高三物理六 选考部分 第1讲 分子动理论 气体及热力学定律

核心专题突破第一部分第一部分专题六选考部分专题六选考部分考考 纲纲 精精 解解高 频 考 点本讲考查的重点和热点：本讲考查的重点和热点：(1)分子大小的估算；分子大小的估算；(2)对分子动理论内容的理解；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；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气体实验定律、气态方程的理解和应用；用；(5)热力学定律的理解和简单计算；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式选择题和计算题的组合. 备 考 策 略由于本讲内容琐碎，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；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. 第第1讲分子动理论讲分子动理论 气体及热力学定律气体及热力学定律 栏目导航2年考情回顾年考情回顾热点题型突破热点题型突破对点规范演练对点规范演练热点题源预测热点题源预测逐题对点特训逐题对点特训2年考情回顾年考情回顾设问设问方式方式热力学定律和气体内能热力学定律和气体内能例例(2017全国卷全国卷，33(1)题题)(2016全国卷全国卷，33(1)题题)气体图象气体图象例例(2017全国卷全国卷，23(1)题题)(2017江苏卷，江苏卷，12(1)题题)气体实验定律气体实验定律例例(2017全国卷全国卷，33(2)题题)(2017全国卷全国卷，33(2)题题)(2017全国卷全国卷，33(2)题题)分子动理论分子动理论例例(2017全国卷全国卷，33(1)题题)(2017北京卷，北京卷，13题题)(2017江苏卷，江苏卷，12(2)(3)题题)热点题型突破热点题型突破题型一题型一分子动理论和内能分子动理论和内能命题规律命题规律分子动理论和内能是高考的热点，题型多为选择题，主要考查以下几点：分子动理论和内能是高考的热点，题型多为选择题，主要考查以下几点：(1)微观量的估算；微观量的估算；(2)布朗运动，分子热运动与温度的关系；布朗运动，分子热运动与温度的关系；(3)分子力，分子分子力，分子势能与距离的关系及分子势能与分子力做功的关系；势能与距离的关系及分子势能与分子力做功的关系；(4)温度与分子动能的关系以及温度与分子动能的关系以及物体内能变化物体内能变化方法点拨方法点拨1宏观量与微观量的转换桥梁宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量作为宏观量的摩尔质量Mmol、摩尔体积、摩尔体积Vmol、密度、密度与作为微观量的分子直径与作为微观量的分子直径d、分子质量、分子质量m、每个分子的体积、每个分子的体积V0都可通过阿伏加德罗常数联系起来如图所示都可通过阿伏加德罗常数联系起来如图所示2布朗运动分子热运动的比较布朗运动分子热运动的比较布朗运动布朗运动分子热运动分子热运动共同点共同点都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈不同点不同点小颗粒的运动小颗粒的运动分子的运动分子的运动使用光学显微镜观察使用光学显微镜观察使用电子显微镜观察使用电子显微镜观察联系联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的撞击力而引布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的撞击力而引起的，它反映分子做无规则运动起的，它反映分子做无规则运动3.分子力和分子势能随分子间距变化的规律分子力和分子势能随分子间距变化的规律 名称名称项目项目分子力分子力F分子势能分子势能Ep随随分分子子间间距距的的变变化化情情况况rr0F引引和和F斥斥都随距离的增大而减都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，小，随距离的减小而增大，F引引r0F引引和和F斥斥都随距离的增大而减都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，小，随距离的减小而增大，F引引F斥斥，F表现为引力表现为引力r增大，分子力做负功，分子增大，分子力做负功，分子势能增加；势能增加；r减小，分子力做正功，分子减小，分子力做正功，分子势能减小势能减小rr0F引引F斥斥，F0分子势能最小，但不为零分子势能最小，但不为零r10r0(109m)F引引和和F斥斥都已十分微弱，可以认都已十分微弱，可以认为为F0分子势能为零分子势能为零1(2017湖北八校二联湖北八校二联)(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )A布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动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一定量一定量100 的水变成的水变成100 的水蒸气，其分子之间的势能增加的水蒸气，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分子力只要增大，分子间的分子势能就要增大ACD突破点拨突破点拨(1)气体温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子动能都增大气体温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子动能都增大(2)100 的水变成的水变成100 的水蒸气，分子平均动能不变，势能增加的水蒸气，分子平均动能不变，势能增加(3)在在rr0范范围内，分子力增大，分子间距可能增大，也可能减小，分子势能不一定增大围内，分子力增大，分子间距可能增大，也可能减小，分子势能不一定增大解析解析 布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规律运动，而不是分子的无规律热布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规律运动，而不是分子的无规律热运动，所以选项运动，所以选项A正确；温度升高，分子平均动能增大，而不是每个分子的动能都正确；温度升高，分子平均动能增大，而不是每个分子的动能都增大，故选项增大，故选项B错误；一定量错误；一定量100 的水蒸气，虽然温度没有升高但此过程必定的水蒸气，虽然温度没有升高但此过程必定吸热，而吸收热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，故选项吸热，而吸收热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，故选项C正确；温度是正确；温度是分子热运动的平均动能的标志，故选项分子热运动的平均动能的标志，故选项D正确；由正确；由Epr和和Fr图象比较可知，选项图象比较可知，选项E错误错误 【变式考法【变式考法】 在上述题在上述题1中，一定量中，一定量100 的水变成的水变成100 的水蒸气，需要吸收的水蒸气，需要吸收的热量是否等于分子势能的增加？的热量是否等于分子势能的增加？解析解析 水的分子平均动能不变，吸收的热量一部分用来增加水分子的势能，另一水的分子平均动能不变，吸收的热量一部分用来增加水分子的势能，另一部分用来体积膨胀对外做功，故部分用来体积膨胀对外做功，故QEp，所以吸收的热量不等于势能的增加，所以吸收的热量不等于势能的增加答案答案 见解析见解析2(2017全国卷全国卷 )(多选多选)氧气分子在氧气分子在0 和和100 温度下单位速率间隔的分子温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示下列说法数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示下列说法正确的是正确的是( )ABCA图中两条曲线下面积相等图中两条曲线下面积相等B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形情形C图中实线对应于氧气分子在图中实线对应于氧气分子在100 时的情形时的情形D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目数目E与与0 时相比，时相比，100 时氧气分子速率出现时氧气分子速率出现在在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比区间内的分子数占总分子数的百分比较大较大解析解析 根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项A正确；题图中虚线占正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B正正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100 时的情形，选项时的情形，选项C正确；根正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧分子数目，选项数的百分比，不能得出任意速率区间的氧分子数目，选项D错误；由分子速率分布错误；由分子速率分布图可知，与图可知，与0 时相比，时相比，100 时氧气分子速率出现在时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项总分子数的百分比较小，选项E错误错误3(2017湖北黄冈模拟湖北黄冈模拟)(多选多选)两分子间的斥力和引力的合力两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零下列说法正作用下，由静止开始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零下列说法正确的是确的是_.ACE A在在rr0阶段，阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小做正功，分子动能增加，势能减小B在在rr0阶段，阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小做负功，分子动能减小，势能也减小C在在rr0时，分子势能最小，动能最大时，分子势能最小，动能最大D在在rr0时，分子势能为零时，分子势能为零E分子动能和势能之和在整个过程中不变分子动能和势能之和在整个过程中不变解析解析 在在rr0阶段，分子间表现为引力，相互靠近时，分子力做正功，分子动阶段，分子间表现为引力，相互靠近时，分子力做正功，分子动能增大，分子势能减小，选项能增大，分子势能减小，选项A正确；在正确；在rr0阶段分子力表现为斥力，靠近过程阶段分子力表现为斥力，靠近过程中，分子力做负功，分子动能减小，势能增大，选项中，分子力做负功，分子动能减小，势能增大，选项B错误；错误；rr0时，分子动能最时，分子动能最大，势能最小但不等于零，选项大，势能最小但不等于零，选项C正确；两分子相距无穷远时分子势能为零，则正确；两分子相距无穷远时分子势能为零，则rr0时，分子势能为负值，选项时，分子势能为负值，选项D错误；分子力做功的过程就是分子动能和分子势能错误；分子力做功的过程就是分子动能和分子势能转化的过程，总能量不变，选项转化的过程，总能量不变，选项E正确正确题型二题型二热力学定律及固体、液体的性质热力学定律及固体、液体的性质命题规律命题规律热力学定律及固体和液体的性质在高考命题中，主要考点：热力学定律及固体和液体的性质在高考命题中，主要考点：(1)结合热力学图象结合热力学图象考查内能变化与做功，热传递的关系考查内能变化与做功，热传递的关系(2)对固体、液体、晶体的性质的简单理解题型一般为选择题对固体、液体、晶体的性质的简单理解题型一般为选择题 方法点拨方法点拨1热力学定律热力学定律(1)热力学第一定律热力学第一定律UQW.(2)热力学第二定律热力学第二定律不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化 2热力学第一定律的应用技巧热力学第一定律的应用技巧(1)定性判断：利用题中的条件和符号法则对定性判断：利用题中的条件和符号法则对W、Q、U中的其中两个量做出准中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用确的符号判断，然后利用UWQ对第三个量做出判断对第三个量做出判断(2)定量计算：一般计算等压变化过程的功，即定量计算：一般计算等压变化过程的功，即WpV，然后结合其他条，然后结合其他条件，利用件，利用UWQ进行相关计算进行相关计算(3)注意符号正负的规定：若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的注意符号正负的规定：若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定气体体积增大，气体对外界做功，变化决定气体体积增大，气体对外界做功，W0.3固体和液体固体和液体(1)晶体和非晶体晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶的性质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，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在光学、电学物理性质上表现出各向异性比较比较晶体晶体非晶体非晶体单晶体单晶体多晶体多晶体形状形状规则规则不规则不规则不规则不规则熔点熔点固定固定固定固定不固定不固定特性特性各向异性各向异性各向同性各向同性各向同性各向同性1. (2017甘肃第一次诊考甘肃第一次诊考)(多选多选)关于热力学定律，下列说法正确的是关于热力学定律，下列说法正确的是( )A为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B对某物体做功，必定会使该物体的内能增加对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律E机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程ACE突破点拨突破点拨(1)由热力学第一定律知，物体内能的改变由做功和热传递两种方式共同决定由热力学第一定律知，物体内能的改变由做功和热传递两种方式共同决定(2)理解热力学第二定律的关键是：非自发过程可理解热力学第二定律的关键是：非自发过程可“强制强制”实现，但一定造成了实现，但一定造成了其他影响，而不造成其他影响是不可能的其他影响，而不造成其他影响是不可能的解析解析 由由UWQ可知做功和热传递是改变物体内能的两种途径，它们是等效可知做功和热传递是改变物体内能的两种途径，它们是等效的，故选项的，故选项A正确、正确、B错误由热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，错误由热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之全部变为功，但会产生其他影响，故选项使之全部变为功，但会产生其他影响，故选项C正确由热力学第二定律知，热量正确由热力学第二定律知，热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体，而空调机制冷时，压缩机工作将热量从只是不能自发地从低温物体传向高温物体，而空调机制冷时，压缩机工作将热量从室内送到室外，故不违反热力学第二定律，选项室内送到室外，故不违反热力学第二定律，选项D错误；一切与热现象有关的宏观错误；一切与热现象有关的宏观过程不可逆，则选项过程不可逆，则选项E正确正确2. (多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体将一块晶体敲碎后，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，内能也保持不变解析解析 晶体敲碎后仍为晶体，性质不变，故选项晶体敲碎后仍为晶体，性质不变，故选项A错误；晶体熔化过程中吸收热错误；晶体熔化过程中吸收热量温度不变，分子动能不变，势能增加，内能增加，故选项量温度不变，分子动能不变，势能增加，内能增加，故选项E错误；根据晶体与非晶错误；根据晶体与非晶体的特性及相互关系，可知选项体的特性及相互关系，可知选项B、C、D正确正确BCD3. (多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()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的水蒸发吸热的结果BCE解析解析 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，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，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项正项正确；彩色液晶中的染料分子利用具有光学各向异性的特点，与液晶分子结合而定向确；彩色液晶中的染料分子利用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，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，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，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项项正确正确(1)必须牢记晶体和非晶体的区别必须牢记晶体和非晶体的区别晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点；晶体中的单晶体某些物理性晶体具有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点；晶体中的单晶体某些物理性质为各向异性，晶体中的多晶体和非晶体物理性质为各向同性质为各向异性，晶体中的多晶体和非晶体物理性质为各向同性(2)必须理解热力学第二定律的内容必须理解热力学第二定律的内容一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性题型三题型三气体实验定律和热力学第一定律气体实验定律和热力学第一定律命题规律命题规律气体实验定律和热力学第一定律是高考命题的热点，题型既有选择题，也有计气体实验定律和热力学第一定律是高考命题的热点，题型既有选择题，也有计算题，主要考查：算题，主要考查：(1)状态参量的计算及其变化分析；状态参量的计算及其变化分析；(2)气体的做功，内能，吸放热气体的做功，内能，吸放热分析；分析；(3)结合气体图象分析状态变化情况分析结合气体图象分析状态变化情况分析方法点拨方法点拨1应用气体实验定律的解题思路应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象选择对象即某一定质量的理想气体；即某一定质量的理想气体；(2)找出参量找出参量气体在始末状态的参量气体在始末状态的参量p1、V1、T1及及p2、V2、T2；(3)认识过程认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程列出方程选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性果的合理性2气体做功情况的判定方法气体做功情况的判定方法(1)若气体体积增大，则气体对外做功，若气体体积增大，则气体对外做功，W0.(3)若气体体积不变，即等容过程，则若气体体积不变，即等容过程，则W0.3理想气体内能变化情况的判定方法理想气体内能变化情况的判定方法对一定质量的理想气体，由于无分子势能，其内能只包含分子无规则热运动的对一定质量的理想气体，由于无分子势能，其内能只包含分子无规则热运动的动能，这时内能只与温度有关，故判定一定质量的理想气体内能是否变化，应看温动能，这时内能只与温度有关，故判定一定质量的理想气体内能是否变化，应看温度是否发生了变化，与体积无关，这与一般物体不同度是否发生了变化，与体积无关，这与一般物体不同4气体吸、放热气体吸、放热Q的判定方法的判定方法一般由公式一般由公式QUW分析气体吸、放热情况分析气体吸、放热情况Q0吸热，吸热，Q0放热放热 1. (2016全国卷全国卷)(1)(多选多选)定量的理想气体从状态定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过开始，经历等温或等压过程程ab、bc、cd、da回到原状态，其回到原状态，其pT图象如图所示，其中对角线图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原的延长线过原点点O.下列判断正确的是下列判断正确的是()ABEA气体在气体在a、c两状态的体积相等两状态的体积相等B气体在状态气体在状态a时的内能大于它在状态时的内能大于它在状态c时的内能时的内能C在过程在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D在过程在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E在过程在过程bc中外界对气体做的功等于在过程中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界中气体对外界做的功做的功(2)一氧气瓶的容积为一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压某实验个大气压某实验室每天消耗室每天消耗1个大气压的氧气个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天天突破点拨突破点拨(1)判断判断PT图中图中ab、bc、cd和和da过程体积的变化及做功的情况过程体积的变化及做功的情况(2)瓶中充气前氧气的压强为瓶中充气前氧气的压强为20个大气压用状态假设法计算相当于个大气压用状态假设法计算相当于2个大气压个大气压的气体体积，进而得到的气体体积，进而得到2个大气压下用掉的体积，再计算这部分气体相当于个大气压下用掉的体积，再计算这部分气体相当于1个大气个大气压的体积，最终求出氧气瓶可供该实验室使用天数压的体积，最终求出氧气瓶可供该实验室使用天数(2)设氧气开始时的压强为设氧气开始时的压强为p1，体积为，体积为V1，压强变为，压强变为p2(2个大气压个大气压)时，体积为时，体积为V2，根据玻意耳定律得，根据玻意耳定律得p1V1p2V2.重新充气前，用去的氧气在重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为压强下的体积为V3V2V1.设用去的氧气在设用去的氧气在p0(1个大气压个大气压)压强下的体积为压强下的体积为V0，则有，则有p2V3p0V0.设实验室每天用去的氧气在设实验室每天用去的氧气在p0压强下的体积为压强下的体积为V，则氧气可用的天数为，则氧气可用的天数为NV0/V.联立联立式，并代入数据得式，并代入数据得N4(天天)答案答案 (2)4天天2. (2017全国卷全国卷)(1)(多选多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设至整个汽缸待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是整个系统不漏气下列说法正确的是()ABDA气体自发扩散前后内能相同气体自发扩散前后内能相同B气体在被压缩的过程中内能增大气体在被压缩的过程中内能增大C在自发扩散过程中，气体对外界做功在自发扩散过程中，气体对外界做功D气体在被压缩的过程，外界对气体做功气体在被压缩的过程，外界对气体做功E气体在被压缩的过程，气体分子的平均动能不变气体在被压缩的过程，气体分子的平均动能不变(2)一热气球体积为一热气球体积为V，内部充有温度为，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在已知空气在1个大气压、温度个大气压、温度T0时的密度为时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为，该气球内、外的气压始终都为1个大个大气压，重力加速度大小为气压，重力加速度大小为g.a求该热气球所受浮力的大小；求该热气球所受浮力的大小；b求该热气球内空气所受的重力；求该热气球内空气所受的重力；c设充气前热气球的质量为设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量，求充气后它还能托起的最大质量解析解析 (1)抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，交换，因此气体的内能不变，A项正确，项正确，C项错误；气体在压缩的过程中，外界对项错误；气体在压缩的过程中，外界对气体做正功，气体做正功，D项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，大，B项正确，项正确，E项错误项错误3. (2017全国卷全国卷)一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示，玻璃泡一种测量稀薄气体压强的仪器如图甲所示，玻璃泡M的上的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和和K2.K1长为长为l，顶端封闭，顶端封闭，K2上端与待测气体上端与待测气体连通；连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通开始测量时，连通开始测量时，M与与K2相通；逐相通；逐渐提升渐提升R，直到，直到K2中水银面与中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入顶端等高，此时水银已进入K1，且，且K1中水银面比中水银面比顶端低顶端低h，如图乙所示设测量过程中温度、与，如图乙所示设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持相通的待测气体的压强均保持不变已知不变已知K1和和K2的内径均为的内径均为d，M的容积为的容积为V0，水银的密度为，水银的密度为，重力加速度大，重力加速度大小为小为g.求：求：(1)待测气体的压强；待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强该仪器能够测量的最大压强热点题源预测热点题源预测气体实验定律与状态方程的综合气体实验定律与状态方程的综合考向考向预测预测气体实验定律与状态方程的综合是高考命题的热点，主要考查：气体实验定律与状态方程的综合是高考命题的热点，主要考查：(1)气体实验定律和状态方程的应用，结合常见模型气体实验定律和状态方程的应用，结合常见模型(活塞、汽缸、水银活塞、汽缸、水银柱柱)产生的附加压强的计算产生的附加压强的计算(2)两个汽缸或两关联气体的状态参量求两个汽缸或两关联气体的状态参量求解解(3)结合压强的微观解释，气体图象和热力学第一定律考查结合压强的微观解释，气体图象和热力学第一定律考查解题解题关键关键(1)应用理想气体状态方程解题的步骤：应用理想气体状态方程解题的步骤：明确研究对象，即某一定质量的理明确研究对象，即某一定质量的理想气体；想气体；确定气体在始末状态的参量确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及及p2、V2、T2；由理想气由理想气体状态方程列式求解；体状态方程列式求解；讨论结果的合理性若为两部分气体，除对每部分讨论结果的合理性若为两部分气体，除对每部分气体作上述分析外，还要找出它们始末状态参量之间的关系，列式联立求气体作上述分析外，还要找出它们始末状态参量之间的关系，列式联立求解解(2)封闭气体压强的计算方法：封闭气体压强的计算方法：“活塞模型活塞模型”：求活塞封闭气体的压强时，一：求活塞封闭气体的压强时，一般以活塞为研究对象般以活塞为研究对象(有时取汽缸为研究对象有时取汽缸为研究对象)，分析它受到的气体压力及其他，分析它受到的气体压力及其他各力，列出受力的平衡方程，求解压强各力，列出受力的平衡方程，求解压强“液柱模型液柱模型”：求液柱封闭的气体：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：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：a.液体因液体因重力产生的压强大小为重力产生的压强大小为pgh(其中其中h为至液面的竖直高度为至液面的竖直高度)；b.不要漏掉大气不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；c.有时直接应用连通器原有时直接应用连通器原理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；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；d.当当液体为水银时，可灵活应用压强单位液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷等，使计算过程简捷失分失分防范防范(1)应用气体实验定律或状态方程解题，易从以下几点失分：应用气体实验定律或状态方程解题，易从以下几点失分：气体变气体变化过程分析不清，用错解题规律；化过程分析不清，用错解题规律；附加压强计算错误，特别是单位附加压强计算错误，特别是单位不统一造成错误；不统一造成错误；(2)对两部分关联气体之间的联系易出现错误对两部分关联气体之间的联系易出现错误(3)防止失分应做到以下几点：防止失分应做到以下几点：认真审题，分析气体各参量的变化情认真审题，分析气体各参量的变化情况，正确选用规律；况，正确选用规律；弄清压强单位之间的变换关系，统一压强单弄清压强单位之间的变换关系，统一压强单位位对两关联气体，找准两者的初始状态的压强关系和体积关系对两关联气体，找准两者的初始状态的压强关系和体积关系【预测【预测】如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞的密闭活塞，活塞A导热，活塞导热，活塞B绝热，将缸内理想绝热，将缸内理想气体分成气体分成、两部分初状态整个装置静止不动处于平衡，两部分初状态整个装置静止不动处于平衡，、两部分气体的两部分气体的长度均为长度均为l0，温度为，温度为T0.设外界大气压强为设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为保持不变，活塞横截面积为S，且，且mgp0S，环境温度保持不变求：，环境温度保持不变求：(1)在活塞在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞，两活塞重新处于平衡时，活塞重新处于平衡时，活塞B下降的高度；下降的高度；(2)现只对现只对气体缓慢加热，使活塞气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置此时回到初始位置此时气体的温度气体的温度 思维导航思维导航【变式考法【变式考法】 (2017湖北黄冈四月模拟湖北黄冈四月模拟)如图上粗下细且上端开口的薄壁玻璃如图上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为S11 cm2、S22 cm2，细管内，细管内水银长度为水银长度为h14 cm，封闭气体长度为，封闭气体长度为L6 cm.大气压强为大气压强为p076 cmHg，气体初，气体初始温度为始温度为T1288 K，上管足够长，上管足够长(1)缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2；(2)气体温度保持气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为不变，为使封闭气体长度变为8 cm，需向开，需向开口端注入的水银柱的体积为多少？口端注入的水银柱的体积为多少？(2)气体等温变化有气体等温变化有p2V2p3V3 ，解得解得p397.5 cmHg.设此时水银柱的液面高度差为设此时水银柱的液面高度差为h3，有，有h397.5 cm76 cm21.5 cm，注入的水银柱体积注入的水银柱体积V注注(21.52)2 cm221 cm341 cm337 cm3.答案答案 (1)468 K(2)37 cm3适用对象：高中学生制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3运行环境：WindowsXP以上操作系统