2018届高考物理二轮复习第十三章热学提能增分练有关气体性质的四类问题选修3_3

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高考物理二轮复习第十三章热学教材回顾(二)气体和热力学定律课件选修3-3.pptx

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(3)压强(p) ①定义：作用在器壁单位面积上的压力叫做气体压强。 ②产生原因：由于大量气体分子无规则的运动而频繁碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力。 ③决定气体压强大小的因素宏观：决定于气体的温度和体积。微观：决定于分子的平均动能和分子的密集程度 (单位体积内的分子数)。
条件
对于常温)的情况遵守三个实验定律
4．理想气体的状态方程 (1)理想气体 ①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律
的气体。实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理
想气体。
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②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
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二、热力学定律与能量守恒定律 1．热力学第一定律 (1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。 (2)表达式：ΔU＝ Q＋W 。 (3)第一类永动机违背了能量守恒定律。
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[深化理解]
1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改
变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量与做功、热
表达 p1V1＝p2V2 ，或 pV Tp11＝Tp22或Tp＝C(常量)
式
＝C(常量)
推论：ΔΔTp＝Tp11
VT11＝VT22 或VT＝ C(常量)
推论：ΔΔVT＝VT11
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续表
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
温度保持不变时分体积保持不变时分温度升高时分子的
微子的平均动能一子的密集程度保持平均动能增大。只
观定。在这种情况下，不变。在这种情况有气体的体积同时

物理热学选修三知识点总结

物理热学选修三知识点总结热学是物理学的一个重要分支，热学选修三作为高中阶段的一门物理选修课程，主要涉及了气体分子的特性、热力学循环以及热传导等内容。

在热学选修三中，学生将学习到一些重要的热学知识，本文将对热学选修三的知识点进行总结，以便帮助学生加深对这些知识的理解。

第一章气体分子的特性在热学选修三中，学生将学习到气体分子的特性，包括理想气体的状态方程、分子平均动能和气体分子的速率分布等内容。

1.1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程可以用来描述气体的状态和性质。

在热学选修三中，学生将学习到理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质量，R为气体常数，T为气体的温度。

通过这个状态方程，学生可以了解到气体在不同条件下的状态和性质。

1.2 分子的平均动能在热学选修三中，学生将学习到气体分子的平均动能与温度之间的关系。

根据动能定理，气体分子的平均动能与温度成正比，即Ek=3/2kT，其中Ek为气体分子的平均动能，k为玻尔兹曼常数，T为气体的温度。

通过这个关系，学生可以了解到气体分子的平均动能随温度的变化规律。

1.3 气体分子的速率分布在热学选修三中，学生还将学习到气体分子的速率分布。

根据麦克斯韦-玻尔兹曼速率分布定律，气体分子的速率分布与温度成正比，即随着温度的升高，气体分子的速率分布图向右移动，速率分布峰值变大。

通过这个定律，学生可以了解到气体分子的速率分布随温度的变化规律。

第二章热力学循环在热学选修三中，学生将学习到一些重要的热力学循环，包括卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环等。

2.1 卡诺循环卡诺循环是热学中最重要的循环之一，它是一个理想的热力学循环过程。

在热学选修三中，学生将学习到卡诺循环的工作原理和效率计算公式。

通过学习卡诺循环，学生可以了解到热机循环工作过程中的热量交换和功的转化规律。

2.2 斯特林循环斯特林循环是热机循环中的另一个重要循环，它是一个由等温和等容过程组成的循环过程。

人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题

人教版高二物理选修3-3《热学》选择题专项练习题（含答案）1．下列说法中正确的是A. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C. 食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势2．下列关于布朗运动的说法，正确的是A. 布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动B. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著D. 当物体温度达到0°C 时，物体分子的热运动就会停止3．如图所示描述了封闭在某容器里的理想气体在温度a T 和b T 下的速率分布情况，下列说法正确的是A. a b T TB. 随着温度升高，每一个气体分子的速率都增大C. 随着温度升高，气体分子中速率大的分子所占的比例会增加D. 若从a T 到 b T 气体的体积减小，气体一定从外界吸收热量4．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。

如图所示为分子势能E p 随分子间距离r 变化的图象，取r 趋近于无穷大时E p 为零。

通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是A. 假设将两个分子从r = r 2处释放，它们将开始远离B. 假设将两个分子从r =r 2处释放，它们将相互靠近C. 假设将两个分子从r =r 1处释放，它们的加速度先增大后减小D. 假设将两个分子从r =r 1处释放，当r =r 2时它们的速度最大5．如图所示，一导热性能良好．．．．．的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计。

气缸内封闭了一定质量的气体，气体分子间的相互作用不计。

现缓慢地逐渐向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中A. 气体的内能增大B. 气缸内分子的平均动能增大C. 单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数一定增多D. 因为外界对气体做了功，所以气体的温度是升高的7．下列说法中正确的是A. 物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大B. 气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C. 物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大D. 分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小8．关于热现象，下列说法不正确的是A. 若一定质量的理想气体在膨胀的同时放出热量，则气体分子的平均动能减小B. 悬浮在液体中的颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈C. 液晶与多晶体一样具有各向同性D. 当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小9．下列改变物体内能的物理过程中，不属于对物体做功来改变物体内能的有A. 用锯子锯木料，锯条温度升高B. 阳光照射地面，地面温度升高C. 锤子敲击钉子，钉子变热D. 擦火柴时，火柴头燃烧起来10．下列说法中正确的是A. 物体甲自发传递热量给物体乙，说明甲物体的内能一定比乙物体的内能大B. 温度相等的两个物体接触，它们各自的内能不变且内能也相等C. 若冰熔化成水时温度不变且质量也不变，则内能是增加的D. 每个分子的内能等于它的势能和动能之和11．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示，假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋的四周被挤压时A. 外界对袋内气体做功，气体内能增大，温度升高B. 外界对袋内气体做功，气体内能减小，温度降低C. 袋内气体对外界做功，气体内能增大，温度不变D. 袋内气体对外界做功，气体内能减小，温度降低12．下列说法正确的是A. 常温常压下，一定质量的气体，保持体积不变，压强将随温度的增大而增大B. 用活塞压缩气缸里的空气，对空气做功×105J同时空气的内能增加了×105J，则空气从外界吸收热量1×105JC. 物体的温度为0℃时，分子的平均动能为零D. 热量从低温物体传到高温物体是不可能的13．下列说法中正确的是A. 当两分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的距离越大，分子势能越小B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 在空气中一定质量的100ºC的水吸收热量后变成100ºC的水蒸汽，则吸收的热量大于增加的内能D. 对一定质量的气体做功，气体的内能不一定增加E. 热量不可以从低温物体向高温物体传递14．关于热现象，下列说法中正确的是A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分于运动的无规则性B. 扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动C. 自然界中所有宏现过程都具有方向性D. 可利用高科技手段、将流散的内能全部收集加以利用，而不引起其他变化E. 对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到15．下列说法中，表述正确的是A. 气体的体积指的是气体的分子所能够到达的空间的体积，而不是该气体所有分子的体积之和.B. 理论上，第二类永动机并不违背能量守恒定律，所以随着人类科学技术的进步，第二类永动机是有可能研制成功的C. 外界对气体做功时，其内能可能会减少D. 给自行车打气，越打越困难主要是因为胎内气体压强增大，而与分子间的斥力无关16．关于布朗运动，下列说法中正确的是A. 布朗运动是分子的运动，牛顿运动定律不再适用B. 布朗运动是分子无规则运动的反映C. 悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动是布朗运动D. 布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动E. 布朗运动的明显程度与颗粒的体积和质量大小有关17．下列说法中正确的是A. 只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数B. 硬币或者钢针能够浮于水面上，是由于液体表面张力的作用C. 晶体有固定的熔点，具有规则的几何外形，物理性质具有各向异性D. 影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距E. 随着科技的发展，可以利用高科技手段，将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化18．18．一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。

通用版2018高考物理一轮复习第13章热学第2节课时提能练36固体液体和气体

课时提能练(三十六) 固体、液体和气体(限时：40分钟)A级基础过关练1．(2014·全国卷Ⅱ)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BCE[悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，A项错误；空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用，使得小雨滴表面积最小而呈球形，B项正确；彩色液晶中的染料分子利用液晶具有光学各向异性的特点，与液晶分子结合而定向排列，当液晶中电场强度不同时，染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色，C项正确；高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小，D项错误；由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度，E项正确．]2．下列说法正确的是( )A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C．一定质量的理想气体经过等容过程，吸收热量，其内能一定增加D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，虽然温度升高，但单位时间内撞击单位面积上的分子数不变ACD[晶体有固定的熔点，冰糖磨碎后熔点不会发生变化，A项正确；足球充气后难以被压缩，是气体压强增大的缘故，B项错误；等容过程气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故吸收热量，其内能一定增加，C项正确；据热力学第二定律的微观意义，一切自发过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，D项正确；温度升高，分子运动的平均速率增加，单位时间内撞击单位面积上的分子数也增大，E项错误．]3．(2017·洛阳模拟)一定质量理想气体的状态变化如图1325所示，则该气体( )图1325A ．状态b 的压强大于状态c 的压强B ．状态a 的压强大于状态b 的压强C ．从状态c 到状态d ，体积减小D ．从状态a 到状态c ，温度升高E ．从状态b 到状态d ，体积增大ADE [在V T 图象中等压过程是通过原点的倾斜直线，由pV T ＝C ，得p ＝C ·1V T ＝C ·1k，压强p 大时斜率小，所以A 项正确，B 项错误；从状态c 到状态d ，气体体积增大，C 项错误；从状态a 到状态c ，气体体积不变，温度升高，D 项正确；从状态b 到状态d ，温度不变，体积增大，E 项正确．]4．(2017·武汉模拟)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图1326所示，横轴表示时间t ，纵轴表示温度T .下列判断正确的有( )图1326A ．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B ．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C ．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D ．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同E ．图线甲中ab 段温度不变，所以甲的内能不变ABD [晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A 正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B 正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C 错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D 正确；晶体在熔化时具有一定的熔点，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故E 错误．]B 级题型组合练5．(2016·全国丙卷)(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(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1327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p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变.图1327【解析】 (1)气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，说法A 错误．内能与物体的运动速度无关，说法B 错误．气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，说法C 正确．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，说法D 正确．根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，说法E 正确．(2)设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强为p ′1，长度为l ′1；左管中空气柱的压强为p ′2，长度为l ′2.以cmHg 为压强单位．由题给条件得p 1＝p 0＋(20.0－5.00) cmHg① l ′1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫20.0－20.0－5.002 cm ②由玻意耳定律得p 1l 1＝p ′1l ′1③ 联立①②③式和题给条件得p ′1＝144 cmHg④ 依题意p ′2＝p ′1 ⑤l ′2＝4.00 cm ＋20.0－5.002 cm －h ⑥由玻意耳定律得p 2l 2＝p ′2l ′2 ⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h ＝9.42 cm⑧ 【答案】 (1)CDE (2)144 cmHg 9.42 cm6．(2015·全国卷Ⅰ)(1)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(2)如图1328所示，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m 1＝2.50 kg ，横截面积为S 1＝80.0 cm 2；小活塞的质量为m 2＝1.50 kg ，横截面积为S 2＝40.0 cm 2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l ＝40.0 cm ；汽缸外大气的压强为p ＝1.00×105Pa ，温度为T ＝303 K ．初始时大活塞与大圆筒底部相距l 2，两活塞间封闭气体的温度为T 1＝495 K ．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10 m/s 2.求：图1328①在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；②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．【解析】 (1)将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A 错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B 正确；例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C 正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D 正确；熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E 错误．(2)①设初始时气体体积为V 1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2，温度为T 2.由题给条件得V 1＝S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2＋S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l －l 2 ① V 2＝S 2l ②在活塞缓慢下移的过程中，用p 1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S 1(p 1－p )＝m 1g ＋m 2g ＋S 2(p 1－p ) ③故缸内气体的压强不变．由盖—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2④联立①②④式并代入题给数据得 T 2＝330 K ． ⑤②在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p 1.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p ′T ＝p 1T 2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得 p ′＝1.01×105 Pa.【答案】 (1)BCD (2)①330 K ②1.01×105 Pa7．(1)(2017·唐山模拟)下列说法正确的是( )A ．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力B ．液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子数比液体内部稀疏C ．液晶的光学性质不随所加电场的变化而变化D ．构成液晶的物质微粒只能在其各自的平衡位置两侧做微小振动E ．物体处于固态时，分子排列整齐，而处于液晶态时较松散ABE [根据表面张力的成因及液面分子的稀疏程度，选项A 、B 正确；液晶的光学性质表现为各向异性，随所加电场的变化而变化，C 项错误；液晶像液体一样具有流动性，而液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置振动一小段时间后，又会转移到另一个平衡位置去振动，即液体分子可以在液体中移动，D 项错误；根据液晶分子的特点，E 项正确．](2)如图1329所示，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定质量的气体(可视为理想气体)，气体温度为T 1.开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p 0时，活塞下方气体的体积为V 1，活塞上方玻璃管的容积为2.6 V 1，活塞因重力而产生的压强为0.5p 0.继续将活塞上方抽成真空并密封，且整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变，最后将密封的气体缓慢加热．求：①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；②当气体温度达到1.8T 1时，气体的压强．图1329【解析】 ①抽气过程为等温过程，由玻意耳定律有V V 1＝p 0＋0.5p 00.5p 0气体等压膨胀过程，由盖—吕萨克定律有2.6V 1＋V 1V ＝T ′T 1解得T ′＝1.2T 1②等容升温过程，由查理定律有1.8T 1T ′＝p 20.5p 0解得P 2＝0.75p 0【答案】 ①1.2T 1 ②0.75p 08．(1)(2017·柳州模拟)下列说法正确的是( )A ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小B ．一定质量的理想气体，体积减小时，单位体积的分子数增多，气体的压强一定增大C ．利用液晶来检查肿瘤，是利用了液晶的温度效应D ．当分子间的相互作用力为引力时，其分子间没有斥力E ．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩 ACE [潮湿时空气的相对湿度较大，干燥时空气的相对湿度较小，A 项正确；一定质量的理想气体，体积减小时，由于温度变化不确定，则气体的压强不一定增大，B 项错误；由于肿瘤组织的温度与周围组织的温度不一样，因此将液晶涂在怀疑有肿瘤处的皮肤上，由于温度效应，液晶会显示不同的颜色，C 项正确；分子间同时存在引力和斥力，二力同时存在，D 项错误；散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用，E 项正确．](2)如图13210所示，一根长l ＝75 cm 、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h ＝25 cm 的水银柱，当玻璃管开口向上竖直放置时，管内水银柱封闭气柱的长度l 1＝36 cm.已知外界大气压强p ＝75 cmHg ，管内、外气体的温度不变．如果将玻璃管倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？图13210【解析】若水银没有流出管外，设管倒置后管内空气柱的长度为x0，管的横截面积为S，则倒置前有：p0＝100 cmHg，V0＝l1S；倒置后有：p0′＝50 cmHg，V0′＝x0S 由玻意耳定律得：p0V0＝p0′V0′解得：x0＝72 cm因为x0＋h>l＝75 cm，可知倒置后有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x′，则剩下的水银柱的长度必为75 cm－x′，有：初态：p1＝100 cmHg，V1＝l1S末态：p1′＝[75－(75－x′)](cmHg)＝x′(cmHg)V1′＝x′S由玻意耳定律得：p1V1＝p1′V1′解得：x1′＝60 cm，x2′＝－60 cm(舍去)即水银柱长度是：(75－60) cm＝15 cm.【答案】15 cm。

高考物理二轮总复习精品课件第一编核心专题突破专题6 热学近代物理第一讲热学 (3)

T= T0=2.5T0。
2
3
汽缸内气体体积变为2V0,由理想气体
规律总结
多个系统相互联系的恒定质量气体问题,往往以压强建立起系统间的关系,
各系统独立进行状态分析。要确定每个研究对象的变化性质,分别应用相
应的实验定律,并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有
效关联。若活塞可自由移动,一般要根据活塞的平衡状态确定两部分气体
螺旋方式在环形管中向右旋转前进,分子热运动速率较小的气体分子将聚
集到环形管中心部位,而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管
边缘部位。气流到达分离挡板处时,中心部位气流与分离挡板碰撞后反向,
从A端流出,边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是(
)
A.A端为冷端,B端为热端
B.A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的
量的氮气(视为理想气体),在不同温度下分子速率分布如图所示,纵坐标表
示各速率区间的氮气分子数所占总分子数的百分比,横坐标表示分子的速
率,图线甲为实线、图线乙为虚线。下列说法正确的是( ABD )
A.图线甲对应的氮气压强较大
B.图线甲对应的氮气分子的平均动能较大
C.由图像能直接求出任意速率区间内氮气
分子数目
分子热运动的平均速率减小,而不是所有分子热运动速率都减小,速率大的
分子数占总分子数比例减少。选项A、B、D错误,C正确。
分层演练——拿高分
练真题·明考向
1.(命题角度2、3)(多选)(2022湖南卷改编)利用“涡流效应”可实现冷热气
体的分离。如图所示,一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分
离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中,然后以
的压强关系。

2018年高考物理复习第十二章热学(选修3-3) 第3节热力学定律

课前回顾 · 基础速串课堂释疑 · 一站突破课后演练 · 对点设计
热力学定律
结束
解析：气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，A 正确；温度高，气体分子热运动就剧烈，B 正确；在完全失重的情况下，分子热运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，C 错误；做功也可以改变物体的内能，D 错误；气体在等压膨胀过程中温度一定升高，E 正确。答案：ABE
热力学定律
结束
第3节
热力学定律
课前回顾 · 基础速串
课堂释疑 · 一站突破
课后演练 · 对点设计
热力学定律
结束
(1)做功和热传递的实质是相同的。
( ×)
(2)绝热过程中，外界压缩气体做功 20 J，气体的内能一定减少。 ( ×) (3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。 (√)
(4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功。 (5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失。 (√ ) ( ×)
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(
)
热力学定律
结束
解析：气体经历过程 1，压强减小，体积变大，气体膨胀对外做功，内能减小，故温度降低，选项 A、B 正确；气体在过程 2 pV 中，根据理想气体状态方程 T ＝C，则开始时，气体体积不变，压强减小，则温度降低，对外放热；然后压强不变，体积变大，气体膨胀对外做功，则温度升高，需要吸热，故选项 C、D 错误；过程 1 和过程 2 的初、末状态相同，故气体内能改变量相同，选项 E 正确。答案：ABE
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高考物理总复习第十三章热学(选修3-3)

第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为________ m；②分子的质量：数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝________；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．(3)热运动①分子的永不停息的________运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：________物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度________，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的________的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了________的无规则运动；③特点：a．永不停息、________运动．b．颗粒越小，运动越________．c．温度越高，运动越________．(3)热运动：分子永不停息的____________叫作热运动．分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子无规则运动________．3．分子间的相互作用力(1)分子间同时存在相互作用的________和________．实际表现出的分子力是________和________的合力．(2)引力和斥力都随分子间距离的减小而________；随分子间距离的增大而__________；斥力比引力变化快．(3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m)．距离分子力F F -r图象r＝r0F引____F斥F＝0r<r0F引____F斥F为斥力r>r0F引____F斥F为引力r>10r0F引＝F斥＝0F＝0二、温度、内能1．温度：两个系统处于________时，它们必定具有某个共同的热学性质，把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作温度．一切达到热平衡状态的系统都具有相同的温度．温度标志物体内部大量分子做无规则运动的________．2．摄氏温标和热力学温标单位规定关系摄氏温标(t)℃在标准大气压下，冰的熔点是______，水的______是100 ℃T＝t＋273.15 KΔT＝Δt热力学温标(T)K零下________即为0 K3.分子的动能(1)分子动能是分子________所具有的动能．(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的________的标志．(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的________．4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的________决定的能．(2)分子势能的决定因素：①微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；取r→∞处为零势能处，分子势能E p 与分子间距离r的关系如图所示，当r＝r0时分子势能最小．②宏观上——决定于________和状态．5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．对于给定的物体，其内能大小由物体的____________决定．(2)改变物体内能有两种方式：________________．,生活情境1.(1)秋风吹拂，树叶纷纷落下，属于分子的无规则运动．()(2)在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味，属于分子的无规则运动．()(3)烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡是布朗运动．()(4)室内扫地时，在阳光照射下看见灰尘飞扬是布朗运动．()(5)水流速度越大，水分子的热运动越剧烈．()(6)水凝结成冰后，水分子的热运动停止．()(7)水的温度越高，水分子的热运动越剧烈．()(8)水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大．()教材拓展2.[人教版选修3－3P7T2改编](多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动E．扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动3．[鲁科版教材·改编](多选)如图，用温度计测量质量已知的甲、乙、丙三杯水的温度，根据测量结果可以知道()A．甲杯中水的内能最少B．甲、乙杯中水的内能一样多C．丙杯中水分子的平均动能最大D．甲杯中水分子的平均动能小于乙杯中水分子的平均动能关键能力·分层突破考点一微观量的估算问题1．宏观量与微观量的关系(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V m、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)关系①分子的质量：m0＝＝.②分子的体积：V0＝＝.③物体所含的分子数：N＝·N A＝·N A或N＝·N A＝·N A.2．两种模型(1)球体分子模型直径为d＝(2)立方体分子模型边长为d＝.跟进训练1.(多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol，铜的密度为ρ kg/m3，阿伏加德罗常数为N A mol －1.下列判断正确的是()A．1 kg铜所含的原子数为B．1 m3铜所含的原子数为C．1个铜原子的质量为kgD．1个铜原子的体积为m3E．1个铜原子的体积为2．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．考点二布朗运动与分子热运动1．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．2．扩散现象、布朗运动与热运动的比较：现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子微小固体颗粒分子区别分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到共同点①都是无规则运动；②都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动跟进训练3.(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4．[2022·山西五市联考](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动．从A 点开始，他把粉笔末每隔20 s的位置记录在坐标纸上，依次得到B、C、D、…、J点，把这些点连线形成如图所示折线图，则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是()A．该折线图是粉笔末的运动轨迹B．粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C．经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D．粉笔末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度E．若改变水的温度，再记录一张图，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高5．[2022·广东茂名一模]新型冠状病毒主要依靠呼吸道飞沫传播，在空气中含病毒飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞，所以含病毒飞沫微粒所做的无规则运动属于________运动；空气分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，r＝r0时，F＝0.相距较远的两个分子间距离减小到r0的过程中，分子势能______________(填“先减小后增大”“先增大后减小”“一直增大”或“一直减小”)．考点三分子动能、分子势能和内能1．改变内能的方式2．分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)内能的大小与温度、体积、分子数和物态等因素有关．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同．角度1分子力、分子势能与分子间距离的关系例1.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O 点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．解题心得：角度2物体的内能例2. (多选)下列说法中正确的是()A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B．物体的机械能为零时内能也为零C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小D．质量、温度、体积都相等的物体的内能不一定相等E．温度和质量都相同的氢气和氧气内能不相等解题心得：跟进训练6.(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7．(多选)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法正确的是() A．分子的平均动能和分子的总动能都相同B．分子的平均动能相同，分子的总动能不同C．内能相同D．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能E．1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可能相等考点四实验：用油膜法估测分子的大小●注意事项1．干净：实验用具要擦洗干净．2．适量：痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功．3．适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜．4．水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．稳定：要待油膜形状稳定后再画轮廓．6．数格数：数出正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．●误差分析1．纯油酸体积的计算引起误差；2．油膜形状的画线误差；3．数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．跟进训练8.用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_________________________________________________________________________________________________________________.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是________．9．[2022·枣庄模拟](1)如图1所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)在该实验中，油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有1 mL油酸．用注射器测得1 mL上述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图2所示，坐标格的正方形大小为20 mm×20 mm.可以估算出油膜的面积是________ m2，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为________ m3，由此估算出油酸分子的直径是________ m(所有结果均保留两位有效数字)．(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于________．A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格D．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴第十三章热学(选修3－3)第1讲分子动理论内能必备知识·自主排查一、1．(1)①10－10(2)①6.02×1023(3)①无规则2．(1)①不同②越高(2)①小颗粒②液体分子③无规则明显激烈(3)无规则运动越剧烈3．(1)引力斥力引力斥力(2)增大减小(3)＝<>二、1．热平衡剧烈程度2．0 ℃沸点273.15 ℃3．(1)热运动(2)平均动能(3)总和4．(1)相对位置(2)②体积5．(1)温度和体积(2)做功和热传递生活情境1．(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×教材拓展2．答案：ABC3．答案：AC关键能力·分层突破1．解析：因为铜的摩尔质量为M kg/mol，所以1 kg铜所含的原子数为，选项A正确；铜的密度为ρ kg/m3，1 m3铜的质量为ρ，1 m3铜所含有的原子数为N A，选项B错误；1摩尔铜原子的质量为M，则1个铜原子的质量为kg，选项C正确；可将铜原子看作球体模型，1摩尔铜原子的体积为V＝，因此1个铜原子的体积为m3，选项D正确，E错误．答案：ACD2．解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝氙气分子的总数：N＝N A＝×6×1023≈4×1022个(2)每个分子所占的空间为V0＝设分子间平均距离为a，则有V0＝a3则a＝＝m≈3×10－9 m.答案：(1)4×1022个(2)3×10－9 m3．解析：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．答案：ACD4．解析：折线图是每隔20 s记录的粉笔末的位置的连线图，并非粉笔末的运动轨迹，A项错误；粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动，B项正确；由于布朗运动的无规则性，我们不能确定经过B点后10 s时粉笔末的具体位置，C项错误；由＝，因为，t BC＝t CD，所以D项正确；改变水的温度，显然能改变水分子热运动的剧烈程度，但并不能改变布朗运动的无规则性，则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高，E项正确．答案：BDE5．解析：含病毒飞沫微粒的运动是由空气分子的不平衡碰撞造成的，所以是布朗运动．两个相距较远的分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力表现为引力，分子力一直做正功，分子势能一直减小．答案：布朗一直减小例1解析：另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，分子间作用力表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在两分子间距由r2减小到r1的过程中，分子间作用力仍然表现为引力，故分子间作用力做正功，分子间势能减小；在间距减小到等于r1之前，分子间势能一直减小，由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零，则在间距等于r1处，分子间势能小于零．答案：减小减小小于例2解析：物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定．分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确；物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，所以C正确；质量、温度、体积都相等的物体，如果是由不同物质组成，分子数不一定相同，因此，物体内能不一定相等，选项D正确；温度和质量都相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能，但由于分子数不相等，分子总动能不相等，分子势能也不相等，故其内能不相等，选项E正确．答案：CDE6．解析：分子力F与分子间距离r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r>r0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．答案：BCE7．解析：温度相同则它们的分子平均动能相同；又因为1 g水和1 g水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，A正确，B错误；当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，分子间距离变大，分子力做负功，分子势能增加，该过程吸收热量，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C错误，D正确；机械能是指物体的动能和势能的总和，故1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气的机械能可以相等，故E正确．答案：ADE8．解析：本题考查了用油膜法估算分子大小的实验内容，突出了实验的操作、分析、探究能力的考查，体现了核心素养中科学探究、科学态度要素，体现了劳动实践、科学探索的价值观．用油膜法估算分子大小，是用油膜厚度代表油酸分子的直径，所以要使油酸分子在水面上形成单分子层油膜；因为一滴溶液的体积很小，不能准确测量，故需测量较多滴的油酸酒精溶液的总体积，再除以滴数得到一滴溶液的体积，进而得到一滴溶液中纯油酸的体积；因为本题中油酸体积等于厚度乘面积，故测厚度不仅需要测量一滴溶液的体积，还需要测量单分子层油膜的面积．答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出1 mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积9．解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb.(2)由图示油膜可知，小方格的个数为75.油膜的面积S＝75×20 mm×20 mm＝30 000 mm2＝0.030 m2，2滴油酸溶液含纯油酸的体积为V＝2×mL＝2.0×10－5 mL＝2.0×10－11 m3，油酸分子的直径为d＝＝m≈6.7×10－10 m.(3)计算油酸分子直径的公式是d＝，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确；如果测得油酸溶液浓度低于实际值，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格算作一格时，S将偏大，故得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝mL可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．答案：(1)dacb(2)0.030 2.0×10－11 6.7×10－10(3)A。

2018-2019学年人教版高中物理选修3气体习题课版含答案

习题课理想气体状态方程的综合应用[目标定位]1.进一步熟练掌握气体三定律，并能熟练应用.2.熟练掌握各种气体图象，及其它们之间的转换.3.掌握理想气体状态方程的几个推论.■预习导学/梳理,识记，点拨1.气体三定律(1)玻意耳定律内容：一定质量的某种气体，在温度丕变的情况下，压强p与体积V成反比.公式：pV=C或P]V]=PzV2.(2)查理定律内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比.公式：T=C或*T2(3)盖一吕萨克定律内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下,其体积V与热力学温度T成反比.八一Vc—V i V2公式：T=C或T7=T?2.理想气体状态方程对一定质量的理想气体：空=C或胃=皆.h课堂讲义J理相,深化・探究一、相互关联的两部分气体的分析方法这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有一定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的一股方法是：1.分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据状态方程列式求解.2.认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程.3.多个方程联立求解.【例1】如图1所示，内彳均匀的U形管中装入水银，两管中水银面与管口的距离均为l=10.0cm,大气压强p 0=75.8cmHg 时，将右侧管口封闭，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差达h=6.0cm 为止.求活塞在管内移动的距离.答案6.4cm解析设活塞移动的距离为xcm,则左侧气体体积为（l+h —x ）cm 柱长，右h侧气体体积为（l-Rcm 柱长，取右侧气体为研究对象.由等温变化规律得pd=〃h 、P 2(l —2)左侧气柱的压强为p i =p 2+h=^7^cmHg取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得hp °l=p i (l+2—x),解得x=6.4cm.借题发挥两团气体问题中，对每一团气体来讲都独立满足牛=常数；两部分气体往往满足一定的联系：如压强关系，体积关系等，从而再列出联系方程即可.二、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，用理想气体状态方程求解.1 .打气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题.只要选择球内原有气体解彳#P 2=吸=758 l-2cmHg图1和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题.2 .抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题.分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看做是等温膨胀的过程.【例2】氧气瓶的容积是40L,其中氧气的压强是130atm,规定瓶内氧气压强降到10atm 时就要重新充氧，有一个车间，每天需要用1atm 的氧气400L,这瓶氧气能用几天？假定温度不变.答案12天解析用如图所小的方框图表小思路.勺？ p 产Latm㈤由V l-V 2：p i V l=P2V 2,p 1V 1130X40V2=p 2=10L =520L ，由(V 2—V l )一V 3：P 2(V 2—V l)=p 3V 3,…V3一则航=12（大）•三、气体图象与图象之间的转换理想气体状态变化的过程，可以用不同的图象描述，已知某个图象，可以根据这一图象转换成另一图象，如由p-V 图象变成p-T 图象或V-T 图象.另一%Pi=130almp 2=10atm V3= P 2(V2-V1)10X480 p 3=L=4800L,210203040图2【例3使一定质量的理想气体按图2中箭头所示的顺序变化，图中BC 是段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.(1)已知气体在状态A的温度T A=300K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少.(2)将上述状态变化过程在V-T中用图线表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化的方向)，说明每段图线各表示什么过程.答案答案见解析解析由p-V图可直观地看出，气体在A、B、C、D各状态下的压强和体积为V A=10L,pA=4atm,pB=4atm,pC=2atm,pD=2atm,V C=40L,V D二20L.(1)根据气态方程喂=喂=喏…P C V C2X40可得Tc=p A V ATA=4^x300K=600K P D V D20X2T D=U T A=4^*300K=300KT B=T C=600K(2)由状态B到状态C为等温变化，由玻意耳定律有:P B V B=p c V c/口p c V c2X40得VB=%=T L=20L在V-T图上状态变化过程的图线由A、B、C、D各状态点依次连接(如图所示)，AB是等压膨胀过程，BC是等温膨胀过程，CD是等压压缩过程.四、气缸类问题的处理方法解决气缸类问题的一般思路：(i)弄清题意，确定研究对象.一般来说，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(气缸、活塞或某系统).(2)分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依气体定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程.(3)注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程.(4)多个方程联立求解.对求解的结果注意检验它们的合理性.【例4】如图3甲所示，气缸质量为m i,活塞质量为m2,不计缸内气体的质量及一切摩擦，当用一水平外力F拉活塞时，活塞和气缸最终以共同的加速度运动.求此时缸内气体的压强.(已知大气压为p o,活塞横截面积为S)图3生加m i F答水p°—m i+m2s解析以活塞m2为研究对象，其受力如图3乙所示.根据牛顿第二定律,有F+pS—p0S=m2a.①由于方程①中有p和a两个未知量，所以还必须以整体为研究对象，列出牛顿第二定律方程F=(m i+m2)a.②联立①②可得p=p o—miF.m i+m2s借题发挥要求解封闭气体的压强时，必须转换为以活塞等固体为研究对象，由于本题中系统处于加速状态，因此还必须分别以整体和活塞为对象进行研究，列动力学方程，求解结果.h对点练习口巩固■应用,反馈相关联的两部分气体问题1.如图4所示，一个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左、右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等.现利用右室中的电热丝对右室加热一段时间，达到平衡后，左室的体积变为原来的体的温度T i =300K,求右室气体的温度. 答案500K解析根据题意对汽缸中左右两室中气体的状态进行分析:3—左室的气体：加热刖p 。

2018届高三物理高考总复习课后提能演练：选修3-3 第3讲热力学定律、能量守恒含解析精品

选修3-3第3讲一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5题有多项符合题目要求．1．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做了8×104 J的功，气体的内能减少了1.2×105 J，则下列各式中正确的是()A．W＝8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝4×104 JB．W＝8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－2×105 JC．W＝－8×104 J，ΔU＝1.2×105 J，Q＝2×104 JD．W＝－8×104 J，ΔU＝－1.2×105 J，Q＝－4×104 J【答案】B【解析】因为外界对气体做功，W取正值，即W＝8×104J；内能减少，ΔU取负值，即ΔU＝－1.2×105 J；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知Q＝ΔU－W＝－1.2×105 J－8×104 J＝－2×105 J，即选项B正确．2．如图所示，密闭绝热的具有一定质量的活塞，活塞的下部封闭着理想气体，上部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的顶部，另一端固定在活塞上，弹簧处于自然长度后用绳扎紧，此时活塞的重力势能为E p(活塞在底部时的重力势能为零)．现绳突然断开，活塞在重力的作用下向下运动，经过多次往复运动后活塞静止，气体达到平衡态，经过此过程()A．E p全部转换为气体的内能B．E p一部分转换成活塞的重力势能，其余部分仍为弹簧的弹性势能C．E p一部分转换成弹簧的弹性势能，一部分转换为气体的内能，其余部分仍为活塞的重力势能D．E p全部转换成弹簧的弹性势能和气体的内能【答案】C【解析】分析题意得，最后静止时，活塞的位置有所下降，即重力势能减少，但是不为零，所以选项A错误．根据能量守恒，减少的重力势能转化为两部分：增加弹性势能、增加气体内能，所以选项B、D错误，选项C正确．3．在图中容器A，B中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水，上面是大气，大气压强恒定，A，B的底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界绝热．原先A中的水比B中的高，打开阀门，使A中的水逐渐向B中流，最后达到平衡．在这个过程中()A．大气压力对水做功，水的内能增加B．水克服大气压力做功，水的内能减少C．大气压力不做功，水的内能不变D．大气压力不做功，水的内能增加【答案】D【解析】大气压力在两活塞上做的正、负功恰好抵消，水的重力势能最后全部转化为水的内能，选项D正确．4．如图所示为电冰箱的工作原理示意图．压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环．在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外．下列说法正确的是()A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第二定律【答案】B5．某体育馆内有一恒温游泳池，水温等于室温，现有一个气泡从水池底部缓缓上升．那么在上升过程中，泡内气体(可视为理想气体)()A．分子间的平均距离增大B．分子平均动能减小C．不断吸热D．压强不断减小【答案】ACD【解析】气泡处在恒温的水池中，可认为温度不变，故平均动能不变，选项B错．气泡从水池底部缓缓上升的过程中，其压强在不断减小，由气体压强的微观解释可知，体积必在增大，对外做功，而温度不变，对理想气体而言，其内能不变，由热力学第一定律知，气体必不断从外部环境中吸热，故选项A、C、D正确．二、非选择题6．如图所示，A ，B 两个汽缸中装有体积均为10 L ，压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27 ℃的空气，中间用细管连接，细管容积不计．细管中有一绝热活塞，现将B 汽缸中的气体升温到127 ℃，若要使细管中的活塞仍停在原位置．(不计摩擦，A 汽缸中的气体温度保持不变，A 汽缸截面积为500 cm 2)(1)求A 中活塞应向右移动的距离；(2)A 中气体是吸热还是放热，为什么？解：(1)对B ：由p B T B ＝p B ′T B ′得 p ′B ＝T B ′T B p B ＝400300p B ＝43p B 对A ：由p A V A ＝p ′A V ′A得V ′A ＝p A V A p A ′且：p A ＝p B ，p ′A ＝p ′B解得V ′A ＝34V A 所以Δl ＝14V A S＝5 cm. (2)放热，在向右推活塞过程中，A 中气体温度不变，气体内能不变；体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 可知气体应放热.。

高中物理选修3-3《气体》重点题型

一、气体压强的计算（一）. 1. 知识要点（1 （2 2. 典型例1 如图1、2、3、4大气压强P cmHg 076=）。

练习:1两段空气柱1和2。

已p 0=76cmHg ，求空气柱1和2. 有一段12cm 图所示。

的压强（设大气压强为P 0A. 76cmHg C. 88cmHgA 的上表面是M 。

( ) (P 0 被轻刚性细杆连接在一起，S A =4.0×10－2m2，间。

活塞外侧大气压强g=10m/s 2。

二、图像类问题一定质量的理想气体状态变化时，可以用图像表示气体状态的变化过程。

应用图像解题，形象、直观、思路清晰，既能达到化难为易的目的，又能训练学生灵活多变的思维能力。

1、利用图像判断气体状态变化过程, 和能的转化和守恒定律判断气体做功、热传递及气体内能的变化例3一定质量的理想气体，温度经过不同状态变化回到初始状态温度，可能的过程是：A.先等压膨胀，后等容降压B.先等压压缩，后等容降压C.先等容升压，后等压膨胀D.先等容降压，后等压膨胀例4一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法正确的是：A.ab 过程放热，内能减少B.bc 过程吸收的热量多于做功值C.ca 过程内能一直不变D.完成一个循环过程，气体放出热量练习5.一定质量的理想气体状态变化的p-T 图像如图所示,由图像知().(A)气体在a 、b 、c 三个状态的密度ρa ＜ρc ＜ρb (B)在a→b 的过程中,气体的内能增加 (C)在b→c 的过程中,气体分子的平均动能增大 (D)在c→a 的过程中,气体放热6.一定质量的理想气体的状态变化过程如图中直线段AB 所示，C 是AB 的中点，则( ).(A )从状态A 变化到状态B 的过程中，气体的内能保持不变 (B )从状态A 变化到状态B 的过程巾，气体的温度先升高后降低 (C )从状态A 变化到状态C ，气体一定吸热(D )从状态A 变化到状态B 的整个过程，气体一定吸热 2、图像与规律的转换, 图像与图像之间的转换.通过对物理图像的分析，根据图像提供的物理信息，我们可以将图像反映的物理过程“还原”成数学公式，而达到快捷、准确的解题目的。

高中物理大二轮物理复习专题目录

二轮物理
选择题48分专练(一) 选择题48分专练(二) 实验题15分专练(一) 实验题15分专练(二) 计算题32分专练(一) 计算题32分专练(二) 选考题15分专练(一) 选考题15分专练(二)
第二部分考前冲刺增分练
二轮物理
小卷冲刺抢分练(一)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(二)——(8＋2实验) 小卷冲刺抢分练(三)——(8＋2计算) 小卷冲刺抢分练(四)——(8＋2计算) 高考模拟标准练
大二轮专题复习与测试
物理
二轮物理
第一部分专题一力与运动第1讲物体的平衡考向一力学中的平衡问题考向二电学中的平衡问题考向三平衡中的临界极值问题第2讲牛顿运动定律和直线运动考向一运动图象的理解及应用考向二匀变速直线运动应用规律考向三牛顿运动定律的综合应用
专题整合突破
二轮物理
第2讲电学实验与创新考向一电表改装与读数、多用电表原理与使用考向二以伏安法测电阻为核心的实验考向三以测电源电动势和内阻为核心的实验考向四电学创新设计实验
二轮物理
专题七选考部分第1讲 (选修3－3) 分子动理论、气体及热力学定律考向一热学基础知识与气体实验定律的组合考向二热学基础知识、热力学定律与气体定律的组合第2讲 (选修3－4) 机械振动和机械波光电磁波考向一振动(或波动)与光的折射、全反射的组合考向二光学基础知识与波动(或振动)的组合考向三电磁波、光学、波动(或振动)的组合
二轮物理
第三部分一、物理学史和物理思想方法 (一)高中物理的重要物理学史 (二)高中物理的重要思想方法二、高考必知的五大解题思想 (一)守恒的思想 (二)等效的思想 (三)分解的思想 (四)对称的思想 (五)数形结合的思想

高考物理二轮复习：分子动理论、气体及热力学定律(含答案解析)

分子动理论气体及热力学定律热点视角备考对策本讲考查的重点和热点：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小．命题形式基本上都是小题的拼盘. 由于本讲内容琐碎，考查点多，因此在复习中应注意抓好四大块知识：一是分子动理论；二是从微观角度分析固体、液体、气体的性质；三是气体实验三定律；四是热力学定律．以四块知识为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆.`一、分子动理论 1．分子的大小(1)阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.(2)分子体积：V 0＝V molN A (占有空间的体积)．(3)分子质量：m 0＝M molN A.(4)油膜法估测分子的直径：d ＝VS . (5)估算微观量的两种分子模型【①球体模型：直径为d ＝36V 0π.②立方体模型：边长为d ＝3V 0. 2．分子热运动的实验基础(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快．(2)布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．3．分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加；当分子间距为r 0时，分子势能最小． —二、固体、液体和气体1．晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同．其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．2．液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．3．液体的表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 4．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定． (1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2.(2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2.(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2.*(4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.三、热力学定律 1．物体的内能 (1)内能变化温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化． (2)物体内能的决定因素2．热力学第一定律 #(1)公式：ΔU ＝W ＋Q .(2)符号规定：外界对系统做功，W ＞0，系统对外界做功，W ＜0；系统从外界吸收热量，Q ＞0，系统向外界放出热量，Q ＜0.系统内能增加，ΔU ＞0，系统内能减少，ΔU ＜0. 3．热力学第二定律(1)表述一：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)表述二：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．(3)揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，说明了第二类永动机不能制造成功．热点一微观量的估算？命题规律：微观量的估算问题在近几年高考中出现的较少，但在2015年高考中出现的概率较大，主要以选择题的形式考查下列两个方面： (1)宏观量与微观量的关系；(2)估算固、液体分子大小，气体分子所占空间大小和分子数目的多少．1.若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面五个关系式中正确的是( )A ．N A ＝VρmB ．ρ＝μN A ΔC ．m ＝μN AD ．Δ＝V N AE ．ρ＝μV^[解析] 由N A ＝μm ＝ρVm ，故A 、C 对；因水蒸气为气体，水分子间的空隙体积远大于分子本身体积，即V ≫N A ·Δ，D 不对，而ρ＝μV ≪μN A·Δ，B 不对，E 对．[答案] ACE2.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少(取N A ＝×1023 mol －1，球的体积V 与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留一位有效数字)[解析] 一个油酸分子的体积V ＝MρN A分子直径D ＝36M πρN A最大面积S ＝V 油D代入数据得：S ＝1×101 m 2. [答案] 1×101 m 2 $3.(2014·潍坊二模)空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥，若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝×103 cm 3.已知水的密度ρ＝×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d .[解析] 水是液体，故水分子可以视为球体，一个水分子的体积公式为V ′0＝16πd 3.(1)水的摩尔体积为V 0＝Mρ①该液化水中含有水分子的物质的量n ＝VV 0②水分子总数N ＝nN A ③由①②③得N ＝ρVN AM `＝错误!≈3×1025(个)．(2)建立水分子的球模型有：V 0N A＝16πd 3得水分子直径d ＝36V 0πN A＝ 36××10－5××1023m≈4×10－10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10－10 m[方法技巧] 解决估算类问题的三点注意1固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间.2状态变化时分子数不变. ^3阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁，计算时要注意抓住与其有关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.)热点二分子动理论和内能命题规律：分子动理论和内能是近几年高考的热点，题型为选择题．分析近几年高考命题，主要考查以下几点：(1)布朗运动、分子热运动与温度的关系．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系及分子势能与分子力做功的关系．：1.(2014·唐山一模)如图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是( )A ．当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间势能E p最小D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功E．当r等于r2时，分子间势能E p最小[解析]由图象知：r＝r2时分子势能最小，E对，C错；平衡距离为r2，r＜r2时分子力表现为斥力，A错，B对；r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐减小，分子力做正功，D对．[答案]BDE,2.(2014·长沙二模)下列叙述中正确的是()A．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映B．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小C．两个铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力E．温度升高，物体的内能却不一定增大[解析]布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)，当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故B错误；将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起，说明分子间存在引力，C正确；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内压强在增大，不能说明分子间有斥力，D错误；物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，E正确．[答案]ACE￥3.对一定量的气体，下列说法正确的是()A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体的体积大于所有气体分子的体积之和C．气体分子的热运动越剧烈，气体温度就越高D．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的E．当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减小[解析]气体分子间的距离远大于分子直径，所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和，A项错，B项对；温度是物体分子平均动能大小的标志，是表示分子热运动剧烈程度的物理量，C项对；气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的，D项对；气体膨胀，说明气体对外做功，但不能确定吸、放热情况，故不能确定内能变化情况，E项错误．[答案]BCD；[方法技巧]1分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，两分子为平衡距离时，分子势能最小.2注意区分分子力曲线和分子势能曲线.)热点三热力学定律的综合应用命题规律：热力学定律的综合应用是近几年高考的热点，分析近三年高考，命题规律有以下几点：(1)结合热学图象考查内能变化与做功、热传递的关系，题型为选择题或填空题．(2)以计算题形式与气体性质结合进行考查．(3)对固体、液体的考查比较简单，备考中熟记基础知识即可．】1.(2014·南昌一模)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是()A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E ．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功[解析] 由热力学第一定律知A 正确；能量耗散是指能量品质降低，反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律，B 错误，D 正确；电冰箱的热量传递不是自发，不违背热力学第二定律，C 错误；在有外界影响的情况下，从单一热源吸收的热量可以全部用于做功，E 正确．。

2019届高三物理一轮复习第13章热学[选修3-3]

第十三章热学[选修3－3][全国卷5年考情分析]未曾独立命题的考点命题概率较小的考点命题概率较大的考点阿伏加德罗常数(Ⅰ)液晶的微观结构(Ⅰ)液体的表面张力现象(Ⅰ)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(Ⅰ)能量守恒定律(Ⅰ)气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ)固体的微观结构、晶体和非晶体(Ⅰ)理想气体(Ⅰ)'17Ⅰ卷T33(1)(5分)'15Ⅰ卷T33(1)(5分)'14Ⅱ卷T33(1)(5分)'16Ⅱ卷T33(1)(5分)'16Ⅲ卷T33(1)(5分)温度、内能(Ⅰ)分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ)'17气体'16实验'17Ⅱ卷T33(1)(5分)'16Ⅱ卷T33(1)(5分)'16Ⅲ卷T33(1)(5分)'15Ⅱ卷T33(1)(5分)'13Ⅰ卷T33(1)(6分)'13Ⅱ卷T33(1)(5分)Ⅰ卷T33(2)(10分)，Ⅱ卷T33(2)(10分)，Ⅲ卷T33(2)(10分)Ⅱ卷T33(2)(10分)，Ⅰ卷T33(2)(10分)中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、标准大气压(Ⅰ)实验十三：用油相对湿度(Ⅰ)'14Ⅱ卷T33(1)(5分)定律(Ⅱ)'15'14'13Ⅰ卷T33(2)(10分)，Ⅱ卷T33(2)(10分)Ⅰ卷T33(2)(9分)，Ⅱ卷T33(2)(10分)Ⅰ卷T33(2)(9分)，Ⅱ卷T33(2)(10分)膜法估测分子的大小热力学第二定律(Ⅰ)'16Ⅰ卷T33(1)(5分)热力'17学第一定律'16Ⅱ卷T33(1)(5分)，Ⅲ卷T33(1)(5分)Ⅱ卷T33(1)(5分)，Ⅰ卷T33(1)(5分)(Ⅰ)'14(1)布朗运动与分子热运动常考角度(2)对分子力和分子势能的理解(3)对固体和液体的考查(4)对气体实验定律及热力学图像的考查Ⅰ卷T33(1)(6分)(5)对热力学定律的考查(6)气体实验定律与热力学定律的综合第1节分子动理论__内能(1)布朗运动是液体分子的无规则运动。

高考物理二轮总复习课后习题考前热身练能力题提分练(一) (3)

能力题提分练(一)一、单项选择题1.(山东临沂二模)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,O为该三角形的中心,在A点和B点分别固定电荷量均为q的正点电荷,在O点固定某未知点电荷q'后,C点的电场强度恰好为零。

则O点处的点电荷q'为( )A.负电荷,电荷量为-qqB.负电荷,电荷量为-√33C.正电荷,电荷量为qD.正电荷,电荷量为√3q2.(山东青岛二模)如图所示,高速公路上一辆速度为90 km/h的汽车紧贴超车道的路基行驶。

驾驶员在A点发现刹车失灵,短暂反应后,控制汽车通过图中两段弧长相等的圆弧从B点紧贴避险车道左侧驶入。

已知汽车速率不变,A、B两点沿道路方向距离为105 m,超车道和行车道宽度均为3.75 m,应急车道宽度为2.5 m,路面提供的最大静摩擦力是车重的1,汽车转弯时2恰好不与路面发生相对滑动,重力加速度g取10 m/s2,驾驶员的反应时间为( )A.1.6 sB.1.4 sC.1.2 sD.1.0 s3.(山东潍坊二模)某小组制作了一个空间站核心舱模型,舱的气密性良好,将舱门关闭,此时舱内气体的温度为27 ℃,压强为p0(p0为大气压强)。

经过一段时间后,环境温度升高,舱内气体的温度变为37 ℃,压强为p1,此时打开舱门,缓慢放出气体,舱内气体与外界平衡,则( )p0A.气体压强p1=3031B.气体压强p1=37p027C.放出气体的质量是舱内原有气体的130D.放出气体的质量是舱内原有气体的1314.(湖南长沙二模)如图甲所示,曲面为四分之一圆弧、质量为m0的滑块静止在光滑水平地面上,一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面的最下端,且没有从滑块上端冲出去,若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为v1、v2,作出图像如图乙所示,重力加速度为g,不考虑任何阻力,则下列说法错误的是( )A.小球的质量为bam0B.小球运动到最高点时的速度为aba+bC.小球能够上升的最大高度为a 22(a+b)gD.若a>b,小球在与滑块分离后向左做平抛运动二、多项选择题5.(山东临沂二模)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R。

高中物理选修33课本习题详细答案

分子动理论第八章气体物态变化中的能量交换第十章热力学定律热力学第一定律能量守恒定律
高中物理选修3-3课本习题详细答案
第七章：分子动理论
1：物体是由大量分子组成的：
2：分子的热运动
3分子间的作用力
4温度和温标
5内能
第八章气体
1气体的等温变化
2气体的等容变化和等压变化
3理想气体的状态方程
4物态变化中的能量交换
第十章热力学定律
1功和内能
①：
Hale Waihona Puke ②：④；⑤；2热和内能
①；
②；
3热力学第一定律能量守恒定律
①；
②：
③；
④；
⑤；
4热力学第二定律
①；
②；
5热力学第二定律的微观解释
①；
②；
6能源和可持续发展

2018年新课标高考物理总复习教师用书：第十三章热学

第十三章热学（选修3-3）第69课时分子动理论内能(双基落实课)[命题者说]本课时内容既是高考选考内容，又是热学最基本的知识，因此高考针对这些内容命题时，难度不会很大。

在复习这部分内容时，只需全面复习，不需要过深的挖掘。

1.(1)分子的大小①一般无机分子直径的数量级约为：10－10 m。

②一般无机分子质量的数量级约为：10－26 kg。

(2)阿伏伽德罗常数：指1 mol的任何物质中含有相同的微粒个数，用符号N A表示，N A ＝6.02×1023 mol－1。

2．分子热运动：指分子永不停息的无规则运动(1)扩散现象：指相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快；扩散可在固体、液体、气体中进行。

(2)布朗运动：指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动。

微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。

3．分子间的相互作用力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，如图所示。

(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；(2)当r＜r0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引＜F斥，F表现为斥力；(3)当r＞r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引＞F斥，F表现为引力；(4)当r＞10r0(10－9m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)。

[小题练通]1．(2016·北京高考)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，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm 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。

高考物理一轮复习第十三章热学专题强化十五应用气体实验定律解决“三类模型”问题学案作业(含解析

专题强化十五应用气体实验定律解决“三类模型”问题专题解读1.本专题是气体实验定律在玻璃管液封模型、汽缸活塞类模型、变质量气体模型中的应用，高考在选考模块中通常以计算题的形式命题．2．学好本专题可以帮助同学们熟练地选取研究对象和状态变化过程，掌握处理“三类模型”问题的基本思路和方法．3．本专题用到的相关知识和方法有：受力分析、压强的求解方法、气体实验定律等．1．气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p 1V 1＝p 2V 2或pV ＝C (常数)． (2)查理定律(等容变化)：p 1T 1＝p 2T 2或pT＝C (常数)． (3)盖—吕萨克定律(等压变化)：V 1T 1＝V 2T 2或V T＝C (常数)． 2．解题基本思路3．玻璃管液封模型求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程，要注意： (1)液体因重力产生的压强大小为p ＝ρgh (其中h 为液面的竖直高度)； (2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；(3)有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等；(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷．类型1 单独气体问题例1 (2019·全国卷Ⅲ·33(2))如图1，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm.若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同．已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K.图1(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度．答案(1)41cm (2)312K解析(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，被密封气体的体积为V1，压强为p1.由玻意耳定律有pV＝p1V1①由力的平衡条件有p＝p0＋ρgh②p1＝p0－ρgh③式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强．由题意有V＝S(L－h1－h)④V1＝S(L－h)⑤由①②③④⑤式和题给条件得L＝41cm⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖－吕萨克定律有V T0＝V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T＝312K.类型2 关联气体问题例2(2018·全国卷Ⅲ·33(2))如图2所示，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)图2答案22.5cm 7.5cm解析设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＋ρg(l1－l2)①式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5cml2′＝7.5cm.变式1(2019·湖北天门、仙桃等八市第二次联考)横截面积处处相同的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口．初始时，右端管内用h1＝4cm的水银柱封闭一段长为L1＝9cm 的空气柱A，左端管内用水银封闭有长为L2＝14cm的空气柱B，这段水银柱左右两液面高度差为h2＝8cm，如图3甲所示．已知大气压强p0＝76.0cmHg，环境温度不变．图3(1)求初始时空气柱B的压强(以cmHg为单位)；(2)若将玻璃管缓慢旋转180°，使U形管竖直倒置(水银未混合未溢出)，如图乙所示．当管中水银静止时，求左右两水银柱液面高度差h3.答案(1)72cmHg (2)12cm解析(1)初始时，空气柱A的压强为p A＝p0＋ρgh1而p B＋ρgh2＝p A联立解得空气柱B的压强为p B＝72cmHg；(2)U形管倒置后，空气柱A的压强为p A′＝p0－ρgh1空气柱B的压强为p B′＝p A′＋ρgh3空气柱B的长度L2′＝L2－h3－h22由玻意耳定律可得p B L2＝p B′L2′联立解得h3＝12cm.1．一般思路(1)确定研究对象，一般地说，研究对象分两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)．(2)分析物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程．(3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程．(4)多个方程联立求解．对求解的结果注意检验它们的合理性．2．常见类型(1)气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题．(2)气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题．(3)两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解．类型1 单独气体问题例3 (2018·全国卷Ⅱ·33(2))如图4，一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p 0，温度均为T 0.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 )图4答案 ⎝⎛⎭⎪⎫1＋h H ⎝⎛⎭⎪⎫1＋mg p 0S T 0 (p 0S ＋mg )h解析开始时活塞位于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T 1，压强为p 1，根据查理定律有p 0T 0＝p 1T 1① 根据力的平衡条件有p 1S ＝p 0S ＋mg ②联立①②式可得T 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋mg p 0S T 0③ 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T 2；活塞位于a 处和b 处时气体的体积分别为V 1和V 2.根据盖—吕萨克定律有V 1T 1＝V 2T 2④ 式中V 1＝SH ⑤ V 2＝S (H ＋h )⑥联立③④⑤⑥式解得T 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋h H ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋mg p 0S T 0⑦ 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 ＝(p 0S ＋mg )h .类型2 关联气体问题例4 (2019·全国卷Ⅱ·33(2))如图5，一容器由横截面积分别为2S 和S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p 0和V 0，氢气的体积为2V 0，空气的压强为p .现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求： (1)抽气前氢气的压强； (2)抽气后氢气的压强和体积．图5答案 (1)12(p 0＋p ) (2)12p 0＋14p 4p 0＋p V 02p 0＋p解析 (1)设抽气前氢气的压强为p 10，根据力的平衡条件得(p 10－p )·2S ＝(p 0－p )·S ① 得p 10＝12(p 0＋p )；②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1，氮气的压强和体积分别为p 2和V 2，根据力的平衡条件有p 2·S ＝p 1·2S ③抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，则由玻意耳定律得p 1V 1＝p 10·2V 0④p 2V 2＝p 0V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故V 1－2V 0＝2(V 0－V 2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p 1＝12p 0＋14p V 1＝4p 0＋p V 02p 0＋p.变式2 (2019·福建龙岩市3月质量检查)如图6所示，在固定的汽缸A 和B 中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A ∶S B ＝1∶2，两活塞与穿过B 汽缸底部的刚性细杆相连，活塞与汽缸、细杆与汽缸间摩擦不计且不漏气．初始时，A 、B 中气体的体积皆为V 0，A 中气体压强p A ＝1.5p 0，p 0是汽缸外的大气压强(保持不变)．现对A 中气体缓慢加热，并保持B 中气体的温度不变，当A 中气体的压强增大到p A ′＝2p 0时，求B 中气体的体积V B .图6答案 1.5V 0解析对活塞受力分析，由平衡条件得p A S A ＋p B S B ＝p 0(S A ＋S B ) p A ′S A ＋p B ′S B ＝p 0(S A ＋S B )已知S B ＝2S A ，p A ＝1.5p 0 可得p B ＝34p 0，p B ′＝12p 0对B 中的气体，由玻意耳定律得：p B V 0＝p B ′V B 解得：V B ＝1.5V 0.例5 (2018·全国卷Ⅰ·33(2))如图7，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p 0.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V8时，将K 关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.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．图7答案15p 0S26g解析设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V 1，压强为p 1，下方气体的体积为V 2，压强为p 2.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p 0·V2＝p 1V 1p 0·V2＝p 2V 2由已知条件得V 1＝V 2＋V 6－V 8＝1324VV 2＝V 2－V 6＝V 3设流入汽缸内液体的质量为m ，由力的平衡条件得p 2S ＝p 1S ＋mg联立以上各式得m ＝15p 0S26g. 变式3 (2019·河南郑州市第二次质量检测)如图8所示，一个内壁光滑的汽缸竖直放置，其侧壁绝热，内有两个厚度不计的密闭活塞，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．活塞A 导热且质量不计，活塞B 绝热，质量为m ＝10kg.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l 0＝12cm ，温度为T 0＝300K ．现保持环境温度、外界大气压强不变，通过汽缸的导热底面给Ⅱ气体加热至T ＝600K ，同时在活塞A 上逐渐添加细砂，保持活塞B 的位置始终不变，最终活塞A 下降的高度为h (未知)时，两部分气体重新处于平衡．已知外界大气压强p 0＝1×105Pa ，活塞横截面积S ＝1.0×10－3m 2，g ＝10m/s 2.试求： (1)最终气体平衡时，Ⅱ气体的压强； (2)活塞A 下降的高度h .图8答案 (1)4×105Pa (2)8cm解析 (1)初状态时，设气体Ⅰ的压强为p 1，因活塞A 质量不计，则p 1＝p 0＝1.0×105Pa初状态时，设气体Ⅱ的压强为p 2，以活塞B 为研究对象，由平衡条件知p 2S ＝p 1S ＋mg得p 2＝2×105Pa活塞B 位置始终不变，则气体Ⅱ体积不变对气体Ⅱ由查理定律有p 2T 0＝p 2′T解得p 2′＝4×105Pa.(2)末状态时，以活塞B 为研究对象，由平衡条件知p 2′S ＝p 1′S ＋mg得p 1′＝3×105Pa对气体Ⅰ，由玻意耳定律有p 1V 1＝p 1′V 1′ 又V 1＝Sl 0，V 1′＝S (l 0－h ) 联立解得h ＝8cm.1．打气问题：选择原有气体和即将充入的气体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题． 2．抽气问题：将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可以看成是等温膨胀过程． 3．灌气问题：把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．4．漏气问题：选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使问题变成一定质量气体的状态变化，可用理想气体的状态方程求解．例6 (2019·全国卷Ⅰ·33(2))热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m 3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2m 3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa ，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa ；室温温度为27℃.氩气可视为理想气体． (1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强．答案 (1)3.2×107Pa (2)1.6×108Pa解析 (1)设初始时每瓶气体的体积为V 0，压强为p 0；使用后瓶中剩余气体的压强为p 1.假设体积为V 0、压强为p 0的气体压强变为p 1时，其体积膨胀为V 1.由玻意耳定律得：p 0V 0＝p 1V 1① 被压入炉腔的气体在室温和p 1条件下的体积为：V 1′＝V 1－V 0② 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体在室温下的压强为p 2，体积为V 2，由玻意耳定律：p 2V 2＝10p 1V 1′③联立①②③式并代入题给数据得：p 2＝3.2×107Pa④(2)设加热前炉腔的温度为T 0，加热后炉腔的温度为T 1，气体压强为p 3，由查理定律得：p 3T 1＝p 2T 0⑤ 联立④⑤式并代入题给数据得：p 3＝1.6×108Pa.变式6 (2019·四川成都市第二次诊断)如图9所示为一个带有阀门K 、容积为2dm 3的容器(容积不可改变)．先打开阀门让其与大气连通，再用打气筒向里面打气，打气筒活塞每次可以打进1×105Pa 、200cm 3的空气，忽略打气和用气时气体的温度变化．(设外界大气的压强p 0＝1×105Pa)(1)若要使气体压强增大到5.0×105Pa ，应打多少次气？(2)若上述容器中装的是5.0×105Pa 的氧气，现用它给容积为0.7dm 3的真空瓶充气，使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105Pa ，则可充满多少瓶？图9答案 (1)40次 (2)4瓶解析 (1)设需要打气n 次，因每次打入的气体相同，故可视n 次打入的气体一次性打入，则气体的初状态：p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝V 0＋n ΔV末状态：p 2＝5.0×105Pa ，V 2＝V 0其中：V 0＝2dm 3，ΔV ＝0.2dm 3由玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2代入数据解得：n ＝40.(2)设气压为p 3＝2.0×105Pa 时氧气的体积为V 3由玻意耳定律有：p 2V 2＝p 3V 3代入数据解得：V 3＝5dm 3真空瓶的容积为V 瓶＝0.7dm 3 因：V 3－V 2V 瓶＝427故可充满4瓶．1．(2017·全国卷Ⅲ·33(2))一种测量稀薄气体压强的仪器如图1(a)所示，玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K 1和K 2.K 1长为l ，顶端封闭，K 2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K 2相通；逐渐提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高，此时水银已进入K 1，且K 1中水银面比顶端低h ，如图(b)所示．设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K 1和K 2的内径均为d ，M 的容积为V 0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g .求：图1(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强．答案 (1)ρπgh 2d 24V 0＋πd 2l －h (2)πρgl 2d 24V 0解析 (1)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K 2中水银面与K 1顶端等高时，K 1中水银面比顶端低h ，设此时封闭气体的压强为p 1，体积为V 1，则V ＝V 0＋14πd 2l ①V 1＝14πd 2h ②由力学平衡条件得 p 1＝p ＋ρgh ③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得pV ＝p 1V 1④联立①②③④式得p ＝ρπgh 2d 24V 0＋πd 2l －h⑤ (2)由题意知h ≤l ⑥联立⑤⑥式有p ≤πρgl 2d 24V 0则该仪器能够测量的最大压强为p max ＝πρgl 2d 24V 0. 2.(2019·福建三明市5月质量检查)如图2，容积为V 的密闭导热氮气瓶，通过单向阀门K(气体只能进入容器，不能流出容器)与一充气装置相连接．开始时氮气瓶存放在冷库内，瓶内气体的压强为0.9p 0、温度与冷库内温度相同，现将氮气瓶移至冷库外，稳定后瓶内气体压强变为p 0，再用充气装置向瓶内缓慢充入氮气共45次．已知每次充入的气体压强为p 0、体积为V15、温度为27℃.设冷库外的环境温度保持27℃不变．求：(1)冷库内的温度；(2)充气结束后，瓶内气体压强．图2答案 (1)270K(或－3℃) (2)4p 0解析 (1)因氮气瓶导热，瓶内气体温度与所处环境温度相同，设存于冷库中时，瓶内气体压强为p 1，温度为T 1，移至冷库外后，瓶内气体压强为p 0，温度为T 2＝300K 由查理定律，有：p 1T 1＝p 0T 2代入数据得：T 1＝270K ，即冷库内的温度为270K 或－3℃.(2)打气前，瓶内气体及所打入的气体压强均为p 0，总体积：V 2＝V ＋45×V 15＝4V 充气结束后，气体压强为p 3，体积为V 3＝V气体温度不变，由玻意耳定律，有：p 0V 2＝p 3V 3解得：p 3＝4p 0.3．(2019·山东烟台市下学期高考诊断)如图3所示，一水平放置的固定汽缸，由横截面积不同的两个足够长的圆筒连接而成，活塞A 、B 可以在圆筒内无摩擦地左右滑动，它们的横截面积分别为S A ＝30cm 2、S B ＝15cm 2，A 、B 之间用一根长为L ＝3m 的细杆连接．A 、B 之间封闭着一定质量的理想气体，活塞A 的左方和活塞B 的右方都是空气，大气压强始终保持不变，为p 0＝1.0×105Pa.活塞B 的中心连一根不可伸长的细线，细线的另一端固定在墙上，当汽缸内气体温度为T 1＝540K 时，活塞B 与两圆筒连接处相距l ＝1m ，此时细线中的张力为F ＝30N.图3(1)求此时汽缸内被封闭气体的压强；(2)若缓慢改变汽缸内被封闭气体的温度，则温度为多少时活塞A 恰好移动到两圆筒连接处？答案 (1)1.2×105Pa (2)270K解析 (1)设汽缸内气体压强为p 1，由题意知活塞B 所受细线拉力F 1＝F ＝30N ，活塞A 、B 及细杆整体受力平衡，知p 0S A －p 1S A ＋p 1S B －p 0S B ＋F 1＝0，又S A ＝2S B解得：p 1＝p 0＋FS B代入数据得p 1＝1.2×105Pa.(2)设温度为T 2时，活塞A 恰好到达两圆筒连接处，此时，气体压强p 2＝p 0又V 1＝S A (L －l )＋S B l V 2＝S B L 由理想气体状态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2解得：T 2＝270K.4．(2019·云南大姚县一中一模)如图4，粗细均匀的U 形管竖直放置，右端封闭，左管内有一个重力和摩擦都不计的活塞，管内水银把气体分隔成A 、B 两部分．当大气压强为p 0＝75cmHg ，温度为t 0＝27℃时，管内水银面在同一高度，两部分气体的长度均为L 0＝30cm.(计算结果均保留三位有效数字)图4(1)现向上缓慢拉动活塞，使两管内水银面高度差为h ＝10cm ，求活塞上升的高度L ；(2)然后固定活塞，再仅对左管气体加热，使A 部分气体温度升高．则当左管内气体温度为多少摄氏度时，方可使右管内水银面回到原来的位置．答案 (1)16.4cm (2)191℃解析 (1)设活塞的横截面积为S ，温度不变，对B 管气体：p 0L 0S ＝p 2(L 0＋0.5h )S可得：p 2≈64.3cmHg对A 管气体：p 0L 0S ＝(p 2－p h )L 1S解得：L 1≈41.4cmL ＝L 1－(L 0－0.5h )＝16.4cm.(2)为使右管内水银面回到原来位置，A 管气体的压强应为p 0，长度应为L 1＋0.5h ；由理想气体状态方程得：p 0L 0S T 0＝p 0L 1＋0.5h S T代入数据可得：T ＝464K所以：t ＝191℃.5．(2019·辽宁大连市第二次模拟)某兴趣小组受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计．如图5所示，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ，内径相同，长度均为L ，内部分别有轻质薄活塞A 、B ，活塞密封性良好且可无摩擦地左右滑动．汽缸Ⅰ左端开口，通过A 封有压强为p 0的气体，汽缸Ⅱ通过B 封有压强为3p 0的气体．一细管连通两汽缸，初始状态A 、B 均位于汽缸最左端．该装置放入水下后，通过A 向右移动的距离可测定水的深度，已知外界大气压强为p 0，p 0相当于10m 高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体．求：图5(1)当活塞A 向右移动L 5时，水的深度； (2)该深度计能测量的最大水深．答案 (1)2.5m (2)30m解析 (1)A 右移L 5时，假设B 不动，Ⅰ内气体等温变化，有：p 0SL ＝p 1S (L －L 5) 解得p 1＝54p 0<3p 0，假设成立由p 1＝p 0＋p h 可得：h ＝2.5m.(2)当活塞A 恰好移动到汽缸Ⅰ的最右端时所测水深最大，设此时活塞B 右移了x 两部分气体压强相等，设为p 2对Ⅰ内气体应用玻意耳定律可得：p 0SL ＝p 2Sx对Ⅱ内气体应用玻意耳定律可得：3p 0SL ＝p 2S (L －x )联立解得：x ＝L 4，p 2＝4p 0 由p 2＝p 0＋p h max 可得：h max ＝30m.6．(2019·安徽蚌埠市第二次质检)如图6所示，固定的两个汽缸A 、B 处于水平方向，一根刚性水平轻杆两端分别与两汽缸的绝热活塞固定，A 、B 汽缸中均封闭一定量的理想气体．已知A 是导热汽缸，B 是绝热汽缸，两个活塞的面积S A ＝2S 、S B ＝S ，开始时两气柱长度均为L ，压强均等于大气压强p 0，温度均为T 0.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，且不漏气．现通过电热丝对汽缸B 中的气体缓慢加热，使两活塞向左缓慢移动12L 的距离后稳定，求此时：图6(1)汽缸A 中气体的压强；(2)汽缸B 中气体的温度．答案 (1)2p 0 (2)92T 0 解析 (1)汽缸A 中气体发生等温变化，由玻意耳定律可得：p 0(L ·2S )＝p 1(L 2×2S ) 解得：p 1＝2p 0(2)分析两活塞的受力情况，由平衡知识可得：(p 1－p 0)2S ＝(p 2－p 0)S 由理想气体状态方程可得：p 0LS T 0＝p 232LS T 联立解得：T ＝92T 0.。

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