2015高考物理二輪復習精品資料專題12熱學【2015考綱解讀】本專題主要解決是分子動理論和熱力學定律，并從宏觀和微觀角度理解固、液、氣三態的性質。新課程標準對本部分內容要求較低，《考試說明》明確提出“在選考中不出現難題”，高考命題的形式基本上是小題的拼盤。高考對本部分內容考查的重點和熱點有以下幾個方面：1分子大小的估算；2分子動理論內容的理解；3物態變化中能量問題；4氣體實驗定律的理解和簡單計算；5固、液、氣三態的微觀解釋和理解；6熱力學定律的理解和簡單計算；7油膜法測分子直徑等內容。預測2015年高考選修33命名會涉及在以下方面：利用阿伏伽德羅常數進行微觀量估算和涉及分子動理論內容的判斷性問題，以選擇填空題形式命題；氣體壓強為背景的微觀解釋問題，以簡答形式命題，以理想氣體為研究對象考查氣體性質和熱力學定律的問題，以計算題的形式命題。【知識網絡構建】【重點知識整合】一、固體、液體、氣體微觀量的估算1．固體、液體微觀量的估算(1)分子數、分子質量的計算分子數N＝nNA＝eq\f(m,M0)NA＝eq\f(V,V0)NA分子質量m′＝eq\f(M0,NA)，其中M0為摩爾質量，V0為摩爾體積，NA為阿伏加德羅常數．(2)分子體積(分子所占空間)的估算方法每個分子的體積V′＝eq\f(V0,NA)＝eq\f(M0,ρNA)，其中ρ為固體(或液體)的密度．(3)分子直徑的估算方法如果把固體分子、液體分子看成球體，則分子直徑d＝eq\r(3,\f(6V′,π))＝eq\r(3,\f(6V0,πNA))；如果把固體、液體分子看成立方體，則d＝eq\r(3,V′)＝eq\r(3,\f(V0,NA)).利用油酸在水面上形成的單層分子膜，可得油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)，其中V、S分別為油酸的體積和油膜的面積．2．氣體分子微觀量的估算(1)物質的量n＝eq\f(V,22.4)，V為氣體在標準狀況下的體積，其單位為L.(2)分子間距的估算方法：倘若氣體分子均勻分布，每個分子占據一定的空間，假設為立方體，分子位于每個立方體的中心，則每個小立方體的邊長就是分子間距；假設氣體分子占有的體積為球體，分子位于球體的球心，則分子間距等于每個球體的直徑．特別提醒：(1)分子直徑的數量級為10－10m(2)阿伏加德羅常數NA＝6.02×1023mol－1，是聯系微觀世界和宏觀世界的橋梁．二、分子力做功及物體的內能1．分子力的特點分子間作用力(指引力和斥力的合力)隨分子間距離變化而變化的規律是：(1)r<r0時表現為斥力；(2)r＝r0時分子力為零；(3)r>r0時表現為引力；(4)r>10r0以后，分子力變得十分微弱，可以忽略不計，如圖11－1.圖11－12．分子力做功的特點及勢能的變化分子力做正功時分子勢能減小;分子力做負功時分子勢能增大.(所有勢能都有同樣結論:重力做正功重力勢能減小、電場力做正功電勢能減小.)圖11－2由上面的分子力曲線可以得出如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離而變化的圖象如圖11－2.可見分子勢能與物體的體積有關，體積變化，分子勢能也變化．3．物體的內能及內能變化項目內容備注內能分子動能分子動能各不相等分子總動能由分子個數和溫度決定溫度是分子平均動能的標志分子勢能r＝r0時,Ep最小總Ep與分子個數、分子種類、物體體積有關分子力做正功,Ep減小分子力做負功,Ep增大分子力做功時,Ek和Ep相互轉化,但二者之和不變內能的改變做功沒有熱傳遞時,W＝ΔU做功和熱傳遞在改變物體內能上是等效的實質:其他形式的能與內能的相互轉化熱傳遞沒有做功時,Q＝ΔU實質:內能在物體間的轉移三種方式:傳導、對流、輻射特別提醒：內能與機械能不同．前者由物體內分子運動和分子間作用決定，與物體的溫度和體積有關，具體值難確定，但永不為零；后者由物體的速度、物體間相互作用、物體質量決定，可以為零；內能和機械能在一定條件下可以相互轉化．三、氣體性質的比較項目內容備注氣體分子運動的特點分子間距很大,作用力很弱對理想氣體,溫度T∝Ek,內能U∝T分子間碰撞頻繁,分子運動混亂向各個方向運動的分子數相等分子速率分布呈“中間多,兩頭少”項目內容備注氣體的狀態參量溫度①T＝t＋273K②T與t間隔相等,起點不同用于解釋氣體定律壓強產生原因:大量分子頻繁碰撞器壁微觀決定因素:分子平均動能、分子密集程度四、分子動理論1．分子動理論的內容：(1)物體是由大量分子組成的：分子直徑的數量級為10－10m．分子的大小可用油膜法估測：將油酸分子看成一個個緊挨在一起的單分子層，若用V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為一滴油酸酒精溶液中純油酸的油膜面積，則分子直徑(大小)d＝eq\f(V,S).(2)分子永不停息地做無規則運動：布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的運動，既不是固體分子的運動，也不是液體分子的運動；布朗運動現象說明液體分子在做無規則運動．(3)分子間同時存在著引力和斥力：二者均隨分子間距的增大而減小，且分子斥力隨分子間距變化得比較顯著．分子力指引力和斥力的合力，當r＝r0(數量級是10－10m2．氣體壓強的微觀解釋：氣體壓強是大量氣體分子作用在單位面積器壁上的平均作用力．其微觀決定因素是分子平均動能和分子密集程度，宏觀決定因素是溫度和體積．3．內能：物體內所有分子的動能與分子勢能的總和．從微觀上看，物體內能的大小由組成物體的分子數、分子平均動能和分子間距決定；從宏觀上看，物體內能的大小由物質的量(摩爾數)、溫度和體積決定．五、熱力學定律1．熱力學第一定律：ΔU＝Q＋WΔUWQ正值負值正值負值正值負值內能增加內能減少外界對系統做功系統對外界做功系統從外界吸收熱量系統向外界放出熱量2.熱力學第二定律：反映了涉及內能的宏觀過程的不可逆性．(1)克勞修斯表述(熱傳導的方向性)：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化．(2)開爾文表述(機械能和內能轉化的方向性)：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化．(第二類永動機不可能制成)六、氣體實驗定律與理想氣體的狀態方程1．氣體實驗定律：等溫變化——玻意耳定律：p1V1＝p2V2；等容變化——查理定律：eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)；等壓變化——蓋·呂薩克定律：eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2).只適用于一定質量的氣體．2．理想氣體狀態方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C(恒量)．適用于一定質量的理想氣體．【高頻考點突破】考點一分子動理論的應用1.分子動理論是整個熱學的基礎,這部分內容在歷年的高考題中均有所體現,幾乎都是以選擇題的形式出現,主要涉及分子微觀量的估算、分子熱運動的規律和對布朗運動實質的理解、分子力與分子間距的關系以及分子力做功情況的討論等．2．微觀量估算時注意的問題(1)在估算問題時,必須熟悉微觀量與宏觀量之間的聯系,要善于從問題中找出與所要估算的微觀量有關的宏觀量,如摩爾體積、密度、體積、面積、溫度等.(2)要求會構建合理的體積模型，在估算固體和液體的分子大小時，一般采用分子球體模型；估算氣體分子間距(不是分子的大小)時，一般采用立方體模型．阿伏加德羅常數NA是聯系宏觀世界和微觀世界的橋梁．例1、用可放大600倍的顯微鏡觀察布朗運動.估計放大后的小顆粒(碳)體積為1×10－10m3,碳的密度是2.25×103kg/m3,摩爾質量是1.2×10－2kg/mol,阿伏加德羅常數為6.0×1023mol－1,試估算小顆粒中的分子數和碳分子的直徑【答案】5×1010個3×10－10m【變式探究】教育部辦公廳和衛生部辦公廳日前聯合發布了《關于進一步加強學校控煙工作的意見》.《意見》中要求,教師在學校的禁煙活動中應以身作則、帶頭戒煙,通過自身的戒煙，教育、帶動學生自覺抵制煙草的誘惑.試估算一個高約2.8m,面積約10m2的兩人辦公室,若只有一人吸了一根煙.求(1)估算被污染的空氣分子間的平均距離；(2)另一不吸煙者呼吸一次大約吸入多少個被污染過的空氣分子．(人正常呼吸一次吸入氣體300cm3，一根煙大約吸10次)考點二物體內能變化問題分析1．根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，做功和熱傳遞都可能引起物體內能的變化．2．對于一定質量的理想氣體，eq\f(pV,T)＝恒量．理想氣體的分子勢能不計，故其內能只由分子動能決定，即只由物體的溫度決定．溫度變化，則內能發生變化．3．已知氣體體積的變化，可以分析做功情況，氣體膨脹，則氣體對外界做功；氣體壓縮，則外界對氣體做功．氣體體積不變，則只能由熱傳遞引起內能的變化．例2、關于一定量的氣體,下列敘述正確的是()A．氣體吸收的熱量可以完全轉化為功B．氣體體積增大時，其內能一定減少C．氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加D．外界對氣體做功，氣體內能可能減少【解析】由熱力學第二定律知,熱量可以完全轉化為功,但要引起其他變化,A選項對.由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知,改變物體內能的兩種方式是做功和熱傳遞,B項只說明氣體對外做功,沒有考慮熱傳遞;C項只說明氣體從外界吸收熱量,沒有考慮做功情況,故B、C選項均錯,D選項對.【答案】AD【變式探究】如圖11－3所示,一絕熱容器被隔板K隔開成a、b兩部分.已知a內有一定量的稀薄氣體,b內為真空.抽開隔板K后,a內氣體進入b,最終達到平衡狀態.在此過程中()圖11－3A．氣體對外界做功，內能減少B．氣體不做功，內能不變C．氣體壓強變小，溫度降低D．氣體壓強變小，溫度不變【答案】BD.【解析】因b內為真空,抽開隔板K后,a內氣體對外界不做功,由ΔU＝W＋Q知內能不變,故選項A錯誤,選項B正確.稀薄氣體可看作理想氣體,其內能只與溫度有關,氣體的內能不變,溫度也不變,由p1V1＝p2V2和V1<V2知p1>p2,即氣體壓強變小,故選項C錯誤,選項D正確.考點三氣體的狀態方程應用1．氣體狀態變化關系(1)等溫過程：pV＝C或p1V1＝p2V2(玻意耳定律).(2)等容過程：eq\f(p,T)＝C或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)(查理定律).(3)等壓過程：eq\f(V,T)＝C或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)(蓋—呂薩克定律).(4)理想氣體狀態方程：eq\f(pV,T)＝C或eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2).2．狀態方程的應用確定要分析氣體的初狀態量和末狀態量，建立狀態方程，若是兩部分氣體，還應找出狀態量間的關系，若是兩個過程，應注意銜接狀態，求壓強時，通過對活塞或液柱受力分析，由平衡條件求出．例2、如圖11－4所示,一開口氣缸內盛有密度為ρ的某種液體;一長為l的粗細均勻的小瓶底朝上漂浮在液體中,平衡時小瓶露出液面的部分和進入小瓶中液柱的長度均為l/4.現有活塞將氣缸封閉(圖中未畫出),使活塞緩慢向下運動,各部分氣體的溫度均保持不變.當小瓶的底部恰好與液面相平時,進入小瓶中的液柱長度為l/2,求此時氣缸內氣體的壓強.大氣壓強為p0,重力加速度為g.【解析】設當小瓶內氣體的長度為eq\f(3,4)l時,壓強為p1;當小瓶的底部恰好與液面相平時,瓶內氣體的壓強為p2,氣缸內氣體的壓強為p3,由題意知p1＝p0＋eq\f(1,2)ρgl①(2分)由玻意耳定律得p1eq\f(3l,4)S＝p2(l－eq\f(1,2)l)S②(5分)圖11－4式中S為小瓶的橫截面積．聯立①②，得p2＝eq\f(3,2)(p0＋eq\f(1,2)ρgl)③(7分)又有p2＝p3＋eq\f(1,2)ρgl.④(8分)聯立③④得p3＝eq\f(3,2)p0＋eq\f(1,4)ρgl.(10分)【答案】eq\f(3,2)p0＋eq\f(1,4)ρgl【變式探究】如圖11－5,絕熱汽缸A與導熱汽缸B均固定于地面,由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無摩擦.兩汽缸內裝有處于平衡狀態的理想氣體,開始時體積均為V0、溫度均為T0.緩慢加熱A中氣體,停止加熱達到穩定后,A中氣體壓強為原來的1.2倍.設環境溫度始終保持不變求汽缸A中氣體的體積VA和溫度TA.圖11－5【難點探究】難點一微觀量的計算阿伏加德羅常數是聯系宏觀量和微觀量的橋梁．分子的質量m0、分子體積V0、分子直徑d等微觀量可利用摩爾質量M、摩爾體積V等宏觀量和阿伏加德羅常數NA求解：(1)分子質量：m0＝eq\f(M,NA)；(2)分子的大小：球體模型V0＝eq\f(1,6)πd3，立方體模型V0＝d3；(3)分子占據的空間體積：V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)(固體和液體可忽略分子之間的間隙，V0表示一個分子的體積；對于氣體，V0表示一個分子的活動空間的體積)；(4)物質(質量為m、體積為V′)所含的分子數：n＝eq\f(m,M)NA，n＝eq\f(V′,V)NA.例1、某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數據手冊得知：油酸的摩爾質量M＝0.283kg/mol，密度ρ＝0.895×103kg/m3.若100滴油酸的體積為1mL，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA＝6.02×1023mol－1，球的體積V與直徑D的關系為V＝eq\f(1,6)πD3，結果保留一位有效數字)【變式探究】“用油膜法估測分子的大小”實驗中，以下選項中不作為本次實驗的科學依據的是()A．將油膜看成單分子層油膜B．將油膜分子近似看成球體或正立方體C．考慮了各油酸分子間的間隙D．油膜的體積等于總的分子體積之和【答案】C【解析】本實驗沒有考慮各油酸分子間的間隙，而是將油膜看成單分子層油膜，故選項C不是本次實驗的科學依據．難點二氣體狀態變化圖象問題一定質量的某種理想氣體的等溫、等容、等壓圖象變化過程變化規律圖象等溫變化遵循玻意耳定律pV＝C.p—V圖象為雙曲線，對同一氣體，pV乘積大的圖線對應的T高，即T2>T1；p—eq\f(1,V)圖象為過原點的直線，對同一氣體，斜率大的圖線對應的T高，即圖中T2>T1等容變化遵循查理定律eq\f(p,T)＝C，p—T圖象為過原點的直線，對同一氣體，斜率大的圖線對應的V小，即圖中V2<V1等壓變化遵循蓋·呂薩克定律eq\f(V,T)C.VC.V—T圖象為過原點的直線，對同一氣體，斜率大的圖線對應的p小，即圖中p2<p1例2、如圖7－15－1所示，一個上端開口、下端封閉的細長玻璃管，下部有長l1＝66cm的水銀柱，中間封有長l2＝6.6cm的空氣柱，上部有長l3＝44cm的水銀柱，此時水銀面恰好與管口平齊．已知大氣壓強為p0＝76cmHg.如果使玻璃管繞底端在豎直平面內緩慢地轉動一周，求在開口向下和轉回到原來位置時管中空氣柱的長度．封入的氣體可視為理想氣體，在轉動過程中沒有發生漏氣．【答案】12cm9.2cm【解析】設玻璃管開口向上時，空氣柱的壓強為p1＝p0＋ρgl3①式中，ρ和g分別表示水銀的密度和重力加速度．玻璃管開口向下時，原來上部的水銀有一部分會流出，封閉端會有部分真空．設此時開口端剩下的水銀柱長度為x，則p2＝ρgl1，p2＋ρgx＝p0②式中，p2為管內空氣柱的壓強．由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p2(Sh)③式中，h是此時空氣柱的長度，S為玻璃管的橫截面積．由①②③式和題給條件得h＝12cm④從開始轉動一周后，設空氣柱的壓強為p3，則p3＝p0＋ρgx⑤由玻意耳定律得p1(Sl2)＝p3(Sh′)⑥式中，h′是此時空氣柱的長度．由①②③⑤⑥式得h′≈9.2cm⑦【點評】氣體狀態變化過程中，溫度不變是本題的基本條件，玻璃管開口向下時將有部分水銀流出是本題審題的關鍵．本題是氣體實驗定律的應用，下面的變式題考查的則是氣體狀態圖象問題，主要考查等壓、等容、等溫過程的圖象特點．【變式探究】為了將空氣裝入氣瓶內，現將一定質量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．圖7－15－2中的圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是()難點三熱力學定律與氣體定律的綜合1．熱力學第一定律適用于固體、液體、氣體，而氣體實驗定律、狀態方程均適用于理想氣體．研究理想氣體狀態變化問題時，應先根據氣體定律判斷三個狀態參量的變化，再依據溫度的變化確定內能的變化，依據氣體體積的變化確定做功情況，依據內能的變化及做功情況確定過程是吸熱還是放熱．2．注意理想氣體分子間分子力為零，分子勢能為零，所以理想氣體的內能等于分子動能的總和，而溫度是分子平均動能的標志，因此一定質量的某種理想氣體的內能只由溫度決定；非理想氣體分子之間存在分子力，因此分子勢能不可忽略．例3、如圖7－15－3所示，一直立的氣缸用一質量為m的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為V0，氣體最初的壓強為eq\f(p0,2).氣缸內壁光滑且缸壁是導熱的．開始時活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B.設周圍環境溫度保持不變，已知大氣壓強為p0，重力加速度為g.求：(1)活塞停在B點時缸內封閉氣體的體積V；(2)整個過程中氣體通過缸壁傳遞的熱量Q.圖7－15－3【點評】本題重點考查理想氣體等溫變化規律和熱力學第一定律的應用．選擇活塞為研究對象，利用力的平衡條件求出氣體末態壓強，根據能量知識求出外界對氣體做的功是解題的關鍵．本題是外界對氣體做功問題，下面的變式題則是氣體對外界做功問題．【變式探究】如圖7－15－4所示，內壁光滑的氣缸水平放置，一定質量的理想氣體被活塞密封在氣缸內，外界大氣壓強為p0.現對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2.則在此過程中，氣體分子平均動能________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內能變化了________．圖7－15－4【答案】增大Q－p0(V2－V1)【解析】氣體吸熱過程等壓膨脹，由eq\f(V,T)＝C，體積V增大，故溫度T升高；溫度是分子熱運動平均動能的標態，溫度升高，氣體分子平均動能增大．根據熱力學第一定律得：ΔU＝Q＋W，而W＝－p0SΔL＝－p0ΔV＝－p0(V2－V1)，所以氣體內能變化了ΔU＝Q－p0(V2－V1)．【變式探究2】如圖7－15－5所示，一定質量的理想氣體從狀態A變化到狀態B，再由狀態B變化到狀態C.已知狀態A的溫度為300K.(1)求氣體在狀態B的溫度；(2)由狀態B變化到狀態C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？簡要說明理由．圖7－15－5【答案】(1)1200K(2)放熱，理由略【解析】(1)由理想氣體的狀態方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)得氣體在狀態B的溫度TB＝eq\f(pBVBTA,pAVA)＝1200K.(2)由狀態B到狀態C，氣體做等容變化，由查理定律得：eq\f(pB,TB)＝eq\f(pC,TC)，則TC＝eq\f(pC,pB)TB＝600K故氣體由狀態B到狀態C為等容變化，不做功，但溫度降低，內能減小．根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，ΔU＜0，W＝0，故Q＜0，可知氣體要放熱．【歷屆高考真題】【2012高考】（2012?重慶）圖為伽利略設計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣．若玻璃管內水柱上升，則外界大氣的變化可能是()A．溫度降低，壓強增大B．溫度升高，壓強不變C．溫度升高，壓強減小D．溫度不變，壓強減小（2012·上海）28．（6分）右圖為“研究一定質量氣體在壓強不變的條件下，體積變化與溫度變化關系”的實驗裝置示意圖。粗細均勻的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，一定質量的氣體被水銀封閉于燒瓶內。開始時，B、C內的水銀面等高。（1）若氣體溫度升高，為使瓶內氣體的壓強不變，應將C管____________（填：“向上”或“向下”移動，直至____________；（2）（單選）實驗中多次改變氣體溫度，用Δt表示氣體升高的攝氏溫度，用Δh表示B管內水銀面高度的改變量。根據測量數據作出的圖線是（）（2012·廣東）14.景頗族的祖先發明的點火器如圖1所示，用牛角做套筒，木質推桿前端粘著艾絨。猛推推桿，艾絨即可點燃，對筒內封閉的氣體，再次壓縮過程中()A.氣體溫度升高，壓強不變B.氣體溫度升高，壓強變大C.氣體對外界做正功，其體內能增加D.外界對氣體做正功，氣體內能減少（2012·大綱版全國卷）14.下列關于布朗運動的說法，正確的是A．布朗運動是液體分子的無規則運動B.液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇列C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D.布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮粒子撞擊作用的不平衡引起的【答案】BD【解析】布朗運動是懸浮在液體中的微粒的運動，是液體分子的無規則運動的反映，布朗運動不是由于液體各部分的溫度不同而引起的選項AC錯誤；液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇列，選項B正確；布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮粒子撞擊作用的不平衡引起的，選項D正確。【考點定位】此題考查分子動理論。17.模塊33試題（12分）（1）（2012·海南）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處時分子勢能為零，下列說法正確的是A．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】在r>r0階段，兩分子間的斥力和引力的合力F表現為引力，兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近，F做正功，分子動能增加，勢能減小，選項A正確；在r<r0階段，兩分子間的斥力和引力的合力F表現為斥力，F做負功，分子動能減小，勢能增大，選項B錯誤；在r=r0時，分子勢能最小，動能最大，選項C正確；在整個過程中，只有分子力做功，分子動能和勢能之和保持不變，在r=r0時，分子勢能為負值，選項D錯誤E正確。【考點定位】此題考查分子力、分子力做功和勢能變化及其相關知識。（2）（2012·海南）如圖，一氣缸水平固定在靜止的小車上，一質量為m、面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在氣缸內，平衡時活塞與氣缸底相距L。現讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運動，穩定時發現活塞相對于氣缸移動了距離d。已知大氣壓強為p0，不計氣缸和活塞間的摩擦，且小車運動時，大氣對活塞的壓強仍可視為p0，整個過程中溫度保持不變。求小車的加速度的大小。【解析】設小車加速度大小為a，穩定時氣缸內氣體的壓強為p1，活塞受到氣缸內外氣體的壓力分別為，f1=p1S，f0=p0S，由牛頓第二定律得：f1f0=ma，小車靜止時，在平衡情況下，氣缸內氣體的壓強應為p0，由玻意耳定律得：p1V1=p0V式中V=SL，V1=S(Ld)，【考點定位】此題考查玻意耳定律和牛頓第二定律及其相關知識。（2012·四川）14．物體由大量分子組成，下列說法正確的是A．分子熱運動越劇烈，物體內每個分子的動能越大B．分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小C．物體的內能跟物體的溫度和體積有關D．只有外界對物體做功才能增加物體的內能【答案】C【解析】分子運動越劇烈，分子的平均動能越大，但不一定每個分子的動能都越大，A錯誤。分子間引力總是隨著分子間的距離增大而減小，B錯誤。物體的內能跟物體的溫度和體積有關，C正確。做功和熱傳遞都能改變物體的內能，D錯誤。【考點定位】本題考查分子運動論的基本內容。分子熱運動，分子間作用力，物體的內能。（2012·全國新課標卷）33.[物理——選修33]（15分）（1）（6分）關于熱力學定律，下列說法正確的是_________（填入正確選項前的字母，選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A.為了增加物體的內能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B.對某物體做功，必定會使該物體的內能增加C.可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功D.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E.功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程（2）（9分）如圖，由U形管和細管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0°C的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內為真空，B和C內都充有氣體。U形管內左邊水銀柱比右邊的低60mm。打開閥門S，整個系統穩定后，U形管內左右水銀柱高度相等。假設U形管和細管中的氣體體積遠小于玻璃泡的容積。（i）求玻璃泡C中氣體的壓強（以mmHg為單位）（ii）將右側水槽的水從0°C加熱到一定溫度時，U形管內左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側水槽的水溫。【答案】（1）ACE（2）（i）180mmHg（ii）364K【解析】【考點定位】本考點主要考查熱學、氣體的等溫和等容變化及理想氣體的狀態方程。（2012·江蘇）A.[選修33](12分)(1)下列現象中,能說明液體存在表面張力的有_________.(A)水黽可以停在水面上(B)葉面上的露珠呈球形(C)滴入水中的紅墨水很快散開(D)懸浮在水中的花粉做無規則運動(2)密閉在鋼瓶中的理想氣體,溫度升高時壓強增大.從分子動理論的角度分析,這是由于分子熱運動的_________增大了.該氣體在溫度T1、T2時的分子速率分布圖象如題12A1圖所示,則T1_________(選填“大于”或“小于”)T2.(3)如題12A2圖所示,一定質量的理想氣體從狀態A經等壓過程到狀態B.此過程中,氣體壓強p=1.0*105Pa,吸收的熱量Q=7.0*102J,求此過程中氣體內能的增量.【解析】12A.(1)AB；C選項是擴散現象，D現象是布朗運動(2)平均動能;小于根據熱力學第一定律△U=QW解得△U=5.0*102J【考點定位】分子動理論熱力學第一定律（2012·福建）選考28、【原題】[物理選修33]（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題只有一個選項符合題意）（1）關于熱力學定律和分子動理論，下列說法正確的是____。（填選項前的字母）A．一定量氣體吸收熱量，其內能一定增大B.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C.若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D.若兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大（2）空氣壓縮機的儲氣罐中儲有1.0atm的空氣6.0L,現再充入1.0atm的空氣9.0L。設充氣過程為等溫過程，空氣可看作理想氣體，則充氣后儲氣罐中氣體壓強為_____。（填選項前的字母）A．2.5atmB.2.0atmC.1.5atmD.1.0atm【答案】（1）D(2)A（2012·山東）36．（8分）【物理—物理33】（1）以下說法正確的是。a．水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大b．擴散現象表明，分子在永不停息地運動c．當分子間距離增大時，分子間引力增大，分子間斥力減小d．一定質量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能減小①求穩定后低壓艙內的壓強（用“cmHg”做單位）②此過程中左管內的氣體對外界（填“做正功”“做負功”“不做功”），氣體將（填“吸熱”或放熱“）。36．（1）ab【解析】當分子間距離增大時，分子間引力減小，分子間斥力也減小，選項c錯誤；一定質量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，溫度升高，氣體分子的平均動能增大，選項d錯誤。【考點定位】熱學（2012·上海）31．（13分）如圖，長L=100cm，粗細均勻的玻璃管一端封閉。水平放置時，長L0=50cm的空氣柱被水銀封住，水銀柱長h=30cm。將玻璃管緩慢地轉到開口向下的豎直位置，然后豎直插入水銀槽，插入后有Δh=15cm的水銀柱進入玻璃管。設整個過程中溫度始終保持不變，大氣壓強p0=75cmHg。求：（1）插入水銀槽后管內氣體的壓強p；（2）管口距水銀槽液面的距離H。【解析】（1）設當轉到豎直位置時，水銀恰好未流出，管截面積為S，此時氣柱長l=70cm由玻意耳定律：p＝p0L0/l＝53.6cmHg由于p＋gh＝83.6cmHg，大于p0，因此必有水銀從管中流出，設當管轉至豎直位置時，管內此時水銀柱長為x，由玻意耳定律：p0SL0＝（p0－gh）S（L－x），解得：x＝25cm，設插入槽內后管內柱長為L’，L’＝L－（x＋h）＝60cm，由玻意耳定律，插入后壓強p＝p0L0/L’＝62.5cmHg（2）設管內外水銀面高度差為h’，h’＝75－62.5＝12.5cm，管口距槽內水銀面距離距離H＝L－L’－h’＝27.5cm，【考點定位】熱學【2011高考】1.（全國）關于一定量的氣體，下列敘述正確的是A．氣體吸收的熱量可以完全轉化為功B．氣體體積增大時，其內能一定較少C．氣體從外界吸收熱量，其內能一定增加D．外界對氣體做功，氣體的內能可能減少【答案】AD【解析】由熱力學第二定律的表述之一：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化，知A選項正確，氣體的內能由氣體的溫度和體積共同決定，氣體體積增大，內能不一定減少，故B項錯誤，由熱力學第一定律:△U=Q+W，若物體從外界吸熱，即Q＞0但同時對外做功，即W＜0且Q+W＜0，則內能減少，故C錯，若外界對氣體做功，即W＜0，但同時從外界吸熱，即Q＞0，且Q+W＜0，D項正確。2.（廣東）圖4為某種椅子與其升降部分的結構示意圖，M、N兩筒間密閉了一定質量的氣體，M可沿N的內壁上下滑動。設筒內氣體不與外界發生熱交換，在M向下滑動的過程中A、外界對氣體做功，氣體內能增大B、外界對氣體做功，氣體內能減小C、氣體對外界做功，氣體內能增大D、氣體對外界做功，氣體內能減小答案：A解析：筒內氣體不與外界發生熱交換，當氣體體積變小時，則外界對氣體做功，外界對氣體做功使氣體的內能增大。A正確。4．（上海）如圖，一定量的理想氣體從狀態a沿直線變化到狀態b，在此過程中，其壓強(A)逐漸增大(B)逐漸減小(C)始終不變(D)先增大后減小【答案】A.5．（四川）氣體能夠充滿密閉容器，說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外A氣體分子可以做布朗運動B氣體分子的動能都一樣大C相互作用力十分微弱，氣體分子可以自由運動D相互作用力十分微弱，氣體分子間的距離都一樣大6．（新課標）【物理——選修33】（15分）（1）（6分）對于一定量的理想氣體，下列說法正確的是___ADE___。（選對一個給3分，選對兩個給4分，選對3個給6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分）A若氣體的壓強和體積都不變，其內能也一定不變B若氣體的內能不變，其狀態也一定不變C若氣體的溫度隨時間不段升高，其壓強也一定不斷增大D氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經歷的過程有關E當氣體溫度升高時，氣體的內能一定增大（2）（9分）如圖，一上端開口，下端封閉的細長玻璃管，下部有長l1=66cm的水銀柱，中間封有長l2=6.6cm的空氣柱，上部有長l3=44cm的水銀柱，此時水銀面恰好與管口平齊。已知大氣壓強為Po=70cmHg。如果使玻璃管繞低端在豎直平面內緩慢地轉動一周，求在開口向下和轉回到原來位置時管中空氣柱的長度。封入的氣體可視為理想氣體，在轉動過程中沒有發生漏氣。解：設玻璃管口向上時，空氣柱壓強為P1＝P0+ρgl3 ①式中，ρ和g分別表示水銀的高度和重力加速度。玻璃管口向下時，原來上部的水銀有一部分會流出，封閉端會有部分真空。設此時開口端剩的水銀柱長度為x，則P2＝ρgl1，P2+ρgx＝P0 ②式中，P2為管內空氣柱的壓強。由玻意耳定律得P1（Sl2）＝P2（Sh） ③式中，h是此時空氣柱的長度，S為玻璃管的橫截面積。由①②③式和題給條件得h＝12cm ④從開始轉動一周后，設空氣柱的壓強為P3，則P3＝P0+ρgx ⑤由玻意耳定律得P1（Sl2）＝P2（Sh/） ⑥式中，h/是此時空氣柱的長度，由①②③式得h/＝9cm ⑦7．（上海）如圖，絕熱氣缸A與導熱氣缸B均固定于地面，由剛性桿連接的絕熱活塞與兩氣缸間均無摩擦。兩氣缸內裝有處于平衡狀態的理想氣體，開始時體積均為、溫度均為。緩慢加熱A中氣體，停止加熱達到穩定后，A中氣體壓強為原來的1.2倍。設環境溫度始終保持不變，求氣缸A中氣體的體積和溫度。B氣體玻意耳定律B氣體玻意耳定律B氣體體積A氣體A氣體體積理想氣體狀態方程A氣體溫度【解析】設初態壓強為，膨脹后A，B壓強相等B中氣體始末狀態溫度相等A部分氣體滿足8．（山東）（8分）［物理—物理33］（1）人類對物質屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程。以下說法正確的是。a．液體的分子勢能與體積有關b．晶體的物理性質都是各向異性的c．溫度升高，每個分子的動能都增大d．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用（2）氣體溫度計結構如圖所示。玻璃測溫泡A內充有理想氣體，通過細玻璃管B和水銀壓強計相連。開始時A處于冰水混合物中，左管C中水銀面在O點處，右管D中水銀面高出O點=14cm。后將A放入待測恒溫槽中，上下移動D，使C中水銀面仍在O點處，測得D中水銀面高出O點=44cm。（已知外界大氣壓為1個標準大氣壓，1標準大氣壓相當于76cmHg）①求恒溫槽的溫度。②此過程A內氣體內能（填“增大”或“減小”），氣體不對外做功，氣體將(填“吸熱”或“放熱”)。（1）如題12A1圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水”，推動轉輪轉動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動。下列說法正確的是A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量（2）如題12A2圖所示，內壁光滑的氣缸水平放置。一定質量的理想氣體被密封在氣缸內，外界大氣壓強為P0。現對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2。則在此過程中，氣體分子平均動能_____（選增“增大”、“不變”或“減小”），氣體內能變化了_____________。【解析】（1）本題考查熱力學第二定律。根據熱力學第二定律，A項、B項錯誤。葉片吸收熱水中的熱量一部分轉化為葉片轉動的機械能，一部分散失在空氣中，C項錯誤、D項正確。10.（海南）模塊33試題（12分）（1）（4分）關于空氣濕度，下列說法正確的是（填入正確選項前的字母。選對1個給2分，選對2個給4分；選錯1個扣2分，最低得0分）。A．當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大B．當人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小C．空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸汽的壓強表示D．空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強之比（2）（8分）如圖，容積為的容器內充有壓縮空氣。容器與水銀壓強計相連，壓強計左右兩管下部由軟膠管相連。氣閥關閉時，兩管中水銀面等高，左管中水銀面上方到氣閥之間空氣的體積為。打開氣閥，左管中水銀下降；緩慢地向上提右管，使左管中水銀面回到原來高度，此時右管與左管中水銀面的高度差為h。已知水銀的密度為，大氣壓強為，重力加速度為g；空氣可視為理想氣體，其溫度不變。求氣閥打開前容器中壓縮空氣的壓強P1。11．（福建）[物理選修33]（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題只有一個選項符合題意）(1)如圖所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程。圖中橫線表示時間t，縱軸表示溫度T。從圖中可以確定的是（填選項前的字母）A．晶體和非晶體均存在固定的熔點T0B．曲線M的bc段表示固液共存狀態C．曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態D．曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態（2）一定量的理想氣體在某一過程中，從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則該理想氣體的（填選項前的字母）A．溫度降低，密度增大B．溫度降低，密度減小C．溫度升高，密度增大D．溫度升高，密度減小答案：（1）B（2）D解析：（1）只有晶體存在固定的熔點T0，曲線M的bc段表示固液共存狀態，曲線M的ab段、表示固態，曲線N的ef段不表示固態，曲線N的fg段不表示液態，選項B正確ACD錯誤。（2）由熱力學第一定律，氣體從外界吸收熱量2.5×104J，氣體對外界做功1.0×104J，則該理想氣體的內能增大，體積增大，溫度升高，密度減小，選項D正確。12.（全國）（6分）（注意：在試題卷上作答無效）在“油膜法估測油酸分子的大小”試驗中，有下列實驗步驟：①往邊長約為40cm的淺盆里倒入約2cm深的水，待水面穩定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步驟中，正確的順序是。（填寫步驟前面的數字）（2）將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。現取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13m2。由此估算出油酸分子的直徑為m。（結果保留1【解析】（1）實驗步驟為④①②⑤③【答案】（1）④①②⑤③（2）5m【2010高考】1．2010·重慶·1５給旱區送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子勢能，則胎內氣體A．從外界吸熱B.對外界做負功B.分子平均動能減少D.內能增加【答案】A【解析】胎內氣體經歷了一個溫度不變，壓強減小，體積增大的過程。溫度不變，分子平均動能和內能不變。體積增大氣體對外界做正功。根據熱力學第一定律氣體一定從外界吸熱。A正確2．2010·全國卷Ⅰ·19右圖為兩分子系統的勢能Ep與兩分子間距離r的關系曲線。下列說法正確的是A．當r大于r1時，分子間的作用力表現為引力B．當r小于r1時，分子間的作用力表現為斥力C．當r等于r2時，分子間的作用力為零D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負功【答案】BC【解析】分子間距等于r0時分子勢能最小，即r0=r2。當r小于r1時分子力表現為斥力；當r大于r1小于r2時分子力表現為斥力；當r大于r2時分子力表現為引力，A錯BC對。在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D錯誤。【考點定位】分子間距于分子力、分子勢能的關系4.2010·上海物理·14分子間的相互作用力由引力與斥力共同產生，并隨著分子間距的變化而變化，則（A）分子間引力隨分子間距的增大而增大（B）分子間斥力隨分子間距的減小而增大（C）分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大（D）分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大答案：B解析：根據分子力和分子間距離關系圖象，如圖，選B。答案：33本題考查氣體實驗定律。9.2010·上海物理·17一定質量理想氣體的狀態經歷了如圖所示的、、、四個過程，其中的延長線通過原點，垂直于且與水平軸平行，與平行，則氣體體積在（A）過程中不斷增加（B）過程中保持不變（C）過程中不斷增加（D）過程中保持不變【答案】AB。10．2010·海南物理·17(1)下列說法正確的是(A)當一定質量的氣體吸熱時，其內能可能減小(B)玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體(C)單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒有固定的熔點(D)當液體與大氣相接觸時，液體表面層內的分子所受其它分子作用力的合力總是指向液體內部(E)氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，與單位體積內氣體的分子數和氣體溫度有關【答案】ADE【解析】一定質量的氣體吸熱時，如果同時對外做功，且做的功大于吸收的熱量，則內能減小，(A)正確；玻璃是非晶體，(B)錯；多晶體也有固定的熔點，(C)錯；液體表面層內的分子液體內部分子間距離的密度都大于大氣，因此分子力的合力指向液體內部，(D)正確；氣體分子單位時間內與單位面積器壁碰撞的次數，決定氣體的壓強，因此與單位體積內分子數和氣體的溫度有關，(E)對。(ⅰ)氣缸內氣體與大氣達到平衡時的體積：(ii)在活塞下降過程中，氣缸內氣體放出的熱量Q.(ⅱ)在活塞下降過程中，活塞對氣體做的功為在這一過程中，氣體內能的減少為由熱力學第一定律得，氣缸內氣體放出的熱量為由②③④⑤⑥式得兩室中氣體的壓強（設活塞移動前后氣體溫度保持不變）；活塞受到的電場力大小F；M所帶電荷產生的場強大小和電源電壓U;使滑片P緩慢地由B向A滑動，活塞如何運動，并說明理由。解析：（4）因減小，減小，向下的力減小，增大，減小，向上的力增大，活塞向上移動。【2009高考】1.（09·全國卷Ⅰ·14）下列說法正確的是（）A.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B.氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖量C.氣體分子熱運動的平均動能減少，氣體的壓強一定減小D.單位面積的氣體分子數增加，氣體的壓強一定增大2.（09·全國卷Ⅱ·16）如圖，水平放置的密封氣缸內的氣體被一豎直隔板分隔為左右兩部分，隔板可在氣缸內無摩擦滑動，右側氣體內有一電熱絲。氣缸壁和隔板均絕熱。初始時隔板靜止，左右兩邊氣體溫度相等。現給電熱絲提供一微弱電流，通電一段時間后切斷電源。當缸內氣體再次達到平衡時，與初始狀態相比（）A．右邊氣體溫度升高，左邊氣體溫度不變B．左右兩邊氣體溫度都升高C．左邊氣體壓強增大D．右邊氣體內能的增加量等于電熱絲放出的熱量答案：BC解析：本題考查氣體.當電熱絲通電后,右的氣體溫度升高氣體膨脹,將隔板向左推,對左邊的氣體做功,根據熱力學第一定律,內能增加,氣體的溫度升高.根據氣體定律左邊的氣體壓強增大.BC正確,右邊氣體內能的增加值為電熱絲發出的熱量減去對左邊的氣體所做的功,D錯。3.（09·北京·13）做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是（）A．分子無規則運動的情況B．某個微粒做布朗運動的軌跡C．某個微粒做布朗運動的速度——時間圖線D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線4.（09·上海物理·2）氣體內能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態有關，分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的（）A．溫度和體積 B．體積和壓強C．溫度和壓強 D．壓強和溫度答案：A解析：由于溫度是分子平均動能的標志，所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度；分子勢能是由于分子間引力和分子間距離共同決定，宏觀上取決于氣體的體積。因此答案A正確。5.（09·上海物理·9）如圖為豎直放置的上細下粗的密閉細管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同。使A、B升高相同溫度達到穩定后，體積變化量為VA、VB，壓強變化量為pA、pB，對液面壓力的變化量為FA、FB，則（）A．水銀柱向上移動了一段距離 B．VA＜VBC．pA＞pB D．FA＝FB答案：AC6.（09·廣東物理·13）（1）遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產生于雷擊或磷的自燃。隨著人類文明的進步，出現了“鉆木取火”等方法。“鉆木取火”是通過方式改變物體的內能，把轉變為內能。（2）某同學做了一個小實驗：先把空的燒瓶放到冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密的套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖所示。這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的，溫度，體積。答案：（1）做功，機械能；(2)熱量，升高，增大7.（09·山東物理·36）(8分)一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變為狀態C，其中AB過程為等壓變化，BC過程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求氣體在狀態B時的體積。（2）說明BC過程壓強變化的微觀原因（3）沒AB過程氣體吸收熱量為Q，BC過氣體放出熱量為Q2，比較Q1、Q2的大小說明原因。(2)微觀原因：氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度變小，氣體分子平均動能減小，導致氣體壓強減小。(3)大于；因為TA=TB，故AB增加的內能與BC減小的內能相同，而AB過程氣體對外做正功，BC過程氣體不做功，由熱力學第一定律可知大于8.（09·江蘇卷物理·12.A）（選修模塊3—3）（12分）（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關于氣泡中的氣體，下列說法正確的是。（填寫選項前的字母）（A）氣體分子間的作用力增大（B）氣體分子的平均速率增大（C）氣體分子的平均動能減小（D）氣體組成的系統地熵增加（2）若將氣泡內的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡（填“吸收”或“放出”）的熱量是J。氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內氣體內能增加了J。答案：A.(1)D；(2)吸收；0.6；0.2；(3)設氣體體積為，液體體積為，12.（09·海南物理·14）（12分）（I）（4分）下列說法正確的是（填入正確選項前的字母，每選錯一個扣2分，最低得分為0分）（A）氣體的內能是分子熱運動的動能和分子間的勢能之和；（B）氣體的溫度變化時，其分子平均動能和分子間勢能也隨之改變；（C）功可以全部轉化為熱，但熱量不能全部轉化為功；（D）熱量能夠自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，但不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體；（E）一定量的氣體，在體積不變時，分子每秒平均碰撞次數隨著溫度降低而減小；（F）一定量的氣體，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數隨著溫度降低而增加。（II）（8分）一氣象探測氣球，在充有壓強為1．00atm（即76．0cmHg）、溫度為27．0℃的氦氣時，體積為3．50m3。在上升至海拔6．50km高空的過程中，氣球內氦氣逐漸減小到此高度上的大氣壓36．0cmGg，氣球內部因啟動一持續加熱過程而維持其溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。已知在這一海拔高度氣溫為48．（1）氦氣在停止加熱前的體積；（2）氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積。答案：（1）ADEF（4分，選對一個給1分，每選錯一個扣2分，最低得分為0分）（II）（1）在氣球上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內氦氣經歷一等溫過程。根據玻意耳—馬略特定律有式中，是在此等壓過程末氦氣的體積。由③式得評分參考：本題8分。①至④式各2分。9.（09·上海物理·21）（12分）如圖，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內有一段水銀柱，右管內氣體柱長為39cm，中管內水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm。先將口B封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設整個過程溫度不變，穩定后右管內水銀面比中管內水銀面高2cm，求：（1）穩定后右管內的氣體壓強p；（2）左管A端插入水銀槽的深度h。（大氣壓強p0＝76cmHg）解析：（1）插入水銀槽后右管內氣體：由玻意耳定律得：p0l0S＝p（l0－h/2）S所以p＝78cmHg；（2）插入水銀槽后左管壓強：p’＝p＋gh＝80cmHg，左管內外水銀面高度差h1＝EQ\F(p’－p0,g)＝4cm，中、左管內氣體p0l＝p’l’，l’＝38cm，左管插入水銀槽深度h＝l＋h/2－l’＋h1＝7cm。10.（09·寧夏物理·34）（1）帶有活塞的汽缸內封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態a，然后經過過程ab到達狀態b或進過過程ac到狀態c，b、c狀態溫度相同，如VT圖所示。設氣體在狀態b和狀態c的壓強分別為Pb、和PC，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則（填入選項前的字母，有填錯的不得分）（）A.Pb>Pc，Qab>QacB.Pb>Pc，Qab<QacC.Pb<Pc，Qab>QacD.Pb<Pc，Qab<Qac(2)圖中系統由左右連個側壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通。容器內兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強p0，溫度為T0=273K，連個活塞因自身重量對下方氣體產生的附加壓強均為0.1p0。系統平衡時，各氣體柱的高度如圖所示。現將系統的底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求（i）第二次平衡時氮氣的體積；（ii）水的溫度。答案：C解析：（i）考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態壓強為，體積為hS，末態體積為0.8hS。設末態的壓強為P，由玻意耳定律得活塞A從最高點被推回第一次平衡時位置的過程是等溫過程。該過程的初態壓強為1.1，體積為V；末態的壓強為，體積為，則由玻意耳定律得【2008高考】一、選擇題1.（08全國卷1）已知地球半徑約為6.4×106m，空氣的摩爾質量約為29×10-3kg/mol,一個標準大氣壓約為1.0×105A.4×1016mC.4×1020m答案：B解析：大氣壓是由大氣重量產生的。大氣壓強p=EQ\F(mg,S)=EQ\F(mg,4πR2)，帶入數據可得地球表面大氣質量m=5.2×1018kg。標準狀態下1mol氣體的體積為v=22.4×10-3m3，故地球表面大氣體積為V=EQ\F(m,m0)v=EQ\F(5.2×1018,29×103)×22.4×10-3m3=4×1018m3，B對。2.（08全國卷2）對一定量的氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體分子的熱運動越劇烈，氣體溫度就越高C．氣體對器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產生的D．當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內能減少 3.（08北京卷）15．假如全世界60億人同時數1g水的分子個數，每人每小時可以數5000個，不間斷地數，則完成任務所需時間最接近(阿伏加德羅常數NA取6×1023mol－1)()A．10年 B．1千年 C．10萬年 D．1千萬年答案：C4.（08天津卷）下列說法正確的是()A．布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規則運動的反映B．沒有摩擦的理想熱機可以把吸收的能量全部轉化為機械能C．知道某物質的摩爾質量和密度可求出阿伏加德羅常數D．內能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同答案：D解析：布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的運動，他反映的是液體無規則的運動，所以A錯誤；沒有摩擦的理想熱機不經過做功是不可能把吸收的能量全部轉化為機械能的B錯誤，摩爾質量必須和分子的質量結合才能求出阿伏加德羅常數C錯；溫度是分子平均動能的標志，只要溫度相同分子的平均動能就相同，物體的內能是勢能和動能的總和所以D正確5.（08四川卷）下列說法正確的是()A．物體吸收熱量，其溫度一定升高B．熱量只能從高溫物體向低溫物體傳遞C．遵守熱力學第一定律的過程一定能實現D．做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方式6.（08重慶卷）地面附近有一正在上升的空氣團，它與外界的熱交熱忽略不計.已知大氣壓強隨高度增加而降低，則該氣團在此上升過程中（不計氣團內分子間的勢能）()A.體積減小，溫度降低 B.體積減小，溫度不變C.體積增大，溫度降低 D.體積增大，溫度不變答案：C解析：本題考查氣體的有關知識，本題為中等難度題目。隨著空氣團的上升，大氣壓強也隨著減小，那么空氣團的體積會增大，空氣團對外做功，其內能會減小，因為不計分子勢能，所以內能由其溫度決定，則其溫度會降低。所以空氣團的體積增大、溫度降低、壓強減小。答案：C8.（08年上海卷）已知理想氣體的內能與溫度成正比。如圖所示的實線汽缸內一定質量的理想氣體由狀態1到狀態2的變化曲線，則在整個過程中汽缸內氣體的內能()A.先增大后減小B.先減小后增大C.單調變化D.保持不變答案：B解析：由PV/T為恒量，由圖像與坐標軸圍成的面積表達PV乘積，從實線與虛線等溫線比較可得出，該面積先減小后增大，說明溫度T先減小后增大，內能先將小后增大。9.（08年上海卷）如圖所示，兩端開口的彎管，左管插入水銀槽中，右管有一段高為h的水銀柱，中間封有一段空氣，則()A.彎管左管內外水銀面的高度差為hB.若把彎管向上移動少許，則管內氣體體積增大C.若把彎管向下移動少許，則右管內的水銀柱沿管壁上升D.若環境溫度升高，則右管內的水銀柱沿管壁上升【答案】ACD 【解析】封閉氣體的壓強等于大氣壓與水銀柱產生壓強之差，故左管內外水銀面高度差也為h，A對；彎管上下移動，封閉氣體溫度和壓強不變，體積不變，B錯C對；環境溫度升高，封閉氣體體積增大，則右管內的水銀柱沿管壁上升，D對。二、非選擇題10.（08海南卷）⑴下列關于分子運動和熱現象的說法正確的是（填入正確選項前的字母，每選錯一個扣1分，最低得分為0分）．A．氣體如果失去了容器的約束就會散開，這是因為氣體分子之間存在勢能的緣故B．一定量100℃的水變成100C．對于一定量的氣體，如果壓強不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱D．如果氣體分子總數不變，而氣體溫度升高，氣體分子的平均動能增大，因此壓強必然增大E．一定量氣體的內能等于其所有分子熱運動動能和分子之間勢能的總和F．如果氣體溫度升高，那么所有分子的速率都增加⑵（8分）如圖，一根粗細均勻、內壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內下部被活塞封住一定量的氣（可視為理想氣體），氣體溫度為T1．開始時，將活塞上方的氣體緩慢抽出，當活塞上方的壓強達到p0時，活塞下方氣體的體積為V1，活塞上方玻璃管的容積為2.6V1。活塞因重力而產生的壓強為0.5p0。繼續將活塞上方抽成真空并密封．整個抽氣過程中管內氣體溫度始終保持不變．然后將密封的氣體緩慢加熱．求：①活塞剛碰到玻璃管頂部時氣體的溫度；③當氣體溫度達到1.8T1時氣體的壓強．11.（08江蘇卷）(1)空氣壓縮