2019版高考物理一轮复习 第十三章 热学（课件+学案+练习）（打包8套）.zip

选 考部分 第十三章 热 学第 1讲 分子 动 理 论 热 力学定律微知 识 ·对 点 练 微考点 ·悟方法 微 专题 ·提素养 微考 场 ·提技能 微知识 ·对点练 学生用书 P189 微考点 ·悟方法 学生用书 P190 选 考部分 第十三章 热 学第 2讲 固体 液体和气体微知 识 ·对 点 练 微考点 ·悟方法 微 专题 ·提素养 微考 场 ·提技能 微知识 ·对点练 学生用书 P194 微考点 ·悟方法 学生用书 P195 选 考部分 第十三章 热 学第 3讲 实验 ：用油膜法 测 分子的大小微知 识 ·对 点 练 微考点 ·悟方法 微考 场 ·提技能 微知识 ·对点练 学生用书 P198 微考点 ·悟方法 学生用书 P199 微考场 ·提技能 学生用书 P200 1第 1 讲 分子动理论 热力学定律★★★考情微解读★★★微知识 1 分子动理论的基本观点和实验依据 阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为 10－10 m。②质量数量级为 10－26 kg。(2)分子数目特别大阿伏加德罗常数 NA＝6.02×10 23 mol－1 。2．分子的热运动(1)布朗运动①永不停息、无规则运动。②颗粒越小，运动越显著。③温度越高，运动越剧烈。④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。(2)热运动：物体分子永不停息地无规则运动，这种运动跟温度有关(填“有关”或“无关”)。3．分子间的相互作用力2(1)引力和斥力同时存在，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，斥力比引力变化更快。(2)分子力的特点① r＝ r0时( r0的数量级为 10－10 m)， F 引 ＝ F 斥 ，分子力 F＝0。② rr0时， F 引 F 斥 ，分子力 F 表现为引力。④ r10r0时， F 引 、 F 斥 迅速减为零，分子力 F＝0。(3)分子力随分子间距离的变化图象如图所示。微知识 2 温度 内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。2．两种温标摄氏温标和热力学温标。关系： T＝ t＋273.15 K。3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。(2)分子势能的决定因素微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关(填“有关”或“无关”)。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√” ，错误的画“×” 。)1．布朗运动是分子的运动。(×)32．分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。(√)3．做功和热传递的实质是相同的。(×)4．物体吸收热量同时对外做功，内能可能不变。(√)5．热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。(×)二、对点微练1．(微观量的计算)已知铜的摩尔质量为 M，铜的密度为 ρ ，阿伏加德罗常数为 NA，下列说法正确的是( )A．1 个铜原子的质量为NAMB．1 个铜原子的质量为MNAC．1 个铜原子所占的体积为MNAρD．1 个铜原子所占的体积为ρ MNA解析 1 mol 铜的质量等于 NA个铜原子的质量之和，所以一个铜原子的质量为m＝ ，A 项错误，B 项正确；1 mol 铜的体积为 ，这是所有铜原子所占体积的总和，所MNA Mρ以每个铜原子所占的体积为 ，C、D 项错误。Mρ NA答案 B 2．(分子热运动与布朗运动)(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈C．布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，选项 A 错；液体的温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈，选项 B 正确；布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，选项 C 错，选项 D 正确。答案 BD 3．(分子作用力)(多选)图为两分子系统的势能 Ep与两分子间距离 r 的关系曲线。下列说法正确的是( )A．当 r 大于 r1时，分子间的作用力表现为引力B．当 r 小于 r1时，分子间的作用力表现为斥力4C．当 r 等于 r2时，分子间的作用力为零D．在 r 由 r1变到 r2的过程中，分子间的作用力做负功解析 本题考查分子力做功与分子势能的关系。对两分子组成的系统，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。结合图象可知，分子距离由非常近到 r1时，Ep减少，分子力做正功；当分子距离由 r1到 r2时， Ep减小，分子力做正功，故分子力为斥力，A 项错，B 项对，D 项错；分子间距离由 r2继续增大时，分子势能增加，说明分子力做负功，即分子间表现为引力，故分子间距离为 r2时，分子间作用力为零，C 项正确。答案 BC 4．(物体的内能)关于温度的概念，下述说法正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则分子的平均动能越大B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增加C．当某物体内能增加时，该物体的温度一定升高D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大解析 由分子动理论内容得：温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则分子的平均动能就越大，所以选项 A 正确；温度升高，但是每一个分子的动能不一定全变大，而是分子的平均动能增加，选项 B 错误；物体的内能是由两方面共同决定的：分子动能和分子势能，所以当物体内能增加时，单一地说该物体的温度升高是错误的，所以选项 C 错误；两个物体温度高低比较，温度高的则分子的平均动能大，但是不能说明是平均速率大，所以选项 D 错误。答案 A 5．(热力学定律)(多选)下列叙述和热力学定律相关，其中正确的是( )A．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B．能量耗散过程中能量不守恒C．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性解析 第一类永动机是指不消耗能量却可以不断对外做功的机器，违背了能量守恒定律，A 项正确；电冰箱在电机做功情况下，不断地把冰箱内的热量传到外界，没有违背热力学第二定律，C 项错误；D 项是热力学第二定律另外一种表述，故 D 项正确。答案 AD 见学生用书 P190微考点 1 阿伏加德罗常数及微观量的计算 核|心|微|讲1．两种分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示，分5子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以 d＝ (球体模型)或 d＝ (立方体模型)。36Vπ 3V(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为 d 的立方体，所以 d＝ 。3V2．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ρ 。(3)相互关系①一个分子的质量： m0＝ ＝ 。MNA ρ VmNA②一个分子的体积： V0＝ ＝ 。(注：对气体 V0为分子所占空间体积)VmNA Mρ NA③物体所含的分子数n＝ ·NA＝ ·NA或 n＝ ·NA＝ ·NA。VVm mρ Vm mM ρ VM④单位质量中所含的分子数： n′＝ 。NAM典|例|微|探【例 1】 (多选)某气体的摩尔质量为 Mmol，摩尔体积为 Vmol，密度为 ρ ，每个分子的6质量和体积分别为 m 和 V0，每个分子占有的体积为 V。则阿伏加德罗常数 NA可表示为( )A． NA＝ B． NA＝Mmolm VmolVC． NA＝ D． NA＝VmolV0 Mmolρ V0【解题导思】(1)任何 1 mol 物质内都含有阿伏加德罗常数个微粒，对吗？答：对。(2)气体的摩尔体积等于每个分子体积的阿伏加德罗常数倍吗？答：不等，气体分子之间距离较大，分子平均占有的体积比分子体积大得多。 解析 阿伏加德罗常数 NA＝ ＝ ＝ ，其中 V 应为每个气体分子所占有的Mmolm ρ Vmolm VmolV体积，而 V0是气体分子的体积，故 C 项错误；D 中 ρV 0不是气体分子的质量，因而也是错误的。答案 AB题|组|微|练1．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__________。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＝ p0×4π R2，故大气层的空气总质量 m＝ ，空气分子总数 N＝ NA＝4π p0R2g mM。由于 h≪R，则大气层的总体积 V＝4π R2h，每个分子所占空间设为一个棱长为4π p0NAR2Mga 的正方体，则有 Na3＝ V，可得分子间的平均距离 a＝ 。3Mghp0NA答案 4π p0NAR2Mg 3Mghp0NA2．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 m2，则每 1 m2的石墨烯所含碳原子的个数为________________。(阿伏加德罗常数 NA＝6.0×10 23mol－1 ，碳的摩尔质量 M＝12 g/mol，计算结果保留两位有效数字)解析 由题意可知，1 g 石墨烯展开后面积可以达到 2 600 m2，则 1 m2石墨烯的质量 m＝ g，12 600则 1 m2石墨烯所含碳原子个数n＝ NA＝1.9×10 19。mM答案 1.9×10 197微考点 2 分子力与分子势能 核|心|微|讲名称项目 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典|例|微|探【例 2】 下列关于分子力和分子势能的说法，正确的是( )A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小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．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减小【解题导思】8(1)分子力随分子间距离的增大如何变化？答：分子间距离 rr0时，分子力表现为引力且随分子间距离的增大而先增大后减小。 (2)分子势能随分子间距离的增大如何变化？答：分子间距离 rr0时，随分子间距离的增大分子力做负功，分子势能增加。 解析 当分子间距离为 r0时为平衡位置，当 r＞ r0时分子间表现为引力，且分子力随r 的增大而先增大后减小，而分子力做负功，分子势能增大，故 A、B 项错；当 r＜ r0时分子间表现为斥力，且分子力随着 r 的减小而增大，当 r 减小时分子力做负功，分子势能增大，故 C 项正确，D 项错。答案 C【反思总结】判断分子势能变化的两种方法1．根据分子力做功判断分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。2．利用分子势能与分子间距离的关系图线判断但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同，不要混淆。 题|组|微|练3．如图所示，甲分子固定在坐标原点 O 处，乙分子位于 r 轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图。现把乙分子从 r3处由静止释放，则( )A．乙分子从 r3到 r1一直加速B．乙分子从 r3到 r2加速，从 r2到 r1减速C．乙分子从 r3到 r1过程中，两分子间的分子势能一直增大D．乙分子从 r3到 r1过程中，两分子间的分子势能先减小后增大解析 由题图可知乙分子从 r3到 r1始终受分子引力，即乙分子始终加速。在 r2处引力最大，加速度最大，故选项 A 对，B 项错；此过程中引力做正功，分子势能减小，故选项 C、D 错。答案 A 4．(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9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 两个分子相距较远时表现为引力，相互靠近时分子力先增大后减小，减小到零后分子力变为斥力，分子减速至不再靠近，因此分子力经历了增大、减小再反向增大的过程，故 A 项错误；分子不断靠近，分子力先做正功后做负功，动能先增大后减小，B、C 项正确；分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增大，所以 D 项错误；整个过程中只有分子力做功，动能与势能之和不变，E 项正确。答案 BCE 微考点 3 物体的内能 热力学第一定律核|心|微|讲1．温度、内能、热量、功的比较2.改变内能的两种方式的比较10典|例|微|探【例 3】 (多选)关于热力学定律，下列说法正确的是( )A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【解题导思】改变物体内能的方式有几种？外界对物体做功，物体的内能一定增加吗？答：有两种：做功和热传递；外界对物体做功，物体的内能不一定增加，因为不清楚物体是吸热还是放热。 解析 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项 A 错误；对气体做功可以改变其内能，选项 B 正确；理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项 C 错误；根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，选项 D正确；根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这11两个系统彼此之间也必定达到热平衡，选项 E 正确。答案 BDE【反思总结】应用热力学第一定律的三点注意1．做功看体积：体积增大，气体对外做功， W 为负；体积缩小，外界对气体做功， W为正。气体向真空中自由膨胀，对外界不做功， W＝0。2．与外界绝热，则不发生热传递，此时 Q＝0。3．由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化。 题|组|微|练5．(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，内能增加B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增加D．对外界做正功，压强减小解析 充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做正功，由于袋内气体与外界无热交换，据热力学第一定律判知气体内能增加，故 A、C 项正确；袋内气体温度升高，体积减小，由方程 ＝ CpVT判知气体压强变大，故 B、D 项错误。答案 AC 6．一定质量的气体，在从状态 1 变化到状态 2 的过程中，吸收热量 280 J，并对外做功 120 J，问：(1)这些气体的内能怎样发生变化？变化了多少？(2)如果这些气体又返回原来的状态，并放出了 240 J 热量，那么在返回的过程中是气体对外界做功，还是外界对气体做功？做功多少？解析 (1)由热力学第一定律可得 Δ U＝ W＋ Q＝－120 J＋ 280 J＝160 J，气体的内能增加了 160 J。(2)由于气体的内能仅与状态有关，所以气体从状态 2 回到状态 1 的过程中内能应减少，12其减少量应等于从状态 1 到状态 2 的过程中内能的增加量，则从状态 2 到状态 1 的内能应减少 160 J，即 Δ U′＝－160 J，又 Q′＝－240 J，根据热力学第一定律得：Δ U′＝ W′＋ Q′，所以 W′＝Δ U′－ Q′＝－160 J－(－ 240 J)＝80 J，即外界对气体做功 80 J。答案 (1)增加 160 J (2)外界对气体做功 80 J微考点 4 热力学第二定律 核|心|微|讲1．对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中， “自发地” “不产生其他影响”的涵义。(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。2．热力学第二定律的实质自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。如(1)高温物体 低温物体                 热 量 Q能 自 发 传 给 热 量 Q不 能 自 发 传 给(2)功 热                   能 自 发 地 完 全 转 化 为 不 能 自 发 地 且 不 能 完 全 转 化 为(3)气体体积 V1 气体体积 V2(较大)― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →能 自 发 膨 胀 到 不 能 自 发 收 缩 到(4)不同气体 A 和 B 混合气体 AB               能 自 发 混 合 成 不 能 自 发 分 离 成3．两类永动机的比较13典|例|微|探【例 4】 关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是( )A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的【解题导思】热力学第二定律能说明宏观的热现象都具有方向性吗？答：能，通过揭示大量分子参与的宏观过程的方向性说明自然界中涉及热现象的宏观过程具有方向性。 解析 第一类永动机违反能量守恒定律，第二类永动机违反热力学第二定律，A、B 项错；由热力学第一定律可知 W≠0， Q≠0，但 Δ U＝ W＋ Q 可以等于 0，C 项错；由热力学第二定律可知 D 选项中现象是可能的，但会引起其他变化，D 项对。答案 D题|组|微|练7．(多选)如图所示，为电冰箱的工作原理示意图，压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环，在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外。下列说法正确的是 ( )14A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B．电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C．电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D．电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析 由热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传给高温物体，除非有外界的影响或帮助。电冰箱把热量从低温的内部传到高温的外部，需要压缩机的帮助并消耗电能。答案 BC 8．能是当今社会快速发展所面临的一大难题，由此，人们想到了永动机。关于第二类永动机，甲、乙、丙、丁 4 名同学争论不休。甲：第二类永动机不违反能量守恒定律，应该可以制造成功。乙：虽然内能不可能全部转化为机械能，但在转化过程中可以不引起其他变化。丙：摩擦、漏气等因素导致能量损失，第二类永动机才因此不能制成。丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因。你认为________的说法是正确的。A．甲 B．乙 C．丙 D．丁解析 内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，正确的选项为 D。答案 D 见学生用书 P193扩散现象、布朗运动与分子热运动素能培养1．扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。2．布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映。经典考题 (多选)下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是 ( )15A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别C．扩散现象突出说明了物质分子的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D．布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现解析 扩散现象与布朗运动都能说明分子做永不停息的无规则运动，故 A 项正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故 B 项错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则 C 项正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故 D 项错误。答案 AC 对法对题1．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是( )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 项正确，A、D 项错误。答案 BC 2．下列关于布朗运动的说法正确的是( )A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒内固体分子的无规则运动C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈解析 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子的无规则运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的无规则运动，故A、B 项错误；布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，而不是反映了分子间的相互作用，故 C 项错误；观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，故 D 项正确。答案 D 见学生用书 P1931．(多选)以下关于分子动理论的说法正确的是( )A．物质是由大量分子组成的B．－2 ℃时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动C．分子势能随分子间距离的增大，可能先减小后增大D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小解析 物质是由大量分子组成的，A 项正确；分子是永不停息地做无规则运动的，B 项16错误；在分子间距离增大时，如果先是分子力做正功，后是分子力做负功，则分子势能是先减小后增大的，C 项正确；分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力变化得快，D 项正确。答案 ACD 2．(多选)如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解析 气体为封闭气体，体积不变，分子平均间距不变，分子引力和斥力不变，C 项错误；外筒隔热，气体温度升高，内能增大，A 项正确；由理想气体状态方程可知，气体温度升高，体积不变，压强增大，B 项正确；温度升高，分子平均速率增大，但不是所有气体分子速率都增大，D 项错误。答案 AB 3．(多选)用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔 10 s 记下它的位置，得到了 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 等点，再用直线依次连接这些点，如图所示。则下列说法正确的是( )A．花粉颗粒的运动就是热运动B．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的轨迹C．在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不等D．从花粉颗粒处于 a 点开始计时，经过 36 s，花粉颗粒可能不在 de 连线上解析 热运动是分子的运动，而不是固体颗粒的运动，故 A 项错误；既然无规则，微17粒在每个 10 秒内也是做无规则运动，并不是沿连线运动，故 B 项错误；在这 6 段时间内的位移大小并不相同，故平均速度大小不等，故 C 项正确；由运动的无规则性知 D 项正确。答案 CD 4．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( )A．放热B．压强减小C．分子的热运动加剧D．分子间的引力和斥力都减小解析 温度不变，洗衣缸内水位升高时，封闭气体体积减小，压强增大，外界对气体做功， W0，又因 Δ U＝0，由 Δ U＝ W＋ Q 知， Q0，即气体放出热量，A 项正确，B 项错误；因为温度不变，C 项错误；因为气体体积减小，所以分子间的引力和斥力都增大，D 项错误。答案 A 1第 2 讲 固体 液体和气体微知识 1 固体和液体1．晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类。晶体分单晶体和多晶体。(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有一定的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点。(3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。2．液体(1)液体的表面张力①概念：液体表面各部分间互相吸引的力。②作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。③方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。④大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。(2)液晶①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变。(3)毛细现象浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象。3．饱和汽 湿度(1)饱和汽与未饱和汽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。(2)饱和汽压①定义：饱和汽所具有的压强。②特点：饱和汽压随温度而变。温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。(3)湿度①定义：空气的潮湿程度。②绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。2③相对湿度：在某一温度下，空气中的水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比，即相对湿度( B)＝ ×100%水 蒸 气 的 实 际 压 强  p1同 温 度 水 的 饱 和 气 压  p2 。微知识 2 气体1．气体分子运动的特点及运动速率统计分布2．理想气体(1)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。(2)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。3．气体的状态参量(1)压强；(2)体积；(3)温度。4．气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。(2)大小：气体的压强在数值上等于气体作用在单位面积上的压力。公式 p＝ 。FS5．气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律①内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比。②公式： p1V1＝ p2V2或 pV＝ C(常量)(2)等容变化——查理定律①内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比。②公式： ＝ 或 ＝ C(常量)。p1T1 p2T2 pT③推论式：Δ p＝ ·Δ T。p1T1(3)等压变化——盖－吕萨克定律①内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。3②公式： ＝ 或 ＝ C(常量)。V1T1 V2T2 VT③推论式：Δ V＝ ·Δ T。V1T1(4)理想气体状态方程一定质量的理想气体状态方程： ＝ 或 ＝ C(常量)。p1V1T1 p2V2T2 pVT一、思维辨析(判断正误，正确的画“√” ，错误的画“×” 。)1．单晶体和多晶体都具有各向异性的特征。(×)2．船浮于水面是由于液体的表面张力作用。(×)3．当人们感觉潮湿时，空气的绝对湿度一定较大。(×)4．气体的压强是由于气体分子频繁地碰撞器壁产生的。(√)5．一定质量的理想气体的内能完全由温度来决定。(√)6．气体的温度升高压强一定增大。(×)二、对点微练1．(固体的性质)如图所示，曲线 M、 N 分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间 t，纵轴表示温度 T。从图中可以确定的是( )A．晶体和非晶体均存在固定的熔点 T0B．曲线 M 的 bc 段表示固液共存状态C．曲线 M 的 ab 段、曲线 N 的 ef 段均表示固态D．曲线 M 的 cd 段、曲线 N 的 fg 段均表示液态解析 晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点。晶体在熔化过程中，是固液共存的，故 B 项正确。答案 B 2．(液体的性质)(多选)下列哪些现象中，表面张力起了作用( )4A．身体纤细的小虫在平静的水面上自由活动B．小船浮在水面上C．毛笔插入水中，笔毛散开，拿出水面，笔毛合拢在一起D．打湿的鞋袜不容易脱下来答案 ACD 3．(气体实验定律)某自行车轮胎的容积为 V，里面已有压强为 p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到 p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是 p0的空气的体积为( )A. V B. Vp0p pp0C. V D. V(pp0－ 1) (pp0＋ 1)解析 设需充入体积为 V′的空气，以 V、 V′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有 ＝ ，得 V′＝ V。p0 V＋ V′ T pVT (pp0－ 1)答案 C 4．(气体实验定律的微观解释)对于一定质量的气体，下列叙述正确的是( )A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数可能增大C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大解析 气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数，是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的，选项 A 和 D 都是单位体积内的分子数增大，但分子的平均速率如何变化却不知道；选项 C 由温度升高可知分子的平均速率增大，但单位体积内的分子数如何变化未知，所以选项 A、D、C 都不能选。答案 B 见学生用书 P195微考点 1 固体和液体的性质 核|心|微|讲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。5(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。典|例|微|探【例 1】 (多选)下列说法正确的是( )A．将一块晶体敲碎后，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【解题导思】(1)晶体在某些物理性质上一定是各向异性吗？答：不一定，单晶体在某些物理性质上具有各向异性的特点，但多晶体在物理性质上是各向同性的。(2)晶体和非晶体在熔化过程中有何不同？答：晶体和非晶体在熔化过程中都要吸热，但晶体在熔化过程中温度保持不变，但非晶体在熔化过程中温度发生变化。 解析 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项 A 错误；单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项 B 正确；金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项 C 正确；晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化，如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项 D 正确；晶体在熔化过程中，温度不变，但内能改变，故选项 E 错误。答案 BCD(1)单晶体的各向异性是指晶体的某些物理性质显示各向异性。(2)不能从形状上区分晶体与非晶体。(3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。(4)液晶既不是晶体也不是液体。题|组|微|练1．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )6A．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答案 BC 2．关于饱和汽和相对湿度，下列说法错误的是( )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汽压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，饱和汽压可能会减小D．相对湿度过小时，人会感觉空气干燥解析 饱和汽压是液体的一个重要性质，它的大小取决于液体的本性和温度，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 项正确；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汽压，故项 B 正确；温度升高，饱和气压增大，故 C 项错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥，故 D 项正确。答案 C 微考点 2 气体实验定律和理想气体的状态方程 核|心|微|讲1．气体实验定律的比较72.理想气体的状态方程(1)状态方程： ＝ 或 ＝ C。p1V1T1 p2V2T2 pVT(2)应用状态方程解题的一般步骤①明确研究对象，即某一定质量的理想气体。②确定气体在始、末状态的参量 p1、 V1、 T1及 p2、 V2、 T2。③由状态方程列式求解。④讨论结果的合理性。典|例|微|探【例 2】 (2017·全国卷Ⅰ)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、K 3； 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、K 3，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。8(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。【解题导思】(1)打开 K2达到稳定时活塞上方和下方的气体压强有何关系？答：由于不计活塞的质量，所以打开 K2达到稳定时两部分气体的压强相等。(2)打开 K3，活塞上升还是下降？答：打开 K3，由于活塞上方气体压强减小，所以活塞要上升。 解析 (1)设打开 K2后，稳定时活塞上方气体的压强为 p1，体积为 V1。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p0V＝ p1V1，①(3p0)V＝ p1(2V－ V1)，②联立①②式得V1＝ ，③V2p1＝2 p0。④(2)打开 K3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 V2(V2≤2 V)时，活塞下气体压强为 p2，由玻意耳定律得(3p0)V＝ p2V2，⑤由⑤式得p2＝ p0，⑥3VV2由⑥式知，打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止；此时 p2为 p2′＝ p0。32(3)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 ＝ ，⑦p2′T1 P3T2将有关数据代入⑦式得p3＝1.6 p0。9答案 (1) 2 p0 (2 )顶部 (3)1.6 p0V2题|组|微|练3．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 Δ p 与气泡半径 r之间的关系为 Δ p＝ ，其中 σ ＝0.070 N/m。现让水下 10 m 处一半径为 0.50 cm 的气泡2σr缓慢上升。已知大气压强 p0＝1.0×10 5 Pa，水的密度 ρ ＝1.0×10 3 kg/m3，重力加速度大小 g 取 10 m/s2。(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 r1，气泡内外压强差为 Δ p1，则Δ p1＝ ，①2σr1代入题给数据得 Δ p1＝28 Pa。②(2)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，气泡内外压强差为 Δ 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＝ p2V2，③由力学平衡条件有p1＝ p0＋ ρgh ＋Δ p1，④p2＝ p0＋Δ p2，⑤气泡体积 V1和 V2分别为V1＝ π r ，⑥43 31V2＝ π r ，⑦43 32联立③④⑤⑥⑦式得3＝ 。⑧(r1r2) p0＋ Δ p2ρ gh＋ p0＋ Δ p1由②式知，Δ p≪p0，故可略去 ⑧式中的 Δ pi项。i＝1、2，代入题给数据得＝ ≈1.3。r2r1 32答案 (1)28 Pa (2)1.34．如图所示，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。已知大活塞的质量 m1＝2.50 kg，横截面积 S1＝80.0 cm2；小活塞的质量 m2＝1.50 kg，横截面积 S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持 l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强 p＝1.00×10 5 Pa，温度 T＝303 K。初始时大活塞与大圆筒底部相距 ，两活塞间封l2闭气体的温度 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10缸壁之间的摩擦，重力加速度大小 g 取 10 m/s2。求：(1)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。(2)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。解析 (1)设初始时气体体积为 V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为 V2，温度为 T2。由题给条件得V1＝ S2 ＋ S1 ，①(l－l2) (l2)V2＝ S2l。②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)，③故缸内气体的压强不变。由盖－吕萨克定律有＝ ，④V1T1 V2T2联立①②④式并代入题给数据得T2＝330 K。⑤(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为 p1。在此后与气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 ＝ ，⑥p′T p1T2联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×10 5 Pa。答案 (1)330 K (2)1.01×10 5 Pa微考点 3 气体状态变化的图象问题 核|心|微|讲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 V－ T 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，11压强(或体积)越大。典|例|微|探【例 3】 如图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。(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 TA的值。(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。如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。【解题导思】从 A 经 B 到 C 的过程中，气体做怎样的状态变化？答： AB 过程做等压变化， BC 过程做等容变化。 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 是一个等压变化，即 pA＝ pB。根据盖－吕萨克定律可得 ＝ ，VATA VBTB所以 TA＝ TB＝ ×300 K＝200 K。VAVB 0.40.6(2)由题图甲可知，由 B→ C 是等容变化，根据查理定律得 ＝ ，pBTB pCTC所以 pC＝ pB＝ pB＝ pB＝ ×1.5×105 Pa＝2.0×10 5 Pa，TCTB 400300 43 43则可画出由状态 A→ B→ C 的 p－ T 图象如图所示。答案 见解析题|组|微|练125．如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态 a，经状态 b 变化到状态 c，在整个过程中，其体积( )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先减小后增大 D．先增大后减小解析 在整个过程中，气体的温度逐渐升高，压强逐渐减小，根据理想气体状态方程＝ c(常量)可知，其体积逐渐增大，选项 A 正确。pVT答案 A 6．一定质量的理想气体，从初始状态 A 经状态 B、 C、 D 再回到状态 A，其体积 V 与温度 T 的关系如图所示。图中 TA、 VA和 TD为已知量。(1)从状态 A 到 B，气体经历的是________(填“等温” “等容”或“等压”)过程。(2)从 B 到 C 的过程中，气体的内能________(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)从 C 到 D 的过程中，气体对外________(填“做正功” “做负功”或“不做功”)，同时________(填“吸热”或“放热”)；(4)气体在状态 D 时的体积 VD＝________。解析 (1)由题图可知，从状态 A 到 B，气体体积不变，是等容变化。(2)从 B 到 C 温度 T 不变，即分子平均动能不变，对理想气体来说即内能不变。(3)从 C 到 D 气体体积减小，外界对气体做正功， W0，所以气体对外做负功，同时温度降低，说明内能减小，由热力学第一定律 Δ U＝ W＋ Q 知气体放热。(4)从 D 到 A 是等压变化，由 ＝ 得 VD＝ VA。VATA VDTD TDTA答案 (1)等容 (2)不变 (3)做负功 放热13(4) VATDTA见学生用书 P197气体实验定律与热力学第一定律的综合应用素能培养基本思路：(1)选取研究对象研究对象可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体或部分气体(状态变化时质量须保持不变)(2)两类分析①气体实验定律：确定状态变化前后的各物理量( p、 V、 T)及满足的规律。②热力学定律：做功情况、吸放热情况和内能变化情况经典考题 (2017·全国卷Ⅲ)(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，A 项正确，C 项错误；在过程 ca 中，气体体积缩小，外界对气体做功，压强不变，温度降低，故内能减小，由热力学第一定律可得气体向外界放出热量，B项正确，E 项错误；在过程 bc 中，温度不变，内能不变，体积增大，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，D 项正确。答案 ABD 14气体实验定律与热力学定律的综合问题的处理方法(1)气体实验定律的研究对象是一定质量的理想气体。(2)解决具体问题时，分清气体的变化过程是求解问题的关键，根据不同的变化，找出与之相关的气体状态参量，利用相关规律解决。(3)对理想气体，只要体积变化，外界对气体(或气体对外界)要做功，如果是等压变化，W＝ pΔ V；只要温度发生变化，其内能就发生变化。(4)结合热力学第一定律 Δ U＝ W＋ Q 求解问题。对法对题1．(多选)一定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压过程 ab、 bc、 cd、 da 回到原状态，其 p－ T 图象如图所示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O。下列判断正确的是( )A．气体在 a、 c 两状态的体积相等B．气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能C．在过程 cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D．在过程 da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E．在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da 中气体对外界做的功解析 (1)由 ＝ c 可知， p－ T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A 项正确；pVT气体从状态 c 到状态 d 的过程温度不变，内能不变，从状态 d 到状态 a 的过程温度升高，内能增加，B 项正确；由于过程 cd 中气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C 项错误；在过程 da 中气体内能增加，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D 项错误；过程 bc 中，外界对气体做的功Wbc＝ pb(Vb－ Vc)＝ pbVb－ pcVc，过程 da 中气体对外界做的功 Wda＝ pd(Va－ Vd)＝ paVa－ pdVd，由于 pbVb＝ paVa， pcVc＝ pdVd，因此过程 bc 中外界对气体做的功与过程 da 中气体对外界做的功相等，E 项正确。答案 ABE 2.一定质量的理想气体由状态 A 变化到状态 B，压强随体积变化的关系如图所示。气体在状态 A 时的内能________(填“大于” “小于”或“等于”)状态 B 时的内能；由 A 变化到 B，气体对外界做功的大小________(填“大于” “小于” 或“等于”)气体从外界吸收15的热量。解析 由图象可知，气体在 AB 两态的 PV 乘积相等，故在 AB 两态的温度相同，即两态的内能相同；由 A 变化到 B，因气体的内能不变，故根据热力学第一定律可知，气体对外界做功的大小等于气体从外界吸收的热量。答案 等于 等于见学生用书 P1981．(2017·全国卷Ⅰ)(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16100 ℃对应的曲线，曲线下的面积都等于 1，故相等，所以 ABC 项正确。答案 ABC 2．(多选)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“天宫二号”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 固体可以分为晶体和非晶体两类，单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体没有规则的外形，故 A 项正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质具有各向异性，故 B 项错误；在围绕地球运行的“天宫二号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，故 C 项正确；相对湿度为某一被测蒸汽压与相同温度下的饱和蒸汽压的比值的百分数，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，故 D 项正确；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“中间多，两头少”的规律分布，故 E 项错误。答案 ACD 3.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 Tb和 Tc，在过程 ab 和 ac 中吸收的热量分别为 Qab和 Qac，则( )A． Tb＞ Tc， Qab＞ QacB． Tb＞ Tc， Qab＜ QacC． Tb＝ Tc， Qab＞ QacD． Tb＝ Tc， Qab＜ Qac解析 由题图知， pbVb＝ pcVc，又因为 ＝ ，所以 Tb＝ Tc。根据 Δ U＝ W＋ Q，过pbVbTb pcVcTc程 ab 和 ac 中，Δ U 相同， ab 过程对外做功， Wab＜0， Wac＝0，所以 Qab＞ Qac，C 项正确。答案 C 4．一氧气瓶的容积为 0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为 20 个大气压。某实验室每17天消耗 1 个大气压的氧气 0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到 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。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＝ p2V2，①重新充气前，用去的氧气在 p2压强下的体积为V3＝ V2－ V1，②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。③设实验室每天用去的氧气在 p0压强下的体积为 Δ V，则氧气可用的天数为N＝ V0/Δ V，④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)。⑤答案 4 天