1、专题九 热学(选修3-3模块),高考领航,真题剖析,备考跨越,高考领航 过真题 做笔记,真题在线,1.(2018全国卷,33)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程,到达状态e.对此气体,下列说法正确的是 .(填正确答案标号) A.过程中气体的压强逐渐减小 B.过程中气体对外界做正功 C.过程中气体从外界吸收了热量 D.状态c,d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小,解析:过程中,气体由a到b,体积V不变、T升高,则压强增大,A错误;过程中,气体由b到c,体积V变大,对外界做正功,B正确;过程中,气体由d到e,温度T降低,内能U减小,体积V不变,气体不做功,根据热力学第
2、一定律U=Q+W得Qpc,由c到d的过程,温度不变, Vcpd,故pbpcpd,E正确.答案:BDE,内容排查: T-V图像 气体实验定律 热力学第一定律 理想气体的内能 心得笔记:,2.(2018全国卷,33)(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是 .(填正确答案标号) A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时,其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能,解析:气体的内能不考虑气体自身重力的影响,故气体的内能不包括气体分子的重力势能,选项A错误;实际气体的内能包括气体的分子动能和分
3、子势能两部分,选项B,E正确;气体整体运动的动能属于机械能,不是气体的内能,选项C错误;气体体积变化时,分子势能发生变化,气体温度也可能发生变化,即分子势能和分子动能的和可能不变,选项D正确. 答案:BDE,内容排查: 实际气体的内能 心得笔记:,3.(2018北京卷,14)关于分子动理论,下列说法正确的是( ) A.气体扩散的快慢与温度无关 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.分子间同时存在着引力和斥力 D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大,解析:在其他条件不变的情况下,温度越高,气体扩散得越快,选项A错误;布朗运动是颗粒的运动,从侧面反映了液体分子的无规则运动,选项B错误;分子间同
4、时存在着引力和斥力,选项C正确;分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小,选项D错误. 答案:C,内容排查: 布朗运动与扩散现象 分子力,心得笔记:,4.(2018全国卷,33)在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左边气体的压强为 12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求U形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中,气体温度不变.,解析:设U形管两端竖直朝上时,左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U形管水
5、平放置时,两边气体压强相等,设为p,此时原左、右两边气柱长度分别变为l1和l2.由力的平衡条件有p1=p2+g(l1-l2), 式中为水银密度,g为重力加速度大小. 由玻意耳定律有p1l1=pl1, p2l2=pl2, 两边气柱长度的变化量大小相等l1-l1=l2-l2, 由各式和题给条件得l1=22.5 cm, l2=7.5 cm. 答案:22.5 cm 7.5 cm,内容排查: 封闭气体压强的计算 玻意耳定律,心得笔记:,内容排查: 力的平衡条件 玻意耳定律,心得笔记:,真题剖析 析真题 得技法,考向一 分子动理论 固体 液体,【典例1】 (2018湖南长沙4月模拟)(多选)下列说法正确的
6、是 .(填正确答案标号) A.布朗运动和扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动 B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C.单晶体的某些物理性质具有各向异性,而多晶体和非晶体是各向同性的 D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小 E.温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,是指所有分子的速率都增大,解析:根据分子动理论知识可知,布朗运动和扩散现象均表明分子做无规则热运动,故A正确;叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故B正确;单晶体的物理性质是各向异性的,而多晶体和非晶体是各向同性的,故C正确;当两分子间距大于平衡位置的间距r0时,分子
7、间的距离越大,分子势能越大,故D错误;温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大,故E错误. 答案:ABC,1.解决估算类问题的三点注意 (1)固体、液体分子可认为紧靠在一起,可看成球体或立方体;气体分子只能按立方体模型计算所占的空间. (2)状态变化时分子数不变. (3)阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁,计算时要注意抓住与其有关的三个量:摩尔质量、摩尔体积和物质的量. 2.分子动理论的三个核心要点 (1)分子模型、分子数 分子模型:球模型:V= R3,立方体模型:V=a3.,规律总结,(2)分子运动:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,
8、即平均速率越大,但某个分子的瞬时速率不一定大. (3)分子势能、分子力与分子间距离的关系.,3.固体和液体的主要特点 (1)晶体和非晶体的分子结构不同,表现出的物理性质不同.晶体具有确定的熔点.单晶体表现出各向异性,多晶体和非晶体表现出各向同性.晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化. (2)液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性,在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切.,【预测练1】 (2018吉林省吉林市三模)(多选)下列说法中正确的是 . (填正确答案标号) A.影响蒸发快慢以及
9、影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距 B.功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程 C.用油膜法估测分子直径的实验中,把用酒精稀释过的油酸滴在水面上,待测油酸面扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击后凹陷又恢复以及酒精挥发后液面收缩 D.液晶具有液体的流动性又具有晶体的各向异性,从某个方向看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的 E.温度高的物体分子平均动能和内能一定大,解析:空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿的感受,故A正确;机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转化成机械能
10、,而不产生其他影响,故B错误;用油膜法估测分子直径的实验中,把用酒精稀释过的油酸滴在水面上,待测油酸面扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复以及酒精挥发后液面收缩,故C正确;液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性,故D正确;物体的内能由物体的体积、温度和物质的量共同决定,故温度高的物体内能不一定大,但温度越高分子的平均动能一定越大,故E错误. 答案:ACD,【预测练2】 (2018河南濮阳三模)(多选)关于固体、液体和物态变化,下列说法正确的是 .(填正确答案标号) A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大 B.当分子间距离增大时,分子间的引力减小,斥力增大 C.一定量的理想
11、气体,在压强不变时,气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少 D.水的饱和汽压随温度的升高而增大 E.各种晶体中的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,解析:相对湿度越大,人就感受到越潮湿,故A错误;当分子间距离增大时,分子间引力和斥力同时减小,故B错误;温度升高,分子对器壁的平均撞击力增大,要保证压强不变,分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少,故C正确;水的饱和汽压随温度的升高而增大,故D正确;各种晶体中的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,从而在宏观上表现为各向异性,故E正确. 答案:CDE,考向二 气体实验定律的应用,【典例2】 (2018全国卷
12、,33)如图,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a,b间距为h,a距缸底的高度为H;活塞只能在a,b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体.已知活塞质量为m,面积为S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均绝热,不计它们之间的摩擦.开始时活塞处于静止状态,上、下方气体压强均为p0,温度均为T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体,直至活塞刚好到达b处.求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功.重力加速度大小为g.,审题突破,应用气体实验定律的三个重点环节,规律总结,【预测练3】 (2018重庆模拟)如图所示,一下端开口的竖直固定圆筒,导热性良好圆筒内横截面积为S,内有甲、乙两活塞,甲
13、、乙质量分别为m,M,竖立的劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上,上端与活塞乙连接,圆筒上端与下端开口均与大气相通.两活塞间密闭一定质量的理想气体,两活塞间距为h,均处于静止状态.现对活塞甲施加向下的压力,使其缓慢下移.已知甲、乙都可沿圆筒无摩擦地上下滑动且不漏气,大气压强为p0,环境温度不变,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g.则当施加的压力为F时,求:,解析:(1)活塞甲受力平衡,则有pS=p0S+mg+F 解得p=p0+ .答案:(1)p0+,(1)气体的压强p;,(2)整个过程活塞甲下移的距离x.,(1)给左管的气体加热,则当U形管两边水银面等高时,左管内气体的温度为多少?,答
14、案:(1)342.9 K,解析:(2)设气柱恢复原长时压强为p3, 初状态:压强p2=76 cmHg,体积V2=80 cmS, 末状态:压强p3=?,体积V3=V1=76 cmS, 根据玻意耳定律可得p2V2=p3V3 解得p3=80 cmHg76 cmHg,故右侧水银柱比左侧高, 根据平衡可得p3=ph+p0 解得ph=4 cmHg 所以高度差为4 cm. 答案:(2)4 cm,(2)在(1)问的条件下,保持温度不变,往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长,问此时两个水银面的高度差.,考向三 气体状态变化与热力学定律的综合应用,【典例3】 (2018河南濮阳二模)一截面积为S的汽缸竖直倒放,
15、汽缸内有一质量为m的活塞,将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,气柱的长度为L,活塞与汽缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,如图1所示,现保持温度不变,把汽缸倾斜,使汽缸侧壁与竖直方向夹角为=37,重新达到平衡后,如图2所示,设大气压强为p0,汽缸导热良好.已知sin 37=0.60,cos 37=0.80,重力加速度为g,求:,(1)此时理想气柱的长度;,(2)分析说明汽缸从竖直倒放到倾斜过程,理想气体吸热还是放热.,解析:(2)由(1)得出气体体积减小,外界对气体做功, 由热力学第一定律有U=W+Q, 气体等温变化U=0, 故气体放出热量.,答案:(2)放热,理想气体相关三量U,W,Q的分析思路 1
16、.内能变化量U的分析思路 (1)由气体温度变化分析气体内能变化.温度升高,内能增加;温度降低,内能减少. (2)由公式U=W+Q分析内能变化. 2.做功情况W的分析思路 (1)由体积变化分析气体做功情况.体积膨胀,气体对外界做功;体积被压缩,外界对气体做功. (2)由公式W=U-Q分析气体做功情况. 3.气体吸、放热Q的分析思路:一般由公式Q=U-W分析气体的吸、放热情况.,规律总结,【预测练5】 (2018江苏盐城二模)如图所示,一圆柱形绝热汽缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与汽缸底部相距h,此时封闭气体的温度为T,现通过电热丝缓慢加热气体,当
17、气体吸收热量Q时,气体温度上升到1.5T,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与汽缸的摩擦,求:,(1)加热后活塞到汽缸底部的距离;,(2)加热过程中气体的内能增加量.,解析:(2)根据受力平衡可得封闭气体的压强p=p0+ 气体体积膨胀对外做功, 故W=-p(h-h)S 根据热力学第一定律U=W+Q 联立可得U=Q-0.5h(p0S+mg). 答案:(2)Q-0.5h(p0S+mg),【预测练6】 (2018吉林三模)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C,其p-V图像如图所示.已知该气体在状态A时的温度为27 ,求:,(1)该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?,答案
18、:(1)600 K 300 K,(2)该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?,答案:(2)放热 1 000 J,备考跨越 构网络 练培优,网络构建,培优精练,【培优练1】 (2018全国卷,33)(多选)如图,一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示.在此过程中 .(填正确答案标号) A.气体温度一直降低 B.气体内能一直增加 C.气体一直对外做功 D.气体一直从外界吸热 E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功,答案:BCD,【培优练2】 (2018第二次全国大联考)某型号汽车轮胎的容积为25 L,轮胎内气压安全范围为2.53.0
19、 atm.胎内气体27 时胎压显示为2.5 atm.(1 atm表示一个标准大气压) (1)假设轮胎容积不变,若胎内气体的温度达到57 ,轮胎内气压是否在安全 范围?,答案:(1)在安全范围,(2)已知阿伏加德罗常数为NA=61023 mol-1,1 atm,0 状态下,1 mol任何气体的体积为22.4 L.求轮胎内气体的分子数为多少?(保留2位有效数字),答案:(2)1.51024个,【培优练3】 (2018上海二模)如图所示,用细管连接A,B两个绝热的汽缸,细管中有一可以自由移动的绝热活塞M,细管容积不计.A,B中分别装有完全相同的理想气体,初状态的体积均为V1=1.010-2 m3,压强均为p1=1.0105 Pa,温度和环境温度相同且均为t1=27 ,A中导热活塞N的横截面积SA=500 cm2.现缓缓加热B中气体,保持A中气体的温度不变,同时给N施加水平向右的推力,使活塞M的位置始终保持不变.稳定时,推力F= 103 N,外界大气压p0=1.0 105 Pa,不计活塞与缸壁间的摩擦.求:,(1)A中气体的压强; (2)活塞N向右移动的距离;,答案:(1)1.33105 Pa (2)5 cm,(3)B中气体的温度.,答案:(3)127 ,
