高考物理一轮复习 专题十五 热学课件.ppt

专题十五热学 高考物理 课标 专用 考点一分子动理论 内能1 2018课标 33 1 5分 多选 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 气体的内能包括气体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 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 知识归纳气体的内能对于质量一定的气体 所有分子的势能和动能之和等于气体的内能 对于理想气体 分子的势能可忽略不计 答案bde本题考查气体的内能 气体的内能是指所有气体分子的动能和分子间的势能之和 故a c项错误 2 2015课标 33 1 5分 0 425 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 答案acd扩散现象是分子无规则热运动的反映 c正确 e错误 温度越高 分子热运动越激烈 扩散越快 a正确 气体 液体 固体的分子都在不停地进行着热运动 扩散现象在气体 液体和固体中都能发生 d正确 在扩散现象中 分子本身结构没有发生变化 不属于化学变化 b错误 考查点扩散现象 易错警示液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动引起的 即使液体中无对流也会出现扩散现象 3 2014大纲全国 16 6分 多选 对于一定量的稀薄气体 下列说法正确的是 a 压强变大时 分子热运动必然变得剧烈b 保持压强不变时 分子热运动可能变得剧烈c 压强变大时 分子间的平均距离必然变小d 压强变小时 分子间的平均距离可能变小 答案bd对一定量的稀薄气体 压强变大 温度不一定升高 因此分子热运动不一定变得剧烈 a项错误 在保持压强不变时 如果气体体积变大则温度升高 分子热运动变得剧烈 选项b正确 在压强变大或变小时气体的体积可能变大 也可能变小或不变 因此选项c错d对 考查点气体的压强 解题关键气体压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁产生的 压强的大小既与气体分子的分子数密度有关 也与气体分子无规则热运动的剧烈程度有关 宏观理解就是气体的压强既与体积有关 也与温度有关 考点二热力学定律4 2017课标 33 1 5分 多选 如图 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 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汽缸 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 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abd本题考查理想气体内能的改变途径 热力学第一定律 气体自发扩散时不对外做功 w 0 汽缸绝热 q 0 由热力学第一定律得 u w q 0 故气体内能不变 选项a正确 c错误 气体被压缩的过程中体积缩小 外界对气体做功 w 0 q 0 故 u 0 气体内能增大 故理想气体的温度升高 则分子平均动能增大 选项b d正确 选项e错误 知识归纳对气体做功及理想气体内能的理解气体自由扩散时 体积虽变大 但没有施力和受力物体 因此不做功 气体被压缩时 体积减小 外界对气体做功 理想气体不计分子势能 因此理想气体的内能等于所有分子的动能 5 2017课标 33 1 5分 多选 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 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0 400m s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 答案abc每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比 故面积为1 a正确 d错误 气体温度越高 分子无规则运动越剧烈 分子平均动能越大 大速率的分子所占的百分比越大 故虚线对应的温度较低 b c皆正确 由图中0 400m s区间图线下的面积可知0 时出现在0 400m s区间内的分子数占总分子数的百分比较大 e错误 6 2017课标 33 1 5分 多选 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回到初态a 下列说法正确的是 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abd判断理想气体的内能变化情况可以通过两种方法 根据热力学第一定律 u w q 通过判断做功和热传递来得出内能的变化情况 通过直接判断温度的变化得出内能的变化情况 在过程ab中 v不变 说明对外不做功 w 0 但不确定热传递情况 故利用热力学第一定律判断不出内能变化情况 那么看温度t 一定质量的理想气体 定值 v不变 压强p增大 则温度升高 说明内能增加 故a选项正确 c选项错误 ca过程中 体积v减小 说明外界对气体做功 故b选项正确 ca过程中 压强p不变 据 定值可知 温度t降低 则其内能减小 即 u0 据热力学第一定律 u w q可知q0 即气体从外界吸收热量 故d选项正确 审题指导p v图像问题的审题思路看轴 确定图像为p v图像 7 2016课标 33 1 5分 多选 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 a 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 答案abe由理想气体状态方程 c知 p t 因此气体在a c两状态的体积相等 故a项正确 对理想气体而言 内能由温度决定 因ta tc 故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 选项b正确 过程cd为等温变化 内能不变 u 0 压强变大 体积减小 外界对气体做功 w 0 由热力学第一定律 u w q 知q0 对外做功 w w 选项d错误 bc和da过程中温度改变量相同 故体积变化量与压强的乘积相同 由w fl psl p v知 选项e正确 考查点热力学第一定律 理想气体状态方程 解题关键将理想气体状态方程与热力学第一定律结合起来灵活应用是解答本题的关键 8 2016课标 33 1 5分 多选 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 答案cde由于非理想气体分子间作用力不可忽略 内能包括分子势能 则气体的内能与体积有关 再者即使是理想气体 内能取决于温度和分子数目 质量相同的气体 当分子数目不同 温度相同时 内能也不相同 故a项错误 物体的内能与其机械运动无关 b项错误 由热力学第一定律知 气体被压缩时 若同时向外散热 则内能可能保持不变 c项正确 对于一定量的某种理想气体 体积变化时分子势能不变 其内能只取决于分子平均动能的变化 而温度是分子平均动能的标志 所以d项正确 由理想气体状态方程 c知 p不变v增大 则t增大 故e项正确 考查点内能 热力学第一定律 温馨提示 物体的内能与物体的机械运动无关 一定量的实际气体的内能与气体体积 温度都有关 而一定量的理想气体的内能只与温度有关 9 2014课标 33 1 6分 0 303 多选 一定量的理想气体从状态a开始 经历三个过程ab bc ca回到原状态 其p t图像如图所示 下列判断正确的是 a 过程ab中气体一定吸热b 过程bc中气体既不吸热也不放热c 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热d a b和c三个状态中 状态a分子的平均动能最小e b和c两个状态中 容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 答案ade对封闭气体 由题图可知a b过程 气体体积v不变 没有做功 而温度t升高 则为吸热过程 a项正确 b c过程为等温变化 压强减小 体积增大 对外做功 则为吸热过程 b项错 c a过程为等压变化 温度t降低 内能减少 体积v减小 外界对气体做功 依据w q u 外界对气体所做的功小于气体所放的热 c项错 温度是分子平均动能的标志 tapc 显然e项正确 考点三固体 液体 气体10 2015课标 33 1 5分 0 307 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 某些晶体可以转变为非晶体 某些非晶体也可以转变为晶体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晶体被敲碎后 其空间点阵结构未变 仍是晶体 a错误 单晶体光学性质各向异性 b正确 同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体 c正确 如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构 晶体和非晶体之间可以互相转化 d正确 在晶体熔化过程中 分子势能会发生改变 内能也会改变 e错误 11 2014课标 33 1 5分 0 396 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 答案bce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 考查点布朗运动 表面张力 液晶 沸点 蒸发吸热 易错警示分清 花粉颗粒运动 花粉分子运动 液体分子运动 悬浮在水中的花粉的布朗运动是指悬浮在水中的 花粉颗粒的运动 反映的是 液体分子的无规则运动 与 花粉分子运动 无关 12 2018课标 33 2 10分 如图 一竖直放置的汽缸上端开口 汽缸壁内有卡口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 活塞和汽缸壁均绝热 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汽缸中的气体 直至活塞刚好到达b处 求此时汽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t0 p0s mg h 解析本题考查气体实验定律等知识 开始时活塞位于a处 加热后 汽缸中的气体先经历等容过程 直至活塞开始运动 设此时汽缸中气体的温度为t1 压强为p1 根据查理定律有 根据力的平衡条件有p1s p0s mg 联立 式可得t1 t0 此后 汽缸中的气体经历等压过程 直至活塞刚好到达b处 设此时汽缸中气体的温度为t2 活塞位于a处和b处时气体的体积分别为v1和v2 根据盖 吕萨克定律有 式中v1 sh v2 s h h 联立 式解得t2 t0 从开始加热到活塞到达b处的过程中 汽缸中的气体对外做的功为w p0s mg h 审题指导抓住关键词 挖掘隐含条件 缓慢加热 表示活塞始终处于平衡状态 因此才有p1s p0s mg 活塞刚好到达b处 表示气体的末状态压强为p1 活塞与b卡口处无弹力作用 绝热 时气体温度才能逐渐升高 若 导热良好 缓慢加热 时汽缸内 外的气体就始终处于热平衡状态 13 2018课标 33 15分 1 5分 如图 一定质量的理想气体从状态a开始 经历过程 到达状态e 对此气体 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 过程 中气体的压强逐渐减小b 过程 中气体对外界做正功c 过程 中气体从外界吸收了热量d 状态c d的内能相等e 状态d的压强比状态b的压强小 2 10分 如图 容积为v的汽缸由导热材料制成 面积为s的活塞将汽缸分成容积相等的上下两 部分 汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连 细管上有一阀门k 开始时 k关闭 汽缸内上下两部分气体的压强均为p0 现将k打开 容器内的液体缓慢地流入汽缸 当流入的液体体积为时 将k关闭 活塞平衡时其下方气体的体积减小了 不计活塞的质量和体积 外界温度保持不变 重力加速度大小为g 求流入汽缸内液体的质量 答案 1 bde 2 解析 1 本题考查气体实验定律 理想气体状态方程 过程 是等容升温过程 由 可知压强逐渐增大 a项错误 过程 中气体膨胀 故气体对外界做正功 b项正确 过程 为等容降温过程 气体向外放出热量 c项错误 一定质量的理想气体的内能只与温度有关 而tc td 所以状态c d的内能相等 d项正确 由理想气体状态方程 c得p c 由题图可知 则pb pd e项正确 审题指导图像语言的理解 物理情景的构建清晰理解 过程的规律 明确a b c d e各状态下气体状态参量关系 物体的内能与物体的质量 物态 温度及体积有关 而一定质量的理想气体的内能只与t有关 2 本题考查气体实验定律 气体压强计算等知识 设活塞再次平衡后 活塞上方气体的体积为v1 压强为p1 下方气体的体积为v2 压强为p2 在活塞下移的过程中 活塞上 下方气体的温度均保持不变 由玻意耳定律得p0 p1v1 p0 p2v2 由已知条件得v1 v v2 设活塞上方液体的质量为m 由力的平衡条件得p2s p1s mg 联立以上各式得m 审题指导关键词理解 隐含条件显性化 关键词 导热 说明气体上下两部分温度相等 且与环境温度相同 外界温度保持不变 说明气体做等温变化 流入液体产生的压强p k关闭 说明外部液体对气体压强不产生影响 14 2018课标 33 15分 1 5分 如图 一定量的理想气体从状态a变化到状态b 其过程如p v图中从a到b的直线所示 在此过程中 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 气体温度一直降低b 气体内能一直增加c 气体一直对外做功d 气体一直从外界吸热e 气体吸收的热量一直全部用于对外做功 2 10分 在两端封闭 粗细均匀的u形细玻璃管内有一段水银柱 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 0cm和l2 12 0cm 左边气体的压强为12 0cmhg 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 解析 1 本题考查热力学第一定律 理想气体状态方程 对于一定量的理想气体有 恒量 从a到b p逐渐增大 v逐渐增大 所以p与v的乘积pv增大 可知t增大 则气体的内能一直增加 故a错误 b正确 由于v逐渐增大 可知气体一直对外做功 故c正确 由热力学第一定律 u q w 因 u 0 w0 即气体一直从外界吸热 且吸收的热量大于对外做的功 故d正确 e错误 答案 1 bcd 2 见解析 知识归纳热力学常见用语的含义 理想气体温度升高 内能增大 气体体积增大 气体对外做功 气体体积减小 外界对气体做功 绝热 没有热交换 导热性能良好 表示与外界温度相同 2 本题考查气体实验定律 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 两边气体压强相等 设为p 此时原左 右两边气柱长度分别变为l1 和l2 由力的平衡条件有 p1 p2 g l1 l2 式中 为水银密度 g为重力加速度大小 由玻意耳定律有p1l1 pl1 p2l2 pl2 两边气柱长度的变化量大小相等l1 l1 l2 l2 由 式和题给条件得l1 22 5cm l2 7 5cm 审题指导液柱移动问题的分析方法 15 2017课标 33 2 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 求该热气球所受浮力的大小 求该热气球内空气所受的重力 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 vg 0 vg 0 v 0t0 m0 解析 设1个大气压下质量为m的空气在温度为t0时的体积为v0 密度为 0 在温度为t时的体积为vt 密度为 t 由盖 吕萨克定律得 联立 式得 t 0 气球所受到的浮力为f tb gv 联立 式得f vg 0 气球内热空气所受的重力为g ta vg 联立 式得g vg 0 设该气球还能托起的最大质量为m 由力的平衡条件得mg f g m0g 联立 式得m v 0t0 m0 16 2017课标 33 2 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 待测气体的压强 该仪器能够测量的最大压强 答案 解析本题考查气体压强的计算 玻意耳定律 水银面上升至m的下端使玻璃泡中气体恰好被封住 设此时被封闭的气体的体积为v 压强等于待测气体的压强p 提升r 直到k2中水银面与k1顶端等高时 k1中水银面比顶端低h 设此时封闭气体的压强为p1 体积为v1 则v v0 d2l v1 d2h 由力学平衡条件得p1 p gh 整个过程为等温过程 由玻意耳定律得pv p1v1 联立 式得p 由题意知 h l 联立 式有p 该仪器能够测量的最大压强为pmax 17 2016课标 33 2 10分 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 070n m 现让水下10m处一半径为0 50cm的气泡缓慢上升 已知大气压强p0 1 0 105pa 水的密度 1 0 103kg m3 重力加速度大小g 10m s2 求在水下10m处气泡内外的压强差 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 28pa 1 3 2 解析 当气泡在水下h 10m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 p1 28pa 设气泡在水下10m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p1v1 p2v2 由力学平衡条件有p1 p0 gh p1 p2 p0 p2 气泡体积v1和v2分别为v1 v2 联立 式得 由 式知 pi p0 i 1 2 故可略去 式中的 pi项 代入题给数据得 1 3 考查点玻意耳定律 解题关键 准确写出气体初 末态的压强 计算过程中进行合理近似 18 2016课标 33 2 10分 一氧气瓶的容积为0 08m3 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 36m3 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v1 压强变为p2 2个大气压 时 体积为v2 根据玻意耳定律得p1v1 p2v2 重新充气前 用去的氧气在p2压强下的体积为v3 v2 v1 设用去的氧气在p0 1个大气压 压强下的体积为v0 则有p2v3 p0v0 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 v0 v 联立 式 并代入数据得n 4 天 考查点玻意耳定律 解题指导解答此题的关键是将用去的氧气在p2压强下的体积转化为在p0 1个大气压 压强下的体积 从而可以计算出氧气在p0压强下的可用天数 易错点拨没有将氧气的体积转化为1个大气压下的体积而直接进行计算 19 2015课标 33 2 10分 0 307 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m1 2 50kg 横截面积为s1 80 0cm2 小活塞的质量为m2 1 50kg 横截面积为s2 40 0cm2 两活塞用刚性轻杆连接 间距保持为l 40 0cm 汽缸外大气的压强为p 1 00 105pa 温度为t 303k 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t1 495k 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10m s2 求 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 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 330k 1 01 105pa 解析 设初始时气体体积为v1 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间 缸内封闭气体的体积为v2 温度为t2 由题给条件得v1 s2 s1 v2 s2l 在活塞缓慢下移的过程中 用p1表示缸内气体的压强 由力的平衡条件得s1 p1 p m1g m2g s2 p1 p 故缸内气体的压强不变 由盖 吕萨克定律有 联立 式并代入题给数据得t2 330k 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p 1 01 105pa 第 问6分 式各1分 式2分 式各1分 第 问4分 式各2分 考查点盖 吕萨克定律 查理定律 解题关键判断出第一个过程为等压变化过程 第二个过程为等容变化过程 审题技巧内外气体达到 热平衡 表示末状态温度与汽缸外大气相同 20 2015课标 33 2 10分 0 425 如图 一粗细均匀的u形管竖直放置 a侧上端封闭 b侧上端与大气相通 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 当两侧水银面的高度差为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两侧的水银面达到同一高度 求注入的水银在管内的长度 答案 12 0cm 13 2cm 解析 以cmhg为压强单位 设a侧空气柱长度l 10 0cm时的压强为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长度的增加逐渐减小 b a两侧水银面的高度差也随之减小 直至b侧水银面低于a侧水银面h1为止 由力学平衡条件有p1 p0 h1 联立 式 并代入题给数据得l1 12 0cm 当a b两侧的水银面达到同一高度时 设a侧空气柱的长度为l2 压强为p2 由玻意耳定律得pl p2l2 由力学平衡条件有p2 p0 联立 式 并代入题给数据得l2 10 4cm 设注入的水银在管内的长度为 h 依题意得 h 2 l1 l2 h1 联立 式 并代入题给数据得 h 13 2cm 考查点玻意耳定律 解题关键 利用平衡知识求初 末态的压强 找出 空气柱长度 液面高度差 这两者的变化与所加水银在管内的长度之间的关系 21 2014课标 33 2 9分 0 303 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内 汽缸壁导热良好 活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动 开始时气体压强为p 活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h 外界的温度为t0 现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面 沙子倒完时 活塞下降了h 4 若此后外界的温度变为t 求重新达到平衡后气体的体积 已知外界大气的压强始终保持不变 重力加速度大小为g 答案 解析设汽缸的横截面积为s 沙子倒在活塞上后 对气体产生的压强为 p 由玻意耳定律得phs p p h h s 解得 p p 外界的温度变为t后 设活塞距底面的高度为h 根据盖 吕萨克定律 得 解得h h 据题意可得 p 气体最后的体积为v sh 联立 式得v 解题关键正确得出第一个过程为等温变化过程 第二个过程为等压变化过程 考查点玻意耳定律 盖 吕萨克定律 审题技巧关键词 汽缸壁导热良好 缓慢 说明缸内气体与外界大气温度相同 过程为等温变化过程 考点一分子动理论 内能1 2018北京理综 14 6分 关于分子动理论 下列说法正确的是 a 气体扩散的快慢与温度无关b 布朗运动是液体分子的无规则运动c 分子间同时存在着引力和斥力d 分子间的引力总是随分子间距增大而增大 b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案c本题考查分子动理论 温度是分子热运动平均动能的标志 温度越高 分子运动越剧烈 气体扩散越快 a错 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动 不是液体分子的运动 b错 分子间同时存在着引力和斥力 且随着分子间距的增大 引力和斥力均减小 故c对 d错 易错点拨分子力与分子间距离的关系分子间同时存在引力与斥力 两力的大小均与分子间距有关 分子力是指这两个力的合力 下图为斥力f斥 引力f引及分子力f分随分子间距离r的变化关系图线 2 2017上海单科 8 3分 一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相同的两部分 分别装有质量不等的同种气体 当两部分气体稳定后 它们的 a 密度相同b 分子数相同c 分子平均速率相同d 分子间平均距离相同 答案c本题考查温度的微观意义 根据 可知 m不等 v相等 则 不相等 a项错误 质量不等的同种气体的分子数不相等 b项错误 当两部分气体稳定后 二者的温度是相等的 故同种气体分子的平均速率相同 c项正确 同体积不同质量的同种气体分子间距不相同 d项错误 3 2016北京理综 20 6分 雾霾天气是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 a pm10表示直径小于或等于1 0 10 6m的悬浮颗粒物b pm10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力c pm10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动d pm2 5的浓度随高度的增加逐渐增大 失分警示本题易错选d而失分 题目中明确提出 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 并没有明确pm2 5的浓度随高度的变化情况 答案cpm10的直径小于或等于10 10 6m 1 0 10 5m a错误 处于静稳态的颗粒受力平衡 b错误 布朗运动是悬浮颗粒物的无规则运动 c正确 根据题意不能判断pm2 5的浓度随高度的增加而增大 d错误 4 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在分子间作用力表现为斥力时 随着分子间距离的减小分子势能增大 选项a错误 温度越高 物体中分子无规则运动越剧烈 选项b正确 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而增多 选项c错误 单晶体的物理性质是各向异性 而多晶体则是各向同性的 选项d错误 5 2017江苏单科 12a 2 3 2 题甲和乙图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30s 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 3 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66kg mol 其分子可视为半径为3 10 9m的球 已知阿伏加德罗常数为6 0 1023mol 1 请估算 该蛋白的密度 计算结果保留一位有效数字 答案 2 甲乙 3 见解析 解析 2 本题考查布朗运动 相同温度的条件下 炭粒较大的其布朗运动的激烈程度较弱 炭粒在30s始 末时刻所在位置连线的距离就较短 故甲图中炭粒的颗粒较大 炭粒大小相同时 温度越高 分子的热运动越剧烈 做布朗运动的炭粒运动也越剧烈 故乙中水分子的热运动较剧烈 3 摩尔体积v r3na 或v 2r 3na 由密度 解得 或 代入数据得 1 103kg m3 或 5 102kg m3 5 102 1 103kg m3都算对 友情提醒物体的体积与分子体积的关系对于固体和液体 可以忽略分子间的空隙 其体积 单个分子的体积 分子的个数 对于气体 上述结论不成立 因为气体分子的间隙较大 不能忽略 6 2015山东理综 37 1 墨滴入水 扩而散之 徐徐混匀 关于该现象的分析正确的是 双选 填正确答案标号 a 混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b 混合均匀的过程中 水分子和碳粒都做无规则运动c 使用碳粒更小的墨汁 混合均匀的过程进行得更迅速d 墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 答案bc 解析墨汁与水混合均匀的过程 是水分子和碳粒做无规则运动的过程 这种运动与重力无关 也不是化学反应引起的 微粒越小 温度越高 无规则运动越剧烈 可见 b c正确 a d均错 7 2015海南单科 15 1 4分 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 阿伏加德罗常数为na 地面大气压强为p0 重力加速度大小为g 由此可估算得 地球大气层空气分子总数为 空气分子之间的平均距离为 答案 解析可认为地球大气对地球表面的压力是由其重力引起的 即mg p0s p0 4 r2 故大气层的空气总质量m 空气分子总数n na 由于h r 则大气层的总体积v 4 r2h 每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体 则有na3 v 可得分子间的平均距离a 考点二热力学定律8 2015北京理综 13 6分 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根据热力学第一定律 u q w判断 只有c项正确 9 2015福建理综 29 2 6分 如图 一定质量的理想气体 由状态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 a tb tc qab qacb tb tc qabqacd tb tc qab qac 答案c由理想气体状态方程知 故tc tb 过程ab和ac中内能改变量相同 ac过程气体体积不变 做功为0 w1 0 ab过程气体体积增大 气体对外做功w2 0 由热力学第一定律q w u知qac qab 选项c正确 10 2015重庆理综 10 1 6分 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 答案d中午比清晨时温度高 所以中午胎内气体分子平均动能增大 理想气体的内能由分子动能决定 因此内能增大 车胎体积增大 则胎内气体对外界做功 所以只有d项正确 11 2014北京理综 13 6分 下列说法中正确的是 a 物体温度降低 其分子热运动的平均动能增大b 物体温度升高 其分子热运动的平均动能增大c 物体温度降低 其内能一定增大d 物体温度不变 其内能一定不变 答案b温度是物体分子平均动能的标志 温度升高则其分子平均动能增大 反之 则其分子平均动能减小 故a错误b正确 物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和 宏观上取决于物体的温度 体积和质量 故c d错误 12 2017江苏单科 12a 1 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v t图像如图所示 下列说法正确的有 a a b的过程中 气体对外界做功b a b的过程中 气体放出热量c b c的过程中 气体压强不变d a b c的过程中 气体内能增加 答案bc 解析本题考查气体实验定律 v t图像的理解与应用 热力学第一定律 a b的过程中 气体体积减小 外界压缩气体做功 故a项错误 温度不变 则气体的内能不变 由热力学第一定律可知 气体应该放出热量 故b项正确 由v t图像可知 b c的过程中 气体压强不变 即c项正确 a b c的过程中 温度先不变后降低 故气体的内能先不变后减少 故d项错误 知识链接决定内能的因素物体的内能决定于分子个数 分子动能 分子势能三个因素 对于一定质量的理想气体 分子个数一定 分子势能忽略不计 故其内能只决定于温度 考点三固体 液体 气体13 2017上海单科 12 4分 如图 竖直放置的u形管内装有水银 左端开口 右端封闭一定量的气体 底部有一阀门 开始时阀门关闭 左管的水银面较高 现打开阀门 流出一些水银后关闭阀门 当重新平衡时 a 左管的水银面与右管等高b 左管的水银面比右管的高c 左管的水银面比右管的低d 水银面高度关系无法判断 答案d本题考查气体状态参量 气体实验定律 初态时右侧封闭气体的压强p p0 打开阀门 流出一些水银后关闭阀门 当重新平衡时 因封闭气体的体积变大 由pv c知压强p减小 因气体末态压强p有可能大于p0 等于p0或小于p0 故左右两管水银面的高度关系无法判断 选项d正确 14 2015江苏单科 12a 1 多选 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 说明食盐是晶体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 说明蜂蜡是晶体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 答案ad晶体才有固定的熔点 a正确 熔化的蜂蜡呈椭圆形说明云母片导热具有各向异性的特点 故此现象说明云母片是晶体 b错误 晶体具有各向异性的原因是物质微粒在空间的排列是规则的 而在不同方向上单位长度内的物质微粒数目不同 引起不同方向上性质不同 故c错误 石墨的物质微粒在空间上是片层结构 而金刚石的物质微粒在空间上是立体结构 从而引起二者在硬度 熔点等物理性质上的差异 d正确 15 2017上海单科 16 如图 汽缸固定于水平面 用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体 活塞与缸壁间摩擦不计 当大气压强为1 0 105pa 气体温度为87 时 活塞在大小为40n 方向向左的力f作用下保持静止 气体压强为pa 若保持活塞不动 将气体温度降至27 则f变为n 答案1 2 1050 解析以活塞为研究对象 对其进行受力分析 如图所示 其中封闭气体的压强为p1 由平衡条件可得 f p0s p1s则 p1 p0 代入数据 得p1 1 2 105pa保持活塞不动 就意味着气体的体积没有发生变化 即气体发生的是等容变化 设气体温度降至27 时的压强为p2 则 代入数据 得p2 1 0 105pa对活塞列平衡状态方程 f p0s p2s得 f 0n 16 2018江苏单科 12a 3 如图所示 一定质量的理想气体在状态a时压强为2 0 105pa 经历a b c a的过程 整个过程中对外界放出61 4j热量 求该气体在a b过程中对外界所做的功 答案138 6j 解析本题考查v t图像和热力学第一定律 整个过程中 外界对气体做功w wab wca 且wca pa vc va 由热力学第一定律 u q w得wab q wca 代入数据得wab 138 6j 即气体对外界做的功为138 6j 17 2015重庆理综 10 2 6分 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t1 压强为p1 肥皂泡冻结后泡内气体温度降为t2 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p0 求冻结后肥皂膜内外气体的压强差 答案p1 p0 解析设冻结后肥皂膜内气体压强为p2 根据理想气体状态方程得 解得p2 p1 所以冻结后肥皂膜内外气体的压强差为 p p2 p0 p1 p0 18 2015江苏单科 12a 3 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 答案见解析 解析若不漏气 加压后气体的温度不变 设其体积为v1 由理想气体状态方程得p0v0 p1v1代入数据得v1 0 5l因为0 45l 0 5l 故包装袋漏气 考点一分子动理论 内能1 2013课标 33 1 6分 0 257 多选 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 c组教师专用题组 答案bce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后又变大 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 分子势能增大时分子动能减小 其总和不变 c e项均正确 考查点分子力 分子势能 分子动能 解题关键 知道分子力与分子间距的关系 当r r0 分子力为零 当r r0 分子力表现为引力 当r r0 分子力表现为斥力 理解当r r0时 分子势能最小 易错警示当r r0时 分子势能最小 并不是分子势能是零 2 2013北京理综 13 6分 下列说法正确的是 a 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动b 液体分子的无规则运动称为布朗运动c 物体从外界吸收热量 其内能一定增加d 物体对外界做功 其内能一定减少 答案a布朗运动是指悬浮在液体 或气体 中的微粒的无规则运动 而不是液体 或气体 分子的运动 故a选项正确 b选项错误 由热力学第一定律 u w q知 若物体从外界吸收热量同时对外做功 其内能也可能不变或减少 c选项错误 物体对外做功同时从外界吸热 其内能也可能增加或不变 d选项错误 3 2013福建理综 29 1 下列四幅图中 能正确反映分子间作用力f和分子势能ep随分子间距离r变化关系的图线是 答案b分子间作用力f的特点是 rr0时f为引力 分子势能ep的特点是r r0时ep最小 因此只有b项正确 4 2015江苏单科 12a 2 在装有食品的包装袋中充入氮气 可以起到保质作用 某厂家为检测包装袋的密封性 在包装袋中充满一定量的氮气 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 答案增大不变 解析对包装袋缓慢施加压力 袋内气体的温度不变 压强增大 所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子的撞击力增大 理想气体的内能由气体分子的动能决定 而温度是分子平均动能的标志 所以 温度不变 气体内能不变 考点二热力学定律5 2015广东理综 17 6分 多选 图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 答案ab由于金属内筒导热而隔热外筒绝热 故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收热量而不向外放热 且封闭空气的体积不能改变即不做功 故由热力学第一定律可知其内能一定增大 a正确 由 c知温度升高时封闭空气的压强一定增大 b正确 气体分子间作用力微弱 即使考虑分子间作用力 也因气体体积不变 分子间平均距离不变 某两分子间距离变化情况不能确定 而不能判定分子间作用力变化情况 c错误 温度升高时 分子平均动能增大 但这并不意味着每个分子的运动速率都增大 d错误 6 2014重庆理综 10 1 6分 重庆出租车常以天然气作为燃料 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中 若储气罐内气体体积及质量均不变 则罐内气体 可视为理想气体 a 压强增大 内能减小b 吸收热量 内能增大c 压强减小 分子平均动能增大d 对外做功 分子平均动能减小 答案b储气罐中气体体积不变 气体不做功 当温度升高时 气体压强增大 气体内能增大 分子平均动能增大 由热力学第一定律可知 气体一定吸热 故选项b正确 7 2014广东理综 17 6分 多选 用密封性好 充满气体的塑料袋包裹易碎品 如图所示 充气袋四周被挤压时 假设袋内气体与外界无热交换 则袋内气体 a 体积减小 内能增大b 体积减小 压强减小c 对外界做负功 内能增大d 对外界做正功 压强减小 答案ac袋内气体与外界无热交换即q 0 袋四周被挤压时 体积v减小 外界对气体做正功 根据热力学第一定律 u w q 气体内能增大 则温度升高 由 常数知压强增大 选项a c正确 b d错误 8 2014江苏单科 12a 12分 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