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1、專題十二熱學,高考物理(江蘇專用),考點一分子動理論內(nèi)能 A組自主命題江蘇卷題組 1.2015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”)。,五年高考,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)

2、能由氣體分子的動能決定,而溫度是分子平均動能的標志,所以,溫度不變,氣體內(nèi)能不變。,,,審題技巧第(2)問中“緩慢”施壓,意味著熱傳遞充分。一定質量“理想氣體”的內(nèi)能完全決定于溫度。,考查點本題考查考生對晶體和非晶體概念的理解與判別,對氣體壓強的微觀解釋、內(nèi)能與溫度的關系、玻意耳定律等知識的理解與應用。屬于中等難度題。,,2.2012江蘇單科,12A(1)(2)(1)下列現(xiàn)象中,能說明液體存在表面張力的有() A.水黽可以停在水面上 B.葉面上的露珠呈球形 C.滴入水中的紅墨水很快散開 D.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動 (2)密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大。從分子動理論的角度分析,

3、這是由于分子熱運動的增大了。該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖像如題圖所示,則T1(選填“大于”或“小于”)T2。,答案(1)AB(2)平均動能小于,解析(1)水黽停在水面上是由于水的表面張力而受到的支持力與其重力相平衡,A正確。露珠呈球形的原因是水的表面張力使水在同樣體積的情況下呈現(xiàn)表面積最小的形狀球形,故B正確。滴入水中的紅墨水很快散開的原因是分子的熱運動,屬于擴散現(xiàn)象,C錯誤。懸浮在水中的花粉所做的無規(guī)則運動是布朗運動,形成原因也是分子的熱運動,D錯誤。 (2)溫度是分子平均動能大小的標志,溫度升高時分子平均動能增大,大速率的分子占總分子數(shù)的比例增大,故T1小于T2。,,3.201

4、7江蘇單科,12A(2)(3)(2)甲圖和乙圖是某同學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30 s,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)科學家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質量為66 kg/mol,其分子可視為半徑為310-9 m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol-1。請估算,該蛋白的密度。(計算結果保留一位有效數(shù)字),解析(2)本題考查布朗運動。相同溫度的條件下,炭粒較大

5、的其布朗運動的激烈程度較弱,炭粒在30 s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。 (3)摩爾體積V=r3NA或V=(2r)3NA 由密度=,解得=(或=) 代入數(shù)據(jù)得=1103 kg/m3(或=5102 kg/m3,51021103 kg/m3都算對),答案(2)甲乙(3)見解析,友情提醒物體的體積與分子體積的關系 對于固體和液體,可以忽略分子間的空隙,其體積=單個分子的體積分子的個數(shù)。對于氣體,上述結論不成立,因為氣體分子的間隙較大,不能忽略。,,,1.(2018北京

6、理綜,14,6分)關于分子動理論,下列說法正確的是() A.氣體擴散的快慢與溫度無關 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,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,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,分子力是指這兩個力的合力

7、,下圖為斥力f斥、引力f引及分子力f分隨分子間距離r的變化關系圖線。,2.(2017北京理綜,13,6分)以下關于熱運動的說法正確的是() A.水流速度越大,水分子的熱運動越劇烈 B.水凝結成冰后,水分子的熱運動停止 C.水的溫度越高,水分子的熱運動越劇烈 D.水的溫度升高,每一個水分子的運動速率都會增大,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志,故溫度越高,分子熱運動越劇烈。分子熱運動的劇烈程度與機械運動速度大小無關,故選項A錯C對;水凝結成冰后,分子熱運動依然存在,B項錯誤;溫度升高,分子運動的平均速率增大,但不是每個分子的運動速率都會增大,D項錯誤。,易錯點撥分子熱運動與

8、物體運動、物態(tài)變化的關系 水流速度大,只是說明水流整體運動的動能大,是宏觀運動的表現(xiàn),而分子熱運動是指物體內(nèi)部的分子微觀層面的運動,兩者沒有必然聯(lián)系;水凝結成冰的過程,溫度保持不變,分子熱運動的平均動能不變,這一過程中物體放出熱量,內(nèi)能減少。,,3.2018課標,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,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

9、能之和,故A、C項錯誤。,知識歸納氣體的內(nèi)能 對于質量一定的氣體,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。,,,4.2017課標,33(1),5分(多選)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.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形 C.圖中實線對應于氧氣分子在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0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,答案ABC

10、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,大速率的分子所占的百分比越大,故虛線對應的溫度較低,B、C皆正確。由圖中0400 m/s區(qū)間圖線下的面積可知0 時出現(xiàn)在0400 m/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。,,5.2015課標,33(1),5分(多選)關于擴散現(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)象是不同物質間的一種化學反應 C.擴散現(xiàn)象是由物質分子無規(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

11、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,分子本身結構沒有發(fā)生變化,不屬于化學變化,B錯誤。,,1.(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的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果。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10 m、2.5 m的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫

12、)。 某科研機構對北京地區(qū)的檢測結果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內(nèi),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,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1.010-6 m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,C組教師專用題組,答案CPM10的直徑小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,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

13、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。,,2.2015福建理綜,29(1),6分下列有關分子動理論和物質結構的認識,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 D.非晶體的物理性質各向同性而晶體的物理性質都是各向異性,答案B在分子間作用力表現(xiàn)

14、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;單晶體的物理性質是各向異性,而多晶體則是各向同性的,選項D錯誤。,,3.(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是() A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變,答案B溫度是物體分子平均動能的標志,溫度升高則其分子平均動能增大,反之,則其分子平均動能減小,故A錯誤,B正確。物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分

15、子動能和分子勢能的總和,宏觀上取決于物體的溫度、體積和質量,故C、D錯誤。,,4.(2015廣東理綜,17,6分,)(多選)圖為某實驗器材的結構示意圖,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,答案AB由于金屬內(nèi)筒導熱而隔熱外筒絕熱,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

16、,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。,考點二固體、液體與氣體熱力學第一定律 A組自主命題江蘇卷題組 1.2017江蘇單科,12A(1)(多選)一定質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圖像如圖所示。下列說法正確的有() A.AB的過程中,氣體對外界做功 B.AB的過程中,氣體放出熱量 C.BC的過程中,氣體壓強不變 D.ABC的過程中,氣體內(nèi)能增加,答案BC本題考查氣體實驗定律、V-T圖像的理解與應用、熱力學第一定律。AB的過

17、程中,氣體體積減小,外界壓縮氣體做功,故A項錯誤;溫度不變,則氣體的內(nèi)能不變,由熱力學第一定律可知,氣體應該放出熱量,故B項正確。由V-T圖像可知,BC的過程中,氣體壓強不變,即C項正確。ABC的過程中,溫度先不變后降低,故氣體的內(nèi)能先不變后減少,故D項錯誤。,知識鏈接決定內(nèi)能的因素 物體的內(nèi)能決定于分子個數(shù)、分子動能、分子勢能三個因素。對于一定質量的理想氣體,分子個數(shù)一定,分子勢能忽略不計,故其內(nèi)能只決定于溫度。,,2.2011江蘇單科,12A(2)如圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,一定質量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi),外界大氣壓強為p0?，F(xiàn)對氣缸緩慢加熱,氣體吸收熱量Q后,體積由V1增大為

18、V2。則在此過程中,氣體分子平均動能(選填“增大”、“不變”或“減小”),氣體內(nèi)能變化了。,,,3.(2018江蘇單科,12A,12分)(1)如圖所示,一支溫度計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)時帶走熱量,使溫度計示數(shù)低于周圍空氣溫度。當空氣溫度不變,若一段時間后發(fā)現(xiàn)該溫度計示數(shù)減小,則。 A.空氣的相對濕度減小 B.空氣中水蒸氣的壓強增大 C.空氣中水的飽和汽壓減小 D.空氣中水的飽和汽壓增大 (2)一定量的氧氣貯存在密封容器中,在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見表。則T1(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

19、為T1,則在泄漏后的容器中,速率處于400500 m/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%。,(3)如圖所示,一定質量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0105 Pa,經(jīng)歷ABCA的過程,整個過程中對外界放出61.4 J熱量。求該氣體在AB過程中對外界所做的功。,答案(1)A(2)大于等于(3)138.6 J,,解析(1)本題考查空氣中水的飽和汽壓和相對濕度。 溫度計示數(shù)減小,說明紗布中的水蒸發(fā)加快,說明空氣中水蒸氣的實際壓強減小,選項B錯誤;飽和汽壓與溫度有關,空氣溫度不變,空氣中的水的飽和汽壓不變,選項C、D均錯誤;由空氣的相對濕度=知,相對濕度減小

20、,選項A正確。 (2)本題考查不同溫度下分子速率分布規(guī)律。 由分子速率分布情況與溫度的關系知,當溫度升高時,速率大的分子比例較大,由表知T1時大速率分子占的百分比較大,故T1大于T2。當溫度為T1時從表中查得速率在400500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比應等于18.6%。 (3)本題考查V-T圖像和熱力學第一定律。 整個過程中,外界對氣體做功 W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC-VA) 由熱力學第一定律U=Q+W得WAB=-(Q+WCA) 代入數(shù)據(jù)得WAB=-138.6 J,即氣體對外界做的功為138.6 J。,關聯(lián)知識氣體狀態(tài)變化圖像與熱力學定律綜合 氣體狀態(tài)變化圖像問題

21、的分析技巧、理想氣體內(nèi)能改變的決定因素、等壓變化過程氣體做功W=pV及熱力學第一定律的綜合應用。,4.(2016江蘇單科,12A,12分)(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后,鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽。停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻。在冷卻過程中,鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為。 A.壓強變小B.壓強不變 C.一直是飽和汽D.變?yōu)槲达柡推?(2)如圖1所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖像中,一定質量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成。BC的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目(選填“增大”、“減小”或“不變”)。狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速

22、率的統(tǒng)計分布圖像如圖2所示,則狀態(tài)A對應的是(選填“”或“”)。 圖1,圖2 (3)如圖1所示,在AB和DA的過程中,氣體放出的熱量分別為4 J和20 J。在BC和CD的過程中,氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J。求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功。,答案(1)AC(2)不變(3)8 J,,解析(1)高壓鍋在密封狀態(tài)下,因為冷卻過程是緩慢進行的,所以水和水蒸氣保持動態(tài)平衡,即水蒸氣一直是飽和汽,故C對D錯。飽和汽壓隨溫度的降低是減小的,故A對B錯。,規(guī)律總結對于密封的液體及其上方空間的飽和蒸汽,若過程變化迅速,液體和蒸汽的動態(tài)平衡被破壞,當最終穩(wěn)定時,蒸汽總要達到

23、飽和狀態(tài)。若過程變化緩慢,液體和蒸汽保持動態(tài)平衡,蒸汽總處于飽和狀態(tài)。,評析本題考查對飽和汽形成過程的理解和飽和汽壓與溫度的關系,這是2016年考試說明中新增加的考點。本題考查內(nèi)容簡單,屬于容易題。 (2)BC過程氣體體積不變,氣體的總分子數(shù)也不變,故單位體積內(nèi)的分子數(shù)是不變的。 由=C可知,TA

24、力有一定要求,屬于中等難度題。,,,5.2015江蘇單科,12A(1)(3)(1)對下列幾種固體物質的認識,正確的有() A.食鹽熔化過程中,溫度保持不變,說明食鹽是晶體 B.燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面,熔化的蜂蠟呈橢圓形,說明蜂蠟是晶體 C.天然石英表現(xiàn)為各向異性,是由于該物質的微粒在空間的排列不規(guī)則 D.石墨和金剛石的物理性質不同,是由于組成它們的物質微粒排列結構不同 (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個標準大氣壓、體積為1 L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45 L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。,解析(1)晶體才有固定的熔

25、點,A正確。熔化的蜂蠟呈橢圓形說明云母片導熱具有各向異性的特點,故此現(xiàn)象說明云母片是晶體,B錯誤;晶體具有各向異性的原因是物質微粒在空間的排列是規(guī)則的,而在不同方向上單位長度內(nèi)的物質微粒數(shù)目不同,引起不同方向上性質不同,故C錯誤。石墨的物質微粒在空間上是片層結構,而金剛石的物質微粒在空間上是立體結構,從而引起二者在硬度、熔點等物理性質上的差異,D正確。 (3)若不漏氣,加壓后氣體的溫度不變,設其體積為V1,由理想氣體狀態(tài)方程得p0V0=p1V1 代入數(shù)據(jù)得V1=0.5 L 因為0.45 L<0.5 L,故包裝袋漏氣。,答案(1)AD(3)漏氣,,6.(2014江蘇單科,12A,12分)一種海浪

26、發(fā)電機的氣室如圖所示。工作時,活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強,從而驅動進氣閥門和出氣閥門打開或關閉。氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。 (1)下列對理想氣體的理解,正確的有() A.理想氣體實際上并不存在,只是一種理想模型 B.只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體 C.一定質量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關,D.在任何溫度、任何壓強下,理想氣體都遵循氣體實驗定律 (2)壓縮過程中,兩個閥門均關閉。若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了3.4104 J,則該氣體的分子平均動能(選填“增大”、“減小”或“不

27、變”),活塞對該氣體所做的功(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J。 (3)上述過程中,氣體剛被壓縮時的溫度為27 ,體積為0.224 m3,壓強為1個標準大氣壓。已知1 mol氣體在1個標準大氣壓、0 時的體積為22.4 L,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023 mol-1。計算此時氣室中氣體的分子數(shù)。(計算結果保留一位有效數(shù)字),答案(1)AD(2)增大等于(3)51024或61024,,解析(1)理想氣體是在忽略了實際氣體分子間相互作用力的情況下而抽象出的一種理想化模型,A正確。實際氣體能視為理想氣體的條件是溫度不太低、壓強不太大,B錯誤。理想氣體分子間無分子力作用,也就無

28、分子勢能,故一定質量的理想氣體,其內(nèi)能與體積無關,只取決于溫度,C錯誤。由理想氣體模型的定義可知D正確。 (2)因此過程中氣體與外界無熱交換,即Q=0,故由U=W+Q知W=U。因理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的分子動能之和,故其內(nèi)能增大時,分子平均動能一定增大。 (3)設氣體在標準狀態(tài)時的體積為V1,等壓過程= 氣體物質的量n=,且分子數(shù)N=nNA 解得N=NA 代入數(shù)據(jù)得N=51024(或N=61024),考查點本題考查理想氣體、溫度和內(nèi)能、分子動理論的基本觀點、阿伏加德羅常數(shù)、氣體實驗定律、熱力學第一定律等知識。屬于中等難度題。,,錯解分析本題第(3)問得分率不高,主要問題是: 公式不熟或直接

29、用27 時氣體體積與摩爾體積V0相除,再乘以NA。 未進行單位換算或換算出現(xiàn)錯誤。 未注意有效數(shù)字的要求。 以上種種錯誤,都是我們要吸取的教訓。,7.(2013江蘇單科,12A,12分,)如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中,AB和CD為等溫過程,BC和DA為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)。這就是著名的“卡諾循環(huán)”。 (1)該循環(huán)過程中,下列說法正確的是。 A.AB過程中,外界對氣體做功 B.BC過程中,氣體分子的平均動能增大 C.CD過程中,單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D.DA過程中,氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中

30、,內(nèi)能減小的過程是(選填“AB”、“BC”、“CD”或“D,A”)。若氣體在AB過程中吸收63 kJ的熱量,在CD過程中放出38 kJ的熱量,則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為kJ。 (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol,氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L,在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的。求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù)。(已知阿伏加德羅常數(shù)NA=6.01023 mol-1,計算結 果保留一位有效數(shù)字),解析(1)AB體積增大,氣體對外做功,A錯誤;BC體積增大,氣體對外做功,W0,Q=0,U0,T增大,氣體分子的速率分布發(fā)生變化,D錯誤。 (2)由(1)可知,BC過程內(nèi)能減小。經(jīng)過一個循環(huán),U=0,

31、所以對外做功W=(63-38) kJ=25 kJ。 (3)等溫過程pAVA=pBVB,單位體積內(nèi)的分子數(shù)n= 解得n=(為物質的量) 代入數(shù)據(jù)得n=41025 m-3,答案(1)C(2)BC25(3)41025 m-3,,考查點本題考查溫度、內(nèi)能、理想氣體、分子熱運動速率的統(tǒng)計分布規(guī)律、熱力學第一定律、氣體實驗定律和阿伏加德羅常數(shù)等知識。屬于中等難度題。,,錯解分析第(3)問得分率不高,主要問題是: “記不住”,將pAVA=pBVB錯寫成=。 “算不對”,計算時粗心大意或數(shù)值計算能力差導致結果錯誤。 “看不到”,對有效數(shù)字位數(shù)的要求視而不見,導致答案不合要求。 “想不到”,本題要求計算氣體在B

32、狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù),但部分考生不知道這一問題的求解方法。有部分考生求出氣體在B狀態(tài)的體積VB后,再用n=NA或n=NA來計算,脫 離了試題的情景。 “不規(guī)范”,有的考生解題過程用連等式表達,造成混亂而出錯。 “單位亂”,有的考生最終答案沒有單位或者單位不對。 平時學習過程中一定要養(yǎng)成細心、規(guī)范的好習慣。,8.2012江蘇單科,12A(3)如圖所示,一定質量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B。此過程中,氣體壓強p=1.0105 Pa,吸收的熱量Q=7.0102 J,求此過程中氣體內(nèi)能的增量。,答案5.0102 J,解析等壓變化=。對外做的功W=p(VB-VA),根據(jù)熱力學第一定律U=Q-

33、W,解得U=5.0 102 J。,,1.(2015北京理綜,13,6分)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,同時對外做功,其內(nèi)能可能增加 D.物體放出熱量,同時對外做功,其內(nèi)能可能不變,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案C根據(jù)熱力學第一定律U=Q+W判斷,只有C項正確。,,2.(2018課標,33,15分)(1)如圖,一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、、、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.過程中氣體的壓強逐漸減小 B

34、.過程中氣體對外界做正功 C.過程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 (2)如圖,容積為V的氣缸由導熱材料制成,面積為S的活塞將氣缸分成容積相等的上下兩部分,,氣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關閉,氣缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0?，F(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入氣缸,當流入的液體體積為時,將K關閉,活塞平衡時其下方氣體的體積減小了。不計活塞的質量和體積,外界溫度 保持不變,重力加速度大小為g。求流入氣缸內(nèi)液體的質量。,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。 過程是等

35、容升溫過程,由=,可知壓強逐漸增大,A項錯誤。過程中氣體膨脹,故氣體 對外界做正功,B項正確。過程為等容降溫過程,氣體向外放出熱量,C項錯誤。一定質量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關,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pbpd,E項正確。 (2)本題考查氣體實驗定律、氣體壓強計算等知識。 設活塞再次平衡后,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 p0=p2V2 由已知條件得 V1=+-=V,V2=-= 設活塞上方液體的質

36、量為m,由力的平衡條件得 p2S=p1S+mg 聯(lián)立以上各式得 m=,審題指導1圖像語言的理解,物理情景的構建 清晰理解過程的規(guī)律,明確a、b、c、d、e各狀態(tài)下氣體狀態(tài)參量關系。物體的內(nèi)能與物體的質量、物態(tài)、溫度及體積有關,而一定質量的理想氣體的內(nèi)能只與T有關。,審題指導2關鍵詞理解,隱含條件顯性化 關鍵詞“導熱”說明氣體上下兩部分溫度相等,且與環(huán)境溫度相同。 外界溫度保持不變,說明氣體做等溫變化。 流入液體產(chǎn)生的壓強p=。 K關閉,說明外部液體對氣體壓強不產(chǎn)生影響。,,3.2018課標,33(2),10分如圖,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

37、H;活塞只能在a、b間移動,其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和氣缸壁均絕熱,不計它們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體,直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內(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。,答案T0(p0S+mg)h,,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,氣缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程,直至活塞開始運動,設此時氣缸中氣體的溫度為T1,壓強為p1,根據(jù)查理定律有 = 根據(jù)力的平衡條件有 p1S=p0S+mg 聯(lián)立式可得 T1=T0

38、此后,氣缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程,直至活塞剛好到達b處,設此時氣缸中氣體的溫度為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 = 式中 V1=SH,V2=S(H+h) 聯(lián)立式解得 T2=T0 從開始加熱到活塞到達b處的過程中,氣缸中的氣體對外做的功為 W=(p0S+mg)h,審題指導抓住關鍵詞,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?！盎钊麆偤玫竭_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。“絕熱”時氣體溫度才能逐漸升高,若“導熱良好”,“緩慢加熱”時氣缸內(nèi)、外的氣體就始終處于熱平衡狀態(tài)。,4.(2018課

39、標,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。(填正確答案標號。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.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,答案(1)BCD(2)見解析,(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=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強為12.0 cmHg?，F(xiàn)將U

40、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。,解析(1)本題考查熱力學第一定律、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。由熱力學第一定律U=Q+W,因U0,W0,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。 (2)本題考查氣體實驗定律。 設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

41、壓強相等,設為p,此時原左、右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1和l2。 由力的平衡條件有,p1=p2+g(l1-l2) 式中為水銀密度,g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1 p2l2=pl2 兩邊氣柱長度的變化量大小相等 l1-l1=l2-l2 由式和題給條件得 l1=22.5 cm l2=7.5 cm,知識歸納熱力學常見用語的含義 理想氣體溫度升高:內(nèi)能增大。 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。 絕熱:沒有熱交換。 導熱性能良好:表示與外界溫度相同。,,審題指導液柱移動問題的分析方法,5.(2017課標,33,15分)(1)如圖,用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分

42、,隔板左側充有理想氣體,隔板右側與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸。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,(2)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0,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。 ()求該熱氣球所受浮力的大小; (

43、)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; ()設充氣前熱氣球的質量為m0,求充氣后它還能托起的最大質量。,答案(1)ABD(2)()Vg0()Vg0 ()V0T0(-)-m0,,解析(1)本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學第一定律。氣體自發(fā)擴散時不對外做功,W=0,氣缸絕熱,Q=0,由熱力學第一定律得U=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,W0,Q=0,故U0,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。 (2)()設1個大氣壓下質量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0,密度為 0= 在溫度為T時的體積為

44、VT,密度為 (T)= 由蓋呂薩克定律得 = 聯(lián)立式得 (T)=0 氣球所受到的浮力為,f=(Tb)gV 聯(lián)立式得 f=Vg0 ()氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G=(Ta)Vg 聯(lián)立式得G=Vg0 ()設該氣球還能托起的最大質量為m,由力的平衡條件得 mg=f-G-m0g 聯(lián)立式得m=V0T0(-)-m0,6.2017課標,33(2),10分如圖,容積均為V的氣缸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;關閉K2、K3,通過K1給氣缸充氣,使A中氣體的壓強達

45、到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27 ,氣缸導熱。 ()打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強; ()接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置; ()再緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ,求此時活塞下方氣體的壓強。,答案()2p0()B的頂部()1.6p0,,解析本題考查氣體實驗定律。 ()設打開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 (3p0)V=p1(2V-V1) 聯(lián)立式得 V1= p1=2p0 ()打開K3后,由式知,活塞必定上升。設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22V)時,活

46、塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得 (3p0)V=p2V2 由式得 p2=p0,由式知,打開K3后活塞上升直到B的頂部為止;此時p2為p2=p0。 ()設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3,氣體溫度從T1=300 K升高到T2=320 K的等容過程中,由查理定律得 = 將有關數(shù)據(jù)代入式得 p3=1.6p0,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氣體壓強之間的關系。注意輕質物體在任意狀態(tài)下所受合外力均為0。,,7.(2016課標,33,15分)(1)關于熱力學定律,下列說法正確的是。(填正確答案標號。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

47、低得分為0分) 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 (2)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側水的壓強,兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關系為p=,其中=0.070 N/m?，F(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升。已知大 氣壓強p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。 ()求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差; ()忽略水溫隨水深的變化

48、,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。,答案(1)BDE(2)()28 Pa()1.3,,解析(1)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。 (2)()當氣泡在水下h=10 m處時,設其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強差為p1,則 p1= 代

49、入題給數(shù)據(jù)得 p1=28 Pa ()設氣泡在水下10 m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p2,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 由力學平衡條件有,p1=p0+gh+p1 p2=p0+p2 氣泡體積V1和V2分別為 V1= V2= 聯(lián)立式得 = 由式知,pip0,i=1,2,故可略去式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得 =1.3,8.(2016課標,33,15分)(1)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

50、線ac的延長線過原點O。下列判斷正確的是。(填正確答案標號。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.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 (2)一氧氣瓶的容積為0.08 m3,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0.36 m3。當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

51、,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。,解析(1)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TaTc,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(U=0),壓強變大,體積減小,外界對氣體做功(W0),由熱力學第一定律U=W+Q,知Q0,對外做功,W|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=pV知,選項E正確。 (2)設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

52、 p1V1=p2V2 重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為 V3=V2-V1 設用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強下的體積為V0,則有 p2V3=p0V0,答案(1)ABE(2)4天,,設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V,則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/V 聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得 N=4(天),1.(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。開始時閥門關閉,左管的水銀面較高?，F(xiàn)打開閥門,流出一些水銀后關閉閥門。當重新平衡時() 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

53、高度關系無法判斷,C組教師專用題組,答案D本題考查氣體狀態(tài)參量、氣體實驗定律。初態(tài)時右側封閉氣體的壓強pp0,打開閥門,流出一些水銀后關閉閥門,當重新平衡時,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系無法判斷,選項D正確。,易錯點撥pV=C的應用 本題易錯點是誤認為右側管內(nèi)氣體壓強保持不變或始終大于p0。因右側管內(nèi)氣體封閉,由pV=C可知,當V增大時p減小。,,2.2015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)氣體質量不變且可視為理想氣體,那么() A

54、.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,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。,,3.2014山東理綜,37(1),4分(多選)如圖,內(nèi)壁光滑、導熱良好的氣缸中用活塞封閉有一定質量的理想氣體。當環(huán)境溫度升高時,缸內(nèi)氣體() A.內(nèi)能增加 B.對外做功 C.壓強增大 D.分子間的引力和斥力都增大,答案AB因氣缸導熱良好,故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高,而一定質量的理想氣體

55、內(nèi)能只與溫度有關,故封閉氣體內(nèi)能增大,A正確。因氣缸內(nèi)壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸內(nèi)氣體的壓強p=p0+不變,C錯誤。由蓋呂薩克定律=恒量,可知氣體體積膨 脹,對外做功,B正確。理想氣體分子間除碰撞瞬間外無相互作用力,故D錯誤。,4.2014課標,33(1),6分,(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其p-T圖像如圖所示。下列判斷正確的是() A.過程ab中氣體一定吸熱 B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C.過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D.a、b和c三個狀態(tài)中,狀態(tài)a分子的平均動能最小 E.b和c兩個狀態(tài)中,容器

56、壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同,答案ADE對封閉氣體,由題圖可知ab過程,氣體體積V不變,沒有做功,而溫度T升高,則為吸熱過程,A項正確。bc過程為等溫變化,壓強減小,體積增大,對外做功,則為吸熱過程,B項錯。ca過程為等壓變化,溫度T降低,內(nèi)能減少,體積V減小,外界對氣體做功,依據(jù)W+Q=U,外界對氣體所做的功小于氣體所放的熱,C項錯。溫度是分子平均動能的標志,Tapc,顯然E項正確。,5.(2017上海單科,16)如圖,氣缸固定于水平面,用截面積為20 cm2的活塞封閉一定量的氣體,活塞與缸壁間摩擦不計。當大氣壓強為1.0105 Pa、氣體溫度為87 時,活塞在大小為40

57、N、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)镹。,答案1.21050,,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=1.2105 Pa (2)本題考查氣體等容變化。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,設氣體溫度降至27時的壓強為p2,則 = 代入數(shù)據(jù),得 p2=1.0105 Pa 對活塞列平衡狀態(tài)方程,F+p0S=p2S 得F=0 N,方法技巧封閉氣體壓強的計算方法 在求解封閉氣體壓強時,一般選取活塞、液

58、柱或容器為研究對象,對其進行受力分析。然后再根據(jù)其所處狀態(tài),列出相應的平衡狀態(tài)方程或牛頓第二定律方程并進行求解。,6.2015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300 K,壓強為大氣壓強p0。當封閉氣體溫度上升至303 K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303 K。再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求: ()當溫度上升到303 K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強; ()當溫度恢復到300 K時,豎直

59、向上提起杯蓋所需的最小力。,答案() p0() p0S,,解析()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=300 K,壓強為p0,末狀態(tài)溫度T1=303 K,壓強設為p1,由查理定律得 = 代入數(shù)據(jù)得 p1= p0 ()設杯蓋的質量為m,剛好被頂起時,由平衡條件得 p1S=p0S+mg 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=303 K,壓強p2=p0,末狀態(tài)溫度T3=300 K,壓強設為p3,由查理定律得 = 設提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得 F+p3S=p0S+mg 聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得,F= p0S ,7.2015重慶理綜,10(2

60、),6分北方某地的冬天室外氣溫很低,吹出的肥皂泡會很快凍結。若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為T1,壓強為p1,肥皂泡凍結后泡內(nèi)氣體溫度降為T2。整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體,不計體積和質量變化,大氣壓強為p0。求凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差。,答案p1-p0,解析設凍結后肥皂膜內(nèi)氣體壓強為p2,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得=,解得p2=p1,所以 凍結后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強差為p=p2-p0=p1-p0。,,,8.2015課標,33(2),10分,如圖,一固定的豎直氣缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質

61、量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;氣缸外大氣的壓強為p=1.00105 Pa,溫度為T=303 K。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=495 K?，F(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求 ()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; ()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。,答案()330 K()1.01105 Pa,,解析()設初始時氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)

62、封閉氣體的體積為V2,溫度為T2。由題給條件得 V1=S2+S1 V2=S2l 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) 故缸內(nèi)氣體的壓強不變。由蓋呂薩克定律有 = 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2=330 K ()在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,被封閉氣體的壓強為p1。在此后與氣缸外大氣達到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變。設達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為p,由查理定律,有 =,聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 p=1.01105 Pa,考點一分子動理論內(nèi)能 1.2018江蘇泰州調(diào)研,12A(1)以下說法正確的是() A

63、.布朗運動反映了懸浮小顆粒內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則的熱運動 B.從平衡位置開始增大分子間距離,分子間的引力將增大、斥力將減小 C.對大量事實的分析表明:熱力學零度不可能達到 D.熱量自發(fā)地由內(nèi)能多的物體傳遞給內(nèi)能少的物體,三年模擬,A組 20162018年高考模擬基礎題組,答案C布朗運動反映了懸浮小顆粒周圍液體分子在不停地做無規(guī)則的熱運動,A項錯誤;從平衡位置開始增大分子間的距離,分子間的引力、斥力均減小,B項錯誤;熱力學零度只能接近,不能達到,C項正確;熱量自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體,但溫度高的物體內(nèi)能不一定多,故D項錯誤。,2.2018江蘇揚州期中,12A(1)(多選)PM2.5是指空

64、氣中直徑小于2.5微米的懸浮顆粒物,其懸浮在空中做無規(guī)則運動,很難自然沉降到地面。下列說法中正確的是() A.氣溫越高,PM2.5運動越劇烈 B.PM2.5在空氣中的運動屬于布朗運動 C.PM2.5在空氣中的運動就是分子的熱運動 D.倡導低碳生活有利于減小PM2.5在空氣中的濃度,答案ABDPM2.5在空氣中的無規(guī)則運動是由于周圍大量氣體分子對PM2.5碰撞的不平衡導致的,是布朗運動,反映了空氣分子的熱運動,B正確,C錯誤;溫度越高,分子運動越劇烈,PM2.5運動也越劇烈,A正確;因為礦物燃料燃燒的廢氣排放是形成PM2.5的主要原因,所以倡導低碳生活,減少化石燃料的使用能有效減小PM2.5在空

65、氣中的濃度,D正確。,知識鏈接直徑約110微米的小顆粒,在周圍液體或氣體分子的碰撞下產(chǎn)生的永不停息的無規(guī)則運動,稱為布朗運動。,,3.2018江蘇無錫摸底,12A(1)(多選)關于分子動理論的規(guī)律,下列說法正確的是() A.擴散現(xiàn)象說明物質分子在做永不停息的無規(guī)則運動 B.兩個分子間的距離為r0時,分子勢能最小 C.兩個分子距離減小時,分子間引力和斥力都在增大 D.如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,用來表征它們所具有的“共同熱學性質”的物理量叫做內(nèi)能,答案ABC擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運動的宏觀表現(xiàn),故A正確;兩分子間距離為r0時,分子勢能最小,故B正

66、確。兩個分子距離減小時,分子間引力和斥力都增大,故C正確;如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,用來表征它們所具有的“共同熱學性質”的物理量叫溫度,故D錯誤。,4.2018江蘇常州月考,12A(1)(多選)對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解,下列說法正確的是 () A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動能一定大 B.外界對物體做功,物體內(nèi)能一定增加 C.當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,隨分子間距離的減小分子勢能增大 D.當分子間的距離增大時,分子間作用力就一直減小,答案AC溫度高的物體分子平均動能一定大,但內(nèi)能不一定大,故A正確;外界對物體做功,若散熱,物體內(nèi)能不一定增加,故B錯誤;當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大,故C正確。當分子間的距離增大時,分子間作用力也可能先增大后減小,故D錯誤。,5.2018江蘇蘇州調(diào)研,12A(3)目前,環(huán)境污染已非常嚴重,瓶裝純凈水已經(jīng)占領柜臺,再嚴重下去,瓶裝純凈空氣也會上市。設瓶子的容積為500 mL,空氣的摩爾質量M=2910-3 kg/mol。NA=6.01023 mol-1,按標