2019-2020年高考物理一轮复习 第十一章 热学.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 第十一章 热学必须掌握的概念、公式或规律必须理解的7个关键点必须明确的7个易错易混点1.7个重要概念布朗运动、内能、分子平均动能、温度、理想气体、饱和蒸发、相对湿度1.球体、正方体是物质分子的理想模型2.布朗运动不是分子的运动，而是固体小颗粒的运动1.温度降低，分子的平均动能减小，但某个分子的速率不一定减小2.5个公式pVccccWQU3.分子间的相互作用力是分子间斥力，引力的合力4.单晶体、多晶体、非晶体的区别2.物体体积增大，分子势能不一定增大3.物体的动能增大，其内能不一定增大4.气体实验定律在温度足够低时并不适用3.4个规律分子间的相互作用力随分子间距变化规律分子势能随分子间距变化的规律微观量的计算热力学第一、第二定律5.理想气体状态方程的条件是一定质量的理想气体6.热力学第一定律的实质为能量的转化和守恒定律7.热力学第二定律的两种表述是等价的5.一定质量的气体等容变化时，气体压强跟摄氏温度不成正比6.气体向真空中自由膨胀时不对外做功7.在一定条件下，热量可以从低温物体传到高温物体第1节分子动理论内能 真题回放1(xx课标全国卷)(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【解析】当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠近过程中，斥力做负功，势能增大，动能减小，因为只有分子力做功，所以动能和势能之和不变，选项B、C、E正确【答案】BCE2(xx福建高考)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是()【解析】当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大当rr0时，分子力为零，此时分子势能最小故选项B正确【答案】B3(xx北京高考)下列说法正确的是()A液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B液体分子的无规则运动称为布朗运动C物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D物体对外界做功，其内能一定减少【解析】根据布朗运动的定义及热力学第一定律来判断布朗运动是指液体中悬浮微粒的无规则运动，而不是指液体分子的运动，选项A正确、选项B错误；改变物体内能的方式有做功和传热，当仅知道物体从外界吸收热量或者物体对外界做功时无法判断物体内能的变化，选项C、D错误【答案】A考向分析1.考纲展示(1)分子动理论的基本观点和实验依据(2)阿伏加德罗常数(3)气体分子运动速率的统计分布(4)温度是分子平均动能的标志、内能(5)实验：用油膜法估测分子的大小2.命题趋势本章内容为新课标地区的选考内容，经常考查分子力，分子势能、分子动能、内能、布朗运动等方面的内容3.选材特点(1)利用分子间距变化，直接分析分子力、分子势能等的变化(2)利用一些图象分析分子力、分子势能的变化(3)布朗运动与分子运动的区别一、宏观量与微观量的相互关系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Vm，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.3相互关系(1)一个分子的质量：m0.(2)一个分子的体积：V0.(注：对气体，V0为分子所占空间体积)(3)物体所含的分子数：nNANA或nNANA.(4)单位质量中所含的分子数：n.二、求解分子直径时的两种模型1把分子看做球形，d.2把分子看做小立方体，d.对于气体，按上述思路算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离【例1】(xx长沙模拟)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA.已知1克拉0.2克，则()Aa克拉钻石所含有的分子数为Ba克拉钻石所含有的分子数为C每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)D每个钻石分子直径的表达式为(单位为m)【解析】a克拉钻石物质的量为n，所含分子数为nnNA，钻石的摩尔体积为V(单位为m3/mol)，每个钻石分子体积为V0，设钻石分子直径为d，则V03，联立解得d(单位为m)故C正确【答案】C【反思总结】微观量的求解方法(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带(2)建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体形气体分子所占据的空间则建立立方体模型突破训练1(多选)一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有()A油酸分子的直径dB油酸分子的直径dC油酸所含的分子数NNAD油酸所含的分子数NNA【解析】设油酸分子的直径为d，则有dS得d；B对设油酸所含的分子数为N，则有NNA.C对【答案】BC考点二 布朗运动与分子热运动布朗运动热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映【例2】做布朗运动实验，得到某个观测记录如图1111.图中记录的是() 图1111A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，也就无法描绘其速度时间图线，故C项错误、D项正确【答案】D突破训练2关于布朗运动，下列说法中正确的是()A布朗运动只能在液体中发生B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C布朗研究悬浮在水中的花粉颗粒时，用放大镜看到了花粉颗粒的无规则运动D我们把墨汁滴在水中，不能用肉眼看到碳粒做布朗运动【解析】布朗运动的产生原因是周围液体(或气体)分子对小悬浮颗粒撞击的不均衡造成的，在气体中也能发生，A错从阳光中看到的尘埃，其尺寸往往比布朗运动中固体微粒的尺寸大得多，空气分子对它们的碰撞的不均匀性已不甚明显，它们在空中的无序翻滚主要是在重力、浮力和气流的共同影响下形成的，不是布朗运动，B错要观察布朗运动必须借助于显微镜，不能直接看到，也不能用放大镜看到，所以C错、D正确【答案】D考点三 分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力与分子势能的比较名称项目分子间的相互作用力F分子势能Ep与分子间距的关系图象随分子间距的变化情况rr0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引F斥，F表现为引力r增大，引力做负功，分子势能增加r减小，引力做正功，分子势能减少rr0F引F斥，F0分子势能最小，但不为零r10r0(109 m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零【例3】 (xx海南高考)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图1112中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.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，下列说法正确的是()图1112A在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B在rr0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确在r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大D在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素【解析】布朗运动是指固体小颗粒的无规则运动，但它间接说明了分子在永不停息地做无规则运动，A正确物质的摩尔质量除以物质分子的质量即为一摩尔物质所含的分子数，即阿伏加德罗常数，B正确在使两个分子间的距离由很远(r109 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，C错误扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，D正确【答案】ABD8(1)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(2)1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法是否正确？分子的平均动能和分子的总动能都相同它们的内能相同【解析】(1)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作用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选项A正确(2)温度相同，则说明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，所以说法正确；当100 的水变成100 的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能，故说法错误【答案】(1)A(2)见解析9首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家_，他进行了下面的探究：把有生命的植物花粉悬浮在水中，观察到了花粉在不停地做无规则运动；把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，观察到了微粒在不停地做无规则运动；把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，观察到了粉末在不停地做无规则运动；由此可说明_(2)(多选)下列说法中正确的是_A布朗运动是分子无规则运动的反映B气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大C导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体D机械能不可能全部转化为内能【解析】(1)英国植物学家布朗在显微镜下研究了液体中花粉的运动，通过这些研究可以证明微小颗粒的运动不是生命现象(2)布朗运动是分子无规则运动的反映，A正确气体分子间距减小，分子间引力和斥力都增大，B正确单晶体具有各向异性，但并不是在各种物理性质上都表现为各向异性，C错误机械能可以全部转化为内能，D错误【答案】(1)布朗微小颗粒的运动不是生命现象(2)AB10在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积改正其中的错误：_(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8103 mL，其形成的油膜面积为40 cm2，则估测出油酸分子的直径为_m.【解析】(1)由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d m1.2109 m.【答案】(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.210911(xx内蒙古包头模拟)用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的4550 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤CA用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC_D将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小_(单位：cm)【解析】(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为mL，向浅盘中共滴入油酸的体积Vcm3，所以单个油酸分子的直径为d.【答案】见解析12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V1.6 L，氙气密度6.0 kg/m3.已知氙气摩尔质量M0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA61023 mol1.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【解析】(1)设氙气的物质的量为n，则n，氙气分子的总数NNA41022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V0a3，即a3109 m.【答案】(1)41022个(2)3109 m第2节固体液体和气体 真题回放1(xx课标全国卷)(1)(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B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C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高 (2)如图1121，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气柱，中间有一段长l225.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l340.0 cm.已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l120.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离图1121【解析】(1)气体分子在空间可自由移动，因此气体体积应是气体分子所能到达的空间，选项A正确；分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，选项B正确；气体压强的大小等于气体作用在器壁单位面积上的压力，与失、超重无关，选项C错误；气体吸收热量的同时可对外做功，内能不一定增加，选项D错误；气体等压膨胀，由可知温度一定升高，选项E正确(2)研究玻璃管上、下两端封闭气体的初态和末态的状态参量，根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强，结合玻意耳定律求解以cmHg为压强单位在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1p0l2设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1，由玻意耳定律得p1l1p1l1如图，设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3l3l1l1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2，则p2p1l2由玻意耳定律得p0l3p2l3由至式及题给数据解得l15.0 cm.【答案】(1)ABE(2)15.0 cm2(多选)(xx山东高考)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程以下说法正确的是()A液体的分子势能与体积有关B晶体的物理性质都是各向异性的C温度升高，每个分子的动能都增大D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【解析】液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分子势能与体积有关，A正确多晶体表现各向同性，B错误温度升高，分子速率增大，遵循统计规律，C错误露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确【答案】AD3. (xx广东高考)景颇族的祖先发明的点火器如图1122所示，用牛角做套筒，木制推杆前端粘着艾绒猛推推杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中()图1122A气体温度升高，压强不变B气体温度升高，压强变大C气体对外界做正功，气体内能增加D外界对气体做正功，气体内能减少【解析】筒内封闭气体被压缩过程中，外界对气体做正功由热力学第一定律UWQ知，气体内能增加，温度升高由理想气体状态方程C知，气体压强增大选项A、C、D错误，选项B正确【答案】B考向分析1.考纲展示(1)固体的微观结构、晶体和非晶体(2)液晶的微观结构(3)液体的表面张力现象(4)气体实验定律(5)理想气体(6)饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压(7)相对湿度2.命题趋势本节作为选考内容，仍以理想气体的实验定律为考查重点，兼顾考查固体、液体的重要性质3.选材特点(1)对固体、液体的性质，主要考查课本上的基础知识的理解和记忆(2)对气体性质的考查，主要是理想气体状态方程的灵活应用，有时综合考查热力学第一定律和气体实验定律的微观解释考点一 固体和液体的性质1.晶体和非晶体(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2液体表面张力(1)形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力(2)表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线(4)表面张力的效果：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小(5)表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类：温度都有关系【例1】(xx课标全国卷)(多选)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【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，而不是反映花粉分子的热运动，选项A错误由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩，使小雨滴呈球形，选项B正确液晶的光学性质具有各向异性，彩色液晶显示器就利用了这一性质，选项C正确高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强的降低而降低，选项D错误由于液体蒸发时吸收热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项E正确【答案】BCE突破训练1(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 ()A金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 B晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的 C单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的【解析】因不理解单晶体与多晶体的区别而错选在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性和固定的熔点单晶体原子排列规律相同，具有确定的几何形状，各向异性；多晶体由许多取向不同的单晶体组合而成，没有确定的几何形状，具有各向同性非晶体没有规则的几何形状，没有固定的熔点，具有各向同性选项B、C正确. 【答案】BC考点二 气体状态变化的图象问题一定质量的气体不同图象的比较：过程类别图线特点示例等温过程p VpVCT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 T2T1p pCT，斜率kCT，即斜率越大，温度越高 T2T1等容过程pTpT，斜率k，即斜率越大，体积越小 V2V1等压过程VTVT，斜率k，即斜率越大，压强越小 p2p1【例2】一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图1123所示，pT和VT图各记录了其部分变化过程，试求：图1123(1)温度600 K时气体的压强；(2)在pT图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整【解析】(1)由题图知，p11.0105 Pa，V12.5 m3，T1400 Kp2？，V23 m3，T2600 K由理想气体状态方程得p21.25105 Pa.(2)在原pT图象上补充两段直线【答案】(1)1.25105 Pa(2)如图所示【反思总结】气体状态变化的图象的应用技巧(1)求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程(2)在VT图象(或p T图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大突破训练2(xx福建高考) 如图1124为一定质量理想气体的压强p与体积V关系图象，它由状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC，则下列关系式中正确的是()图1124ATATB，TBTB，TBTCCTATB，TBTC【解析】根据气体实验定律比较由题中图象可知，气体由A到B过程为等容变化，由查理定律得，pApB，故TATB；由B到C过程为等压变化，由盖吕萨克定律得，VBVC，故TBTC.选项C正确【答案】C考点三 理想气体状态方程与气体实验定律的应用1理想气体的状态方程(1)理想气体宏观上讲，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(2)状态方程：或C.(3)应用状态方程解题的一般步骤明确研究对象，即一定质量的理想气体；确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；由状态方程列式求解；讨论结果的合理性2理想气体状态方程与气体实验定律的关系(1)当m不变、T1T2时，p1V1p2V2(玻意耳定律)(2)当m不变、V1V2时，(查理定律)(3)当m不变、p1p2时，(盖吕萨克定律)【例3】 (xx课标全国卷)如图1125，两气缸A、B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的直径是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p0、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，活塞b在气缸正中间图1125 (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)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时，求氧气的压强【解析】(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气做等压变化，设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为，由题给数据和盖吕萨克定律得V1V0V0V2V0V0V0由式和题给数据得T2320 K.(2)活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气做等温变化，设氧气初态体积为V1，压强为p1，末态体积为V2，压强为p2，由题给数据和玻意耳定律得V1V0，p1p0，V2V0p1V1p2V2由式得p2p0.【答案】(1)320 K(2)p0突破训练3(xx青岛模拟)如图1126所示，在两端封闭粗细均匀的竖直长管道内，用一可自由移动的活塞A封闭体积相等的两部分气体开始时管道内气体温度都为T0500 K，下部分气体的压强p01.25105 Pa，活塞质量m0.25 kg，管道的内径横截面积S1 cm2.现保持管道下部分气体温度不变，上部分气体温度缓慢降至T，最终管道内上部分气体体积变为原来的，若不计活塞与管道壁间的摩擦，g10 m/s2，求此时上部分气体的温度T.图1126【解析】设初状态时两部分气体体积均为V0对下部分气体，等温变化p0V0pVVV0解得p1105 Pa对上部分气体，初态p1p01105 Pa末态p2p0.75105 Pa根据理想气体状态方程，有解得T281.25 K.【答案】281.25 K1下列说法中正确的是()A布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动B多晶体没有固定的熔点C液晶的光学性质具有各向异性D由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力【解析】布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动，选项A错误；多晶体有固定的熔点，选项B错误；液晶的光学性质具有各向异性，选项C正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，选项D错误【答案】C2(多选)(xx甘肃第一次诊断)关于热现象，下列说法正确的是()A布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动B当气体分子热运动变剧烈时，气体的压强一定变大C气体总是很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现D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E自由扩散是不可逆的【解析】布朗运动是悬浮在液体中的颗粒的运动，它间接反映了液体分子的无规则运动，选项A正确；气体压强与温度和体积都有关，温度升高，压强不一定变大，选项B错误；气体容易充满整个容器是由于分子热运动的原因，选项C错误；根据分子势能与分子间距的关系，知选项D正确；自由扩散是不可逆的，选项E正确【答案】ADE3(xx大纲全国卷)(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是()A压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C压强变大时，分子间的平均距离必然变小D压强变小时，分子间的平均距离可能变小【解析】利用分子动理论分析解答A.压强变大时，气体的温度不一定升高，分子的热运动不一定变得剧烈，故选项A错误；B.压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项B正确；C.压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C错误；D.压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大，可能变小故选项D正确【答案】BD4(多选)(xx海南高考)下列说法正确的是()A液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部B单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体E液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征【解析】液体的表面张力垂直于分界面，且与液面相切，A错误；只要是晶体，不论是单晶体还是多晶体都有固定的熔点，B错误；单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性，所以有规则的几何形状，C正确；金属是晶体，晶体的某些物理性质具有各向异性，D错误；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，E正确【答案】CE5. (xx上海高考)如图1127，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体()图1127A压强增大，体积增大B压强增大，体积减小C压强减小，体积增大 D压强减小，体积减小【解析】试管竖直放置时，封闭的气体压强为pp0gh；试管自由下落时，封闭的气体压强为pp0，根据玻意耳定律pVC，压强增大，则体积减小，故选项B正确【答案】B6下列说法正确的是()A空中下落的雨滴呈球形是因为液体有表面张力B布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈C由能的转化和守恒定律知道，能源是不会减少的D液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性【解析】液体温度越高，液体分子运动越剧烈，B错误；由能的转化和守恒定律知道，能量是守恒的，但能源是会不断减少的，能量与能源的意义不同，C错误液晶具有光学性质的各向异性，故D错误【答案】A7. 一定质量理想气体的状态经历了如图1128所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()图1128Aab过程中不断减小Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增加Dda过程中保持不变【解析】首先，因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即VaVe，因为VdVe所以VdVa，所以da过程中体积变化，D错误【答案】B8. (xx武汉模拟)如图1129所示，在一辆静止的小车上，竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管，U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l，管内装有水银，两管内水银面距管口均为.现将U形管的左端封闭，并让小车水平向右做匀加速直线运动，运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为.已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为p0gl，环境温度保持不变求：图1129(1)左管中封闭气体的压强p；(2)小车的加速度大小【解析】(1)以左管中封闭的气体为研究对象，设U形管的横截面积为S，由玻意耳定律有p0SpS解得p.(2)以水平管内长为l的水银为研究对象，由牛顿运动定律lSa解得ag.【答案】(1)p0(2)g9(xx石家庄模拟)如图11210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，可在气缸内无摩擦滑动面积分别为S120 cm2，S210 cm2，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M2 kg的重物C连接，静止时气缸中的气体温度T1600 K，气缸两部分的气柱长均为L，已知大气压强p01105 Pa，取g10 m/s2，缸内气体可看做理想气体图11210(1)活塞静止时，求气缸内气体的压强；(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A缓慢向右移动L时，求气缸内气体的温度【解析】(1)设静止时气缸内气体压强为p1，活塞受力平衡：p1S1p0S2p0S1p1S2Mg代入数据解得压强p11.2105 Pa.(2)由活塞A受力平衡可知缸内气体压强没有变化，由盖吕萨克定律得：代入数据解得：T2500 K.【答案】(1)1.2105 Pa(2)500 K10(xx山东高考)一种水下重物打捞方法的工作原理如图11211所示将一质量M3103kg、体积V00.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h140 m，筒内气体体积V11 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮求V2和h2.图11211已知大气压强p01105Pa，水的密度1103kg/m3，重力加速度的大小g10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略【解析】当F0时，由平衡条件得Mgg(V0V2)代入数据得V22.5 m3设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1p0gh1p2p0gh2在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得p1V1p2V2联立式，代入数据得h210 m.【答案】2.5 m310 m11(xx武汉模拟)(1)(多选)下列说法正确的是_(填入正确选项前的字母)A在围绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，这是液体表面张力作用的结果B布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子的运动C对气体而言，尽管大量分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率是按一定的规律分布的D一定质量的理想气体，在等温膨胀的过程中，对外界做功，但内能不变E在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零(2)如图11212，导热性能极好的气缸，高为L1 m，开口向上固定在水平面上，气缸中有横截面积为S100 cm2、质量为m10 kg的光滑活塞，活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内当外界温度为t27 、大气压为p01105 Pa时，气柱高度为l0.9 m，气缸和活塞的厚度均可忽略不计，取g10 m/s2.求：图11212如果气体温度保持不变，将活塞缓慢拉至气缸顶端，在顶端处，竖直拉力F的大小；