2012年高考复习专题——热学（二）

热学
【】
【考试说明】
新课程标准 考试说明 要求
1认识分子动理论的基本观点，知道其实验依据。知道阿伏加德罗常数的意义。2了解分子运动速率的统计分布规律。认识温度是分子平均动能的标志。理解内能的概念。3了解固体的微观结构。会区别晶体和非晶体，列举生活中常见的晶体和非晶体。4通过实验，观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因， 5了解气体实验定律，用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。6知道饱和汽、未饱和汽和饱和气压。了解相对湿度。8认识热力学第一定律。理解能量守恒定律。用能量守恒观点解释自然现象。9了解热力学第二定律。初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。 分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ
阿佛加德罗常数 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 Ⅰ
气体的实验定律 Ⅰ
理想气体 Ⅰ
饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压 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
【复习策略】
本章高考命题主要集中于气体内能、热力学定律、温度、压强及微观含义。在复习中，要以分子动理论的三个要点为基础，将知识延伸到物体的内能、热力学定律，重视概念的建立，加强知识的理解。在分析分子大小、数目、质量的估算问题时，抓好阿佛加德罗常数。在分析分子力及分子势能、分子动能、物体内能时要与宏观物体的势能、动能、机械能比较。在分析气体的性质时，抓好理想气体模型。
【疑难应用】
例1.（2011年高考·全国卷新课标版）对于一定质量的理想气体，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断升高，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
解析：理想气体的内能只由温度决定，由理想气体状态方程可知，若气体的压强和体积都不变，温度T也不变，所以内能也一定不变，A、E选项正确。若气体的内能不变，则温度T不变，但气体的压强和体积可以改变，B项错误。若气体的温度升高，体积增大，其压强可以不变， C项错误。由热力学第一定律知，D选项正确。2.ADE
例2.（2011年高考·福建理综卷）[3-3]
⑴如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_______。（填选项前的字母）
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
⑵一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则该理想气体的_______。（填选项前的字母）
A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小
C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小
解析：（1）看能否得出结论：晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体则没有。B正确。
（2）理想气体从外界吸热大于对外做功，所以内能增大，温度是理想气体内能的标志，温度一定升高；对外做功，体积膨胀，质量不变，密度要减小。D正确。
例3.（2011年高考·全国卷新课标版）15.如图，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l1=66cm的水银柱，中间封有长l2=6.6cm的空气柱，上部有长l3=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。
解析：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为 ①，式中，分别表示水银的密度和重力加速度。玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，则， ②，式中，管内空气柱的压强。
由玻意耳定律得 ③，式中h是此时空气柱的长度，S为玻璃管的横截面积。
由①②③式和题给条件得h=12cm　　④。
从开始转动一周后，设空气柱的压强为，则 ⑤，由玻意耳定律得 　⑥ ，式中，是此时空气柱的长度。由①②③⑤⑥9.2cm。
例4.（2010年 海南）17．模块3—3试题
（1）（4分）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分。）
（A）当一定量气体吸热时，其内能可能减小
（B）玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
（C）单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
（D）当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
（E）气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子
数和气体温度有关
（2）（8分）如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强1.2p0的理想气体，p0与T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：
（i）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；
（ii）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。
解析：（1）ADE（4分，选对一个给2分，选对两个给3分，选对3个给4分；每选错一个扣2分，最低得分为0分）
（2）（i）在气体由压强下降到的过程中，气体体积不变，温度由变为T1，由查理定律得
①
在气体温度由T1变为T0过程中，体积由V减小到V1，气体压强不变，由盖·吕萨克定律得
②
由①②式得
③
（ii）在活塞下降过程中，活塞对气体做的功为
④
在这一过程中，气体内能的减少为
⑤
由热力学第一定律得，气缸内气体放出的热量为
⑥
由②③④⑤⑥式得
⑦
例5.（2010年 山东）36．[物理—物理3—3]
一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为。经过太阳曝晒，气体温度由升至。
（1）求此时气体的压强。
（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。
解析：（1）设升温后气体的压强为p1，由查理定律得
①
代入数据得
②
（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V由玻意耳定律得
③
联立②③式得
④
设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得
⑤
联立④⑤式得
⑥
吸热。因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律可知剩余气体要吸热。
例6.（2010年 上海）28.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图Ⅰ所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；
③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线，
（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______；
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____；
（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表_____。
解析：（1）用润滑油凃活塞
（2）慢慢抽动活塞，活塞导热。
（3）体积读书值比实际值大。根据,C为定值，则。
例7.（2009年 全国2）16. 如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比
A．右边气体温度升高，左边气体温度不变
B．左右两边气体温度都升高
C．左边气体压强增大
D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量
解析：本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错。
例8.（2009年 山东）36．一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。
（1）求气体在状态B时的体积。
（2）说明BC过程压强变化的微观原因
（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体 放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。
解析：（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。
(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。
(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于
例9.（2009年 宁夏） 34. [物理——选修3-3]
（1）（5分）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC ,在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则 （填入选项前的字母，有填错的不得分）
A. B.
C. D.
(2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。
容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求
（ⅰ）第二次平衡时氮气的体积；
（ⅱ）水的温度。
解析：（1）C （2）（ⅰ）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。
设末态的压强为P，由玻意耳定律得 ①
活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，则 ②
③
由玻意耳定律得 ④
(ⅱ) 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得
⑤
【疑难检测】
选择题
1.（2011年高考·四川理综卷）气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
2．（2011年高考·全国大纲版理综卷）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
3．（2011年高考·重庆理综卷）某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B．对外做正功，内能增大
C．对外做负功，分子的平均动能增大 D．对外做负功，内能减小
4．（2011年高考·广东理综卷）如图所示，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
5．（2011年高考·广东理综卷）图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
6．（2011年高考·上海卷）如图所示，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
7．（2011年高考·上海卷）某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为TⅠ，TⅡ，TⅢ，则
A．TⅠ>TⅡ>TⅢ B．TⅢ>TⅡ>TⅠ C．TⅡ>TⅠ，TⅡ>TⅢ D．TⅠ=TⅡ=TⅢ
8．（2011年高考·海南理综卷）关于空气湿度，下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分；选错1个扣2分，最低得0分）。
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
9．（2010年 广东）14. 图3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
10．（2010年 广东）15. 如图4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
体积不变，压强变小
体积变小，压强变大
体积不变，压强变大
体积变小，压强变小
11.（2010年 全国1）19．右图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线。下列说法正确的是
A．当大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当等于r2时，分子间的作用力为零
D．当由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
12.（2010年 全国2）16. 如图，一绝热容器被隔板K 隔开a 、 b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中
A．气体对外界做功，内能减少
B．气体不做功，内能不变
C．气体压强变小，温度降低
D．气体压强变小，温度不变
13.（2010年 上海）14. 分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则
（A）分子间引力随分子间距的增大而增大
（B）分子间斥力随分子间距的减小而增大
（C）分子间相互作用力随分子间距的增大而增大
（D）分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
14.（2010年 上海） 17. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于且与水平轴平行，与平行，则气体体积在
（A）过程中不断增加
（B）过程中保持不变
（C）过程中不断增加
（D）过程中保持不变
15.（2010年 四川）14．下列现象中不能说明分子间存在分子力的是
A．两铅块能被压合在一起 B．钢绳不易被拉断
C．水不容易被压缩 D．空气容易被压缩
16．（2010年 重庆）15. 给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子间势能，则胎内气体
A从外界吸热 B对外界做负功
C 分子平均动能减小 D内能增加
17.（2009年 北京）13．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是www.ks5.u.com
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
18.（2009年 全国1）14.下列说法正确的是（ ）
A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小
D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大
19.（2009年 上海） 2．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的（ ）
（A）温度和体积 （B）体积和压强
（C）温度和压强www. （D）压强和温度
20.（2009年 上海）9．如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则（ ）
（A）水银柱向上移动了一段距离 （B）VA＜VB
（C）pA＞pB www. （D）FA＝FB
21.（2009年 四川）16.关于热力学定律，下列说法正确的是
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
22.（2009年 重庆）14.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）
A．内能增大，放出热量 B. 内能减小，吸收热量
C．内能增大，对外界做功 D. 内能减小，外界对其做功
二．填空题
23. （2011年高考·山东理综卷）
⑴人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。
a．液体的分子势能与体积有关 b．晶体的物理性质都是各向异性的
c．温度升高，每个分子的动能都增大 d．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
⑵气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点h1=14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h2=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将 （填“吸热”或“放热”）。
24.（2011年高考·江苏理综卷）（选修模块3-3）
⑴如图A-1所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片。轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
⑵如图A-2所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为p0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_________（选增“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了___________。
⑶某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol-1，球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）
25.（2010年 福建）28．[物理选修3-3] （1）1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是_______。（填选项前的字母）
（2）如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热（即与外界不发生热交换）容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体 。（填选项前的字母）
A．温度升高，压强增大，内能减少
B．温度降低，压强增大，内能减少
C．温度升高，压强增大，内能增加
D．温度降低，压强减小，内能增加
26.（2010年 江苏）12.选做题A.（选修模块3-3）
（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是 ▲ 。
（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量。在上述两个过程中，空气的内能共减小 ▲ KJ,空气 ▲ （选填“吸收”或“放出”）
（3）已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。（结果保留一位有效数字）
27.（2010年 上海）22.如图，上端开口的圆柱形气缸竖直放置，截面积为，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在气缸内，其压强为____pa（大气压强取1.01*，g取）。若从初温开始加热气体，使活塞离气缸底部的高度由0.5m缓慢变为0.51m，则此时气体的温度为____℃。
28.（2009年 福建）28.[物理——选修3-3]
（1）现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关，下列关于材料、能源的说法正确的是 。（填选项前的编号）
①化石能源为清洁能源 ②纳米材料的粒度在1-100μm之间
③半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间
④液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性
（2）一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J,气体内能减少1.3×105J，则此过程 。（填选项前的编号）
①气体从外界吸收热量2.0×105J ②气体向外界放出热量2.0×105J
③气体从外界吸收热量2.0×104J ④气体向外界放出热量6.0×104J
29.（2009年 海南）17．模块3-3试题
（I）下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母，每选错一个扣2分，最低得分为0分）www.
（A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间势能之和；
（B）气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变；
（C）功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功；
（D）热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体；
（E）一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小；
（F）一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加。
（II）一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0℃的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求：
（1）氦气在停止加热前的体积；
（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。www.
30.（2009年 江苏）12．[选做题] A．（选修模块3—3）
（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，
下列说法正确的是 ▲ 。（填写选项前的字母）
（A）气体分子间的作用力增大 （B）气体分子的平均速率增大
（C）气体分子的平均动能减小 （D）气体组成的系统地熵增加
（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡 ▲ （填“吸收”或“放出”）的热量是 ▲ J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了 ▲ J
（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数
，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留以为有效数字）
31.（2009年 广东）13．
（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_____________转变成内能。
（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，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10，这是因为烧瓶里的气体吸收了水的______________，温度_____________，体积___________.
三．计算题
32．（2011年高考·上海卷）如图，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V0、温度均为T0。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VA和温度TA。
33.（2011年高考·海南理综卷）如图，容积为V1的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1。
34.（2009年 上海） 21．（12分）如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：www.
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）
【试题答案】
一．选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 C AD A D A A B BC A B BC
题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
答案 BD B AB D C D A A AC B D
二．填空题
23.解析：物体体积变化时，分子间的距离将发生改变，分子势能随之改变，所以分子势能与体积有关，a正确。晶体分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性，b错误。温度是分子平均动能的标志，具有统计的意义，c错误。液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势，d正确。
（2）①设恒温槽的温度为，由题意知A内气体发生等容变化
由查理定律得 ①　　
　 　②　　　　 ③　
联立①②③式解得　　④
②理想气体的内能只由温度决定，A气体的温度升高，所以内能增大。
由热力学第一定律知，气体不对外做功，气体将吸热。
（1）a d （2）①364K ②增大；吸热
24.解析：（1）轻推转轮后，叶片开始转动，由能量守恒定律可知，叶片在热水中吸收的热量在空气中释放和使叶片在热水中的膨胀做功，所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量，D正确。
（2）由于对气缸缓慢加热，温度升高，气体分子平均动能增大；根据热力学第一定律,其中气体对外做功。气体内能变化。
（3）一个油酸分子的体积 ，由球的体积与直径的关系得分子直径，最大面积 ，解得：S=10m2。
答案：（1）D （2）增大； （3）10m2
25.解析：外力做正功，；绝热，；由热力学第一定律，内能增加，温度升高；另外，由可以判断出压强增大
答案：C。
26.解析：（1）B
（2）5; 放出; 29
（3）设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为海和岸，一次吸入空气的体积为V，则有n＝NA，代入数据得n＝3×1022
27.解析： ，T2=306K，t2=33℃
28.解析:（1）化石能源燃烧时产生二氧化碳，造成温室气体效应；煤碳和石油中含有硫，燃烧时产生二氧化硫等物质使雨水的酸度增高等等，说明化石能源不是清洁能源；①错；
纳米材料的粒度在1-100nm，而不是1-100μm，②错；
液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向异性（不是同性），④错。
正确选项为③
（2）W=7.0×104J，ΔU=-1.3×105J，由热力学第一定律
W+Q=ΔU Q=-2.0×105J
表明气体向外界放热2.0×105J， 正确选项为②
答案（1）③（2）②
29．解析：（Ⅰ）ADEF （4分，选对一个给1分，每选错一个扣2分，最低得分为0分）
（Ⅱ）（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳—马略特定律有
①
式中，是在此等温过程末氦气的体积。由①式得
②
（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与外界气体温度相同，即。这是一等压过程。根据盖—吕萨克定律有
③
式中，是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
④
30．解析：A. (1) D
(2) 吸收 0.6 0.2
(3) 设气体体积为，液体体积为
气体分子数, (或)
则 （或）
解得 (都算对)
31.解析：（1）做功，机械能；（2）热量，升高，增大.
三．计算题
32.解析：设初态压强为P0，膨胀后A，B压强相等PB＝1.2 P0，B中气体始末状态温度相等，P0V0＝1.2P0(2V0－VA)，∴VA＝V0 ，A部分气体满足＝ ∴TA＝1.4T0。
33. 解析：由玻马定律得 求出：，答案：
34.解析：（1）插入水银槽后右管内气体：p0l0＝p（l0－h/2），p＝78cmHg，
（2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋gh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h1＝＝4cm，中、左管内气体p0l＝p’l’，l’＝38cm，左管插入水银槽深度h＝l＋h/2－l’＋h1＝7cm，
热学
能源、环境
物质是由大量分子组成的
分子永不停息地做无规则运动
分子间存在相互作用的引力和斥力
分子动理论
热和功
分子动能：即分子无规则运动的动能，与温度有关；温度是热运动分子平均动能的标志。
分子势能：由分子间的相互作用及分子间的相对位置决定的能量，与分子间的作用力及物体的体积有关
物体内能：物体中所有分子热运动分子动能和分子势能的总和。
物体的内能
做功
热传递
物体的内能的变化
热力学第一定律：
热力学第二定律：两种表述
能量守恒定律
基本规律
气体
气体分子动理论：气体分子运动特点，气体压强的微观解释
气体状态参量：温度、体积、压强
T
O
T0
t
a
b
c
d
e
f
g
M
N
箱盖
气体
汽缸
活塞
铅柱
钩码
M
N
a
b
O
V
T
O
f(v)
v
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
O
A
B
C
D
软胶管
形状记忆合金
热水
图A-1
p0
图A-2
A
B
P0
h
V2
软胶管
P0
气阀
V1
A
B
C
D
O
橡胶管