2020年高考沖刺物理二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)學(xué)與練：熱學(xué)（附答案解析）

專題十三熱學(xué)

考情解讀

本專題主要解決的是分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律，并從宏觀和微觀角度理解固、液、氣三態(tài)

的性質(zhì)。新課程標(biāo)準(zhǔn)對本部分內(nèi)容要求較低，《考試說明》明確提出“在選考中不出現(xiàn)難題”，

高考命題的形式基本上都是小題的拼盤。

高考對本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①分子大小的估算；②分子動(dòng)理論

內(nèi)容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題；④氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡單計(jì)算；⑤固、液、氣三

態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學(xué)定律的理解和簡單計(jì)算；⑦油膜法測分子直徑等內(nèi)容。

預(yù)測高考會涉及在以下方面：利用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行微觀量估算和涉及分子動(dòng)理論內(nèi)

容的判斷性問題，以選擇填空題形式命題;氣體壓強(qiáng)為背景的微觀解釋問題，以簡答形式命題；

以理想氣體為研究對象考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)定律的問題，以計(jì)算題的形式命題。

重點(diǎn)知識梳理

知識點(diǎn)一、固體、液體、氣體微觀量的估算

1.固體、液體微觀量的估算

(1)分子數(shù)、分子質(zhì)量的計(jì)算

niV

分子數(shù)N=〃NA=嬴NA=WVA

分子質(zhì)量加=等,其中M)為摩爾質(zhì)量，%為摩爾體積，以為阿伏加德羅常數(shù).

(2)分子體積(分子所占空間)的估算方法

每個(gè)分子的體積V'=*=需，其中0為固體(或液體)的密度.

/VAPNR

(3)分子直徑的估算方法

如果把固體分子、液體分子看成球體，則分子直徑d=:黑=4黑；

如果把固體、液體分子看成立方體，則4=赤=\保.利用油酸在水面上形成的單層分

V

子膜，可得油酸分子的直徑其中V、S分別為油酸的體積和油膜的面積.

2.氣體分子微觀量的估算

v

(1)物質(zhì)的量”=*，V為氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，其單位為L.

(2)分子間距的估算方法：倘若氣體分子均勻分布，每個(gè)分子占據(jù)一定的空間，假設(shè)為立

方體，分子位于每個(gè)立方體的中心，則每個(gè)小立方體的邊長就是分子間距；假設(shè)氣體分子占有

的體積為球體，分子位于球體的球心，則分子間距等于每個(gè)球體的直徑.

特別提醒：(1)分子直徑的數(shù)量級為1()7°m,因此求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級上有意義.

(2)阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02xl()23moL,是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁.

知識點(diǎn)二、分子力做功及物體的內(nèi)能

1.分子力的特點(diǎn)

分子間作用力(指引力和斥力的合力)隨分子間距離變化而變化的規(guī)律是：

(1)廠<為時(shí)表現(xiàn)為斥力；

(2?=八)時(shí)分子力為零；

(3)r>r0時(shí)表現(xiàn)為引力；

(4)r>lOro以后，分子力變得

十分微弱，可以忽略不計(jì)，如圖11一1.

圖11-1

2.分子力做功的特點(diǎn)及勢能的變化

分子力做正功時(shí)分子勢能減小;分子力做負(fù)功時(shí)分子勢能增大.(所有勢能都有同樣結(jié)論:重

力做正功重力勢能減小、電場力做正功電勢能減小.)

由上面的分子力曲線可以得出如果以分子間距離為無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，則分子勢能隨

分子間距離而變化的圖象如圖11-2.可見分子勢能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢能也

變化.

3.物體的內(nèi)能及內(nèi)能變化

項(xiàng)目內(nèi)容備注

分子動(dòng)能各不相等

分子總動(dòng)能由分子個(gè)數(shù)和

溫度是分子

動(dòng)能溫度決定

平均動(dòng)能的標(biāo)志

內(nèi)r=ro時(shí),Ep最小

能分子力做正功,￡p減小

總與與分子個(gè)數(shù)、分子種

分子力做負(fù)功,與增大

勢能類、物體體積有關(guān)

分子力做功時(shí)，反和Ep相互轉(zhuǎn)化，但二者之

和不變

沒有熱傳遞時(shí)

做功

內(nèi)能實(shí)質(zhì):其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化

做功和熱傳遞在改變物體

的改沒有做功時(shí),Q=AU

內(nèi)能上是等效的

變熱傳遞實(shí)質(zhì):內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移

三種方式:傳導(dǎo)、對流、輻射

特別提醒：內(nèi)能與機(jī)械能不同.前者由物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)和分子間作用決定，與物體的溫度

和體積有關(guān)，具體值難確定，但永不為零；后者由物體的速度、物體間相互作用、物體質(zhì)量決

定，可以為零；內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.

知識點(diǎn)三、氣體性質(zhì)的比較

項(xiàng)目內(nèi)容備注

分子間距很大，作用力很弱

分子間碰撞頻繁,分子運(yùn)動(dòng)混亂對理想氣體，

氣體分子

溫度T-Ek,

運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)相等

內(nèi)能U8T

分子速率分布呈“中間多,兩頭少”

項(xiàng)目內(nèi)容備注

①T=7+273K

氣體的溫度

②T與/間隔相等，起點(diǎn)不同用于解釋氣

狀態(tài)

產(chǎn)生原因:大量分子頻繁碰撞器壁體定律

參量壓強(qiáng)

微觀決定因素:分子平均動(dòng)能、分子密集程度

知識點(diǎn)四、分子動(dòng)理論

1.分子動(dòng)理論的內(nèi)容：

(1)物體是由大量分子組成的：分子直徑的數(shù)量級為1()7°m.分子的大小可用油膜法估測：

將油酸分子看成一個(gè)個(gè)緊挨在一起的單分子層，若用V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積,

V

S為一滴油酸酒精溶液中純油酸的油膜面積，則分子直徑(大小)"=不

(2)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，既不是

固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象說明液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng).

(3)分子間同時(shí)存在著引力和斥力：二者均隨分子間距的增大而減小，且分子斥力隨分子

間距變化得比較顯著.分子力指引力和斥力的合力，當(dāng)「=為(數(shù)量級是10i°m)時(shí)，分子力為

零.

2.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋：氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子作用在單位面積器壁上的平均作用

力.其微觀決定因素是分子平均動(dòng)能和分子密集程度，宏觀決定因素是溫度和體積.

3.內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢能的總和.從微觀上看，物體內(nèi)能的大小由組

成物體的分子數(shù)、分子平均動(dòng)能和分子間距決定；從宏觀上看，物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量(摩

爾數(shù))、溫度和體積決定.

知識點(diǎn)五、熱力學(xué)定律

1.熱力學(xué)第一定律：AU=Q+W

AUWQ

正值負(fù)值正值負(fù)值正值負(fù)值

內(nèi)能內(nèi)能外界對系系統(tǒng)對外系統(tǒng)從外界系統(tǒng)向外界

增加減少統(tǒng)做功界做功吸收熱量放出熱量

2.熱力學(xué)第二定律：反映了涉及內(nèi)能的宏觀過程的不可逆性.

⑴克勞修斯表述（熱傳導(dǎo)的方向性）：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起

其他變化.

（2）開爾文表述（機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性）：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來

做功，而不引起其他變化.（第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成）

知識點(diǎn)六、氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體的狀態(tài)方程

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律：等溫變化——玻意耳定律：P|V1=P2%；等容變化—查理定律：

*等壓變化——蓋?呂薩克定律：只適用于一定質(zhì)量的氣體.

12V2-?2

2.理想氣體狀態(tài)方程：需=第或牛=C（恒量）.適用于一定質(zhì)量的理想氣體.

高頻考點(diǎn)突破

高頻考點(diǎn)一分子動(dòng)理論內(nèi)能

例1.（2019?北京卷）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(yùn)動(dòng)的劇烈程度

B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和

C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動(dòng)能可能不變

【變式探究】（多選）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快

B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)

C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的

【變式探究】下列有關(guān)分子動(dòng)理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，其中正確的是（)

A.分子間距離減小時(shí)分子勢能一定減小

B.溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈

C.物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)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

高頻考點(diǎn)二固體液體氣體

例2.（2018年江蘇卷）如圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水

中.紗布中的水在蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度.當(dāng)空氣溫度不變，若一

段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則.

A.空氣的相對濕度減小

B.空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)增大

C.空氣中水的飽和氣壓減小

D.空氣中水的飽和氣壓增大

【變式探究】（多選）下列說法正確的是（）

A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果

C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)

D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故

E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸

熱的結(jié)果

高頻考點(diǎn)三熱力學(xué)定律與能量守恒定律

例3.（2019?新課標(biāo)全國I卷）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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界。現(xiàn)使活塞緩

慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，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。

【變式探究】下列說法正確的是（）

A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小

B.物體對外做功，其內(nèi)能一定減小

C.物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加

D.物體放出熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能不變

【變式探究】某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大,

若這段時(shí)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

高頻考點(diǎn)四氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

例4、（2019?新課標(biāo)全國I卷）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在

室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)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0.13nA爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氤氣壓入到爐腔中。已知

每瓶僦氣的容積為3.2x10-2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5x107pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)

為2.0xl（）6pa；室溫溫度為27氨氣可視為理想氣體。

（1）求壓入氤氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

（2）將壓入氮?dú)夂蟮臓t腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。

【方法技巧】

1.理想氣體

理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，

宏觀描述

實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。

理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體

微觀描述

積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。

2.狀態(tài)方程

皿=*或叱=c

3.應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟

（1）明確研究對象，即某一定質(zhì)量的理想氣體。

（2）確定氣體在始末狀態(tài)的參量0、W、T|及P2、匕、72。

（3）由狀態(tài)方程列式求解。

（4）討論結(jié)果的合理性。

【變式探究】如圖是一種氣壓保溫瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。其中出水管很細(xì)，體積可忽略不計(jì)，

出水管口與瓶膽口齊平，用手按下按壓器時(shí)，氣室上方的小孔被堵塞，使瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大,

水在氣壓作用下從出水管口流出。最初瓶內(nèi)水面低于出水管口10cm,此時(shí)瓶內(nèi)氣體（含氣室）

的體積為2.0xl（）2cm3,已知水的密度為l.Oxdkg/n?,按壓器的自重不計(jì)，大氣壓強(qiáng)p0=

1.01xl05Pa,取g=10m/s2。

氣壓保溫瓶結(jié)構(gòu)圖

求:

⑴要使水從出水管口流出，瓶內(nèi)水面上方的氣體壓強(qiáng)的最小值；

⑵當(dāng)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.16x105pa時(shí)，瓶內(nèi)氣體體積的壓縮量。（忽略瓶內(nèi)氣體的溫度變化）

真題感悟

1.（2019?新課標(biāo)全國I卷）（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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界。現(xiàn)使

活塞緩慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，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。

2.（2019.新課標(biāo)全國I卷）（10分）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，

先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)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0.13n?,爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氤氣壓入到爐腔中。已

知每瓶氤氣的容積為3.2xl（y2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5xl（）7pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)

為2.0xl（）6pa；室溫溫度為27℃。氨氣可視為理想氣體。

（1）求壓入氤氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

（2）將壓入僦氣后的爐腔加熱到1227C,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。

3.（2019?新課標(biāo)全國II卷）（5分）如p-V圖所示，1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量

理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài)，對應(yīng)的溫度分別是乙、八、乙。用川、M、M分別表示這三個(gè)狀態(tài)

下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)撞擊容器壁上單位面積的次數(shù)，則MN2,TXT3,

N2Mo（填“大于”“小于”或“等于”）

P\

2Pl---J

I

r

dVx2VXV

4.（2019?新課標(biāo)全國II卷）（10分）如圖，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po和％,氫氣的體積為

2%，空氣的壓強(qiáng)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?dú)獾臏囟缺３植?/p>

變，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)；

（2）抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。

5.（2019?新課標(biāo)全國HI卷）（5分）用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)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

o實(shí)驗(yàn)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o

6.（2019?新課標(biāo)全國III卷）（10分）如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)

有一段高度為2.0cm的水銀柱，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(xì)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(qiáng)為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。

f||士2.0cm

2.0cm，

（1）求細(xì)管的長度；

（2）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(shí)密封氣體的溫度。

7.（2019?北京卷）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(yùn)動(dòng)的劇烈程度

B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和

C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動(dòng)能可能不變

8.（2019?江蘇卷）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(shí)間后，

該氣體

A.分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)停息下來

B.每個(gè)分子的速度大小均相等

C.分子的平均動(dòng)能保持不變

D.分子的密集程度保持不變

9.（2019.江蘇卷）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”）.分子勢能穌和分子間距

離/?的關(guān)系圖象如題13A-1圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子穌的是圖中（選

填”，，，，8”或，C，）的位置.

10.（2019?江蘇卷）如題13A-2圖所示，一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷A-8的等壓過程，B-C

的絕熱過程（氣體與外界無熱量交換）,其中3-C過程中內(nèi)能減少900J.求/—8-C過程中

氣體對外界做的總功.

（題13A-2圖）

1.（2018年北京卷）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

2.（2018年江蘇卷）如圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中.紗

布中的水在蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度.當(dāng)空氣溫度不變，若一段時(shí)間

后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則.

A.空氣的相對濕度減小

B.空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)增大

C.空氣中水的飽和氣壓減小

D.空氣中水的飽和氣壓增大

3.（2018年江蘇卷）一定量的氧氣貯存在密封容器中，在Ti和“溫度下其分子速率分布

的情況見右表.則「—（選填“大于""小于''或"等于"）T2.若約10%的氧氣從容器中泄漏，

泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1,則在泄漏后的容器中，速率處于400~500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)

占總分子數(shù)的百分比—（選填“大于”“小于”或“等于"）18.6%.

4.（2018年江蘇卷）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0xl（）5pa,經(jīng)

歷A-B-C-A的過程，整個(gè)過程中對外界放出61.4J熱量.求該氣體在A-8過程中對外界

所做的功.

力建的分，■占

速率區(qū)*

。分子■的n分比N

flit6

100IUF0714

32005411

200*300170

300-400174214

400-M0204

900-600191

600-70092

700-80045

800-9004620

900以上3909

5.（2018年全國I卷）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(dá)狀態(tài)e,對此氣體，下列說法正確的是

A.過程①中氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小

6.（2018年全國I卷）如圖，容積為丫的汽缸由導(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(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門Ko

開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為po,現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流

VV

入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為巧寸，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了1不計(jì)

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。

7.（2018年全國H卷）對于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是o

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(yùn)動(dòng)的動(dòng)能

D.氣體體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變

E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能

8.（2018年全國n卷）如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內(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(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。

己知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)他們之間的摩擦。開

始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為po,溫度均為公。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸

中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)氣缸內(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。

b

9.（2018年全國HI卷）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)”變化到狀態(tài)力，其過程如p-V圖

中從a到b的直線所示。在此過程中0

OV

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

1.12017.北京卷】以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說法正確的是

A.水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈

B.水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止

C.水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈

D.水的溫度升高，每一個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會增大

2.12017.新課標(biāo)I卷】氧氣分子在0℃和100°C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。（填

正確答案標(biāo)號。選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最

低得分為0分）

單位速率何隰的分子數(shù)

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(dòng)能較小的情形

C.圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)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(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0~40。111/5區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的

百分比較大

3.12017.新課標(biāo)H卷】如圖，用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分，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。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)氣缸。待氣體達(dá)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(gè)系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是

(選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得

分為0分)。

隔板

活塞

理想真空

氣體

A.氣體自發(fā)擴(kuò)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(kuò)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(dòng)能不變

4.【2017?江蘇卷】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其V-T圖象

如圖12A-1圖所示.下列說法正確的有.

(A)A-3的過程中，氣體對外界做功

(B)A—8的過程中，氣體放出熱量

（C）8-C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變

（D）A—8-C的過程中，氣體內(nèi)能增加

5.12017,新課標(biāo)HI卷】（5分）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。出發(fā)，經(jīng)過等容過

程"到達(dá)狀態(tài)力，再經(jīng)過等溫過程歷到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程或回到狀態(tài)下列說法

正確的是（填正確答案標(biāo)號。選對1個(gè)得2分，選對2個(gè)得4分，選對3個(gè)得5分。

每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。

A.在過程必中氣體的內(nèi)能增加

B.在過程ca中外界對氣體做功

C.在過程時(shí)中氣體對外界做功

D.在過程be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

6.12017?江蘇卷】題12A-2（甲）和（乙）圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中

炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)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

（題12A-2圖）

7.12017?江蘇卷】科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究生物蛋白分子.資料顯示，

某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol,其分子可視為半徑為3xl0-9m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)

為6.0x1023mo「.請估算該蛋白的密度.(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

8.12017.新課標(biāo)I卷】如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,

閥門心位于細(xì)管的中部，A、8的頂部各有一閥門&、K3；8中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)

量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3,通過K]

給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓po的3倍后關(guān)閉K|。已知室溫為27℃,汽缸導(dǎo)

(i)打開K2,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；

(ii)接著打開K3,求穩(wěn)定時(shí)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(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。

9.12017.新課標(biāo)H卷】一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為7；的熱空氣，氣球外冷空氣

的溫度為已知空氣在1個(gè)大氣壓、溫度To時(shí)的密度為"0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為

1個(gè)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)量為兩，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。

10.【2017.新課標(biāo)HI卷】一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)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(xì)管Ki和長長為/,頂端封閉，&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(shí)，M與K2相通；逐漸提升R,直到K2

中水銀面與Ki頂端等高，此時(shí)水銀己進(jìn)入K1,且K]中水銀面比頂端低力，如圖(b)所示。

設(shè)測量過程中溫度、與&相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知Ki和員的內(nèi)徑均為d,M

的容積為%，水銀的密度為小重力加速度大小為g。求：

與待測氣體連通與待測氣體連通

(i)待測氣體的壓強(qiáng);

(ii)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)。

專題十三熱學(xué)

考情解讀

本專題主要解決的是分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律，并從宏觀和微觀角度理解固、液、氣三態(tài)

的性質(zhì)。新課程標(biāo)準(zhǔn)對本部分內(nèi)容要求較低，《考試說明》明確提出“在選考中不出現(xiàn)難題”，

高考命題的形式基本上都是小題的拼盤。

高考對本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：①分子大小的估算；②分子動(dòng)理論

內(nèi)容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題；④氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡單計(jì)算；⑤固、液、氣三

態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學(xué)定律的理解和簡單計(jì)算；⑦油膜法測分子直徑等內(nèi)容。

預(yù)測高考會涉及在以下方面：利用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行微觀量估算和涉及分子動(dòng)理論內(nèi)

容的判斷性問題，以選擇填空題形式命題;氣體壓強(qiáng)為背景的微觀解釋問題，以簡答形式命題；

以理想氣體為研究對象考查氣體性質(zhì)和熱力學(xué)定律的問題，以計(jì)算題的形式命題。

重點(diǎn)知識梳理

知識點(diǎn)一、固體、液體、氣體微觀量的估算

1.固體、液體微觀量的估算

⑴分子數(shù)、分子質(zhì)量的計(jì)算

分子數(shù)N=〃NA=E”A="^NA

分子質(zhì)量加=粉，其中M)為摩爾質(zhì)量，片為摩爾體積，以為阿伏加德羅常數(shù).

N人

(2)分子體積(分子所占空間)的估算方法

每個(gè)分子的體積丫'=熱=粵，其中p為固體(或液體)的密度.

/VApivR

(3)分子直徑的估算方法

如果把固體分子、液體分子看成球體，則分子直徑。=:忤=:庶；

如果把固體、液體分子看成立方體，則4=赤=:保?利用油酸在水面上形成的單層分

V

子膜，可得油酸分子的直徑其中V、S分別為油酸的體積和油膜的面積.

2.氣體分子微觀量的估算

V

(1)物質(zhì)的量〃=不工，V為氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，其單位為L.

(2)分子間距的估算方法：倘若氣體分子均勻分布，每個(gè)分子占據(jù)一定的空間，假設(shè)為立

方體，分子位于每個(gè)立方體的中心，則每個(gè)小立方體的邊長就是分子間距；假設(shè)氣體分子占有

的體積為球體，分子位于球體的球心，則分子間距等于每個(gè)球體的直徑.

特別提醒：(1)分子直徑的數(shù)量級為107°m,因此求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級上有意義.

(2)阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02X1()23moL,是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁.

知識點(diǎn)二、分子力做功及物體的內(nèi)能

1.分子力的特點(diǎn)

分子間作用力(指引力和斥力的合力)隨分子間距離變化而變化的規(guī)律是：

(l)r<ro時(shí)表現(xiàn)為斥力；

(2?=為時(shí)分子力為零；

(3?>為時(shí)表現(xiàn)為引力；

(4)r>l(ko以后，分子力變得

十分微弱，可以忽略不計(jì)，如圖11-1.

2.分子力做功的特點(diǎn)及勢能的變化

分子力做正功時(shí)分子勢能減小;分子力做負(fù)功時(shí)分子勢能增大.（所有勢能都有同樣結(jié)論:重

力做正功重力勢能減小、電場力做正功電勢能減小.）

由上面的分子力曲線可以得出如果以分子間距離為無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，則分子勢能隨

分子間距離而變化的圖象如圖11-2.可見分子勢能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢能也

變化.

3.物體的內(nèi)能及內(nèi)能變化

項(xiàng)目內(nèi)容備注

分子動(dòng)能各不相等

分子分子總動(dòng)能由分子個(gè)數(shù)和

溫度是分子

動(dòng)能溫度決定

平均動(dòng)能的標(biāo)志

內(nèi)

r=ro時(shí),Ep最小

能

分子分子力做正功,與減小總與與分子個(gè)數(shù)、分子種

勢能分子力做負(fù)功,與增大類、物體體積有關(guān)

分子力做功時(shí)，反和穌相互轉(zhuǎn)化，但二者之

和不變

沒有熱傳遞時(shí),W=AU

做功

內(nèi)能實(shí)質(zhì):其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化

做功和熱傳遞在改變物體

的改沒有做功時(shí),Q=AU

內(nèi)能上是等效的

變熱傳遞實(shí)質(zhì):內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移

三種方式:傳導(dǎo)、對流、輻射

特別提醒：內(nèi)能與機(jī)械能不同.前者由物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)和分子間作用決定，與物體的溫度

和體積有關(guān)，具體值難確定，但永不為零；后者由物體的速度、物體間相互作用、物體質(zhì)量決

定，可以為零；內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.

知識點(diǎn)三、氣體性質(zhì)的比較

項(xiàng)目內(nèi)容備注

分子間距很大，作用力很弱

分子間碰撞頻繁,分子運(yùn)動(dòng)混亂對理想氣體，

氣體分子

溫度T0cE%

運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)相等

內(nèi)能U8T

分子速率分布呈“中間多，兩頭少”

項(xiàng)目內(nèi)容備注

①T=f+273K

氣體的溫度

②T與，間隔相等，起點(diǎn)不同用于解釋氣

狀態(tài)

產(chǎn)生原因:大量分子頻繁碰撞器壁體定律

參量壓強(qiáng)

微觀決定因素:分子平均動(dòng)能、分子密集程度

知識點(diǎn)四、分子動(dòng)理論

1.分子動(dòng)理論的內(nèi)容:

（1）物體是由大量分子組成的:分子直徑的數(shù)量級為l（）T°m.分子的大小可用油膜法估測:

將油酸分子看成一個(gè)個(gè)緊挨在一起的單分子層，若用V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積,

S為一滴油酸酒精溶液中純油酸的油膜面積，則分子直徑（大小

（2）分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，既不是

固體分子的運(yùn)動(dòng)，也不是液體分子的運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象說明液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng).

（3）分子間同時(shí)存在著引力和斥力：二者均隨分子間距的增大而減小，且分子斥力隨分子

間距變化得比較顯著.分子力指引力和斥力的合力，當(dāng)r=ro（數(shù)量級是10T°m）時(shí)，分子力為

零.

2.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋：氣體壓強(qiáng)是大量氣體分子作用在單位面積器壁上的平均作用

力.其微觀決定因素是分子平均動(dòng)能和分子密集程度，宏觀決定因素是溫度和體積.

3.內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能與分子勢能的總和.從微觀上看，物體內(nèi)能的大小由組

成物體的分子數(shù)、分子平均動(dòng)能和分子間距決定；從宏觀上看，物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量（摩

爾數(shù)）、溫度和體積決定.

知識點(diǎn)五、熱力學(xué)定律

1.熱力學(xué)第一定律：AU=Q+W

AUWQ

正值負(fù)值正值負(fù)值正值負(fù)值

內(nèi)能內(nèi)能外界對系系統(tǒng)對外系統(tǒng)從外界系統(tǒng)向外界

增加減少統(tǒng)做功界做功吸收熱量放出熱量

2.熱力學(xué)第二定律：反映了涉及內(nèi)能的宏觀過程的不可逆性.

⑴克勞修斯表述（熱傳導(dǎo)的方向性）：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起

其他變化.

（2）開爾文表述（機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性）：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來

做功，而不引起其他變化.（第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成）

知識點(diǎn)六、氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體的狀態(tài)方程

1.氣體實(shí)驗(yàn)定律：等溫變化——玻意耳定律：piVi=p2%;等容變化—查理定律：

親；等壓變化——蓋?呂薩克定律：口=2只適用于一定質(zhì)量的氣體.

12V211

2.理想氣體狀態(tài)方程：需=第或牛=C（恒量）.適用于一定質(zhì)量的理想氣體.

高頻考點(diǎn)突破

高頻考點(diǎn)一分子動(dòng)理論內(nèi)能

例1.（2019?北京卷）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(yùn)動(dòng)的劇烈程度

B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和

C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)

D.氣體膨脹對外做功且溫度降低，分子的平均動(dòng)能可能不變

【答案】A

【解析】根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志確定氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的程度和分子平均動(dòng)能變化,

內(nèi)能是分子平均動(dòng)能和分子勢總和，由氣體壓強(qiáng)宏觀表現(xiàn)確定壓強(qiáng)。A.溫度是分子平均動(dòng)能

標(biāo)志，所以溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，故A正確；B.內(nèi)能是物體中所

有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢能之和，故B錯(cuò)誤；C.由壓強(qiáng)公式=可知，氣

體壓強(qiáng)除與分子平均動(dòng)能（溫度）有關(guān)，還與體積有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D.溫度是分子平均動(dòng)能

的標(biāo)志，所以溫度降低，分子平均動(dòng)能一定變小，故D錯(cuò)誤。

【變式探究】（多選）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快

B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)

C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的

D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生

E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的

【解析】根據(jù)分子動(dòng)理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物

質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，故C正確、B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和

固體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無

規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，故E錯(cuò)誤.

【答案】ACD

【變式探究】下列有關(guān)分子動(dòng)理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，其中正確的是（）

A.分子間距離減小時(shí)分子勢能一定減小

B.溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈

c.物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)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

【解析】當(dāng)分子間距離rVro時(shí)，r減小，分子勢能增大，當(dāng)時(shí)，廠減小，分子勢能減

小，故A錯(cuò)誤；溫度越高，物體中分子的平均動(dòng)能越大，分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B正確，溫度

越高，熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例越大，故C錯(cuò)誤；非晶體和多晶體具有各向

同性的特點(diǎn)，單晶體具有各向異性的特點(diǎn)，故D錯(cuò)誤.

【答案】B

高頻考點(diǎn)二固體液體氣體

例2.（2018年江蘇卷）如圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水

中.紗布中的水在蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度.當(dāng)空氣溫度不變，若一

段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則.

A.空氣的相對濕度減小

B.空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)增大

C.空氣中水的飽和氣壓減小

D.空氣中水的飽和氣壓增大

【答案】A

【解析】溫度計(jì)示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快，空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因空氣

的飽和氣壓只與溫度有關(guān)，空氣溫度不變，所以飽和氣壓不變，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)相對濕

度的定義，空氣的相對濕度減小，選項(xiàng)A正確。

【變式探究】（多選）下列說法正確的是（）

A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)

B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果

C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)

D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故

E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸

熱的結(jié)果

【解析】水中花粉的布朗運(yùn)動(dòng)，反映的是水分子的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則A項(xiàng)錯(cuò)；正是表面張力

使空中雨滴呈球形，則B項(xiàng)正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性，液晶顯示器正是利用了這種

性質(zhì)，C項(xiàng)正確；高原地區(qū)大氣壓較低，對應(yīng)的水的沸點(diǎn)較低，D項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)榧啿贾械乃?/p>

發(fā)吸熱，則同樣環(huán)境下濕泡溫度計(jì)顯示的溫度較低，E項(xiàng)正確.

【答案】BCE

高頻考點(diǎn)三熱力學(xué)定律與能量守恒定律

例3.（2019.新課標(biāo)全國I卷）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(shí)容器中空氣的溫度與外界相同，壓強(qiáng)大于外界?，F(xiàn)使活塞緩

慢移動(dòng)，直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界相同。此時(shí)，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】由題意可知，容器與活塞絕熱性能良好，容器內(nèi)氣體與外界不發(fā)生熱交換，故

△2=°,但活塞移動(dòng)的過程中，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，則容器內(nèi)氣體正在膨脹，體積增大，

氣體對外界做功，即W<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：△。=AQ+W<0,故容器內(nèi)氣體內(nèi)能

減小，溫度降低，低于外界溫度。最終容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)和外界氣體壓強(qiáng)相同，根據(jù)理想氣體狀

mPm

p=-p=

態(tài)方程：PV=nR「又V,〃?為容器內(nèi)氣體質(zhì)量。聯(lián)立得：nRT,取容器外界質(zhì)量

也為利的一部分氣體，由于容器內(nèi)溫度T低于外界溫度，故容器內(nèi)氣體密度大于外界。

【變式探究】下列說法正確的是（）

A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小

B.物體對外做功，其內(nèi)能一定減小

C.物體吸收熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能增加

D.物體放出熱量，同時(shí)對外做功，其內(nèi)能可能不變

【解析】由熱力學(xué)第一定律AU=W+。可知，改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱

傳遞.若物體放熱。<0,但做功W未知，所以內(nèi)能不一定減小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體對外做功卬

V0,但。未知，所以內(nèi)能不一定減小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物體吸收熱量Q>0,同時(shí)對外做功W

<0,（W+。）可正、可負(fù)，所以內(nèi)能可能增加，故c選項(xiàng)正確；物體放出熱量。<0,同時(shí)

對外做功W<0，所以△〃<（）,即內(nèi)能一定減小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.

【答案】C

【變式探究】某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的，且車胎體積增大，若

這段時(shí)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

【解析】車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi)氣體內(nèi)能增

大，D項(xiàng)正確.

【答案】D

高頻考點(diǎn)四氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

例4、（2019.新課標(biāo)全國I卷）熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在

室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)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0.13nA爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氤氣壓入到爐腔中。已知

每瓶氤氣的容積為3.2xl（y2m3,使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5xl（）7pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)

為2.0x106pa；室溫溫度為27氮?dú)饪梢暈槔硐霘怏w。

（1）求壓入氤氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強(qiáng)；

（2）將壓入氤氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。

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【答案】（1）p2=3,2xl0Pa（2）/?3=1.6xl0Pa

【解析】（1）設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為％,壓強(qiáng)為po；使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)

為0。假設(shè)體積為％、壓強(qiáng)為po的氣體壓強(qiáng)變?yōu)?時(shí)，其體積膨脹為由玻意耳定律

PoVo=PiV|①

被壓入進(jìn)爐腔的氣體在室溫和pi條件下的體積為

②

設(shè)10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強(qiáng)為P2,體積為匕。由玻意耳定律

p2V2=10口"③

聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得

7

p2=3.2xl0Pa④

(2)設(shè)加熱前爐腔的溫度為To,加熱后爐腔溫度為心，氣體壓強(qiáng)為P3，由查理定律

Pi=P2

刀”⑤

聯(lián)立④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)得

8

p3=1.6xlOPa⑥

【方法技巧】

1.理想氣體

理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，

宏觀描述

實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。