2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題12 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律講學(xué)案

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1、 專題12 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律 本專題主要解決的是分子動理論和熱力學(xué)定律，并從宏觀和微觀角度理解固、液、氣三態(tài)的性質(zhì)。新課程標(biāo)準(zhǔn)對本部分內(nèi)容要求較低，《考試說明》明確提出“在選考中不出現(xiàn)難題”，高考命題的形式基本上都是小題的拼盤。 高考對本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有以下幾個方面：①分子大小的估算；②分子動理論內(nèi)容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題；④氣體實驗定律的理解和簡單計算；⑤固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學(xué)定律的理解和簡單計算；⑦油膜法測分子直徑等內(nèi)容。 預(yù)測2017年高考會涉及在以下方面：利用阿伏伽德羅常數(shù)進(jìn)行微觀量估算和涉及分子動理論內(nèi)容的判斷性問題，以選

2、擇填空題形式命題；氣體壓強(qiáng)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(zhì)和熱力學(xué)定律的問題，以計算題的形式命題。 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(shù)、分子質(zhì)量的計算 分子數(shù)N＝nNA＝NA＝NA 分子質(zhì)量m′＝，其中M0為摩爾質(zhì)量，V0為摩爾體積，NA為阿伏加德羅常數(shù)． (2)分子體積(分子所占空間)的估算方法 每個分子的體積V′＝＝，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＝＝； 如果把固體、液體分子看成立方體，則d＝＝.利用油酸在水面上形成

3、的單層分子膜，可得油酸分子的直徑d＝，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(zhì)的量n＝，V為氣體在標(biāo)準(zhǔn)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(jù)一定的空間，假設(shè)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(shè)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(shù)量級為10－10 m，因此求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級上有意義． (2)阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023 mol－1，是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁． 二、分子力

4、做功及物體的內(nèi)能 1．分子力的特點(diǎn) 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(guī)律是： (1)rr0時表現(xiàn)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11－1 2．分子力做功的特點(diǎn)及勢能的變化 分子力做正功時分子勢能減小;分子力做負(fù)功時分子勢能增大.(所有勢能都有同樣結(jié)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(yuǎn)時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離

5、而變化的圖象如圖11－2.可見分子勢能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢能也變化． 3．物體的內(nèi)能及內(nèi)能變化 項目 內(nèi)容 備注 內(nèi) 能 分子 動能 分子動能各不相等 分子總動能由分子個數(shù)和溫度決定 溫度是分子 平均動能的標(biāo)志 分子 勢能 r＝r0時,Ep最小 總Ep與分子個數(shù)、分子種類、物體體積有關(guān) 分子力做正功,Ep減小 分子力做負(fù)功,Ep增大 分子力做功時,Ek和Ep相互轉(zhuǎn)化,但二者之和不變 內(nèi)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(nèi)能上是等效的 實質(zhì):其他形式的能與內(nèi)能的

6、相互轉(zhuǎn)化 熱傳遞 沒有做功時,Q＝ΔU 實質(zhì):內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移 三種方式:傳導(dǎo)、對流、輻射 特別提醒：內(nèi)能與機(jī)械能不同．前者由物體內(nèi)分子運(yùn)動和分子間作用決定，與物體的溫度和體積有關(guān)，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(zhì)量決定，可以為零；內(nèi)能和機(jī)械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化． 三、氣體性質(zhì)的比較 項目 內(nèi)容 備注 氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn) 分子間距很大,作用力很弱 對理想氣體, 溫度T∝Ek, 內(nèi)能U∝T 分子間碰撞頻繁,分子運(yùn)動混亂 向各個方向 運(yùn)動的分子數(shù)相等 分子速率分布呈 “中間多,兩頭少”

7、 項目 內(nèi)容 備注 氣體的 狀態(tài) 參量 溫度 ①T＝t＋273 K ②T與t間隔相等,起點(diǎn)不同 用于解釋氣體定律 壓強(qiáng) 產(chǎn)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(nèi)容： (1)物體是由大量分子組成的：分子直徑的數(shù)量級為10－10 m．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＝. (2)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動：布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體顆粒

8、的運(yùn)動，既不是固體分子的運(yùn)動，也不是液體分子的運(yùn)動；布朗運(yùn)動現(xiàn)象說明液體分子在做無規(guī)則運(yùn)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(dāng)r＝r0(數(shù)量級是10－10m)時，分子力為零． 2．氣體壓強(qiáng)的微觀解釋：氣體壓強(qiáng)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(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和．從微觀上看，物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子數(shù)、分子平均動能和分子間距決定；從宏觀上看，物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量(摩爾數(shù))、

9、溫度和體積決定． 五、熱力學(xué)定律 1．熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q＋W ΔU W Q 正值 負(fù)值 正值 負(fù)值 正值 負(fù)值 內(nèi)能 增加 內(nèi)能 減少 外界對系 統(tǒng)做功 系統(tǒng)對外 界做功 系統(tǒng)從外界 吸收熱量 系統(tǒng)向外界 放出熱量 　2.熱力學(xué)第二定律：反映了涉及內(nèi)能的宏觀過程的不可逆性． (1)克勞修斯表述(熱傳導(dǎo)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(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)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(jī)不可能制成) 六、氣體實驗定律與理想氣體的

10、狀態(tài)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：＝；等壓變化——蓋·呂薩克定律：＝.只適用于一定質(zhì)量的氣體． 2．理想氣體狀態(tài)方程：＝或＝C(恒量)．適用于一定質(zhì)量的理想氣體． 考點(diǎn)一　分子動理論　內(nèi)能 例1. 【2017·北京卷】以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是 A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止 C．水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 D．水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大 【答案】C 【變式探究】（多選）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列 說法正確的是（　?。? A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得

11、越快 B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的 D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 解析　根據(jù)分子動理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象 是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，故C正確、B錯誤；擴(kuò)散 現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由 于液體的對流形成的，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，故E錯誤. 答案　ACD 【變式探究】[2015·福建理綜，29（1），6分]下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu) 的認(rèn)識，其中正確的是（　?。? A.分子間距離減小時

12、分子勢能一定減小 B.溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 C.物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān) D.非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性 答案　B 考點(diǎn)二　固體　液體　氣體 例2. 【2017·江蘇卷】題12A–2（甲）和（乙）圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，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(yùn)動較劇烈． 【答案】甲 乙

13、 【解析】溫度相同，顆粒越大，布朗運(yùn)動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯，故乙中水分子的熱運(yùn)動較劇烈． 【變式探究】（多選）下列說法正確的是（　　） A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體 E.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 答案　BCD 【變式探究】[2014·新課標(biāo)全國Ⅱ，3

14、3（1），5分]（難度★★）（多選）下列說法正確的是（　?。? A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了花粉分子的熱運(yùn)動 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果 C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn) D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故 E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中 的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果 解析　水中花粉的布朗運(yùn)動，反映的是水分子的熱運(yùn)動規(guī)律，則A項錯；正是表面張力使空中雨滴呈球形，則B項正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性，液晶顯示器正是利用了這種性質(zhì)，C項正確；高原地區(qū)大氣壓較低，對應(yīng)的水的沸點(diǎn)較低，D項錯誤；

15、因為紗布中的水蒸發(fā)吸熱，則同樣環(huán)境下濕泡溫度計顯示的溫度較低，E項正確. 答案　BCE 考點(diǎn)三　熱力學(xué)定律與能量守恒定律 例3. 【2017·江蘇卷】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖12A–1圖所示．下列說法正確的有_________． （A）A→B的過程中，氣體對外界做功 （B）A→B的過程中，氣體放出熱量 （C）B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變 （D）A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 【答案】BC 【解析】由圖知A→B的過程中，溫度不變，體積減小，故外界對氣體做功，所以A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)定律知，A→B的過程中，氣體放出熱量，B正確；B→C

16、的過程為等壓變化，氣體壓強(qiáng)不變，C正確；A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D錯誤． 【變式探究】下列說法正確的是（　?。? A.物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小 B.物體對外做功，其內(nèi)能一定減小 C.物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加 D.物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變 答案　C 【變式探究】[2015·重慶理綜,10（1），6分]（難度★★）某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓 高于清晨時的，且車胎體積增大.若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想 氣體，那么（　?。? A.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小 B.外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大 C.

17、胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小 D.胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大 解析　車胎體積增大，故胎內(nèi)氣體對外界做功，胎內(nèi)氣體溫度升高，故胎內(nèi) 氣體內(nèi)能增大，D項正確. 答案　D 1．【2017·北京卷】以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是 A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止 C．水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 D．水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大 【答案】C 2．【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】（5分）氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是

18、________。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分） A．圖中兩條曲線下面積相等 B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時的情形 D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E．與0 ℃時相比，100 ℃時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 【答案】ABC 【解析】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高分子的平均動能增加，不同溫度下相同速率的分子所占比例不同，溫度越高，速率大的分子占比例越高，故虛線為0 ℃，實線是100 ℃對應(yīng)的

19、曲線，曲線下的面積都等于1，故相等，所以ABC正確。 3．【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】（5分）如圖，用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空?，F(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個氣缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是________（選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同 B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C．在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對外界做功 D．氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功 E．氣體在被壓縮的過程中，

20、氣體分子的平均動能不變 【答案】ABD 4．【2017·江蘇卷】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V–T圖象如圖12A–1圖所示．下列說法正確的有_________． （A）A→B的過程中，氣體對外界做功 （B）A→B的過程中，氣體放出熱量 （C）B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變 （D）A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 【答案】BC 【解析】由圖知A→B的過程中，溫度不變，體積減小，故外界對氣體做功，所以A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)定律知，A→B的過程中，氣體放出熱量，B正確；B→C的過程為等壓變化，氣體壓強(qiáng)不變，C正確；A→B→C的過程中，溫度降低，氣體內(nèi)能減小，故D

21、錯誤． 5．【2017·新課標(biāo)Ⅲ卷】（5分）如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法正確的是_______（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。 A．在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B．在過程ca中外界對氣體做功 C．在過程ab中氣體對外界做功 D．在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E．在過程ca中氣體從外界吸收熱量 【答案】ABD 6．【2017·江蘇卷】題12A–2（甲）和（乙）圖中是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒

22、運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，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(yùn)動較劇烈． 【答案】甲 乙 【解析】溫度相同，顆粒越大，布朗運(yùn)動越不明顯，所以若水溫相同，甲中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯，故乙中水分子的熱運(yùn)動較劇烈． 7．【2017·江蘇卷】科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10–9 m的

23、球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol–1．請估算該蛋白的密度．（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 【答案】 8．【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】（10分）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導(dǎo)熱。 （i）打開K2，求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)； （ii）接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置； （iii）再緩

24、慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時活塞下方氣體的壓強(qiáng)。 【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 頂部 （i i i） 1.6 p0 【解析】（i）設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 ① ② 聯(lián)立①②式得 ③ ④ （ii）打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2（）時，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2，由玻意耳定律得⑤ 由⑤式得 ⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為 9．【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】（10分）

25、一熱氣球體積為V，內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣，氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓，重力加速度大小為g。 （i）求該熱氣球所受浮力的大小； （ii）求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力； （iii）設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量。 【答案】（i） （ii） （iii） 【解析】（i）設(shè)1個大氣壓下質(zhì)量為m的空氣在溫度T0時的體積為V0，密度為 ① 溫度為T時的體積為VT，密度為：② 由蓋-呂薩克定律可得：③ 聯(lián)立①②③解得：④ 氣球所受的浮力為：⑤ 聯(lián)立④⑤解得：⑥ (ⅱ)氣球內(nèi)

26、熱空氣所受的重力：⑦ 聯(lián)立④⑦解得：⑧ (ⅲ)設(shè)該氣球還能托起的最大質(zhì)量為m，由力的平衡條件可知：mg=f–G–m0g⑨ 聯(lián)立⑥⑧⑨可得： 10．【2017·新課標(biāo)Ⅲ卷】（10分）一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖（a）所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖（b）所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0

27、，水銀的密度為ρ，重力加速度大小為g。求： （i）待測氣體的壓強(qiáng)； （ii）該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)。 【答案】（i） （ii） （ii）由題意知⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有⑦ 該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)為⑧ 1．【2016·北京卷】霧霾天氣對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果．霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)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10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)． 某科研機(jī)構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10

28、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(jù)此材料，以下敘述正確的是(　　) A．PM10表示直徑小于或等于1.0×10－6 m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(yùn)動 D．PM2.5濃度隨高度的增加逐漸增大 【答案】C　 【解析】10 μm＝1.0×10－5 m，選項A不正確． 題目的信息PM10的濃度隨高度的增加而略有減小，這表明PM10的分布具有任意性，也就是說受分子力和重力的大小關(guān)系具有任意性，選項B不正確．PM10和大懸浮

29、顆粒肉眼均不可見，而且受氣體分子的撞擊的影響較大，其運(yùn)動具有很強(qiáng)的無規(guī)則性，可以認(rèn)為是布朗運(yùn)動，選項C正確．PM2.5與PM10相比，密度相同，顆粒更小，那么PM2.5做布朗運(yùn)動更明顯，而分布應(yīng)該更加均勻，不會高度越高濃度越大，選項D不正確． 2．【2016·江蘇卷】 A．【選修3-3】 (2)如圖1-甲所示，在斯特林循環(huán)的p -V圖像中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成，B→C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目________(選填“增大”“減小”或“不變”)，狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖乙所示，

30、則狀態(tài)A對應(yīng)的是________(選填“①”或“②”). 圖1- A.（2）【答案】不變　① 【解析】B→C過程中由于氣體分子總數(shù)不變，體積也不變，因此單位體積中的氣體分子數(shù)目也不變．根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得TA

31、壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g取10 m/s2. (i)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差； (ii)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時，求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值． 【答案】(i)28 Pa　(ii)1.3 【解析】(i)當(dāng)氣泡在水下h＝10 m處時，設(shè)其半徑為r1，氣泡內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp1，則 Δp1＝?、? 代入題給數(shù)據(jù)得 Δp1＝28 Pa　② (ii)設(shè)氣泡在水下10 m處時，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p1，氣泡體積為V1；氣泡到達(dá)水面附近時，氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為p2，內(nèi)外壓強(qiáng)差為Δp2，其體積為V2

32、，半徑為r2. 氣泡上升過程中溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有 p1V1＝p2V2?、? 由力學(xué)平衡條件有 p1＝p0＋ρgh＋Δp1?、? p2＝p0＋Δp2?、? 氣泡體積V1和V2分別為 V1＝πr　⑥ V2＝πr?、? 聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得 ＝?、? 由②式知，Δp1?p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δp1項，代入題給數(shù)據(jù)得 ＝≈1.3?、? 4.【2016·全國卷Ⅱ】【物理——選修3-3】 (2)(10分)一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓．某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時，需重新充氣．若氧氣

33、的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天． 【答案】4天 5． 【2016·全國卷Ⅲ】【物理——選修3-3】 (2)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞．初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示．用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止．求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動的距離．已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p0＝75.0 cmHg.環(huán)境溫度不變． 【答案】144 cmHg　9.42 cm 【解析】設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2＝p

34、0，長度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p′1，長度為l′1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p′2，長度為l′2.以cmHg為壓強(qiáng)單位．由題給條件得p1＝p0＋(20.0－5.00) cmHg?、? l′1＝ cm　② 由玻意耳定律得 p1l1＝p′1l′1?、? 聯(lián)立①②③式和題給條件得 p′1＝144 cmHg　④ 依題意 p′2＝p′1?、? l′2＝4.00 cm＋ cm－h(huán)?、? 由玻意耳定律得 p2l2＝ p′2l′2?、? 聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得 h＝9.42 cm?、? 6．【2016·江蘇卷】 A．【選修3-3】 (1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋，水

35、燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽，停止加熱，高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻，在冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為________． A．壓強(qiáng)變小 B．壓強(qiáng)不變 C．一直是飽和汽 D．變?yōu)槲达柡推? A.（1）【答案】AC 7．【2016·全國卷Ⅰ】【物理——選修3-3】 (1)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是________． A．氣體吸熱后溫度一定升高 B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 E．如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡 【答案】BDE 【解

36、析】氣體吸熱，若同時對外做功，則溫度一可能降低，故A錯誤；改變氣體的內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞，故B正確；理想氣體等壓膨脹過程是吸熱過程，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，故D正確；如果兩個系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也一定達(dá)到熱平衡，否則就不會與第三個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，故E正確． 8．【2016·全國卷Ⅱ】【物理——選修3-3】 (1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其p -T圖像如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點(diǎn)O.下列判斷正確的是________．

37、圖1- A．氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等 B．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能 C．在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功 D．在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功 E．在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功 9． 【2016·全國卷Ⅲ】【物理——選修3-3】 (1)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是________． A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同 B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動速度越大，其內(nèi)能越大 C．氣體被壓縮時，內(nèi)能可能不變 D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) E．一定量的某種理想氣體在等

38、壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加 10．【2016·江蘇卷】 A．【選修3-3】 (3)如圖甲所示，在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4 J和20 J．在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J．求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功． A.（3）【答案】8 J 【解析】完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，則ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，氣體對外做功8 J. 【2015·上?！?】1．一定質(zhì)量的理想氣體在升溫過程中 A．分子平均勢能減小 B．每個分子速率都增大 C．分子平

39、均動能增大 D．分子間作用力先增大后減小 1．【答案】C 【解析】一定質(zhì)量的理想氣體，分子勢能不計，故A錯誤；在升溫過程中，分了的平均動能增大，但不是每個分子的動能增大，故B錯誤，C正確；理想氣體的氣體分子本身的體積和氣體分子間的作用力都可以忽略不計的氣體，故D錯誤。 【考點(diǎn)定位】 分子動理論 【2015·北京·13】3．下列說法正確的是（ ） A．物體放出熱量，其內(nèi)能一定減小 B．物體對外做功，其內(nèi)能一定減小 C．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加 D．物體放出熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能不變 3．【答案】C

40、 【解析】A.由熱力學(xué)第一定律可知，物體放熱，，但是未知，則不一定小于零，即內(nèi)能不一定減少，選項A錯誤。B.對外做功，但未知，所以依舊不能判定，選項B錯誤。C.吸收熱量，對外做功，可為正或為零或負(fù)，即內(nèi)能可能增加或不變或減小，選項C正確。D.放熱，且對外做功，則，即內(nèi)能一定減少。選項D錯誤。故選C。 【考點(diǎn)定位】熱力學(xué)第一定律。 【2015·上?！?】4．如圖，長為h的水銀柱將上端封閉的玻璃管內(nèi)氣體分割成兩部分，A處管內(nèi)外水銀面相平。將玻璃管緩慢向上提升H高度（管下端未離開水銀面），上下兩部分氣體的壓強(qiáng)發(fā)生變化分別為和，體積變化分別為和。已知水銀密度為，玻璃管截面積為S，則 A．一定

41、等于 B．一定等于 C．與之差為 D．與之和為HS 4．【答案】A 【考點(diǎn)定位】 玻意耳定律 【2015·廣東·17】5．圖6為某實驗器材的結(jié)構(gòu)示意圖，金屬內(nèi)筒和隔熱外筒間封閉了一定體積的空氣，內(nèi)筒中有水，在水加熱升溫的過程中，被封閉的空氣 A．內(nèi)能增大 B．壓強(qiáng)增大 C．分子間引力和斥力都減小 D．所有分子運(yùn)動速率都增大 5．【答案】AB 【考點(diǎn)定位】對分子動理論、查理定律的理解與應(yīng)用。 【2015·福建·29（1）】6．下列有關(guān)分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，其中正確的是 。 A．分

42、子間距離減小時分子勢能一定減小 B．溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈 C．物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度無關(guān) D．非晶體的物理性質(zhì)各向同性而晶體的物理性質(zhì)都是各向異性 6．【答案】B 【解析】 【解析】由圖知，當(dāng)分子間距離小于r0時，分子勢能隨分子間距離的減小而增大，所以A錯誤； 由分子熱運(yùn)動理論知，溫度越高，物體中分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，所以B正確；物體內(nèi)熱運(yùn)動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)，故C錯誤；非晶體是各向同性的，故D錯誤。 【考點(diǎn)】分子動理論和物質(zhì)結(jié)構(gòu) 【2015·福建·29（2）】7．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體，由a經(jīng)過ab過程到

43、達(dá)狀態(tài)b或者經(jīng)過ac過程到達(dá)狀態(tài)c。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的溫度分別為Tb和Tc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac。則 。 A．Tb＞Tc，Qab＞Qac B．Tb＞Tc，Qab＜Qac C．Tb=Tc，Qab＞Qac D．Tb=Tc，Qab＜Qac 7．【答案】C 【解析】根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：，代入可得Tb=Tc；根據(jù)熱力學(xué)第一定律，又Tb=Tc，故兩過程的相同，從a到c過程W=0，從a到b過程W＜0，所以Qab＞Qac，故C正確。 【考點(diǎn)】理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律。 【2015·全國新課標(biāo)Ⅱ·33（1）】8．

44、關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是 。（填正確答案標(biāo)號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分） A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快 B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的 D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 8．【答案】ACD 【考點(diǎn)定位】分子動理論 【2015·全國新課標(biāo)Ⅰ·33（1）】9．下列說法正確的是。（填正確答案標(biāo)號，選對一個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分） A．將一塊晶體敲碎后，得到的

45、小顆粒是非晶體 B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體 E．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 9．【答案】BCD 【考點(diǎn)定位】 晶體非晶體 【2015·江蘇·12A（1）】10．對下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識，正確的有________。 A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽時晶體 B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟時晶體 C．天然

46、石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 10．【答案】CD 【解析】物質(zhì)熔化過程中，溫度不變，可能是吸收熱量同時對外做功，即W=Q，如氣體；若物體是晶體，則有：熔化過程中，溫度保持不變，可見A是錯誤；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形是由于液體的表面張力的作用，又因為受到重力作用，所以呈橢圓形，所以B錯誤；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不盡相同，由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理化學(xué)特性也不同，這就是晶體的各向異性。所以C正確、D正確。 【2015·重慶·10（1）】

47、11．某駕駛員發(fā)現(xiàn)中午時車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時的，且車胎體積增大.若這段時間胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，那么 A．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能減小 B．外界對胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大 C．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能減小 D．胎內(nèi)氣體對外界做功，內(nèi)能增大 11．【答案】D 【解析】對車胎內(nèi)的理想氣體分析知，體積增大為氣體為外做功，內(nèi)能只有動能，而動能的標(biāo)志為溫度，故中午溫度升高，內(nèi)能增大，故選D。 【考點(diǎn)定位】理想氣體的性質(zhì)、功和內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律。 【2015·江蘇·12A（2）】1．在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)猓缓竺芊膺M(jìn)行加壓測試，測試時，對包裝袋緩

48、慢地施加壓力，將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，則加壓測試過程中，包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力_________（選填“增大”、“減小”或“不變”），包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能_________（選填“增大”、“減小”或“不變”） 1．【答案】增大 不變 【考點(diǎn)】 熱力學(xué)第一定律、氣體的內(nèi)能 【2015·江蘇·12A（3）】2．給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1L。將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。 2．【答案】漏氣 【解析】若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由等溫過程得：，代入數(shù)

49、據(jù)得V1=0.5L 因為0.45L<0.5L，故包裝袋漏氣 【考點(diǎn)】 考查理想氣體狀態(tài)方程 【2015·山東·37（2）】3．扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象；如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K，壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)P0。當(dāng)封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其內(nèi)部壓強(qiáng)立即減為P0，溫度仍為303K。再經(jīng)過一段時間，內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求： （?。┊?dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強(qiáng)； （ⅱ）當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的

50、最小力。 3．【答案】（ⅰ）1.01P0；（ⅱ）0.02P0S 【考點(diǎn)定位】理想氣體的狀態(tài)方程；等容變化. 【2015·重慶·10（2）】4．北方某地的冬天室外氣溫很低，吹出的肥皂泡會很快凍結(jié).若剛吹出時肥皂泡內(nèi)氣體溫度為，壓強(qiáng)為，肥皂泡凍結(jié)后泡內(nèi)氣體溫度降為.整個過程中泡內(nèi)氣體視為理想氣體，不計體積和質(zhì)量變化，大氣壓強(qiáng)為.求凍結(jié)后肥皂膜內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差. 4．【答案】 【解析】對氣泡分析，發(fā)生等容變化，有： 可得： 故內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差為 【考點(diǎn)定位】理想氣體狀態(tài)方程。 【2015·上?！?9】5．簡易溫度計構(gòu)造如圖所示。兩內(nèi)徑均勻的豎直玻璃管下端與軟管連接，在管中灌入液

51、體后，將左管上端通過橡皮塞插入玻璃泡。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，調(diào)節(jié)右管的高度，使左右兩管的液面相平，在左管液面位置標(biāo)上相應(yīng)的溫度刻度，多次改變溫度，重復(fù)上述操作。 （1）（單選題）此溫度計的特點(diǎn)是 A．刻度均勻，刻度值上小下大 B．刻度均勻，刻度值上大下小 C．刻度不均勻，刻度值上小下大 D．刻度不均勻，刻度值上大下小 （2）（多選題）影響這個溫度計靈敏度的因素有 A．液體密度 B．玻璃泡大小 C．左管內(nèi)徑粗細(xì) D．右管內(nèi)徑粗細(xì) （3）若管中液體是水銀，當(dāng)大氣壓變?yōu)?5cmHg時，用該溫度計測得的溫度值________（選填“偏大”或“偏小”）。為測得準(zhǔn)確

52、的溫度，在測量時需__________。 5．【答案】（1）A （2）BC （3）偏大；調(diào)整兩管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，然后讀數(shù) （3）因為該溫度計是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下標(biāo)的刻度，所以當(dāng)大氣體是75cmHg時，用該溫度計測得的溫度值偏大，為測得準(zhǔn)確的溫度，在測量時需調(diào)整兩管液面高度差，使右管液面比左管液面高1cm，也就是76cmHg(相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)，然后讀數(shù)。 【考點(diǎn)定位】 氣體的狀態(tài)方程 【2015·全國新課標(biāo)Ⅰ·33（2）】6．如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質(zhì)量為，橫截面積為，小活塞的質(zhì)量為，

53、橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，氣缸外大氣壓強(qiáng)為，溫度為。初始時大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求 （i）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度； （ii）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。 6．【答案】（i）（ii） 【答案】（i）（ii） 【解析】（1）大小活塞緩慢下降過程，活塞外表受力情況不變，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)不變，氣缸內(nèi)氣體為等壓變化，即 初始 末狀態(tài) 帶入可得 （2）對大小活塞受力分析則有 可得 缸內(nèi)封閉的氣體與

54、缸外大氣達(dá)到熱平衡時，氣體體積不變，為等容變化 可得 【考點(diǎn)定位】 理想氣體狀態(tài)方程 【2015·海南·15（1）】7．.已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R，空氣平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為，地面大氣壓強(qiáng)為，重力加速度大小為g。由此可以估算得，地球大氣層空氣分子總數(shù)為，空氣分子之間的平均距離為 。 7．【答案】， 【考點(diǎn)定位】氣體壓強(qiáng)，阿伏伽德羅常數(shù) 【2015·海南·15（2）】8．如圖所示，一底面積為S、內(nèi)壁光滑的圓柱形容器豎直放置在水平地面上，開口向上，內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的相同活塞A和B；在A與B之間、B與容器底面之間分別

55、封有一定量的同樣的理想氣體，平衡時體積均為V。已知容器內(nèi)氣體溫度始終不變，重力加速度大小為g，外界大氣壓強(qiáng)為?，F(xiàn)假設(shè)活塞B發(fā)生緩慢漏氣，致使B最終與容器底面接觸。求活塞A移動的距離。 8．【答案】 【解析】設(shè)平衡時，在A與B之間、B與容器底面之間氣體的壓強(qiáng)分別為和，由力的平衡條件有 ① ② 漏氣發(fā)生后，設(shè)整個封閉氣體體積為，壓強(qiáng)為，由力的平衡條件有： ③ 由玻意耳定律得

56、 ④ ⑤ 式中，是原來A與B之間的氣體在漏氣發(fā)生后所占的體積。 設(shè)活塞A移動的距離為l（取升高時為正），按幾何關(guān)系有 ⑥ 聯(lián)立可得 【考點(diǎn)定位】理想氣體狀態(tài)方程，玻意耳定律 【2015·全國新課標(biāo)Ⅱ·33（2）】9．如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0cm，B側(cè)水銀面

57、比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0cm，現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10.0cm時，將開關(guān)K關(guān)閉，已知大氣壓強(qiáng)p0=75.0cmHg。 （?。┣蠓懦霾糠炙y后A側(cè)空氣柱的長度； （ⅱ）此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀達(dá)到同一高度，求注入水銀在管內(nèi)的長度。 9．【答案】（1）12.0cm；（2）13.2cm 【解析】（1）以cmHg為壓強(qiáng)單位，設(shè)A側(cè)空氣長度l=10.0cm時壓強(qiáng)為P；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0cm時，空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律得 pl=p1l1 由力學(xué)平衡條件得：p=p0+h 打開開關(guān)K放出水銀的過程中，

58、B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0,而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱的長度增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀低于A側(cè)水銀面h1為止，由力學(xué)平衡有 p1=p0-h1 并代入數(shù)據(jù)得：l1=12.0cm 【考點(diǎn)定位】玻意耳定律 【2015·上?！?0】10．如圖，氣缸左右兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開，活塞與氣缸光滑接觸。初始時兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài)，體積之比，溫度之比。先保持右側(cè)氣體溫度不變，升高左側(cè)氣體溫度，使兩側(cè)氣體體積相同；然后使活塞導(dǎo)熱，兩側(cè)氣體最后達(dá)到平衡，求： （1）兩側(cè)氣體體積相同時，左側(cè)氣體的溫度與初始溫度之比； （2）最后兩側(cè)氣體的體積之比。 10．【答

59、案】（1）2；（2） 【解析】（1）設(shè)初始時壓強(qiáng)為p 左側(cè)氣體滿足： 右側(cè)氣體滿足： 解得 （2）活塞導(dǎo)熱達(dá)到平衡 左側(cè)氣體滿足： 右側(cè)氣體滿足： 平衡時 解得 【考點(diǎn)定位】 氣體狀態(tài)方程 1.【2014·江蘇卷】一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示。工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉。氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動出氣口處的裝置發(fā)電。氣室中的空氣可視為理想氣體。 （1）下列對理想氣體的理解，正確的有 。 A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型 B．只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣

60、體 C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) D．在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，理想氣體都遵循氣體實驗定律 （2）壓縮過程中，兩個閥門均關(guān)閉。若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能增加了3.4×104J，則該氣體的分子平均動能 （選填“增大”、“減小”或“不變”），活塞對該氣體所做的功 （選填“大于”、“小于”或“等于”）3.4×104J。 （3）上述過程中，氣體剛被壓縮時的溫度為27℃，體積為0.224m3，壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。已知1mol氣體在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0℃時的體積為22.4L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。計算此

61、時氣室中氣體的分子數(shù)。（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 【答案】（1）AD（2）增大，等于（3）N＝5×1024（或N＝6×1024） 【解析】 【考點(diǎn)定位】本題主要考查了對理想氣體的理解問題，屬于中檔偏低題。 （2）由于壓縮過程中氣體與外界無熱量交換，氣體內(nèi)能增加，因此溫度升高，氣體的分子平均動能增大，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：W＝ΔU＝3.4×104J 【考點(diǎn)定位】本題主要考查了對分子動理論、熱力學(xué)第一定律的理解與應(yīng)用問題，屬于中檔偏低題。 （3）設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V0，上述過程為等壓過程，有：＝ 氣體物質(zhì)的量為：n＝ 分子數(shù)為：N＝nNA 聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得

62、：N＝＝5×1024（或6×1024） 【考點(diǎn)定位】本題主要考查了有關(guān)阿伏伽德羅常數(shù)的計算問題，屬于中檔偏低題。 2.【2014·重慶卷】（6分）題10圖為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積這V0，壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮，若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時氣泡與物品接觸的面積為S，求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面外薄膜的壓力。 【答案】 【解析】 設(shè)壓力為，壓縮后氣體壓強(qiáng)為p. 由等溫過程： 解得： 【考點(diǎn)定位】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程. 3.【2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ】一定質(zhì)量的理想

63、氣體被活塞封閉在豎直放置的圓形氣缸內(nèi)，汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對于氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g。 【答案】 【解析】 氣缸導(dǎo)熱良好，說明氣體溫度一直等于外界溫度T0，設(shè)氣缸底面積為S，活塞質(zhì)量為m0，大氣壓強(qiáng)p0 開始平衡時有 沙子倒完后平衡時，對活塞分析 整理可得 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有可得 聯(lián)立可得 外界溫度變?yōu)門時，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可

64、得 根據(jù)活塞平衡可得 重新平衡后的氣體體積 【考點(diǎn)定位】理想氣體狀態(tài)方程 4.【2014·山東卷】 一種水下重物打撈方法的工作原理如圖所示。將一質(zhì)量、體積的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)沖入一定質(zhì)量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水面的距離，筒內(nèi)氣體體積。在拉力作用下浮筒緩慢上升，當(dāng)筒內(nèi)液面的距離為時，拉力減為零，此時氣體體積為，隨后浮筒和重物自動上浮。求和。 已知大氣壓強(qiáng)，水的密度，重力加速度的大小。不計水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。 【答案】； 【解析】 　 ③

65、 ④ 此過程中，筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得 聯(lián)立②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 ⑥ 【考點(diǎn)定位】玻意耳定律 5.【2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ】如圖所示，兩氣缸AB粗細(xì)均勻，等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑為B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮?dú)?，活塞a上方充有氧氣；當(dāng)大氣壓為p0，外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的，活塞b在氣缸的正中央。 （?。┈F(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮?dú)猓?/p>

66、當(dāng)活塞b升至頂部時，求氮?dú)獾臏囟龋? （ⅱ）繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的時，求氧氣的壓強(qiáng)。 【答案】（ⅰ）320K（ⅱ） 【解析】 （?。┗钊鸼升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞ab下方的氮?dú)饨?jīng)歷等壓過程，設(shè)氣缸A的容積為V0，氮?dú)獬跏紶顟B(tài)的體積為V1，溫度為T1，末態(tài)體積V2，溫度為T2，按題意，氣缸B的容積為V0/4，由題給數(shù)據(jù)及蓋呂薩克定律有： ① ② ③ 由①②③式及所給的數(shù)據(jù)可得：T2=320K ④ （ⅱ）活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞上升的距離是氣缸高度的1/16時，活塞a上方的氮?dú)饨?jīng)歷等溫過程，設(shè)氮?dú)獬跏紶顟B(tài)的體積為，壓強(qiáng)為；末態(tài)體積為，壓強(qiáng)為，由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得 ，， ⑤ ⑥ 由⑤⑥式可得： ⑦ 【考點(diǎn)定位】蓋呂薩克定律；玻意耳定律。 6.【2014·江蘇卷】一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖所示。工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉