2020版53B課標(biāo)Ⅰ物理專題十五-熱學(xué)課件

1.[2018課標(biāo)Ⅱ,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考點一分子動理論、內(nèi)能五年高考A組統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組1.[2018課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)對于實際的氣1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。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。22.[2015課標(biāo)Ⅱ,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(xué)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(xué)變化,B錯誤。解題關(guān)鍵擴散現(xiàn)象:不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子的無規(guī)則

運動產(chǎn)生的。固體、液體和氣體中都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象的快慢與溫度有關(guān)。2.[2015課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分,0.425](多選)33.[2019課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小的實驗中,首先需將純油酸稀釋成一定濃度

的油酸酒精溶液,稀釋的目的是

。實驗中為了測量出一

滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積,可以

。為

得到油酸分子的直徑,還需測量的物理量是

。答案使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴

入小量筒中,測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù),得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的

面積解析本題考查了用油膜法估算分子大小的實驗內(nèi)容,突出了實驗的操作、分析、探究能力

的考查,體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度要素,體現(xiàn)了勞動實踐、科學(xué)探索的價值觀。用油膜法估算分子大小,是用油膜厚度代表油酸分子的直徑,所以要使油酸分子在水面上形成

單分子層油膜;因為一滴溶液的體積很小,不能準(zhǔn)確測量,故需測量較多滴的油酸酒精溶液的總

體積,再除以滴數(shù)得到單滴溶液的體積,進而得到一滴溶液中純油酸的體積;因為本題中油酸體

積等于厚度乘面積,故測厚度不僅需要測量一滴溶液的體積,還需要測量單分子層油膜的面積。3.[2019課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分]用油膜法估算分子大小44.[2015課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](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(xué)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wE.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變考點二固體、液體、氣體答案

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(xué)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。規(guī)律總結(jié)晶體分為單晶體和多晶體,單晶體有確定的熔點,具有各向異性,多晶體有確定的熔

點,具有各向同性。非晶體沒有確定的熔點,具有各向同性。4.[2015課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](多選)下列說法正確55.[2019課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時,先在室溫下

把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對放

入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩

余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬

氣的容積為3.2×10-2m3,使用前瓶中氣體壓強為1.5×107Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0×106

Pa;室溫溫度為27℃。氬氣可視為理想氣體。(ⅰ)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強;(ⅱ)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時爐腔中氣體的壓強。5.[2019課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)6解析(ⅰ)設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設(shè)

體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時,其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1

①被壓入到爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1'=V1-V0

②設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2,體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10p1V1'

③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得p2=3.2×107Pa④(ⅱ)設(shè)加熱前爐腔的溫度為T0,加熱后爐腔溫度為T1,氣體壓強為p3。由查理定律

=

⑤聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得p3=1.6×108Pa⑥答案(ⅰ)3.2×107Pa(ⅱ)1.6×108Pa解析(ⅰ)設(shè)初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后76.(2019課標(biāo)Ⅱ,33,15分)(1)(5分)如p-V圖所示,1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的

三個不同狀態(tài),對應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子

在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù),則N1

N2,T1

T3,N2

N

3。(填“大于”“小于”或“等于”)

(2)(10分)如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成,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

氮氣。平衡時,氮氣的壓強和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地

將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變,活塞沒有到達兩汽缸的連接

處,求6.(2019課標(biāo)Ⅱ,33,15分)(1)(5分)如p-V圖8

(ⅰ)抽氣前氫氣的壓強;(ⅱ)抽氣后氫氣的壓強和體積。答案(1)大于等于大于(2)(ⅰ)

(p0+p)

(ⅱ)

p0+

p

?答案(1)大于等于大于(2)(ⅰ)?(p0+p)

9解析(1)本題考查氣體的狀態(tài)參量及理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容,考查學(xué)生對三個氣體狀態(tài)參

量及氣體實驗定律的理解能力,培養(yǎng)學(xué)生物理觀念素養(yǎng)的形成,提高學(xué)生對實驗的認識。由理想氣體狀態(tài)方程可得

=

=

,可知T1=T3>T2。由狀態(tài)1到狀態(tài)2,氣體壓強減小,氣體體積相同,溫度降低,則氣體分子在單位時間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù)減少,N

1>N2。對狀態(tài)2和狀態(tài)3,壓強相同,溫度大的次數(shù)少,則N3<N2。解題關(guān)鍵

準(zhǔn)確理解“壓強、溫度、體積”三個氣體狀態(tài)參量,能對氣體壓強進行微觀解

釋。(2)本題考查氣體的性質(zhì),是對學(xué)生綜合分析能力要求較高的題目,也是對學(xué)生科學(xué)推理素養(yǎng)的

考查。(ⅰ)設(shè)抽氣前氫氣的壓強為p10,根據(jù)力的平衡條件得(p10-p)·2S=(p0-p)·S

①得p10=

(p0+p)

②(ⅱ)設(shè)抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1,氮氣的壓強和體積分別為p2和V2。根據(jù)力的平衡條件有p2·S=p1·2S

③解析(1)本題考查氣體的狀態(tài)參量及理想氣體狀態(tài)方程的內(nèi)容,10由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0

④p2V2=p0V0

⑤由于兩活塞用剛性桿連接,故V1-2V0=2(V0-V2)

⑥聯(lián)立②③④⑤⑥式解得p1=

p0+

p

⑦V1=

⑧解題關(guān)鍵

①準(zhǔn)確寫出活塞的平衡方程。②準(zhǔn)確寫出兩部分氣體的體積變化關(guān)系。由玻意耳定律得117.[2019課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水根柱,水銀柱下密封

了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細管倒置,水銀柱下表面恰

好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg,環(huán)境

溫度為296K。(ⅰ)求細管的長度;(ⅱ)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度。7.[2019課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]如圖,一粗細均勻的12解析本題考查了氣體實驗定律內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識處理物理問

題的能力,體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中的科學(xué)推理要素。(ⅰ)設(shè)細管的長度為L,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時,設(shè)水銀柱上表面到管口的距

離為h1,被密封氣體的體積為V,壓強為p;細管倒置時,氣體體積為V1,壓強為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1

①由力的平衡條件有p=p0+ρgh

②p1=p0-ρgh

③式中,ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強。由題意有V=S(L-h1-h)

④V1=S(L-h)

⑤由①②③④⑤式和題給條件得L=41cm⑥答案(ⅰ)41cm(ⅱ)312K解析本題考查了氣體實驗定律內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力、應(yīng)13

=

⑦由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得T=312K⑧易錯警示

(1)研究對象是封閉部分的氣體,計算氣體壓強時應(yīng)注意氣體壓強、外部大氣壓強

還有液柱壓強之間的關(guān)系。(2)計算氣體體積時,2cm是細管中氣體長度的變化量,同時計算細

管中氣體長度時不能遺漏液柱長度2cm。(3)緩慢加熱時液柱緩慢移動,可以認為液柱處于平

衡狀態(tài)。(ⅱ)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋-呂薩克定律有?=??⑦(ⅱ)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋-148.(2018課標(biāo)Ⅰ,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①、②、

③、④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①中氣體的壓強逐漸減小B.過程②中氣體對外界做正功C.過程④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8.(2018課標(biāo)Ⅰ,33,15分)(1)(5分)如圖,一定15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。現(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當(dāng)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。

(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16解析(1)本題考查氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程。過程①是等容升溫過程,由

=

,可知壓強逐漸增大,A項錯誤。過程②中氣體膨脹,故氣體對外界做正功,B項正確。過程④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pb>pd,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①②③④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

①p0

=p2V2

②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。答案(17由已知條件得V1=

+

-

=

V

③V2=

-

=

④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

⑤聯(lián)立以上各式得m=

⑥審題指導(dǎo)

關(guān)鍵詞理解,隱含條件顯性化①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。②外界溫度保持不變,說明氣體做等溫變化。③流入液體產(chǎn)生的壓強p'=

。④K關(guān)閉,說明外部液體對氣體壓強不產(chǎn)生影響。由已知條件得189.[2018課標(biāo)Ⅱ,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?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0?，F(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。

9.[2018課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]如圖,一豎直放置的19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

=

①根據(jù)力的平衡條件有p1S=p0S+mg

②聯(lián)立①②式可得T1=

T0

③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

=

④式中V1=SH

⑤答案

T0(p0S+mg)h解析本題考查氣體實驗定律等知識。答案

??T0(p20V2=S(H+h)

⑥聯(lián)立③④⑤⑥式解得T2=

T0

⑦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

⑧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。“活塞剛好到達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)。V2=S(H+h)?⑥2110.(2018課標(biāo)Ⅲ,33,15分)(1)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

。

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)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(dāng)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左邊

氣體的壓強為12.0cmHg?，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。10.(2018課標(biāo)Ⅲ,33,15分)(1)如圖,一定量的理22解析(1)本題考查熱力學(xué)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(xué)第一定律

ΔU=Q+W,因ΔU>0,W<0,可知Q>0,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。知識歸納

熱力學(xué)常見用語的含義①理想氣體溫度升高:內(nèi)能增大。②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。③絕熱:沒有熱交換。④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'。答案(1)BCD(2)見解析解析(1)本題考查熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程。對于一23

由力的平衡條件有p1=p2+ρg(l1-l2)

①式中ρ為水銀密度,g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1'

②p2l2=pl2'

③兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1'-l1=l2-l2'

④由①②③④式和題給條件得l1'=22.5cm⑤l2'=7.5cm⑥?l1'=22.5cm⑤2411.(2017課標(biāo)Ⅰ,33,15分)(1)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11.(2017課標(biāo)Ⅰ,33,15分)(1)氧氣分子在0℃25C.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0~400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分

比較大(2)如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細管的中部,A、B的

頂部各有一閥門K1、K3,B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時,三個閥門

均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍

后關(guān)閉K1。已知室溫為27℃,汽缸導(dǎo)熱。(ⅰ)打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強;(ⅱ)接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置;(ⅲ)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20℃,求此時活塞下方氣體的壓強。C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形26答案(1)ABC(2)(ⅰ)

2p0(ⅱ)B的頂部(ⅲ)1.6p0

解析(1)本題考查氣體分子速率及分布率。每條曲線下面積的意義是各種速率的分子數(shù)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,大速率的分子數(shù)所占總分子

數(shù)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0~400m/s區(qū)間圖線下的面積

可知0℃時出現(xiàn)在0~400m/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。(2)本題考查氣體實驗定律。(ⅰ)設(shè)打開K2后,穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1,體積為V1。依題意,被活塞分開的兩部分氣

體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得p0V=p1V1

①(3p0)V=p1(2V-V1)

②聯(lián)立①②式得V1=

③p1=2p0

④(ⅱ)打開K3后,由④式知,活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2答案(1)ABC解析(1)本題考查氣體分子速率及分布率。27V)時,活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得(3p0)V=p2V2

⑤由⑤式得p2=

p0

⑥由⑥式知,打開K3后活塞上升直到B的頂部為止;此時p2為p2'=

p0。(ⅲ)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強為p3,氣體溫度從T1=300K升高到T2=320K的等容過程中,由

查理定律得

=

⑦將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得p3=1.6p0

⑧思路點撥

活塞封閉的氣體通過分析活塞的受力,利用平衡條件可獲得活塞兩側(cè)氣體壓強之間的關(guān)系。注意輕質(zhì)物體在

任意狀態(tài)下所受合外力均為0。V)時,活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得2812.[2017課標(biāo)Ⅱ,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ρ0,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。(ⅰ)求該熱氣球所受浮力的大小;(ⅱ)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;(ⅲ)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(ⅰ)Vgρ0

(ⅱ)Vgρ0

(ⅲ)Vρ0T0(

-

)-m0

12.[2017課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]一熱氣球體積為V29解析(ⅰ)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ρ0=

①在溫度為T時的體積為VT,密度為ρ(T)=

②由蓋—呂薩克定律得

=

③聯(lián)立①②③式得ρ(T)=ρ0

④氣球所受到的浮力為f=ρ(Tb)gV

⑤聯(lián)立④⑤式得f=Vgρ0

⑥解析(ⅰ)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30(ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為G=ρ(Ta)Vg

⑦聯(lián)立④⑦式得G=Vgρ0

⑧(ⅲ)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

⑨聯(lián)立⑥⑧⑨式得m=Vρ0T0(

-

)-m0

⑩(ⅱ)氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為3113.[2017課標(biāo)Ⅲ,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ρ,重力

加速度大小為g。求:(ⅰ)待測氣體的壓強;(ⅱ)該儀器能夠測量的最大壓強。

13.[2017課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]一種測量稀薄氣體32解析(ⅰ)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+

πd2l

①V1=

πd2h

②由力學(xué)平衡條件得p1=p+ρgh

③整個過程為等溫過程,由玻意耳定律得pV=p1V1

④聯(lián)立①②③④式得p=

⑤(ⅱ)由題意知h≤l

⑥答案(ⅰ)

(ⅱ)

解析(ⅰ)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住,設(shè)33聯(lián)立⑤⑥式有p≤

⑦該儀器能夠測量的最大壓強為pmax=

⑧聯(lián)立⑤⑥式有3414.[2016課標(biāo)Ⅰ,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Δ

p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=

,其中σ=0.070N/m?，F(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s

2。(ⅰ)求在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強差;(ⅱ)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。14.[2016課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]在水下氣泡內(nèi)空氣35解析(ⅰ)當(dāng)氣泡在水下h=10m處時,設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強差為Δp1,則Δp1=

①代入題給數(shù)據(jù)得Δp1=28Pa②(ⅱ)設(shè)氣泡在水下10m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Δp2,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

③由力學(xué)平衡條件有p1=p0+ρgh+Δp1

④p2=p0+Δp2

⑤氣泡體積V1和V2分別為V1=

π

⑥答案(ⅰ)28Pa(ⅱ)1.3解析(ⅰ)當(dāng)氣泡在水下h=10m處時,設(shè)其半徑為r1,氣36V2=

π

⑦聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得

=

⑧由②式知,Δpi?p0,i=1,2,故可略去⑧式中的Δpi項。代入題給數(shù)據(jù)得

=

≈1.3

⑨易錯點撥此題給出水下氣泡內(nèi)外的壓強差的關(guān)系式,對確定封閉氣體壓強帶來一定困難,既

要準(zhǔn)確表達,又要學(xué)會合理近似。V2=?π??⑦3715.[2016課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]一氧氣瓶的容積為0.08m3,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0.36m3。當(dāng)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15.[2016課標(biāo)Ⅱ,33(2),10分]一氧氣瓶的容積為38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

①重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3=V2-V1

②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

③設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為ΔV,則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/ΔV

④聯(lián)立①②③④式,并代入數(shù)據(jù)得N=4(天)

⑤解題指導(dǎo)解答此題的關(guān)鍵是將用去的氧氣在p2狀態(tài)下的體積轉(zhuǎn)化為在p0(1個大氣壓)狀態(tài)下

的體積,從而可以計算出氧氣在p0下的可用天數(shù)。易錯點撥沒有將開始時氧氣的體積轉(zhuǎn)化為1個大氣壓下的體積而直接進行計算,不在同一狀

態(tài)的氣體,不能直接進行計算。解析設(shè)氧氣開始時的壓強為p1,體積為V1,壓強變?yōu)閜2(23916.[2016課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的

輕活塞。初始時,管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱

高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截

面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強p0=75.0cmHg。環(huán)境溫

度不變。

16.[2016課標(biāo)Ⅲ,33(2),10分]一U形玻璃管豎直40解析設(shè)初始時,右管中空氣柱的壓強為p1,長度為l1;左管中空氣柱的壓強為p2=p0,長度為l2。

活塞被下推h后,右管中空氣柱的壓強為p1',長度為l1';左管中空氣柱的壓強為p2',長度為l2'。以

cmHg為壓強單位。由題給條件得p1=p0+(20.0-5.00)cmHg①l1'=

cm②由玻意耳定律得p1l1=p1'l1'

③聯(lián)立①②③式和題給條件得p1'=144cmHg④依題意p2'=p1'

⑤l2'=4.00cm+

cm-h

⑥由玻意耳定律得p2l2=p2'l2'

⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得h=9.42cm⑧審題指導(dǎo)由于環(huán)境溫度不變,玻璃管內(nèi)氣體發(fā)生的是等溫變化,適用規(guī)律是玻意耳定律,分別

以左管內(nèi)和右管內(nèi)氣體為研究對象,找出初末狀態(tài)參量,列出玻意耳定律方程即可求解。答案144cmHg9.42cm解析設(shè)初始時,右管中空氣柱的壓強為p1,長度為l1;左管中4117.[2015課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]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=2.50kg,橫截面積為S1=80.0cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=

1.50kg,橫截面積為S2=40.0cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0cm;汽缸外大氣的

壓強為p=1.00×105Pa,溫度為T=303K。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=495K?，F(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10m/s2。求(ⅰ)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;(ⅱ)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。

17.[2015課標(biāo)Ⅰ,33(2),10分]如圖,一固定的豎42解析(ⅰ)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

①V2=S2l

②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)

③故缸內(nèi)氣體的壓強不變。由蓋—呂薩克定律有

=

④聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得T2=330K⑤(ⅱ)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',由查理定理,有

=

⑥答案(ⅰ)330K(ⅱ)1.01×105Pa解析(ⅰ)設(shè)初始時氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸43聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得p'=1.01×105Pa⑦評分細則第(ⅰ)問6分,①②式各1分,③式2分,④⑤式各1分;第(ⅱ)問4分,⑥⑦式各2分。審題指導(dǎo)(ⅰ)在大活塞與大圓筒底部接觸前的過程,由于大氣壓不變,活塞重力不變,又忽略

摩擦力,則缸內(nèi)氣體為等壓變化,遵守蓋—呂薩克定律。(ⅱ)大活塞被卡住以后,氣體體積不再

變化,則封閉氣體遵守查理定律。聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得4418.[2017課標(biāo)Ⅱ,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考點三熱力學(xué)定律與能量守恒18.[2017課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)如圖,用隔45答案

ABD本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學(xué)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(xué)第一定律得ΔU=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,W>0,Q=0,故ΔU>0,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。答案

ABD本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學(xué)第4619.[2017課標(biāo)Ⅲ,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19.[2017課標(biāo)Ⅲ,33(1),5分](多選)如圖,一定47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:①根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=

W+Q,通過判斷做功和熱傳遞來得出內(nèi)能的變化情況;②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(xué)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ΔU<0,外界對氣體做功,即W>0,據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知Q<0,說明此過程中,氣體向外界放

熱,故E選項錯誤;bc過程為等溫變化,內(nèi)能不變,即ΔU=0,而體積V增大,即氣體對外做功,W<0,據(jù)

熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可知Q>0,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圖像答案

ABD判斷理想氣體的內(nèi)能變化情況可以通過兩種方4820.[2016課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是

。A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定

達到熱平衡20.[2016課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分](多選)關(guān)于熱力學(xué)49答案

BDE若氣體吸熱的同時對外做功,則其溫度不一定升高,選項A錯;做功是改變物體內(nèi)

能的途徑之一,選項B正確;理想氣體等壓膨脹,氣體對外做功,由理想氣體狀態(tài)方程

=C知,氣體溫度升高,內(nèi)能增加,故一定吸熱,選項C錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知選項D正確;如果兩個系

統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)與第三個系統(tǒng)的溫度均相等,則

這兩個系統(tǒng)之間也必定達到熱平衡,故選項E正確。易錯點撥(1)吸放熱與溫度的升降沒有直接因果關(guān)系;(2)內(nèi)能改變的兩個途徑為熱傳遞和做

功;(3)分析等壓膨脹過程的吸放熱時要分析其內(nèi)能的變化;(4)弄清熱平衡的含義。答案

BDE若氣體吸熱的同時對外做功,則其溫度不一定5021.[2016課標(biāo)Ⅱ,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21.[2016課標(biāo)Ⅱ,33(1),5分](多選)一定量的理51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Ta>Tc,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(ΔU=0),壓強變大,體積減小,外界對氣體做功

(W>0),由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,知Q<0,故為放熱過程且W=|Q|,C選項錯誤;過程da為等壓

變化,溫度升高,體積變大,氣體的內(nèi)能增大,ΔU>0,對外做功,W<0,由ΔU=W+Q,知該過程吸熱且

Q>|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=p·ΔV知,選項E正確。評析本題考查了氣體實驗定律、p-T圖像、熱力學(xué)第一定律。試題涉及的過程多,有一定的難度。答案

ABE由理想氣體狀態(tài)方程?=C知,p=?T,因5222.[2019課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分]某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可

視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同,壓強大于外界?，F(xiàn)使活塞緩慢移動,直

至容器中的空氣壓強與外界相同。此時,容器中空氣的溫度

(填“高于”“低于”或

“等于”)外界溫度,容器中空氣的密度

(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣

的密度。答案低于大于解析本題通過理想氣體狀態(tài)變化過程考查了熱力學(xué)定律與能量守恒定律,以及學(xué)生的綜合

分析與計算能力,體現(xiàn)了科學(xué)推理的核心素養(yǎng)要素。由題意可知,封閉氣體經(jīng)歷了絕熱膨脹的過程,此過程中氣體對外界做功,W<0,與外界的熱交

換為零,即Q=0,則由熱力學(xué)第一定律可知氣體內(nèi)能降低,而一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度

有關(guān),故其溫度降低,即容器中空氣的溫度低于外界溫度。由于此時容器中空氣壓強與外界相

同,而溫度低于外界溫度,若假設(shè)容器中空氣經(jīng)歷等壓升溫過程而達到與外界相同狀態(tài),由

=C可知其體積必然膨脹,則升溫后的容器中空氣密度必然比假設(shè)的等壓升溫過程前密度小,而

假設(shè)的等壓升溫過程后容器中空氣的密度等于外界空氣密度,故此時容器中空氣的密度大于

外界空氣的密度。22.[2019課標(biāo)Ⅰ,33(1),5分]某容器中的空氣被光531.(2019北京理綜,15,6分)下列說法正確的是

()A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和C.氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)D.氣體膨脹對外做功且溫度降低,分子的平均動能可能不變考點一分子動理論、內(nèi)能B組自主命題·省（區(qū)、市）卷題組1.(2019北京理綜,15,6分)下列說法正確的是?(54答案

A

本題為熱學(xué)中的基本概念的辨析問題,主要考查考生對物理觀念的理解能力,體現(xiàn)

了能量觀念、模型建構(gòu)等核心素養(yǎng)。溫度是分子平均動能的標(biāo)志,故A項正確;內(nèi)能是所有分子的分子動能與分子勢能的總和,B錯

誤;氣體壓強與氣體分子的平均動能和分子密集程度有關(guān),故C錯誤;氣體溫度降低,則氣體分子

的平均動能減小,故D錯誤。試題評析

物理觀念是物理學(xué)科重要的核心素養(yǎng)之一,體現(xiàn)著人們對客觀事實的基本認識。

這些認識往往以基本的物理概念呈現(xiàn),是否牢固掌握這些概念,體現(xiàn)著對物理認識水平的高低,

所以用辨析題目考查這些概念是高考中的常見形式。答案

A

本題為熱學(xué)中的基本概念的辨析問題,主要552.[2019江蘇單科,13A(1)](多選)在沒有外界影響的情況下,密閉容器內(nèi)的理想氣體靜置足夠長

時間后,該氣體

。A.分子的無規(guī)則運動停息下來B.每個分子的速度大小均相等C.分子的平均動能保持不變D.分子的密集程度保持不變答案CD本題考查了分子動理論與學(xué)生對分子動理論基本內(nèi)容的理解能力,體現(xiàn)了運動

與相互作用觀念的素養(yǎng)要素。由分子動理論的基本內(nèi)容可知,分子永不停息地做無規(guī)則運動,選項A錯誤;在無外界影響下,靜

置的理想氣體溫度不變,因此分子的平均動能不變,但每個分子的速度大小無法確定,選項B錯

誤,C正確;因靜置足夠長時間,分子無規(guī)則運動在各個位置的概率相等,故分子的密集程度保持

不變,選項D正確。2.[2019江蘇單科,13A(1)](多選)在沒有外界影響563.(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3.(2018北京理綜,14,6分)關(guān)于分子動理論,下列說法57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(biāo)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。

答案

C本題考查分子動理論。溫度是分子熱運動平均動能584.[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。4.[2015福建理綜,29(1),6分]下列有關(guān)分子動理論595.[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.Tb>Tc,Qab>Qac

B.Tb>Tc,Qab<QacC.Tb=Tc,Qab>Qac

D.Tb=Tc,Qab<Qac

考點二固體、液體、氣體答案

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(xué)第

一定律Q+W=ΔU知Qac<Qab,選項C正確。5.[2015福建理綜,29(2),6分]如圖,一定質(zhì)量的理606.[2019江蘇單科,13A(2)]由于水的表面張力,荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層

中,水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為

(選填“引力”或“斥力”)。分子勢能Ep和

分子間距離r的關(guān)系圖像如圖甲所示,能總體上反映小水滴表面層中水分子Ep的是圖中

(選填“A”“B”或“C”)的位置。

圖甲

圖乙6.[2019江蘇單科,13A(2)]由于水的表面張力,荷葉61解析本題考查了液體的表面張力,體現(xiàn)了運動和相互作用觀念的素養(yǎng)要素。液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,則液體表面層分子間作用力表現(xiàn)為分子間

引力。當(dāng)分子間引力和斥力相等時分子勢能最小,而此時分子力表現(xiàn)為引力,分子間距離應(yīng)大

于最小分子勢能對應(yīng)的距離,故應(yīng)是圖像中C位置。答案引力

C解析本題考查了液體的表面張力,體現(xiàn)了運動和相互作用觀念的素627.[2015山東理綜,37(2)]扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖,截面積為S

的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K,壓強為大氣壓強p0。當(dāng)封閉氣

體溫度上升至303K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強立

刻減為p0,溫度仍為303K。再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K。整個過程中封閉氣

體均可視為理想氣體。求:

(ⅰ)當(dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強;(ⅱ)當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力。7.[2015山東理綜,37(2)]扣在水平桌面上的熱杯蓋有63解析(ⅰ)以開始封閉的氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T0=300K,壓強為p0,末狀態(tài)

溫度T1=303K,壓強設(shè)為p1,由查理定律得

=

①代入數(shù)據(jù)得p1=

p0

②(ⅱ)設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m,剛好被頂起時,由平衡條件得p1S=p0S+mg

③放出少許氣體后,以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T2=303K,壓強p2=p

0,末狀態(tài)溫度T3=300K,壓強設(shè)為p3,由查理定律得

=

④設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得F+p3S=p0S+mg

⑤聯(lián)立②③④⑤式,代入數(shù)據(jù)得F=

p0S

⑥答案(ⅰ)

p0(ⅱ)

p0S解析(ⅰ)以開始封閉的氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫648.[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)能增大考點三熱力學(xué)定律與能量守恒答案

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。8.[2015重慶理綜,10(1),6分]某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時659.(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9.(2015廣東理綜,17,6分)(多選)圖為某實驗器材的66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(xué)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。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6710.[2019江蘇單科,13A(3)]如圖乙所示,一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A→B的等壓過程,B→C的絕熱

過程(氣體與外界無熱量交換),其中B→C過程中內(nèi)能減少900J。求A→B→C過程中氣體對外

界做的總功。答案1500J解析本題考查了熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用與學(xué)生的綜合分析能力和理解能力,體現(xiàn)了科學(xué)探

究中的問題和證據(jù)的素養(yǎng)要素。A→B過程,W1=-p(VB-VA),B→C過程,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,W2=ΔU,則氣體對外界做的總功W=-

(W1+W2),代入數(shù)據(jù)得W=1500J。10.[2019江蘇單科,13A(3)]如圖乙所示,一定質(zhì)量68考點一分子動理論、內(nèi)能C組教師專用題組1.(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(dāng)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)ρ=

可知,m不等,V相等,則ρ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(dāng)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。考點一分子動理論、內(nèi)能C組教師專用題組1.(2017上692.(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(biāo)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10μm、2.5μm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),PM1

0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1.0×10-6m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2.(2016北京理綜,20,6分)霧霾天氣是對大氣中各種懸70答案

C

PM10的直徑小于或等于10×10-6m=1.0×10-5m,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。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

C

PM10的直徑小于或等于10×10-6713.[2017江蘇單科,12A(2),12分]甲和乙圖是某同學(xué)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30s,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.[2017江蘇單科,12A(2),12分]甲和乙圖是某同72解析本題考查布朗運動。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30s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。答案甲乙

解析本題考查布朗運動。相同溫度的條件下,炭粒較大的其布朗運734.[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=p0×4πR2,故大氣層的

空氣總質(zhì)量m=

,空氣分子總數(shù)N=

NA=

。由于h?R,則大氣層的總體積V=4πR2h,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=

。4.[2015海南單科,15(1),4分]已知地球大氣層的厚745.(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(dāng)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)系無法判斷考點二固體、液體、氣體答案

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p>p0,打開閥

門,流出一些水銀后關(guān)閉閥門,當(dāng)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。易錯點撥

pV=C的應(yīng)用本題易錯點是誤認為右側(cè)管內(nèi)氣體壓強保持不變或始終大于p0。因右側(cè)管內(nèi)氣體封閉,由pV=

C可知,當(dāng)V增大時p減小。5.(2017上海單科,12,4分)如圖,豎直放置的U形管內(nèi)756.(2017上海單科,16)如圖,汽缸固定于水平面,用截面積為20cm2的活塞封閉一定量的氣體,活

塞與缸壁間摩擦不計。當(dāng)大氣壓強為1.0×105Pa、氣體溫度為87℃時,活塞在大小為40N、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)?/p>

N。

6.(2017上海單科,16)如圖,汽缸固定于水平面,用截面76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=1.2×105Pa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=1.0×105Pa對活塞列平衡狀態(tài)方程答案1.2×1050F+p0S=p2S得F=0N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777.[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(biāo)志,所以,溫度不變,氣體內(nèi)能不變。7.[2015江蘇單科,12A(2)]在裝有食品的包裝袋中充788.[2015海南單科,15(2),8分]如圖,一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面

上,開口向上,內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B;在A與B之間、B與容器底面之間分別封有

一定量的同樣的理想氣體,平衡時體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變,重力加速度大

小為g,外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣,致使B最終與容器底面接觸。求活塞A

移動的距離。

8.[2015海南單科,15(2),8分]如圖,一底面積為S79答案

解析初始狀態(tài)下A、B兩部分氣體的壓強分別設(shè)為pA0、pB0,則對活塞A、B由平衡條件可得:p0S+mg=pA0S

①pA0S+mg=pB0S

②最終狀態(tài)下兩部分氣體融合在一起,壓強設(shè)為p,體積設(shè)為V',對活塞A由平衡條件有p0S+mg=pS

③對兩部分氣體由理想氣體狀態(tài)方程可得pA0V+pB0V=pV'

④設(shè)活塞A移動的距離為h,則有V'=2V+hS

⑤聯(lián)立以上五式可得h=

答案

?解析初始狀態(tài)下A、B兩部分氣體的壓強分別設(shè)809.[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(biāo)準(zhǔn)大氣

壓、體積為1L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45L。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=0.5L因為0.45L<0.5L,故包裝袋漏氣。9.[2015江蘇單科,12A(3)]給某包裝袋充入氮氣后密8110.[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2.0×105Pa,經(jīng)歷A

→B→C→A的過程,整個過程中對外界放出61.4J熱量。求該氣體在A→B過程中對外界所做的

功。

考點三熱力學(xué)定律與能量守恒10.[2018江蘇單科,12A(3)]如圖所示,一定質(zhì)量的82解析本題考查V-T圖像和熱力學(xué)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(xué)第一定律ΔU=Q+W得WAB=-(Q+WCA)代入數(shù)據(jù)得WAB=-138.6J,即氣體對外界做的功為138.