1、专题十五 热学,高考物理 (课标专用),考点一分子动理论、内能1.2015课标,33(1),5分,0.425(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是()A.温度越高,扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,答案ACD扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越激烈,扩散越快,A正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;在扩散现象中,分子本身结构
2、没有发生变化,不属于化学变化,B错误。,2.2014课标,33(1),5分,0.396(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,答案BCE水中花粉的布朗运动,反映的是水分子的热运动规律,则A项错。正是表面张力使空中雨滴呈球形,则B项正确。液晶的光学性质是各向异性,液晶显示器正是利用了这种性质,C项正确。高原地区大气压较
3、低,对应的水的沸点较低,D项错误。因为纱布中的水蒸发吸热,则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低,E项正确。,3.(2014大纲全国,16,6分)(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,答案BD对一定量的稀薄气体,压强变大,温度不一定升高,因此分子热运动不一定变得剧烈,A项错误;在保持压强不变时,如果气体体积变大则温度升高,分子热运动变得剧烈,选项B正确;在压强变大或变小时气体的体积可能变大,也可能变小或不变,因此选项C错D对
4、。,4.2013课标,33(1),6分,0.257(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,答案BCE分子力F与分子间距r的关系是:当rr0时F为引力。综上可知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大,A项错误。分子力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增大,故B项正确、D项错误。因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,即分子势能减小
5、时分子动能增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,C、E项均正确。,考点二热力学定律5.2017课标,33(1),5分(多选)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,答案ABD本题考查理想气体内能的改变途径、热力学第一定律
6、。气体自发扩散时不对外做功,W=0,汽缸绝热,Q=0,由热力学第一定律得U=W+Q=0,故气体内能不变,选项A正确,C错误;气体被压缩的过程中体积缩小,外界对气体做功,W0,Q=0,故U0,气体内能增大,故理想气体的温度升高,则分子平均动能增大,选项B、D正确,选项E错误。,知识归纳对气体做功及理想气体内能的理解气体自由扩散时,体积虽变大,但没有施力和受力物体,因此不做功;气体被压缩时,体积减小,外界对气体做功;理想气体不计分子势能,因此理想气体的内能等于所有分子的动能。,6.2017课标,33(1),5分(多选)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
7、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0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,答案ABC每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比,故面积为1,A正确、D错误。气体温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子平均动能越大,大速率的分子所占的百分比越大,故虚线对应的温度较低,B、C皆正确。由图中0400 m/s区间图线下的面积可知0 时出现在0400 m/
8、s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,E错误。,7.2017课标,33(1),5分(多选)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回到初态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,答案ABD本题考查气体实验定律、热力学定律。由p-V图可知,在过程ab中体积不变,气体不对外做功,W=0,压强增大,温度升高,气体内能增加,选项A正确,C错误;过程bc为等温变化过程,理想气体内能不变,
9、而体积增大,气体对外做功,W0,气体从外界吸收热量,选项D正确;过程ca为等压变化过程,体积减小,外界对气体做功,W0,由盖吕萨克定律知气体温度降低,内能减小,由U=W+Q知QTc,故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能,选项B正确;过程cd为等温变化,内能不变(U=0),压强变大,体积减小,外界对气体做功(W0),由热力学第一定律U=W+Q,知Q0,对外做功,W|W|,选项D错误;bc和da过程中温度改变量相同,故体积变化量与压强的乘积相同,由W=Fl=pSl=pV知,选项E正确。,9.2016课标,33(1),5分(多选)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
10、,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,答案CDE由于非理想气体分子间作用力不可忽略,内能包括分子势能,则气体的内能与体积有关,再者即使是理想气体,内能取决于温度和分子数目,质量相同的气体,当分子数目不同、温度相同时,内能也不相同,故A项错误;物体的内能与其机械运动无关,B项错误;由热力学第一定律知,气体被压缩时,若同时向外散热,则内能可能保持不变,C项正确;对于一定量的某种理想气体,体积变化时分子势能不变,其内能只取决于分子平均动能的变化,而温度
11、是分子平均动能的标志,所以D项正确;由理想气体状态方程=C知,p不变V增大,则T增大,故E项正确。,10.2014课标,33(1),6分,0.303(多选)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,答案ADE对封闭气体,由题图可知ab过程,气体体积V不变,没有做功,而温度T升高,则为吸热过程,A
12、项正确。bc过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做功,则为吸热过程,B项错。ca过程为等压变化,温度T降低,内能减少,体积V减小,外界对气体做功,依据W+Q=U,外界对气体所做的功小于气体所放的热,C项错。温度是分子平均动能的标志,Tapc,显然E项正确。,11.2013课标,33(1),5分,0.33(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
13、程中温度一定升高,答案ABE气体分子间有间隙,因此气体体积指的是气体分子所能到达的空间的体积,选项A正确;温度是分子平均动能大小的标志,反映分子热运动的剧烈程度,因此只要减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,选项B正确;气体的压强是气体分子无规则运动时由与器壁表面碰撞时的作用力引起的,与超重、失重无关,选项C错误;改变气体内能有两个途径,即做功和热传递,因此气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,选项D错误;由盖吕萨克定律知气体在等压膨胀时,=,温度一定升高,选项E正确。,考点三气体、固体、液体12.2015课标,33(1),5分,0.307(多选)下列说法正确的是()A.将一块晶
14、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,答案BCD晶体被敲碎后,其空间点阵结构未变,仍是晶体,A错误;单晶体光学性质各向异性,B正确;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体,C正确;如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构,晶体和非晶体之间可以互相转化,D正确;在晶体熔化过程中,分子势能会发生改变,内能也会改变,E错误。
15、,13.2017课标,33(2),10分一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0,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。()求该热气球所受浮力的大小;()求该热气球内空气所受的重力;()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。,答案()Vg0()Vg0()V0T0(-)-m0,解析()设1个大气压下质量为m的空气在温度为T0时的体积为V0,密度为0=在温度为T时的体积为VT,密度为(T)=由盖吕萨克定律得=联立式得(T)=0气球所受到的浮力为f=(Tb)gV联立式得f=Vg0()气球
16、内热空气所受的重力为,G=(Ta)Vg联立式得G=Vg0()设该气球还能托起的最大质量为m,由力的平衡条件得mg=f-G-m0g联立式得m=V0T0(-)-m0,14.2017课标,33(2),10分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K1和K2。K1长为l,顶端封闭,K2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K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)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不变。已知K1和K2的内径均为d,M
17、的容积为V0,水银的密度为,重力加速度大小为g。求:()待测气体的压强;()该仪器能够测量的最大压强。,答案()(),解析本题考查气体压强的计算、玻意耳定律。()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K2中水银面与K1顶端等高时,K1中水银面比顶端低h;设此时封闭气体的压强为p1,体积为V1,则V=V0+d2lV1=d2h由力学平衡条件得p1=p+gh整个过程为等温过程,由玻意耳定律得pV=p1V1联立式得p=()由题意知hl,联立式有p该仪器能够测量的最大压强为pmax=,15.2017课标,33(2),10分如图,
18、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。()打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强;()接着打开K3,求稳定时活塞的位置;()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。,答案()2p0()B的顶部()1.6p0,解析本题考查气体实验定律。()设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依
19、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p0V=p1V1(3p0)V=p1(2V-V1)联立式得V1=p1=2p0()打开K3后,由式知,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V2(V22V)时,活塞下气体压强为p2。由玻意耳定律得(3p0)V=p2V2由式得p2=p0由式知,打开K3后活塞上升直到B的顶部为止;此时p2为p2=p0。,()设加热后活塞下方气体的压强为p3,气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中,由查理定律得=将有关数据代入式得p3=1.6p0,思路点拨活塞封闭的气体通过分析活塞的受力,利用平衡条件可获得活塞两侧气体压强之间
20、的关系。注意轻质物体在任意状态下所受合外力均为0。,16.2016课标,33(2),10分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p与气泡半径r之间的关系为p=,其中=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p0=1.0105 Pa,水的密度=1.0103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2。()求在水下10 m处气泡内外的压强差;()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。,答案()28 Pa()1.3,解析()当气泡在水下h=10 m处时,设其半径为r1,气泡内外压强差
21、为p1,则p1=代入题给数据得p1=28 Pa()设气泡在水下10 m处时,气泡内空气的压强为p1,气泡体积为V1;气泡到达水面附近时,气泡内空气的压强为p2,内外压强差为p2,其体积为V2,半径为r2。气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2由力学平衡条件有p1=p0+gh+p1p2=p0+p2气泡体积V1和V2分别为V1=V2=,联立式得=由式知,pip0,i=1,2,故可略去式中的pi项。代入题给数据得=1.3,17.2016课标,33(2),10分一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气
22、瓶中的压强降低到2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天。,答案4天,解析设氧气开始时的压强为p1,体积为V1,压强变为p2(2个大气压)时,体积为V2。根据玻意耳定律得p1V1=p2V2重新充气前,用去的氧气在p2压强下的体积为V3=V2-V1设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0,则有p2V3=p0V0设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V,则氧气可用的天数为N=V0/V联立式,并代入数据得N=4(天),18.2015课标,33(2),10分,0.307如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞。已
23、知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00105 Pa,温度为T=303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K。现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移。忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2。求()在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度;()缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。,答案()330 K()1.01105 P
24、a,解析()设初始时气体体积为V1,在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的体积为V2,温度为T2。由题给条件得V1=S2+S1V2=S2l在活塞缓慢下移的过程中,用p1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得S1(p1-p)=m1g+m2g+S2(p1-p)故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有=联立式并代入题给数据得T2=330 K()在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p1。在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变。设达到热平衡时被封闭气体的压强为p,由查理定律,有=,联立式并代入题给数据得p=1.01105 Pa第()问6分,式各1分,式2分,式各1分
25、;第()问4分,式各2分。,19.2015课标,33(2),10分,0.425如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm。现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0=75.0 cmHg。()求放出部分水银后A侧空气柱的长度;()此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度。,答案()12.0 cm()13.2 cm,解析()以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l=1
26、0.0 cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1。由玻意耳定律得pl=p1l1由力学平衡条件得p=p0+h打开开关K放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1=p0-h1联立式,并代入题给数据得l1=12.0 cm()当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2。由玻意耳定律得pl=p2l2由力学平衡条件有p2=p0,联立式,并代入题给数据得l2=10.4 cm设注入
27、的水银在管内的长度为h,依题意得h=2(l1-l2)+h1联立式,并代入题给数据得h=13.2 cm,20.2014课标,33(2),9分,0.303一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。,答案,解析设汽缸的横截面积为S,沙子倒在活塞上后,对气体产生的压强为p,由玻意耳定律得phS=(p+
28、p)(h-h)S解得p=p外界的温度变为T后,设活塞距底面的高度为h。根据盖吕萨克定律,得=解得h=h据题意可得p=气体最后的体积为V=Sh联立式得V=,21.2013课标,33(2),10分,0.33如图,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l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm。已知大气压强为p0=75.0 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l1=20.0 cm。假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离。,答案15.0 cm,解析 以cmHg为压
29、强单位。在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为p1=p0+l2设活塞下推后,下部空气柱的压强为p1,由玻意耳定律得p1l1=p1l1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l3=l3+l1-l1-l设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3,则p3=p1-l2由玻意耳定律得p0l3=p3l3由式及题给数据解得l=15.0 cm,考点一分子动理论、内能1.(2017北京理综,13,6分)以下关于热运动的说法正确的是()A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大,B组 自主
30、命题省（区、市）卷题组,答案C本题考查分子动理论。温度是分子热运动平均动能的标志,故温度越高,分子热运动越剧烈。分子热运动的剧烈程度与机械运动速度大小无关,故选项A错C对;水凝结成冰后,分子热运动依然存在,B项错误;温度升高,分子运动的平均速率增大,但不是每个分子的运动速率都会增大,D项错误。,2.(2016北京理综,20,6分)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。某
31、科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料,以下叙述正确的是()A.PM10表示直径小于或等于1.010-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大,答案CPM10的直径小于或等于1010-6 m=1.010-5 m,A错误;处于静稳态的颗粒受力平衡,B错误;布朗运动是悬浮颗粒物的无规则运动,C正确;根据题意不能判断
32、PM2.5的浓度随高度的增加而增大,D错误。,失分警示本题易错选D而失分,题目中明确提出“近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小”,并没有明确PM2.5的浓度随高度的变化情况。,3.2015福建理综,29(1),6分下列有关分子动理论和物质结构的认识,其中正确的是()A.分子间距离减小时分子势能一定减小B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性,答案B在分子间作用力表现为斥力时,随着分子间距离的减小分子势能增大,选
33、项A错误;温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈,选项B正确;物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而增多,选项C错误;单晶体的物理性质是各向异性,而多晶体则是各向同性的,选项D错误。,4.2014重庆理综,10(1),6分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
34、,气体一定吸热,故选项B正确。,5.(2013北京理综,13,6分)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,答案A布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,而不是液体(或气体)分子的运动,故A选项正确,B选项错误;由热力学第一定律U=W+Q知,若物体从外界吸收热量同时对外做功,其内能也可能不变或减少,C选项错误;物体对外做功同时从外界吸热,其内能也可能增加或不变,D选项错误。,6.2013福建理综,29(1)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子
35、势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是(),答案B分子间作用力f的特点是:rr0时f为引力;分子势能Ep的特点是r=r0时Ep最小,因此只有B项正确。,7.2017江苏单科,12A(2)(3)题甲和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30 s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知:若水温相同,(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大;若炭粒大小相同,(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。(3)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol,其分子可视为半径为310-9 m的球,
36、已知阿伏加德罗常数为6.01023 mol-1。请估算该,蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字),解析(2)本题考查布朗运动。相同温度的条件下,炭粒较大的其布朗运动的激烈程度较弱,炭粒在30 s始、末时刻所在位置连线的距离就较短,故甲图中炭粒的颗粒较大;炭粒大小相同时,温度越高,分子的热运动越剧烈,做布朗运动的炭粒运动也越剧烈,故乙中水分子的热运动较剧烈。(3)摩尔体积V=r3NA或V=(2r)3NA由密度=,解得=(或=)代入数据得=1103 kg/m3(或=5102 kg/m3,51021103 kg/m3都算对),答案(2)甲乙(3)见解析,友情提醒物体的体积与分子体积的关系对于固体和
37、液体,可以忽略分子间的空隙,其体积=单个分子的体积分子的个数。对于气体,上述结论不成立,因为气体分子的间隙较大,不能忽略。,8.2015山东理综,37(1)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是。(双选,填正确答案标号)a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的,答案bc,解析墨汁与水混合均匀的过程,是水分子和碳粒做无规则运动的过程,这种运动与重力无关,也不是化学反应引起的。微粒越小、温度越高,无规则运动越剧烈,可见,b、c正确,a、
38、d均错。,9.2015海南单科,15(1),4分已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,地面大气压强为p0,重力加速度大小为g。由此可估算得,地球大气层空气分子总数为,空气分子之间的平均距离为。,答案,解析可认为地球大气对地球表面的压力是由其重力引起的,即mg=p0S=p04R2,故大气层的空气总质量m=,空气分子总数N=NA=。由于hR,则大气层的总体积V=4R2h,每个分子所占空间设为一个棱长为a的正方体,则有Na3=V,可得分子间的平均距离a=,10.2015江苏单科,12A(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用。某厂家为检测包装
39、袋的密封性,在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试。测试时,对包装袋缓慢地施加压力。将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。,答案增大不变,解析对包装袋缓慢施加压力,袋内气体的温度不变,压强增大。所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子的撞击力增大。理想气体的内能由气体分子的动能决定,而温度是分子平均动能的标志,所以,温度不变,气体内能不变。,考点二热力学定律11.(2015北京理综,13,6分)下列说法正确的是()A.物体放出热量,其内能一定减小
40、B.物体对外做功,其内能一定减小C.物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能增加D.物体放出热量,同时对外做功,其内能可能不变,答案C根据热力学第一定律U=Q+W判断,只有C项正确。,12.2015福建理综,29(2),6分如图,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Tb和Tc,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac。则()A.TbTc,QabQacB.TbTc,QabQacD.Tb=Tc,QabQac,答案C由理想气体状态方程知=,故Tc=Tb;过程ab和ac中内能改变量相同,ac过程气体体积不变,做功为0,W
41、1=0,ab过程气体体积增大,气体对外做功W20,由热力学第一定律Q+W=U知QacQab,选项C正确。,13.2015重庆理综,10(1),6分某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的,且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体,那么()A.外界对胎内气体做功,气体内能减小B.外界对胎内气体做功,气体内能增大C.胎内气体对外界做功,内能减小D.胎内气体对外界做功,内能增大,答案D中午比清晨时温度高,所以中午胎内气体分子平均动能增大,理想气体的内能由分子动能决定,因此内能增大;车胎体积增大,则胎内气体对外界做功,所以只有D项正确。,14.(2015广东理综,17,6分)(多选
42、)图为某实验器材的结构示意图,金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气,内筒中有水,在水加热升温的过程中,被封闭的空气(),A.内能增大B.压强增大C.分子间引力和斥力都减小,D.所有分子运动速率都增大,答案AB由于金属内筒导热而隔热外筒绝热,故水升温过程中封闭空气不停地从内筒吸收热量而不向外放热,且封闭空气的体积不能改变即不做功,故由热力学第一定律可知其内能一定增大,A正确;由=C知温度升高时封闭空气的压强一定增大,B正确;气体分子间作用力微弱,即使考虑分子间作用力,也因气体体积不变,分子间平均距离不变,某两分子间距离变化情况不能确定,而不能判定分子间作用力变化情况,C错误;温度升高时,分子
43、平均动能增大,但这并不意味着每个分子的运动速率都增大,D错误。,15.(2014北京理综,13,6分)下列说法中正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变,答案B温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A错误B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和质量,故C、D错误。,16.(2014广东理综,17,6分)(多选)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
44、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,答案AC袋内气体与外界无热交换即Q=0,袋四周被挤压时,体积V减小,外界对气体做正功,根据热力学第一定律U=W+Q,气体内能增大,则温度升高,由=常数知压强增大,选项A、C正确,B、D错误。,17.(2013广东理综,18,6分)(多选)图为某同学设计的喷水装置。内部装有2 L水,上部密封1 atm的空气0.5 L。保持阀门关闭,再充入1 atm的空气0.1 L。设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变。下列说法正确的有()A.充气后,密封气体压强
45、增加B.充气后,密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后,密封气体对外界做正功D.打开阀门后,不再充气也能把水喷光,答案AC充气后密封气体压强增加,A项正确。因温度不变,故气体的分子平均动能不变,B项错误。打开阀门后气体膨胀对外界做功,C项正确。气体膨胀后其压强减小,当气压小于1 atm时,容器不会再向外喷水,故容器中的水不可能喷光,D项错误。,18.2017江苏单科,12A(1)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C,其V-T图像如图所示。下列说法正确的有。A.AB的过程中,气体对外界做功B.AB的过程中,气体放出热量C.BC的过程中,气体压强不变D.ABC的过程中,气体内能增加,
