熱學(xué)-課件完整版

第20課時(shí)熱學(xué)專題六

機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波熱學(xué)近代物理內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN高考題型1分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律高考題型2固體、液體和氣體高考題型3氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程專題強(qiáng)化練高考題型1分子動(dòng)理論熱力學(xué)定律1.估算問題(1)油膜法估算分子直徑：d＝

，其中V為純油酸體積，S為單分子油膜面積.2.分子運(yùn)動(dòng)：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，即平均速率越大，但某個(gè)分子的瞬時(shí)速率不一定大.3.分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系(如圖1)圖14.理想氣體相關(guān)三量ΔU、W、Q的分析思路(1)內(nèi)能變化量ΔU由氣體溫度變化分析ΔU.溫度升高，內(nèi)能增加，ΔU>0；溫度降低，內(nèi)能減少，ΔU<0.②由公式ΔU＝W＋Q分析內(nèi)能變化.(2)做功情況W由體積變化分析氣體做功情況.體積膨脹，氣體對(duì)外界做功，W<0；體積被壓縮，外界對(duì)氣體做功，W>0.(3)氣體吸、放熱Q一般由公式Q＝ΔU－W分析氣體的吸、放熱情況，Q>0，吸熱；Q<0，放熱.5.對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解：熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，也可以從單一熱源吸收熱量全部轉(zhuǎn)化為功，但會(huì)產(chǎn)生其他影響.例1

(2020·全國卷Ⅱ·33(1))下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換過程的敘述，違背熱力學(xué)第一定律的有______，不違背熱力學(xué)第一定律、但違背熱力學(xué)第二定律的有_____.(填正確答案標(biāo)號(hào))A.汽車通過燃燒汽油獲得動(dòng)力并向空氣中散熱B.冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C.某新型熱機(jī)工作時(shí)將從高溫?zé)嵩次盏臒崃咳哭D(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)

生其他影響D.冰箱的制冷機(jī)工作時(shí)從箱內(nèi)低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的

室內(nèi)考題示例BC解析A項(xiàng)符合熱力學(xué)第一、第二定律.冷水和杯子溫度不可能都變低，只能是一個(gè)升高一個(gè)降低，或溫度都不變，B項(xiàng)描述違背了熱力學(xué)第一定律.C項(xiàng)描述雖然不違背熱力學(xué)第一定律，但違背了熱力學(xué)第二定律.D項(xiàng)中冰箱消耗電能從而可以從低溫環(huán)境中提取熱量散發(fā)到溫度較高的室內(nèi)，不違背熱力學(xué)第二定律.例2

(多選)(2020·全國卷Ⅲ·33(1)改編)如圖2，一開口向上的導(dǎo)熱汽缸內(nèi).用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦.現(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢下降.環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài).在活塞下降過程中A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加B.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變C.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量D.外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變圖2√√√解析溫度不變，理想氣體的內(nèi)能不變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)玻意耳定律，體積減小，壓強(qiáng)增大，故B正確；根據(jù)ΔU＝W＋Q，內(nèi)能不變，外界對(duì)氣體做功，氣體放出熱量，故C、D正確.例3

(2020·北京卷·10)分子力F隨分子間距離r的變化如圖3所示.將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用力，下列說法正確的是A.從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在減小B.從r＝r2到r＝r1分子力的大小先減小后增大C.從r＝r2到r＝r0分子勢能先減小后增大D.從r＝r2到r＝r1分子動(dòng)能先增大后減小√圖3解析分子力與分子間距離的關(guān)系如圖所示，從r＝r2到r＝r0，分子間引力和斥力都增大，故A錯(cuò)誤；從r＝r2到r＝r1，分子間引力和斥力的合力先增大，再減小，再增大，故B錯(cuò)誤；從r＝r2到r＝r0，分子力做正功，分子勢能一直減小，故C錯(cuò)誤；從r＝r2到r＝r1，分子力先做正功后做負(fù)功，分子勢能先減小后增大，故分子動(dòng)能先增大后減小，故D正確.例4

(2020·山東卷·6)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個(gè)過程后回到初始狀態(tài)a，其p－V圖像如圖4所示.已知三個(gè)狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a(V0，2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0，2p0).以下判斷正確的是A.氣體在a→b過程中對(duì)外界做的功小于在b→c過程中

對(duì)外界做的功B.氣體在a→b過程中從外界吸收的熱量大于在b→c

過程中從外界吸收的熱量C.在c→a過程中，外界對(duì)氣體做的功小于氣體向外界

放出的熱量D.氣體在c→a過程中內(nèi)能的減少量大于b→c過程中內(nèi)能的增加量√圖4解析由W＝Fx＝pSx＝p·ΔV知，p－V圖線與V軸所圍面積表示氣體狀態(tài)變化所做的功，由題圖知，a→b和b→c過程中，氣體對(duì)外界做的功相等，故A錯(cuò)誤.由

＝C知，c狀態(tài)溫度高于a狀態(tài)溫度，則c→a過程內(nèi)能減少，ΔU<0，外界對(duì)氣體做正功，W>0，屬于放熱過程，由ΔU＝Q＋W知，W<|Q|，故C正確.由于a、b狀態(tài)內(nèi)能相等，故c→a內(nèi)能的減少量等于b→c內(nèi)能的增加量，故D錯(cuò)誤.命題預(yù)測1.(2020·江蘇高三下學(xué)期高考模擬三)下列有關(guān)分子動(dòng)理論的說法中，正確的是A.足球充足氣后很難被壓縮，是因?yàn)樽闱騼?nèi)氣體分子間斥力作用的結(jié)果B.花粉顆粒在液體中的布朗運(yùn)動(dòng)，短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，時(shí)間足夠長時(shí)

是有規(guī)則的C.若已知?dú)怏w在某狀態(tài)下的摩爾質(zhì)量、密度及阿伏加德羅常數(shù)，可求出

每個(gè)分子的體積D.兩分子之間的引力和斥力平衡時(shí)，它們所具有的分子勢能具有最小值√12342.(2020·天津市部分區(qū)高三下學(xué)期質(zhì)檢二)如圖5所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸懸掛在天花板上，輕質(zhì)活塞上方封閉著理想氣體，若用向下的力F緩慢將活塞向下拉動(dòng)一小段距離，則A.缸內(nèi)氣體的溫度可能降低B.缸內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能會(huì)減小C.缸內(nèi)氣體會(huì)吸熱D.若拉力F對(duì)活塞做的功為W，則缸內(nèi)氣體的內(nèi)能

減少了W√123圖54解析內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸，在力F緩慢將活塞向下拉動(dòng)一小段距離的過程中，缸內(nèi)氣體的溫度保持不變，缸內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能也保持不變，故A、B錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知，在力F緩慢將活塞向下拉動(dòng)一小段距離的過程中，氣體對(duì)外做功W＜0，而溫度保持不變，則ΔU＝0，所以Q＞0，缸內(nèi)氣體會(huì)吸熱，故C正確；拉力F對(duì)活塞做的功與缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化無關(guān)，故D錯(cuò)誤.12341233.(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是A.對(duì)物體做功或向它傳遞熱量都可以增加物體的內(nèi)能B.對(duì)某物體做功，必定會(huì)使該物體的內(nèi)能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體√√4解析做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方法，故A正確；對(duì)某物體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，因?yàn)槲矬w可能同時(shí)向外界放熱，故B錯(cuò)誤；在外界的影響下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，故C正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知，不可能使熱量自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體，但在外界的作用下，能使熱量從低溫物體傳向高溫物體，比如電冰箱，故D錯(cuò)誤.12344.在“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液為75滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖6所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為1cm.則：(1)油酸薄膜的面積是__________________cm2.圖6115(112～118均可)解析根據(jù)數(shù)方格數(shù)的原則“多于半個(gè)的算一個(gè)，不足半個(gè)的舍去”可查出共有115個(gè)方格，故油膜的面積：S＝115×1cm2＝115cm2.1234(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是__________mL.(取1位有效數(shù)字)8×10－6解析一滴油酸酒精溶液的體積：V′＝

mL，一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積：1234(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑約為__________m.(取1位有效數(shù)字)7×10－10解析油酸分子的直徑：1234高考題型2固體、液體和氣體1.對(duì)晶體、非晶體特性的理解(1)只有單晶體才可能具有各向異性.(2)各種晶體都具有確定的熔點(diǎn)，晶體熔化時(shí)，溫度不變，吸收的熱量全部用于增加分子勢能.(3)晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)化.(4)有些晶體屬于同素異形體，如金剛石和石墨.2.正確理解溫度的微觀含義(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動(dòng)能越大.(2)溫度越高，物體分子動(dòng)能總和增大，但物體的內(nèi)能不一定越大.3.對(duì)氣體壓強(qiáng)的理解(1)氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是氣體分子頻繁碰撞容器壁的結(jié)果，溫度越高，氣體分子密集程度越大，氣體對(duì)容器壁因碰撞而產(chǎn)生的壓強(qiáng)就越大.(2)地球表面大氣壓強(qiáng)可認(rèn)為是大氣重力產(chǎn)生的.考題示例例5

(多選)(2020·江蘇卷·13(1))玻璃的出現(xiàn)和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體.下列關(guān)于玻璃的說法正確的是A.沒有固定的熔點(diǎn)B.天然具有規(guī)則的幾何形狀C.沿不同方向的導(dǎo)熱性能相同D.分子在空間上周期性排列√√解析根據(jù)非晶體的特點(diǎn)可知非晶體是指組成物質(zhì)的分子(或原子、離子)不是空間有規(guī)則周期性排列的固體.它沒有一定規(guī)則的外形，物理性質(zhì)在各個(gè)方向上是相同的，叫“各向同性”，它沒有固定的熔點(diǎn).故選A、C.例6

(2019·上海卷·5)將相同質(zhì)量、相同溫度的理想氣體放入相同容器，體積不同，則這兩部分氣體A.平均動(dòng)能相同，壓強(qiáng)相同

B.平均動(dòng)能不同，壓強(qiáng)相同C.平均動(dòng)能相同，壓強(qiáng)不同

D.平均動(dòng)能不同，壓強(qiáng)不同√解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以溫度相同時(shí)平均動(dòng)能相同，而根據(jù)壓強(qiáng)的微觀解釋可知，壓強(qiáng)與分子平均動(dòng)能和分子數(shù)密度有關(guān)，質(zhì)量相同而體積不同，所以分子數(shù)密度不同，壓強(qiáng)不同，A、B、D錯(cuò)誤，C正確.命題預(yù)測5.(2020·北京市通州區(qū)第二中學(xué)高三三模)關(guān)于固體、液體，下列說法正確的是A.晶體沒有確定的熔點(diǎn)，非晶體有確定的熔點(diǎn)B.液晶既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性C.表面張力使液體表面具有擴(kuò)張的趨勢，使液體表面積趨于最大D.發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象時(shí)，細(xì)管中的液體只能上升不會(huì)下降√5656解析晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，A錯(cuò)誤；由液晶的性質(zhì)知它既具有液體的流動(dòng)性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性，B正確；表面張力使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，C錯(cuò)誤；毛細(xì)管插入浸潤液體中，管內(nèi)液面上升，高于管外；毛細(xì)管插入不浸潤液體中，管內(nèi)液面下降，低于管外，D錯(cuò)誤.6.(2020·山東濰坊市高三二模)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈髟趫?zhí)行某次實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通.已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是A.每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量C.氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D.氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力增大√5656解析海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導(dǎo)熱良好，氧氣分子平均動(dòng)能減小，但不是每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小，故A錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，內(nèi)能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對(duì)氧氣做功之和，故B錯(cuò)誤；根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知，隨下潛深度增加，海水壓強(qiáng)增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通，氧氣壓強(qiáng)增加，即氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確；根據(jù)動(dòng)量定理Ft＝mv＝

，氧氣分子平均動(dòng)能減小，氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力減小，故D錯(cuò)誤.高考題型3氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體狀態(tài)方程1.壓強(qiáng)的計(jì)算(1)被活塞、汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解.(2)應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解，得出的壓強(qiáng)單位為Pa.若應(yīng)用p＝p0＋h或p＝p0－h(huán)來表示壓強(qiáng)，則壓強(qiáng)p的單位為cmHg或mmHg.2.合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程(1)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列式求解.(2)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化，則選用對(duì)應(yīng)的氣體實(shí)驗(yàn)定律列方程求解.3.關(guān)聯(lián)氣體問題解決由活塞、液柱相聯(lián)系的兩部分氣體時(shí)，注意找兩部分氣體的關(guān)聯(lián)，壓強(qiáng)、體積等關(guān)系，列出關(guān)聯(lián)關(guān)系式，再結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程求解.考題示例例7

(2020·全國卷Ⅰ·33(2))甲、乙兩個(gè)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)存有同種氣體(可視為理想氣體).甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強(qiáng)為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強(qiáng)為

.現(xiàn)通過連接兩罐的細(xì)管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變，調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)相等.求調(diào)配后(ⅰ)兩罐中氣體的壓強(qiáng)；解析假設(shè)乙罐中的氣體被壓縮到壓強(qiáng)為p，其體積變?yōu)閂1，由玻意耳定律有①兩罐氣體壓強(qiáng)均為p時(shí)，總體積為(V＋V1).設(shè)調(diào)配后兩罐中氣體的壓強(qiáng)為p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V) ②③(ⅱ)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比.解析若調(diào)配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強(qiáng)p時(shí)，體積為V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2

④設(shè)調(diào)配后甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比為k，⑤例8

(2019·全國卷Ⅱ·33(2))如圖7，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個(gè)汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內(nèi)壁光滑.整個(gè)容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮?dú)?平衡時(shí)，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強(qiáng)為p.現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處，求：(1)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)；圖7解析設(shè)抽氣前氫氣的壓強(qiáng)為p10，根據(jù)力的平衡條件得(p10－p)·2S＝(p0－p)·S ①②(2)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積.解析設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和V1，氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p2和V2，根據(jù)力的平衡條件有p2·S＝p1·2S ③抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔儯捎趦苫钊脛傂詶U連接，故V1－2V0＝2(V0－V2) ⑥則由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0 ④p2V2＝p0V0 ⑤⑦⑧例9

(2020·山東卷·15)中醫(yī)拔罐的物理原理是利用玻璃罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進(jìn)而治療某些疾病.常見拔罐有兩種，如圖8所示，左側(cè)為火罐，下端開口；右側(cè)為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門.使用火罐時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上.抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內(nèi)氣體壓強(qiáng).某次使用火罐時(shí)，罐內(nèi)氣體初始?jí)簭?qiáng)與外部大氣壓相同，溫度為450K，最終降到300K，因皮膚凸起，內(nèi)部氣體體積變?yōu)楣奕莘e的

.若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內(nèi)剩余氣體體積變?yōu)槌闅獍喂奕莘e的

，罐內(nèi)氣壓與火罐降溫后的內(nèi)部氣壓相同.罐內(nèi)氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化.求應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值.圖8解析設(shè)火罐內(nèi)氣體初始狀態(tài)參量分別為p1、T1、V1，溫度降低后狀態(tài)參量分別為p2、T2、V2，罐的容積為V0，由題意知代入數(shù)據(jù)得p2＝0.7p0③對(duì)于抽氣拔罐，設(shè)初態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p3、V3，末態(tài)氣體狀態(tài)參量分別為p4、V4，罐的容積為V0′，由題意知p3＝p0、V3＝V0′、p4＝p2

④由玻意耳定律得p3V3＝p4V4則有p0V0′＝p2V4

⑤聯(lián)立③⑤式，代入數(shù)據(jù)得⑥設(shè)抽出的氣體的體積為ΔV，由題意知⑦故應(yīng)抽出氣體的質(zhì)量與抽氣前罐內(nèi)氣體質(zhì)量的比值為⑧聯(lián)立⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得命題預(yù)測7.如圖9所示，汽缸內(nèi)A、B兩部分氣體由豎直放置、橫截面積為S的絕熱活塞隔開，活塞與汽缸光滑接觸且不漏氣.初始時(shí)兩側(cè)氣體的溫度相同，壓強(qiáng)均為p，體積之比為VA∶VB＝1∶2.現(xiàn)將汽缸從如圖位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中A、B兩部分氣體溫度均不變，直到活塞成水平放置，此時(shí)，A、B兩部分氣體體積相同.之后保持A部分氣體溫度不變，加熱B部分氣體使其溫度緩慢升高，穩(wěn)定后，A、B兩部分氣體體積之比仍然為VA∶VB＝1∶2.已知重力加速度大小為g.求：(1)活塞的質(zhì)量；圖9789解析汽缸轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，A在上，B在下，設(shè)此時(shí)兩部分的體積為V，活塞的質(zhì)量為m則pAS＋mg＝pBS對(duì)A部分氣體，由玻意耳定律得pVA＝pAV對(duì)B部分氣體，由玻意耳定律得pVB＝pBV789(2)B部分氣體加熱后的溫度與開始時(shí)的溫度之比.解析設(shè)初態(tài)A、B兩部分氣體的溫度均為T，則最后狀態(tài)時(shí)A部分氣體的溫度仍為T，B部分氣體溫度升高后的溫度為T′，則對(duì)A部分氣體，體積、溫度均不變，則壓強(qiáng)不變，仍為p，7898.(2020·廣東廣州市、深圳市學(xué)調(diào)聯(lián)盟高三第二次調(diào)研)如圖10，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為lA＝40cm，右管內(nèi)氣體柱長為lB＝39cm.先將開口B封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)被封閉的氣體為理想氣體，整個(gè)過程溫度不變，若穩(wěn)定后進(jìn)入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm，已知大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg，求：(1)穩(wěn)定后A端上方氣柱長度；答案38cm圖10789解析設(shè)玻璃管的橫截面積為S，穩(wěn)定后進(jìn)入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm，則A管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為pA1＝(76＋4)cmHg由玻意耳定律有p0VA0＝pA1VA1又VA0＝lAS，VA1＝lA1S代入數(shù)據(jù)解得：lA1＝38cm789(2)穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng).答案78cmHg解析設(shè)右管水銀面上升h，則右管內(nèi)的氣柱長度為lB－h(huán)，氣體的壓強(qiáng)為pA1－2ρgh由玻意耳定律得：p0lB＝(pA1－2ρgh)(lB－h(huán))解得：h＝1cm所以右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為pB1＝pA1－2ρgh＝78cmHg7899.新冠肺炎疫情發(fā)生以來，各醫(yī)院都特別加強(qiáng)了內(nèi)部環(huán)境消毒工作.如圖11所示，是某醫(yī)院消毒噴霧器設(shè)備.噴霧器的儲(chǔ)液桶與打氣筒用軟細(xì)管相連，已知儲(chǔ)液桶容積為10L，打氣筒每打一次氣能向儲(chǔ)液桶內(nèi)壓入p0＝1×105Pa的空氣V0′＝200mL.現(xiàn)往儲(chǔ)液桶內(nèi)裝入8L藥液后關(guān)緊桶蓋和噴霧頭開關(guān)，此時(shí)桶內(nèi)壓強(qiáng)為p＝1.0×105Pa，打氣過程中儲(chǔ)液桶內(nèi)氣體溫度與外界溫度相同且保持不變.不計(jì)儲(chǔ)液桶兩端連接管以及軟細(xì)管的容積.圖11789(1)若打氣使儲(chǔ)液桶內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3×105Pa，求打氣筒打氣次數(shù)至少是多少？答案見解析789解析對(duì)打氣后，儲(chǔ)液桶內(nèi)藥液上方的氣體初狀態(tài)：壓強(qiáng)為p1＝1×105Pa，體積為V1末狀態(tài)：壓強(qiáng)為p2＝3×105Pa，體積為V2＝2L由玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得：V1＝6L因?yàn)榇驓馇?，?chǔ)液桶內(nèi)藥液上方氣體體積為V0＝2L，789(2)當(dāng)儲(chǔ)液桶內(nèi)藥液上方的氣體壓強(qiáng)達(dá)到3×105Pa后，打開噴霧頭開關(guān)K直至儲(chǔ)液桶藥液上方的氣壓為2×105Pa，求在這過程中儲(chǔ)液桶噴出藥液的體積是多少？答案見解析解析對(duì)儲(chǔ)液桶內(nèi)藥液上方的氣體初狀態(tài)：壓強(qiáng)為p2＝3×105Pa，體積為V2＝2L末狀態(tài)：壓強(qiáng)為p3＝2×105Pa，體積為V3由玻意耳定律得p2V2＝p3V3解得：V3＝3L儲(chǔ)液桶噴出藥液的體積ΔV＝V3－V2＝(3－2)L＝1L789保分基礎(chǔ)練專題強(qiáng)化練1.關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān)B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.分子間同時(shí)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√12345678910111213123456789解析在其他條件不變的情況下，溫度越高，氣體擴(kuò)散得越快，A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的運(yùn)動(dòng)，從側(cè)面反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；分子間同時(shí)存在著引力和斥力，C對(duì)；分子間的引力總是隨著分子間距的增大而減小，D錯(cuò)誤.101112132.(2020·山東棗莊市高三一模)下列說法中正確的是A.物體的溫度升高時(shí)，其內(nèi)部每個(gè)分子的動(dòng)能一定都增大B.氣體的壓強(qiáng)越大，單位體積內(nèi)氣體的分子個(gè)數(shù)一定越多C.物體的溫度越高，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定越大D.分子間距離減小，分子間的引力和斥力一定都減小√12345678910111213123456789解析物體的溫度升高時(shí)，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能增大，但是每個(gè)分子的動(dòng)能不一定都增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)越大，因氣體的體積不一定減小，故單位體積內(nèi)氣體的分子個(gè)數(shù)不一定越多，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體的溫度越高，其內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定越大，選項(xiàng)C正確；分子間距離減小，分子間的引力和斥力一定都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.101112133.(2020·山東臨沂市高三二模)下列說法正確的是A.液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B.氣體放出熱量，其分子平均動(dòng)能減小C.玻璃裂口放在火上燒熔，其尖端變圓的原因是表面張力的作用D.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子

的體積√12345678910111213123456789解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的微小固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；氣體放出熱量，若有外力對(duì)其做正功，內(nèi)能不一定減小，溫度不降低，分子平均動(dòng)能就不減小，B錯(cuò)誤；玻璃裂口放在火上燒熔，則玻璃變成了液態(tài)，由于液體的表面張力作用，則使液體表面收縮，使其尖端變圓，C正確；氣體分子不是緊密排列，氣體分子間距較大，不能忽略，分子間距不等于分子直徑，知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，只能求出每個(gè)氣體分子占據(jù)的空間大小，不能求出氣體分子的體積，D錯(cuò)誤.101112131234567894.(2020·天津市紅橋區(qū)高三下學(xué)期一模)下列說法正確的是A.決定封閉理想氣體壓強(qiáng)大小的是分子密集程度和分子的平均動(dòng)能B.決定理想氣體壓強(qiáng)的是分子平均動(dòng)能和分子種類C.質(zhì)量相同的0℃的水和0℃的冰具有相同的內(nèi)能D.一定質(zhì)量的理想氣體絕熱自由膨脹過程，內(nèi)能一定減少√10111213123456789解析氣體壓強(qiáng)跟分子平均動(dòng)能和分子密集程度有關(guān)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；0℃的冰熔化成水時(shí)要吸熱，所以質(zhì)量相同的0℃的水的內(nèi)能要比0℃的冰的內(nèi)能大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因氣體絕熱自由膨脹，不受外界阻力，所以外界不對(duì)氣體做功，也沒有熱交換，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.101112135.(2020·北京交通大學(xué)附屬中學(xué)高三三模)一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度T1和T2下的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系曲線如圖1所示.氣體由狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)B的過程中，下列說法正確的是A.溫度降低，吸收熱量B.溫度降低，放出熱量C.溫度升高，吸收熱量D.溫度升高，放出熱量123456789圖1√10111213123456789解析氣體由狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)B的過程中，壓強(qiáng)增大，由等容變化規(guī)律

＝C可知，溫度升高，理想氣體內(nèi)能增大，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，由于氣體發(fā)生等容變化，則氣體不對(duì)外做功，外界也不對(duì)氣體做功，所以氣體吸收熱量，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.101112136.(多選)(2020·山東濟(jì)寧市高三下學(xué)期二模)如圖2所示，用橫截面積為S＝10cm2的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)，汽缸平放到光滑的水平面上.勁度系數(shù)為k＝1000N/m的水平輕質(zhì)彈簧左端與活塞連接，右端固定在豎直墻上.不考慮活塞和汽缸之間的摩擦，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)彈簧處于自然長度，活塞距離汽缸底部的距離為L0＝18cm.現(xiàn)用水平力F向右緩慢推動(dòng)汽缸，當(dāng)彈簧被壓縮x＝5cm后再次靜止(已知大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，外界溫度保持不變)，在此過程中，下列說法正確的是A.氣體對(duì)外界放熱B.氣體分子的平均動(dòng)能變大C.再次靜止時(shí)力F的大小為50ND.汽缸向右移動(dòng)的距離為11cm圖2√√√12345678910111213解析設(shè)末態(tài)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，對(duì)活塞受力分析，則有pS＝p0S＋kx，解得p＝1.5×105Pa.氣體溫度保持不變，由玻意耳定律得p0L0S＝pLS，解得L＝12cm，即氣體體積減??；因溫度不變，故氣體的內(nèi)能不變，而此過程氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，為保持內(nèi)能不變，故氣體向外界放熱，故A正確；此過程溫度不變，故氣體分子的平均動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；對(duì)汽缸受力分析，根據(jù)平衡條件有F＝kx＝50N，故C正確；設(shè)汽缸向右移動(dòng)的距離為x′，則有L0＝L＋x′－x，代入數(shù)據(jù)解得x′＝11cm，故D正確.123456789101112137.(2020·北京卷·4)如圖3所示，一定量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)歷兩個(gè)過程，先后到達(dá)狀態(tài)B和C.有關(guān)A、B和C三個(gè)狀態(tài)溫度TA、TB和TC的關(guān)系，正確的是圖3A.TA＝TB，TB＝TC B.TA<TB，TB<TCC.TA＝TC，TB>TC D.TA＝TC，TB<TC√12345678910111213123456789由題圖可知pAVA＝pCVC，則TA＝TC.故選項(xiàng)C正確.101112138.(2020·湖北黃岡市模擬)用油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上；⑥計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格.12345678910111213123456789上述實(shí)驗(yàn)步驟中有遺漏和錯(cuò)誤，遺漏的步驟是__________________________；錯(cuò)誤的步驟是______________________________________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達(dá)式d＝________.將痱子粉均勻撒在水面上⑥，應(yīng)該是不足半格的舍去，多于半格的算一格10111213解析由實(shí)驗(yàn)步驟可知，缺少的實(shí)驗(yàn)步驟是，在步驟③后加上：將痱子粉均勻撒在水面上.錯(cuò)誤的是步驟⑥，應(yīng)該改為：計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半格的舍去，多于半格的算一格.油膜的面積S＝Na2123456789101112139.在利用特制的注射器做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)通過上拉或下壓柱塞得到了a、b、c、d四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖4是壓力表記錄b組數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)，通過記錄對(duì)應(yīng)的四個(gè)封閉氣柱的長度值L(L單位：cm)算出體積，四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表.圖4次數(shù)abcd壓強(qiáng)p(×105Pa)0.8

1.61.9體積V(cm3)86.44.03.4體積倒數(shù)

(cm－3)0.1250.1560.250.29712345678910111213123456789(1)實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是________，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持不變的參量是________和________.答案見解析解析實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是注射器內(nèi)密閉的氣體，保持不變的參量是溫度和密閉氣體的質(zhì)量.10111213(2)實(shí)驗(yàn)中為了控制該參量不變，下列采取的主要措施比較合理的是_____.A.在活塞上涂上潤滑油，保持良好的封閉性B.推動(dòng)活塞時(shí)要緩慢C.不要用手直接握住注射器密閉氣體的部分D.實(shí)驗(yàn)前注射器內(nèi)要吸入盡量多的空氣答案見解析解析活塞和針筒之間涂上潤滑油，減小摩擦、防止漏氣，保證氣體質(zhì)量不變.緩慢推動(dòng)活塞、不要用手直接握住注射器密閉氣體的部分，保證氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)前注射器內(nèi)應(yīng)吸入適量的空氣，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤.12345678910111213123456789(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)b對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)應(yīng)為_____×105Pa，根據(jù)下表數(shù)據(jù)作出的p－圖像，可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量一定的理想氣體，______________________________________________.次數(shù)abcd壓強(qiáng)p(×105Pa)0.8

1.61.9體積V(cm3)86.44.03.4體積倒數(shù)

(cm－3)0.1250.1560.250.297答案見解析10111213123456789解析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)b對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)為1.0×105Pa，作出的p－

圖線為一條過原點(diǎn)的直線，可得出結(jié)論：質(zhì)量一定的理想氣體，溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積成反比.次數(shù)abcd壓強(qiáng)p(×105Pa)0.8

1.61.9體積V(cm3)86.44.03.4體積倒數(shù)

(cm－3)0.1250.1560.250.29710111213爭分提能練10.(2020·全國卷Ⅲ·33(2))如圖5，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H＝18cm的U形管，左管上端封閉，右管上端開口.右管中有高h(yuǎn)0＝4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l＝12cm.管底水平段的體積可忽略.環(huán)境溫度為T1＝283K.大氣壓強(qiáng)p0＝76cmHg.圖5(ⅰ)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部.此時(shí)水銀柱的高度為多少？答案見解析12345678910111213解析設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強(qiáng)為p1，左、右管的橫截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)變?yōu)閜2，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2

①設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，根據(jù)題設(shè)條件有p1＝p0＋ρgh0

②p2＝p0＋ρgh ③V1＝(2H－l－h(huán)0)S，

④V2＝HS ⑤聯(lián)立①②③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得h≈12.9cm ⑥12345678910111213(ⅱ)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時(shí)密封氣體的溫度為多少？答案見解析解析密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋—呂薩克定律有⑦按題設(shè)條件有V3＝(2H－h(huán))S ⑧聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式并代入題給數(shù)據(jù)得T2≈363K1234567891011121311.(2020·全國卷Ⅱ·33(2))潛水鐘是一種水下救生設(shè)備，它是一個(gè)底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似.潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險(xiǎn)的需要.為計(jì)算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖6所示.已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強(qiáng)為p0，H?h，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化.(ⅰ)求進(jìn)入圓筒內(nèi)水的高度l；圖6答案見解析12345678910111213解析設(shè)潛水鐘在水面上方時(shí)和放入水下后筒內(nèi)氣體的體積分別為V0和V1，放入水下后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律和題給條件有p1V1＝p0V0

①V0＝hS ②V1＝(h－l)S ③p1＝p0＋

ρg(H－l) ④聯(lián)立以上各式并考慮到H?h>l，解得⑤12345678910111213(ⅱ)保持H不變，壓入空氣使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強(qiáng)為p