第20課時熱學高考題型1分子動理論熱力學定律1．估算問題(1)油膜法估算分子直徑：d＝eq\f(V,S)，其中V為純油酸體積，S為單分子油膜面積．(2)分子總數：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.特別提醒：對氣體而言，一個分子的體積V0≠eq\f(V,N).(3)兩種分子模型：①球體模型：V＝eq\f(4,3)πR3；②立方體模型：V＝a3.2．分子運動：分子永不停息地做無規則運動，溫度越高，分子的無規則運動越劇烈，即平均速率越大，但某個分子的瞬時速率不一定大．3．分子力、分子勢能與分子間距離的關系(如圖1)圖14．理想氣體相關三量ΔU、W、Q的分析思路(1)內能變化量ΔU由氣體溫度變化分析ΔU.溫度升高，內能增加，ΔU>0；溫度降低，內能減少，ΔU<0.②由公式ΔU＝W＋Q分析內能變化．(2)做功情況W由體積變化分析氣體做功情況．體積膨脹，氣體對外界做功，W<0；體積被壓縮，外界對氣體做功，W>0.(3)氣體吸、放熱Q一般由公式Q＝ΔU－W分析氣體的吸、放熱情況，Q>0，吸熱；Q<0，放熱．5．對熱力學第二定律的理解：熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，也可以從單一熱源吸收熱量全部轉化為功，但會產生其他影響．考題示例例1(2020·全國卷Ⅱ·33(1))下列關于能量轉換過程的敘述，違背熱力學第一定律的有________，不違背熱力學第一定律、但違背熱力學第二定律的有________．(填正確答案標號)A．汽車通過燃燒汽油獲得動力并向空氣中散熱B．冷水倒入保溫杯后，冷水和杯子的溫度都變得更低C．某新型熱機工作時將從高溫熱源吸收的熱量全部轉化為功，而不產生其他影響D．冰箱的制冷機工作時從箱內低溫環境中提取熱量散發到溫度較高的室內答案BC解析A項符合熱力學第一、第二定律．冷水和杯子溫度不可能都變低，只能是一個升高一個降低，或溫度都不變，B項描述違背了熱力學第一定律．C項描述雖然不違背熱力學第一定律，但違背了熱力學第二定律．D項中冰箱消耗電能從而可以從低溫環境中提取熱量散發到溫度較高的室內，不違背熱力學第二定律．例2(多選)(2020·全國卷Ⅲ·33(1)改編)如圖2，一開口向上的導熱汽缸內．用活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無摩擦．現用外力作用在活塞上，使其緩慢下降．環境溫度保持不變，系統始終處于平衡狀態．在活塞下降過程中()圖2A．氣體體積逐漸減小，內能增加B．氣體壓強逐漸增大，內能不變C．氣體壓強逐漸增大，放出熱量D．外界對氣體做功，氣體內能不變答案BCD解析溫度不變，理想氣體的內能不變，故A錯誤；根據玻意耳定律，體積減小，壓強增大，故B正確；根據ΔU＝W＋Q，內能不變，外界對氣體做功，氣體放出熱量，故C、D正確．例3(2020·北京卷·10)分子力F隨分子間距離r的變化如圖3所示．將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用力，下列說法正確的是()圖3A．從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在減小B．從r＝r2到r＝r1分子力的大小先減小后增大C．從r＝r2到r＝r0分子勢能先減小后增大D．從r＝r2到r＝r1分子動能先增大后減小答案D解析分子力與分子間距離的關系如圖所示，從r＝r2到r＝r0，分子間引力和斥力都增大，故A錯誤；從r＝r2到r＝r1，分子間引力和斥力的合力先增大，再減小，再增大，故B錯誤；從r＝r2到r＝r0，分子力做正功，分子勢能一直減小，故C錯誤；從r＝r2到r＝r1，分子力先做正功后做負功，分子勢能先減小后增大，故分子動能先增大后減小，故D正確．例4(2020·山東卷·6)一定質量的理想氣體從狀態a開始，經a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態a，其p－V圖像如圖4所示．已知三個狀態的坐標分別為a(V0，2p0)、b(2V0，p0)、c(3V0，2p0)．以下判斷正確的是()圖4A．氣體在a→b過程中對外界做的功小于在b→c過程中對外界做的功B．氣體在a→b過程中從外界吸收的熱量大于在b→c過程中從外界吸收的熱量C．在c→a過程中，外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量D．氣體在c→a過程中內能的減少量大于b→c過程中內能的增加量答案C解析由W＝Fx＝pSx＝p·ΔV知，p－V圖線與V軸所圍面積表示氣體狀態變化所做的功，由題圖知，a→b和b→c過程中，氣體對外界做的功相等，故A錯誤．由eq\f(pV,T)＝C知，a、b兩狀態溫度相等，內能相同，ΔU＝0；由ΔU＝W＋Q知，Qab＝－W；由eq\f(pV,T)＝C知，c狀態的溫度高于b狀態的溫度，則b→c過程中，ΔU>0，據ΔU＝W＋Q知，Qbc>|W|，故B錯誤．由eq\f(pV,T)＝C知，c狀態溫度高于a狀態溫度，則c→a過程內能減少，ΔU<0，外界對氣體做正功，W>0，屬于放熱過程，由ΔU＝Q＋W知，W<|Q|，故C正確．由于a、b狀態內能相等，故c→a內能的減少量等于b→c內能的增加量，故D錯誤．命題預測1．(2020·江蘇高三下學期高考模擬三)下列有關分子動理論的說法中，正確的是()A．足球充足氣后很難被壓縮，是因為足球內氣體分子間斥力作用的結果B．花粉顆粒在液體中的布朗運動，短時間的運動無規則，時間足夠長時是有規則的C．若已知氣體在某狀態下的摩爾質量、密度及阿伏加德羅常數，可求出每個分子的體積D．兩分子之間的引力和斥力平衡時，它們所具有的分子勢能具有最小值答案D2.(2020·天津市部分區高三下學期質檢二)如圖5所示，一個內壁光滑、導熱良好的汽缸懸掛在天花板上，輕質活塞上方封閉著理想氣體，若用向下的力F緩慢將活塞向下拉動一小段距離，則()圖5A．缸內氣體的溫度可能降低B．缸內氣體分子的平均動能會減小C．缸內氣體會吸熱D．若拉力F對活塞做的功為W，則缸內氣體的內能減少了W答案C解析內壁光滑、導熱良好的汽缸，在力F緩慢將活塞向下拉動一小段距離的過程中，缸內氣體的溫度保持不變，缸內氣體分子的平均動能也保持不變，故A、B錯誤；由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q知，在力F緩慢將活塞向下拉動一小段距離的過程中，氣體對外做功W＜0，而溫度保持不變，則ΔU＝0，所以Q＞0，缸內氣體會吸熱，故C正確；拉力F對活塞做的功與缸內氣體內能的變化無關，故D錯誤．3．(多選)關于熱力學定律，下列說法正確的是()A．對物體做功或向它傳遞熱量都可以增加物體的內能B．對某物體做功，必定會使該物體的內能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功D．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體答案AC解析做功和熱傳遞是改變物體內能的兩種方法，故A正確；對某物體做功，物體的內能不一定增加，因為物體可能同時向外界放熱，故B錯誤；在外界的影響下，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變為功，故C正確；根據熱力學第二定律知，不可能使熱量自發地從低溫物體傳向高溫物體，但在外界的作用下，能使熱量從低溫物體傳向高溫物體，比如電冰箱，故D錯誤．4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液為75滴．把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖6所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm.則：圖6(1)油酸薄膜的面積是________cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL.(取1位有效數字)(3)按以上實驗數據估測出油酸分子直徑約為________m．(取1位有效數字)答案(1)115(112～118均可)(2)8×10－6(3)7×10－10解析(1)根據數方格數的原則“多于半個的算一個，不足半個的舍去”可查出共有115個方格，故油膜的面積：S＝115×1cm2＝115cm2.(2)一滴油酸酒精溶液的體積：V′＝eq\f(1,75)mL，一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積：V＝eq\f(6,104)V′＝8×10－6mL.(3)油酸分子的直徑：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－12,115×10－4)m≈7×10－10m．高考題型2固體、液體和氣體1．對晶體、非晶體特性的理解(1)只有單晶體才可能具有各向異性．(2)各種晶體都具有確定的熔點，晶體熔化時，溫度不變，吸收的熱量全部用于增加分子勢能．(3)晶體與非晶體可以相互轉化．(4)有些晶體屬于同素異形體，如金剛石和石墨．2．正確理解溫度的微觀含義(1)溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子的平均動能越大．(2)溫度越高，物體分子動能總和增大，但物體的內能不一定越大．3．對氣體壓強的理解(1)氣體對容器壁的壓強是氣體分子頻繁碰撞容器壁的結果，溫度越高，氣體分子密集程度越大，氣體對容器壁因碰撞而產生的壓強就越大．(2)地球表面大氣壓強可認為是大氣重力產生的．考題示例例5(多選)(2020·江蘇卷·13(1))玻璃的出現和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體．下列關于玻璃的說法正確的是()A．沒有固定的熔點B．天然具有規則的幾何形狀C．沿不同方向的導熱性能相同D．分子在空間上周期性排列答案AC解析根據非晶體的特點可知非晶體是指組成物質的分子(或原子、離子)不是空間有規則周期性排列的固體．它沒有一定規則的外形，物理性質在各個方向上是相同的，叫“各向同性”，它沒有固定的熔點．故選A、C.例6(2019·上海卷·5)將相同質量、相同溫度的理想氣體放入相同容器，體積不同，則這兩部分氣體()A．平均動能相同，壓強相同B．平均動能不同，壓強相同C．平均動能相同，壓強不同D．平均動能不同，壓強不同答案C解析溫度是分子平均動能的標志，所以溫度相同時平均動能相同，而根據壓強的微觀解釋可知，壓強與分子平均動能和分子數密度有關，質量相同而體積不同，所以分子數密度不同，壓強不同，A、B、D錯誤，C正確．命題預測5．(2020·北京市通州區第二中學高三三模)關于固體、液體，下列說法正確的是()A．晶體沒有確定的熔點，非晶體有確定的熔點B．液晶既具有液體的流動性，又像某些晶體那樣具有光學各向異性C．表面張力使液體表面具有擴張的趨勢，使液體表面積趨于最大D．發生毛細現象時，細管中的液體只能上升不會下降答案B解析晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，A錯誤；由液晶的性質知它既具有液體的流動性，又像某些晶體那樣具有光學各向異性，B正確；表面張力使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，C錯誤；毛細管插入浸潤液體中，管內液面上升，高于管外；毛細管插入不浸潤液體中，管內液面下降，低于管外，D錯誤．6．(2020·山東濰坊市高三二模)“蛟龍號”深潛器在執行某次實驗任務時，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通．已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個氧氣分子的動能均減小B．氧氣放出的熱量等于其內能的減少量C．氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數增加D．氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大答案C解析海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導熱良好，氧氣分子平均動能減小，但不是每個氧氣分子的動能均減小，故A錯誤；根據熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，內能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之和，故B錯誤；根據液體壓強公式p＝ρgh可知，隨下潛深度增加，海水壓強增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通，氧氣壓強增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數增加，故C正確；根據動量定理Ft＝mv＝eq\r(2mEk)，氧氣分子平均動能減小，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力減小，故D錯誤．高考題型3氣體實驗定律理想氣體狀態方程1．壓強的計算(1)被活塞、汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應用平衡條件或牛頓第二定律求解．(2)應用平衡條件或牛頓第二定律求解，得出的壓強單位為Pa.若應用p＝p0＋h或p＝p0－h來表示壓強，則壓強p的單位為cmHg或mmHg.2．合理選取氣體變化所遵循的規律列方程(1)若氣體質量一定，p、V、T均發生變化，則選用理想氣體狀態方程列式求解．(2)若解．3．關聯氣體問題解決由活塞、液柱相聯系的兩部分氣體時，注意找兩部分氣體的關聯，壓強、體積等關系，列出關聯關系式，再結合氣體實驗定律或理想氣體狀態方程求解．考題示例例7(2020·全國卷Ⅰ·33(2))甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)．甲罐的容積為V，罐中氣體的壓強為p；乙罐的容積為2V，罐中氣體的壓強為eq\f(1,2)p.現通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調配到乙罐中去，兩罐中氣體溫度相同且在調配過程中保持不變，調配后兩罐中氣體的壓強相等．求調配后(ⅰ)兩罐中氣體的壓強；(ⅱ)甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比．答案(ⅰ)eq\f(2,3)p(ⅱ)eq\f(2,3)解析(ⅰ)假設乙罐中的氣體被壓縮到壓強為p，其體積變為V1，由玻意耳定律有eq\f(1,2)p(2V)＝pV1①兩罐氣體壓強均為p時，總體積為(V＋V1)．設調配后兩罐中氣體的壓強為p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)②聯立①②式可得p′＝eq\f(2,3)p③(ⅱ)若調配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強p時，體積為V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2④設調配后甲罐中氣體的質量與甲罐中原有氣體的質量之比為k，由密度的定義有k＝eq\f(V2,V)⑤聯立③④⑤式可得k＝eq\f(2,3).例8(2019·全國卷Ⅱ·33(2))如圖7，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內壁光滑．整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣．平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p.現緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：圖7(1)抽氣前氫氣的壓強；(2)抽氣后氫氣的壓強和體積．答案(1)eq\f(1,2)(p0＋p)(2)eq\f(1,2)p0＋eq\f(1,4)peq\f(4p0＋pV0,2p0＋p)解析(1)設抽氣前氫氣的壓強為p10，根據力的平衡條件得(p10－p)·2S＝(p0－p)·S①得p10＝eq\f(1,2)(p0＋p)；②(2)設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1，氮氣的壓強和體積分別為p2和V2，根據力的平衡條件有p2·S＝p1·2S③抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，則由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④p2V2＝p0V0⑤由于兩活塞用剛性桿連接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥聯立②③④⑤⑥式解得p1＝eq\f(1,2)p0＋eq\f(1,4)p⑦V1＝eq\f(4p0＋pV0,2p0＋p).⑧例9(2020·山東卷·15)中醫拔罐的物理原理是利用玻璃罐內外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病．常見拔罐有兩種，如圖8所示，左側為火罐，下端開口；右側為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門．使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上．抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內氣體壓強．某次使用火罐時，罐內氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為450K，最終降到300K，因皮膚凸起，內部氣體體積變為罐容積的eq\f(20,21).若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內剩余氣體體積變為抽氣拔罐容積的eq\f(20,21)，罐內氣壓與火罐降溫后的內部氣壓相同．罐內氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化．求應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值．圖8答案eq\f(1,3)解析設火罐內氣體初始狀態參量分別為p1、T1、V1，溫度降低后狀態參量分別為p2、T2、V2，罐的容積為V0，由題意知p1＝p0、T1＝450K、V1＝V0、T2＝300K、V2＝eq\f(20V0,21)①由理想氣體狀態方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)則有eq\f(p0V0,T1)＝eq\f(p2·\f(20,21)V0,T2)②代入數據得p2＝0.7p0③對于抽氣拔罐，設初態氣體狀態參量分別為p3、V3，末態氣體狀態參量分別為p4、V4，罐的容積為V0′，由題意知p3＝p0、V3＝V0′、p4＝p2④由玻意耳定律得p3V3＝p4V4則有p0V0′＝p2V4⑤聯立③⑤式，代入數據得V4＝eq\f(10,7)V0′⑥設抽出的氣體的體積為ΔV，由題意知ΔV＝V4－eq\f(20,21)V0′⑦故應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值為eq\f(Δm,m)＝eq\f(ΔV,V4)⑧聯立⑥⑦⑧式，代入數據得eq\f(Δm,m)＝eq\f(1,3).命題預測7.如圖9所示，汽缸內A、B兩部分氣體由豎直放置、橫截面積為S的絕熱活塞隔開，活塞與汽缸光滑接觸且不漏氣．初始時兩側氣體的溫度相同，壓強均為p，體積之比為VA∶VB＝1∶2.現將汽缸從如圖位置緩慢轉動，轉動過程中A、B兩部分氣體溫度均不變，直到活塞成水平放置，此時，A、B兩部分氣體體積相同．之后保持A部分氣體溫度不變，加熱B部分氣體使其溫度緩慢升高，穩定后，A、B兩部分氣體體積之比仍然為VA∶VB＝1∶2.已知重力加速度大小為g.求：圖9(1)活塞的質量；(2)B部分氣體加熱后的溫度與開始時的溫度之比．答案(1)eq\f(2pS,3g)(2)eq\f(5,3)解析(m則pAS＋mg＝pBS對A部分氣體，由玻意耳定律得pVA＝pAV對B部分氣體，由玻意耳定律得pVB＝pBV又V＝eq\f(1,2)(VA＋VB)解得m＝eq\f(2pS,3g)(2)設初態A、B兩部分氣體的溫度均為T，則最后狀態時A部分氣體的溫度仍為T，B部分氣體溫度升高后的溫度為T′，則對A部分氣體，體積、溫度均不變，則壓強不變，仍為p，對B部分氣體，pB′＝p＋eq\f(mg,S)＝eq\f(5,3)p由查理定律得eq\f(p,T)＝eq\f(\f(5,3)p,T′)解得eq\f(T′,T)＝eq\f(5,3)8．(2020·廣東廣州市、深圳市學調聯盟高三第二次調研)如圖10，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內有一段水銀柱，中管內水銀面與管口A之間氣體柱長為lA＝40cm，右管內氣體柱長為lB＝39cm.先將開口B封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設被封閉的氣體為理想氣體，整個過程溫度不變，若穩定后進入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm，已知大氣壓強p0＝76cmHg，求：圖10(1)穩定后A端上方氣柱長度；(2)穩定后右管內的氣體壓強．答案(1)38cm(2)78cmHg解析(1)設玻璃管的橫截面積為S，穩定后進入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm，則A管內氣體的壓強為pA1＝(76＋4)cmHg由玻意耳定律有p0VA0＝pA1VA1又VA0＝lAS，VA1＝lA1S代入數據解得：lA1＝38cm(2)設右管水銀面上升h，則右管內的氣柱長度為lB－h，氣體的壓強為pA1－2ρgh由玻意耳定律得：p0lB＝(pA1－2ρgh)(lB－h)解得：h＝1cm所以右管內的氣體壓強為pB1＝pA1－2ρgh＝78cmHg9.新冠肺炎疫情發生以來，各醫院都特別加強了內部環境消毒工作．如圖11所示，是某醫院消毒噴霧器設備．噴霧器的儲液桶與打氣筒用軟細管相連，已知儲液桶容積為10L，打氣筒每打一次氣能向儲液桶內壓入p0＝1×105Pa的空氣V0′＝200mL.現往儲液桶內裝入8L藥液后關緊桶蓋和噴霧頭開關，此時桶內壓強為p＝1.0×105Pa，打氣過程中儲液桶內氣體溫度與外界溫度相同且保持不變．不計儲液桶兩端連接管以及軟細管的容積．圖11(1)若打氣使儲液桶內藥液上方的氣體壓強達到3×105Pa，求打氣筒打氣次數至少是多少？(2)當儲液桶內藥液上方的氣體壓強達到3×105Pa后，打開噴霧頭開關K直至儲液桶藥液上方的氣壓為2×105Pa，求在這過程中儲液桶噴出藥液的體積是多少？答案見解析解析(1)對打氣后，儲液桶內藥液上方的氣體初狀態：壓強為p1＝1×105Pa，體積為V1末狀態：壓強為p2＝3×105Pa，體積為V2＝2L由玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得：V1＝6L因為打氣前，儲液桶內藥液上方氣體體積為V0＝2L，所以打氣筒打氣次數n＝eq\f(V1－V0,V0′)＝eq\f(6－2,0.2)＝20次(2)對儲液桶內藥液上方的氣體初狀態：壓強為p2＝3×105Pa，體積為V2＝2L末狀態：壓強為p3＝2×105Pa，體積為V3由玻意耳定律得p2V2＝p3V3解得：V3＝3L儲液桶噴出藥液的體積ΔV＝V3－V2＝(3－2)L＝1L專題強化練[保分基礎練]1．關于分子動理論，下列說法正確的是()A．氣體擴散的快慢與溫度無關B．布朗運動是液體分子的無規則運動C．分子間同時存在著引力和斥力D．分子間的引力總是隨分子間距增大而增大答案C解析在其他條件不變的情況下，溫度越高，氣體擴散得越快，A錯誤；布朗運動是顆粒的運動，從側面反映了液體分子的無規則運動，B錯誤；分子間同時存在著引力和斥力，C對；分子間的引力總是隨著分子間距的增大而減小，D錯誤．2．(2020·山東棗莊市高三一模)下列說法中正確的是()A．物體的溫度升高時，其內部每個分子的動能一定都增大B．氣體的壓強越大，單位體積內氣體的分子個數一定越多C．物體的溫度越高，其內部分子的平均動能就一定越大D．分子間距離減小，分子間的引力和斥力一定都減小答案C解析物體的溫度升高時，其內部分子的平均動能增大，但是每個分子的動能不一定都增大，選項A錯誤；氣體的壓強越大，因氣體的體積不一定減小，故單位體積內氣體的分子個數不一定越多，選項B錯誤；物體的溫度越高，其內部分子的平均動能就一定越大，選項C正確；分子間距離減小，分子間的引力和斥力一定都增大，選項D錯誤．3．(2020·山東臨沂市高三二模)下列說法正確的是()A．液體分子的無規則運動稱為布朗運動B．氣體放出熱量，其分子平均動能減小C．玻璃裂口放在火上燒熔，其尖端變圓的原因是表面張力的作用D．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，就可以算出氣體分子的體積答案C解析布朗運動是懸浮在液體中的微小固體顆粒的運動，間接反映了液體分子的無規則運動，A錯誤；氣體放出熱量，若有外力對其做正功，內能不一定減小，溫度不降低，分子平均動能就不減小，B錯誤；玻璃裂口放在火上燒熔，則玻璃變成了液態，由于液體的表面張力作用，則使液體表面收縮，使其尖端變圓，C正確；氣體分子不是緊密排列，氣體分子間距較大，不能忽略，分子間距不等于分子直徑，知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，只能求出每個氣體分子占據的空間大小，不能求出氣體分子的體積，D錯誤．4．(2020·天津市紅橋區高三下學期一模)下列說法正確的是()A．決定封閉理想氣體壓強大小的是分子密集程度和分子的平均動能B．決定理想氣體壓強的是分子平均動能和分子種類C．質量相同的0℃的水和0℃的冰具有相同的內能D．一定質量的理想氣體絕熱自由膨脹過程，內能一定減少答案A解析氣體壓強跟分子平均動能和分子密集程度有關，選項A正確，B錯誤；0℃的冰熔化成水時要吸熱，所以質量相同的0℃的水的內能要比0℃的冰的內能大，選項C錯誤；因氣體絕熱自由膨脹，不受外界阻力，所以外界不對氣體做功，也沒有熱交換，由熱力學第一定律可知，氣體內能不變，選項D錯誤．5.(2020·北京交通大學附屬中學高三三模)一定質量的理想氣體，在溫度T1和T2下的壓強p與體積V的關系曲線如圖1所示．氣體由狀態A等容變化到狀態B的過程中，下列說法正確的是()圖1A．溫度降低，吸收熱量B．溫度降低，放出熱量C．溫度升高，吸收熱量D．溫度升高，放出熱量答案C解析氣體由狀態A等容變化到狀態B的過程中，壓強增大，由等容變化規律eq\f(p,T)＝C可知，溫度升高，理想氣體內能增大，再根據熱力學第一定律ΔU＝Q＋W可知，由于氣體發生等容變化，則氣體不對外做功，外界也不對氣體做功，所以氣體吸收熱量，故C正確，A、B、D錯誤．6.(多選)(2020·山東濟寧市高三下學期二模)如圖2所示，用橫截面積為S＝10cm2的活塞將一定質量的理想氣體封閉在導熱良好的汽缸內，汽缸平放到光滑的水平面上．勁度系數為k＝1000N/m的水平輕質彈簧左端與活塞連接，右端固定在豎直墻上．不考慮活塞和汽缸之間的摩擦，系統處于靜止狀態，此時彈簧處于自然長度，活塞距離汽缸底部的距離為L0＝18cm.現用水平力F向右緩慢推動汽缸，當彈簧被壓縮x＝5cm后再次靜止(已知大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，外界溫度保持不變)，在此過程中，下列說法正確的是()圖2A．氣體對外界放熱B．氣體分子的平均動能變大C．再次靜止時力F的大小為50ND．汽缸向右移動的距離為11cm答案ACD解析設末態汽缸內氣體的壓強為p，對活塞受力分析，則有pS＝p0S＋kx，解得p＝1.5×105Pa.氣體溫度保持不變，由玻意耳定律得p0L0S＝pLS，解得L＝12cm，即氣體體積減小；因溫度不變，故氣體的內能不變，而此過程氣體體積減小，外界對氣體做功，為保持內能不變，故氣體向外界放熱，故A正確；此過程溫度不變，故氣體分子的平均動能不變，故B錯誤；對汽缸受力分析，根據平衡條件有F＝kx＝50N，故C正確；設汽缸向右移動的距離為x′，則有L0＝L＋x′－x，代入數據解得x′＝11cm，故D正確．7．(2020·北京卷·4)如圖3所示，一定量的理想氣體從狀態A開始，經歷兩個過程，先后到達狀態B和C.有關A、B和C三個狀態溫度TA、TB和TC的關系，正確的是()圖3A．TA＝TB，TB＝TC B．TA<TB，TB<TCC．TA＝TC，TB>TC D．TA＝TC，TB<TC答案C解析從A到B為等壓膨脹過程，由eq\f(pV,T)＝C知溫度升高，TA<TB.從B到C為等容降壓過程，由eq\f(pV,T)＝C知溫度降低，TB>TC.由題圖可知pAVA＝pCVC，則TA＝TC.故選項C正確．8．(2020·湖北黃岡市模擬)用油膜法估測分子大小的實驗步驟如下：①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當滴入n滴時體積為V0；③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標紙上；⑥計算出輪廓范圍內正方形的總數為N，其中不足半個格的兩個格算一格，多于半個格的算一格．上述實驗步驟中有遺漏和錯誤，遺漏的步驟是________________________；錯誤的步驟是______________________________________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達式d＝______________.答案將痱子粉均勻撒在水面上⑥，應該是不足半格的舍去，多于半格的算一格eq\f(V0V1,Nna2V2)解析由實驗步驟可知，缺少的實驗步驟是，在步驟③后加上：將痱子粉均勻撒在水面上．錯誤的是步驟⑥，應該改為：計算出輪廓范圍內正方形的總數為N，其中不足半格的舍去，多于半格的算一格．一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V＝eq\f(V0,n)·eq\f(V1,V2)＝eq\f(V0V1,nV2)油膜的面積S＝Na2油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(V0V1,Nna2V2)9．在利用特制的注射器做“探究氣體等溫變化的規律”實驗中，某小組同學通過上拉或下壓柱塞得到了a、b、c、d四組實驗數據，如圖4是壓力表記錄b組數據時的狀態，通過記錄對應的四個封閉氣柱的長度值L(L單位：cm)算出體積，四組實驗數據如下表．圖4次數abcd壓強p(×105Pa)0.81.61.9體積V(cm3)86.44.03.4體積倒數eq\f(1,V)(cm－3)0.1250.1560.250.297(1)實驗研究的對象是________，實驗中應保持不變的參量是________和________．(2)實驗中為了控制該參量不變，下列采取的主要措施比較合理的是________．A．在活塞上涂上潤滑油，保持良好的封閉性B．推動活塞時要緩慢C．不要用手直接握住注射器密閉氣體的部分D．實驗前注射器內要吸入盡量多的空氣(3)實驗數據b對應的壓強應為________×105Pa，根據上表數據作出的p－eq\f(1,V)圖像，可得出實驗結論：質量一定的理想氣體，______________________________________________.答案見解析量．(2)活塞和針筒之間涂上潤滑油，減小摩擦、防止漏氣，保證氣體質量不變．緩慢推動活塞、不要用手直接握住注射器密閉氣體的部分，保證氣體的溫度不變，實驗前注射器內應吸入適量的空氣，故選項A、B、C正確，D錯誤．(3)實驗數據b對應的壓強為1.0×105Pa，作出的p－eq\f(1,V)圖線為一條過原點的直線，可得出結論：質量一定的理想氣體，溫度不變時，壓強與體積成反比．[爭分提能練]10.(2020·全國卷Ⅲ·33(2))如圖5，兩側粗細均勻、橫截面積相等、高度均為H＝18cm的U形管，左管上端封閉，右管上端開口．右管中有高h0＝4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l＝12cm.管底水平段的體積可忽略．環境溫度為T1＝283K．大氣壓強p0＝76cmHg.圖5(ⅰ)現從右側端口緩慢注入水銀(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達右管底部．此時水銀柱的高度為多少？(ⅱ)再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？答案見解析解析(ⅰ)設密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的橫截面積均為S，密封氣體先經等溫壓縮過程體積變為V2，壓強變為p2，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①設注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，根據題設條件有p1＝p0＋ρgh0②p2＝p0＋ρgh③V1＝(2H－l－h0)S，④V2＝HS⑤聯立①②③④⑤式并代入題給數據得h≈12.9cm⑥(ⅱ)密封氣體再經等壓膨脹過程體積變為V3，溫度變為T2，由蓋—呂薩克定律有eq\f(V2,T1)＝eq\f(V3,T2)⑦按題設條件有V3＝(2H－h)S⑧聯立⑤⑥⑦⑧式并代入題給數據得T2≈363K11.(2020·全國卷Ⅱ·33(2))潛水鐘是一種水下救生設備，它是一個底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相似．潛水鐘在水下時其內部上方空間里存有空氣，以滿足潛水員水下避險的需要．為計算方便，將潛水鐘簡化為截面積為S、高度為h、開口向下的圓筒；工作母船將潛水鐘由水面上方開口向下吊放至深度為H的水下，如圖6所示．已知水的密度為ρ，重力加速度大小為g，大氣壓強為p0，H?h，忽略溫度的變化和水密度隨深度的變化．圖6(ⅰ)求進入圓筒內水的高度l；(ⅱ)保持H不變，壓入空氣使筒內的水全部排出，求壓入的空氣在其壓強為p0時的體積．答案見解析解析(ⅰ)設潛水鐘在水面上方時和放入水下后筒內氣體的體積分別為V0和V1，放入水下后筒內氣體的壓強為p1，由玻意耳定律和題給條件有p1V1＝p0V0①V0＝hS②V1＝(h－l)S③p1＝p0＋ρg(H－l)④聯立以上各式并