（新課標(biāo)Ⅰ）2019版高考物理 專題十五 熱學(xué)課件.ppt

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1、專題十五熱學(xué),高考物理 (新課標(biāo)專用),A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組 考點一分子動理論、內(nèi)能,五年高考,1.2018課標(biāo),33(1),5分(多選)對于實際的氣體,下列說法正確的是。 A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能 B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢能 C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能 D.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變 E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能,答案BDE本題考查氣體的內(nèi)能。 氣體的內(nèi)能是指所有氣體分子的動能和分子間的勢能之和,故A、C項錯誤。,知識歸納氣體的內(nèi)能 對于質(zhì)量一定的氣體,所有分子的勢能和動能之和等于氣體的內(nèi)能。對于理想氣體,分子的勢能可忽略不計。,2.

2、2015課標(biāo),33(1),5分,0.425(多選)關(guān)于擴散現(xiàn)象,下列說法正確的是。 A.溫度越高,擴散進行得越快 B.擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C.擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的 D.擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的,答案ACD擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運動的反映,C正確,E錯誤;溫度越高,分子熱運動越激烈,擴散越快,A正確;氣體、液體、固體的分子都在不停地進行著熱運動,擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,D正確;在擴散現(xiàn)象中,分子本身結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化,不屬于化學(xué)變化,B錯誤。,解題關(guān)鍵擴散現(xiàn)象:不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散

3、現(xiàn)象是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。固體、液體和氣體中都能發(fā)生擴散現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象的快慢與溫度有關(guān)。,考點二固體、液體、氣體,3.2018課標(biāo),33(2),10分如圖,容積為V的汽缸由導(dǎo)熱材料制成,面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分,汽缸上部通過細(xì)管與裝有某種液體的容器相連,細(xì)管上有一閥門K。開始時,K關(guān)閉,汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強均為p0?，F(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當(dāng)流入的液體體積為時,將K關(guān)閉,活塞平衡時其下方氣體的體積減小了。不計活塞的 質(zhì)量和體積,外界溫度保持不變,重力加速度大小為g。求流入汽缸內(nèi)液體的質(zhì)量。,答案,解析本題考查氣體實驗定律、氣體壓強計算等知識。

4、 設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V1,壓強為p1;下方氣體的體積為V2,壓強為p2。在活塞下移的過程中,活塞上、下方氣體的溫度均保持不變,由玻意耳定律得 p0=p1V1 p0=p2V2 由已知條件得 V1=+-=V V2=-= 設(shè)活塞上方液體的質(zhì)量為m,由力的平衡條件得 p2S=p1S+mg 聯(lián)立以上各式得 m=,審題指導(dǎo)關(guān)鍵詞理解,隱含條件顯性化 關(guān)鍵詞“導(dǎo)熱”說明氣體上下兩部分溫度相等,且與環(huán)境溫度相同。 外界溫度保持不變,說明氣體做等溫變化。 流入液體產(chǎn)生的壓強p=。 K關(guān)閉,說明外部液體對氣體壓強不產(chǎn)生影響。,4.2018課標(biāo),33(2),10分如圖,一豎直放置的汽缸上端開口,

5、汽缸壁內(nèi)有卡口a和b,a、b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a、b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計它們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0?，F(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體,直至活塞剛好到達b處。求此時汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。,答案T0(p0S+mg)h,解析本題考查氣體實驗定律等知識。 開始時活塞位于a處,加熱后,汽缸中的氣體先經(jīng)歷等容過程,直至活塞開始運動,設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T1,壓強為p1,根據(jù)查理定律有 = 根據(jù)力的平衡條

6、件有 p1S=p0S+mg 聯(lián)立式可得 T1=T0 此后,汽缸中的氣體經(jīng)歷等壓過程,直至活塞剛好到達b處,設(shè)此時汽缸中氣體的溫度為T2;活塞位于a處和b處時氣體的體積分別為V1和V2。根據(jù)蓋呂薩克定律有 = 式中 V1=SH,V2=S(H+h) 聯(lián)立式解得 T2=T0 從開始加熱到活塞到達b處的過程中,汽缸中的氣體對外做的功為 W=(p0S+mg)h,審題指導(dǎo)抓住關(guān)鍵詞,挖掘隱含條件。 “緩慢加熱”表示活塞始終處于平衡狀態(tài),因此才有p1S=p0S+mg?！盎钊麆偤玫竭_b處”,表示氣體的末狀態(tài)壓強為p1,活塞與b卡口處無彈力作用?！敖^熱”時氣體溫度才能逐漸升高,若“導(dǎo)熱良好”,“緩慢加熱”時汽缸

7、內(nèi)、外的氣體就始終處于熱平衡狀態(tài)。,5.(2018課標(biāo),33,15分)(1)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示。在此過程中。 A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加 C.氣體一直對外做功D.氣體一直從外界吸熱 E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功 (2)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強為12.0 cmHg。現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時

8、兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。,答案(1)BCD(2)見解析,解析(1)本題考查熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程。對于一定量的理想氣體有=恒 量。從a到b,p逐漸增大,V逐漸增大,所以p與V的乘積pV增大,可知T增大,則氣體的內(nèi)能一直增加,故A錯誤、B正確。由于V逐漸增大,可知氣體一直對外做功,故C正確。由熱力學(xué)第一定律U=Q+W,因U0,W0,即氣體一直從外界吸熱,且吸收的熱量大于對外做的功,故D正確、E錯誤。,知識歸納熱力學(xué)常見用語的含義 理想氣體溫度升高:內(nèi)能增大。 氣體體積增大:氣體對外做功。氣體體積減小:外界對氣體做功。 絕熱:沒有熱交換。 導(dǎo)熱性能良好:表示與外界溫

9、度相同。 (2)本題考查氣體實驗定律。 設(shè)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時,兩邊氣體壓強相等,設(shè)為p,此時原左、右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1和l2。 由力的平衡條件有,p1=p2+g(l1-l2) 式中為水銀密度,g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1=pl1 p2l2=pl2 兩邊氣柱長度的變化量大小相等 l1-l1=l2-l2 由式和題給條件得 l1=22.5 cm l2=7.5 cm,6.(2017課標(biāo),33,15分)(1)氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列

10、說法正確的是。 A.圖中兩條曲線下面積相等 B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C.圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 時的情形,D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E.與0 時相比,100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 (2)如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)管的中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3,B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時,三個閥門均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ,汽缸導(dǎo)

11、熱。 ()打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強; ()接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置; ()再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ,求此時活塞下方氣體的壓強。,答案(1)ABC (2)()2p0()B的頂部()1.6p0,解析(1)本題考查氣體分子速率及分布率。 每條曲線下面積的意義是各種速率的分子數(shù)總和占總分子數(shù)的百分比,故面積為1,A正確、D錯誤。氣體溫度越高,分子無規(guī)則運動越劇烈,分子平均動能越大,大速率的分子數(shù)所占總分子數(shù)的百分比越大,故虛線對應(yīng)的溫度較低,B、C皆正確。由圖中0400 m/s區(qū)間圖線下的面積可知0 時出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,

12、E錯誤。 (2)本題考查氣體實驗定律。 ()設(shè)打開K2后,穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1,體積為V1。依題意,被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 p0V=p1V1 (3p0)V=p1(2V-V1) 聯(lián)立式得 V1= p1=2p0,()打開K3后,由式知,活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22 V)時,活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得 (3p0)V=p2V2 由式得 p2=p0 由式知,打開K3后活塞上升直到B的頂部為止;此時p2為p2=p0。 ()設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強為p3,氣體溫度從T1=300 K升高到T2=320 K的等容過程中,由查

13、理定律得 = 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得 p3=1.6p0,思路點撥活塞封閉的氣體 通過分析活塞的受力,利用平衡條件可獲得活塞兩側(cè)氣體壓強之間的關(guān)系。注意輕質(zhì)物體在任意狀態(tài)下所受合外力均為0。,7.2017課標(biāo),33(2),10分一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓,重力加速度大小為g。 ()求該熱氣球所受浮力的大小; ()求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; ()設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。,答案()Vg0()Vg0 ()V0T0(-)-m0,解析()設(shè)1個大氣壓

14、下質(zhì)量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0,密度為 0= 在溫度為T時的體積為VT,密度為 (T)= 由蓋呂薩克定律得 = 聯(lián)立式得 (T)=0 氣球所受到的浮力為 f=(Tb)gV 聯(lián)立式得 f=Vg0,()氣球內(nèi)熱空氣所受的重力為 G=(Ta)Vg 聯(lián)立式得G=Vg0 ()設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m,由力的平衡條件得 mg=f-G-m0g 聯(lián)立式得m=V0T0(-)-m0,8.2017課標(biāo),33(2),10分一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2。K1長為l,頂端封閉,K2上端與待測氣體連通;M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通

15、。開始測量時,M與K2相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高,此時水銀已進入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖(b)所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d,M的容積為V0,水銀的密度為,重力加速度大小為g。求: ()待測氣體的壓強; ()該儀器能夠測量的最大壓強。,答案()(),解析()水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住,設(shè)此時被封閉的氣體的體積為V,壓強等于待測氣體的壓強p。提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高時,K1中水銀面比頂端低h;設(shè)此時封閉氣體的壓強為p1,體積為V1,則 V=V0+d2l V1=d2h 由力學(xué)

16、平衡條件得 p1=p+gh 整個過程為等溫過程,由玻意耳定律得 pV=p1V1 聯(lián)立式得 p= ()由題意知 hl,聯(lián)立式有 p 該儀器能夠測量的最大壓強為 pmax=,9.2016課標(biāo),33(2),10分在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強,兩壓強差p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p=,其中=0.070 N/m?，F(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣 泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。 ()求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差; ()忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時,求氣泡的半徑與其

17、原來半徑之比的近似值。,答案()28 Pa()1.3,解析()當(dāng)氣泡在水下h=10 m處時,設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強差為p1,則 p1= 代入題給數(shù)據(jù)得 p1=28 Pa ()設(shè)氣泡在水下10 m處時,氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1,氣泡體積為V1;氣泡到達水面附近時,氣泡內(nèi)空氣的壓強為p2,內(nèi)外壓強差為p2,其體積為V2,半徑為r2。 氣泡上升過程中溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有 p1V1=p2V2 由力學(xué)平衡條件有 p1=p0+gh+p1 p2=p0+p2 氣泡體積V1和V2分別為 V1=,V2= 聯(lián)立式得 = 由式知,pip0,i=1,2,故可略去式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得 =1.3,易錯點撥

18、此題給出水下氣泡內(nèi)外的壓強差的關(guān)系式,對確定封閉氣體壓強帶來一定困難,既要準(zhǔn)確表達,又要學(xué)會合理近似。,10.2016課標(biāo),33(2),10分一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時,需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。,答案4天,解析設(shè)氧氣開始時的壓強為p1,體積為V1,壓強變?yōu)閜2(2個大氣壓)時,體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得 p1V1=p2V2 重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為 V3=V2-V1 設(shè)用去的氧氣在p0(1個大氣壓)

19、壓強下的體積為V0,則有 p2V3=p0V0 設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為V,則氧氣可用的天數(shù)為N=V0/V 聯(lián)立式,并代入數(shù)據(jù)得 N=4(天),解題指導(dǎo)解答此題的關(guān)鍵是將用去的氧氣在p2狀態(tài)下的體積轉(zhuǎn)化為在p0(1個大氣壓)狀態(tài)下的體積,從而可以計算出氧氣在p0下的可用天數(shù)。,易錯點撥沒有將開始時氧氣的體積轉(zhuǎn)化為1個大氣壓下的體積而直接進行計算,不在同一狀態(tài)的氣體,不能直接進行計算。,11.2016課標(biāo),33(2),10分一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞。初始時,管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此

20、時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離。已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強p0=75.0 cmHg。環(huán)境溫度不變。,答案144 cmHg9.42 cm,解析設(shè)初始時,右管中空氣柱的壓強為p1,長度為l1;左管中空氣柱的壓強為p2=p0,長度為l2。活塞被下推h后,右管中空氣柱的壓強為p1,長度為l1;左管中空氣柱的壓強為p2,長度為l2。以cmHg為壓強單位。由題給條件得p1=p0+(20.0-5.00)cmHg l1= cm 由玻意耳定律得p1l1=p1l1 聯(lián)立式和題給條件得 p1=144 cmHg 依題意p2=p1 l2=4.00 cm+

21、cm-h 由玻意耳定律得p2l2=p2l2 聯(lián)立式和題給條件得h=9.42 cm,審題指導(dǎo)由于環(huán)境溫度不變,玻璃管內(nèi)氣體發(fā)生的是等溫變化,適用規(guī)律是玻意耳定律,分別以左管內(nèi)和右管內(nèi)氣體為研究對象,找出初末狀態(tài)參量,列出玻意耳定律方程即可求解。,12.2015課標(biāo),33(2),10分如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1=2.50 kg,橫截面積為S1=80.0 cm2;小活塞的質(zhì)量為m2=1.50 kg,橫截面積為S2=40.0 cm2;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為l=40.0 cm;汽缸外大氣的壓強為p=1.00105 Pa,溫度為

22、T=303 K。初始時大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體 的溫度為T1=495 K?，F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求 ()在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度; ()缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強。,答案()330 K()1.01105 Pa,解析()設(shè)初始時氣體體積為V1,在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2,溫度為T2。由題給條件得 V1=S2+S1 V2=S2l 在活塞緩慢下移的過程中,用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強,由力的平衡條件得 S1(p1-p)

23、=m1g+m2g+S2(p1-p) 故缸內(nèi)氣體的壓強不變。由蓋呂薩克定律有 = 聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 T2=330 K ()在大活塞與大圓筒底部剛接觸時,被封閉氣體的壓強為p1。在此后與汽缸外大氣達到熱平衡的過程中,被封閉氣體的體積不變。設(shè)達到熱平衡時被封閉氣體的壓強為p,由查理定理,有 =,聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得 p=1.01105 Pa,評分細(xì)則第()問6分,式各1分,式2分,式各1分;第()問4分,式各2分。,審題指導(dǎo)()在大活塞與大圓筒底部接觸前的過程,由于大氣壓不變,活塞重力不變,又忽略摩擦力,則缸內(nèi)氣體為等壓變化,遵守蓋呂薩克定律。()大活塞被卡住以后,氣體體積不再變化,則封閉氣

24、體遵守查理定律。,13.(2014課標(biāo),33,9分,0.303)(1)下列說法正確的是。 A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點 D.高原地區(qū)水的沸點較低,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度,這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果 (2)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi),汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p,活塞下表面相對于汽缸底部的高度為h,外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活

25、塞的上表面,沙子倒完時,活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門,求重新達到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變,重力加速度大小為g。,答案(1)BCE(2),解題指導(dǎo)汽缸壁導(dǎo)熱良好,活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動,在外界溫度T0不變的情況下,將質(zhì)量為m的沙子倒到活塞上表面的過程中,封閉氣體做等溫變化,滿足玻意耳定律(p1V1=p2V2)。沙子倒完后,外界溫度變化,封閉氣體做等壓變化,滿足蓋呂薩克定律。,考點三熱力學(xué)定律與能量守恒,14.2018課標(biāo),33(1),5分(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、、、到達狀態(tài)e。對此氣體,下列說法正確的是。 A.過程中氣體的壓

26、強逐漸減小 B.過程中氣體對外界做正功 C.過程中氣體從外界吸收了熱量 D.狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等 E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小,答案BDE本題考查氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程。 過程是等容升溫過程,由=,可知壓強逐漸增大,A項錯誤。過程中氣體膨脹,故氣體 對外界做正功,B項正確。過程為等容降溫過程,氣體向外放出熱量,C項錯誤。一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),而Tc=Td,所以狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,D項正確。由理想氣體狀態(tài)方程=C得p=C,由題圖可知,則pbpd,E項正確。,審題指導(dǎo)圖像語言的理解,物理情景的構(gòu)建 清晰理解過程的規(guī)律,明確a、b、c、d、e各狀態(tài)下氣體狀態(tài)參量關(guān)系。物

27、體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、物態(tài)、溫度及體積有關(guān),而一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與T有關(guān)。,15.2017課標(biāo),33(1),5分(多選)如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側(cè)充有理想氣體,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開,氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸。待氣體達到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是。 A.氣體自發(fā)擴散前后內(nèi)能相同 B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C.在自發(fā)擴散過程中,氣體對外界做功 D.氣體在被壓縮的過程中,外界對氣體做功 E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動能不變,答案ABD本題考查理想氣體內(nèi)能的改變途徑、熱力學(xué)第一定

28、律。氣體自發(fā)擴散時不對外做功,W=0,汽缸絕熱,Q=0,由熱力學(xué)第一定律得U=W+Q=0,故氣體內(nèi)能不變,選項A正確,C錯誤;氣體被壓縮的過程中體積縮小,外界對氣體做功,W0,Q=0,故U0,氣體內(nèi)能增大,故理想氣體的溫度升高,則分子平均動能增大,選項B、D正確,選項E錯誤。,知識歸納對氣體做功及理想氣體內(nèi)能的理解 氣體自由擴散時,體積雖變大,但沒有施力和受力物體,因此不做功;氣體被壓縮時,體積減小,外界對氣體做功;理想氣體不計分子勢能,因此理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的動能。,16.2017課標(biāo),33(1),5分(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b,再經(jīng)過等

29、溫過程bc到達狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a。下列說法正確的是。,A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B.在過程ca中外界對氣體做功 C.在過程ab中氣體對外界做功 D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量,答案ABD判斷理想氣體的內(nèi)能變化情況可以通過兩種方法:根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q,通過判斷做功和熱傳遞來得出內(nèi)能的變化情況;通過直接判斷溫度的變化得出內(nèi)能的變化情況。在過程ab中,V不變,說明對外不做功,W=0,但不確定熱傳遞情況,故利用熱力學(xué)第一定律判斷不出內(nèi)能變化情況,那么看溫度T,一定質(zhì)量的理想氣體=定值,V不變,壓強p增大, 則溫度升高,說明內(nèi)能增

30、加,故A選項正確,C選項錯誤。ca過程中,體積V減小,說明外界對氣體做功,故B選項正確。ca過程中,壓強p不變,據(jù)=定值可知,溫度T降低,則其內(nèi)能減小,即U0,據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q可知Q0,即氣體從外界吸收熱量,故D選項正確。,審題指導(dǎo)p-V圖像問題的審題思路 看軸確定圖像為p-V圖像,17.2016課標(biāo),33(1),5分(多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是。 A.氣體吸熱后溫度一定升高 B.對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E.如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達到熱平

31、衡,答案BDE若氣體吸熱的同時對外做功,則其溫度不一定升高,選項A錯;做功是改變物體內(nèi)能的途徑之一,選項B正確;理想氣體等壓膨脹,氣體對外做功,由理想氣體狀態(tài)方程=C知,氣 體溫度升高,內(nèi)能增加,故一定吸熱,選項C錯誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律知選項D正確;如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)與第三個系統(tǒng)的溫度均相等,則這兩個系統(tǒng)之間也必定達到熱平衡,故選項E正確。,易錯點撥(1)吸放熱與溫度的升降沒有直接因果關(guān)系;(2)內(nèi)能改變的兩個途徑為熱傳遞和做功;(3)分析等壓膨脹過程的吸放熱時要分析其內(nèi)能的變化;(4)弄清熱平衡的含義。,18.2016課標(biāo),33(1),5分(多

32、選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài),其p-T圖象如圖所示,其中對角線ac的延長線過原點O。下列判斷正確的是。 A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B.氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能 C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功 D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功 E.在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功,答案ABE由理想氣體狀態(tài)方程=C知,p=T,因此氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等,故A 項正確;對理想氣體而言,內(nèi)能由溫度決定,因TaTc,故氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的

33、內(nèi)能,選項B正確;過程cd為等溫變化,內(nèi)能不變(U=0),壓強變大,體積減小,外界對氣體做功(W0),由熱力學(xué)第一定律U=W+Q,知Q0,對外做功,W|W|,選項D錯誤;bc和da過程中溫度改變量相同,故體積變化量與壓強的乘積相同,由W=Fl=pSl=pV知,選項E正確。,評析本題考查了氣體實驗定律、p-T圖象、熱力學(xué)第一定律。試題涉及的過程多,有一定的難度。,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,考點一分子動理論、內(nèi)能,1.(2018北京理綜,14,6分)關(guān)于分子動理論,下列說法正確的是() A.氣體擴散的快慢與溫度無關(guān) B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 C.分子間同時存在著引力和斥力 D.分子

34、間的引力總是隨分子間距增大而增大,答案C本題考查分子動理論。溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志,溫度越高,分子運動越劇烈,氣體擴散越快,A錯;布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動,不是液體分子的運動,B錯;分子間同時存在著引力和斥力,且隨著分子間距的增大,引力和斥力均減小,故C對、D錯。,易錯點撥分子力與分子間距離的關(guān)系 分子間同時存在引力與斥力,兩力的大小均與分子間距有關(guān),分子力是指這兩個力的合力,下圖為斥力f斥、引力f引及分子力f分隨分子間距離r的變化關(guān)系圖線。,2.(2017上海單科,8,3分)一個密閉容器由固定導(dǎo)熱板分隔為體積相同的兩部分,分別裝有質(zhì)量不等的同種氣體。當(dāng)兩部分氣體穩(wěn)定后

35、,它們的() A.密度相同B.分子數(shù)相同 C.分子平均速率相同D.分子間平均距離相同,答案C本題考查溫度的微觀意義。根據(jù)=可知,m不等,V相等,則不相等,A項錯誤。質(zhì) 量不等的同種氣體的分子數(shù)不相等,B項錯誤。當(dāng)兩部分氣體穩(wěn)定后,二者的溫度是相等的,故同種氣體分子的平均速率相同,C項正確。同體積、不同質(zhì)量的同種氣體分子間距不相同,D項錯誤。,審題指導(dǎo)溫度的微觀意義 題目中的關(guān)鍵詞是“固定導(dǎo)熱板”?！肮潭ā闭f明兩部分氣體的體積不變?！皩?dǎo)熱”說明有熱傳遞發(fā)生,穩(wěn)定后兩部分氣體的溫度相同。再結(jié)合溫度是分子平均動能的標(biāo)志解題。,3.2015福建理綜,29(1),6分下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,

36、其中正確的是。 A.分子間距離減小時分子勢能一定減小 B.溫度越高,物體中分子無規(guī)則運動越劇烈 C.物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān) D.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性,答案B在分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,隨著分子間距離的減小分子勢能增大,選項A錯誤;溫度越高,物體中分子無規(guī)則運動越劇烈,選項B正確;物體內(nèi)熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例隨溫度升高而增多,選項C錯誤;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性,而多晶體則是各向同性的,選項D錯誤。,考點二固體、液體、氣體,4.2015福建理綜,29(2),6分如圖,一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)過ab過程到達狀態(tài)b或者經(jīng)

37、過ac過程到達狀態(tài)c。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac。則。 A.TbTc,QabQacB.TbTc,QabQacD.Tb=Tc,Qab

38、 時,活塞在大小為40 N、方向向左的力F作用下保持靜止,氣體壓強為Pa。若保持活塞不動,將氣體溫度降至27 ,則F變?yōu)镹。,答案1.21050,解析以活塞為研究對象,對其進行受力分析,如圖所示(其中封閉氣體的壓強為p1) 由平衡條件可得 F+p0S=p1S 則p1=p0+ 代入數(shù)據(jù),得 p1=1.2105 Pa 保持活塞不動,就意味著氣體的體積沒有發(fā)生變化,即氣體發(fā)生的是等容變化,設(shè)氣體溫度降至27時的壓強為p2,則 = 代入數(shù)據(jù),得 p2=1.0105 Pa 對活塞列平衡狀態(tài)方程,F+p0S=p2S 得F=0 N,方法技巧封閉氣體壓強的計算方法 在求解封閉氣體壓強時,一般選取活塞、液柱或容

39、器為研究對象,對其進行受力分析。然后再根據(jù)其所處狀態(tài),列出相應(yīng)的平衡狀態(tài)方程或牛頓第二定律方程并進行求解。,6.2015山東理綜,37(2)扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖,截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K,壓強為大氣壓強p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升至303 K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強立刻減為p0,溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求: ()當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強; ()當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時,豎直向上提起

40、杯蓋所需的最小力。,答案() p0() p0S,答案D中午比清晨時溫度高,所以中午胎內(nèi)氣體分子平均動能增大,理想氣體的內(nèi)能由分子動能決定,因此內(nèi)能增大;車胎體積增大,則胎內(nèi)氣體對外界做功,所以只有D項正確。,8.(2015廣東理綜,17,6分)(多選)圖為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖,金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣,內(nèi)筒中有水,在水加熱升溫的過程中,被封閉的空氣() A.內(nèi)能增大 B.壓強增大 C.分子間引力和斥力都減小 D.所有分子運動速率都增大,答案AB由于金屬內(nèi)筒導(dǎo)熱而隔熱外筒絕熱,故水升溫過程中封閉空氣不停地從內(nèi)筒吸收熱量而不向外放熱,且封閉空氣的體積不能改變即不做功,故由熱力學(xué)第

41、一定律可知其內(nèi)能一定增大,A正確;由=C知溫度升高時封閉空氣的壓強一定增大,B正確;氣體分子間作用力微 弱,即使考慮分子間作用力,也因氣體體積不變,分子間平均距離不變,某兩分子間距離變化情況不能確定,而不能判定分子間作用力變化情況,C錯誤;溫度升高時,分子平均動能增大,但這并不意味著每個分子的運動速率都增大,D錯誤。,9.(2014廣東理綜,17,6分)(多選)用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所示,充氣袋四周被擠壓時,假設(shè)袋內(nèi)氣體與外界無熱交換,則袋內(nèi)氣體() A.體積減小,內(nèi)能增大B.體積減小,壓強減小 C.對外界做負(fù)功,內(nèi)能增大D.對外界做正功,壓強減小,答案AC袋內(nèi)氣體與外界

42、無熱交換即Q=0,袋四周被擠壓時,體積V減小,外界對氣體做正功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=W+Q,氣體內(nèi)能增大,則溫度升高,由=C知壓強增大,選項A、C正 確,B、D錯誤。,10.2018江蘇單科,12A(3)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時壓強為2.0105 Pa,經(jīng)歷ABCA的過程,整個過程中對外界放出61.4 J熱量。求該氣體在AB過程中對外界所做的功。,答案138.6 J,解析本題考查V-T圖像和熱力學(xué)第一定律。 整個過程中,外界對氣體做功 W=WAB+WCA,且WCA=pA(VC-VA) 由熱力學(xué)第一定律U=Q+W得WAB=-(Q+WCA) 代入數(shù)據(jù)得WAB=-138.6 J,即氣

43、體對外界做的功為138.6 J。,關(guān)聯(lián)知識氣體狀態(tài)變化圖像與熱力學(xué)定律綜合 氣體狀態(tài)變化圖像問題的分析技巧、理想氣體內(nèi)能改變的決定因素、等壓變化過程氣體做功W=pV及熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用。,C組教師專用題組 考點一分子動理論、內(nèi)能,1.(2016北京理綜,20,6分)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述,是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則,但可視為密度相同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 m、2.5 m的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。 某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明,在靜穩(wěn)的霧霾天氣中,近地

44、面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且兩種濃度分布基本不隨時間變化。 據(jù)此材料,以下敘述正確的是() A.PM10表示直徑小于或等于1.010-6 m的懸浮顆粒物 B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其所受到的重力 C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動 D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大,答案CPM10的直徑小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,A錯誤;處于靜穩(wěn)態(tài)的顆粒受力平衡,B錯誤;布朗運動是懸浮顆粒物的無規(guī)則運動,C正確;根據(jù)題意不能判斷PM2.5的濃度隨高度的增加而增大,D錯誤。,失

45、分警示本題易錯選D而失分,題目中明確提出“近地面高度百米的范圍內(nèi),PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小”,并沒有明確PM2.5的濃度隨高度的變化情況。,2.(2013北京理綜,13,6分)下列說法正確的是() A.液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動 B.液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動 C.物體從外界吸收熱量,其內(nèi)能一定增加 D.物體對外界做功,其內(nèi)能一定減少,答案A布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動,而不是液體(或氣體)分子的運動,故A選項正確,B選項錯誤;由熱力學(xué)第一定律U=W+Q知,若物體從外界吸收熱量同時對外做功

46、,其內(nèi)能也可能不變或減少,C選項錯誤;物體對外做功同時從外界吸熱,其內(nèi)能也可能增加或不變,D選項錯誤。,3.(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是() A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變,答案B溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志,溫度升高則其分子平均動能增大,反之,則其分子平均動能減小,故A錯誤B正確。物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和,宏觀上取決于物體的溫度、體積和質(zhì)量,故C、D錯誤。,4.2017江蘇單科,12A(2),12分甲和乙圖是某同學(xué)從資料中

47、查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。,答案甲乙,解析本題考查布朗運動。相同溫度的條件下,炭粒較大的其布朗運動的激烈程度較弱,炭粒在30 s始、末時刻所在位置連線的距離就較短,故甲圖中炭粒的顆粒較大;炭粒大小相同時,溫度越高,分子的熱運動越劇烈,做布朗運動的炭粒運動也越劇烈,故乙中水分子的熱運動較劇烈。,5.2015海南單科,15(1),4分已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R,空氣平均摩爾質(zhì)量

48、為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強為p0,重力加速度大小為g。由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為,空氣分子之間的平均距離為。,答案,解析可認(rèn)為地球大氣對地球表面的壓力是由其重力引起的,即mg=p0S=p04R2,故大氣層的空氣總質(zhì)量m=,空氣分子總數(shù)N=NA=。由于hR,則大氣層的總體積V=4 R2h,每個分子所占空間設(shè)為一個棱長為a的正方體,則有Na3=V,可得分子間的平均距離a=。,考點二固體、液體、氣體,6.(2017上海單科,12,4分)如圖,豎直放置的U形管內(nèi)裝有水銀,左端開口,右端封閉一定量的氣體,底部有一閥門。開始時閥門關(guān)閉,左管的水銀面較高?，F(xiàn)打開閥門,流出一些水銀后

49、關(guān)閉閥門。當(dāng)重新平衡時() A.左管的水銀面與右管等高 B.左管的水銀面比右管的高 C.左管的水銀面比右管的低 D.水銀面高度關(guān)系無法判斷,答案D本題考查氣體狀態(tài)參量、氣體實驗定律。初態(tài)時右側(cè)封閉氣體的壓強pp0,打開閥門,流出一些水銀后關(guān)閉閥門,當(dāng)重新平衡時,因封閉氣體的體積變大,由pV=C知壓強p減小,因氣體末態(tài)壓強p有可能大于p0、等于p0或小于p0,故左右兩管水銀面的高度關(guān)系無法判斷,選項D正確。,易錯點撥pV=C的應(yīng)用 本題易錯點是誤認(rèn)為右側(cè)管內(nèi)氣體壓強保持不變或始終大于p0。因右側(cè)管內(nèi)氣體封閉,由pV=C可知,當(dāng)V增大時p減小。,7.2015江蘇單科,12A(2)在裝有食品的包裝袋

50、中充入氮氣,可以起到保質(zhì)作用。某廠家為檢測包裝袋的密封性,在包裝袋中充滿一定量的氮氣,然后密封進行加壓測試。測試時,對包裝袋緩慢地施加壓力。將袋內(nèi)的氮氣視為理想氣體,則加壓測試過程中,包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力(選填“增大”、“減小”或“不變”),包裝袋內(nèi)氮氣的內(nèi)能(選填“增大”、“減小”或“不變”)。,答案增大不變,解析對包裝袋緩慢施加壓力,袋內(nèi)氣體的溫度不變,壓強增大。所以包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子的撞擊力增大。理想氣體的內(nèi)能由氣體分子的動能決定,而溫度是分子平均動能的標(biāo)志,所以,溫度不變,氣體內(nèi)能不變。,8.2014山東理綜,37(1)如圖,內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽

51、缸中用活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。當(dāng)環(huán)境溫度升高時,缸內(nèi)氣體。(雙選,填正確答案標(biāo)號) a.內(nèi)能增加b.對外做功 c.壓強增大d.分子間的引力和斥力都增大,答案ab,解析因汽缸導(dǎo)熱良好,故環(huán)境溫度升高時封閉氣體溫度亦升高,而一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān),故封閉氣體內(nèi)能增大,a正確。因汽缸內(nèi)壁光滑,由活塞受力平衡有p0S+mg=pS,即缸內(nèi)氣體的壓強p=p0+不變,c錯誤。由蓋呂薩克定律=恒量可知氣體體積膨脹,對外 做功,b正確。理想氣體分子間除碰撞瞬間外無相互作用力,故d錯誤。,9.2015海南單科,15(2),8分如圖,一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上,開口向上

52、,內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B;在A與B之間、B與容器底面之間分別封有一定量的同樣的理想氣體,平衡時體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變,重力加速度大小為g,外界大氣壓強為p0。現(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣,致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離。,答案,解析初始狀態(tài)下A、B兩部分氣體的壓強分別設(shè)為pA0、pB0,則對活塞A、B由平衡條件可得: p0S+mg=pA0S pA0S+mg=pB0S 最終狀態(tài)下兩部分氣體融合在一起,壓強設(shè)為p,體積設(shè)為V,對活塞A由平衡條件有 p0S+mg=pS 對兩部分氣體由理想氣體狀態(tài)方程可得 pA0V+pB0V=pV 設(shè)活塞A移動的距離為h,則有 V

53、=2V+hS 聯(lián)立以上五式可得 h=,10.2015江蘇單科,12A(3)給某包裝袋充入氮氣后密封,在室溫下,袋中氣體壓強為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1 L。將其緩慢壓縮到壓強為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,氣體的體積變?yōu)?.45 L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。,答案見解析,解析若不漏氣,加壓后氣體的溫度不變,設(shè)其體積為V1,由理想氣體狀態(tài)方程得 p0V0=p1V1 代入數(shù)據(jù)得V1=0.5 L 因為0.45 L<0.5 L,故包裝袋漏氣。,11.(2014江蘇單科,12A,12分)一種海浪發(fā)電機的氣室如圖所示。工作時,活塞隨海浪上升或下降,改變氣室中空氣的壓強,從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉。氣室

54、先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程,推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。 (1)下列對理想氣體的理解,正確的有。 A.理想氣體實際上并不存在,只是一種理想模型 B.只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體 C.一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān),D.在任何溫度、任何壓強下,理想氣體都遵循氣體實驗定律 (2)壓縮過程中,兩個閥門均關(guān)閉。若此過程中,氣室中的氣體與外界無熱量交換,內(nèi)能增加了3.4104 J,則該氣體的分子平均動能(選填“增大”、“減小”或“不變”),活塞對該氣體所做的功(選填“大于”、“小于”或“等于”)3.4104 J。 (3)上述過程中,氣體剛被壓縮時的

55、溫度為27 ,體積為0.224 m3,壓強為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。已知1 mol氣體在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0 時的體積為22.4 L,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023 mol-1。計算此時氣室中氣體的分子數(shù)。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字),答案(1)AD(2)增大等于(3)51024或61024,解析(1)理想氣體是在忽略了實際氣體分子間相互作用力的情況下而抽象出的一種理想化模型,A正確。實際氣體能視為理想氣體的條件是溫度不太低、壓強不太大,B錯誤。理想氣體分子間無分子力作用,也就無分子勢能,故一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能與體積無關(guān),只取決于溫度,C錯誤。由理想氣體模型的定義可知D正確。 (2)因此過程

56、中氣體與外界無熱交換,即Q=0,故由U=W+Q知W=U。因理想氣體的內(nèi)能等于所有分子的分子動能之和,故其內(nèi)能增大時,分子平均動能一定增大。 (3)設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積為V1,等壓過程= 氣體物質(zhì)的量n=,且分子數(shù)N=nNA 解得N=NA 代入數(shù)據(jù)得N=51024(或N=61024),12.(2016江蘇單科,12A,12分)(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后,鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽。停止加熱,高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻。在冷卻過程中,鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為。 A.壓強變小B.壓強不變 C.一直是飽和汽D.變?yōu)槲达柡推?(2)如圖甲所示,在斯特林循環(huán)的p-V圖象中,一定質(zhì)量理想氣體

57、從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A,整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成。BC的過程中,單位體積中的氣體分子數(shù)目(選填“增大”、“減小”或“不變”)。狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖象如圖乙所示,則狀態(tài)A對應(yīng)的是(選填“”或“”)。,圖甲,圖乙 (3)如圖乙所示,在AB和DA的過程中,氣體放出的熱量分別為4 J和20 J。在BC和CD的過程中,氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J。求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功。,答案(1)AC(2)不變(3)8 J,解析(1)高壓鍋在密封狀態(tài)下,因為冷卻過程是緩慢進行的,所以水和水蒸氣保持動態(tài)平衡,即水蒸氣一直是飽和汽,故C對D錯

58、。飽和汽壓隨溫度的降低是減小的,故A對B錯。,規(guī)律總結(jié)對于密封的液體及其上方空間的飽和蒸汽,若過程變化迅速,液體和蒸汽的動態(tài)平衡被破壞,當(dāng)最終穩(wěn)定時,蒸汽總要達到飽和狀態(tài)。若過程變化緩慢,液體和蒸汽保持動態(tài)平衡,蒸汽總處于飽和狀態(tài)。,(2)BC過程氣體體積不變,氣體的總分子數(shù)也不變,故單位體積內(nèi)的分子數(shù)是不變的。 由=C可知,TA

59、應(yīng)用熱力學(xué)第一定律解題時,公式U=W+Q中各字母的正、負(fù)號是正確解題的關(guān)鍵。,知識歸納對于U=W+Q中正、負(fù)號的把握,有如下規(guī)律:能使系統(tǒng)內(nèi)能增加的過程取正,如吸熱或外界對系統(tǒng)做功;會使系統(tǒng)內(nèi)能減少的過程則取負(fù),如放熱或系統(tǒng)對外做功;內(nèi)能增加時U為正,反之則為負(fù)。,考點三熱力學(xué)定律與能量守恒,13.2014重慶理綜,10(1),6分重慶出租車常以天然氣作為燃料。加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中,若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變,則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體) () A.壓強增大,內(nèi)能減小 B.吸收熱量,內(nèi)能增大 C.壓強減小,分子平均動能增大 D.對外做功,分子平均動能減小,答案B儲氣

60、罐中氣體體積不變,氣體不做功,當(dāng)溫度升高時,氣體壓強增大,氣體內(nèi)能增大,分子平均動能增大;由熱力學(xué)第一定律可知,氣體一定吸熱,故選項B正確。,A組20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組 考點一分子動理論、內(nèi)能,三年模擬,1.(2018山西太原一模)(多選)下列說法正確的是() A.布朗運動是液體分子的運動,說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則的熱運動 B.同一化學(xué)成分的某些物質(zhì)能同時以晶體的形式和非晶體的形式存在 C.溫度升高物體的內(nèi)能一定增大 D.密度為、體積為V、摩爾質(zhì)量為M的鋁所含原子數(shù)為NA E.繞地球運行的“天宮二號”內(nèi)自由飄浮的水滴成球形,這是表面張力作用的結(jié)果,答案BDE布朗運動是宏觀物

61、體小顆粒的運動,不是液體分子的運動,A錯誤。液晶同時具有晶體和非晶體的性質(zhì),B正確。由于物體的做功情況未知,所以其內(nèi)能的改變情況未知,C錯誤。密度與體積的乘積等于物體的質(zhì)量,質(zhì)量與摩爾質(zhì)量的比值就是物質(zhì)的量,物質(zhì)的量乘以阿伏加德羅常數(shù)就是原子個數(shù),鋁原子數(shù)n=NA=NA,D正確。水滴成球形是表面張力作用 的結(jié)果,E正確。,2.(2018山西五市聯(lián)考)(多選)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運動。從A點開始,他把粉筆末每隔20 s的位置記錄在坐標(biāo)紙上,依次得到B、C、D點,把這些點連線形成如圖所示折線圖,則關(guān)于該粉筆末的運動,下列說法正確的是() A.該折線圖是粉筆末的運動軌跡 B.粉筆

62、末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動 C.經(jīng)過B點后10 s,粉筆末應(yīng)該在BC的中點處 D.粉筆末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度 E.若改變水的溫度,再記錄一張圖,則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時的溫度高,答案BDE折線圖是每隔20 s記錄的粉筆末的位置的連線圖,并非粉筆末的運動軌跡,A項錯誤。粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動,B項正確。由于布朗運動的無規(guī)則性,我們不能確定經(jīng)過B點后10 s時粉筆末的具體位置,C項錯誤。由=,因為xBC

63、記錄哪一張圖時的溫度高,E項正確。,3.(2018安徽A10聯(lián)盟聯(lián)考)(多選)下列說法中正確的是() A.溫度升高,氣體分子平均動能增加 B.熵增加原理也可以表述為:一個孤立的系統(tǒng)的熵永遠(yuǎn)不會增加 C.已知阿伏加德羅常數(shù),某氣體的摩爾質(zhì)量,就可以計算出該氣體的分子質(zhì)量 D.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) E.氣體如果失去了容器的約束就會散開,這是因為氣體分子之間存在斥力,答案ACD溫度升高,氣體分子平均動能增加,A正確;熵增加原理也可以表述為:一個孤立的系統(tǒng)的熵永遠(yuǎn)不會減少,B錯誤;已知阿伏加德羅常數(shù)NA,某氣體的摩爾質(zhì)量M,就可以計算出該氣體的分子質(zhì)量m

64、0=,C正確;固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同的方向上 有不同的光學(xué)性質(zhì),這是晶體的各向異性特點,D正確;氣體分子間的作用力很小,可以忽略不計,氣體分子不停地做無規(guī)則運動,氣體分子可以充滿整個容器,如果沒有約束,氣體將散開,故E錯誤。,4.2017河北唐山一模,33(1)(多選)下列說法中正確的是() A.懸浮在水中的花粉顆粒的布朗運動反映了花粉分子的無規(guī)則熱運動 B.在軌道上運行的航天器內(nèi)小水滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C.封閉容器中氣體壓強是由于氣體受到重力而產(chǎn)生的,所以做自由落體運動的容器內(nèi)氣體壓強為零 D.油膜法測分子直徑的實驗中,將油膜的厚度作為分子的直徑 E.密閉

65、、絕熱的汽缸中的理想氣體對外做功時,其溫度一定會降低,答案BDE懸浮在水中的花粉顆粒的布朗運動反映了水分子的無規(guī)則熱運動,A項錯誤。封閉容器中氣體壓強是由大量氣體分子對器壁的碰撞作用形成的,與其運動狀態(tài)無關(guān),C項錯誤。,考點二固體、液體、氣體,5.(2018山東菏澤一模)(多選)關(guān)于生活中的熱學(xué)現(xiàn)象,下列說法正確的是() A.夏天和冬天相比,夏天的氣溫較高,水的飽和汽壓較大,在相對濕度相同的情況下,夏天的絕對濕度較大 B.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是用鑷子夾一棉球,沾一些酒精,點燃,在罐內(nèi)迅速旋轉(zhuǎn)一下再抽出,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上,其原因是,當(dāng)

66、火罐內(nèi)的氣體體積不變時,溫度降低,壓強增大 C.盛有氧氣的鋼瓶,在27 的室內(nèi)測得其壓強是9.0106 Pa,將其搬到-3 的工地上時,測得瓶內(nèi)氧氣的壓強變?yōu)?.2106 Pa,通過計算可判斷出鋼瓶漏氣 D.熱量能夠自發(fā)地從內(nèi)能多的物體傳遞到內(nèi)能少的物體 E.一輛空載的卡車停在水平地面上,在緩慢裝沙過程中,若車胎不漏氣,胎內(nèi)氣體溫度不變,若把車胎內(nèi)氣體看成理想氣體,則胎內(nèi)氣體向外界放熱,答案ACE夏天和冬天相比,夏天的氣溫較高,水的飽和汽壓較大,在相對濕度相同的情況下,夏天的絕對濕度較大,A正確;由查理定律可知,當(dāng)火罐內(nèi)的氣體體積不變時,溫度降低,壓強減小,火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓,大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上,B錯誤;若不漏氣,則氣體做等容變化,由查理定律=,得p2==8.1106 Pa,由于p27.2106 Pa,所以鋼瓶在搬運 過程中漏氣,C正確;熱量只能自發(fā)地從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體,而內(nèi)能多的物體溫度不一定高,故D錯誤;卡車在緩慢裝沙的過程中,外界對氣體做功,車胎內(nèi)氣體體積變小,壓強增大,而氣體溫度不變,則氣體放出熱量,E正確。,答案ABE當(dāng)分子間距離為r0時,分