2018年全国卷高考物理总复习《热学》专题突破

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考点十六 热学1.(2018·全国卷I ·T33(1))如图，一定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，下列说法正确的是 ( )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中气体从外界吸收了热量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B 、D 、E 。

过程①为等容变化，根据查理定律有ab abp p T T =，因为温度逐渐增加，则气体的压强逐渐增加，故选项A 错误；过程②气体体积增加，则气体对外界做正功，故选项B 正确；过程④中为体积不变，则气体对外界不做功，外界对气体也不做功，即W=0，理想气体的温度降低，则内能减少，即ΔU<0，根据热力学第一定律ΔU=W+Q 可知Q<0，则气体向外界放出了热量，故选项C 错误；状态c 、d 的温度相等，则分子平均动能相等，理想气体没有分子势能，则内能相等，故选项D 正确；连接Ob 、Od ，根据pV T =C 得T pV C=，Ob 斜率大于Od 斜率，则状态d 的压强比状态b 的压强小，故选项E 正确。

2.(2018·全国卷II ·T33(1))对于实际的气体，下列说法正确的是( )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B 、D 、E 。

实际气体的内能包括分子之间相互作用的势能和分子热运动的动能，与整体的重力势能和动能均无关。

改变气体内能的方式有做功和热传递。

【易错警示】本题易忽视题中所研究的为实际气体，从而错误地按理想气体模型处理，而导致漏选B 。

2018年高考物理3-3热学必背重点知识归纳2018年高考物理3-3热学必背重点知识归纳一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的。

分子体积很小，通常分子直径数量级为10^-10m，分子质量也很小，一般分子质量的数量级为10^-26kg。

微观量包括分子体积V、分子直径d、分子质量m，而宏观量包括物质体积V、摩尔体积V_A、物体质量m、摩尔质量M和物质密度ρ。

2、能在液体（或气体）中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10^-6m以下。

这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。

3、分子间存在相互作用的引力和斥力。

分子间引力和斥力一定同时存在，且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，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力。

分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r（约10^-10m）与10r。

二、温度和内能1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。

多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律。

2、分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。

温度是分子平均动能大小的标志。

温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）。

3、分子大小：分子大小通常用球体模型来描述，直径数量级为10^-10m。

可以用油膜法估测分子大小，即d=V_S/4V，其中V_S为单分子油膜的面积，V为滴到水中的纯油酸的体积。

体积有关。

对于气体，还与气体的压力有关。

4）内能的改变可以通过做功或热传递来实现。

根据热力学第一定律，内能的改变等于做功和热传递的总和。

5）布朗运动是固体微粒在液体中的无规则运动，受到液体分子的撞击而产生。

它不是固体微粒中分子的无规则运动，也不是液体分子的运动。

在温度较高时，XXX运动更加剧烈。

6）分子势能与分子间距离r有关。

当r增大时，分子间引力增强，分子势能减小；当r减小时，分子间斥力增强，分子势能也减小。

2018年全国卷高考物理总复习《热学》习题专训1．下列说法中正确是________。

A．物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B．橡胶无固定熔点，是非晶体C．饱和汽压与分子密度有关，与温度无关D．热机的效率总小于1E．对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大【答案】BDE2．下列说法中正确的是__________。

A．布朗运动并不是液体分子的运动，但它说明分子永不停息地做无规则运动B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点r时，分子间的距离越大，分子势能越小D．当两分子间距离大于平衡位置的间距【答案】ABC3．下列说法正确的是__________。

A．扫地时，在阳光照射下，看到尘埃飞舞，这是尘埃在做布朗运动B．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大C．自然界中自发进行的与热现象有关的宏观物理过程都具有方向性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E．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小【答案】BCE4．下列说法正确的是（）A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用C．橡胶无固定的熔点，是非晶体D．热机的效率可以100%E．气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现【答案】ABC5．近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。

PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。

矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。

下列关PM2.5的说法中正确的是________。

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，其颗粒的运动比其它颗粒更为剧烈【答案】ADE6．下列说法正确的是。

第72课时热力学定律(重点突破课)[基础点·自主落实][必备知识]1．热力学第一定律(1)内容：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。

(2)表达式：ΔU＝Q＋W。

(3)符号法则2．热力学第二定律(1)克劳修斯表述热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述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，或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。

[小题热身]1．(2016·全国丙卷)关于气体的内能，下列说法正确的是()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，内能一定增加解析：选CDE气体的内能由物质的量、温度和体积决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，A错误。

内能与物体的运动速度无关，B错误。

气体被压缩时，同时对外传热，根据热力学第一定律知内能可能不变，C正确。

一定量的某种理想气体的内能只与温度有关，D正确。

根据理想气体状态方程，一定量的某种理想气体在压强不变的情况下，体积变大，则温度一定升高，内能一定增加，E正确。

2．(2016·江苏高考)如图所示，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。

解析：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：8 J[提能点·师生互动]1.而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。

此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳。

2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3)若过程的始、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。

专题八热学 (附参照答案 )一、选择题1.一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给 4只同样的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），而后将这4只气球以同样的方式放在水平搁置的木板上，在气球的上方搁置一轻质塑料板，以下图。

（1）对于气球内气体的压强，以下说法正确的选项是A.大于大气压强B.是因为气体重力而产生的C.是因为气体分子之间的斥力而产生的D.是因为大批气体分子的碰撞而产生的（2）在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间地点的过程中，球内气体温度可视为不变。

以下说法正确的选项是A.球内气体体积变大B.球内气体体积变小C.球内气体内能变大D.球内气体内能不变(3)为了估量气球内气体的压强，这位同学在气球的表面面涂上颜料，在轻质塑料板面随和球一侧表面贴上间距为 2.0 cm的方格纸。

表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”以下图若表演时大气压强为 1.013 1025Pa，取g=10 m/s，则气球内气体的压强为Pa。

（取 4 位有效数字）气球在没有贴方格纸的基层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积蓄在什么关系？5面积同样答案：（ 1） AD ； (2)BD ；（ 3） 1.053*10 Pa2.对于热力学定律，以下说法正确的选项是（A. 在必定条件下物体的温度能够降到0 K）B.物体从单一热源汲取的热量可所有用于做功C.汲取了热量的物体，其内能必定增添D.压缩气体总能负气体的温度高升答案： B3.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）（A ．内能增大，放出热量B．内能减小，汲取热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功）答案： D4. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中, 实验简要步骤以下:( )A. 将画有油膜轮廓的玻璃板放在座标纸上, 数出轮廓内的方格数( 不足半个的舍去个的算一个 ), 再依据方格的边长求出油膜的面积SB. 将一滴酒精油酸溶液滴在水面, 待油酸薄膜的形状稳固后, 将玻璃板放在浅盘上将薄膜的形状描绘在玻璃板上, 多于半, 用彩笔D.取必定体积的油酸和确立体积的酒精混淆均匀配制成必定浓度的酒精油酸溶液E.依据酒精油酸溶液的浓度 , 算出一滴溶液中纯油酸的体积VF. 用注射器或滴管将预先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒, 记下量筒内增添一定体积时的滴数G.由 V/ S 得油酸分子的直径 d上述实验步骤的合理次序是.答案：DFECBAG5. (1) 空气压缩机在一次压缩过程中, 活塞对气缸中的气体做功为 2.0 × 105 J, 同时气体的内能增添了 1.5 × 105 J. 试问 : 此压缩过程中, 气体( 填“汲取”或“放出”) 的热量等于J(2) 若必定质量的理想气体分别按以下图所示的三种不一样过程变化, 此中表示等压变化的是( 填“ A”“ B”或“ C”), 该过程中气体的内能( 填“增添”“减少”或“不变”).(3) 假想将 1 g 水均匀散布在地球表面上2( 已知 1 mol . 估量 1 cm 的表面上有多少个水分子？水的质量为18 g, 地球的表面积约为5× 1014 m2, 结果保存一位有效数字 )答案： (1) 放出 5 ×104 (2)C 增添 (3)7 × 1036.以下说法正确的选项是( )A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反应B.没有摩擦的理想热机能够把汲取的能量所有转变为机械能C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数D.内能不一样的物体 , 它们分子热运动的均匀动能可能同样答案： D7.若是全球60 亿人同时数 1 g 水的分子个数 , 每人每小时能够数 5 000 个 , 不中断地数 ,则达成任务所需时间最靠近( 阿伏加德罗常数N A取 6×1023 mol -1 )( )A.10 年B.1千年C.10 万年D.1千万年答案：C8.以下图 , 两头张口的弯管 , 左管插入水银槽中 , 右管有一段高为 h 的水银柱 ,中间封有一段空气. 则( )A. 弯管左管内外水银面的高度差为hB. 若把弯管向上挪动少量, 则管内气体体积增大C. 若把弯管向下挪动少量, 右管内的水银柱沿管壁上涨D. 若环境温度高升, 右管内的水银柱沿管壁上涨答案：ACD9. 已知地球半径约为 6.4 × 106 m,空气的摩尔质量约为29× 10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0 ×105 Pa. 利用以上数据可估量出地球表面大气在标准情况下的体积为( )A.4 16 3B.418 3C.420 3D.422 3×10 m × 10 m × 10 m × 10 m 答案：B10. 对必定量的气体, 以下说法正确的选项是( )A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体分子的热运动越强烈 , 气体温度就越高C.气体对器壁的压强是由大批气体分子对器壁不停碰撞而产生的D.当气体膨胀时 , 气体分子之间的势能减小 , 因此气体的内能减少答案：BC11.已知理想气体的内能与温度成正比, 以下图的实线为汽缸内必定质量的理想气体由状态1 到状态2 的变化曲线则在整个过程中气缸内气体的内能( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.单一变化D.保持不变答案：B12. 以下说法正确的选项是A. 物体汲取热量 , 其温度必定高升( )B.热量只好从高温物体向低温物体传达C.恪守热力学第必定律的过程必定能实现D.做功和热传达是改变物体内能的两种方式答案： D13.地面邻近有一正在上涨的空气团, 它与外界的热互换忽视不计 , 已知大气压强随高度增添而降低 , 则该气团在此上涨过程中A. 体积减小 , 温度降低 C. 体积增大 , 温度降低( 不计气团内分子间的势能)B.体积减小D.体积增大( ), 温度不变, 温度不变答案： C14.(1) 以下图, 把一块干净的玻璃板吊在橡皮筋的下端, 使玻璃板水平川接触水面. 假如你想使玻璃板走开水面, 一定用比玻璃板重力的拉力向上拉橡皮筋 . 原由是水分子和玻璃的分子间存在作用.(2)往一杯清水中滴入一滴红墨水, 一段时间后 , 整杯水都变为了红色 .这一现象在物理学中称为现象 , 是因为分子的而产生的,这一过程是沿着分子热运动的无序性的方向进行的 .答案：(1)大分子引力(2)扩散无规则运动(热运动)增添15.以下图 , 喷雾器内有 10 L 水 , 上部封闭有 1 atm 的空气 2 L. 封闭喷雾阀门 , 用打气筒向喷雾器内再充入 1 atm 的空气 3 L( 设外界环境温度必定, 空气可看作理想气体).(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时, 求气体压强 , 并从微观上解说气体压强变化的原因 .(2)翻开喷雾阀门 , 喷雾过程中封闭气体能够当作等温膨胀 , 此过程气体是吸热仍是放热？简要说明原由 .,答案： (1)2.5atm温度不变,分子均匀动能不变, 单位体积内分子数增添因此压强增添(2)吸热气体对外做功而内能不变 , 依据热力学第必定律可知气体吸热16.（ I）以下说法正确的选项是（A ）气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和；（B ）气体的温度变化时，其分子均匀动能和分子间势能也随之改变；（C）功能够所有转变为热，但热量不可以所有转变为功；（D ）热量能够自觉地从高温物体传达到低温物体，但不可以自觉地从低温物体传达到高温物体；（E）必定量的气体，在体积不变时，分子每秒均匀碰撞次数跟着温度降低而减小；（F）必定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积均匀碰撞次数跟着温度降低而增添。

专题七选考部分第16讲热学一、必须理清的三个知识联系二、必须掌握的三个要点 1．估算问题(1)油膜法估算分子直径：d ＝VSV 为纯油体积，S 为单分子油膜面积 (2)分子总数：N ＝nN A ＝m M m ·N A ＝VV m N A注意：对气体而言，N ≠VV 个．(3)两种模型：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．反映分子运动规律的两个实例 (1)布朗运动：①研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒． ②运动特点：无规则、永不停息． ③相关因素：颗粒大小、温度． (2)扩散现象①产生原因：分子永不停息的无规则运动． ②相关因素：温度． 3．对热力学定律的理解(1)改变物体内能的方式有两种，只叙述一种改变方式是无法确定内能变化的．(2)热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 中W 和Q 的符号可以这样确定：只要此项改变对内能增加有正贡献的即为正． (3)对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的．高频考点1 分子动理论1－1.易错辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)(1)布朗运动是液体分子的无规则运动()(2)布朗运动并不是液体分子的运动，但它说明分子永不停息地做无规则运动()(3)液体温度越高，布朗运动会越激烈()(4)布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的无规则性()(5)悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显()(6)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()(7)布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的()(8)在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动()(9)布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动()(10)显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性()(11)悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒，气温越高，运动越剧烈()(12)扩散运动就是布朗运动()(13)扩散现象与布朗运动都与温度有关()(14)扩散现象不仅能发生在气体和液体中，固体中也可以()(15)“酒香不怕巷子深”与分子热运动有关()(16)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()(17)用阿伏加德罗常数和某种气体的密度，就可以求出该种气体的分子质量()(18)已知某气体的摩尔体积V，再知道阿伏加德罗常数N A，就可以求出一个气体分子的体积()(19)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√(11)√(12)×(13)√(14)√(15)√(16)√(17)×(18)×(19)×高频考点2分子力、分子势能和内能2－1.易错辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)(1)水不容易被压缩说明分子间存在分子力()(2)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力()(3)分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小()(4)将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间的分子力先增大后减小最后再增大()(5)当分子间距离增大时，分子间的引力减少，斥力增大()(6)若两分子间距离减小，分子间斥力增大，引力减小，合力为斥力()(7)当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小()(8)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力增大，斥力减小()(9)分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大()(10)分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小()(11)随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小()(12)分子间的距离为r0时，分子间作用力的合力为零，分子势能最小()(13)达到热平衡的两个物体具有相同的热量()(14)物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大()(15)温度升高时物体内的每个分子的运动速率一定增大()(16)物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能()(17)物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和()(18)温度升高，物体内每个分子的动能一定增大()(19)相同质量0 ℃的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大()答案：(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√(11)×(12)√(13)×(14)√(15)×(16)×(17)√(18)×(19)√高频考点3固体、液体3－1.易错辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)(1)同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现()(2)大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体()(3)单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的()(4)单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点()(5)晶体在各个方向上的导热性能相同，体现为各向同性()(6)单晶体的物理性质具有各向异性()(7)太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果()(8)漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面的观察是圆形的，是油滴液体呈各向同性的缘故()(9)液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引()(10)由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势()(11)液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部()(12)液体表面的分子距离大于分子间的平衡距离，使得液面有表面张力()(13)叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用()(14)肥皂水的水面能托住小的硬币主要与液体的表面张力有关()(15)雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力()(16)液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征()(17)液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点()(18)当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大()(19)空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√(10)×(11)×(12)√(13)√(14)√(15)√(16)√(17)√(18)×(19)×高频考点4气体分子的运动特点4－1.易错辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)(1)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)单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大()(3)气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的()(4)若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多()(5)一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少()(6)从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关()(7)气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关()(8)单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小()答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)√(8)×4－2.(2017·全国Ⅰ卷)氧气分子在0 ℃和100 ℃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．下列说法正确的是________．A．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情形C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0°，实线是100°对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确．答案：ABC高频考点5热力学定律的理解与应用5－1.易错辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)(1)外界对系统做功，其内能一定增加()(2)系统从外界吸收热量，其内能一定增加()(3)一定质量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变()(4)一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能增大()(5)在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降()(6)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程外界对其做功，瓶内空气内能增加()(7)热量能够自发地从高温物体传导到低温物体，但不能自发地从低温物体传导到高温物体()(8)利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的()(9)自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的()(10)功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程()(11)空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性()(12)不断改进工艺，热机的效率可能达到100%()(13)热量不可以自发地从低温物体传递到高温物体，是因为违背了热力学第一定律()(14)“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律()(15)“第二类永动机”不可能制成是因为它违反了能量守恒定律()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√(8)√(9)√(10)×(11)×(12)×(13)×(14)√(15)×5－2.(2017·全国高考Ⅲ卷)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是________．A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量解析：在过程ab中，体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，压强增大，温度升高，内能增加，故A正确、C错误；在过程ca中，气体的体积缩小，外界对气体做功，故B正确；在过程bc中，温度不变，内能不变，体积增加，气体对外界做功．由热力学第一定律可知，气体要从外界吸收热量，故D正确．在过程ca中，压强不变，体积变小，温度降低，故内能变小，而外界对气体做功，气体要向外界放出热量，故E错误．答案：ABD5－3.(2017·全国Ⅱ卷)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________．A．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C．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中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变解析：气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为气缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因气缸绝热，则气体内能增大，选项BD正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误；故选ABD．答案：ABD高频考点6气体的性质应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系．(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律．(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律．类型一“气缸”类(2017·全国Ⅰ卷)如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，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K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27 ℃，汽缸导热．(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(2)接着打开K3，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)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 2③ p 1＝2p 0④(2)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 2⑤由⑤式得 p 2＝3V V 2p 0⑥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 2′T 1＝p 3T 2⑦将有关数据代入⑦式得 p 3＝1.6p 0⑧【答案】 (1)V22p 0 (2)顶部 (3)1.6 p 06－1.(2017·西安市长安区高三联考)如图所示，内壁光滑长度为4L 、横截面积为S 的汽缸A 、B ，A 水平、B 竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p 0的环境中，活塞C 、D 的质量及厚度均忽略不计．原长3L 、劲度系数k ＝3p 0S L 的轻弹簧，一端连接活塞C 、另一端固定在位于汽缸A 缸口的O 点．开始活塞D 距汽缸B 的底部为3L .后在D 上放一质量为m ＝p 0Sg的物体．求：①稳定后活塞D 下降的距离；②改变汽缸内气体的温度使活塞D 再回到初位置，则气体的温度应变为多少？解析：(1)开始时被封闭气体的压强为P 1＝P 0，活塞C 距气缸A 的底部为L ，被封气体的体积为4LS ，重物放在活塞D 上稳定后，被封气体的压强为：P 2＝P 0＋mgS＝2P 0；活塞C 将弹簧向左压缩了距离l 1，则活塞C 受力平衡；有：kl 1＝(P 2－P 0)S根据玻意耳定律，得：P 0·4LS ＝P 2·xS 解得：x ＝2L ，l 1＝L 3活塞D 下降的距离为：Δl ＝4L －x ＋l 1＝73L(2)升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C 的位置不动，最终被封气体的体积为(4L ＋l 1)·S ，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得P 04LS27＋273＝P 2⎝⎛⎭⎫4L ＋L3S t 2＋273解得：t 2＝377℃ 答案：(1)7L3(2)377℃6－2． (2017·第一次全国大联考卷Ⅰ)如图所示，一圆柱形气缸竖直放置，气缸正中间有挡板，位于气缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m ，横截面积为S .开始时，活塞与气缸底部相距L ，测得气体的温度为T 0.现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P ，对气体缓慢升温，让气体的温度缓慢回升到T 0，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p 0，重力加速度为g ，不计活塞与气缸间摩擦．(1)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P 的质量的最小值． (2)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出热量为多少？ 解析：(1)缓慢降温过程是一个等压过程 初态：温度T 0，体积V 0＝LS ，末态： 温度T 1，体积V 1＝SL 2由盖·吕萨克定律有V 0T 0＝V 1T 1，解得T 1＝T 02升温过程中，活塞不动，是一个等容过程初态：温度T 1＝T 02，压强p 1＝p 0＋mgS ，末态：温度T 2＝T 0，压强p 2＝p 0＋(m ＋M )g S由查理定律有p 1T 1＝p 2T 2，解得M ＝m ＋p 0Sg(2)整个过程，理想气体的温度不变，内能不变降温过程体积变小，外界对气体做的功为W ＝⎝⎛⎭⎫p 0＋mg S SL 2＝p 0SL ＋mgL2 升温过程，体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功由热力学第一定律，整个过程中，气体放出热量Q ＝W ＝p 0SL ＋mgL2答案：(1)T 02 m ＋p 0Sg (2)气体向外放热p 0SL ＋mgL 2类型二 “液柱”类(2017·全国卷Ⅲ)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M 的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K 1和K 2.K 1长为l ，顶端封闭，K 2上端与待测气体连通；M 下端经橡皮软管与充有水银的容器R 连通．开始测量时，M 与K 2相通；逐渐提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高，此时水银已进入K 1，且K 1中水银面比顶端低h ，如图(b)所示．设测量过程中温度、与K 2相通的待测气体的压强均保持不变．已知K 1和K 2的内径均为d ，M 的容积为V 0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g .求：(1)待测气体的压强；(2)该仪器能够测量的最大压强．【解析】 (1)设待测气体的压强P x .以K 1中的气体为研究对象 则初状态：压强为P 1＝P x 体积V 1＝⎝⎛⎭⎫V 0＋πd 2l 4 末状态：压强为P 2＝P x ＋ρgh 体积V 2＝πd 2h4由玻意耳定律P 1V 1＝P 2V 2． 得：P x ＝πρgd 2h 24V 0＋πd 2(l －h )(2)当K 2压强最大时，K 1刚进入水银时，K 2中的液面与K 1顶端等高，两液面差为l ， 设待测气体的压强P M .以K 1中的气体为研究对象 则初状态：压强为P 1＝P M 体积V 1＝⎝⎛⎭⎫V 0＋πd 2l 4 末状态：压强为P 3＝P M ＋ρgl 体积V 3＝πd 2l4由玻意耳定律P 1V 1＝P 3V 3． 得：P M ＝πρgd 2l 24V 0【答案】 (1)P x ＝πρgd 2h 24V 0＋πd 2(l －h )(2)P M ＝πρgd 2l24V 06－3． (2017·宜宾市高三二诊)如图所示为一竖直放置、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T 1＝300 K ．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 ． 解析：①气体做等压变化，设细管横截面积为S ，l 2＝l －h ＝30 cm 由盖吕萨克定律，得l 1S T 1＝l 2ST 2T 2＝l 2l 1T 1＝450 K②P 1＝P 0＋P h ＝80 cmHg Sh ＝2Sh ′，得h ′＝2 cm P 3＝P 0＋P h ′＝78 cmHg l 3＝34 cm由理想气体状态方程，得： P 1l 1S T 1＝P 3l 3ST 3T 3＝P 3l 3P 1l 1T 1＝497.25 K答案：①450 K ②497.25 K6－4.(2017·泰安市高三质量检测)如图所示，粗细均匀的U 形管左端封闭右端开口，一段空气柱将水银分为A 、B 两部分，水银柱A 的长度h 1＝25 cm ，位于封闭端的顶部，B 部分位于U 型管的底部．右管内有一轻活塞，活塞与管壁之间的摩擦不计．活塞自由静止时底面与左侧空气柱的下端齐平，此时空气柱的长度L 0＝12.5 cm ，B 部分水银两液面的高度差h 2＝45 cm ，外界大气压强p 0＝75 cmHg.保持温度不变，将活塞缓慢上提，当A 部分的水银柱恰好对U 形管的顶部没有压力时，活塞移动了多少距离？解析：活塞自由静止时，右管内气体的压强p 1，左管内气体的压强p 2分别为： p 1＝p 0，p 2＝p 1－h 2① 活塞上提后再平衡时，左管内气体的压强：p 3＝h 1②设B 部分水银柱两端液面的高度差为h 3，则右管中被封气体的压强为： p 4＝p 3＋h 3③设左管中的气体长度为L ，右管中被封气体的长度为l ，管的横截面积为S ，根据玻意耳定律： 对右管中的被封气体：p 1h 2S ＝p 0lS ④ 对左管中的气体：p 2L 0S ＝p 3LS ⑤ 根据几何关系知：h 3＝h 2－2(L －L 0)⑥ 设活塞上移的距离x ，则：x ＝(l －h 2)＋(L －L 0) ⑦ 代入数据解得：x ＝9.4 cm⑧答案：x ＝9.4 cm类型三 气体实验定律其他应用类(2017·全国Ⅱ卷)一热气球体积为V ，内部充有温度为T a 的热空气，气球外冷空气的温度为T b .已知空气在1个大气压、温度为T 0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g ．(1)求该热气球所受浮力的大小； (2)求该热气球内空气所受的重力；(3)设充气前热气球的质量为m 0，求充气后它还能托起的最大质量．【解析】 (1)设1个大气压下质量为m 的空气在温度T 0时的体积为V 0，密度为ρ0＝mV 0①温度为T 时的体积为V T ，密度为：ρ(T )＝mV T② 由盖吕萨克定律可得：V 0T 0＝V TT③ 联立①②③解得：ρ(T )＝ρ0T 0T④ 气球所受的浮力为：f ＝ρ(T b )gV ⑤ 联立④⑤解得：f ＝ρ0gVT 0T b⑥ (2)气球内热空气所受的重力G ＝ρ(T a )Vg⑦联立④⑦解得G ＝Vgρ0T 0T a⑧ (3)设该气球还能托起的最大质量为m ，由力的平衡条件可知：mg ＝f －G －m 0g ⑨联立⑥⑧⑨可得：m ＝ρ0VT 0T b －ρ0VT 0T a－m 0【答案】 (1)ρ0gVT 0T b (2)ρ0gVT 0T a (3)ρ0VT 0T b －ρ0VT 0T a－m 06－5.(2016·全国新课标Ⅰ卷)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp 与气泡半径r 之间的关系为Δp ＝r，其中σ＝0.070 N/m.现让水下10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升．已知大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，重力加速度大小g ＝10 m/s 2．(1)求在水下10 m 处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值． 解析：(1)当气泡在水下h ＝10 m 处时，设其半径为r 1，气泡内外压强差为Δp 1，则Δp 1＝r 1①代入题给数据得Δp 1＝28 Pa②(2)设气泡在水下10 m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1；气泡到达水面附近时，气泡内空气压强为p 2，内外压强差为Δp 2，其体积为V 2，半径为r 2．气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有 p 1V 1＝p 2V 2 ③ p 1＝p 0＋ρgh ＋Δp 1 ④ p 2＝p 0＋Δp 2⑤ 气泡体积V 1和V 2分别为V 1＝43πr 31⑥ V 2＝43πr 32⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得⎝⎛⎭⎫r 1r 23＝p 0＋Δp 2ρgh ＋p 0＋Δp 1⑧由②式知，Δp i ≪p 0，i ＝1,2，故可略去⑧式中的Δp i 项．代入题给数据得r 2r 1＝32≈1.3⑨答案：(1)28 Pa (2)1.3。