高中物理 热学选修学3-3

热学（选修3-3）
分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ 阿伏加德罗常数 Ⅰ
气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 温度是分子平均动能的标志、内能 Ⅰ
固体的微观结构、晶体和非晶体 Ⅰ 液晶的微观结构 Ⅰ
液体的表面张力现象 Ⅰ 气体实验定律 Ⅰ
理想气体 Ⅰ 饱和蒸气、未饱和蒸气和蒸气压 Ⅰ
相对湿度 Ⅰ 热力学第一定律 Ⅰ
能量守恒定律 Ⅰ 热力学第二定律 Ⅰ
一、分子动理论：
1、物质是由大量分子组成的
（1）单分子油膜法测量分子直径
（2）任何物质含有的微粒数相同
（3）对微观量的估算
①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）
②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量
a.分子质量：
b.分子体积：
c.分子数量：
2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）
（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快
（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈
3、分子间的相互作用力
分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，的数量级为m，相当于位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了
4、温度
宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：
5、内能
①分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（时分子势能最小）
当时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加
当时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加
②物体的内能
物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度）
③改变内能的方式
做功与热传递在使物体内能改变
6、气体分子运动速率的统计分布
二、气体：
7、气体实验定律
①玻意耳定律：（C为常量）→等温变化
微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。
适用条件：压强不太大，温度不太低
图象表达：
②查理定律：（C为常量）→等容变化
微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。
适用条件：温度不太低，压强不太大
图象表达：
③盖吕萨克定律：（C为常量）→等压变化
微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变
适用条件：压强不太大，温度不太低
图象表达：
8、理想气体
宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验
气体可以看成理想气体
微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想
气体的内能只与温度有关，与体积无关
理想气体的方程：
9、气体压强的微观解释
大量分子频繁的撞击器壁的结果
影响气体压强的因素：①气体的平均分子动能（温度）②分子的密集程度即单位体积内的分子数（体积）
10、饱和蒸汽、饱和气压
与液体处于动态平衡的汽叫做饱和蒸汽
液体的饱和蒸汽所具有的压强，叫做这种液体的饱和气压，用符号Ps来表示。
11、相对湿度
某温度时空气中水蒸气的压强和同一温度下饱和水汽压的百分比，叫做该温度下空气的相对湿度
表达式：
三、物态和物态变化：
12、晶体：外观上有规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性
非晶体：外观没有规则的几何外形，无确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性
①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点
②晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英→玻璃）
13、单晶体 多晶体
如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐小颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗）
如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体，多晶体没有规则的几何外形，但同单晶体一样，仍有确定的熔点。
14、液体表面张力
当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠
15、液晶
分子排列有序，各向异性，可自由移动，位置无序，具有流动性
各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的
16、改变系统内能的两种方式：做功和热传递
①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
②这两种方式改变系统的内能是等效的
③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
17、热力学第一定律
①表达式
符号
+ 外界对系统做功 系统从外界吸热 系统内能增加
- 系统对外界做功 系统向外界放热 系统内能减少
②
18、热力学第二定律
热量不能自动地从低温物体传递到高温物体，或者说，不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
另一表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。
19、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
1、阿伏加德罗常数
【例题1】NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）
A.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B.2g 氢气所含原子数目为NA
C.在常温常压下，11.2L氮气所含原子数目一定为NA
D.17g氨气所含电子数目为10NA
【方法指导】由于构成单质分子的原子数目不同，所以同T、p下同体积单质气体所含原子数目不一定相同，A错。2gH2所含原子数目为2NA，B错，在常温常压下11.2L氮气的物质的量不能确定，则所含原子数目不能确定，C错。17g氨气即1mol氨气，其所含质子数为（7+3）mol，即10NA。
【答案】D
2、分子的大小
【例题2】将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估算出油酸分子的直径为多大？
【方法指导】1滴油酸酒精溶液的体积为，式中N=50，为总滴数。
由于取用的油酸酒精溶液的浓度为，故1滴溶液仲油酸的体积为
已知油酸薄层的面积S=0.2m2，所以油酸分子的直径为
【答案】
3、分子热运动
【例题3】墨汁的小炭粒在水中做布朗运动的现象说明（ ）
A.小炭粒的分子在做剧烈的热运动
B.水分子在做剧烈的热运动
C.水分子之间是有空隙的
D.水分子之间有分子作用力
【方法指导】布朗运动的起因是液体分子左无规则运动撞击颗粒的结果，所以，小炭粒在水中做布朗运动并不说明小炭粒的分子在做剧烈的运动，而只是间接说明水分子在做剧烈的运动，故A选项错误，B选项正确，颗粒产生布朗运动的原因不是因为分子间隙和分子间的作用力，C、D选项皆错。
【答案】B
【例题4】下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是（ ）
A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做无规则的永不停息的运动
B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别
C.扩散现象突出说明物质的迁移规律，布朗运动突出说明分子运动的无规则性规律
D.扩散现象与布朗运动都与温度有关
【方法指导】布朗运动没有终止，而扩散现象有终止，当物质在这一能到达的空间实现了分布均匀，那么扩散现象结束，扩散现象结束不能再反映分子运动是否结束，因此能说明分子永不停息地运动的只有布朗运动，所以A错，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，则B错，两个实验现象说明了分子运动的两个不同侧面的规律，则C正确两种运动随温度的升高而加剧，所都与温度有关。
【答案】C、D
4、分子间的作用力
【例题5】关于分子间作用力的说法，正确的是（ ）
A．分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是其合力
B．分子间距离减小时，引力和斥力都增加，但斥力比引力增加得快
C．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快
D．当分子间距的数量级大于10-9米时，分子力已微弱到可以忽略
【方法指导】分子间的引力和斥力同时存在，分子力指的是他们的合力，A正确；分子间的作用力与分子间距有关，当分子间距减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大得比引力快，故B正确，C错误；当分子间的距离大于10r0时，分子间的引力、斥力都很小，可忽略不计，D正确。
【答案】A、B、D
5、分子内能
【例题6】当物体的温度升高时，下列说法中正确的是（ ）
A.每个分子的温度都升高
B.每个分子的热运动都加剧
C.每个分子的动能都增加
D.物体分子的平均动能增加
【方法指导】温度是分子平均动能的标志，对于单个分子无意义，物体温度越高，分子运动剧烈，分子平均动能增大，但不否认某些分子动能减小。
【答案】D
【例题7】右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
C.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
【方法指导】分子间距等于r0时分子势能最小，即r0= r2。当r小于r1时分子力表现为斥力；当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时分子力表现为引力，A错BC对。在r由r1变到r2的过程中，分子斥力做正功分子势能减小，D错误。
【答案】B、C
5、晶体和非晶体
【例题8】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体
B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体
C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体
D.一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体
【方法指导】判断固体是否为晶体的标准时看是否有固定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形，单晶体具有各向异性和规则的外形。
【答案】C、D
【例题8】晶体具有各向异性的特点是由于（ ）
A.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C.晶体内部结构的无规则性
D.晶体内部结构的有规则性
【方法指导】晶体各向异性是晶体内部结构的有规则性，使不同的方向上物质微粒的排列情况不同。
【答案】A、D
6、液晶的微观结构和液体的表面张力
【例题9】下列叙述中正确的是（ ）
A.棒状分子、蝶状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B.利用液晶在温度变化是有透明变浑浊可制作电子表、电子计算器的显示元件
C.有一种液晶，随温度的逐渐身高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D.利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点
【方法指导】通常棒状分子、蝶状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错。
【答案】B、C、D
【例题10】以下关于液体的说法正确的是（ ）
A.非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体
B.液体的物理性质一般表现为各向同性
C.液体的密度总是小于固体的密度
D.所有金属在常温下都是固体
【方法指导】由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错。
【答案】A、B
【例题11】下列有关表面张力的说法中，正确的是（ ）
A.表面张力的作用是使液体表面伸张
B.表面张力的作用是使液体表面收缩
C.有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于有表面张力的缘故
【方法指导】表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形。
【答案】B、C、D
7、气体实验定律
【例题12】粗细均匀的玻璃管，封闭一端长为12cm，一个人手持玻璃管开口向下潜入水中，当潜到水下某深度时看到水晶如玻璃管口2cm，求人潜入水中的深度（取水面大气压强为p0=1.0105Pa,g=10m/s2）
【方法指导】确定研究对象为被封闭的一部分气体，玻璃管下潜的过程中气体的状态变化可视为等温过程。
设潜入水下的深度为h，玻璃管的横截面积为S，气体的初末状态参量分别为
初状态：p1=p0 V1=12S
末状态：p2=p0+gh V2=10S
由玻意耳定律p1V1=p2V2，得
【答案】h=2m
【例题13】氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，其瓶内氧气的压强和体积变化如图1所示，则瓶内氧气温度（ ）
A.一直升高
B.一直降低
C.先升高后降低
D.不变
【方法指导】错解为B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，做出各状态下的等温线，如图2所示，从图2中可以看出，tA>t1>t2>tB，从而误选B，而忽略了只有一定质量的气体才满足tA>t1>t2>tB。此题关键在于注意审题，挖掘题目的隐含条件是正确解题的前提，同时还应明确玻意耳定律适用的条件是气体质量不变和气体温度不变。
【答案】D
【例题14】一定质量的某种气体自然状态A经状态C变化到状态B，这一过程在V-T图上表示如图3所示，则（ ）
A.在过程AC中，气体的压强不断变小
B.在过程CB中，气体的压强不断变小
C.在状态A时，气体的压强最大
D.在状态B时，气体的压强最大
【方法指导】气体AC变化过程是等温变化，由PV=C可知，体积减小，压强增大，故A正确。在CD变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由P/T=C可知，温度升高，压强增大，故B错误，综上所述，在ACB过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时体积最大，故C错误，D正确。
【答案】A、D
【例题15】如图4所示，是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，那些是正确的（ ）
A.a d的过程气体体积增加
B.b d的过程气体体积不变
C.c d的过程气体体积增加
D.a d的过程气体体积减小
【方法指导】在p-T图上的等容线的延长线是过原点的直线，且体积越大，直线的斜率越小，由此可见，a状态对应体积最小，c状态对应体积最大。而ad、cd分别是等压和等温线。根据气体实验三定律可得出答案。
【答案】A、B
8、理想气体的状态方程
【例题16】对于一定质量的理想气体，下述四个论述中正确的是（ ）
A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大
B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小
D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大
【方法指导】分子热运动变剧烈，说明温度T升高，由可知，pV要变大，但不知体积变化情况，故无法判定压强变化情况（p可以不点、变大或变小），因此A错B对；分子间的平均距离变大，说明体积变大，由“”知，要变小，因此C、D皆错。
【答案】B
【例题17】如图5所示，A、B两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A的温度为TA，状态B的温度为TB，由图可知（ ）
A.TA=2TB
B.TB =4TA
C.TB =6TA
D.TB =8TA
【方法指导】从已知p-V图上可知TA【答案】C
9、饱和蒸气、未饱和蒸气和蒸气压
【例题18】水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时（ ）
A.水不再蒸发
B.水不再凝结
C.蒸发和凝结达到动态平衡
D.以上都不对
【方法指导】水蒸气达到饱和时，蒸发和凝结仍然继续进行，只不过蒸发和凝结的水分子个数相等而已。
【答案】C
10、相对湿度
【例题19】空气的温度是8℃，饱和水气压为8.05mmHg，此时，水汽的实际压强为6mmHg，求相对湿度。
【方法指导】在某一温度下，饱和水气压为一定值，知道了绝对湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也可以算出绝对湿度。由相对湿度的计算公式可得
相对湿度=
【答案】74.5%
【例题20】在某温度时，水蒸气的绝对气压为p=200mmHg，此时相对湿度为50%，（1）则此时的绝对湿度为多少？（2）饱和气压为多少？
【方法指导】解答此题的关键是应明确各物理量的定义，再根据相对湿度的计算公式进行计算。
（1）根据绝对湿度的定义可知此时的绝对湿度为200mmHg
（2）由相对湿度，可得
【答案】200mmHg，400(mmHg)
11、热力学第一定律
【例题21】关于物体内能的变化，以下说法正确的是（ ）
A.物体吸热，内能一定增大
B.物体对外做功，内能可能增大
C.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
【方法指导】做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式在改变系统内能上是等效的，但是它们还是有重要区别的，做功是系统内能与其它形式的能之间发生转化，而热传递只是不同物体（或物体不同部分）之间内能的转移。由热力学第一定律的表达式ΔU=W+Q可知，内能的变化ΔU是由做功W和热传递Q两个因素共同决定。
【答案】B、C
【例题22】在温度均匀的液体中，一个小气泡由液体的底层缓慢地升到液面，上升过程中气泡的体积不断增大，如将泡内气体看作理想气体，则气泡在浮起过程中（ ）
A.放出热量
B.吸收热量
C.不吸热也不放热
D.无法判断
【方法指导】本题选择气泡为研究对象。一定质量的理想气体，其内能由温度决定。在温度均匀的液体中，一个小汽泡由液体的底层缓慢地升到液面的过程中，小气泡温度不变，其内能增量。上升过程中，由于气泡内的压强不断减小（气泡内的压强等于上部液体产生的压强与外界大气压之和），所以气泡体积不断增大，气体要对外做功，即。根据热力学第一定律，可知。所以气泡在浮起过程中，吸收热量。选项B正确。
【答案】B
【例题23】如图6所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用势能可忽略．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡（ ）
A. a的体积增大了，压强变小了
B. b的温度升高了
C. 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈
D. a增加的内能大于b增加的内能
【方法指导】气体发生状态变化时，体积变化伴随做功，而做功和吸、放热引起内能变化，所以热力学第一定律经常和理想气体状态方程相结合考查学生综合应用知识的能力，本体中a气体吸热状态发生变化，内能增加，同时通过活塞对b气体做功，使b气体内能发生变化。因两部分气体完全相同，隔热板绝热，a加热后温度升高且压强增大，使得K右移，其体积也增大，平衡时两边压强相等；对b部分气体，K对它做功，而无法传递，内能增加，分子势能不计，故温度升高。B部分体积减小，温度升高，由可知压强增大，但a的体积更大，所以a的温度更高，即内能增加更多。
【答案】B、C、D
12、热力学第二定律
【例题24】根据热力学第二定律分析，下列说法中正确的是（ ）
A.热量能够从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体
B.热量能够从高温物体传到低温物体，也可以从从低温物体传到高温物体
C.机械能可以全部转化为内能，但变化的内能不可以全部转化为机械能
D.机械能可以全部转化为内能，变化的内能也可以全部转化为机械能
【方法指导】根据热传递的规律可知，热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不能自发地（不需要外界帮助）从低温物体传到高温物体。借助外界的帮助，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱就是接通电源后，压缩机对“制冷剂”（氟利昂等）做功，把热量从冰箱内部（低温物体）传向外部（高温物体）达到制冷的目地，故选项A错误，B正确。
机械能可以全部转化为内能（如一个运动物体克服摩擦力做功而最终停止下来，机械能全部转化为内能），在一定条件下，变化的内能也可以转化为机械能，如理想气体在等温膨胀过程中，将吸收来的热量全部用来做功，因此选项C错误，选项D正确。
【答案】B、D
13、能量守恒定律
【例题25】下列关于能量转化的说法中，不正确的是（ ）
A.在砂轮磨刀时，刀的温度升高了，内能转化为机械能
B.陨石进入大气层成为流星时，机械能转化为内能
C.壶中水沸腾时，壶盖不停地跳动，水的内能转化为壶盖的动能
D.用打气筒给车胎打气时，筒内空气内能转移到气筒上，使气筒壁温度升高
【方法指导】磨刀时，砂轮转动对刀做功，机械能转化为刀的内能；流星发出光和热是由于空气与陨石摩擦，机械能转化为陨石的内能；水蒸气对外做功内能转化为机械能；用气筒打气时，活塞对筒内空气做功，使空气内能增加，再进行热传递使气筒壁温度升高。
【答案】A
1、若以 μ表示水的摩尔质量，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、△分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①NA = EQ \A( ) ② ρ = EQ \A( ) ③m = EQ \A( ) ④△ = EQ \A( )，其中（ ）
A．①和②都是正确的； B．①和③都是正确的；
C．②和④都是正确的； D．①和④都是正确的．
2、用油膜法粗侧分子直径实验的科学依据是（ ）
A．将油膜看成单分子油膜
B．不考虑各油分子间的间隙
C．考虑了各油分子间的间隙
D．将油膜分子看成球形
3、下面所列举的现象，哪些能说明分子是不断运动着的（ ）
A．将香水瓶盖打出后能闻到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．晒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动
4、以下关于分子力的说法，正确的是（ ）
A．分子间既存在引力也存在斥力
B．液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力
C．气体分子之间这间总没有分子力的作用
D．扩散现象表明分子间不存在引力
5、下列说法中正确的是（ ）
A．温度是分子平均动能的标志
B．物体的体积增大时，分子势能一定增大
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该气体的分子质量
6、关于晶体，如下说法正确的是： （ ）
A．晶体一定具有规则的几何外形
B．晶体不一定具有规则的几何外形
C．晶体一定具有各向异性
D．晶体熔解时具有一定熔点
7、如果将两个分子看成质点，当这两个分子各处于平衡状态时，它们之间的距离为r0，则该分子力大小F及分子势能大小EP随分子间距离r的变化而变化的情况一定是（ ）
A．当r>r0时，r变大，F变小，EP变小
B．当r>r0时，r变大，F变大，EP变大
C．当rD．当r8、关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能的增量一定相同
B．一定质量的0℃水结成0℃冰，内能一定减小
C．一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减小
D．相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
9、下列说法中，正确的是（ ）
A．只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B．只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体
C．只要是具有确定的熔点的物体必定是晶体
D．只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体
10、下列叙述错误的是（ ）
A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D．石墨的硬度比金刚石的差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
11、下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是（ ）
A．液晶分子的空间排列是稳定的
B．液晶的光学性质随温度而变化
C．液晶的光学性质随所加电场的变化而变化
D．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化
12、关于液体的表面张力，下列说法正确的是（ ）
A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩
D．表面张力的方向与液面垂直
13、一定质量的气体在等温变化的过程中，它的下列哪些物理量将发生变化（ ）
A．气体的平均速率
B．单位体积内的分子数
C．气体的压强
D．分子总数
14、在密封容器中装有某种气体，当温度从50℃升高到100℃时，气体压强从p1变到p2，则（ ）
A． B． C． D．1<< 2
15、如图1-1所示，粗细均匀，两端封闭的玻璃管中，有一端水银柱将管中气体分为A和B两部分，一直两部分气体A和B的关系是VB=3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将（ ）
A．向A端移动 B．向B端移动
C．始终不动 D．以上三种情况都有可能
16、关于理想气体，下列说法中哪些是正确的？（ ）
A．严格遵守玻意耳定律和查理定律出气体称为理想气体
B．理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似
C．温度不太低（和室温比较）和压强不太大时（和大气压比较）条件下的实际气体可以近似看成理想气体
D．和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型
17、一绝热隔板将一绝热长方形容器隔成两部分，两边分别充满气体，隔板可无摩擦移动，开始时，左边的温度为0℃，右边温度为20℃，当左边的气体加热到20℃，右边的气体加热到40℃时，则达到平衡状态时隔热板的最终位置（ ）
A．保持不动
B．在初始位置右侧
C．在初始位置左侧
D．决定于加热过程
18、一定质量的理想气体p-t图像如图1-2所示，在状态A变化到状态B的过程中，体积（ ）
A．一定不变 B．一定减小
C．一定增加 D．可能不变
19、如图1-3所示，p0为标准大气压，0.2摩尔某种气体在B状态时体积是（ ）
A．48升 B．5.6升
C．4.48升 D．2.24升
20、如图1-4所示，活塞将气缸分为甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气。以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在拉杆缓缓向外拉的过程（ ）
A．E甲不变，E乙减小
B．E甲增大，E乙不变
C．E甲增大，E乙减小
D．E甲不变，E乙不变
21、如图1-5所示，用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分，甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。在达到平衡时，它们的温度必相等，若分子势能可忽略，则甲、乙中（ ）
A．气体的压强相等
B．气体分子的平均动能相等
C．气体的内能相等
D．气体分子的平均速率相等
22、关于物体的内能及其变化，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的温度改变时，物体的内能必定改变
B．物体对外做功，其内能也不一定改变；向物体传递热量，其内能不一定改变
C．对物体做功，其内能必定改变；物体想外传出一定热量，其内能一定改变
D．若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变
23、下列过程可能发生的是（ ）
A．物体吸收热量，对外做功，同时内能增加
B．物体吸收热量，对外做功，同时内能减少
C．外界对物体做功，同时物体吸热，内能减少
D．外界对物体做功，同时物体放热，内能增加
24、带活塞的气缸内盛有一定量气体，若气体温度随其内能增大而升高，则（ ）
A．将热量传给气体，其温度必升高
B．压缩气体，其温度必升高
C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变
D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高
25、下列设想中，符合能的转化和守恒的有（ ）
A．利用永磁铁和软铁的作用，做一架机器永远的运动下去
B．制造一架飞机，不带燃料，利用太阳能就能飞行
C．做成一只船，利用水的流动，逆水行驶，不用其他力
D．利用核动力，驶离太阳系
26、热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程（ ）
A．都具有方向性 B．只是部分具有方向性
C．没有方向性 D．无法确定
27、下列说法正确的是（ ）
A．热量不能由低温物体传递到高温物体
B．外界对物体做功，物体的内能必定增加
C．第二类永动机不可能制成，是因为违反了能量守恒定律
D．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化
28、一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是（ ）
A．不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大
B．若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时速度增大，内能也增大
C．若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变
D．若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大
29、下列说法正确的是（ ）
A．第一类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
B．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律
C．热力学第一定律和热力学第二定律是相互独立的
D．热力学第二定律的两种表述是等效的
30、下列说法中，正确的是（ ）
A．从甲物体自发传递热量给乙物体，说明家物体的内能比乙物体多
B．热机的效率从原理上讲可达100%
C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的
D．以上说法均不正确
31、在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得 l mL上述溶液有100滴，将1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图1-6，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：
⑴油酸薄膜的面积是 cm2；
⑵油酸分子的直径是 m（结果保留两位有效数字）；
⑶利用单分子油膜法还可以粗测阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M。则阿伏加德罗常数的表达式为 。
32、（1）已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2kg，阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023mol-1。一滴露水的体积大约是6.0×10-5cm3，它含有 个水分子。如果一只极小的虫子来喝水，每分钟喝进6.0×107个水分子时，喝进水的质量是 kg。（保留两位有效数字）
（2）一个细口瓶，开口向上放置，容积为2.0L，在温度为0oC，大气压强为一个标准大气压的环境中，瓶内气体的分子数约为 （结果保留两位有效数字，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023/mol）
33、一定质量的理想气体，在升温膨胀对外做功的过程中，分子的平均动能 ，气体的内能 （填“增加”或“减小”），因而伴随着 过程（填“吸热”或“放热”）。
34、(1)空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×l05J．试问：此压缩过程中，气体 (填“吸收”或“放出”)的热量等于 J．
(2)若一定质量的理想气体分别按下图1-7所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是 (填“A”、“B”或“C”)，该过程中气体的内能 (填“增加”、“减少”或“不变”)．
35、外力对气体做功100J，气体向外放热20J，在这个过程中气体的内能 （选填“增加”、“减小”），其改变量是 J。
36、某气体初态时有100J内能，膨胀过程中对外做功30J，同时吸收了20J的热量，在这过程中内
能 （填“增加”或“减少”） J。
37、如图1-8是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置，开始时封闭的空气柱长度为20cm，人用竖直向下的力F压活塞，使空气柱长度变为原来的一半，人对活塞做功l0J，大气压强为p0=1×105Pa，活塞的横截面积S=1cm2，不计活塞的重力。问：
（1）若用足够长的时间缓慢压缩，求压缩后气体的压强多大
（2）若以适当的速度压缩气体，此过程气体向外散失的热量为2J，则气体的内能增加多少
38、一定质量的气体从外界吸收了4.2×105J的热量，同时气体对外做了6×105J的功，问：
（1）物体的内能是增加还是减少？变化量是多少？
（2）分子势能是增加还是减少？
（3）分子的平均动能是增加还是减少？
39、如图1-9所示，一定质量的理想气体，由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420 J，同时膨胀对外做功300 J．当气体从状态B经过Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200 J．求过程Ⅱ中气体是吸热还是放热，吸热(或放热)的数值为多少．
1、（2007广东）一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是( )
A．p1＝p2，V1＝2V2，T1＝T2 B．p1＝p2，V1＝V2，T1＝2T2
C．p1＝2p2，V1＝2V2，T1＝2T2 D．p1＝2p2，V1＝V2，T1＝2T2
2、（2007广东）图2-1为焦耳实验装置图，用绝热性能良好的材料将容器包好，重物下落带动叶片搅拌容器里的水，引起水温升高。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．这个装置可测定热功当量
B．做功增加了水的热量
C．做功增加了水的内能
D．功和热量是完全等价的，无区别
3、（2008广东）
（1）如图2-2所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋下端，使玻璃板水平接触水面。如果你想使玻璃板离开水面，必须用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋。原因是水分子和玻璃的分子间存在的 作用。
（2）往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色。这一现象在物理学中称为 现象，是由于分子的 而产生的。这一过程是沿着分子热运动的无序性 的方向进行的。
4、（2009广东）（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过 方式改变物体的内能，把 转变为内能。
（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2-3。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的 ，温度 ，体积 。
5、（2010广东）图2-4是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，缸内气体的（ ）
A．温度升高，内能增加600J
B．温度升高，内能减少200J
C．温度降低，内能增加600J
D．温度降低，内能减少200J
6、（2010广东）如图2-5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，通过压力传感器感知管中的空气压力，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．体积不变，压强变小
B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，压强变小
7、（2011广东）如图2-6所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱落,主要原因是（ ）
A．铅分子做无规则热运动 B．铅柱受到大气压力作用
C．铅柱间存在万有引力作用 D．铅柱间存在分子引力作用
8、（2011广东）图2-7为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（ ）
A．外界对气体做功，气体内能增大 B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小
9、（2011全国卷1）关于一定量的气体，下列叙述正确的是（ ）
A．气体吸收的热量可以完全转化为功 B．气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 D．外界对气体做功，气体内能可能减少
10、（2011全国理综）对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体的内能不变，其状态也一定不变
C．若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大
D．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关
E．当气体温度升高时，气体的内能一定增大
11、(2011上海)如图2-8，一定量的理想气体从状态 a 沿直线变化到状态 b ，在此过程中，（ ）
其压强
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终不变
D．先增大后减小
12、(2011上海)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图2-9所示，图中表示处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为，则（ ）
A． B．
C． D．
一、单项选择题
1、布朗运动是说明分子运动的重要实验事实,布朗运动是指（ ）
A．液体分子的运动 B．悬浮在液体中的固体分子运动
C．悬浮在液体中的固体微粒的运动 D．液体分子与固体分子的共同运动
2、分子间的相互作用力由引力f引和的斥力f斥两部分组成，则（ ）
A．f斥与f引都随分子间距离增大而减小
B．f斥与f引都随分子间距离增大而增大
C．分子间距离增大时，f引增大，f斥减小
D．分子间距离增大时，f引减小，f斥增大
3、液体表面具有收缩的趋势，其原因是（ ）
A．由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
B．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
C．由于液体表面的分子受到外部空气分子的吸引力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．因液体具有流动性，所以液体表面具有收缩的趋势
4、汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑，在这过程中（ ）
A．汽车的机械能守恒 B．汽车的动能和势能相互转化
C．机械能转化为内能，总能量守恒 D．机械能和内能之间没有转化
二、双项选择题
5、甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热的钢针的针尖分别接触这两种薄片，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图3-1所示形状。对这两种薄片，下列说法正确的是（ ）
A．甲的熔点一定高于乙的熔点 B．甲一定是晶体
C．乙一定是晶体 D．甲具有各向异性，乙具有各向同性。
6、下列关于热现象的说法，正确的是（ ）
A．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大
B．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C．当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时，分子力为零，分子势能为零。
D．熵值越大，代表系统分子运动越有序。
7、如图3-2所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻
璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能
使h变大的原因是( )
A．环境温度降低 B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银 D．U型玻璃管自由下落
8、氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用。在该漏气过程中瓶内氧气( )
A．分子总数减少，分子总动能不变 B．密度降低，分子平均动能不变
C．吸收热量，膨胀做功 D．压强降低，不对外做功
9、如图所示，一定质量的理想气体经历的一系列过程，ab、bc、cd和da，这四段过程在p-T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，而cd平行于ab．由图可以判断（ ）
A．ab过程中气体体积不断增大 B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断减小 D．da过程中气体体积不断增大
三、填空题
10、（1）第一类永动机违背了 定律，第二类永动机违背了 定律。
（2）空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2×105J的功，同时空气的内能增加了1.5×105J。在这一过程中，空气 热（填“吸”、“放”等），热量为 J。
（3）在平均深度是10 m、水面面积为1.0×104 m2的湖里投入1.2 g食盐，假设食盐均匀地溶解在湖水里，那么1 cm3水里所含食盐分子的个数为 。（食盐的摩尔质量取60 g/mol，阿伏加德诺常数取6.0×1023 /mol结果保留两位有效数字）
四、计算题
11、如图3-4所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为V0，A、B之间的容积为0.1V0。开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K。求：
（1）活塞刚离开B处时的温度TB；
（2）缸内气体最后的压强p；
（3）在图3-5中画出整个过程的p-V图线。
12、如图3-6，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为、温度均为。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和温度。
基础题典型题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B ABD ACD A AC BD D BC ACD CD
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
BCD BC BC C C ABCD B D B C
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
B B ABD D BD A D D ACD D
31（1）82（80～85均可） （2） （3）
32、（1）2.0×1018 ；1.8×10-18（2）4.9×1022
33、增加；增加；吸热
34、（1）放出；5×105 （2）C ；增加
35、增加 80
36、减少 10
37、（1）p=2×106Pa （2）=9J
38、（1）气体从外界吸热为：Q=4.2×105J气体对外做功：W=－6×105J
由热力学第一定律：ΔU=W+Q=（－6×105）+（4.2×105J）=－1.8×105J
ΔU为负，说明气体的内能减少了。所以，气体内能减少了1.8×105J。
（2）因为气体对外做功，所以气体的体积膨胀，分子间的距离增大了，分子力做负功，气体分子势能增加了。
（3）因为气体内能减少，同时气体分子势能增加，说明气体分子的平均动能一定减少了。
39、放热，Q=320J
高考模拟题
1、D 2、AC
3、（1）大；引力 （2）扩散；运动；增加
4、（1）做功；机械能（2）热量；升高；膨胀
5、A 6、B 7、D 8、A 9、D 10、ADE 11、A 12、B
综合应用创新
1、C 2、A 3、B 4、C
5、BD 6、AB 7、CD 8、BC 9、BD
10、（1）能量守恒；热力学第二定律（2）放； 0.5×105J（3）1.2×1011
11、
解：（1），TB＝333K，
（2），p＝1.1p0，
（3）整个过程的p-V图线如图示。
12、
解：设初态压强为，膨胀后A，B压强相等
B中气体始末状态温度相等
∴
A部分气体满足
∴
0.9p0
p0
1.1p0
1.2p0
V
p
0.9V0
V0
1.1V0
1.2V0