【配套K12】高考物理二轮复习专题检测二十九热学选修3_3

高考物理二轮复习：12 热学（选修3—3）姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、多选题 (共9题；共27分)1. （3分）(2019·定远模拟) 下列说法正确的是（）A . 物体从外界吸收热量的同时，物体的内能可能在减小B . 分子间的引力和斥力，当r<r0时（为引力与斥力大小相等时分子间距离），都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化快C . 水黾（一种小型水生昆虫）能够停留在水面上而不陷入水中是由于液体表面张力的缘故D . 第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能E . 气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而使气体的压强一定增大2. （3分）下列关于热学现象的说法，正确的是（）A . 在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈B . 为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象C . 将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力D . 密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面E . 同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小3. （3分）(2017·淮北模拟) 下列说法正确的是（）A . 不可能让热量由低温物体传递给高温物体而不引起其它任何变化B . 从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的C . 对于一定量的气体，当其温度降低时速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加D . 熵值越大，表明系统内分子运动越无序E . 热量是热传递过程中，内能大的物体向内能小的物体转移内能多少的量度4. （3分）(2017·山西模拟) 下列说法中错误的是（）A . 在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出，是因为白天气温升高，大气压强变大B . 一定质量的理想气体，先等温膨胀，再等压压缩，其体积必低于起始体积C . 布朗运动就是液体分子的运动这种说法是错误的D . 晶体在熔化过程中所吸收的热量，将主要用于既增加分子的动能，也增加分子的势能E . 在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降5. （3分） (2017高三上·焦作开学考) 下列说法中正确的是（）A . 压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现B . 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，所以液体表面存在张力C . 在绝热过程中，外界对理想气体做功，气体的内能一定增加D . 水的饱和气压随温度的升高而增大6. （3分） (2017高二下·济南期中) 以下说法中正确的是（）A . 系统在吸收热量时内能一定增加B . 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C . 封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍D . 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7. （3分）下列说法中，正确的是（）A . 第一类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律B . 第二类永动机不可能制成，因为它违反了能量守恒定律C . 热力学第二定律的两种表述是等效的D . 热力学第二定律揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性8. （3分） (2018高三上·惠州月考) 下列说法正确的是（）A . 气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果B . 足球充足气后很难压缩,是因为足球内气体分子间斥力作用的结果C . 一定质量的理想气体等压膨胀过程中气体一定从外界吸收热量D . 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的E . 饱和汽压与分子密度有关,与温度无关9. （3分） (2017高二上·定州期中) 如图在水平放置的刚性气缸内用活塞封闭两部分气体A和B，质量一定的两活塞用杆连接．气缸内两活塞之间保持真空，活塞与气缸之间无摩擦，左侧活塞面积较大，A、B的初始温度相同．略抬高气缸左端使之倾斜，再使A、B升高相同温度，气体最终达到稳定状态．若始末状态A、B的压强变化量△pA ，△pB均大于零，对活塞压力变化量△FA ，△FB ，则（）A . A体积增大B . A体积减小C . △FA＞△FBD . △pA＜△pB二、填空题 (共1题；共3分)10. （3分）一定量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p－T图象如图所示。

选修3-3课时练1．(1)下列说法正确的是___________。

A．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B．用“油膜法”估测分子大小的实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．摩尔质量为M(kg/mol)、密度为ρ (kg/m3)的1 m3的铜所含原子数为ρN AM(阿伏加德罗常数为N A)E．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)如图(a)所示，一竖直放置的柱形容器上端开口，横截面积为2S的活塞下方密封有一定质量的气体和足够深的水，水面上漂浮着一只开口向下、横截面积为S 的烧杯(杯的厚度不计)，杯内也密封着一部分气体。

当活塞与容器中杯外水面距离为H时，杯底部距离杯外水面的高度为h，杯内水面距离杯底部的高度为2h，杯内气体的压强与2h高的水柱产生的压强相等。

现将活塞向下移动，使得杯底部恰好与杯外水面相平，且杯内、外水面高度差不变，即杯内水面距离杯底部的高度变为h，如图(b)所示。

求活塞向下移动的距离x(已知外界温度不变，容器、烧杯、活塞导热良好，气体均可视为理想气体)。

2．(1)下列说法正确的是_________。

A．空气中PM2.5颗粒的无规则运动不属于分子热运动B．某物体温度升高，组成该物体的分子的平均动能一定增大C．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．空气相对湿度越大，则空气中水蒸气压强越接近饱和汽压E．分子间距减小时分子间引力增大、斥力减小，所以分子力表现为斥力(2)如图所示，粗细均匀的两端封闭的“L”形玻璃管竖直放置，玻璃管的总长度为96 cm，竖直段长20 cm。

水平段中间有一段长为h＝16 cm的水银柱，当A、B 两部分气体的温度均为－13 ℃时，B部分气体长度为40 cm，两部分气体的压强均为p0＝30 cmHg，现将玻璃管绕玻璃管最右端在该平面内逆时针缓慢旋转90°。

提能增分练有关气体性质的四类问题[A级——夺高分]1.(多选)(2017·广西桂林模拟)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示，下列判断正确的是()A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：选ADE过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减小，E正确；而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，B错误；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，C错误；根据上述三过程可知：在a、b、c三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，其分子的平均动能最小，D正确。

2．(多选)(2014·广东高考)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。

充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体()A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小解析：选AC挤压充气袋，气体的体积减小，充气袋中气体的压强增大，外界对气体做正功，气体对外界做负功，由于袋内气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，A、C项正确，B、D项错误。

3．(2015·福建高考)如图，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 acB ．T b >T c ，Q ab <Q acC ．T b ＝T c ，Q ab >Q acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac解析：选C 由理想气体状态方程可知p a V a T a ＝p c V c T c ＝p b V b T b ，即2p 0·V 0T c ＝p 0·2V 0T b，得T c ＝T b ，则气体在b 、c 状态内能相等，因a 到b 和a 到c 的ΔU 相同；而a 到c 过程中气体体积不变，W ＝0，a 到b 过程中气体膨胀对外做功，W <0，根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W ，可知a 到b 的吸热Q ab 大于a 到c 的吸热Q ac ，即Q ab >Q ac 。

专题九 选修3-3 热学一、主干知法必记1.分子动理论与统计观点 (1)物体是由大量分子组成的 ①分子模型:a.球体,直径d=√6V 0π3;b.立方体,边长d=√V 03。

②一般分子大小的数量级为10-10m,分子质量的数量级为10-26kg,1 mol 任何物质含有的分子数为6.02×1023个。

(2)分子永不停息地做无规则运动扩散现象和布朗运动是分子无规则运动的证明。

温度越高,扩散越快;颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈。

(3)分子间存在着相互作用力①分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力。

②引力和斥力都随着距离的增大而减小,但斥力比引力变化得快。

2.气体分子运动速率的统计分布:“中间多,两头少”。

3.温度 内能(1)温度:分子平均动能的标志。

(2)内能:物体所有分子动能和分子势能的总和。

物体的内能与温度、体积及物质的量有关。

4.晶体和非晶体(1)晶体分为单晶体和多晶体。

晶体有确定的熔点。

晶体内原子排列是有规则的。

单晶体物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性。

(2)非晶体无确定的熔点,外形不规则,原子排列不规则。

5.液体(1)表面张力:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

(2)液晶:具有液体的流动性,具有单晶体的各向异性。

光学性质随所加电压的改变而改变。

6.气体实验定律 (1)气体实验定律①玻意耳定律(等温变化):pV=C 或p 1V 1=p 2V 2。

②查理定律(等容变化):V V =C 或V 1V 1=V2V 2。

③盖—吕萨克定律(等压变化):V V =C 或V 1V 1=V2V 2。

(2)理想气体状态方程:VVV=C 或V 1V 1V 1=V 2V 2V 2。

7.饱和汽、未饱和汽和饱和汽压 (1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。

(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽。

(3)饱和汽压:饱和汽所具有的压强。

特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。

提能增分练有关气体性质的四类问题[A级——夺高分]1.(多选)(2018·广西桂林模拟)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p­T图像如图所示，下列判断正确的是( )A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同解析：选ADE 过程ab，理想气体等容变化，温度升高，理想气体的内能增大，气体一定吸热，A正确；过程bc，理想气体等温变化，压强减小，容器壁单位面积单位时间内受到分子撞击的次数减小，E正确；而体积变大，气体对外做功，气体一定吸热，B错误；过程ca，理想气体的压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体对外放出的热量大于外界对气体做的功，C错误；根据上述三过程可知：在a、b、c 三个状态中，状态a的温度最低，根据温度是分子平均动能的标志，其分子的平均动能最小，D正确。

2．(多选)(2018·广东高考)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。

充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小解析：选AC 挤压充气袋，气体的体积减小，充气袋中气体的压强增大，外界对气体做正功，气体对外界做负功，由于袋内气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能增大，A、C项正确，B、D项错误。

3．(2018·福建高考)如图，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 acD ．T b ＝T c ，Q ab <Q ac解析：选C 由理想气体状态方程可知p a V a T a ＝p c V c T c ＝p b V b T b ，即2p 0·V 0T c ＝p 0·2V 0T b，得T c ＝T b ，则气体在b 、c 状态内能相等，因a 到b 和a 到c 的ΔU 相同；而a 到c 过程中气体体积不变，W ＝0，a 到b 过程中气体膨胀对外做功，W<0，根据热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W ，可知a 到b 的吸热Q ab 大于a 到c 的吸热Q ac ，即Q ab >Q ac 。

物理二轮选修3－3 热学专题卷（全国通用）1．下列说法正确的是( )A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动B．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100 ℃的水变成100 ℃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E．分子力只要增大，分子间的分子势能就要增大解析：布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，而不是分子的运动，故A对．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的速率都增大，故B错．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，虽然温度没有升高，但此过程必须吸热，而吸收的热量使分子之间的距离增大，分子势能增加，故C对．温度是分子热运动的平均动能的标志，故D对．由E p­r和F­r图象比较可知，分子力增大，分子间的分子势能不一定增大，E错．答案：ACD2．(2017·高考全国卷Ⅱ)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：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，A项正确，C项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做正功，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，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，B项正确，E项错误．答案：ABD3．下列说法中正确的是( )A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝VV0解析：若外界对气体做的功大于气体放出的热量，气体温度升高，其分子的平均动能增大，故A是正确的；布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，故B是正确的；当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大，故C是正确的；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D错误；某固体或液体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝VV0，但对于气体此式不成立，故E错误．答案：ABC4．下列说法中正确的是( )A．石墨和金刚石是晶体，玻璃和木炭是非晶体B．同种元素形成的晶体只能有一种排列规律C．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的D．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点E．晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的解析：根据晶体和非晶体的特性和分类知A项正确；同种元素原子可以按不同结构排列，即具有不同的空间点阵，物理性质则不同，如石墨和金刚石，B项错误；晶体的分子(或原子、离子)排列规则，构成空间点阵，非晶体的分子(或原子、离子)排列不规则，C项正确；由于物质内部原子排列的明显差异，导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差别，晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，D项正确；单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故E项错误．答案：ACD5．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是( )A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性C．在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布解析：非晶体与多晶体没有规则的几何形状，选项A正确；液晶既有晶体的特性(各向异性)又有液体的流动性，选项B错误；在完全失重时，由于表面张力作用，水滴呈球形，选项C正确；空气湿度越大，空气中的水蒸气越接近饱和状态，选项D正确；分子速率分布规律是“中间多，两头少”，选项E错误．答案：ACD6．下列图象的描述和判断正确的是( )A．图1中，一定质量的某种气体，若不计分子势能，气体在状态①时具有的内能较大B．图2中，若甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，则交点E的横坐标B点代表乙分子到达该点时分子力为零，分子势能最小C．图3中，在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压，且水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大D．图4中，由A经B到C的过程，气体对外做的功小于由A经D到C的过程气体对外做的功E．图5中，通过观察蜂蜡在玻璃片和云母片上熔化区域形状的不同，可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的解析：温度高时速率大的分子数占总分子数的比例较大，由题图1可知，气体在状态②时的温度较高，内能较大，选项A错误；由题图2可知，虚线a随分子间距离的变化较快，则虚线a为分子间斥力的变化曲线，虚线b为分子间引力的变化曲线，交点E的横坐标代表引力和斥力大小相等时分子间的距离，故甲分子在坐标原点，乙分子在B处时分子间的分子力为零，分子势能最小，选项B正确；在实际问题中，水面上方含有水分子，空气中还有其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分汽压，且水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大，选项C错误；对题图4，由A经B到C的过程，气体对外做功为W1＝p A·ΔV，由A经D到C的过程，气体对外做功为W2＝p C·ΔV，由于p C>p A，故W2>W1，选项D正确；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，在晶体中只有单晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性，因此根据题图5中蜂蜡熔化区域形状的不同，可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的，选项E正确．答案：BDE7．如图所示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p­V图象，且AB∥V轴，BC∥p轴，已知气体在状态C时的热力学温度为300 K，在状态C时的内能比在状态A时的内能多1 200 J.(1)求气体在状态A、B时的热力学温度．(2)请通过计算判断气体从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热，同时求出传递的热量．解析：(1)气体从状态B 变化到状态C 的过程做等容变化，有p C T C ＝p B T B，其中T C ＝ 300 K ，p B ＝3p C解得T B ＝900 K气体从状态A 变化到状态B 的过程做等压变化，有V A T A ＝V B T B ，其中V A ＝14V B ，T B ＝900 K解得T A ＝225 K(2)从状态A 变化到状态C 的过程，外界对气体做的功为W ＝－p A ΔV ＝－3×105×(4×10－3－1×10－3)J ＝－900 J由热力学第一定律有ΔU ＝Q ＋W ，其中ΔU ＝1 200 J解得Q ＝2 100 J ，Q 为正值，说明气体在该过程中吸热．答案：(1)225 K 900 K (2)吸热，计算过程见解析 2 100 J8．(2017·高考全国卷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)水银面上升至M 的下端使玻璃泡中气体恰好被封住，设此时被封闭的气体的体积为V ，压强等于待测气体的压强p .提升R ，直到K 2中水银面与K 1顶端等高时，K 1中水银面比顶端低h ；设此时封闭气体的压强为p 1，体积为V 1，则V ＝V 0＋14πd 2l ①V 1＝14πd 2h ②由力学平衡条件得p 1＝p ＋ρgh ③整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pV ＝p 1V 1④联立①②③④式得p ＝ρπgh 2d 24V 0＋πd 2(l －h )⑤ (2)由题意知h ≤l ⑥联立⑤⑥式有p ≤πρgl 2d 24V 0⑦ 该仪器能够测量的最大压强为p max ＝πρgl 2d 24V 0⑧ 答案：(1)ρπgh 2d 24V 0＋πd 2(l －h ) (2)πρgl 2d 24V 0。

高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)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，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.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.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用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 ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)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，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q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W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q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变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热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，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.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C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，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，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。

选修内容3-3综合热学是物理学的一部分，它研究热现象的规律。

用来描述热现象的一个基本概念是温度，温度变化的时候，物体的许多性质都发生变化。

凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。

热学知识在实际中有重要的应用。

各种热机和致冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识。

研究热现象有两种不同的方法：一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现。

这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。

把宏观和微观结合起来，是热学的特点。

学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。

（一）高中热学的基础理论高中热学的基础理论包括两部分：一是分子动理论，分子动理论提供了从微观角度研究热学问题的理论基础；二是能量转化和守恒定律．具体应用到热学问题的是包括物体内能的热力学第一定律，提供了从宏观角度研究热学问题的理论基础．它表明，从分子动理论出发可以得到对应于分子运动存在着一种新形式的能，即物体的内能．物体的内能改变，可以通过做功和热传递来实现，并遵守热力学第一定律．它们分别提供了从微观角度和宏观角度认识热现象的理论根据．但是，它们仍然是以实验和观察为基础的．以实验为基础，建立物理模型进行推理认识微观结构的方法，是物理的重要方法．对物质微观结构的认识，往往是通过宏观的物理实验，提出科学假说和模型，进行分析推理得出的．一个典型的事例就是布朗运动的分析和解释．（二）力热综合问题在力热综合问题中，研究对象主要选封闭气体及封闭气体的活塞或液柱。

对于封闭气体，可以根据过程特征选用气体定律建立方程；对于活塞或液柱，可根据运动状态由平衡条件或牛顿第二定律建立方程。

这两个方程的联系在于气体的压强与活塞受力，气体压强是联系力学规律和热学规律之间的桥梁．（三）固体、液体和气体1、固体固体可分为晶体和非晶体两大类，晶体分子或离子按一定的空间点阵排列。

2012高考物理二轮专题训练22 热学部分(选修3－3)1．(8分)如图1所示，在水平固定的筒形绝热汽缸中，用绝热的活塞封闭一部分气体，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气．活塞的横截面积为0.2 m2，外界大气压强为105 Pa，气体温度为27 ℃时，活塞与汽缸底相距45 cm．用一个电阻丝R给气体加热，活塞将会缓慢移动，使汽缸内温度升高到77 ℃．图1(1)活塞移动了多大距离？(2)已知被封闭气体的温度每升高1 ℃，其内能增加74.8 J，求电阻丝对气体提供的热量为多少？(3)请分析说明，升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化．2．(8分)(1)一种油的密度为ρ，摩尔质量为M．取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面上形成面积为S的单分子油膜，求阿伏加德罗常数．(2)如图2所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左边汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0．开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9 p0(p0为大气压强)，温度为297 K，现缓慢加热缸内气体，当气体的温度升高到多高时，活塞恰好到达A处？图2 3．(8分)如图3所示，导热性能良好的汽缸竖直放置，开始时汽缸内封闭着长度为l0＝22 cm的空气柱，现用竖直向下的力压活塞，使封闭空气柱的长度变为l＝2 cm，人对活塞做功100 J，已知大气压强P0＝1×105Pa，活塞的横截面积S＝1 cm2，不计活塞重力，封闭气体可视为理想气体．图3(1)若压缩过程缓慢，求压缩后气体的压强；(2)说明上述缓慢压缩过程中压强变化的微观原因；(3)若以一定的速度压缩气体，向外散失的热量为20 J，则气体的内能增加多少？4．(8分)(1)关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是________A．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B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．一定质量的理想气体，保持气体的压强不变，温度越高，体积越大D．一定温度下，饱和汽的压强是一定的E．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律F．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(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由B变化到状态C．已知状态A的温度为300 K．图4①求气体在状态B的温度；②由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．5．(8分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p－V图象如图5所示．已知该气体在状态A时的温度为27 ℃．图5(1)试求气体在状态B、C时的温度．(2)试求气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量．(3)该气体从状态B到状态C的过程中，对外做功为200 J，那么气体从状态A到状态C 的过程中传递的热量是多少？是吸热，还是放热？6．(8分)某学校科技兴趣小组，利用废旧物品制作了一个简易气温计：在一个空葡萄酒瓶中插入一根两端开口的玻璃管，玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱，接口处用蜡密封，将酒瓶水平放置，如图6所示．已知：图6该装置密封气体的体积为560 cm3，玻璃管内部横截面积为0．5 cm2，瓶口外的有效长度为48 cm．当气温为7 ℃时，水银柱刚好处在瓶口位置．(1)求该气温计能测量的最高气温．(2)假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中，密封气体从外界吸收3．2 J热量，问在这一过程中该气体的内能如何变化？变化了多少？(已知大气压为1×105Pa)7．(8分)两个完全相同的钢瓶，甲装有3 L的液体和1 L、6个大气压的高压气体；乙内有1个大气压的4 L气体；现将甲瓶倒置按如图7所示连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中，(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)(1)试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少，甲瓶内部气体压强如何变化，试用分子动理论作出解释．(2)甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？图78．(8分)(1)下列说法中正确的是( )A．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B．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律C．压缩一定量的气体，气体的内能一定增加D．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大(2)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图8、9所示，p－T和V－T图各记录了其部分变化过程，试求：图8 图9①温度为600 K时气体的压强．②在p－T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整．9．(8分)(1)关于分子运动和热现象的说法，正确的是________(填入正确选项前的字母) A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的运动B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加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外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律(2)如图10所示，竖直放置的圆筒形注射器，活塞上端接有气压表，能够方便测出所封闭理想气体的压强．开始时，活塞处于静止状态，此时气体体积为30 cm3，气压表读数为1.1×105 Pa．若用力向下推动活塞，使活塞缓慢向下移动一段距离，稳定后气压表读数为2.2×105 Pa．不计活塞与汽缸内壁间的摩擦，环境温度保持不变．①简要说明活塞移动过程中，被封闭气体是吸热还是放热？②求活塞稳定后气体的体积．图1010．(8分)(1)下列说法正确的是________A ．区分晶体与非晶体的最有效方法是看有没有规则的几何外形B ．已知某种液体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则该液体分子间的平均距离可以表示为3M ρN A 或 36M πρN AC ．分子间距离减小时，分子力一定增大D ．空气的相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温度下水的饱和汽压的比值(2)用活塞将一定量的理想气体密封在汽缸内，当汽缸开口竖直向上时封闭气柱的长度为h ．将汽缸慢慢转至开口竖直向下时，封闭气柱的长度为4h /3．已知汽缸的导热性能良好，活塞与缸壁间的摩擦不计，外界温度不变，大气压强为P 0．①此过程气体是吸热还是放热？________②汽缸开口向上时，缸内气体的压强为多少？答案1．(1)7.5 cm (2)5 240 J (3)见解析解析 (1)气体发生的是等压变化，设活塞面积为S ，开始时V 1＝SL 1，T 1＝300 K ，升温后V 2＝SL 2，T 2＝350 K应有SL 1T 1＝SL 2T 2(1分) 解得L 2＝T 2L 1T 1＝52．5 cm (1分) 即活塞移动的距离x ＝L 2－L 1＝7．5 cm (1分)(2)气体对外做功 W ＝p 0Sx ＝1 500 J (1分) 气体内能增加量ΔU ＝74．8×50 J＝3 740 J (1分) 由热力学第一定律得Q ＝ΔU ＋W ＝5 240 J (1分)(3)温度升高后，分子热运动的平均动能增加，平均每次对器壁的撞击力度增加，而压强不变，所以单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少． (2分)2．(1)6Mn 3S 3πρV 3或Mn 3S 3ρV3 (2)363 K 3．(1)1.1×106Pa (2)见解析 (3)82 J解析 (1)设压缩后气体的压强为p ，由玻意耳定律得 p 0V 0＝pV (2分)代入数据解得p ＝1.1×106Pa(1分)(2)微观原因：缓慢压缩时温度近似保持不变，气体分子的平均动能不变，由于气体体积减小，分子数密集程度变大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积的碰撞冲击力变大，导致气体压强变大．(2分)(3)大气压力对封闭气体做功W 1＝p 0S (l 0－l )＝2 J人的压力做功W 2＝100 J对气体所做的总功W ＝W 1＋W 2＝102 J(1分)对外散热Q ＝－20 J由热力学第一定律得ΔU ＝W ＋Q ＝82 J(2分)4．(1)BCD (2)①1 200 K ②见解析解析 (1)BCD(全对得4分，不全对的，选对1个给1分，选错1个扣1分，扣完为止)(2)①由理想气体的状态方程p B V B T B ＝p A V A T A， (1分) 得气体在状态B 的温度T B ＝p B V B T A p A V A ＝1 200 K (1分) ②由状态B →C ，气体做等容变化，由查理定律得：p B T B ＝p C T C ，T B ＝p B p CT C ＝600 K ． (1分) 故气体由B 到C 为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小．根据热力学第一定律 ΔU ＝W ＋Q ，可知气体要放热． (1分)5．(1)－173 ℃ 27 ℃ (2)0 (3)200 J 吸收6．(1)19 ℃ (2)增加0．8 J7．(1)见解析 (2)2 L解析 (1)缓慢压缩过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数减少，温度不变，分子的平均动能不变，单位时间内撞击到单位器壁面积上的分子数减少，压强变小． (2分)(2)设甲内液体最多有x L 进入乙瓶，乙瓶中灌装液体前，气体压强为p 乙＝1 atm ，体积为V 乙＝4 L ；灌装后体积最小变为V 乙′＝(4－x ) L ，此时乙瓶中压强与甲瓶内压强相等，为p ，由等温变化得：p 乙V 乙＝pV 乙′① (2分)甲瓶中气体开始气压为p 甲＝6 atm ，体积为V 甲＝1 L ，结束后压强为p ，体积为V 甲′＝(1＋x ) L由等温变化得：p 甲V 甲＝pV 甲′② (2分) 联立①②代入解得：x ＝2 L (2分)8．(1)D (2)见解析图解析 (1)D (2分)(2)①p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝2.5 m 3，T 1＝400 K V 2＝3 m 3，T 2＝600 K (1分)由理想气体方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2(2分) 得：p 2＝p 1V 1T 2T 1V 2＝1.25×105 Pa (1分) ②由题图可知，温度在400 K 到500 K 之间时，体积恒定，由查理定律得，p ＝CT ，温度在500 K 到600 K 之间时，可经计算得压强p 恒定，由盖—吕萨克定律知V ＝C ′T ，而图中图象显示体积与温度也成正比，符合条件，温度从500 K 升高到600 K ，压强不变，为p ＝1.25×105Pa ．从而可得p －T 图象，如图所示． (2分)9．(1)AC (2)①见解析 ②15 cm 3解析 (1)AC (4分)(2)①活塞缓慢移动的过程中，理想气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律知，气体向外放热． (2分)②根据玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2 活塞移动后气体的体积为：V 2＝p 1V 1p 2＝1.1×1052.2×105×30 cm 3＝15 cm 3 (2分)8 7p010．(1)BD (2)①吸热②。