（最新创作）2020高三物理高考二轮复习物理（8）热学-教案、学案、习题全 26页

专题八 热学 教案 一． 专题要点 第一部分：分子动理论 1. 物质是由大量分子组成。 （1）分子体积很小，质量小。 分子直径数量级 ，分子质量数量级 ～10 10 1010 27 26  m kg （2）油膜法测分子直径： D V S S ：水面上形成单层分子油膜的面积 （3）阿伏伽德罗常量： 1 6 02 1023mol N A的任何物质含有 × 个分子 . （4）微观物理量的估算问题： m M N m NA 分 摩  V N V V N M N m V d V dA A          分 摩 摩 分 分 分 ρ ρ 固、液：球形 气体：立方体 1 6 3 3  N n N nA · ：摩尔数( ) n m M V Vmol mol   2. 分子永不停息做无规则热运动： （1）实验依据：扩散现象、布朗运动。 （2）布朗运动：是指悬浮在液体中微粒的无规则运动。 ①布朗运动成因：液体分子无规则运动，对固体小颗粒碰撞不平衡。 ②影响布朗运动剧烈程度因素：微粒小，温度高，布朗运动剧烈 3. 分子间同时存在相互作用的引力和斥力 （1）分子力：分子间引力和斥力的合力，即表现出的分子力。 （2）分子间作用力的变化：f 引、f 斥随 r 变化而反相变化，但斥力比引力变化更快。 r r m f f f   0 1010 0( ) 引 斥 r r f f f f 0 引 斥 斥为 r r f f f f 0 引 斥 引为 r r f f f 10 0 00 引 斥、 ≈ ≈ 第二部分：内能、热和功 1. 内能：物体内所有分子热运动的动能和相互作用势能的总和。 （1）分子动能：分子热运动所具有的动能。（单个分子动能无意义，整体统计）分 子平均动能：标志，温度 T，温度越高，分子平均动能越大。 （2）分子势能：由分子间相互作用和分子间距离决定的能量。分子间距离变化时， 分子势能变化。如 r r r r r 增加 条件：分子力做负功，分子势能增加 条件：分子力做正功，分子势能减少      0 0 书上表述：通常情况下，r＝r0，当 r 变化时，分子势能增加。当 r＝r0，分子势能 最小。 分子势能与宏观上物体体积有关。 （3）物体内能：综合考虑：分子数 N，温度 T，体积 V。物体温度相同，内能一定 相同（×） 理想气体内能：理想气体分子间无相互作用力，无分子势能，其内能仅是分子动能 总和，与分子数 N，温度 T 有关。对一定质量理想气体，内能仅由温度 T 决定 （4）内能与机械能的区别： ①物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和，宏观上取决于分子数 N， 温度，体积。 ②物体机械能是物体整体运动具有动能和势能总和，取决于质量 m，速度 v，高度 h，形变。 2. 改变内能的两种方法：做功和热传递 （ ）两种方法区别： 热传递：内能在物体间转移 高温 低温 内能转移量即热量 做功：其它形式能与内能相互转化 1 ( )   结果等效，都能改变内能 （2）内能与热量区别：内能状态量，热量是过程量，只有发生热传递，内能发 生变化时，才有吸收或放出热量。 3. 内能变化——热力学第一定律 状态变化过程通常是做功和热传递同时发生，系统内能的增加等于外界对系统 做功与热传递系统从外界吸收热量的总和。 公式：E W Q  符号规定： 内能增加 内能减少 外界对系统做功 系统对外界做功 系统吸热 系统放热   E E W W Q Q                0 0 0 0 0 0 4. 能的转化和守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体 转移到另一个物体（热传递），或从一种形式转化成另一种形式（做功）。即热力 学第一定律。注：第一类永动机不可能制成。 5. 热力学第二定律：自然界进行的涉及热现象的过程都具有方向性，是不可逆的。 热传递中，热量自发的从高温物体传向低温物体。功可以完全生热，即机械能可以 完全转化为内能。不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其它变化。 （空调制冷，消耗电能做功）不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而 不引起其它变化。（理想气体等温膨胀，体积变大）不存在热效率为 100%的热机（热 机的工作物质是汽油从高温热源获得热量，只能一部分用来做功，另一部分热量要 排给大气，即热机肯定要排出热量。） 6. 第二类永动机（从单一热源不断吸收热量。使其完全转变成机械能的发动机）不 可能制成，违背了热力学第二定律 7. 热力学第三定律：绝对零度（0 k）不可能达到。 第三部分：气体压强、体积、温度间的关系 1. 气体状态参量： （1）体积 V（气体几何参量）一定质量气体所占据容器的容积。（并不是气体分子 体积的总和） 1 1 103 3 3L dm m   （2）温度 T（t）（气体热学参量）摄氏温标、热力学温标关系：T＝273＋t（3） 压强 p（气体力学参量）气体分子频繁碰撞器壁，作用在器壁单位时间单位面积上 的压力 宏观：气体作用在器壁单位面积上的压力，大小取决于分子数密度和 温度 微观：大量气体分子无规则热运动对器壁碰撞产生的，大小取决于单 位体积内的分子数 分子数密度 和分子平均速度 T ( )       ①温度一定，气体体积小（分子数密度大，单位体积的分子数）碰撞分子数大， 压强大。 ②体积一定，温度越高，分子碰撞力越大，压强大。 2. 气体、压强、温度的关系： （ ）气态方程：一定质量理想气体 定值1 pV T  （2）热力学第一定律应用： 气体体积 变大， 气体体积 变小， 气体温度 升高 气体温度 降低 V W V W T E T E           0 0 0 0   由 确定 的正负 ，气体吸热 ，气体放热E W Q Q Q Q        0 0 绝热 ，绝热压缩Q  0 二． 考纲要求 考点 要求 考点解读 分子动理论的基本观点和实验依据 Ⅰ 本章的重点内容：热力学定律、 理想气体实验定律阿伏加德罗常数 Ⅰ 气体分子运动速率的统计分布 Ⅰ 温度所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、未饱和蒸气和饱和蒸气压 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 用油膜法估测分子的大小 三． 教法指引 此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点， 进行适当提炼讲解。这一专题绝大多数知识点要求不是很高，但是比较杂乱，学生 易于掌握每个知识点，但是不易掌握全面。二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本知 识出发再进行总结提升。 四． 知识网络 五． 典例精析 题型 1.（气体）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 解析：根据压强的定义 A 正确,B 错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低, 但不能说明压强也一定减小,C 错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气 体的压强减小,D 错。 题型 2.（布朗运动）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是 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 解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故 A 项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故 B 项错误，对于某个微粒 而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的 速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故 C 项错误；故只有 D 项正确。 题型 3.（内能）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 D．压强和温度 解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度； 分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积。因 此答案 A 正确。 题型 4.（气体状态方程）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 D．FA＝FB 解析：首先假设液柱不动，则 A、B 两部分气体发生等容变化，由查理 定 律，对气体 A： A A A A P P T T    ；对气体 B： B B A A P P T T    ，又初始状态满足 A BP P h  ，可见 使 A、B 升高相同温度， ( )A A A A B A A T TP P P hT T      ， A A B B B A A T TP P PT T     ，因此 A BP P   ， 因此 A BF F   液柱将向上移动，A 正确，C 正确；由于气体的总体积不变，因此 VA=VB，所以 B、D 错误。 题型 5. （热学基础知识）（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，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水 的 ，温度 ，体积 。 解析：做功可以增加物体的内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的 气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升 高，由理气方程 CT PV  可知，气体体积增大。（1）做功，机械能；(2)热量，升高， 增大 题型 6.（物质是由大量分子组成的）在国际单位制中,金属铜的密度为  ,它的摩尔 质 量 为 M, 阿 伏 加 德 罗 常 数 为 NA, 则 下 列 结 论 正 确 是 ( ) A.1 kg 铜所含铜原子的数目是  NA B.1 m3 的铜所含铜原子的数目是  NA/M C.1 个铜原子占有的体积是 M/  NA D.1 个铜原子的质量是  /NA 解析：BC 题型 7.（分子做永不停息的热运动）从比较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中 有悬浮在空气里的微粒,这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？ 解析：只有足够小的颗粒才能产生显著的布朗运动,用肉眼是不能看到布朗运动的, 只有在显微镜下才能看到.这些微粒在空气里的运动不属布朗运动.因为这些肉眼所 能看到的微粒在微观领域里是属于大体积的,它所受到各方面空气分子的撞击作用 几乎相平衡,微粒的运动主要是由于受到空气对流、扰动和受到重力、浮力作用等多 种影响而形成的. 题型 8. （p、V、T 间的关系）很多家庭都用坛子腌菜.腌菜用的坛子要求密闭性良 好,否则里面的菜就容易坏.怎样才能选到一个不漏气的坛子呢?在民间流行一种这 样的方法:先在坛子边缘的水槽中灌上水,然后将一张点燃的纸丢进坛里,稍等片刻 再合上坛子盖,如图所示,这时槽中的水如果能被吸进坛子里面,说明坛子不漏气;如 果水不能被吸进坛子里面,说明坛子漏气.试说明这种方法的原理. 解析： 将点燃的纸张丢进坛中,坛子内的气体温度升高,这时再合上坛子盖,坛子内 的火焰在烧完坛内的氧气后很快熄灭,坛子内的气体迅速降温,如果坛子不漏气,根 据气体压强与温度的关系,随着温度下降,坛内气体的压强随之减小,使外界的大气 压大于坛内气体压强,槽中的水被“吸”进坛中,如果某处漏气,则坛子内外相通,合 上盖子后,内外没有压强差,水就不能被吸进去. 题型 9. （油膜法估测分子的大小）用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓 度为 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL 的量筒、盛有适量清水 的 45×50 cm2 浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸. (1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤 C A.用滴管将浓度为 0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入 1 mL 油 酸酒精溶液时的滴数 N B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为 0.05%的油酸酒精溶液, 从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁 接触为止,记下滴入的滴数 n. C. . D.将画有油膜薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形 为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积 S (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小 cm. 解析： (1) 将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 (2) NS n%05.0 专题八 热学 考案 一、选择题 1. 一位质量为 60 kg 的同学为了表演“轻功”，他用打气 筒给 4 只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气 体），然后将这 4 只气球以相同的方式放在水平放置的木 板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。 （1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是 A.大于大气压强 B.是由于气体重力而产生的 C.是由于气体分子之间的斥力而产生的 D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的 （2）在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中， 球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是 A.球内气体体积变大 B.球内气体体积变小 C.球内气体内能变大 D.球内气体内能不变 (3) 为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻 质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为 2.0 cm 的方格纸。表演结束后，留下气球与 方格纸接触部分的“印迹”如图所示若表演时大气压强为 1.013105Pa，取 g=10 m/s2 ， 则气球内气体的压强为 Pa。（取 4 位有效数字） 气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸 上留下的“印迹”面积存在什么关系？ 答案：（1）AD ；(2)BD；（3）1.053*105Pa 面积相同 2.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 答案：B 3.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 答案：D 4. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验简要步骤如下: ( ) A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去, 多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积 S B.将一滴酒精油酸溶液滴在水面,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上, 用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 C.用浅盘装入约 2 cm 深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上 D.取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的酒精油酸溶液 E.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积 V F.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒 内增加一定体积时的滴数 G.由 V/S 得油酸分子的直径 d 上述实验步骤的合理顺序是 . 答案： DFECBAG 5. (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 2.0×105 J,同时 气体的内能增加了 1.5×105 J.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”). (3)设想将 1 g 水均匀分布在地球表面上.估算 1 cm2 的表面上有多少个水分子？(已 知 1 mol 水的质量为 18 g,地球的表面积约为 5×1014 m2,结果保留一位有效数字) 答案 ： (1)放出 5×104 (2)C 增加 (3)7×103 6. 下列说法正确的是 ( ) A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数 D.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同 答案： D 7. 假如全世界 60 亿人同时数 1 g 水的分子个数,每人每小时可以数 5 000 个,不间 断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数 NA 取 6×1023 mol-1) ( ) A.10 年 B.1 千年 C.10 万年 D.1 千万年 答案 ： C 8.如图所示,两端开口的弯管,左管插入水银槽中,右管有一段高为 h 的 水 银 柱 , 中 间 封 有 一 段 空 气 . 则 ( ) A.弯管左管内外水银面的高度差为 h B.若把弯管向上移动少许,则管内气体体积增大 C.若把弯管向下移动少许,右管内的水银柱沿管壁上升 D.若环境温度升高,右管内的水银柱沿管壁上升 答案 ： ACD 9.已知地球半径约为 6.4×106 m,空气的摩尔质量约为 29×10-3 kg/mol,一个标准大 气压约为 1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积 为 ( ) A.4×1016 m3 B.4×1018 m3 C.4×1020 m3 D.4× 1022 m3 答案 ： B 10.对一定量的气体,下列说法正确的是 ( ) A.气体的体积是所有气体分子的体积之和 B.气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高 C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的 D.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少 答案 ： BC 11.已知理想气体的内能与温度成正比,如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气 体由状态 1 到状态 2 的变化曲线则在整个过程中气缸内气体的内能 ( ) A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.单调变化 D.保持不变 答案 ：B 12. 下 列 说 法 正 确 的 是 ( ) A.物体吸收热量,其温度一定升高 B.热量只能从高温物体向低温物体传递 C.遵守热力学第一定律的过程一定能实现 D.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 答案： D 13.地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计,已知大气压强随 高度 增 加 而 降低 ,则 该 气 团 在 此上 升 过 程 中 ( 不 计 气 团 内 分子 间 的 势 能 ) ( ) A.体积减小,温度降低 B.体积减小,温度不变 C.体积增大,温度降低 D.体积增大,温度不变 答案： C 14.(1)如图所示,把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面. 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 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. 答案： (1)大 分子引力 (2)扩散 无规则运动(热运动) 增加 15.如图所示,喷雾器内有 10 L 水,上部封闭有 1 atm 的空气 2 L.关闭喷雾阀门,用 打气筒向喷雾器内再充入 1 atm 的空气 3 L(设外界环境温度一定,空气可看作理想 气体). (1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强 变化的原因. (2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过 程气体是吸热还是放热？简要说明理由. 答案： (1)2.5 atm 温度不变,分子平均动能不变,单位体积内 分子数增加,所以压强增加 (2)吸热 气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定律可知气体吸热 16.（I）下列说法正确的是 （A）气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和； （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，气球内氦气逐渐 减小到此高度上的大气压 36．0cmGg，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。 答案：（1）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 1 2 2pV p V 式中， 3 1 1 276.0 , 3.50 , 36.0 ,p cmHg V m p cmHg   2V 是在此等温过程末氦气的体 积。由①式得 3 2 7.39V m ② （2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从 1 300T K 下降到与外界 气体温度相同，即 2 225T K 。这是一等过程 根据盖—吕萨克定律有 32 1 2 VV T T  ③ 式中， 3V 是在此等压过程末氦气的体积。由③式得 3 3 5.54V m ④ 评分参考：本题 8 分。①至④式各 2 分。 专题八 热学 学案 六． 典例精析 题型 1.（气体）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 解析：根据压强的定义 A 正确,B 错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低, 但不能说明压强也一定减小,C 错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气 体的压强减小,D 错。 题型 2.（布朗运动）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是 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 解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故 A 项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故 B 项错误，对于某个微粒 而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的 速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故 C 项错误；故只有 D 项正确。 题型 3.（内能）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 D．压强和温度 解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度； 分子势能是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积因此 答案 A 正确。 题型 4.（气体状态方程）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 D．FA＝FB 解析：首先假设液柱不动，则 A、B 两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体 A： A A A A P P T T    ；对气体 B： B B A A P P T T    ，又初始状态满足 A BP P h  ，可见使 A、B 升高 相同温度， ( )A A A A B A A T TP P P hT T      ， A A B B B A A T TP P PT T     ，因此 A BP P   ，因此 A BF F   液柱将向上移动，A 正确，C 正确；由于气体的总体积不变，因此VA=VB， 所以 B、D 错误。 题型 5. （热学基础知识）（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，如图所示。这是 因为烧瓶里的气体吸收了水的 ，温度 ，体 积 。 解析：做功可以增加物体的内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的 气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升 高，由理气方程 CT PV  可知，气体体积增大（1）做功，机械能；(2)热量，升高， 增大 题型 6.（物质是由大量分子组成的）在国际单位制中,金属铜的密度为  ,它的摩尔 质 量 为 M, 阿 伏 加 德 罗 常 数 为 NA, 则 下 列 结 论 正 确 是 ( ) A.1 kg 铜所含铜原子的数目是  NA B.1 m3 的铜所含铜原子的数目是  NA/M C.1 个铜原子占有的体积是 M/  NA D.1 个铜原子的质量是  /NA 解析：BC 题型 7.（分子做永不停息的热运动）从比较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中 有悬浮在空气里的微粒,这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？ 解析：只有足够小的颗粒才能产生显著的布朗运动,用肉眼是不能看到布朗运动的, 只有在显微镜下才能看到.这些微粒在空气里的运动不属布朗运动.因为这些肉眼所 能看到的微粒在微观领域里是属于大体积的,它所受到各方面空气分子的撞击作用 几乎相平衡,微粒的运动主要是由于受到空气对流、扰动和受到重力、浮力作用等多 种影响而形成的. 题型 8. （p、V、T 间的关系）很多家庭都用坛子腌菜.腌菜用的坛子要求密闭性良 好,否则里面的菜就容易坏.怎样才能选到一个不漏气的坛子呢?在民间流行一种这 样的方法:先在坛子边缘的水槽中灌上水,然后将一张点燃的纸丢进坛里,稍等片刻 再合上坛子盖,这时槽中的水如果能被吸进坛子里面,说明坛子不漏气;如果水不能 被吸进坛子里面,说明坛子漏气.试说明这种方法的原理. 解析： 将点燃的纸张丢进坛中,坛子内的气体温度升高,这时再合上坛子盖,坛子内 的火焰在烧完坛内的氧气后很快熄灭,坛子内的气体迅速降温,如果坛子不漏气,根 据气体压强与温度的关系,随着温度下降,坛内气体的压强随之减小,使外界的大气 压大于坛内气体压强,槽中的水被“吸”进坛中,如果某处漏气,则坛子内外相通,合 上盖子后,内外没有压强差,水就不能被吸进去 题型 9. （油膜法估测分子的大小）用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓 度为 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为 0.1 mL 的量筒、盛有适量清水 的 45×50 cm2 浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸. (1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤 C A.用滴管将浓度为 0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入 1 mL 油 酸酒精溶液时的滴数 N B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为 0.05%的油酸酒精溶液, 从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁 接触为止,记下滴入的滴数 n. C. . D.将画有油膜薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形 为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积 S (2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小 cm. 解析： (1) 将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 (2) NS n%05.0 二、 专题突破 针对典型精析的例题题型，训练以下习题。 1. 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 点拨：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。 2. 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： （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） 点拨：此题考查气体状态方程 （1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S＝p（l0－h/2）S， 所以 p＝78cmHg； （2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋gh＝80cmHg，左管内外水银面高度 差 h1＝p’－p0 g ＝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。 3.已知水的密度  =1.0×103 kg/m3,水的摩尔质量 M=1.8×10-2 kg/mol,求: (1)1 cm3 的水中有多少个水分子? (2)估算一个水分子的直径. 点拨：此题考查微观量估算问题 答案： (1)3.4×1022 个 (2)3.8×10-10 m. 4. 如图所示,甲分子固定在坐标原点 O,乙分子位于 x 轴上,甲分子对乙分子的作用 力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0 为斥力,F<0 为引力,a、b、c、d 为 x 轴上四个特定的位置.现把乙分子从 a 处由静止释放,则( ) A.乙分子由 a 到 b 做加速运动,由 b 到 c 做减速运动 B.乙分子由 a 到 c 做加速运动,到达 c 时速度最大 C.乙分子由 a 到 b 的过程中,两分子间的分子势能一直减少 D.乙分子由 b 到 d 的过程中,两分子间的分子势能一直增加 点拨：此题考查分子力的应用 答案： BC 5.下图为焦耳实验装置简图,用绝热性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 点拨：改变内能的两种方式。 答案： AC 6.图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫致冷剂在冰箱内外的管道中不 断循环.在蒸发器中致冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时致冷剂液化,放出 热量到箱体外.下列说法正确的是 ( ) A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外 B.电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能 C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律 D.电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律 点拨：热力学第二定律的应用 答案： BCD 三、 学法导航 复习指导：①回归课本夯实基础，仔细看书把书本中的知识点掌握到位 ②练习为主提升技能，做各种类型的习题，在做题中强化知识 ③整理归纳举一反三，对易错知识点、易错题反复巩固 ④加强对基本概念和基本规律的理解。强化概念和规律的记忆，如布朗 运动、分子动能、分子势能、物体内能、热传递、分子力等概念；分子力的特点、 分子力随分子距离的变化关系、分子势能随分子间距的变化关系、分子动能与温度 的关系、热力学第一、二定律及三个气体实验定律等基本定律。 ⑤建立宏观量与微观量的关系。对一个物体而言，其分子动能与物体的 温度相对应，其分子势能与物体的体积相对应。物体的内能与物体的温度、体积、 物质的量相对应。物体内能的改变同做功和热传递相对应。 四、 专题综合 1. （压强的微观意义+理想气体状态方程+热力学第一定律）一定质量的理想气体由 状态 A 经状态 B 变为状态 C，其中 AB 过程为等压变化，BC 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 BC 过程压强变化的微观原因 （3）没 A B 过程气体吸收热量为 Q，B C 过 气体 放出热量为 Q2，比较 Q1、Q2 的大小说明原因。 解：设气体在 B 状态时的体积为 VB，由盖--吕萨克定律得， A B A B V V T T  ,代入数据得 30.4BV m 。 (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) 1Q 大于 2Q ；因为 TA=TB，故 AB 增加的内能与 BC 减小的内能相同，而 A B 过程气体对外做正功，B C 过程气体不做功，由热力学第一定律可知 1Q 大 于 2Q 2．（热学综合）（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/ 3m ，平均摩尔质量为 0.29kg/mol。阿 伏加德罗常数 A 23 -1N =6.02 10 mol ，取气体分子的平均直径为 -102 10 m ，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。（结果保留一位有 效数字）。 解：（1）掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内 的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分 子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变， 此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。 （2）本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处 理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律 WQU  ，物体对外做功 0.6J，则一定同时从外界吸收热量 0.6J，才能保证内能不变。而温度上升的过程， 内能增加了 0.2J。 （3）微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正 确即可。设气体体积为 0V ，液体体积为 1V ，气体分子数 ANm Vn 0 , 6 3 1 dnV  (或 3 1 ndV  ) 则 ANdmV V 3 0 1 6  （或 ANdmV V 3 0 1  ） 解得 4 0 1 101  V V ( 45 102~109   都算对) 3．（热学综合）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. Pb >Pc，Qab>Qac B. Pb >Pc，QabQac D. Pb