反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零求:图2(1)从状态A到状态C的过程,该气体对外界做的功W1和其内能的增量U1;(2)从状态A到状态B的过程,该气体内能的增量U2及其从外界吸收的热量Q2

52、.【解析】(1)从状态A到状态C的过程,气体发生等容变化,该气体对外界做的功W10根据热力学第一定律有U1W1Q1内能的增量U1Q19 J.(2)从状态A到状态B的过程,体积减小,温度升高该气体内能的增量U2U19 J根据热力学第一定律有U2W2Q2从外界吸收的热量Q2U2W23 J.【答案】(1)09 J(2)9 J3 J学以致用1(多选)关于一定量的气体,下列叙述正确的是()A气体吸收的热量可以完全转化为功B气体体积增大时,其内能一定减少C气体从外界吸收热量,其内能一定增加D外界对气体做功,气体内能可能减少【解析】由热力学第二定律知吸收的热不能自发地全部转化为功,但通过其他方法可以全部转化

53、为功,故A正确;气体体积增大,对外做功,若同时伴随有吸热,其内能不一定减少,B错误;气体从外界吸热,若同时伴随有做功,其内能不一定增加,C错误;外界对气体做功,若同时气体放热,其内能可能减少,D正确【答案】AD2. 某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置,它主要由汽缸和活塞组成开箱时,密闭于汽缸内的压缩气体膨胀,将箱盖顶起,如图3所示在此过程中,若缸内气体与外界无热交换,忽略气体分子间相互作用,则缸内气体()图3A对外做正功,分子的平均动能减小B对外做正功,内能增大C对外做负功,分子的平均动能增大D对外做负功,内能减小【解析】汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功,C、D两项均错;因缸内气体与外界无

54、热交换,根据热力学第一定律可知气体内能减小,故B项错误;忽略气体分子间作用力时,气体的内能就是所有分子的动能之和密闭气体的状态变化时分子的总数不变,所以气体的内能减小时分子的平均动能减小,答案为A.【答案】A3物体由大量分子组成,下列说法正确的是()A分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大B分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小C物体的内能跟物体的温度和体积有关D只有外界对物体做功才能增加物体的内能【解析】分子热运动越剧烈,分子的平均动能越大,但不一定是每个分子的动能都大,故A错分子间的引力和斥力都是随着分子间距离的减小而增大,故B错物体的内能由物质的量、物态、体积及温度决定,即所有分子

55、动能和分子势能之和,故C正确物体内能的变化由做功和热传递共同决定,故D错【答案】C4关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是()A一定量气体吸收热量,其内能一定增大B不可能使热量由低温物体传递到高温物体C若两分子间距离增大,分子势能一定增大D若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大【解析】由热力学第一定律UWQ知,一定量气体吸收热量内能不一定增大,例如气体对外做功,且WQ,那么内能将会减少,故A项错误;热力学第二定律的一种表述为:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化,关键理解“而不引起其他变化”,如果“引起其他变化”,完全可以实现将热量从低温物体传递到高温物体,故B项错

56、误;当rr0时,分子力表现为斥力,当分子间距增大时,分子势能减小,故C项错误;根据分子引力、斥力随分子间距的变化规律知,D项正确【答案】D5. 图4为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定量的空气若玻璃管内水柱上升,则外界大气的变化可能是()图4A温度降低,压强增大B温度升高,压强不变C温度升高,压强减小D温度不变,压强减小【解析】对被封闭的气体研究,当水柱上升时,封闭气体的体积V减小,结合理想气体的状态方程C得,当外界大气压强P0不变时,封闭气体的压强p减小,则温度T一定降低;当外界大气压强P0减小时,封闭气体的压强p减小,则温度

57、T一定降低;当外界大气压强P0增大时,封闭气体的压强p存在可能增大、可能不变、可能减小三种情况当封闭气体的压强p增大时,温度T可能升高、不变或降低,封闭气体的压强p不变时,温度一定降低,封闭气体的压强p减小时,温度一定降低故只有选项A可能【答案】A6. 如图5所示,一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B.此过程中,气体压强p1.0105 Pa,吸收的热量Q7.0102 J,求此过程中气体内能的增量图5【解析】等压变化.对外做的功Wp(VBVA)根据热力学第一定律UQW,解得U5.0102 J.【答案】5.0102 J7. 内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活

58、塞封闭压强为1.0105 Pa、体积为2.0103 m3的理想气体,现在活塞上方缓慢倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127 . 图6(1)求汽缸内气体的最终体积;(2)在如图6所示pV图上画出整个过程中汽缸中气体的状态变化(大气压强为1.0105 Pa)【解析】(1)封闭气体的体积变为原来的一半且汽缸处于水槽中时,气体压强为p1,在活塞上方倒沙子的全过程中温度保持不变,由玻意耳定律得p0V0p1V1解得p1p01.0105 Pa2.0105 Pa设最终体积为V2,在缓慢加热到127 的过程中压强保持不变,由盖吕萨克定律所以V2V11.010

59、3 m31.47103 m3.(2)如图所示【答案】(1)1.47103 m3(2)见解析图8. 一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳暴晒,气体温度由T0300 K升至T1350 K.图7(1)求此时气体的压强(2)保持T1350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因【解析】(1)设升温后气体的压强为p1,由查理定律得代入数据得p1p0(2)抽气过程可视为等温膨胀过程,设膨胀后的总体积为V,由玻意耳定律得p1

60、V0p0V联立式解得VV0.设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为K,由题意得K联立式解得K抽气过程中剩余气体吸热因为抽气过程中剩余气体质量不变,温度不变,故内能不变,而剩余气体膨胀对外做功,所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热【答案】(1)p0(2)吸热原因见解析高频考点强化卷(十) (时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1(2014福建宁德质检)下列物理现象及其原理的叙述正确的是()A纤细小虫能停在平静的液面上

61、,是由于受到浮力的作用B墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果C“破镜不能重圆”,是因为再接触部位的分子间斥力大于引力D用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是晶体各向异性的表现【解析】纤细小虫能停在平静的液面上,是由于液体表面张力的作用,选项A错误墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结果,选项B正确“破镜不能重圆”,是因为再接触部位的分子间距离太大,没有达到分子力的范围,选项C错误用热针尖接触金属表面的石蜡,熔解区域呈圆形,这是非晶体各向同性的表现,选项D错误【答案】B2(2014北京海淀区模拟)下列说法中正确的是()A外界对物体做功,物体的内能一定增加B物体的

62、温度升高,物体内所有分子的动能都增大C在分子相互靠近的过程中,分子势能一定增大D在分子相互远离的过程中,分子引力和斥力都减小【解析】根据热力学第一定律:UWQ,当对物体做功时,W为正,物体对外界做功,W为负;物体吸收热量,Q为正,物体放出热量,Q为负;由此可以知道如果物体对外放出热量大于外界对物体做的功,则物体的内能减小,选项A错误;温度是分子平均动能的宏观体现,所以温度升高只能说明分子的平均动能增大,不能说明每一个分子动能都增加,选项B错误;分子势能与分子间距离的关系如图(a)所示,在rr0处,分子势能最小;所以随分子间距减小分子势能先减小后增大,选项C错误;分子力与分子间距关系如图(b)所

63、示,分子间引力和斥力都随着分子间距的增大而减小,选项D正确(a)(b)【答案】D3(2014福建高考) 如图1,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是()图1A曲线B曲线C曲线D.曲线【解析】根据麦克斯韦气体分子速率分布规律可知,某一速率范围内分子数量最大,速率过大或过小的数量较少,曲线向两侧逐渐减少,曲线符合题意选项D正确【答案】D4. 如图2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

64、,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是()图2Ap0S B.SC.SD.S【解析】取气泡内的气体研究,设压缩后气体压强为p,由玻意耳定律得p0V0pV,则p,故气体对接触面处薄膜的压力FpSS,选项B对【答案】B5如图3,一定质量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b,在此过程中,其压强() 图3A逐渐增大B逐渐减小C始终不变D.先增大后减小【解析】由理想气体状态方程C可得,气体的压强pC,由图象可知,气体的温度升高,体积减小,所以气体的压强逐渐增大,故A正确,B、C、D错误【答案】A6关于布朗运动,下列说法正确的是 ()A布朗运

65、动指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动B布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性C液体温度越高,布朗运动越剧烈D悬浮微粒越小,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少,布朗运动就越不明显【解析】布朗运动是悬浮在液体中的微粒受到液体分子的微粒的无规则碰撞而发生的运动,它本身是微粒的无规则运动,而不是微粒内部的分子的运动,A不正确布朗运动的产生说明了分子是在做永不停息的无规则运动,B正确布朗运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,布朗运动越剧烈,C正确悬浮微粒越小,其运动状态越容易改变,布朗运动越明显【答案】BC7(2014南京模拟)如图4所示,是氧气在0 和100 两种不同情况下,各速率区间的分子数

66、占总分子数的百分比与分子速率间的关系由图可知()图4A100 的氧气,速率大的分子比例较多B具有最大比例的速率区间,0 时对应的速率大C温度越高,分子的平均速率越大D在0 时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域【解析】温度升高,分子热运动更加剧烈,速率大的分子比例较多,A正确;具有最大比例的速率区间,100 时对应的速率大,B错;温度越高,分子的平均动能越大,分子的平均速率越大,C正确;在0 时,部分分子速率比较大,但是分子平均动能比较小,不能说明内部有温度较高的区域,D错【答案】AC8下列说法中正确的是()A悬浮在液体中的固体颗粒越小,布朗运动就越明显B用气筒给自行车打气,越打越费

67、劲,说明气体分子之间的分子力表现为斥力C当分子力表现为引力时,分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小D一定质量的理想气体,温度升高,体积减小,则单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加【解析】悬浮在液体中的固体小颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数就越少,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因而布朗运动就越明显,选项A正确;用气筒给自行车打气,越打越费劲,不能说明气体分子之间的分子力表现为斥力,选项B错误;当分子之间表现为引力时,分子势能随着分子之间距离的增大而增大,选项C错误;一定质量的理想气体,温度升高,体积减小时,单位时间内撞击到器壁单位面积上的气体分子数增加,所以其压强增

68、大,选项D正确【答案】AD二、非选择题(共4小题,共52分按题目要求作答计算题要有必要的文字说明和解题步骤有数值计算的要注明单位)9(11分)(1)如图5所示,一定质量的理想气体的pV图象中,AB为等温过程,BC为绝热过程这两个过程中,内能减少的是_;此过程中_(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功图5(2)1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L试估算温度为0 ,压强为2个标准大气压状态下1个立方米内气体分子数目(结果保留两位有效数字)【解析】(1)AB过程为等温膨胀的过程,内能不变,BC是降温过程,所以,内能减少,根据热力学第一定律可知在此过程中气体对外做功(2)设0 ,p1

69、2大气压下,气体体积V11 m3,在标准状态下,压强p21大气压,气体体积V2由p1V1p2V2得到V22.0 m3NNA个5.41025个【答案】(1)BC气体对外(2)5.41025个10(11分)如图6所示为一固定在水平面上、右端开口的圆筒形气缸,气缸长L1 m横截面积S100 cm2的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,当温度为t27 、大气压强为p01105 Pa时,气柱长度L00.4 m.图6(1)若给气缸加热,使气体温度升高,让气体推动活塞从MN处缓慢移动到气缸的最右端处,此时封闭气体的温度为多少度?(2)若将活塞锁定在右端开口处,让气体的温度再缓慢回到t27 ,此时被封闭

70、气体的压强为多少?【解析】(1)由题意可知,气体在温度升高的过程中为等压变化,压强始终等于大气压强设当活塞移动到最右端处时气体的温度为t,则由盖吕萨克定律可得代入数据可得:t477 (2)当将活塞锁定到最右端处时,气体等容变化设当气体温度降到t27 时,封闭气体的压强为p,则由查理定律可得.代入数据可得:p4104 Pa【答案】(1)477 (2)4104 Pa11(15分)(2014贵州六校联盟模拟)以下关于分子动理论的说法中正确的是_A物质是由大量分子组成的B2 时水已经结为冰,部分水分子已经停止了热运动C分子势能随分子间距离的增大,可能先减小后增大D分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增

71、大而减小E扩散和布朗运动的实质是相同的,都是分子的无规则运动 (2)如图7所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S0.01 m2,可在气缸内无摩擦滑动气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,气缸内封闭了一段高为80 cm的气柱(U形管内的气体体积不计)此时缸内气体温度为7 ,U形管内水银面高度差h15 cm.已知大气压强p01.0105 Pa,水银的密度13.6103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2. 图7求活塞的质量m;若对气缸缓慢加热的同时,在活塞上缓慢添加砂粒,可保持活塞的高度不变当缸内气体温度升高到37 时,求U形管内水银面的高度差【解析】(1)根据分力动理论的内容可知:

72、物质是由大量分子组成的,A正确;2 时水已经结为冰,但分子运动永不停息,B错误;分子势能随分子间距离的增大,可能先减小后增大,C正确;分子间的引力与斥力都随分子间的距离的增大而减小,D正确;扩散和布朗运动的实质是不同的,E错误(2)对活塞,有:p0Smgp1S由题意,可知:p1p0gh1解得:mh1S代入数值得m6.8 kg活塞位置不变,气缸内气体做等容变化由T1280 K,T2310 K,p2p0gh2代入数值得h213.4 cm.【答案】(1)ACD(2)6.8 kg13.4 cm12(15分)(1)下列说法中正确的是_A尽管技术不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降

73、到热力学零度B雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的C气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关D空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强的比值E悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越不明显(2)如图8所示,一个内壁光滑的圆柱形气缸,高度为L、底面积为S,缸内有一个质量为m的活塞,封闭了一定质量的理想气体温度为T0时,用绳子系住气缸底,将气缸倒立并悬挂起来,此时缸内气体柱高为L0,已知重力加速度为g,大气压强为p0,不计气缸壁与活塞厚度及活塞与缸体的摩擦图8采用缓慢升温的方法使活塞与气缸脱离,缸内气体的温度至少要升高到多少

74、?在条件下,当活塞刚要脱离气缸时,缸内气体的内能增加量为E,则气体在活塞缓慢下移直到脱离气缸的过程中吸收的热量为多少?【解析】(1)热力学零度只能接近而不能达到,A错误;雨水没有透过布雨伞是液体表面张力的作用导致的,B正确;由热力学第一定律UQW知,温度每升高1 K,内能增加,但既可能是吸收热量,也可能是对气体做功使气体的内能增加,C正确;空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值,故D错误;微粒越大,某一瞬间撞击它的分子数越多,受力越容易平衡,布朗运动越不显著,E正确(2)采用缓慢升温的方法使活塞与气缸脱离前,对缸内气体受力分析得pSmgp0S,气体等压变化由盖吕萨克定律得:解得:T根据热力学第一定律有EWQ因为气体发生的是等压变化,故气体膨胀对外做的功为WpS(LL0)(p0Smg)(LL0)联立解得:QE(p0Smg)(LL0)【答案】(1)BCE(2)E(p0Smg)(LL0)

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