[高考命題解讀]分析年份高考(全國卷)四年命題情況對照分析1.考查方式從近幾年高考題來看，對于熱學內容的考查，形式比較固定，一般第(1)問為選擇題，5個選項，并且是對熱學單一知識點從不同角度設計問題；第(2)問計算題始終圍繞氣體性質進行命題，且為液體封閉或活塞封閉的兩類模型的交替命題.2.命題趨勢明年的命題仍將是堅持以上考查方式的特點和規律，在創設新情景和題給信息方面可能有突破.題號命題點2014年Ⅰ卷33題第(1)問選擇題，氣體的狀態變化及圖象問題第(2)問計算題，活塞封閉氣體的多狀態變化問題Ⅱ卷33題第(1)問選擇題，熱現象問題的組合第(2)問計算題，活塞封閉的關聯氣體模型問題2015年Ⅰ卷33題第(1)問選擇題，晶體和非晶體的性質及區別第(2)問計算題，活塞封閉氣體的多狀態變化問題Ⅱ卷33題第(1)問選擇題，擴散現象的相關內容第(2)問計算題，液體封閉氣體的多狀態變化問題2016年Ⅰ卷33題第(1)問選擇題，內能及熱力學定律的相關內容第(2)問計算題，水下氣泡內外壓強問題，是信息給予題Ⅱ卷33題第(1)問選擇題，氣體的狀態變化及圖象問題第(2)問計算題，等溫狀態下的變質量問題Ⅲ卷33題第(1)問選擇題，內能的相關內容第(2)問計算題，活塞與液柱封閉關聯氣體的多過程問題2017年Ⅰ卷33題第(1)問選擇題，考查分子速率及分布第(2)問計算題，活塞封閉氣體的氣體實驗定律的應用Ⅱ卷33題第(1)問選擇題，熱力學第一定律的理解第(2)問計算題，受力分析及氣體實驗定律的應用Ⅲ卷33題第(1)問選擇題，熱力學第一定律的理解第(2)問計算題，液體封閉氣體的氣體實驗定律的應用第1講分子動理論內能一、分子動理論1.物體是由大量分子組成的(1)分子的大小①分子的直徑(視為球模型)：數量級為10－10m；②分子的質量：數量級為10－26kg.(2)阿伏加德羅常數①1mol的任何物質都含有相同的粒子數.通常可取NA＝6.02×1023mol－1；②阿伏加德羅常數是聯系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁.2.分子永不停息地做無規則運動(1)擴散現象①定義：不同物質能夠彼此進入對方的現象；②實質：擴散現象并不是外界作用引起的，也不是化學反應的結果，而是由分子的無規則運動產生的物質遷移現象，溫度越高，擴散現象越明顯.(2)布朗運動①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息的無規則運動；②實質：布朗運動反映了液體分子的無規則運動；③特點：顆粒越小，運動越明顯；溫度越高，運動越劇烈.(3)熱運動①分子的永不停息的無規則運動叫做熱運動；②特點：分子的無規則運動和溫度有關，溫度越高，分子運動越激烈.3.分子間同時存在引力和斥力(1)物質分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現出的分子力是引力和斥力的合力；(2)分子力隨分子間距離變化的關系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快；(3)分子力與分子間距離的關系圖線由分子間的作用力與分子間距離的關系圖線(如圖1所示)可知：圖1①當r＝r0時，F引＝F斥，分子力為零；②當r＞r0時，F引＞F斥，分子力表現為引力；③當r＜r0時，F引＜F斥，分子力表現為斥力；④當分子間距離大于10r0(約為10－9m)時，分子力很弱，可以忽略不計.自測1根據分子動理論，下列說法正確的是()A.一個氣體分子的體積等于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數之比B.顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒所做的不停地無規則運動，就是分子的運動C.分子間的相互作用的引力和斥力一定隨分子間的距離增大而增大D.分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大答案D解析由于氣體分子的間距大于分子直徑，故氣體分子的體積小于氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數之比，故A錯誤；顯微鏡下觀察到的墨水中的小炭粒不停地無規則運動，是布朗運動，它是分子無規則運動的體現，但不是分子的運動，故B錯誤；分子間的相互作用力隨分子間距離增大而減小，但斥力減小得更快，故C錯誤；若分子間距是從小于平衡距離開始變化，則分子力先做正功再做負功，故分子勢能先減小后增大，故D正確.二、溫度和內能1.溫度一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度.2.兩種溫標攝氏溫標和熱力學溫標.關系：T＝t＋273.15K.3.分子的動能(1)分子動能是分子熱運動所具有的動能；(2)分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動動能的平均值，溫度是分子熱運動的平均動能的標志；(3)分子熱運動的總動能是物體內所有分子熱運動動能的總和.4.分子的勢能(1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能.(2)分子勢能的決定因素①微觀上：決定于分子間距離和分子排列情況；②宏觀上：決定于體積和狀態.5.物體的內能(1)概念理解：物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，是狀態量；(2)決定因素：對于給定的物體，其內能大小由物體的溫度和體積決定，即由物體內部狀態決定；(3)影響因素：物體的內能與物體的位置高低、運動速度大小無關；(4)改變物體內能的兩種方式：做功和熱傳遞.自測2(多選)對內能的理解，下列說法正確的是()A.系統的內能是由系統的狀態決定的B.做功可以改變系統的內能，但是單純地對系統傳熱不能改變系統的內能C.不計分子之間的分子勢能，質量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內能D.1g100℃水的內能小于1g100℃水蒸氣的內能答案AD解析系統的內能是一個只依賴于系統自身狀態的物理量，所以是由系統的狀態決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統的內能，B錯誤；質量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動能相同，但它們的物質的量不同，內能不同，C錯誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子間的引力做功，分子勢能增大，所以1g100℃水的內能小于1g100℃水蒸氣的內能，D正確.命題點一微觀量估算的“兩種建模方法”1.求解分子直徑時的兩種模型(對于固體和液體)(1)把分子看成球形，d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(2)把分子看成小立方體，d＝eq\r(3,V0).提醒：對于氣體，利用d＝eq\r(3,V0)算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離.2.宏觀量與微觀量的相互關系(1)微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質量m0.(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質量m、摩爾質量M、物體的密度ρ.(3)相互關系①一個分子的質量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).②一個分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)(注：對氣體，V0為分子所占空間體積)；③物體所含的分子數：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.例1科學家可以運用無規則運動的規律來研究生物蛋白分子.資料顯示，某種蛋白的摩爾質量為66kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9m的球，已知阿伏加德羅常數為6.0×1023mol－1.請估算該蛋白的密度.(計算結果保留一位有效數字)答案1×103kg/m3解析摩爾體積V＝eq\f(4,3)πr3NA由密度ρ＝eq\f(M,V)，解得ρ＝eq\f(3M,4πr3NA)代入數據得ρ≈1×103kg/m3變式1(2018·福建泉州模擬)2015年2月，美國科學家創造出一種利用細菌將太陽能轉化為液體燃料的“人造樹葉”系統，使太陽能取代石油成為可能.假設該“人造樹葉”工作一段時間后，能將10－6g的水分解為氫氣和氧氣.已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，摩爾質量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數NA＝6.0×1023mol－1.試求：(結果均保留一位有效數字)(1)被分解的水中含有水分子的總數N；(2)一個水分子的體積V0.答案(1)3×1016個(2)3×10－29m3解析(1)水分子數：N＝eq\f(mNA,M)＝eq\f(10－6×10－3×6.0×1023,1.8×10－2)個≈3×1016個.(2)水的摩爾體積：Vmol＝eq\f(M,ρ)，一個水分子的體積V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA)＝3×10－29m3.變式2已知常溫常壓下CO2氣體的密度為ρ，CO2的摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為NA，則在該狀態下容器內體積為V的CO2氣體含有的分子數為________.在3km的深海中，CO2濃縮成近似固體的硬膠體，此時若將CO2分子看做直徑為d的球，則該容器內CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為________.答案eq\f(ρVNA,M)eq\f(πd3ρVNA,6M)解析體積為V的CO2氣體質量m＝ρV，則分子數N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρVNA,M).CO2濃縮成近似固體的硬膠體，分子個數不變，則該容器內CO2氣體全部變成硬膠體后體積約為：V′＝N·eq\f(1,6)πd3＝eq\f(πd3ρVNA,6M)命題點二布朗運動與分子熱運動1.布朗運動(1)研究對象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒；(2)運動特點：無規則、永不停息；(3)相關因素：顆粒大小、溫度；(4)物理意義：說明液體或氣體分子做永不停息的無規則的熱運動.2.擴散現象：相互接觸的物體分子彼此進入對方的現象.產生原因：分子永不停息地做無規則運動.

3.擴散現象、布朗運動與熱運動的比較現象擴散現象布朗運動熱運動活動主體分子微小固體顆粒分子區別分子的運動，發生在固體、液體、氣體任何兩種物質之間比分子大得多的微粒的運動，只能在液體、氣體中發生分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察到共同點①都是無規則運動；②都隨溫度的升高而更加激烈聯系擴散現象、布朗運動都反映分子做無規則的熱運動例2圖2甲和乙是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同.比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈.圖2答案甲乙解析對比甲、乙兩圖特點可知，乙圖中的炭粒運動劇烈，若水溫相同，顆粒越小運動越劇烈，故甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，則水溫越高，布朗運動越劇烈，故乙中水分子熱運動劇烈.例3(2017·北京理綜·13)以下關于熱運動的說法正確的是()A.水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈B.水凝結成冰后，水分子的熱運動停止C.水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈D.水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大答案C解析分子熱運動的快慢只與溫度有關，與物體速度無關，溫度越高，分子熱運動越劇烈，A錯誤，C正確；水凝結成冰后，水分子的熱運動仍存在，故B錯誤；熱運動是大量分子運動的統計規律，即溫度是分子平均動能的標志，所以溫度升高，分子的平均速率增大，并不代表每一個分子的速率都增大，故D錯誤.變式3(多選)(2015·全國卷Ⅱ·33(1))關于擴散現象，下列說法正確的是()A.溫度越高，擴散進行得越快B.擴散現象是不同物質間的一種化學反應C.擴散現象是由物質分子無規則運動產生的D.擴散現象在氣體、液體和固體中都能發生E.液體中的擴散現象是由于液體的對流形成的答案ACD解析根據分子動理論，溫度越高，擴散進行得越快，故A正確；擴散現象是由物質分子無規則運動產生的，不是化學反應，故B錯誤，C正確；擴散現象在氣體、液體和固體中都能發生，故D正確；液體中的擴散現象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無規則運動產生的，故E錯誤.變式4(多選)關于布朗運動，下列說法中正確的是()A.布朗運動就是熱運動B.布朗運動的激烈程度與懸浮顆粒的大小有關，說明分子的運動與懸浮顆粒的大小有關C.布朗運動雖不是分子運動，但它能反映分子的運動特征D.布朗運動的激烈程度與溫度有關，這說明分子運動的激烈程度與溫度有關答案CD解析布朗運動間接反映了液體分子永不停息地做無規則運動，它不是微粒的熱運動，也不是液體分子的熱運動，因此A錯誤，C正確；懸浮顆粒越小，布朗運動越顯著，這是由于懸浮顆粒周圍的液體分子對懸浮顆粒撞擊的不均衡性引起的，不能說明分子的運動與懸浮顆粒的大小有關，B錯誤；溫度越高，布朗運動越激烈，說明溫度越高，分子運動越激烈，D正確.變式5(多選)(2017·全國卷Ⅰ·33(1))氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數占總分子數的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖3中兩條曲線所示.下列說法正確的是()圖3A.圖中兩條曲線下的面積相等B.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C.圖中實線對應于氧氣分子在100℃時的情形D.圖中曲線給出了任意速率區間的氧氣分子數目E.與0℃時相比，100℃時氧氣分子速率出現在0～400m/s區間內的分子數占總分子數的百分比較大答案ABC解析根據圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示總分子數，所以圖中兩條曲線下的面積相等，選項A正確；溫度是分子平均動能的標志，且溫度越高，速率大的分子所占比例較大，所以圖中實線對應于氧氣分子平均動能較大的情形，虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形，選項B、C正確；根據曲線不能求出任意區間的氧氣分子數目，選項D錯誤；由圖線可知100℃時的氧氣分子速率出現在0～400m/s區間內的分子數占總分子數的百分比比0℃時的百分比小，選項E錯誤.命題點三分子動能、分子勢能和內能1.分子力、分子勢能與分子間距離的關系：分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關系圖線如圖4所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0).圖4(1)當r＞r0時，分子力表現為引力，當r增大時，分子力做負功，分子勢能增加.(2)當r＜r0時，分子力表現為斥力，當r減小時，分子力做負功，分子勢能增加.(3)當r＝r0時，分子勢能最小.2.內能和機械能的區別能量定義決定量值測量轉化內能物體內所有分子的動能和勢能的總和由物體內部分子微觀運動狀態決定，與物體整體運動情況無關任何物體都具有內能，恒不為零無法測量.其變化量可由做功和熱傳遞來量度在一定條件下可相互轉化機械能物體的動能及重力勢能和彈性勢能的總和與物體宏觀運動狀態、參考系和零勢能面選取有關，和物體內部分子運動情況無關可以為零可以測量

例4(多選)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖5中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近.若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是()圖5A.在r＞r0階段，F做正功，分子動能增加，勢能減小B.在r＜r0階段，F做負功，分子動能減小，勢能也減小C.在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大D.在r＝r0時，分子勢能為零E.分子動能和勢能之和在整個過程中不變答案ACE解析由Ep－r圖可知：在r＞r0階段，當r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確；在r＜r0階段，當r減小時F做負功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯誤；在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確.變式6(多選)關于物體的內能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是()A.溫度低的物體內能一定小B.溫度低的物體分子平均動能一定小C.外界對物體做功時，物體的內能不一定增加D.物體自由下落時速度增大，所以物體分子的平均動能也增大答案BC解析物體的內能與溫度、體積、物質的量均有關，物體的溫度低，其分子平均動能一定小，但其內能不一定小，A錯誤，B正確；外界對物體做功，物體同時向外界放熱，其內能不一定增加，C正確；物體的運動速度大，其運動的動能增大，但物體內部分子的平均動能不一定增大，D錯誤.

變式7如圖6所示，甲分子固定于坐標原點O，乙分子從無窮遠a處由靜止釋放，在分子力的作用下靠近甲.乙在b點合外力表現為引力，且為引力最大處，d點是分子靠得最近處.則下列說法正確的是()圖6A.乙分子在a點勢能最小B.乙分子在b點動能最大C.乙分子在c點動能最大D.乙分子在d點加速度為零答案C解析乙分子由a運動到c，分子力表現為引力，分子力做正功，動能增大，分子勢能減小，所以乙分子在c處分子勢能最小，動能最大，故A、B錯誤，C正確；由分析可知，題圖是分子力與分子間距離關系圖線，乙在d點時受到的分子力最大，所以乙分子在d處的加速度最大，故D錯誤.1.(多選)(2015·山東理綜·37(1))墨滴入水，擴而散之，徐徐混勻.關于該現象的分析正確的是()A.混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B.混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規則運動C.使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進行得更迅速D.墨汁的擴散運動是由于碳粒和水分子發生化學反應引起的答案BC解析根據分子動理論的知識可知，最后混合均勻是擴散現象，水分子做無規則運動，碳粒做布朗運動，由于布朗運動的劇烈程度與顆粒大小和溫度有關，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗運動會更明顯，則混合均勻的過程進行得更迅速，故選B、C.2.(2016·北京理綜·20)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果.霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫).某科研機構對北京地區的檢測結果表明，在靜穩的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化.據此材料，以下敘述正確的是()A.PM10表示直徑小于或等于1.0×10－6m的懸浮顆粒物B.PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力C.PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動D.PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大答案C解析PM10顆粒物的直徑小于或等于10×10－6m＝1.0×10－5m，A項錯誤；PM10受到的空氣分子作用力的合力總是在不停地變化，并不一定始終大于重力，B項錯誤；PM10和大懸浮顆粒物受到空氣分子不停地碰撞做無規則運動，符合布朗運動的條件，C項正確；根據材料不能判斷PM2.5濃度隨高度的增加而增大，D項錯誤.3.下列關于溫度及內能的說法中正確的是()A.溫度是分子平均動能的標志，所以兩個動能不同的分子相比，動能大的溫度高B.兩個不同的物體，只要溫度和體積相同，內能就相同C.質量和溫度相同的冰和水，內能是相同的D.一定質量的某種物質，即使溫度不變，內能也可能發生變化答案D解析溫度是大量分子熱運動的宏觀體現，單個分子不能比較溫度大小，A錯誤；物質的內能由溫度、體積、物質的量共同決定，故B、C均錯誤，D正確.4.由于兩個分子間的距離發生變化而使得分子勢能變小，則可以判定在這一過程中()A.分子間的相互作用力一定做了功B.兩分子間的相互作用力一定增大C.兩分子間的距離一定變大D.兩分子間的相互作用力一定是引力答案A5.某同學利用花粉顆粒觀察布朗運動，并提出以下觀點，正確的是()A.布朗運動指的是花粉微粒的無規則運動B.布朗運動指的是液體分子的無規則運動C.溫度為0℃時，液體分子的平均動能為零D.花粉微粒越大，其無規則運動越劇烈答案A解析布朗運動指懸浮在液體中的顆粒所做的無規則運動，故A正確；布朗運動不是分子的運動，只是反映了液體分子的無規則運動，故B錯誤；分子的運動是永不停息的，溫度為0℃時，液體分子的平均動能不為零，故C錯誤；微粒越小，液體溫度越高，布朗運動越劇烈，故D錯誤.6.(多選)下列說法正確的是()A.只要知道水的摩爾質量和水分子的質量，就可以計算出阿伏加德羅常數B.懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數就越多，布朗運動越明顯C.在使兩個分子間的距離由很遠(r＞10－9m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先減小后增大，分子勢能不斷增大D.溫度升高，分子熱運動的平均動能一定增大，但并非所有分子的速率都增大E.物體內熱運動速率大的分子數占總分子數比例與溫度有關答案ADE解析懸浮微粒越大，在某一瞬間撞擊它的液體分子數越多，受力越趨于平衡，布朗運動越不明顯，B錯誤.在使兩個分子間的距離由很遠(r＞10－9m)減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先增大后減小再增大，分子勢能先減小后增大，C錯誤.7.(多選)關于分子動理論的規律，下列說法正確的是()A.擴散現象說明物質分子在做永不停息的無規則運動B.壓縮氣體時氣體會表現出抗拒壓縮的力是由于氣體分子間存在斥力的緣故C.兩個分子距離減小時，分子間引力和斥力都在增大D.如果兩個系統分別與第三個系統達到熱平衡，那么這兩個系統彼此之間也必定處于熱平衡，用來表征它們所具有的“共同熱學性質”的物理量是內能E.已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為NA，則該氣體分子之間的平均距離可以表示為eq\r(3,\f(M,ρNA))答案ACE8.(多選)兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，