11-热学 高考物理(山东)复习专题

2017届高三物理一轮复习第十一章热学3 热力学定律与能量守恒定律课时达标编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017届高三物理一轮复习第十一章热学3 热力学定律与能量守恒定律课时达标）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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热力学定律与能量守恒定律1．如图所示,一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac.则（）A．T b>T c，Q ab>Q ac B．T b>T c，Q ab<Q acC．T b＝T c，Q ab>Q ac D．T b＝T c，Q ab〈Q ac答案：C解析：根据理想气体状态方程有：错误!＝错误!＝错误!,所以有T a<T b＝T c，在ab过程中,吸收的热量Q ab＝ΔU＋W，在ac过程中，吸收的热量Q ac＝ΔU，所以Q ab〉Q ac,所以C项正确，A、B、D项错误．2．（2014·重庆卷）重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( ) A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小答案：B解析：储气罐中气体体积不变,气体不做功，当温度升高时,气体压强增大，气体内能增大,分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项B正确．3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2。

高三物理第一轮复习：热力学定律鲁教版【本讲教育信息】一、教学内容：热力学定律本章的知识点：（一）热力学第一定律1、热力学第一定律（1）一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

这个关系叫做热力学第一定律。

其数学表达式为：ΔU=W+Q（3）热力学第一定律说明了做功和热传递是系统内能改变的量度，没有做功和热传递就不可能实现能量的转化或转移，同时也进一步揭示了能量守恒定律。

（4）应用热力学第一定律解题的一般步骤：①根据符号法则写出各已知量（W、Q、ΔU）的正、负；②根据方程ΔU=W+Q求出未知量；③再根据未知量结果的正、负来确定吸热、放热情况或做功情况。

2、第一类永动机不可能制成任何机器运动时只能将能量从一种形式转化为另一种形式，而不可能无中生有地创造能量，即第一类永动机是不可能制造出来的。

（二）能量守恒定律（1）自然界存在着多种不同形式的运动，每种运动对应着一种形式的能量。

如机械运动对应机械能；分子热运动对应内能；电磁运动对应电磁能。

（2）不同形式的能量之间可以相互转化。

摩擦可以将机械能转化为内能；炽热电灯发光可以将电能转化为光能。

（3）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。

这就是能量守恒定律。

（4）热力学第一定律、机械能守恒定律都是能量守恒定律的具体体现。

（5）能量守恒定律适用于任何物理现象和物理过程。

（6）能量守恒定律的重要意义第一，能量守恒定律是支配整个自然界运动、发展、变化的普遍规律，学习这个定律，不能满足于一般性的理解其内容，更重要的是，从能量形式的多样化及其相互联系，互相转化的事实出发去认识物质世界的多样性及其普遍联系，并切实树立能量既不会凭空产生，也不会凭空消失的观点，作为以后学习和生产实践中处理一切实际问题的基本指导思想之一。

第二，宣告了第一类永动机的失败。

（三）热力学第二定律1、可逆与不可逆过程（1）热传导的方向性热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。

第31讲分子动理论内能[解密考纲]掌握分子动理论的基本内容；知道内能的概念；会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．1．关于物体的内能，以下说法正确的是(C)A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，A错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，B错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等．D 错误，C正确．2．(多选)雾霾天气造成城市里大面积低能见度的情况．在早上或夜间相对湿度较大的时候，形成的是雾；在白天气温上升、湿度下降的时候，逐渐转化成霾．这种现象既有气象原因，也有污染排放原因.2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个雾霾橙色预警．从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染．下列有关说法中正确的是( BD )A．雾霾天气时，空气中的微粒做布朗运动B．雾霾天气时，空气中的微粒做机械运动C．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能小D．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大解析：布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，雾霾中的微粒在空气流动下有规律地做机械运动，A项错误，B项正确；0 ℃的水放出热量凝结成0 ℃的冰，所以一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，C项错误，D项正确．3．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外(C)A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10 m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动，而不是液体分子或气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率时刻发生变化，所以B ，D 均错误．4．(2017·上海嘉定区模拟)铜摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ．1个铜原子所占的体积是(A)A ．M ρN AB ．ρM N AC ．ρN A MD ．M ρ 解析：铜的摩尔体积V mol ＝M ρ，则一个铜原子所占的体积为V 0＝V mol N A ＝M ρN A，A 正确． 5．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ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A ．已知1克拉＝0.2克．则(C)A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aN A MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10－3N A ρπ(单位为m) D ．每个钻石分子直径的表达式为 6M N A ρπ(单位为m) 解析：a 克拉钻石所含的分子数为0.2a MN A ，选项A 、B 错误；把分子看作球体模型，然后用国际单位，则M ×10－3ρ·N A ＝16πD 3，所以分子直径D ＝36M ×10－3N A ρπ，选项C 正确． 6．(多选)(2017·宁夏银川模拟)体积相同的玻璃瓶A 、B 分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水(如图所示)，下列说法正确的是( ACE )A ．由于温度是分子平均动能的标志，所以A 瓶中水分子的平均动能比B 瓶中水分子的平均动能大B ．由于温度越高，布朗运动愈显著，所以A 瓶中水分子的布朗运动比B 瓶中水分子的布朗运动更显著C ．若把A 、B 两只玻璃瓶并靠一起，则A 、B 瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递D ．由于A 、B 两瓶水的体积相等，所以A 、B 两瓶中水分子的平均距离相等E ．已知水的相对分子量是18，若B 瓶中水的质量为3 kg ，水的密度为1.0×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol －1，则B 瓶中水分子个数约为1.0×1026个解析：温度是分子平均动能的标志，A 的温度高，故A 的分子平均动能大，故A 正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B 错误；若把A 、B 两只玻璃瓶并靠在一起，则A 、B 瓶内水的内能都将发生改变，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确；分子平均距离与温度有关，相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，故D错误；已知B瓶中水的质量为m＝3 kg，水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，水的体积V＝mρ＝3×10－3m3，水的摩尔质量M＝18 g/mol，一个水分子的体积V0＝MρN A ＝18×10－31×1036.02×1023≈3×10－29m3，水分子的个数n＝VV0＝1×1026个，故E正确．7．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知( ACD )A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零解析：在F－r图象中，随r增大，斥力变化快，所以ab为引力图线，A对，B错；两图象相交点e为分子所受的引力和斥力大小相等，即分子受力平衡位置，分子力为0，分子势能最小，但不一定为0，故C、D对，E错．8．如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，下列四图大致正确的是( B ) 解析：根据牛顿第二定律可知，乙分子在C位置的分子力为零，分子的速率最大，A项错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B项正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C项错误；分子动能不可能为负值，故D项错误．9．物体由大量分子组成，下列说法正确的是( C )A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析：分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但某一分子的动能不一定大，选项A 错误；分子间引力总是随分子间距离的减小而增大，选项B错误；物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项C正确；由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的内能，选项D错误．10．(多选)如图所示，电路与一绝热密闭气缸相连，R为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定．闭合电键后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是( ADE )A．气体的内能增加B．气体分子平均动能不变C．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功D．气体的压强不变E．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少解析：活塞缓慢移动，根据活塞的平衡条件可知，气体的压强不变，D项正确；气体的压强不变，体积增大，气体的温度一定升高，气体的内能增加，气体分子平均动能增大，A 项正确，B项错误；气体的体积增大，气体一定对外做功，又内能增加，根据热力学第一定律可知，电热丝放出的热量大于气体对外所做的功，C项错误；气体温度升高，而压强不变，说明气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击次数减少，E项正确．11．(2014·上海徐汇区期末)下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是( C )A．气体容易被压缩B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C．两块纯净的铅块紧压后合在一起D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动解析：“气体容易被压缩”说明气体分子之间的距离大，“高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出”说明钢管分子之间有空隙，“两块纯净的铅块紧压后合在一起”说明分子间有相互作用力，“滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动”属于液体的扩散，说明分子在做无规则运动．12．(多选)(2015·河北衡水一调)下列说法正确的是( BDE )A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5活动越剧烈D．倡导低碳生活、减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈13．(多选)(2015·河南洛阳统考)下列说法正确的是( BCE )A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息的做无规则热运动B．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也增大E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小14．(多选)(2016·山西太原市模拟)根据分子动理论，下列说法正确的是( BDE ) A．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力B．在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素C．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大E．墨水中小炭粒在不停地做无规则运动，反映液体分子在做无规则运动。

第十一章热学第1节分子动理论内能[真题回放]1．(2013·课标全国卷Ⅰ)(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．(2013·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E p随分子间距离r变化关系的图线是( )【解析】当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小．当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大．当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故选项B正确．【答案】 B3．(2013·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Ⅰ(2)阿伏加德罗常数Ⅰ(3)气体分子运动速率的统计分布Ⅰ(4)温度是分子平均动能的标志、内能Ⅰ(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考点一分子直径、质量、数目等微观量的估算一、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V m，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3．相互关系(1)一个分子的质量：m0＝MN A＝ρV mN A.(2)一个分子的体积：V0＝V mN A＝MρN A.(注：对气体，V0为分子所占空间体积)(3)物体所含的分子数：n＝VV m·N A＝mρV m·N A或n＝mM·N A＝ρVM·N A.(4)单位质量中所含的分子数：n′＝N AM.二、求解分子直径时的两种模型1．把分子看做球形，d ＝36V 0π.2．把分子看做小立方体，d ＝3V 0.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】 (2014·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ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) 【解析】 a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为n ′＝nN A ＝0.2aN A M ，钻石的摩尔体积为V ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V N A ＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπ(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ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有( )A ．油酸分子的直径d ＝MρS B ．油酸分子的直径d ＝m ρS C ．油酸所含的分子数N ＝m M N A D ．油酸所含的分子数N ＝M mN A【解析】 设油酸分子的直径为d ，则有dS ＝m ρ得d ＝m ρS ；B 对．设油酸所含的分子数为N ，则有N ＝mMN A .C 对． 【答案】 BC考点二 布朗运动与分子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E p 与分子间距的关系图象随分子间距的变化情况r<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表现为斥力r增大，斥力做正功，分子势能减少r减小，斥力做负功，分子势能增加r>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r＝r0F引＝F斥，F＝0分子势能最小，但不为零r>10r0(10－9 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r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0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【解析】由E p­r图可知：在r>r0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r <r 0阶段，当r 减小时F 做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B 错误． 在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大，故选项C 正确． 在r ＝r 0时，分子势能最小，但不为零，故选项D 错误．在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E 正确． 【答案】 ACE 突破训练 3(多选)下列说法正确的是( )A ．分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 、b 间作用力为零时，a 的动能一定最大B ．用力压缩气球，气球会产生反抗压缩的弹力，说明分子间存在斥力C ．温度高的物体内能不一定大D ．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 【解析】 分子间同时存在引力和斥力的作用，当分子间距离较大时，分子间作用力表现为引力，故分子a 从远处趋近固定不动的分子b 时，分子间作用力做正功，分子的动能增大，当a 、b 间作用力为零时，a 的动能达到最大，A 正确；用力压缩气球，气球会产生反抗压缩的弹力是由气体压强造成，B 错误；物体的内能等于所有分子的动能和势能之和，温度高，所有分子的平均动能大，但物体的内能不一定大，C 正确；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，若单位体积分子的个数减少，则气体的压强有可能减小，D 错误．【答案】 AC考点四 实验：用油膜法估测分子的大小 1.实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V S计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．图11­1­32．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 3．实验步骤(1)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．(2)往边长为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜． (5)待油酸薄膜形状稳定后，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． (6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(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 ，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝V S，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验．4．实验时应注意的事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于11000.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差减小．(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直． (5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓．(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个． 5．可能引起误差的几种原因 (1)纯油酸体积的计算引起误差．(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面： ①油膜形状的画线误差；②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．【例4】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图11­1­4所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则图11­1­4(1)油酸薄膜的面积是________cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字) (3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m ．(取一位有效数字)【解析】 (1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S ＝115×1 cm 2＝115 cm 2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V ′＝175 mL ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V ＝6104V ′＝8×10－6mL.(3)油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－12115×10－4 m ＝7×10－10m. 【答案】 (1)115±3 (2)8×10－6(3)7×10－10【反思总结】解决油膜法估测分子大小问题的思路(1)理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直径． (2)明确溶质和溶剂的关系，正确求出纯油酸的体积V . (3)准确“数”出油膜的面积S . (4)利用d ＝V S求得分子直径．思想方法13 用统计规律法理解温度的概念对微观世界的理解离不开统计的观点．单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布．宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志．但要注意：统计规律的适用对象是大量的微观粒子，若对“单个分子”谈温度是毫无意义的．【例5】关于温度的概念，下列说法中正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则物体的分子平均动能越大B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C．某物体内能增大时，其温度一定升高D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大【解析】分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能．分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的．从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数都比较少，具有中等速率的分子数比较多．在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能．从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同．【答案】 A1．(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【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．【答案】 C2．(2012·广东高考)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的( )A．引力消失，斥力增大 B.斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．【答案】 D3. 如图11­1­5所示，用F表示两分子间的作用力，E p表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )图11­1­5A．F不断增大，E p不断减小B．F先增大后减小，E p则不断减小C．F不断增大，E p先增大后减小D．F、E p都是先增大后减小【解析】分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知F先增大后变小，E p则不断减小，B正确．【答案】 B4. (2014·河北石家庄质检)如图11­1­6所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是( )图11­1­6A．水分子做无规则热运动B．玻璃板受到大气压力作用C．水与玻璃间存在万有引力作用D．水与玻璃间存在分子引力作用【解析】在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确．【答案】 D5．(2014·云南昭通质检)(多选)下列说法中正确的是( ) A．温度高的物体比温度低的物体热量多B．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大D．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大【解析】热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A错误．物体的内能与物体的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B、C正确．相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D错误．由分子势能与分子间距的关系曲线图可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E正确．【答案】BCE6．已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为N A(mol－1)．下列判断错误的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN AρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) 【解析】 1 kg 铜所含的原子数N ＝1MN A ＝N A M，A 正确；同理1 m 3铜所含的原子数N ＝ρMN A ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A(kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝M ρN A(m 3)，D 正确． 【答案】 B7．(多选)下列说法正确的是( )A ．布朗运动虽然不是液体分子的运动，但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动B ．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数C ．在使两个分子间的距离由很远(r >10－9m)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(r >10－9m)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？ ①分子的平均动能和分子的总动能都相同． ②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)①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①说法正确；②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②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： ①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；②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； ③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：①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； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③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； ④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4.8×10－3mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.【解析】 (1)②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．③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 ＝V S ＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4m ＝1.2×10－9m. 【答案】 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－911．(2014·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45×50 cm 2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。

2023年高考真题（热学部分）一、单选题1．（北京卷）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。

与白天相比，夜间轮胎内的气体（）A．分子的平均动能更小B．单位体积内分子的个数更少C．所有分子的运动速率都更小D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大2．（海南卷）下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（）A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C．分子势能在r0处最小D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小3．（江苏卷）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。

该过程中（）A．气体分子的数密度增大B．气体分子的平均动能增大C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小4．（江苏卷）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。

利用注射器选取一段空气柱为研究对象。

下列改变空气柱体积的操作正确的是（）A．把柱塞快速地向下压B．把柱塞缓慢地向上拉C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞5．（重庆卷）密封于气缸中的理想气体，从状态a依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。

若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是（）A．B．C．D．二、多选题6．（全国乙卷）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是（）A ．等温增压后再等温膨胀B ．等压膨胀后再等温压缩C ．等容减压后再等压膨胀D．等容增压后再等压压缩E ．等容增压后再等温膨胀7．（全国甲卷）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是（）A ．气体的体积不变，温度升高B ．气体的体积减小，温度降低C ．气体的体积减小，温度升高D．气体的体积增大，温度不变E ．气体的体积增大，温度降低8．（新课标卷）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f 、g 、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。