1、 3 年高考 2 年模拟 1 年原创精品高考系列专题 14 热学 【2019 年高考考点定位】选择题的考点仍然会侧重于分子动理论，涉及到布朗运动和扩散现象，分子动能和分子势能与温度的关系，分子力和分子间距离的关系，做功和热传递，另外一个侧重点在分子实验定律即玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律，个别选项会涉及到物态和物态变化。对分子动理论、热传递和做功部分是选修 3-3 的重点，也是非选择题命题的重点。对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即理想气体状态方程 ，非选择题一般会选择这个点命题，突破点12pVT在于活塞的受力分析，注意初末状态的温度体积的变化。【考点 pk】名师考点透
2、析考点一、分子动理论【名师点睛】1物质是由大量分子组成的：分子直径数量级为 ，可以通过单分子油膜法测分子直径，即根据单分子10m油膜的体积和面积计算分子直径。1 mol 任何物质都含有相同的分子数即 2316.0ANmol，摩尔质量即2316.0ANmol个分子的总质量，对于气体来说，摩尔体积等于 个分子所占的总体积，而不是231.0Al分子的体积和。2扩散现象和布朗运动：不同物质彼此进入对方的现象叫扩散，其实质是分子的无规则运动引起的。温度越高扩散越快说明分子运动越剧烈。悬浮在液体中的小颗粒永不停息的做无规则运动叫布朗运动，布朗运动时固体小颗粒的运动，不是分子的运动，固体小颗粒运动的原因是受
3、到液体分子无规则运动的撞击，所以说布朗运动不是分子的运动，但可以说明液体分子在做无规则的运动。温度越高运动越剧烈所以把分子的运动叫做分子热运动。3分子力：分子间既有引力又有斥力，分子引力和分子斥力都会随分子距离的增大而减小，但是斥力减小的更快。如下图，当分子间距离大于 时，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，当分子距离小于 时，分子斥0r 0r力大于引力，分子力表现为斥力。4分子内能：分子内能包括分子势能和分子动能，分子动能与温度有关，温度越高分子动能越大，温度是分子平均动能的唯一标志。分子势能主要看分子力做功，若分子力做正功分子势能减小，若分子力做负功，分子势能增大，比如分子距离大于 时，分
4、子距离增大，分子力表现为引力做负功分子势能增大。对气体而言，一般0r不考虑分子势能，因为分子距离太多分子力忽略不计。改变内能两种方式即做功和热传递，气体对外做功内能减少，外界对其他做功内能增加。同样，物体吸收热量内能增加，放出热量内能减少。5气体压强是大量气体分子无规则运动对容器壁的撞击产生的，大小等于单位面积容器壁上受到的气体分子平均撞击力，而大气压强则是由于大气重力而产生的压强。考点二、气体实验定律【名师点睛】1玻意耳定律： pVC（C 为常量）等温变化；2查理定律： pCT（C 为常量）等容变化3盖吕萨克定律： VCT（C 为常量）等压变化4理想气体：遵守三个实验定律的气体即可成为理想气
5、体，综合三个实验定律可得理想气体状态方程 pVCT。考点三、物态和物态变化【名师点睛】1晶体和非晶体：前者有固定的熔点，后者没有固定的熔点.晶体又分为单晶体和多晶体，单晶体的原子排列是有规则的，多晶体的原子排列是没有规则的。单晶体的部分物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的部分性质表现为各向同性。2表面张力：液体表面各部分之间相互吸引的力即表面张力，表面张力使得液面具有收缩到表面最小的趋势，如露珠。3液晶：液晶分子既排列有序显示各向异性，像是晶体，但液晶分子又可以自由移动位置，具有流动性像是液体。4饱和气和未饱和气：与液体处于动态平衡的蒸汽称为饱和气，没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和汽。饱和
6、气所具有的气压叫做饱和气压，空气中所含水蒸气的压强称为绝对湿度，而绝对湿度和同温度下水的饱和气压的比值叫做相对湿度.考点四、热力学定律【名师点睛】【名师点睛】1、热力学第一定律（1）内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功 W 与物体从外界吸收的热量 Q 之和等于物体的内能的增加量 U。（2）数学表达式为： U W+Q（3）符号法则：（4）绝热过程 Q0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”（5）对理想气体： U 取决于温度变化，温度升高 U0，温度降低 U0；特例：如果是气体向真空扩散， W02、能量守恒定律：（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从
7、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。（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。（违背能量守恒定律）3、热力学第二定律（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。（2）说明：“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。（3）热力学第
8、二定律的两种表述克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。（4）第二类永动机：设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。【试题演练】1下列说法正确的是_。A. 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规律排列B. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 C. 因为布朗运
9、动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动叫分子热运动D. 知道阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体中分子间的平均距离E. 当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，水中还会有水分子飞出水面【答案】 BDE【解析】A. 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按不同的规律排列，显示处不同的性质，如金刚石和石墨，故 A 错误；B. 根据热力学第二定律知热量只能够自发地从高温物体传到低温物体，但也可以通过热机做功实现从低温物体传递到高温物体，故 B 正确；C. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，但它不是分子的热运动，它反映了液体分子无规则的热运动，故 C 错误；D. 利用阿伏伽德罗常数，气体的
10、摩尔质量和密度，可以估算出气体分子间的平均距离，故 D 正确；E. 当水面上方的水蒸气达到饱和状态时，单位时间内从水中出来的水分子和从空气进入水中的水分子个数相等，达到一种动态平衡，故 E 正确。故选： BDE。2下列说法正确的是_。 （填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） 。A两个分子间的距离 r 存在某一值 r0（平衡位置处） ，当 r 大于 r0时，分子间斥力大于引力；当 r 小于 r0时分子间斥力小于引力B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以反映出分子在做无规则运动C用手捏面包，面包体积会缩
11、小，说明分子之间有间隙D随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终还是达不到绝对零度E对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少【答案】 BDE3关于热现象和热学规律，下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） 。A. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，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大，布朗运动就越不明显C. 一定质量的理想气体，保持气体的体积不变，温度越高，压强越大D. 一定温度下，饱和汽的压强是
12、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和热力学第一定律【答案】 BCD【解析】A、只要知道液体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，则摩尔体积除以阿伏伽德罗常数就是液体分子的体积但此处是气体，所以不对故 A 错误；B、悬浮在液体中的固体微粒越小，来自各方向的撞击抵消的越少，则布朗运动就越明显故 B 正确；C、一定质量的气体，保持气体的体积不变，则分子数密度一定，温度越高，分子热运动的平均动能越大，对器壁的平均撞击力越大，由 得压强越大，故 C 正确；D、一定温度下，nPRTV如果汽跟产生这个汽的液体处于动态平衡，这个汽叫做饱和汽饱和汽温度升高，饱和汽压强变大，温度降低时，饱和汽压强
13、变小饱和汽压强与体积无关故 D 正确；E、第二类永动机不可能制成，但它也不违反了能量守恒故 E 错误；故选 BCD.【点睛】已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，还要知道气体的摩尔质量，才能计算体积；布朗运动与固体颗粒大小，温度等有关；明确影响气体压强的微观因素是分子数密度和分子热运动的平均动能；第二永动机并未违反能量的转化与守恒，而是违反了热力学第二定律【三年高考】 16、17、18 年高考真题及其解析1关于分子动理论，下列说法正确的是A. 气体扩散的快慢与温度无关B. 布朗运动是液体分子的无规则运动C. 分子间同时存在着引力和斥力D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大【来源】2018 年
14、全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 C点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。2如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_A. 空气的相对湿度减小B. 空气中水蒸汽的压强增大C. 空气中水的饱和气压减小D. 空气中水的饱和气压增大【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 A点睛：本题考查湿度温度计的原理、分
15、子速率分布的特点和热力学第一定律，解题的关键是要理解热力学的基本概念、弄清热力学第一定律各物理量的含义，注意气体等压变化过程中（ C A）应用 计算外界对WPV气体做的功。3一定量的氧气贮存在密封容器中，在 T1和 T2温度下其分子速率分布的情况见右表则 T1_（选填“大于”“小于”或“等于” ） T2若约 10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为 T1，则在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比_（选填“大于” “小于”或“等于” ）18.6%【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 大于 等于【解析】分子速率
16、分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以 T1大于 T2；泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为 18.6%4对于实际的气体，下列说法正确的是_。 （填正确答案标号，选对 1 个给 2 分，选对 2 个得 4 分，选对3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0 分）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
17、能【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II 卷）【答案】 BDE【解析】ABCE、气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故 AC 错，BE 对；D、根据热力学第一定律 知道 ，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能=+不变，故 D 正确；故选 BDE点睛：不仅要知道内能是什么，还要知道改变内能的方式是什么。5如图，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态 b，其过程如 p-V 图中从 a 到 b 的直线所示。在此过程中_。 （填正确答案标号，选对 1 个给 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分
18、，最低得分 0 分）A气体温度一直降低B气体内能一直增加C气体一直对外做功D气体一直从外界吸热E气体吸收的热量一直全部用于对外做功【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III 卷）【答案】 BCD6如图，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历过程、到达状态 e，对此气体，下列说法正确的是_。 （填正确答案标号，选对 1 个给 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0 分）A过程中气体的压强逐渐减小B过程中气体对外界做正功C过程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【来源
19、】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标 I 卷）【答案】 BDE7如图所示，一定质量的理想气体在状态 A 时压强为 2.0105 Pa，经历 A B C A 的过程，整个过程中对外界放出 61.4 J 热量求该气体在 A B 过程中对外界所做的功【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 气体对外界做的功为 138.6 J【解析】整个过程中，外界对气体做功 W=WAB+WCA，且 WCA=pA（ VCVA）由热力学第一定律 U=Q+W，得 WAB=（ Q+WCA）代入数据得 WAB=138.6 J，即气体对外界做的功为 138.6 J8如图，一竖直放
20、置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口 a 和 b，a、b 间距为 h，a 距缸底的高度为 H；活塞只能在 a、b 间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为 m，面积为 S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为 p0，温度均为 T0。现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达 b 处。求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。重力加速度大小为 g。【来源】2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II 卷）【答案】 =(0+)【解析】试题分析：由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭
21、气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达 b 处，设此时汽缸中气体的温度为 T2；活塞位于 a 处和b 处时气体的体积分别为 V1和 V2。根据盖吕萨克定律有11=22式中V1=SHV2=S（ H+h）联立式解得2=(1+)(1+0)0从开始加热到活塞到达 b 处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为=(0+)故本题答案是： =(0+)点睛：本题的关键是找到不同状态下的气体参量，再利用气态方程求解即可。9在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的
22、长度分别为 l1=18.0 cm 和 l2=12.0 cm，左边气体的压强为 12.0 cmHg。现将 U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边。求 U 形管平放时两边空气柱的长度。在整个过程中，气体温度不变。【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III 卷）【答案】 7.5 cm1=2+（ 12）式中 为水银密度， g 为重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1p2l2=pl2l1 l1=l2l2由式和题给条件得l1=22.5 cml2=7.5 cm10如图，容积为 V 的汽缸由导热材料制成，面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分
23、，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门 K。开始时，K 关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0， 现将 K 打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为 时，将 K 关闭，活塞平衡时其下方气体8的体积减小了 ，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为 g。求流入汽缸内液体的质量。6【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标 I 卷）【答案】 =15026【解析】本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。2=26=3设活塞上方液体的质量为 m，由力的平衡条件得2=1+联立以上各式得=150261【2017北京卷】以下关于热
24、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【答案】C【考点定位】分子动理论【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小。2【2017新课标卷】 （5 分）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_。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）
25、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【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。【考点定位】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曲线【名师点睛】本题主要抓住温度是
26、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的特点。3【2017新课标卷】 （5 分）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，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气缸。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_（选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4分，选对 3 个得 5 分；每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）。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
27、体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变【答案】ABD【名师点睛】此题考查学生对热力学第一定律的理解和运用能力；要知道气体在向真空膨胀时不对外做功；绝热状态时 Q=0；理想气体的内能只与温度有关。4【2017江苏卷】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 VT 图象如图 12A1 图所示下列说法正确的有_（A） A B 的过程中，气体对外界做功（B） A B 的过程中，气体放出热量（C） B C 的过程中，气体压强不变（D） A B C 的过程中，气体内能增加【答案】BC【解析】由图知 A B 的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以 A 错误；根据热力学
28、定律知，A B 的过程中，气体放出热量，B 正确； B C 的过程为等压变化，气体压强不变，C 正确； A B C 的过程中，温度降低，气体内能减小，故 D 错误【考点定位】理想气体状态方程 热力学第一定律【名师点睛】两个过程： A 到 B 等温变化， B 到 C 等压变化5【2017新课标卷】（5 分）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_（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为
29、0 分）。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【考点定位】理想气体的等容变化、等压变化和等温变化、热力学第一定律【名师点睛】本题考查了理想气体的三种特殊状态变化，等容变化、等压变化和等温变化，考查了其中气体与外界的能量交换情况及热力学第一定律，解题时要分析清楚图象，根据理想气体状态方程与热力学第一定律解题。6【2017江苏卷】题 12A2（甲）和（乙）图中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，
30、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【答案】甲 乙【解析】温度相同，颗粒越大，布朗运动越不明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，温度越高，布朗运动越明显，故乙中水分子的热运动较剧烈【考点定位】布朗运动【名师点睛】本题主要考查布朗运动，布朗运动与悬浮在液体中颗粒的大小及液体的温度有关7【2017江苏卷】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 3109 m 的球，已知阿伏加德罗
31、常数为 6.01023 mol1请估算该蛋白的密度（计算结果保留一位有效数字）【答案】3310kg/m【考点定位】阿伏加德罗常数【名师点睛】本题主要考查阿伏加德罗常数，摩尔质量、摩尔体积等物理量间的关系，记得公式，用心计算，小心有效数字的要求即可8【2017新课标卷】 （10 分）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
32、倍后关闭 K1。已知室温为 27 ，汽缸导热。（i）打开 K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开 K3，求稳定时活塞的位置；（iii）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】（i） V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0【解析】 （i）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01p203Vp由式知，打开 K3后活塞上升直到 B 的顶部为止；此时 p2为 03（iii）设加热后活塞下方气体的压强为 p3，气体温度从 T1=300 K
33、升高到 T2=320 K 的等容过程中，由查理定律得 321pT将有关数据代入式得p3=1.6p0【考点定位】玻意耳定律、查理定律【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。9【2017新课标卷】 （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。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为 m0，求充气后它还能
34、托起的最大质量。【答案】 （i） （ii） （iii）0bgVTagVT000baVTm【解析】 （i）设 1 个大气压下质量为 m 的空气在温度 T0时的体积为 V0，密度为0m温度为 T 时的体积为 VT，密度为： ()TV由盖-吕萨克定律可得： 0联立解得： 0()T气球所受的浮力为： bfgV【考点定位】盖-吕萨克定律；物体的平衡【名师点睛】此题是热学问题和力学问题的结合题；关键是知道阿基米德定律，知道温度不同时气体密度不同；能分析气球的受力情况列出平衡方程。10【2017新课标卷】（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 K
35、1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 的容积为 V0，水银的密度为 ，重力加速度大小为 g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。【答案】（i）204()gdhVl（ii）204gdlV【解析】（i）水银面上升至 M 的下端使玻璃泡中的气体恰好被封住，设此
36、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中的水银面比顶端低 h；设此时封闭气体的压强为 p1，体积为 V1，则204dlV21h【考点定位】玻意耳定律【名师点睛】此题主要考查玻意耳定律的应用，解题关键是确定以哪一部分气体为研究对象，并能找到气体在不同状态下的状态参量，然后列方程求解。1 【2016江苏卷】在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸汽的变化情况为A压强变小 B压强不变 C一直是饱和汽 D变为未饱和汽【答案】AC【考点定位】饱和汽【
37、方法技巧】高压锅的密封的，在冷却的过程中，锅内水蒸汽与锅内的液体处于动态平衡。2【2016上海卷】如图，粗细均匀的玻璃管 A 和 B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在 A 管内，初始时两管水银面等高， B 管上方与大气相通。若固定 A 管，将 B 管沿竖直方向缓慢下移一小段距离 H， A 管内的水银面高度相应变化 h，则A h=H B h C h= D hH2H2H2【答案】B【解析】根据题意，原来 A、 B 管内的水银高度相同，有 ； B 管下移后，设 A 管水银下移高度为 h， B 管0Ap内水银末位置高度如图所示， A、 B 管内末位置水银高度差为 ，则 B 管内水银初、末位
38、置高度差为： ，1h 1可以计算 B 管下降的高度为： ，此时由于 A 管内水银下降，则 A 管内气体体积增加，压强减小，即12Hh，此时有： ，计算得 ，最后有： ，由于0Ap10Ahp 0(2)pgHp02ApHhg，所以 ，故选项 B 正确。2【考点定位】气体压强 【方法技巧】先分析 B 管下降前，封闭气体压强与大气压相等， ；再分析 B 管下降后，封闭气体压强与0Ap大气压关系： ，分析时注意 A 管和 B 管内水银下降的高度和等于 H 这个关系，0(2)ApgHhp。12Hh3 【2016上海卷】某气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m 。若 1 摩尔该气体的体积为 Vm，密度为 ，则
39、该气体单位体积分子数为（阿伏伽德罗常数为 NA）A B C DmNVmVAN【答案】ABC【考点定位】阿伏伽德罗常数、物质的量【方法技巧】首先通过阿伏伽德罗常数和摩尔体积相比可以得到气体单位体积内的分子数，再通过选项结论反推，反推过程中要注意各物理量的意义。4 【2016北京卷】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） 。某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾
40、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APM10 表示直径小于或等于 1.010-6 m 的悬浮颗粒物BPM10 受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力CPM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5 的浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【解析】根据题给信息可知 ，A 错误；由于颗粒物处于静止状态，其受到空气分子6PM10m01d作用力的合力与重力等大反向，故 B 错误；PM10 和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，C 正确；因为 PM10
41、的浓度随高度的增加略有减小，而 PM10 中含有 PM2.5，所以 PM2.5 的浓度也应随高度的增加略有减小，D 错误。【考点定位】考查了布朗运动【方法技巧】对于信息题，不要过多注意题目的长度，一定要仔细阅读题文，从题文中找出相应的信息，布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，布朗运动既不是颗粒分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映。5 （4 分） 【2016海南卷】一定量的理想气体从状态 M 可以经历过程 1 或者过程 2 到达状态 N，其 pV 图象如图所示。在过程 1 中，气体始终与外界无热量交换
42、；在过程 2 中，气体先经历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列说法正确的是_。 （填入正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 3 分，选对 3 个得 4 分；有选错的得 0 分）A气体经历过程 1，其温度降低B气体经历过程 1，其内能减小C气体在过程 2 中一直对外放热D气体在过程 2 中一直对外做功E气体经历过程 1 的内能改变量与经历过程 2 的相同【答案】ABE【考点定位】气体的等容变化和等压变化、热力学第一定律、气体的等温变化【名师点睛】本题考查了判断气体吸热与放热情况、气体内能如何变化，分析清楚图示图象、由理想气体状态方程与热力学第一定律即可正确解题。6 【2
43、016全国新课标卷】 （5 分）关于热力学定律，下列说法正确的是_。 （填正确答案标号。选对 1个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）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【答案】BDE【考点定位】热力学定律、理想气体的性质【名师点睛】本题主要考查了热力学定律、理想气体
44、的性质。此题考查了热学中的部分知识点，都比较简单，但是很容易出错，解题时要记住热力学第一定律 E=W+Q、热力学第二定律有关结论以及气体的状态变化方程等重要的知识点。7 【2016全国新课标卷】 （5 分）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 pT 图像如图所示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O。下列判断正确的是_。 （填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）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
45、 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【答案】ABE【解析】由理想气体状态方程 PV=nRT 知 ， a 与 c 的体积相等，选项 A 正确。理想气体的内能由温度nRPTV决定，而 TcTa，故 a 的内能大于 c 的内能，选项 B 正确。由热力学第一定律 U=Q+W 知， cd 过程温度不变（内能不变） ，则 Q=W，选项 C 错误。 da 过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，选项 D 错误。bc 过程中外界对气体做的
46、功 Wbc=pc(VbVc)， da 过程中气体对外界做的功 Wda=pa(VaVd)，对两个等温变化过程有 paVa=pcVb， pcVc=paVd，联立各式得 Wbc=paVapcVc， Wda= paVapcVc，选项 E 正确。故选 ABE。【考点定位】理想气体状态方程、热力学第一定律【名师点睛】此题主要考查理想气体的状态变化方程以及热力学第一定律；解题关键是弄清图线的物理意义，并能从图象中获取信息；热力学第一定律也是常考的知识点，要掌握表达式 U=Q+W，并能理解公式中各个物理量的含义及符号法则。8 【2016全国新课标卷】关于气体的内能，下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对 1
47、 个得 2分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） 。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【答案】CDE【考点定位】考查了分子热运动【方法技巧】理想气体是一种理想化的物理模型，实际上并不存在；理想气体的内能仅与温度有关，与气体的体积无关；实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体。二、非选择题9 【2016江苏卷】如题 12A1 图所示，在斯特林循环的 pV 图象中，一定质量理想气体从状态 A 依次经过状态 B、 C 和 D 后再回到状态 A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成 B C 的过程中，单位体积中的气体分子数目 （选填“增大” 、 “减小”或“不变” ） 状态 A 和状态 D 的气体分子热运动速率的统计分布图象如题 12A2 图所示，则状态 A 对应的是 （选填“”或“” ） 【答案】不变 【解析】由题图知 B C 的过程中气体的体积不变，所以密度不变，即单位体积中的气体分子数目不变；因当温度升高，分子热运动加剧，速率
