1、一、 考法分析和解题技法（一）考法分析热门考法考法1 分子动理论 内能考法2 固体、液体与气体描述及性质考法3 热力学定律与能量守恒定律考法4 热力学定律与气体实验定律的综合问题考法5 气体实验定律的综合计算问题（二） 解题技法技法1 分子动理论的基本观点：（1）物体是由大量分子组成的（2）分子永不停息地做无规则运动；注意区分扩散现象、布朗运动和分子热运动的异同点；（3）分子间存在着相互作用力：掌握分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep0)：由图分析得：当rr0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加当r
2、r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加当rr0时，分子势能最小物体的内能ENEp，分子的平均动能只与温度有关，分子势能Ep与体积有关，而分子数N由物质的量决定，所以内能由上面三个因素决定技法2 掌握固体、液体与气体的描述与性质，特别是气体压强的产生原因与微观决定因素。技法3 理解并掌握热力学定律与能量守恒定律的内容描述，应用热力学第一定律（表达式：）对内能变化做定性或定量分析。技法4 三大气体实验定律：（1）玻意耳定律(等温变化)：p1V1p2V2或pVC(常数)；（2）查理定律(等容变化)：或C(常数)；（3）盖吕萨克定律(等压变化)：或C(常数)。技法5 几种常见情况
3、的压强计算方法液片法选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强力平衡法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强等压面法在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处的总压强pp0gh，p0为液面上方的压强“牛二法”选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。技法6 利用气体实验定律解决问题的基本思路二、真题再现和试题预测考法1 分子动理论 内能（一）真题再现【考例1】2018新课标卷
4、，T33（1）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气体的体积变化时，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【考例2】(2017海南卷，T15)关于布朗运动，下列说法正确的是()A布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的【答案】ABE【解析】布朗运动
5、是液体中悬浮微粒的无规则运动，故A正确；液体温度越高，分子热运动越激烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，故B正确；悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故C错误；布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故D错误；布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故E正确【考例3】(2013课标卷，T33(1)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
6、【答案】BCE（二）试题预测【预测1】 甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0，则下列说法正确的是()A乙分子在P点时加速度为0B乙分子在Q点时分子势能最小C乙分子在Q点时处于平衡状态D乙分子在P点时动能最大E乙分子在P点时，分子间引力和斥力相等【答案】ADE【解析】由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，此时乙分子受力平衡，甲、乙两分子间引力和斥力相等，乙分子所受合力为0，加速度为0，A、E正确；乙分子在Q点时分子势能为0，大于乙分子在P点时的分子势能，B错误；
7、乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，所以乙分子在Q点合力不为0，故不处于平衡状态，C错误；乙分子在P点时，其分子势能最小，由能量守恒可知此时乙分子动能最大，D正确 【考例11】 (2018新课标卷，T33（2）)如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b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；活塞和气缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处
8、。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】【考例12】 (2018新课标卷，T33（2）)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l1=18.0 cm和l2=12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg。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】22.5 cm7.5 cm【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p1和p2。U形管水平放置时，两边气
9、体压强相等，设为p，此时原左、右两边气体长度分别变为l1和l2。由力的平衡条件有（二）试题预测【预测8】 左端封闭的U形玻璃管，左侧与右侧的竖直玻璃管长度相等，左端封闭，右端开口，放置在水平地面上开始时在玻璃管内注入液体A，液体A的密度为A，当平衡时封闭的气体的长度为l0，玻璃管右侧的液面距离管口的距离为2l0，如图所示现从管口缓慢地注入另一种密度为B的液体B，当左侧玻璃管内的气体的长度为时，右侧的液面刚好与玻璃管口相平齐假设整个过程中环境的温度不变，外界大气压强恒为p04Agl0.则液体A和液体B的密度的比值为多少？【答案】【预测9】 如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞M、N，将两部分理想
10、气体A、B封闭在绝热汽缸内，温度均是27 .M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿汽缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为S2 cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h127 cm，N活塞相对于底部的高度为h218 cm.现将一质量为m1 kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降已知大气压强为p01.0105 Pa.(g10 m/s2)(1)求下部分气体的压强多大；(2)现通过加热丝对下部分气体进行缓慢加热，使下部分气体的温度变为127 ，求稳定后活塞M、N距离底部的高度【答案】(1)1.5105 Pa(2)22 cm16 cm【解析】(1)以两个活塞和物体作为整体进行受力分析得：pSmgp
11、0S得pp01.0105 Pa Pa1.5105 Pa.(2)对下部分气体进行分析，初状态压强为p0，体积为h2S，温度为T1，末状态压强为p，体积设为h3S，温度为T2由理想气体状态方程可得：得：h3h218 cm16 cm对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：p0(h1h2)SpLS 得：L6 cm故此时活塞M距离底端的距离为h416 cm6 cm22 cm.【预测10】 圆柱形喷雾器高为h，内有高度为的水，上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K，恰好有水流出已知水的密度为，大气压强恒为p0，喷雾口与喷雾器等高忽略喷雾管的体积，将空气看做理想气
12、体(1)求室内温度；(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比【答案】 【解析】(1)设喷雾器的截面积为S，室内温度为T1，气体压强为p1：p1p0g，V0S气体做等容变化： 解得：T1T0.四、跟踪速练（一）选择题1. (2018西北工业大学附中模拟)下列说法中正确的是_A布朗运动反映的是液体分子的无规则运动B根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体C物体放出热量，温度一定降低D气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的E热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度【答案】ADE【解析】
13、布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，故A正确；热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他方面的变化，故B错误；物体放出热量时，若同时外界对物体做功，则温度可以升高，故C错误；大量气体分子对器壁的持续撞击引起了气体对容器壁的压强，故D正确；热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度，故E正确2(2018抚顺模拟)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分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小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，分子势能一直减小E分子之间的距离变化时，可能存在分
14、子势能相等的两个点【答案】ABE3(高考全国卷)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【解析】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，
15、分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确4. (2018山东潍坊一中模拟)下列说法中正确的是_A物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B橡胶无固定熔点，是非晶体C饱和汽压与分子密度有关，与温度无关D热机的效率总小于1E对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大【答案】BDE5. (2018吉林实验中学模拟)下列关于热学中的相关说法正确的是_A液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性B燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能增加C气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，故气体的压强一定增大D汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重
16、污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝E某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大【答案】ABE【解析】根据液晶特点和性质可知：液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，故A正确；燃气由液态变为气态的过程中要吸收热量，故分子的分子势能增加，选项B正确；若温度升高的同时，体积膨胀，压强可能不变，故C错误；根据热力学第二定律可知，混合气体不能自发地分离，选项D错误；液体的饱和汽压与液体的温度有关，随温度的升高而增大，相同的温度下，同种液体的饱和汽压一定比未饱和汽压大，不同温度时，某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大，选项E正确6. (2018大连模拟)(1)下列说法中正确的
17、是_A单晶体和多晶体均存在固定的熔点B空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快C液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D用油膜法估测分子大小时，用油酸溶液体积除以油膜面积，可估测油酸分子的直径E由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力【答案】ACE【解析】单晶体和多晶体均存在固定的熔点，选项A正确；空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，选项B错误；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项C正确；用油膜法估测分子大小时，用油酸溶液中含有的纯油酸的体积除以油膜面积，可估测油酸分子的直径，选项D错误；由于液体表面层分
18、子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在张力，选项E正确，故选ACE. 19.U形管左右两管粗细不等，左侧A管开口向上，封闭的右侧B管横截面积是A管的3倍管中装入水银，大气压为p076 cmHg ，环境温度为27 .A管中水银面到管口的距离为h124 cm，且水银面比B管内高h4 cm.B管内空气柱长为h212 cm，如图所示欲使两管液面相平，现用小活塞把开口端封住，并给A管内气体加热，B管温度保持不变，当两管液面相平时，试求此时A管气体的温度为多少？【答案】387.7 K20.(2018郑州质量预测)如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上，用轻质活塞封闭有体积为V0的理想气体，外界大气
19、压强为p0，环境温度为T0，轻质活塞横截面积为S，与汽缸之间的摩擦不计现在活塞上面放一质量为m的物块，活塞缓慢下移，并最终静止在某一位置重力加速度为g.求： (1)活塞静止时，离汽缸底端的距离是多少？(2)如果拿掉物块，要保持活塞位置不变，环境温度需要改变到多少？汽缸吸热还是放热？【答案】(1)(2)气体向外放热21.如图，一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差已知水银密度为，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1
20、.2h0，重力加速度为g，求：通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化【答案】 0.3h0SQ【解析】初态时，对活塞受力分析，可求气体压强p1p0体积V11.5h0S，温度T1T0要使两边水银面相平，汽缸内气体的压强p2p0，此时活塞下端一定与汽缸底接触，V21.2h0S设此时温度为T2，由理想气体状态方程有得：T2.从开始至活塞竖直部分恰与汽缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功Wp1V0.3h0S由热力学第一定律有UWQ得：U0.3h0SQ.22. (2018黑龙江双鸭山一中模拟)如图所示，质量
21、为m，横截面积为S的活塞能沿容器壁无摩擦滑动，活塞和汽缸是绝热的活塞在汽缸内密封了温度为T0的气体，此时活塞与容器底的距离为h，通过汽缸内的电阻丝给气体加热到温度为T的过程中电阻丝放热Q.已知外界大气压恒为p0，求：(1)此过程中活塞移动的距离；(2)此过程中密闭气体的内能增加了多少？【答案】(1)h(2)Q(mgp0S)(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W(mgp0S)d，根据热力学第一定律得：密闭气体增加的内能UQWQ(mgp0S)dQ(mgp0S)23. (2018江苏赣中南五校高三第一次联考)如图，质量为M、高为L的导热性能极好的气缸，开口
22、向上置于水平地面上气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内外界温度为t1，大气压为p0时气柱高度为l.气缸和活塞的厚度均可忽略不计，重力加速度为g.(1)若要用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面，则需要施加的最小力F1多大？(2)将气缸固定在地面上，如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，求在顶端处竖直拉力F2的大小(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端，则此时外界温度为多少摄氏度？【答案】(1)(Mm)g(2) (3)L273【解析】(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面，对整体分析，则需要施加的最小力F1(Mm)g
23、.24. (2018郑州一中高三上学期入学测试)如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔质量为m的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计开始时气体温度为300 K，活塞与容器底部相距L.现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为p0.求温度为480 K时气体的压强【答案】 p0【解析】开始加热时，在活塞移动的过程中， 气体做等压变化设活塞缓慢移动到容器最右端时，气体末态温度为T1，V1，初态温度T0300 K，V0由盖吕萨克律知 解得T1450 K活塞移至最右端后，气体做等容变化，已知T1450 K，p
24、1p0，T2480 K由查理定律知 解得p2p0. 30.(2017海南卷，T16)一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭，D端与大气相通用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧，并将两端向下竖直放置，如图所示此时AB侧的气体柱长度l125 cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h15 cm.现将U形管缓慢旋转180，使A、D两端在上，在转动过程中没有水银漏出已知大气压强p076 cmHg.求旋转后，AB、CD两侧的水银面高度差【答案】1 cm31.(2016海南卷，T15(2)如图，密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连，汽缸壁导热，U形管内盛有密度为7.5102 kg/m3的液体一活塞将汽
25、缸分成左、右两个气室，开始时，左气室的体积是右气室的体积的一半，气体的压强均为p04.5103 Pa.外界温度保持不变缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h40 cm，求此时左、右两气室的体积之比取重力加速度大小g10 m/s2，U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计【答案】1132.(2016课标卷，T33(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 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【答案】4天【解析】设氧气开始时的压强为p1，体积为V
26、1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3p0V0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联立式，并代入数据得N4(天)33.(2015课标卷，T33(2)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m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；汽缸外大气
27、的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 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T1495 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，汽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】()330 K()1.01105 Pa()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p1.01105 Pa.
