2018年高考物理二轮复习专题12分子动理论气体及热力学定律讲学案.docx

专题12 分子动理论 气体及热力学定律本专题主要解决的是分子动理论和热力学定律，并从宏观和微观角度理解固、液、气三态的性质。新课程标准对本部分内容要求较低，考试说明明确提出“在选考中不出现难题”，高考命题的形式基本上都是小题的拼盘。高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：分子大小的估算；分子动理论内容的理解；物态变化中的能量问题；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解；热力学定律的理解和简单计算；油膜法测分子直径等内容。 预测2017年高考会涉及在以下方面：利用阿伏伽德罗常数进行微观量估算和涉及分子动理论内容的判断性问题，以选择填空题形式命题；气体压强为背景的微观解释问题，以简答形式命题；以理想气体为研究对象考查气体性质和热力学定律的问题，以计算题的形式命题。一、固体、液体、气体微观量的估算1固体、液体微观量的估算(1)分子数、分子质量的计算分子数NnNANANA分子质量m，其中M0为摩尔质量，V0为摩尔体积，NA为阿伏加德罗常数(2)分子体积(分子所占空间)的估算方法每个分子的体积V，其中为固体(或液体)的密度(3)分子直径的估算方法如果把固体分子、液体分子看成球体，则分子直径d；如果把固体、液体分子看成立方体，则d.利用油酸在水面上形成的单层分子膜，可得油酸分子的直径d，其中V、S分别为油酸的体积和油膜的面积2气体分子微观量的估算(1)物质的量n，V为气体在标准状况下的体积，其单位为L.(2)分子间距的估算方法：倘若气体分子均匀分布，每个分子占据一定的空间，假设为立方体，分子位于每个立方体的中心，则每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距等于每个球体的直径特别提醒：(1)分子直径的数量级为1010 m，因此求出的数据只在数量级上有意义 (2)阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁 二、分子力做功及物体的内能 1分子力的特点 分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离变化而变化的规律是： (1)rr0时表现为引力； (4)r10r0以后，分子力变得 十分微弱，可以忽略不计，如图111. 图1112分子力做功的特点及势能的变化 分子力做正功时分子势能减小;分子力做负功时分子势能增大.(所有势能都有同样结论:重力做正功重力势能减小、电场力做正功电势能减小.) 图112由上面的分子力曲线可以得出如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变化的图象如图112.可见分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化 3物体的内能及内能变化 项目 内容 备注 内能 分子 动能 分子动能各不相等 分子总动能由分子个数和温度决定 温度是分子 平均动能的标志 分子 势能 rr0时,Ep最小 总Ep与分子个数、分子种类、物体体积有关 分子力做正功,Ep减小 分子力做负功,Ep增大 分子力做功时,Ek和Ep相互转化,但二者之和不变 内能的改变 做功 没有热传递时,WU 做功和热传递在改变物体内能上是等效的 实质:其他形式的能与内能的相互转化 热传递 没有做功时,QU 实质:内能在物体间的转移 三种方式:传导、对流、辐射 特别提醒：内能与机械能不同前者由物体内分子运动和分子间作用决定，与物体的温度和体积有关，具体值难确定，但永不为零；后者由物体的速度、物体间相互作用、物体质量决定，可以为零；内能和机械能在一定条件下可以相互转化 三、气体性质的比较 项目 内容 备注 气体分子运动的特点 分子间距很大,作用力很弱 对理想气体,温度TEk,内能UT 分子间碰撞频繁,分子运动混乱 向各个方向 运动的分子数相等 分子速率分布呈 “中间多,两头少” 项目 内容 备注 气体的状态参量 温度 Tt273 K T与t间隔相等,起点不同 用于解释气体定律 压强 产生原因:大量分子频繁碰撞器壁 微观决定因素:分子平均动能、分子密集程度 四、分子动理论1分子动理论的内容：(1)物体是由大量分子组成的：分子直径的数量级为1010 m分子的大小可用油膜法估测：将油酸分子看成一个个紧挨在一起的单分子层，若用V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的油膜面积，则分子直径(大小)d.(2)分子永不停息地做无规则运动：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动(3)分子间同时存在着引力和斥力：二者均随分子间距的增大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著分子力指引力和斥力的合力，当rr0(数量级是1010m)时，分子力为零2气体压强的微观解释：气体压强是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力其微观决定因素是分子平均动能和分子密集程度，宏观决定因素是温度和体积3内能：物体内所有分子的动能与分子势能的总和从微观上看，物体内能的大小由组成物体的分子数、分子平均动能和分子间距决定；从宏观上看，物体内能的大小由物质的量(摩尔数)、温度和体积决定五、热力学定律1热力学第一定律：UQWUWQ正值负值正值负值正值负值内能增加内能减少外界对系统做功系统对外界做功系统从外界吸收热量系统向外界放出热量2.热力学第二定律：反映了涉及内能的宏观过程的不可逆性(1)克劳修斯表述(热传导的方向性)：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(2)开尔文表述(机械能和内能转化的方向性)：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化(第二类永动机不可能制成)六、气体实验定律与理想气体的状态方程1气体实验定律：等温变化玻意耳定律：p1V1p2V2；等容变化查理定律：；等压变化盖吕萨克定律：.只适用于一定质量的气体2理想气体状态方程：或C(恒量)适用于一定质量的理想气体考点一分子动理论内能例1. 【2017北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C【变式探究】（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（）A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误.答案ACD【变式探究】2015福建理综，29（1），6分下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（）A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性答案B考点二固体液体气体例2. 【2017江苏卷】题12A2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同比较两张图片可知：若水温相同，_（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈【答案】甲 乙【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈【变式探究】（多选）下列说法正确的是（）A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变答案BCD【变式探究】2014新课标全国，33（1），5分（难度）（多选）下列说法正确的是（）A.悬浮在水中的花粉的布朗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水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A项错；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E项正确.答案BCE考点三热力学定律与能量守恒定律例3. 【2017江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图12A1图所示下列说法正确的有_（A）AB的过程中，气体对外界做功（B）AB的过程中，气体放出热量（C）BC的过程中，气体压强不变（D）ABC的过程中，气体内能增加【答案】BC【解析】由图知AB的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以A错误；根据热力学定律知，AB的过程中，气体放出热量，B正确；BC的过程为等压变化，气体压强不变，C正确；ABC的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误【变式探究】下列说法正确的是（）A.物体放出热量，其内能一定减小B.物体对外做功，其内能一定减小C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变答案C【变式探究】2015重庆理综,10（1），6分（难度）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（）A.外界对胎内气体做功，气体内能减小B.外界对胎内气体做功，气体内能增大C.胎内气体对外界做功，内能减小D.胎内气体对外界做功，内能增大解析车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确.答案D1【2017北京卷】以下关于热运动的说法正确的是A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B水凝结成冰后，水分子的热运动停止C水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】C2【2017新课标卷】（5分）氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】ABC【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0 ，实线是100 对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确。3【2017新课标卷】（5分）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是_（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD4【2017江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其VT图象如图12A1图所示下列说法正确的有_（A）AB的过程中，气体对外界做功（B）AB的过程中，气体放出热量（C）BC的过程中，气体压强不变（D）ABC的过程中，气体内能增加【答案】BC【解析】由图知AB的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以A错误；根据热力学定律知，AB的过程中，气体放出热量，B正确；BC的过程为等压变化，气体压强不变，C正确；ABC的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误5【2017新课标卷】（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A在过程ab中气体的内能增加B在过程ca中外界对气体做功C在过程ab中气体对外界做功D在过程bc中气体从外界吸收热量E在过程ca中气体从外界吸收热量【答案】ABD6【2017江苏卷】题12A2（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同比较两张图片可知：若水温相同，_（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈【答案】甲 乙【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈7【2017江苏卷】科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol，其分子可视为半径为3109 m的球，已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol1请估算该蛋白的密度（计算结果保留一位有效数字）【答案】8【2017新课标卷】（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的压强。【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0【解析】（i）设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得联立式得（ii）打开K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为9【2017新课标卷】（10分）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【答案】（i） （ii） （iii）【解析】（i）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为温度为T时的体积为VT，密度为：由盖-吕萨克定律可得：联立解得：气球所受的浮力为：联立解得：()气球内热空气所受的重力：联立解得：()设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：mg=fGm0g联立可得：10【2017新课标卷】（10分）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2。K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变。已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。【答案】（i） （ii）（ii）由题意知联立式有该仪器能够测量的最大压强为1【2016北京卷】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化据此材料，以下叙述正确的是()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【解析】10 m1.0105 m，选项A不正确题目的信息PM10的浓度随高度的增加而略有减小，这表明PM10的分布具有任意性，也就是说受分子力和重力的大小关系具有任意性，选项B不正确PM10和大悬浮颗粒肉眼均不可见，而且受气体分子的撞击的影响较大，其运动具有很强的无规则性，可以认为是布朗运动，选项C正确PM2.5与PM10相比，密度相同，颗粒更小，那么PM2.5做布朗运动更明显，而分布应该更加均匀，不会高度越高浓度越大，选项D不正确2【2016江苏卷】A【选修33】(2)如图1甲所示，在斯特林循环的p V图像中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成，BC的过程中，单位体积中的气体分子数目_(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A对应的是_(选填“”或“”). 图1A.（2）【答案】不变【解析】BC过程中由于气体分子总数不变，体积也不变，因此单位体积中的气体分子数目也不变根据理想气体状态方程可得TATD，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线表示速率较小的分子数目多，也就是分子平均动能较小，所以图线对应状态A.3【2016全国卷】【物理选修33】(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p，其中0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p01.0105 Pa，水的密度1.0103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值【答案】(i)28 Pa(ii)1.3【解析】(i)当气泡在水下h10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p1代入题给数据得p128 Pa(ii)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2由力学平衡条件有p1p0ghp1p2p0p2气泡体积V1和V2分别为V1rV2r联立式得由式知，p1p0，i1，2，故可略去式中的p1项，代入题给数据得1.34.【2016全国卷】【物理选修33】(2)(10分)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5 【2016全国卷】【物理选修33】(2)一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg.环境温度不变【答案】144 cmHg9.42 cm【解析】设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位由题给条件得p1p0(20.05.00) cmHgl1 cm由玻意耳定律得p1l1p1l1联立式和题给条件得p1144 cmHg依题意p2p1l24.00 cm cmh由玻意耳定律得p2l2 p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm6【2016江苏卷】A【选修33】(1)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为_A压强变小B压强不变C一直是饱和汽D变为未饱和汽A.（1）【答案】AC7【2016全国卷】【物理选修33】(1)关于热力学定律，下列说法正确的是_A气体吸热后温度一定升高B对气体做功可以改变其内能C理想气体等压膨胀过程一定放热D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【答案】BDE 【解析】气体吸热，若同时对外做功，则温度一可能降低，故A错误；改变气体的内能的方式有两种：做功和热传递，故B正确；理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故C错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也一定达到热平衡，否则就不会与第三个系统达到热平衡，故E正确8【2016全国卷】【物理选修33】 (1)一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p T图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是_图1A气体在a、c两状态的体积相等B气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功9 【2016全国卷】【物理选修33】(1)关于气体的内能，下列说法正确的是_A质量和温度都相同的气体，内能一定相同B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C气体被压缩时，内能可能不变D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加10【2016江苏卷】A【选修33】(3)如图甲所示，在AB和DA的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J在BC和CD的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J求气体完成一次循环对外界所做的功A.（3）【答案】8 J【解析】完成一次循环气体内能不变，则U0，吸收的热量Q(2012420) J8 J，由热力学第一定律UQW得，W8 J，气体对外做功8 J.【2015上海4】1一定质量的理想气体在升温过程中A分子平均势能减小 B每个分子速率都增大C分子平均动能增大 D分子间作用力先增大后减小1【答案】C【解析】一定质量的理想气体，分子势能不计，故A错误；在升温过程中，分了的平均动能增大，但不是每个分子的动能增大，故B错误，C正确；理想气体的气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体，故D错误。【考点定位】 分子动理论【2015北京13】3下列说法正确的是（ ）A物体放出热量，其内能一定减小 B物体对外做功，其内能一定减小C物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变3【答案】C【解析】A.由热力学第一定律可知，物体放热，但是未知，则不一定小于零，即内能不一定减少，选项A错误。B.对外做功，但未知，所以依旧不能判定，选项B错误。C.吸收热量，对外做功，可为正或为零或负，即内能可能增加或不变或减小，选项C正确。D.放热，且对外做功，则，即内能一定减少。选项D错误。故选C。【考点定位】热力学第一定律。【2015上海9】4如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为和，体积变化分别为和。已知水银密度为，玻璃管截面积为S，则A一定等于 B一定等于C与之差为 D与之和为HS4【答案】A【考点定位】 玻意耳定律【2015广东17】5图6为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气A内能增大 B压强增大 C分子间引力和斥力都减小 D所有分子运动速率都增大5【答案】AB【考点定位】对分子动理论、查理定律的理解与应用。【2015福建29（1）】6下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是 。A分子间距离减小时分子势能一定减小B温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性6【答案】B【解析】【解析】由图知，当分子间距离小于r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大，所以A错误；由分子热运动理论知，温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈，所以B正确；物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故C错误；非晶体是各向同性的，故D错误。【考点】分子动理论和物质结构【2015福建29（2）】7如图，一定质量的理想气体，由a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c。设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则 。ATbTc，QabQac BTbTc，QabQac CTb=Tc，QabQac DTb=Tc，QabQac7【答案】C【解析】根据理想气体状态方程：，代入可得Tb=Tc；根据热力学第一定律，又Tb=Tc，故两过程的相同，从a到c过程W=0，从a到b过程W0，所以QabQac，故C正确。【考点】理想气体状态方程和热力学第一定律。【2015全国新课标33（1）】8关于扩散现象，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是不同物质间的一种化学反应C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的8【答案】ACD【考点定位】分子动理论【2015全国新课标33（1）】9下列说法正确的是。（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变9【答案】BCD【考点定位】 晶体非晶体【2015江苏12A（1）】10对下列几种固体物质的认识，正确的有_。A食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐时晶体B烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡时晶体C天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同10【答案】CD【解析】物质熔化过程中，温度不变，可能是吸收热量同时对外做功，即W=Q，如气体；若物体是晶体，则有：熔化过程中，温度保持不变，可见A是错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于液体的表面张力的作用，又因为受到重力作用，所以呈椭圆形，所以B错误；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。所以C正确、D正确。【2015重庆10（1）】11某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么A外界对胎内气体做功，气体内能减小 B外界对胎内气体做功，气体内能增大C胎内气体对外界做功，内能减小 D胎内气体对外界做功，内能增大11【答案】D【解析】对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体为外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D。【考点定位】理想气体的性质、功和内能、热力学第一定律。【2015江苏12A（2）】1在装有食品的包装袋中充入氮气，然后密封进行加压测试，测试时，对包装袋缓慢地施加压力，将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_（选填“增大”、“减小”或“不变”），包装袋内氮气的内能_（选填“增大”、“减小”或“不变”）1【答案】增大 不变【考点】 热力学第一定律、气体的内能【2015江苏12A（3）】2给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。2【答案】漏气【解析】若不漏气，设加压后的体积为V1，由等温过程得：，代入数据得V1=0.5L因为0.45L0.5L，故包装袋漏气【考点】 考查理想气体状态方程【2015山东37（2）】3扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象；如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300K，压强为大气压强P0。当封闭气体温度上升至303K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为P0，温度仍为303K。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：（）当温度上升到303K且尚未放气时，封闭气体的压强；（）当温度恢复到300K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。3【答案】（）1.01P0；（）0.02P0S【考点定位】理想气体的状态方程；等容变化.【2015重庆10（2）】4北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为，压强为，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为.整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.4【答案】【解析】对气泡分析，发生等容变化，有：可得：故内外气体的压强差为【考点定位】理想气体状态方程。【2015上海29】5简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度，多次改变温度，重复上述操作。（1）（单选题）此温度计的特点是A刻度均匀，刻度值上小下大B刻度均匀，刻度值上大下小C刻度不均匀，刻度值上小下大D刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有A液体密度 B玻璃泡大小 C左管内径粗细 D右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值_（选填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需_。5【答案】（1）A （2）BC （3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后读数（3）因为该温度计是在标准大气压下标的刻度，所以当大气体是75cmHg时，用该温度计测得的温度值偏大，为测得准确的温度，在测量时需调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，也就是76cmHg(相当于标准大气压)，然后读数。【考点定位】 气体的状态方程【2015全国新课标33（2）】6如图，一固定的竖直气缸有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，横截面积为，小活塞的质量为，横截面积为；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为，气缸外大气压强为，温度为。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，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度取，求（i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（ii）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。6【答案】（i）（ii）【答案】（i）（ii）【解析】（1）大小活塞缓慢下降过程，活塞外表受力情况不变，气缸内压强不变，气缸内气体为等压变化，即初始末状态带入可得（2）对大小活塞受力分析则有可得缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，气体体积不变，为等容变化可得【考点定位】 理想气体状态方程【2015海南15（1）】7.已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g。由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为，空气分子之间的平均距离为 。7【答案】，【考点定位】气体压强，阿伏伽德罗常数【2015海南15（2）】8如图所示，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。8【答案】【解析】设平衡时，在A与B之间、B与容器底面之间气体的压强分别为和，由力的平衡条件有 漏气发生后，设整个封闭气体体积为，压强为，由力的平衡条件有： 由玻意耳定律得 式中，是原来A与B之间的气体在漏气发生后所占的体积。设活塞A移动的距离为l（取升高时为正），按几何关系有 联立可得【考点定位】理想气体状态方程，玻意耳定律【2015全国新课标33（2）】9如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0=75.0cmHg。（）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；（）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度。9【答案】（1）12.0cm；（2）13.2cm【解析】（1）以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l=10.0cm时压强为P；当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl=p1l1由力学平衡条件得：p=p0+h打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱的长度增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银低于A侧水银面h1为止，由力学平衡有p1=p0-h1并代入数据得：l1=12.0cm【考点定位】玻意耳定律【2015上海30】10如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比，温度之比。先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡，求：（1）两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；（2）最后两侧气体的体积之比。10【答案】（1）2；（2）【解析】（1）设初始时压强为p左侧气体满足：右侧气体满足：解得（2）活塞导热达到平衡左侧气体满足：右侧气体满足：平衡时解得【考点定位】 气体状态方程1.【2014江苏卷】一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。（1）下列对理想气体的理解，正确的有 。A理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B只要气体压强不是很高就可视为理想气体C一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律（2）压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4104J，则该气体的分子平均动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），活塞对该气体所做的功 （选填“大于”、“小于”或“等于”）3.4104J。（3）上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27，体积为0.224m3，压强为1个标准大气压。已知1mol气体在1个标准大气压、0时的体积为22.4L，阿伏加德罗常数NA6.021023m