2018高考物理复习训练：1-6-14 分子动理论 气体及热力学定律b 含解析
[推荐学习]2018版高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律限时集训
![[推荐学习]2018版高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律限时集训](https://img.taocdn.com/s3/m/00457e2e16fc700abb68fca9.png)
专题限时集训(十三) 分子动理论气体及热力学定律(对应学生用书第141页)(建议用时：40分钟)1．(12分)(1)(多选)下列说法正确的是( )A．由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力B．布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果C．一定量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减小D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性(2)在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1．00 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液．②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1．00 mL为止，恰好共滴了100滴．③在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜．④测得此油膜面积为3．60×102 cm2．Ⅰ．这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为________，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．Ⅱ．利用数据可求得油酸分子的直径为________m．(3)如图1313所示，一汽缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在汽缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气．现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热．设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h．求：图1313①汽缸内气体压强的大小；②t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量．【解析】 (1)由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在表面张力，故A 错误；布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的，故B 错误；一定量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，分子势能减小，分子动能不变，内能一定减小，故C 正确；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性的特点，故D 正确．(2)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．1滴溶液中纯油酸的体积V ＝1 mL 100×1 mL 250 mL＝4×10－5 mL ， 油酸分子的直径d ＝V S ＝4×10－53．6×102 cm ＝1．1×10－7 cm ＝1．1×10－9 m ． (3)①由活塞受力平衡，内部气体压强为p 则：p 0＋mg S ＝p ．②气体对外做功：W ＝pSh ＝p 0Sh ＋mgh内能的变化量：ΔE ＝Q －W ＝Pt －mgh －p 0Sh ．【答案】 (1)CD (2)Ⅰ．单分子油膜 Ⅱ．1．1×10－9 (3)①p 0＋mg S②p 0Sh ＋mgh Pt －mgh －p 0Sh2．(12分)(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是__________．A ．使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B ．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压C ．密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和汽压可能会减小D ．相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1314所示，一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化，从状态A 到状态B ，在相同时间内撞在单位面积上的分子数__________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A 经B 、C 再回到状态A ，气体吸收的热量______________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”)．图1314(3)已知阿伏加德罗常数为6．0×1023mol －1，在标准状态(压强p 0＝1 atm 、温度t 0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22．4 L ，已知第(2)问中理想气体在状态C 时的温度为27 ℃，求该气体的分子数．(计算结果取两位有效数字)【解析】 (1)饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A 正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故B 正确；温度升高，饱和气压增大，故C 错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥，故D 正确．(2)理想气体从状态A 到状态B ，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A 经B 、C 再回到状态A ，内能不变，一个循环过程中，A 到B 气体对外做的功W 1＝－2×3 J＝－6 J ，B 到C 过程中外界对气体做功W 2＝12(1＋3)×2 J＝4 J ，C 到A 体积不变不做功，所以W ＝W 1＋W 2＝－2 J ，根据ΔU ＝W ＋Q ，Q ＝2 J ，即一个循环气体吸热2 J ，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量．(3)根据盖吕萨克定律：V 0T 0＝V 1T 1，代入数据：1273＋27＝V 1273，解得标准状态下气体的体积为V 1＝0．91 L ，N ＝V 1V mol N A ＝0．9122．4×6×1023＝2．4×1022(个)． 【答案】 (1)C (2)减小 大于 (3)2．4×1022个3．(12分)(2017·江苏徐州高三考前模拟)(1)以下说法中正确的是__________．A ．单晶体的所有物理性质都具有各向异性B ．悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动是热运动C ．相同温度下，氢分子的平均动能一定等于氧分子的平均动能D ．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小(2)某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时，在边长约30 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉均匀的撒在水面上，用注射器滴一滴__________(选填“纯油酸”或“油酸酒精溶液”)在水面上．稳定后，在玻璃板上描下油膜的轮廓，放到坐标纸上估算出油膜的面积，还需要知道__________，就可以算出分子直径．(3)如图1315所示，内壁光滑的导热汽缸里封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S ，质量不计，离缸底的距离为L 1．由于环境温度缓慢下降，使得活塞缓慢下降到距离缸底L 2处．已知大气压强为p 0，被封闭气体初始状态的热力学温度为T 1、内能为E 1．图1315①求活塞下降到距离缸底L 2处时，缸内封闭气体的温度；②一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q ．【解析】 (1)单晶体具有各向异性，不能说单晶体的所有物理性质都具有各向异性，A 项错误；悬浮在液体中的花粉颗粒的无规则运动是布朗运动，不是热运动，B 项错误；温度是分子的平均动能的标志，相同温度下，氢分子的平均动能一定等于氧分子的平均动能，C 项正确；随着分子间距离的增大，分子势能不一定减小，当分子力表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，D 项错误．(2)油膜法测分子直径实验中，用注射器滴一滴油酸酒精溶液在水面上，让它形成单分子油膜．实验过程中，由d ＝V S 可知，还需要知道向水面滴入的油酸酒精溶液中的纯油酸体积．(3)①气体发生等压变化，有L 1S T 1＝L 2S T 2 解得封闭气体的温度为T 2＝L 2T 1L 1． ②设气体在T 2时的内能为E 2，由题意有E 1T 1＝E 2T 2气体状态变化过程中内能变化了ΔU ＝E 2－E 1＝L 2－L 1L 1E 1 外界对气体做功W ＝p 0(L 1－L 2)S由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q整个过程中通过缸壁传递的热量Q ＝L 2－L 1L 1E 1－p 0(L 1－L 2)S ． 【答案】 (1)C (2)油酸酒精溶液 油酸酒精溶液中的纯油酸体积 (3)①L 2T 1L 1 ②L 2－L 1L 1E 1－p 0(L 1－L 2)S 4．(12分)(多选)(1)下列说法正确的是__________．A ．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大B ．液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定C ．液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的D ．物理性质各向同性的一定是非晶体(2)已知水的密度ρ＝1．0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1．8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数为N A ＝6．02×1023 mol －1，一滴露水的体积大约是6．0×10－8 m 3，它含有________个水分子，如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进6．0×107个水分子时，喝进水的质量是__________kg ．(保留两位有效数字)(3)一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再变化到状态C ，其状态变化过程的p V 图象如图1316所示，已知该气体在状态A 时的温度为27 ℃，则：图1316①该气体从状态A 到状态C 的过程中内能的变化量是多大？②该气体从状态A 到状态C 的过程中是吸热，还是放热？传递的热量是多少？【导学号：17214201】【解析】 (1)根据理想气体的状态方程pV T ＝C ，当气体的温度升高时，若体积也同时增大，气体的压强不一定增大，A 项错误；液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定，B 项正确；液体的表面张力是由于表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力，C 项正确；晶体分单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性特征，多晶体具有各向同性特征，D 项错误．(2)水的摩尔质量为M ＝1．8×10－2 kg ，水的摩尔体积为V M ＝M ρ，一个水分子的体积为V 0＝M ρN A． 一滴露水含有水分子的个数为N ＝V V 0＝V M ×ρN A ＝2．0×1021个喝进水的物质的量为n ＝N ′N A＝1×10－16 mol 故水的质量m ＝nM ＝1．8×10－18 kg ．(3)①由图示图象可知，p A V A ＝p C V C ，由理想气体状态方程：pV T ＝C 可知，A 、C 两状态的温度相等，由于理想气体内能仅与温度有关，A 、C 两状态温度相等，两状态气体内能相等，则从A到C过程气体内能的变化量为0．②气体从状态A到状态C体积增大，对外做功，即W<0；T A＝T C，所以状态A到状态C的过程中内能变化量为0．由热力学第一定律得：Q>0，所以A→C的过程中是吸热．从A 到B过程，体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，只有B到C过程气体对外做功，故吸收的热量为：Q＝W＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3)J＝200 J．【答案】(1)BC (2)2．0×10211．8×10－18(3)①0②吸热200 J5．(12分)(2017·江苏扬州四模)(1)下列说法正确的是__________．A．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动B．压缩气体需要做功，说明气体分子间存在斥力C．晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点D．两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后减小，分子势能先减小后增大(2)利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和摩尔质量．已知某种油的密度为ρ，取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面，形成面积为S的单分子油膜，阿伏加德罗常数为N A．若把分子看作球形，则估算出它的直径是__________，油的摩尔质量是__________．(3)如图1317所示是农业上常用的农药喷雾器，贮液筒与打气筒用细连接管相连，已知贮液筒容积为8 L(不计贮液筒两端连接管体积)，打气筒活塞每循环工作一次，能向贮液筒内压入1 atm的空气200 mL，现打开喷雾头开关K，装入6 L的药液后再关闭，设周围大气压恒为1 atm，打气过程中贮液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变．求：图1317①要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3 atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；②打开喷雾头开关K直至贮液筒内、外气压相同时，贮液筒向外喷出药液的体积．【导学号：17214202】【解析】(1)阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，选项A错误；压缩气体需要做功，是因为存在气体压强，选项B错误；晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，因此温度能保持稳定不变，所以晶体有固定的熔点，选项C 正确；两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的作用力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近，在整个移动过程中分子力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，选项D 错误．(2)由题意知一滴油滴的体积为V n ，则油分子直径为d ＝V nS ； 单个分子的体积为V 0＝4πr 33＝πd 36＝πV 36n 3S 3 则油的摩尔体积为V mol ＝N A πV 36n 3S 3， 则油的摩尔质量为M ＝ρV mol ＝πρN A V 36n 3S 3． (3)①贮液筒内药液上方的气体体积为V 0＝8 L －6 L ＝2 L ，设1 atm 下，打入贮液筒的气体体积为V ，总体积V 1，则：V 1＝V ＋V 0设1 atm 下，气体的压强：p 1＝1 atm打入贮液筒气体后体积：V 2＝V 0打入贮液筒气体后的压强：p 2＝3 atm由理想气体方程得：p 1V 1＝p 2V 2解得：V ＝4 L打气次数：n ＝V0．2 L＝20． ②打开喷雾头开关K 直至贮液筒内外气压相同时，p 3＝1 atm由理想气体方程得：p 1V 1＝p 3V 3解得：V 3＝V 1＝6 L故喷出药液的体积V ′＝V 3－V 0＝4 L ． 【答案】 (1)C (2)V nS πρN A V 36n 3S 3 (3)①20次 ②4 L 6．(12分)(2017·厦门一中检测)(多选)(1)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 图象如图1318所示，下列说法正确的是( )图1318A ．过程bc 中气体既不吸热也不放热B ．过程ab 中气体一定吸热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(2)把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一枝缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如1319甲、乙两图所示，________(选填“甲”或“乙”)图中的薄片一定是晶体；液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，________(选填“丙”或“丁”)图是液晶分子示意图．甲 乙 丁 丙图1319(3)冬天天气寒冷，有时室内需要加温．如果有一房间室内面积为22．4 m 2，高为3．0 m ，室内空气通过房间缝隙与外界大气相通，开始时室内温度为0 ℃，通过加热使室内温度升为20 ℃．若上述过程中大气压强不变，已知气体在0 ℃的摩尔体积为22．4 L/mol ，阿伏伽德罗常数为6．0×1023 mol －1，试估算这个过程中有多少空气分子从室内跑出．(结果保留两位有效数字)【解析】 (1)由图示图象可知，bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知，气体吸热，故A 错误；由图象可知，ab 过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B 正确；由图象可知，ca 过程气体压强不变，温度降低，由盖－吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W ＞0，气体温度降低，内能减少，ΔU ＜0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，过程ca 中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C 错误；由图象可知，a 、b 和c 三个状态中a 状态温度最低，分子平均动能最小，故D 正确．(2)甲图传热各项同性，乙图传热各项异性，故乙图一定是单晶体，甲图可能是非晶体；丙图分子排列杂乱无章，不是液晶，而丁图分子排列有规则，是液晶．(3)0 ℃时室内气体分子总数 N ＝Sh V mol N A ＝22．4×322．4×10－3×6．0×1023＝1．8×1027(个) 设20 ℃时室内气体体积与气体总体积分别为 V 1和V 2．根据盖－吕萨克定律得V 1V 2＝T 1T 2＝273293则升温后室内气体分子数与总分子数之比为N 1N ＝V 1V 2 从室内跑出的气体分子数为ΔN ＝N －N 1联立解得ΔN ＝20293N ＝1．2×1026(个)． 【答案】 (1)BD (2)乙 丁 (3)1．2×1026。
【高三物理试题精选】2018年高考物理分子动理论、热和功、气体第一轮考点及考纲复习题(含答案)
2018年高考物理分子动理论、热和功、气体第一轮考点及
考纲复习题(含答案)
300015
300-4000600017
600-700010
700以上008
A．速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少
B．在400－500m/s这一速率间隔中分子数占的比例最大
C．若气体温度发生变化将不再有如图所示“中间多，两头少”的规律
D．当气体温度升高时，并非每个气体分子的速率均增大，而是速率大的气体分子所占的比例增大，使得气体分子平均速率增大。
[分析] 由图线中的数据可以看出，分子速率在400－500m/s这一间隔中分子数占的比例最大，而速率特别大的分子与速率特别小的分子都比较少，A项、B项都正确；气体分子速率分布在“中间多，两头少”的规律，并且这种现象不受温度影响，C项不正确；气体分子速率分布是大量分子的统计规律，单个气体分子速率具有偶然性，气体温度升高时，速率大的气体分子所占的比例增大，使得气体分子平均速率增大，D项正确。
[答案] ABD
[解读] 本题涉及气体分子运动的特点等知识点，考查理解能力应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。
微观世界与宏观世界有不同的规律，不能乱用。
从本题的表格的图形中可以看出，分子热运动速率具有统计规律，符合正态分布，即“中间多，两头少”。
2018版高考物理一轮总复习第14章热学第1讲分子动理论内能
第1讲分子动理论内能时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。
其中1～6为单选，7～10为多选) 1．[2014·福建高考]如图，横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。
图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是( )A．曲线① B．曲线②C．曲线③ D．曲线④答案D解析据分子运动特点和速率分布可知A、B、C错误，D正确。
2．[2014·上海高考]分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A．引力增加，斥力减小 B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小 D．引力减小，斥力增加答案C解析分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增加时，分子间的引力和斥力同时减小。
C正确。
3．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( )答案B解析当r＝r0时引力与斥力的合力为零，即分子力为零，A、D错误；当分子间的距离大于或小于r0时，随分子间距离增大或减小，分子力做负功，分子势能增加，r＝r0时分子势能最小，B正确，C错误。
4．下列关于温度及内能的说法中正确的是( )A ．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B ．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C ．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D ．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化答案 D解析 温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度大小，A 错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故B 、C 均错误；一定质量的某种物质，温度不变而体积发生变化时，内能也可能发生变化，D 正确。
5．以下说法正确的是( )A ．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数B ．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律C ．1 g 氢气和1 g 氧气含有的分子数相同，都是6.02×1023个D ．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动答案 A解析 一摩尔任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子，A 正确；分子引力与分子斥力不是一对作用力和反作用力，它们的大小不一定相等，B 错误；氢气分子和氧气分子的质量不同，所以1 g 氢气和1 g 氧气含有的分子数不同，C 错误；布朗运动只有在显微镜下才能看到，人的肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，D 错误。
2018届高三物理二轮复习专题六鸭部分第1讲分子动理论气体及热力学定律课件
1．(2017·湖北八校二联)(多选)下列说法中正确的是( ACD ) A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大 C．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加 D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 E．分子力只要增大，分子间的分子势能就要增大
第一部分
核心专题突破
专题六 选考部分
考纲精解
高频考点
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)固、液、气三态的性质及其微观解释；(4)气体实验定律、气态方程的理解和应 用；(5)热力学定律的理解和简单计算；(6)油膜法测分子直径．题型基本上都是拼盘 式选择题和计算题的组合.
(1)一个分子的质量：m＝MNmAol. (2)一个分子所占的体积：V0＝VNmAol.(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均 占有的空间) (3)1 mol 物质的体积：Vmol＝Mρmol. (4)质量为 M 的物体中所含的分子数：n＝MMmolNA. (5)体积为 V 的物体中所含的分子数：n＝MρVmolNA.
r增大，分子力做负功，分子势能增 加； r减小，分子力做正功，分子势能减小
化
情 况
r＝r0
F引＝F斥，F＝0
分子势能最小，但不为零
r>10r0(10－9m)
F引和F斥都已十分微弱，可以认为F＝0
分子势能为零
4.物体内能 物体的内能 E＝N( Ek ＋Ep)，分子的平均动能 Ek 只与温度有关，分子势能 Ep 与 体积有关，而分子数 N 由物质的量决定，所以内能由上面三个因素决定．分析物体 的内能问题应当注意以下几点： (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)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数； (3)通过做功和热传递可以改变物体的内能．
2017-2018高中物理二轮选考题保分练一 分子动理论 气
选考题保分练(一) 分子动理论 气体及热力学定律1．(2018届高三·第一次全国大联考Ⅱ卷)(1)[多选]下列说法中正确的是________。
A ．气体温度每升高1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关B ．悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡C ．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离增大，分子势能减小D ．PM2.5的运动轨迹只由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定E ．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体(2)内壁光滑且厚度不计的汽缸通过活塞封闭有压强为1.0×105 Pa 、温度为27 ℃ 的气体，初始活塞到汽缸底部的距离为50 cm ，现对汽缸加热，气体膨胀而活塞右移。
已知汽缸横截面积为200 cm 2，总长为100 cm ，大气压强为1.0×105 Pa 。
(ⅰ)当温度升高到927 ℃时，求缸内封闭气体的压强；(ⅱ)若在此过程中封闭气体共吸收了800 J 的热量，试计算气体增加的内能。
解析：(1)气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随做功来决定，选项A 对；悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越少，就越不容易平衡，选项B 错；当分子间作用力表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，选项C 错；PM2.5是悬浮在空气中的固体小颗粒，受到气体分子无规则撞击和气流影响而运动，选项D 对；热传递具有方向性，能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体，选项E 对。
(2)(ⅰ)由题意可知，在活塞移动到汽缸口的过程中，气体发生的是等压变化。
设活塞未移动时封闭气体的温度为T 1，当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体的温度为T 2，则由盖—吕萨克定律可知：L 1S T 1＝L 2S T 2，又T 1＝300 K 解得：T 2＝600 K ，即327 ℃，因为327 ℃<927 ℃，所以气体接着发生等容变化， 设当气体温度达到927 ℃时，封闭气体的压强为p ，由查理定律可以得到：1.0×105 Pa T 2＝p (927＋273)K， 解得：p ＝2×105 Pa 。
【推荐精选】2018届高三物理二轮复习 专题六 选考部分 第1讲 分子动理论 气体及热力学定律逐题对点特训
第1讲 分子动理论 气体及热力学定律1．(2017·辽宁三校调考)(1)下列说法中正确的是__ACE__.A ．内能不同的物体，它们的分子平均动能可能相同B ．温度越高的物体其分子的平均速率一定越大C ．当分子间的距离减小时，分子间的斥力和引力均增大，但斥力比引力增大得快D ．温度高的物体与温度低的物体混合时一定是温度高的物体把温度传递给温度低的物体E ．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以计算出阿伏加德罗常数(2)如图所示，A 端封闭有理想气体的U 形玻璃管倒插入水银槽中，玻璃管的横截面积为S ，当环境温度为T 1时，管中水银面处在M 处，M 点距水银槽中水银面的高度为h ，此时气柱由L 1、L 2、L 3三段组成，环境温度缓慢变为T 2时，管中水银面处在N 处，且M 、N 位于同一高度，已知大气压强为p 0，求：①气柱的长度L 3与L 1、L 2之间的关系；②试分析气体在上述过程中发生的是否为等压变化？如果是，请说明理由，如果不是，请分析指出气体压强最大时管中水银面所在的位置．解析 (1)因为物体的内能包括分子动能和分子势能，物体的内能还与物质的量有关，所以物体的内能不同，但温度可能相同，而温度是分子平均动能的标志，故温度相同，则分子的平均动能相同，故A 正确；温度越高的物体其分子的平均动能一定越大，但分子质量不同，根据动能的表达式可知，动能大，分子的平均速率不一定大，故B 错误；当分子间的距离减小时，分子间的斥力和引力均增大，但斥力比引力增大得快，C 正确；热传递过程中传递的是能量而不是温度，D 错误；某物质的摩尔质量除以这种物质的分子质量就是一摩尔这种物质的分子数，也就是阿伏伽德罗常数，故E 正确．(2)①取管内气体为研究对象，管内气体初、末状态压强均为p ＝p 0－h .根据理想气体状态方程有pV 1T 1＝pV 2T 2， 有p L 1＋L 2＋L 3S T 1＝p L 3－L 1S T 2， 解得L 3＝L 1T 1＋L 1T 2＋L 2T 2T 1－T 2.②根据管内压强p ′＝p 0－h ′可知，管内气体发生的不是等压变化，水银面在L 1段上升的过程中，管内气体的压强随管内水银柱高度h ′的增大而减小，水银在L 2段时，气体压强不变，管内气体发生等压变化，水银在L 3段时，管内气体压强随h ′的减小而增大，故整个变化过程中气体压强最大时管中水银面的位置为M 、N 两点．答案 (2)①L 3＝L 1T 1＋L 1T 2＋L 2T 2T 1－T 2②见解析 2．(2017·内蒙古部分学校联考)(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知油酸的摩尔质量M ＝0.3 kg·mol －1，密度ρ＝0.9×103 kg·m －3，则油酸的分子直径约为__1×10－10__m ．将2 cm 3的油酸溶于酒精，制成400 cm 3的油酸酒精溶液，已知2 cm 3溶液有100滴，则1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成的最大面积约为__0.1__m 2.(取N A ＝6×1023 mol －1，结果保留一位有效数字)(2)如图甲所示，粗细均匀的L 形细玻璃管MON ，水平管ON 和竖直管OM 的长度均为L ＝18 cm ，N 端开口，M 端封闭，ON 管内充满水银，OM 管内封闭有一定质量的理想气体，室温为27 ℃.现将玻璃管在竖直平面内绕O 点沿逆时针方向缓慢旋转90°，如图乙所示，此时ON 管内水银柱长为L 1，之后缓慢加热管内封闭气体，当管内封闭气体的温度为t 1时，管内的水银恰好全部从ON 管的N 端溢出．已知大气压强p 0＝75 cmHg.求：①L 1的值；②温度t 1.解析 (1)油酸的摩尔体积V mol ＝M ρ，一个油酸分子的体积V ＝V mol N A ，已知V ＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫D 23，油酸的分子直径D ＝36M πρN A ，代入数值解得D ≈1.0×10－9 m,1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积V 1＝2400×2100 cm 3＝1×10－10 m 3，最大面积S ＝V 1D，解得S ＝0.1 m 2. (2)①玻璃管绕O 点沿逆时针方向缓慢旋转90°的过程中，OM 管中的气体发生等温变化，设玻璃管的横截面积为S ，则根据玻意耳定律可得p 0LS ＝(p 0＋pgL 1)L 1S ，得L 1＝15 cm.(另一解L 1＝－90 cm 不合题意，舍去)②根据理想气体状态方程有p 0LS T ＝p 0·2LS T 1得T 1＝600 K ，即t 1＝(600－273) ℃＝327 ℃.答案 (2)①15 cm ②327 °C3．(2017·湖北襄阳调研)(1)关于气体的内能，下列说法正确的是__CDE__.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)如图所示，A 、B 是放置在水平面上两个形状相同的气缸，其长度为L ，在B 气缸内可无摩擦滑动的活塞截面积为S ，它的厚度可忽略，A 、B 之间有一个体积不计的细管连通，K 为阀门，A 气缸和细管是导热材料制成的，B 气缸是绝热材料制成的．开始时阀门关闭，活塞处于B 气缸的最右端；A 、B 气缸内分别密闭压强为2P 0和P 0的两种理想气体，气体温度和环境温度均为T 0，打开阔门K 后，活塞向左移动15L 的距离并达到平衡，此过程环境温度不变，求：①A 气缸内气体的压强；②B 气缸内气体的温度．解析 (1)温度决定分子的平均动能，质量相同的不同理想气体的物质的量不一定相同，内能不一定相同，选项A 错误；物体内能与物体宏观运动速度无关，选项B 错误；气体的内能是否变化由做功和热传递两方面决定，气体被压缩，外界对气体做正功W ，若气体同时向外界放热Q ，当W ＝Q 时气体的内能不变，选项C 正确；一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，选项D 正确；根据理想气体状态方程可知等压膨胀过程中温度升高，一定质量的理想气体的内能仅由温度决定，可知内能必增加，选项E 正确．(2)①打开阀门K 后，A 气缸内气体等温膨胀，则有2p 0LS ＝p A ⎝ ⎛⎭⎪⎫L ＋15L S ， 解得A 气缸内气体的压强p A ＝53p 0. ②打开阀门K 后，B 气缸内气体绝热压缩，平衡后的气体压强为p B ＝p A ＝53p 0，根据理想气体状态方程有p 0LS T 0＝p B ⎝ ⎛⎭⎪⎫L －15L ST B ， 解得B 气缸内气体的温度T B ＝43T 0. 答案 (2)①53p 0 ②43T 0 4．(2017·青海西宁四校联考)(1)下列说法中正确的是_CDE__.A ．在一定温度下，同种液体的饱和汽的分子数密度也会变化B ．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽还没达到饱和状态C ．处在液体表面层的分子与液体内部的分子相比有较大的势能D ．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E ．露水总是出现在夜间和清晨，原因是气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化(2)如图所示，厚度和质量不计、横截面积为S ＝10 cm 2的绝热气缸倒扣在水平桌面上，气缸内有一绝热并带有电热丝的T 形轻活塞固定在桌面上，气缸内封闭一定质量的理想气体，开始时，气体的温度为T 0＝300 K ，压强为p ＝0.5×105 Pa ，活塞与气缸底的距离为h ＝10 cm ，活塞可在气缸内无摩擦滑动且使气缸不漏气，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa.求：①此时桌面对气缸的作用力F N ；②现通过电热丝给气体缓慢加热到温度T ，此过程中气体吸收的热量为Q ＝7 J ，内能增加了ΔU ＝5 J ，整个过程中活塞都在气缸内，求T 的值．解析 (1)饱和汽的分子数密度仅由温度决定，温度越高，饱和汽的分子数密度越大，故选项A 错误；相对湿度是指空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比，相对湿度是100%，表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，选项B 错误；液体表面层的分子间距大于液面内部的分子间的距离，液体内部分子间作用力接近于零，由于分子间的引力势能随分子间距增大而增大，故选项C 正确；空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强接近于同一温度下水的饱和汽压，故选项D 正确；露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气里原来饱和的水蒸气液化，故选项E 正确．(2)①对气缸受力分析，由平衡条件有 F N ＋pS ＝p 0S ，得F N ＝(p 0－p )S ＝50 N.②设温度升高至T 时，活塞与气缸底的距离为H ，则气体对外界做功W ＝p 0ΔV ＝p 0S (H－h )，由热力学第一定律得ΔU ＝Q －W ，解得H ＝12 cm.气体温度从T 0升高到T 的过程中，气体先等容变化，压强达到p 0后，气缸离开地面，气体发生等压变化，由理想气体状态方程得pSh T 0＝p 0SH T， 解得T ＝p 0H phT 0＝720 K. 答案 (2)①50 N ②720 K5．(2017·河北保定调研)下列说法正确的是__ADE__.A ．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B ．布朗运动是液体分子的无规则运动C ．物体内某速率的热运动分子数占总分子数的比例与温度无关D ．分子之间同时存在相互作用的引力和斥力E ．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用(2)如图所示，A 和B 是两个壁厚不计、横截面积相等的圆柱形金属筒，现将二者套在一起(光滑接触且不漏气)，A 顶部距B 底部的高度为18 cm.A 用绳系于天花板上，用一块绝热板托住B ，此时内部密封的理想气体压强与外界大气压相同(外界大气压始终为1.0×105Pa)，然后缓慢撤去绝热板，让B 下沉，当B 下沉2 cm 时，停止下沉并静止，此过程中环境温度保持在27 ℃.①求此时金属筒内气体的压强；②改变筒内气体温度可使下沉的套筒恢复到原来的位置，求此时气体的温度．解析 (1)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造成的，选项A 正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，选项B 错误；根据统计规律可知，物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度无关，选项C 错误；分子之间同时存在相互作用的引力和斥力是正确的说法，选项D 正确；液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，选项E 正确．(2)①设金属筒横截面积为S ，p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝18S cm 3，V 2＝20S cm 3，根据玻意耳定律，有p 1V 1＝p 2V 2，p 2＝p 1V 1V 2＝1.0×105×18S 20SPa ＝0.9×105 Pa. ②V 2＝20S cm 3，T 2＝300 K ，V 3＝18S cm 3，根据盖—吕萨克定律得V 2T 2＝V 3T 3， T 3＝V 3T 2V 2＝18S ×30020SK ＝270 K ．(或者t ＝－3 ℃) 答案 ①0.9×105 Pa ②270 K(或－3 ℃)6．(2017·陕西宝鸡质检)(1)下列说法正确的是__CDE__.A ．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力B ．物体的内能在宏观上只与物体的温度和体积有关C ．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行D ．液体密度越大表面张力越大，温度越高表面张力越小E ．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力(2)如图所示，两端开口的气缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，面积分别为 S 1＝20 cm 2，S 2＝10 cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M 的重物C 连接，静止时气缸中的空气压强p ＝1.3×105Pa ，温度T ＝540 K ，气缸两部分的气柱长度均为L .已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，取g ＝10 m/s 2，缸内空气可看做理想气体，不计一切摩擦．求：①重物C 的质量M ；②逐渐降低气缸中气体的温度，活塞A 将缓慢向右移动，当活塞A 刚靠近D 处而处于平衡状态时，缸内气体的温度．解析 (1)布朗运动说明液体分子在做无规则的热运动，不能说明液体分子与悬浮颗粒之间存在相互作用力，选项A 错误；物体的内能在宏观上与物体的温度有关，选项B 错误；由熵加原理可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项C 正确；液体温度越高表面张力越小，液体密度越大，分子间距离越小，表面张力越大，选项D 正确；气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，选项E 正确．(2)①活塞整体受力处于平衡状态，则有pS 1＋p S 2＝p 0S 1＋pS 2＋Mg ，解得M ＝3 kg.②当活塞A 靠近D 处时，活塞整体受力的平衡方程没变，气体压强不变，根据盖—吕萨克定律，有S 1＋S 2L T ＝S 2×2L T ′， 解得T ′＝360 K.答案 ①3 kg ②360 K7．(1)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 图象如图所示．下列判断正确的是_ADE__.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 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(2)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T 0，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 .解析 (1)由p －T 图可知，从a →b 的过程为等容变化过程，即体积不变，但温度升高，内能增加，所以气体要吸热，选项A 正确；从b →c 过程，温度不变，压强减小，说明体积增大，气体对外做功，所以要吸热，选项B 错误；从c →a 过程，压强不变，温度降低，内能减小，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C 错误；分子的平均动能与温度有关，因为T a <T b ，T b ＝T c ，所以状态a 分子的平均动能最小，选项D 正确；T b ＝T c ，说明两状态下的分子的平均速率相等，单个分子对气壁撞击的次数一样多，而两状态分子密度不同，选项E 正确．(2)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Δp ，故phS ＝(p ＋Δp )⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S ，① 解得Δp ＝13p ， ② 外界的温度变为T 后，设活塞距底面的高度为h ′，则⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S T 0＝h ′S T ，③ 解得h ′＝3T 4T 0h ，④ 据题意可得Δp ＝mg S，⑤ 气体最后的体积为V ＝Sh ′，⑥ 联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT 0. 答案 (2)9mhgT 4pT 0 8．(1)对下列几种固体物质的认识，正确的有__AD__.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(2)(2017·全国卷Ⅰ)如图，容积均为V 的气缸A 、B 下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K 2位于细管的中部，A 、B 的顶部各有一阀门K 1、K 3；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K 2、K 3，通过K 1给气缸充气，使A 中气体的压强达到大气压p 0的3倍后关闭K 1.已知室温为27 ℃，气缸导热．①打开K 2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；②接着打开K 3，求稳定时活塞的位置；③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．解析 (1)晶体都具有固定的熔点，选项A 正确；蜂蜡是非晶体，选项B 错误；晶体的微粒在空间的排列是规则的，选项C 错误；石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，选项D 正确．(2)①设打开K 2后，稳定时活塞上方气体的压强为p 1，体积为V 1，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p 0V ＝p 1V 1， ①(3p 0)V ＝p 1(2V －V 1)， ②联立①②式得V 1＝V 2， ③ p 1＝2p 0. ④②打开K 3后，由④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V 2(V 2≤2V )时，活塞下气体压强为p 2.由玻意耳定律得(3p 0)V ＝p 2V 2， ⑤由⑤式得p 2＝3V V 2p 0， ⑥ 由⑥式知，打开K 3后活塞上升直到B 的顶部为止；此时p 2为p ′2＝32p 0. ③设加热后活塞下方气体的压强为p 3，气体温度从T 1＝300 K 升高到T 2＝320 K 的等容过程中，由查理定律得p ′2T 1＝p 3T 2， ⑦将有关数据代入⑦式得p 3＝1.6p 0.答案 (2)①V 22p 0 ②见解析 ③1.6 Pa 9．(2017·江苏高考)(1)—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 图象如图所示．下列说法正确的有__BC__.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(2)甲和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中碳粒运动位置连线的图片，记录碳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，__甲__(选填“甲”或“乙”)中碳粒的颗粒较大；若碳粒大小相同，__乙__(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66 kg/mol ，其分子可视为半径为3×10－9 m 的球，已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol －1.请估算该蛋白的密度．(计算结果保留一位有效数字)解析 (1)由题图可知，从A 到B 气体的体积减小，外界对气体做功，A 项气体放出热量，B 项正确；由理想气体状态方程pV ＝nRT ，V ＝nR p T 可知，从B 到C 气体发生的是等压变化，气体的温度在降低，内能在减小，C 项正确，D 项错误．(2)影响布朗运动快慢的因素有两个，即悬浮颗粒的大小和液体温度，颗粒越小布朗运动越明显，液体温度越高布朗运动越明显，从题图可以看出，乙中碳粒的布朗运动明显，因此温度相同时，甲中碳粒的颗粒大；颗粒相同时，乙中水的温度高，水分子的热运动较剧烈．(3)摩尔体积V ＝43πr 3N A (或V ＝(2r )3N A ) 由密度ρ＝M V ，解得ρ＝3M 4πr 3N A (或ρ＝M 8r 3N A ) 代入数据得ρ＝1×103 kg/m 3(或ρ＝5×102 kg/m 3,5×102～1×103 kg/m 3都算对)答案 (3)见解析。
2018年高考模拟理综物理选编：分子动理论(解析版)-精选教育文档
高考模拟系列分子动理论一、单选题（5）1.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随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时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. 假设将两个分子从处释放，它们将相互远离B. 假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近C. 假设将两个分子从处释放，它们的加速度先增大后减小D. 假设将两个分子从处释放，当时它们的速度最大·D·解：由图可知，两个分子从处的分子势能最小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力恰好为0．A、B、C、结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近故A错误，B错误，C错误；D、由于，可知分子在处的分子之间的作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子力做正功，分子的速度增大；当分子之间的距离大于时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子力做负功，分子的速度减小，所以当时它们的速度最大故D正确．故选：D当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；根据图象分析答题．本题对分子力、分子势能与分子间距离的关系要熟悉，知道分子间距离等于平衡距离时分子势能最小，掌握分子间作用力与分子间距离的关系、分子清楚图象，即可正确解题．2.已知铜的摩尔质量为M，铜的密度为，阿伏伽德罗常数为N，下列说法正确的是A. 1个铜原子的质量为B. 1个铜原子的质量为C. 1个铜原子所占的体积为D. 1个铜原子所占的体积为·B·解：A、铜原子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数N，即，故A错误；B、铜原子的质量等于摩尔质量除以阿伏伽德罗常数N，即，故B正确；C、铜原子所占的体积等于摩尔体积除以阿伏伽德罗常数，即故C错误第 1 页D、铜原子所占的体积等于摩尔体积除以阿伏伽德罗常数，即故D错误故选B．原子数等于物体的摩尔数与阿伏加德罗常数的乘积，摩尔数等于质量与摩尔质量之比阿伏加德罗常数个铜原子的质量之和等于铜的摩尔质量铜原子之间空隙较小，可以看作是一个挨一个紧密排列的，阿伏加德罗常数个铜原子的体积之和近似等于铜的摩尔体积．阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，抓住它的含义是解题的关键求铜原子的体积要建立物理模型，将抽象的问题形象化．3.甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图中曲线所示，为斥力，为引力、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则A. 乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力B. 乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增加C. 乙分子从a到c一直加速D. 乙分子从a到b加速，从b到c减速·C·解：A、分子之间的引力与斥力是同时存在的，乙分子从a到b过程中，两分子间既有引力，也有分子斥力，只是引力大于斥力故A错误；B、由图可知，乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先增大后减小故B错误；C、乙分子从a到c一直受到引力的作用，一直做加速运动故C正确，D错误．故选：C判断乙分子从a运动到c，是加速还是减速，以及分子势能如何变化，关键看分子力之间的作用力的情况，是引力时则加速．该题给出分子之间的作用力的图象，然后分析分子力的变化，解决本题的关键是把握分子间的合力的变化关系．4.关于分子间的作用力，下列说法正确的是A. 分子间只存在引力B. 分子间只存在斥力C. 分子间同时存在引力和斥力D. 分子间不可能同时存在引力和斥力·C·解：分子间同时存在斥力和引力，表现出来的是它们的合力，故ABD错误，C正确；故选：C．分子间同时存在斥力和引力，他们都随着分子间距离增大而减小，斥力减的更快．本题主要考察分子间作用力：同时存在斥力和引力，他们都随着分子间距离增大而减小，斥力减的更快，表现出来的好是合力关键是理解着记忆．5.物理图象能够直观、简洁地展现两个物理量之间的关系，利用图象分析物理问题的方法有着广泛的应用如图，若令x轴和y轴分别表示某个物理量，则图象可以反映在某种情况下，相应物理量之间的关系轴上有A、B两点，分别为图线与x轴交点、图线的最低点所对应的x轴上的坐标值位置下列说法中正确的是A. 若x轴表示空间位置，y轴表示电势，图象可以反映某静电场的电势在x轴上分布情况，则A、B两点之间电场强度在x轴上的分量沿x轴负方向B. 若x轴表示空间位置，y轴表示电场强度在x轴上的分量，图象可以反映某静电场的电场强度在x轴上分布情况，则A点的电势一定高于B点的电势C. 若x轴表示分子间距离，y轴表示分子势能，图象可以反映分子势能随分子间距离变化的情况，则将分子甲固定在O点，将分子乙从A点由静止释放，分子乙仅在分子甲的作用下运动至B点时速度最大D. 若x轴表示分子间距离，y轴表示分子间作用力，图象可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况，则将分子甲固定在O点，将分子乙从B点由静止释放，分子乙仅在分子甲的作用下一直做加速运动·C·解：A、若x轴表示空间位置，y轴表示电势，由于点电荷的电势随x的增大而减小，所以不是某静电场的电势在x轴上分布情况，故A错误；B、若x轴表示空间位置，y轴表示电场强度，由于点电荷的电场强度随x的增大而减小，所以不是某静电场的电场强度在x轴上分布情况，故B错误；C、若x轴表示分子间距离，y轴表示分子势能，结合分子势能的特点可知，图象可以反映分子势能随分子间距离变化的情况；则将分子甲固定在O点，将分子乙从A点由静止释放，分子乙仅在分子甲的作用下运动至B点时分子势能最小，所以动能最大，速度最大故C正确；D、若x轴表示分子间距离，y轴表示分子间作用力，结合分子力的特点可知，图象可以反映分子间作用力随分子间距离变化的情况；若则将分子甲固定在O点，将分子乙从B点由静止释放，分子乙仅在分子甲的作用下运动时，开始时受到的是分子引力，做加速运动，过A点后乙分子受到的是分子斥力，开始做减速运动故D错误．故选：C根据物理规律相应的规律，得到y与x所表示的物理量的表达式，再分析图象是否正确．该题结合图象考查物理规律与物理量之间的关系式，立意新颖，在解答的过程中首先要明确各种情况下对应的物理量的特点，然后再分析图象是否满足即可．二、多选题（4）6.下列说法正确的是A. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大B. 物体吸收热量，温度一定升高C. 浸润与不浸润是分子力作用的表现D. 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E. 热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体·ACE·解：A、当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，故A正确；B、物体吸收热量时若同时对外做功，则内能不一定增大，故温度不一定升高，故B错误；C、浸润与不浸润是分子力作用的表现的结果，故C正确；D、天然石英是晶体，表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间排列的规则，故D 错误；E、温度是分子平均动能的标志，温度越高分子的平均动能越大，而热量可以自发地从高温物体传给低温物体，故热量可以自发地从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体，故E正确．故选：ACE．当分子间距从平衡位置以内增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势第 3 页能随着分子间距离的增大，先减小后增大；物体温度越高，则该物体内所有分子运动的平均动能增大，但不是每个分子的速率都一定增大明确晶体表现为各向异性的微观结构，知道分子力在浸润和不浸润现象中的作用．本题考查了分子作用力和分子间距离的关系，温度是平均动能的标志和布朗运动的特点，要注意多从分子结构和分子间作用力的角度分析热学现象．7.以下关于分子力的说法，正确的是A. 分子间的距离增大则分子间的斥力与引力均减小B. 气体分子之间总没有分子力的作用C. 液体难于压缩表明液体中分子总是引力D. 当分子间表现为引力时，随分子间距离增大分子间势能增大E. 当分子间的引力与斥力大小相等时分子间势能最小·ADE·解：分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小分子引力的变化慢，当时分子引力等于分子斥力，所以，是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，当r小于时，分子间的作用力表现为斥力：分析间距离为时分子势能最小；A、分子之间的相互作用都随分子间距离的增大而减小分子引力的变化慢。
届高考物理二轮复习第一部分专题六鸭模块第一讲分子动理论气体及热力学定律课前自测诊断卷
专题六·第一讲分子动理论气体及热力学定律——课前自测诊断卷一、选择题1．(2018·全国卷Ⅲ)如图，必然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________。
A．气体温度素来降低B．气体内能素来增加C．气体素来对外做功D．气体素来从外界吸热E．气体吸取的热量素来所实用于对外做功解析：选BCD由理想气体的状态方程pVT＝C知，从a到b气体温度素来高升，故A错误。
必然质量的理想气体的内能由温度决定，可知气体内能素来增加，故B正确。
气体体积逐渐膨胀，素来对外做功，故C正确。
依照热力学第必然律可知，气体素来从外界吸热，吸取的热量一部分用来对外做功，一部分用来增加气体的内能，故D正确、E错误。
2．(2018·全国卷Ⅰ)如图，必然质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e。
对此气体，以下说法正确的选项是________。
A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸取了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小解析：选BDE过程①中，气体体积V不变、温度T高升，则压强增大，故A错误。
过程②中，气体体积V变大，对外界做功，故B正确。
过程④中，气体温度T降低，内能减小，体积V不变，气体不做功，依照热力学第必然律ΔU＝Q＋W得Q＜0，即气体放出热量，故C错误。
状态c、d温度相同，因此内能相等，故D正确。
分别作出状态b、c、d的等压线，解析可得p b＞p c＞p d，故E正确。
3．(2018·全国卷Ⅱ)对于实质的气体，以下说法正确的选项是________。
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解析：选BDE气体分子的重力势能平和体整体运动的动能都属于机械能，不是气体的内能，故A、C错误；实质气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，故B、E正确；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，则分子势能与分子动能之和可能不变，故D正确。
2018版高考物理一轮复习第14章热学第1讲分子动理论内能课件
溶液，使这些溶液的体积恰好为1mL算出每滴油酸酒精 1 溶液的体积V0＝______mL 。 n
• (4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精 单分子油膜 溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成____________ 。 稳定 • (5)待油酸薄膜形状________ 后，将一块较大的玻璃板盖 在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上。 玻璃板 放在坐标纸上，算出 • (6)将画有油酸薄膜轮廓的________ 油酸薄膜的面积。
• [解析] 水和酒精混合后总体积减小，说 明分子间有空隙，A正确；液体中较大的 悬浮颗粒不做布朗运动的原因是大颗粒容 易受力平衡，布朗运动不明显，B错误； 高压下，油可以渗过钢壁，这说明固体分 子间有间隙，C错误；在一杯热水中放几 粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在 高温下无规则运动加剧的结果，D正确。
MA ρVA (1)分子的质量：m0＝ ＝ 。 NA NA VA MA (2)分子的体积：V0＝ ＝ 。 NA ρNA 对于气体，由于分子间空隙很大，用上式估算出的是一个分子所占据的平均 体积(活动的空间)。 3 6V 3 0 (3)分子的大小：球体模型直径 d＝ ，立方体模型边长为 d＝ V0。 π (4)物质所含的分子数： VAρ MA M V N＝nNA＝ NA＝ NA，NA＝ ＝ 。 MA VA m0 ρV0
(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 V，据一滴油酸的 V 体积 V 和薄膜的面积 S，算出油酸薄膜的厚度 d＝ ，即为油酸分子的直径。比较 S 算出的分子直径，看其数量级(单位为 m)是否为 10－10，若不是 10－10，需重做实验。
• 思维辨析： • (1)布朗运动是固体小颗粒中固体分子的运动。( ) • (2)分子间同时存在引力与斥力，分子力是二者合力的表 现。( ) • (3)温度、分子动能、分子势能或内能只对大量分子才有 意义。( ) • (4)任何物体都有内能。( ) • (5)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增 大而增大。( ) • 答案：(1)× 布朗运动是固体小颗粒的无规则运动。 (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
最新-2018届高考物理一轮复习 分子动理论、热力学定律
第一节分子动理论、热力学定律与能量守恒一、单项选择题1．(2018年高考四川理综卷)下列现象中不．能说明分子间存在分子力的是( )A．两铅块能被压合在一起 B．钢绳不易被拉断C．水不容易被压缩D．空气容易被压缩解析：选D.两铅块能被压合在一起，说明分子间存在引力；钢绳不易被拉断说明分子间存在引力；水不易被压缩，说明分子间存在斥力；空气容易被压缩，是因为分子间距离很大，作用力近似为零．综上所述，应选D.2．(2018年高考上海卷)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则( )A．分子间引力随分子间距的增大而增大B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大解析：选B.根据分子动理论，分子间的引力和斥力是同时存在的，分子间的引力和斥力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．分子间的作用力指的是引力和斥力的合力．当分子间距离r＝r0时，分子间的作用力为0，所以B正确．3．(2018年广东调研)喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛．在重庆晴朗的夏日，对密闭在红色球内的气体从早晨到中午的过程，下列说法中正确的是( ) A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加C．气球内单位体积分子数减少，分子平均动能不变D．气球内单位体积分子数不变，气体压强不变解析：选B.从早晨到中午，外界温度升高，气球内气体温度同时升高，故内能增大，A 项错；气体温度升高，体积增大，故单位体积内分子数减少，D项错；温度升高，分子平均动能增加，故C项错误，B项正确．二、双项选择题4．(2018年中山质检)甲、乙两分子相距大于平衡距离r0，甲固定，乙分子在向甲靠近直到不能再靠近的过程中，下列说法中正确的是( )A．分子力总做正功B．分子引力与斥力互为反作用力，其合力为零C．分子力先做正功后克服分子力做功D．分子引力总做正功解析：选CD.分子间引力和斥力同时存在．当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，分子力做正功，当分子间距离r<r0时，分子力表现为斥力，分子力做负功．5．(2018年深圳调研)根据热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是( )A．气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大B．物体的温度为0 ℃时，物体分子的平均动能为零C．分子势能一定随分子间距离的增大而增大D．给物体加热，物体的内能不一定增加解析：选AD.根据分子动理论，温度是物体分子平均动能大小的标志，则气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大，故选项A正确；物体的温度为0 ℃时，物体分子的平均动能不为零，故选项B错误；分子的势能不一定随分子间距离的增大而增大，故选项C错误；根据热力学第一定律，给物体加热，物体的内能不一定增加，故选项D正确．6．(2018年苏锡检测)下列说法正确的是( )A．机械能和内能的转化具有方向性B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的D．当温度由20 ℃变为40 ℃，物体分子的平均动能应变为原来的2倍解析：选AC.根据热力学第二定律判断A、C项正确；气体的温度升高，气体分子的平均运动速率增加，B项错误；当温度由20 ℃变为40 ℃，物体分子的平均动能增大，但是平均动能与热力学温度不成正比，D项错误．7．(2018年中山质检)图为缩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．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：选BC.由热力学第二定律知，热量不能自发地由低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助．电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能．三、非选择题8.(2018年高考广东卷)(1)远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃．随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法．“钻木取火”是通过________方式改变物体的内能，把________转变成内能．(2)某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示．这是因为烧瓶里的气体吸收了水的________，温度________，体积________．解析：(1)“钻木”的过程是做功的过程，是把机械能转化为内能的过程；要想取到火必须使温度升高到木头的燃点．(2)由热力学第一定律知，烧瓶里的气体吸收热量后，气体的内能增加，因而温度升高，体积增大．答案：(1)做功机械能(2)热量升高增大9．(2018年广东深圳模拟)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移和转化，我们把这些气体称为工质．某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热Q1，对外做功W，又对低温热源放热Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化．根据热力学第一定律，在工质的一个循环中，Q1、Q2、W三者之间满足的关系是________．热机的效率η＝WQ1不可能达到100%，从能量转换的角度，说明________能不能完全转化为________能．解析：由热力学第一定律、热量、做功、内能的符号规定得Q1＋(－Q2)＋(－W)＝0，即Q1－Q2＝W，再由热力学第二定律知，内能不可能全部变成机械能而不产生其他影响．答案：Q1－Q2＝W内机械10．(2018年江苏南京模拟)(1)一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功1.7×118 J ，气体内能减少1.3×118 J ，则此过程中气体________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J ．此后，保持气体压强不变，升高温度，气体对外界做了 5.0×118 J 的功，同时吸收了6.0×118 J 的热量，则此过程中，气体内能增加了________ J.(2)已知铁的摩尔质量M ＝5.6×10－2 kg/mol ，密度ρ＝7.8×118 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1183mol －1，求1 cm 3铁中含有的铁原子数．(保留两位有效数字)解析：(1)根据热力学第一定律得：W ＝1.7×118 J ，ΔU ＝－1.3×118 J ，代入ΔU ＝W ＋Q 可得Q ＝－3.0×118 J ，Q 为负值，说明气体要放出热量，放出的热量为3.0×118 J ；同理W ＝－5.0×118 J ，Q ＝6.0×118 J ，ΔU ＝W ＋Q ＝1.0×118 J ，即内能增加了1.0×118 J.(2)1 cm 3铁所含的铁原子数为n ＝ρVN A M ＝7.8×103×10－6×6.0×10235.6×10－2＝8.4×1182(个)． 答案：(1)放出 3.0×118 1.0×118 (2)8.4×1182个1．(2018年广东东莞模拟)一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始状态，用W 1表示外界对气体做的功，用W 2表示气体对外界做的功，用Q 1表示气体吸收的热量，用Q 2表示气体放出的热量，则整个过程中一定有( )A ．Q 1－Q 2＝W 2－W 1B ．Q 1＝Q 2C ．W 2＝W 1D ．Q 1＞Q 2解析：选A.对一定质量的理想气体，经过一系列的状态变化后又回到原状态，表明整个过程中内能变化为零，即通过做功和热传递引起的内能变化相互抵消，所以A 选项正确；当然，若Q 1＝Q 2，则必有W 2＝W 1；若Q 1＞Q 2，则必定有W 2＞W 1；若Q 1＜Q 2，则必定有W 2＜W 1.所以B 、C 、D 都是不一定的，故选A.2．(2018年高考全国卷Ⅱ)如图，一绝热容器被隔板K 隔开成a 、b 两部分．已知a 内有一定量的稀薄气体，b 内为真空．抽开隔板K 后，a 内气体进入b ，最终达到平衡状态．在此过程中( )A ．气体对外界做功，内能减少B ．气体不做功，内能不变C ．气体压强变小，温度降低D ．气体压强变小，温度不变解析：选BD.由于b 内为真空，容器绝热，所以a 内气体进入b 时不做功，且内能不变，温度不变，选项B 正确，A 、C 错误；根据气体压强微观解释可知，气体等温膨胀，则压强变小，选项D 正确．。
高考物理二轮复习【专题14】分子动理论、气体热力学定律(练)(解析版)
2018高三二轮复习之讲练测之练专题14 分子动理论 气体热力学定律1．（多选）【2018·上海卷】如图所示，水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A 和B ，质量一定的两活塞用杆连接。
气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸壁之间无摩擦，左侧活塞面积交道，A 、B 的初始温度相同。
略抬高气缸左端使之倾斜，再使A 、B 升高相同温度，气体最终达到稳定状态。
若始末状态A 、B 的压强变化量A p ∆、B p ∆均大于零，对活塞压力的变化量B A F F ∆∆、，则（A ）A 体积增大 （B ）A 体积减小 （C ）A F ∆ > B F ∆ （D ）A p ∆<B p ∆2．【2018·新课标全国卷Ⅱ】如图所示，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热。
两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为p 0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的14，活塞b 在气缸的正中央。
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。
由⑤⑥式可得：'2043p p⑦3．【2018·海南卷】一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为10p，如图（a）所示。
若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为3∶1，如图（b）所示。
设外界温度不变。
已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。
4．（2018·新课标Ⅰ卷）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。
[推荐学习]2018版高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律学案
![[推荐学习]2018版高考物理二轮复习第一部分专题十三分子动理论气体及热力学定律学案](https://img.taocdn.com/s3/m/f8454f2252ea551810a68782.png)
专题十三 分子动理论 气体及热力学定律考点1| 分子动理论、内能及热力学定律 难度：低档题 题型：选择题或填空题 五年4考(对应学生用书第72页)1．(2014·江苏高考T 12(A))一种海浪发电机的气室如图131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．【导学号：17214195】图131(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3．4×104J ，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”)3．4×104 J ．(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27 ℃，体积为0．224 m 3，压强为1个标准大气压．已知1 mol 气体在1个标准大气压、0 ℃时的体积为22．4 L ，阿伏加德罗常数N A ＝6．02×1023 mol －1．计算此时气室中气体的分子数．(计算结果保留一位有效数字)【解题关键】 (2)气体与外界无热量交换，Q ＝0；一定质量的理想气体，内能越大，温度越高．(3)由题意气体从0 ℃到27 ℃做等压变化，根据盖－吕萨克定律求出此时的体积，然后求出气室内气体的物质的量，进而求得分子数【解析】 (1)理想气体是一种理想化模型，温度不太低，压强不太大的实际气体可视为理想气体；只有理想气体才遵循气体的实验定律，选项A 、D 正确，选项B 错误．一定质量的理想气体的内能完全由温度决定，与体积无关，选项C 错误．(2)因为理想气体的内能完全由温度决定，当气体的内能增加时，气体的温度升高，温度是分子平均动能的标志，则气体分子的平均动能增大．根据热力学第一定律，ΔU ＝Q ＋W ，由于Q ＝0，所以W ＝ΔU ＝3．4×104 J ．(3)设气体在标准状态时的体积为V 1，等压过程为： V T ＝V 1T 1气体物质的量为：n ＝V 1V 0，且分子数为：N ＝nN A解得N ＝VT 1V 0TN A 代入数据得N ≈5×1024个(或N ≈6×1024)．【答案】 (1)AD (2)增大 等于 (3)5×1024(或6×1024)2．(2015·江苏高考T 12(A)(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”)．【解析】 对氮气加压后，气体内部的压强增大，由F ＝pS 知，单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大．由于加压过程是缓慢的，氮气的温度保持不变，所以氮气的内能不变．【答案】 增大 不变3．(2017·江苏高考T 12(A))(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 图象如图132所示．下列说法正确的有________．图132A ．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(2)图133甲和乙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．甲 乙图133(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66 kg/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6．0×1023 mol －1．请估算该蛋白的密度．(计算结果保留一位有效数字)【解析】 (1)A →B 过程是等温变化，气体内能不变，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体要放出热量，选项A 错误、B 正确． B →C 过程中，V T是一个常数，为等压变化，选项C 正确． A →B →C 整个过程，温度降低，气体内能减少，选项D 错误．(2)由题图可看出，图乙中炭粒无规则运动更明显，表明甲图中炭粒更大或水分子运动不如乙图中剧烈．(3)摩尔体积V ＝43πr 3N A [或V ＝(2r )3N A ] 由密度ρ＝M V ，解得ρ＝3M 4πr 3N A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或ρ＝M 8r 3N A 代入数据得ρ≈1×103 kg/m 3(或ρ＝5×102 kg/m 3，5×102～1×103 kg/m 3都算对)．【答案】 (1)BC (2)甲 乙 (3)1×103 kg/m 3(或5×102 kg/m 3，5×102～1×103 kg/m 3都算对)4．(2013·江苏高考T 12(A))如图134所示，一定质量的理想气体从状态A 依次经过状态B 、C 和D 后再回到状态A ．其中，A →B 和C →D 为等温过程，B →C 和D →A 为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名的“卡诺循环”．图134(1)该循环过程中，下列说法正确的是________．A ．A →B 过程中，外界对气体做功B ．B →C 过程中，气体分子的平均动能增大C ．C →D 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D ．D →A 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化(2)该循环过程中，内能减小的过程是______(选填“A →B ”“B →C ”“C →D ”或“D →A ”)．若气体在A →B 过程中吸收63 kJ 的热量，在C →D 过程中放出38 kJ 的热量，则气体完成一次循环对外做的功为________kJ ．(3)若该循环过程中的气体为1 mol ，气体在A 状态时的体积为10 L ，在B 状态时压强为A 状态时的23．求气体在B 状态时单位体积内的分子数．(已知阿伏加德罗常数N A ＝6．0×1023mol －1，计算结果保留一位有效数字)【解析】 (1)在A →B 的过程中，气体体积增大，故气体对外界做功，选项A 错误；B →C 的过程中，气体对外界做功，W <0，且为绝热过程，Q ＝0，根据ΔU ＝Q ＋W ，知ΔU <0，即气体内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B 错误；C →D 的过程中，气体体积减小，单位体积内的分子数增多，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，选项C 正确；D →A 的过程为绝热压缩，故Q ＝0，W >0，根据ΔU ＝Q ＋W ，ΔU >0，即气体的内能增加，温度升高，所以气体分子的速率分布曲线发生变化，选项D 错误．(2)从A →B 、C →D 的过程中气体做等温变化，理想气体的内能不变，内能减小的过程是B →C ，内能增大的过程是D →A ．气体完成一次循环时，内能变化ΔU ＝0，热传递的热量Q ＝Q 1－Q 2＝(63－38) kJ ＝25 kJ ，根据ΔU ＝Q ＋W ，得W ＝－Q ＝－25 kJ ，即气体对外做功25 kJ ．(3)从A →B 气体为等温变化，根据玻意耳定律有p A V A ＝p B V B ，所以V B ＝p A V A p B ＝p A ×10 L 23p A ＝15 L ． 所以单位体积内的分子数n ＝N A V B ＝6．0×102315L －1＝4×1022 L －1＝4×1025 m －3． 【答案】 (1)C (2)B →C 25 (3)4×1025 m －31．必须掌握的三个问题(1)必须掌握微观量估算的两个模型球模型：V ＝43πR 3(适用于估算液体、固体分子直径) 立方体模型：V ＝a 3(适用于估算气体分子间距)(2)必须明确反映分子运动规律的两个实例①布朗运动：研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒．运动特点：无规则、永不停息．相关因素：颗粒大小、温度．②扩散现象产生原因：分子永不停息的无规则运动．相关因素：温度．(3)必须弄清的分子力和分子势能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，分子势能增大；当分子间距为r 0(分子间的距离为r 0时，分子间作用的合力为0)时，分子势能最小．2．物体的内能与热力学定律(1)物体内能变化的判定：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)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)热力学第二定律的表述：①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述)．②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(按机械能和内能转化的方向性表述)．③第二类永动机是不可能制成的．●考向1 分子动理论1．关于热运动，下列说法正确的是( )【导学号：17214196】A ．布朗运动是热运动B ．盛放水的密闭容器中，当水蒸气达到饱和时，不再有水分子飞出水面C ．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律D ．物体温度升高时，物体内的所有分子速率都变大C [布朗运动是分子热运动的间接反映，不是热运动，故A 错误；盛放水的密闭容器中，当水蒸气达到饱和时，是离开水面的分子和同时进入水面的分子数相等，不是没有分子飞出，故B 错误；气体分子速率分布规律为统计规律，呈现出“中间多，两头少”的分布规律，故C 正确；物体温度升高时，并不是物体内的所有分子速率都变大，可能有部分分子的速率减小，故D 错误．]2．(2017·锡山区期中)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 、△分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式，其中正确的是( )①N A ＝ρV m ②ρ＝μN A △ ③m ＝μN A ④△＝V N AA ．①和②B ．①和③C ．③和④D ．①和④B [①摩尔质量＝分子质量×阿伏加德罗常数，故：mN A ＝ρV ，故N A ＝ρV m，故①正确；②ρ为在标准状态下水蒸气的密度，由于气体分子间距远大于分子直径，故水蒸气的密度小于水分子的密度，故ρ＜m Δ＝μN A Δ，故N A ＞μρV，故②错误；③摩尔质量＝分子质量×阿伏加德罗常数，故m ＝μN A，故③正确；④由于气体分子间距远大于分子直径，故Δ＜V N A，故④错误．]●考向2 物体的内能3．(2017·张家港期中)根据分子动理论，下列说法正确的是( )【导学号：17214197】A ．布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动B ．温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大C ．物体体积增大，分子势能可能减小D ．某气体的摩尔质量为M 、摩尔体积为V m 、密度为ρ，用N A 表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量m 0＝M N A ，每个气体分子的体积V 0＝V m N AC [布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，在显微镜下观测到的不是液体分子运动，故A 错误．温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体分子平均动能较大，但由于分子的运动是无规则的，因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大，故B 错误．物体体积增大，分子势能可能减小，例如，0 ℃的水结冰，体积增大，分子势能减小，故C 正确．应用V 0＝V m N A 计算出的是每个气体分子所占空间的体积，由于气体分子间距较大，所以V 0＝V m N A并不是每个分子的实际体积．故D 错误．]4．(2017·如东期中)关于温度、热平衡、内能的概念，以下说法正确的是( )A ．气体的温度越高，每个气体分子的动能越大B ．气体从外界吸收热量，其温度一定增加C ．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相同D ．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度D [气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，但每个气体分子的动能不一定越大，故A 错误；气体从外界吸收热量，也可能对外做功，其温度不一定增加，故B 错误；两物体的质量、温度、体积相等，两物体内能不一定相等，还与两物体的分子数有关，故C 错误；热平衡的条件是温度相同，故D 正确．]●考向3 热力学定律5．(2017·亭湖月考)在一个大气压下，1 g 水在沸腾时吸收了2 260 J 的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 J 的功，阿伏加德罗常数N A ＝6．0×1023 mol －1，水的摩尔质量M ＝18 g/mol ．则：(1)水的分子总势能变化了多少J?(2)1g 水所含的分子数为多少？(结果保留两位有效数字)【解析】 (1)根据内能定义，水的内能变化等于水的分子总动能变化和水的分子总势能变化，因为是等温变化，所以水的分子总动能不变，则水的内能变化等于水的分子总势能的变化，根据热力学第一定律，有：ΔU ＝Q ＋W代入数据：ΔU ＝2 090 J水的分子总势能变化为：ΔE p ＝ΔU ＝2 090 J ．(2)1 g 水的分子数为：N ＝m M ·N A ＝ 1 g 18 g/mol×6．0×1023 mol －1＝3．3×1022个． 【答案】 (1)2 090 J (2)3．3×1022个6．(2017·南通模拟)如图所示，一定质量的理想气体先从状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C ．在状态C 时气体的体积V ＝3．0×10－3 m 3，温度与状态A 相同．求气体：图135(1)在状态B 时的体积；(2)在整个过程中放出的热量．【解析】 (1)由题意知，气体由状态B 到状态C ，发生了等压过程，根据查理定律得V B V C ＝T BT C则 V B ＝T B T C V C ＝500300×3×10－3 m 3＝5×10－3 m 3． (2)由题意知，A 、C 两状态温度相同，则气体的内能相同，即有ΔU ＝0．A →B 过程，气体发生了等容变化，体积不变，气体不做功；B →C 过程，气体的体积减小，外界对气体做功为W ＝p ΔV ＝p (V B －V C )＝3×105×(5－3)×10－3J ＝600 J根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 得 Q ＝ΔU －W ＝0－600 J ＝－600 J ．即在整个过程中放出600 J 的热量．【答案】 (1)5×10－3 m 3(2)600 J考点2| 固体、液体和气体 难度：低档题 题型：选择题 五年2考(对应学生用书第75页)5．(2016·江苏高考T 12(A))(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，锅内水蒸汽的变化情况为________．A．压强变小B．压强不变C．一直是饱和汽D．变为未饱和汽(2)如图136a所示，在斯特林循环的pV图象中，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．B→C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象如图b所示，则状态A对应的是________(选填“①”或“②”)．a b图136(3)如图a所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J．在B→C和C→D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．【解题关键】(2)气体的内能只与温度有关，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体吸热还是放热；根据图象利用理想气体状态方程对每一个过程进行分析即可．温度是分子热运动平均动能的标志；气体分子的运动的统计规律：中间多，两头少；即大多数的分子的速率是比较接近的，但不是说速率大的和速率小的就没有了，也是同时存在的，但是分子的个数要少很多．(3)根据热力学第一定律即可求出气体对外做功是多少．【解析】(1)高压锅在密封状态下缓慢冷却过程中，锅内水蒸汽体积不变，温度降低，则压强变小，但锅内水蒸汽发生的是动态变化过程，一定是饱和汽．故选项A、C正确．(2)B→C过程为等容过程，单位体积中的气体分子数目不变．气体状态A的温度低于状态D的温度，则状态A对应的气体分子的平均动能小，对应着图象①．(3)完成一次循环气体内能不变，ΔU＝0，吸收的热量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，气体对外界所做的功为8 J．【答案】(1)AC (2)不变①(3)8 J6．(多选)(2015·江苏高考T12(A)(1))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AD [晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，选项A正确；蜂蜡的导热特点是各向同性的，烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性的，故云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，则该物质微粒在空间的排列是规则的，选项C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，选项D正确．]1．对晶体、非晶体特性的理解(1)只有单晶体才可能具有各向异性．(2)各种晶体都具有固定熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于分子势能的增加．(3)晶体与非晶体可以相互转化．(4)有些晶体属于同素异构体，如金刚石和石墨．2．对液晶特性的理解(1)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间．液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．(2)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．●考向1 固体的性质7．(2017·南通模拟)科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验．把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属．下列说法中正确的是( )A．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间存在引力作用B．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体B [分子之间同时存在引力和斥力，当r＞r0时，分子力表现为引力，r＜r0时分子力表现为斥力，分子间总是同时存在引力和斥力，失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故A错误，B正确；在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，同时温度降低，放出热量，气体内能降低，故C错误；泡沫金属物理性质虽然各向同性，但是为晶体，各向同性并非为晶体和非晶体的区别，故D错误．]8．(2017·苏锡常模拟)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．有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体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D [当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的增大分子力做正功，故分子势能减小，故A错误．气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，故B错误．晶体和非晶体的区别是是否具有确定的熔点，单晶体具有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的天然外形，注意“天然”二字，故有规则外形的物体不一定为晶体，故C错误．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，故D正确．]●考向2 液体和气体9．(2017·如东期中)下列说法正确的是( )A．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度就越大B．冬天和夏天相比，冬天的气温较低，水的饱和汽压值较大C．在相对湿度相同的情况下，冬天的绝对湿度较小D．同一温度下水的饱和汽压与空气中的水蒸气的压强的比值叫做空气的相对湿度C [空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的比值叫做空气的相对湿度，因此相对湿度还与同温下水的饱和汽压有关，故A、D错误；冬天和夏天相比，冬天的气温较低，水的饱和汽压值较小，故B错误；由于水的饱和汽压与温度有关，温度越高，水的饱和蒸汽压越大，所以相对湿度相同的情况下，温度高的夏天比冬天的绝对湿度大，冬天的绝对湿度较小，故C正确．]10．(2017·泰州三模)下列说法中正确的是( )A．当分子间引力大于斥力时，随着分子间距增加，分子间作用力的合力一定减小B．单晶硅中原子排列成空间点阵结构，因此其它物质分子不能扩散到单晶硅中C．液晶具有液体的流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D．密闭容器中水的饱和汽压随温度和体积的变化而变化C [当分子间引力大于斥力时，分子间距离r＞r0，分子之间的作用力表现为引力，分子力先增大，后减小，故A错误；单晶硅中原子排列成空间点阵结构，但分子之间仍然存在间隙，其它物质分子能扩散到单晶硅中，故B错误；液晶是一种特殊的物态，液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向异性，故C正确；水的饱和汽压仅与温度有关，与体积无关，故D错误．]考点3| 气体实验定律及其应用 难度：中高档题 题型：计算题 五年1考(对应学生用书第76页)7．(2012·江苏高考T 12(A)(3))如图137所示，一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B ．此过程中，气体压强p ＝1．0×105 Pa ，吸收的热量Q ＝7．0×102J ，求此过程中气体内能的增量．【导学号：17214198】图137【解题关键】【解析】 等压变化A T A ＝B T B，对外做的功W ＝p (V B －V A )根据热力学第一定律ΔU ＝Q －W ，解得ΔU ＝5．0×102 J ．【答案】 5．0×102 J8．(2015·江苏高考T 12(A)(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1 L ．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0．45 L ．请通过计算判断该包装袋是否漏气．【解析】 若不漏气，设加压后的体积V 1，由玻意耳定律知：p 0V 0＝p 1V 1，代入数据得V 1＝0．5 L ，因为0．45 L <0．5 L ，说明包装袋漏气．【答案】 见解析1．压强的计算(1)被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律列式计算．(2)被液柱封闭的气体的压强，若应用平衡条件或牛顿第二定律求解，得出的压强单位为Pa ．2．合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定，p 、V 、T 均发生变化，则选用理想气体状态方程列方程求解．(2)若气体质量一定，p 、V 、T 中有一个量不发生变化，则选用对应的实验定律列方程求解．●考向1 “液柱”类问题11．(2017·宜宾模拟)如图138所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为2∶1，上管足够长，下管长度l ＝34 cm ．在管内用长度h ＝4 cm 的水银封闭一定质量的理想气体，气柱长度l 1＝20 cm ．大气压强p 0＝76 cmHg ，气体初始温度为T 1＝300 K ．图138(1)若缓慢升高气体温度，使水银上端面到达粗管和细管交界处，求此时的温度T 2；(2)继续缓慢升高温度至水银恰好全部进入粗管，求此时的温度T 3．【导学号：17214199】【解析】 (1)气体做等压变化，l 2＝l －h ＝30 cm根据盖－吕萨克定律有：l 1T 1＝l 2T 2代入数据解得：T 2＝l 2l 1T 1＝450 K ．(2)p 1＝80 cmHg p 3＝78 cmHg l 3＝34 cm根据理想气体状态方程有p 1l 1T 1＝p 3l 3T 3 代入数据得：T 3＝p 3l 3p 1l 1T 1＝497．25 K ． 【答案】 (1)450 K (2)497．25 K●考向2 汽缸类问题12．(2017·南通一模)如图139所示，在开口向上、竖直放置的薄壁圆柱形容器内用质量m ＝2．0 kg 的活塞密封一部分气体，活塞在容器内能自由滑动且保持水平，容器的底面积S ＝100 cm 2，开始时气体的温度T 1＝280 K ，活塞到容器底的距离h 1＝20．0 cm ．在气体从外界吸收Q ＝40 J 热量的过程中，活塞缓慢上升的距离Δh ＝1．0 cm ．已知大气压强p 0＝1．0×105 Pa ，重力加速度g ＝10 m/s 2．求：图139(1)活塞停止上升时容器内气体的温度T 2；(2)密闭气体内能的增加量ΔU ．【解析】 (1)活塞上升过程中，由盖－吕萨克定律有：V 1V 2＝T 1T 2则有：T 2＝V 2V 1T 1＝h 1＋Δh h 1T 1＝20＋120×280＝294 K ． (2)活塞上升的过程，外界对系统做的功为：W ＝－(mg ＋p 0S )Δh由热力学第一定律有：ΔU ＝Q ＋W解得：ΔU ＝29．8 J ．【答案】 (1)294 K (2)29．8 J13．(2017·徐州模拟)如图1310所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭了一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离h ＝0．5 m ．已知活塞质量m ＝2 kg ，横截面积S ＝1×10－3 m 2，环境温度t ＝0 ℃且保持不变，外界大气压强p 0＝1×105 Pa ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －1，标准状态下气体的摩尔体积V mol ＝22．4 L/mol ，g ＝10 m/s 2．现将汽缸缓慢地转至开口水平，求：。
最新-2018高考物理 第18章第1讲 分子动理论、内能②挑
分子动理论、内能
1.（2018·上海高考）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的( )
A.温度和体积
B.体积和压强
C.温度和压强
D.压强和温度
【解析】由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间引力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积.因此A正确.
【答案】A
2.(2018·广东高考)能表示阿伏加德罗常数值的是（）
A．1 mol金属钠含有的电子数
B．标准状况下，22.4 L苯所含的分子数
C．0.012 kg 12 C所含的原子数
D．1 L 1 mol·L-1硫酸溶液所含的H+数
4.（2018·广东高考）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色.这一现象在物理学中称为现象，是由于分子的而产生的，这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的.
【解析】本题考查的是分子动理论知识.本题只有一个难点，即“无序”性.自然发生的事情总是向无序性增加的方向发展.
【答案】扩散热运动增加。
高考物理专练题热学(试题部分)
高考物理专练题热学(试题部分)考点一分子动理论1.[2018河南八市第一次测评,16(1)](多选)关于热现象和热学规律,以下说法正确的有()A.随分子间的距离增大,分子间的斥力减小,分子间的引力增大B.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C.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能不变D.自然界中的能量虽然是守恒的,但并非所有的能量都能利用E.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,从而气体的压强一定增大答案BCD2.(多选)关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动B.液体温度越高,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈C.在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸,都会发生布朗运动D.布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的答案ABE3.[2020届河南五校联考,33(1)]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,用amL的纯油酸配制成bmL的油酸酒精溶液,再用滴管取1mL油酸酒精溶液,让其自然滴出,共n滴。
现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为Scm2,则:(1)估算油酸分子的直径大小是cm。
(2)用油膜法测出油酸分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,还需要知道油酸的。
A.摩尔质量B.摩尔体积C.质量D.体积(2)B答案(1)abSn考点二固体、液体、气体1.[2019广西梧州联考,33(1)](多选)以下说法正确的是()A.当一定量气体吸热时,其内能可能减小B.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体都没有固定的熔点C.一定量的理想气体在等温变化的过程中,随着体积减小,气体压强增大D.已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度,可估算出该气体分子间的平均距离E.给自行车打气时越往下压,需要用的力越大,是因为压缩气体使得分子间距减小,分子间作用力表现为斥力导致的答案ACD2.[2015课标Ⅰ,33(1),5分](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BCD3.[2016课标Ⅲ,33(2),10分]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。
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． 。
2018版高考物理(新课标)一轮复习教师用书：第十二章热学第1讲分子动理论内能含答案
选考部分第十二章热学【研透全国卷】在新课标省区的高考中,对该部分内容的考查只在选考题部分出现，考查的知识不会面面俱到，重点考查分子动理论、阿伏加德罗常数的应用、气体实验定律及热力学第一定律等知识.预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以分子动理论、热力学定律及气体状态方程的应用为主.(实验：用油膜法估测分子的大小）知识点一分子动理论1.物体是由大量分子组成的（1）分子的大小①分子直径：数量级是m.②分子质量：数量级为10－26 kg.③测量方法：油膜法.(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝mol－1。
2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。
（1）扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.（2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒，温度，布朗运动越显著.3。
分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而，随分子间距离的减小而增大，但总的来讲斥力变化得较快.答案：1。
(1）10－10（2)6。
02×1023 2.（1）越高（2）越小越高3。
减小知识点二温度1。
意义：宏观上表示物体的冷热程度（微观上表示物体中分子平均动能的大小）.2.两种温标（1）摄氏温标和热力学温标的关系T＝.(2)绝对零度(0 K）:是低温极限,只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.答案：2。
（2)t＋273。
15 K知识点三内能1。
分子动能（1）意义：分子动能是所具有的动能。
(2）分子平均动能:所有分子动能的平均值。
是分子平均动能的标志。
2.分子势能：由分子间决定的能，在宏观上分子势能与物体的有关，在微观上与分子间的有关.3。
物体的内能（1)内能：物体中所有分子的与的总和。
(2)决定因素：、和物质的量.答案：1。
(1)分子热运动(2）温度2。
相对位置体积距离3。
（1）热运动动能分子势能(2）温度体积（1)温度越高,扩散现象越明显。
【金版教程】2018高考物理二轮复习训练1-6-14 分子动理论 气体及热力学定律b 含解析
1.[2015·南昌一模](多选)关于物体的内能，以下说法中正确的是()A．物体吸收热量，内能一定增大B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少C．物体体积改变，内能可能不变D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功E．质量相同的0 ℃水的内能比0 ℃冰的内能大答案BCE解析影响物体内能变化的因素有做功和热传递，物体吸收热量，不知做功情况，内能变化不确定，A选项是错误的.由ΔU＝W＋Q，对外做功W取负，外界对物体做功W取正，吸热Q取正，放热Q取负，ΔU为正时，物体内能增加，ΔU为负时，物体内能减少，B 选项是正确的.当物体的体积改变时，就有做功情况存在，但热传递情况不确定，所以内能可能不变，C选项正确.可以从单一热源吸收热量并完全变为功，但肯定要引起外界变化，D选项错误.质量相同的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，分子动能一样，所以水的内能大，E选项正确.2．[2015·唐山一模](多选)下列说法正确的是()A.液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性特征B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的C．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显E．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示答案ACD解析液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性的特征，A选项是正确的.第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，B选项是错误的.一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，温度一定升高，又因为体积增大，气体对外做功，它一定从外界吸热才行，C选项是正确的.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显，D选项正确.空气的相对湿度是在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比来表示，E 选项是错误的.3．[2015·沈阳质监](多选)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，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变答案ACD解析冰糖磨碎不改变其微观结构，仍是晶体，所以不改变其熔点，A项正确；足球充足气后很难被压缩，是压强作用的效果，不是分子斥力的作用，B项错误；等容过程中，由气体实验定律和热力学第一定律可知，吸收热量其内能一定增大，C项正确；由热力学第二定律(熵增加原理)可知，D项正确；由理想气体状态方程可知，气体体积不变，温度升高，压强一定增大，由压强的微观解释可知，单位体积内分子数不变，但由于温度升高，分子平均动能增大，故单位时间内撞击在单位面积上的分子数一定增大，E项错.4．[2015·南昌一模]一横截面积为S 的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的，两个活塞A 和B 将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A ，使之向右移动一段距离d ，求活塞B 向右移动的距离(不计活塞与气缸壁之间的摩擦).答案 25d 解析 设活塞B 向右移动的距离为x ，则气室1：p 0V 1＝p (V 1－Sd ＋Sx )气室2：p 0V 2＝p (V 2－Sx )由以上两式解得：x ＝V 2V 1＋V 2d V 1V 2＝32，解得：x ＝25d5．[2015·唐山一模]如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.已知外界大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，质量为m ＝p 0S 4g，与容器底部相距h ，此时封闭气体的温度为T 0.现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距910h ，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q 时，活塞再次回到原初始位置.重力加速度为g ，不计活塞与气缸的摩擦.求：(1)活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；(2)加热过程中气体的内能增加量.答案 (1)2725T 0 (2)Q －3p 0hS 20解析 (1)由平衡条件可知p 1＝54p 0，T 1＝T 0，V 1＝hS ， p 2＝32p 0，V 2＝910hS ，由理想气体状态方程得： p 1V 1T 0＝p 2V 2T ，解得：T ＝2725T 0 (2)由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得ΔU ＝Q －3p 0hS 206. [2015·武汉调研]如图所示，一直立气缸由两个横截面积不同的圆筒连接而成，活塞A 、B 间封闭有一定质量的理想气体，A 的上方和B 的下方分别与大气相通.两活塞用长为L ＝30 cm 的不可伸长的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动.当缸内封闭气体的温度为T 1＝300 K 时，活塞A 、B 的平衡位置如图所示.已知活塞A 、B 的质量均为m ＝1.0 kg ，横截面积分别为S A ＝20 cm 2、S B ＝10 cm 2，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，重力加速度为g ＝10 m/s 2.(1)活塞A 、B 在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；(2)现对缸内封闭气体缓慢加热，为使气缸不漏气，求缸内封闭气体的最高温度.答案 (1)1.2×105 Pa (2)400 K解析 (1)活塞A 、B 在题图示位置时，设气缸内气体的压强为p1，以活塞A、B为研究对象：p0S A＋p1S B＋2mg＝p0S B＋p1S A①解得：p1＝p0＋2mgS A－S B＝1.2×105 Pa②(2)当活塞B刚好移动到两圆筒的连接处时，设气缸内气体的温度为T2，由①可知此过程气体做等压变化，由盖－吕萨克定律得：0.5L(S A＋S B)T1＝LS A T2③解得：T2＝400 K7．[2015·湖南十三名校联考]如图所示，面积S＝100 cm2的轻活塞A将一定质量的气体封闭在导热性能良好的气缸B内，气缸开口向上竖直放置，高度足够大.在活塞上放一重物，质量为m＝20 kg，静止时活塞到缸底的距离为L1＝20 cm，摩擦不计，大气压强为p0＝1.0×105 Pa，温度为27 ℃，g取10 m/s2.(1)若保持温度不变，将重物去掉，求活塞A移动的距离；(2)若加热气缸B，使封闭气体温度升高到177 ℃，求活塞A移动的距离.答案(1)4 cm(2)10 cm解析(1)以封闭气体为研究对象，初态压强：p1＝p0＋mgS＝1.2×105 Pa初状态体积：V1＝L1S＝20S末状态压强：p2＝p0＝1.0×105 Pa气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p 1V 1＝p 2V 2即1.2×105×20S ＝1×105×L 2S解得：L 2＝24 cm活塞移动距离：d ＝L 2－L 1＝4 cm(2)加热气缸，气体做等压变化，由查理定律得：V 1T 1＝V 3T 3即：20S 273＋27＝L 3S 273＋177解得：L 3＝30 cm活塞移动距离：d ′＝L 3－L 1＝30－20＝10 cm8．[2015·新疆维吾尔自治区测试]如图1所示，一定质量的理想气体被质量为M ，横截面积为S 的活塞封闭在竖直放置的气缸内，活塞通过劲度系数为k 的轻弹簧与气缸相连接，当活塞压缩弹簧到离缸底的距离为l 1时恰好平衡，在等温条件下将气缸缓慢翻转到如图2位置，此时弹簧伸长到l 2后重新达到平衡.求此时气缸内气体的压强.(不计一切摩擦，弹簧在弹性限度内，重力加速度大小为g )答案 2Mgl 1S (l 2－l 1)－kl 1S解析 设弹簧的长为l 1时气体压强为p 1，弹簧的长为l 2时气体压强为p 2，由玻意耳定律可得p 1l 1S ＝p 2l 2S ①设弹簧的原长为l 0，大气压强为p 0，由力的平衡可得p 0S ＋Mg ＝p 1S ＋k (l 0－l 1)②在后来状态下，活塞受四个力，由力的平衡可得p2S＋Mg＝p0S＋k(l2－l0)③由①②③联立解得p2＝2Mgl1S(l2－l1)－kl1S④。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.[2015·南昌一模](多选)关于物体的内能，以下说法中正确的是( )
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体放出热量，同时对外做功，内能一定减少
C．物体体积改变，内能可能不变
D．不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功
E．质量相同的0 ℃水的内能比0 ℃冰的内能大
答案BCE
解析影响物体内能变化的因素有做功和热传递，物体吸收热量，不知做功情况，内能变化不确定，A选项是错误的。
由ΔU＝W＋Q，对外做功W取负，外界对物体做功W取正，吸热Q取正，放热Q取负，ΔU为正时，物体内能增加，ΔU 为负时，物体内能减少，B选项是正确的。
当物体的体积改变时，就有做功情况存在，但热传递情况不确定，所以内能可能不变，C选项正确。
可以从单一热源吸收热量并完全变为功，但肯定要引起外界变化，D选项错误。
质量相同的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，分子动能一样，所以水的内能大，E选项正确。
2．[2015·唐山一模](多选)下列说法正确的是( )
A.液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性特征
B．第二类永动机违反了能量守恒定律，所以它是制造不出来的
C．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
D．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显
E．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
答案ACD
解析液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的光学各向异性的特征，A选项是正确的。
第二类永动机违反了热力学第二定律，没有违反能量守恒定律，B 选项是错误的。
一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，温度一定升高，又因为体积增大，气体对外做功，它一定从外界吸热才行，C选项是正确的。
悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显，D选项正确。
空气的相对湿度是在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比来表示，E 选项是错误的。
3．[2015·沈阳质监](多选)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，单位时间内撞击单位面积上的分子数不变
答案ACD
解析冰糖磨碎不改变其微观结构，仍是晶体，所以不改变其熔点，A项正确；足球充足气后很难被压缩，是压强作用的效果，不是分子斥力的作用，B项错误；等容过程中，由气体实验定律和热力学第一定律可知，吸收热量其内能一定增大，C项正确；由热力学第二定律(熵增加原理)可知，D项正确；由理想气体状态方程可知，气体体积不变，温度升高，压强一定增大，由压强的微观解释可知，单位体积内分子数不变，但由于温度升高，分子平均动能增大，故单位时间内撞击在单位面积上的分子数一定增大，E项错。
4．[2015·南昌一模]一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的，两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d，求活塞B向右移动的距离(不计活塞与气缸壁之间的摩擦)。
答案2 5 d
解析设活塞B向右移动的距离为x，则
气室1：p
0V
1
＝p(V
1
－Sd＋Sx)
气室2：p
0V
2
＝p(V
2
－Sx)
由以上两式解得：x＝
V
2
V
1
＋V
2
d
V 1V 2＝32，解得：x ＝25d
5．[2015·唐山一模]如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。
已知外界大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，质
量为m ＝p 0S 4g
，与容器底部相距h ，此时封闭气体的温度为T 0。
现在活塞上放置一质量与活塞质量相等的物块，再次平衡后活塞与容器底部相距
910h ，接下来通过电热丝缓慢加热气体，气体吸收热量Q 时，活塞再次回到原初始位置。
重力加速度为g ，不计活塞与气缸的摩擦。
求：
(1)活塞上放置物块再次平衡后，气体的温度；
(2)加热过程中气体的内能增加量。
答案 (1)2725T 0 (2)Q －3p 0hS 20
解析 (1)由平衡条件可知p 1＝54
p 0，T 1＝T 0，V 1＝hS ， p 2＝32p 0，V 2＝910
hS ，由理想气体状态方程得： p 1V 1T 0＝p 2V 2T ，解得：T ＝2725
T 0 (2)由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q 得
ΔU ＝Q －3p 0hS 20。