高考物理

(北京市選考專用)專題十四熱學1.(2019北京理綜,15,6分)下列說法正確的是

()D.氣體膨脹對外做功且溫度降低,分子的平均動能可能不變五年高考考點一分子動理論A組自主命題·北京卷題組答案

A本題為熱學中的基本概念的辨析問題,主要考查考生對物理觀念的理解能力,體現

了能量觀念、模型建構等核心素養。溫度是分子平均動能的標志,故A項正確;內能是所有分子的分子動能與分子勢能的總和,B錯

誤;氣體壓強與氣體分子的平均動能和分子密集程度有關,故C錯誤;氣體溫度降低,則氣體分子

的平均動能減小,故D錯誤。試題評析

物理觀念是物理學科重要的核心素養之一,體現著人們對客觀事實的基本認識。

這些認識往往以基本的物理概念呈現,是否牢固掌握這些概念,體現著對物理認識水平的高低,

所以用辨析題目考查這些概念是高考中的常見形式。2.(2018北京理綜,14,6分)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

答案

C本題考查分子動理論。溫度是分子熱運動平均動能的標志,溫度越高,分子運動越

劇烈,氣體擴散越快,A錯;布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動,不是液體分子的運

動,B錯;分子間同時存在著引力和斥力,且隨著分子間距的增大,引力和斥力均減小,故C對、D錯。易錯點撥分子力與分子間距離的關系分子間同時存在引力與斥力,兩力的大小均與分子間距有關,分子力是指這兩個力的合力,下圖

為斥力f斥、引力f引及分子力f分隨分子間距離r的變化關系圖線。

3.(2017北京理綜,13,6分)以下關于熱運動的說法正確的是

()A.水流速度越大,水分子的熱運動越劇烈B.水凝結成冰后,水分子的熱運動停止C.水的溫度越高,水分子的熱運動越劇烈D.水的溫度升高,每一個水分子的運動速率都會增大答案

C

本題考查分子動理論。溫度是分子熱運動平均動能的標志,故溫度越高,分子熱運

動越劇烈。分子熱運動的劇烈程度與機械運動速度大小無關,故選項A錯C對;水凝結成冰后,

分子熱運動依然存在,B項錯誤;溫度升高,分子運動的平均速率增大,但不是每個分子的運動速

率都會增大,D項錯誤。易錯點撥分子熱運動與物體運動、物態變化的關系水流速度大,只是說明水流整體運動的動能大,是宏觀運動的表現,而分子熱運動是指物體內部

的分子微觀層面的運動,兩者沒有必然聯系;水凝結成冰的過程,溫度保持不變,分子熱運動的

平均動能不變,這一過程中物體放出熱量,內能減少。4.(2016北京理綜,20,6分)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述,是特定氣

候條件與人類活動相互作用的結果。霧霾中,各種懸浮顆粒物形狀不規則,但可視為密度相

同、直徑不同的球體,并用PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒

物(PM是顆粒物的英文縮寫)。某科研機構對北京地區的檢測結果表明,在靜穩的霧霾天氣中,近地面高度百米的范圍內,PM10的濃度隨高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小,且

兩種濃度分布基本不隨時間變化。據此材料,以下敘述正確的是

()×10-6m的懸浮顆粒物答案

C

PM10的直徑小于或等于10×10-6×10-5m,A錯誤;處于靜穩態的顆粒受力平衡,

的增加而增大,D錯誤。失分警示本題易錯選D而失分,題目中明確提出“近地面高度百米的范圍內,PM10的濃度隨

高度的增加略有減小,大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小”,并沒有明

確PM2.5的濃度隨高度的變化情況。評析本題聯系社會熱點問題,考查相關的熱學知識。5.[2018課標Ⅱ,33(1),5分]對于實際的氣體,下列說法正確的是

。D.氣體的體積變化時,其內能可能不變B組統一命題·課標卷題組答案

BDE

解析本題考查氣體的內能。氣體的內能是指所有氣體分子的動能和分子間的勢能之和,故A、C項錯誤。知識歸納氣體的內能對于質量一定的氣體,所有分子的勢能和動能之和等于氣體的內能。對于理想氣體,分子的勢

能可忽略不計。6.[2017課標Ⅰ,33(1),5分]氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數占總分子數

的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是

。C.圖中實線對應于氧氣分子在100℃時的情形E.與0℃時相比,100℃時氧氣分子速率出現在0~400m/s區間內的分子數占總分子數的百分比較大答案

ABC解析本題考查氣體分子速率及分布率。每條曲線下面積的意義是各種速率的分子數總和占總分子數的百分比,故面積相等,A正確、

D錯誤。氣體溫度越高,分子無規則運動越劇烈,分子平均動能越大,大速率的分子數所占總分

子數的百分比越大,故虛線對應的溫度較低,B、C皆正確。由圖中0~400m/s區間圖線下的面

積可知0℃時出現在0~400m/s區間內的分子數占總分子數的百分比較大,E錯誤。7.(2009北京理綜,13,6分)做布朗運動實驗,得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是

()C組教師專用題組答案

D微粒在周圍液體分子無規則碰撞作用下,做布朗運動,軌跡是無規則的,實際操作中

不易描繪出微粒的實際軌跡;而按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規則

性,也能充分反映微粒布朗運動的無規則性,本實驗記錄描繪的正是某一微粒位置的連線,故選D。8.(2008北京理綜,15,6分)假如全世界60億人同時數1g水的分子個數,每人每小時可以數5000

個,不間斷地數,則完成任務所需時間最接近(阿伏加德羅常數NA取6×1023mol-1)

()答案

C1g水所含水分子的個數為

×6×1023,要數完水分子個數所需時間為t=

年=1×105年,所以答案為C。9.[2019江蘇單科13A(1)]在沒有外界影響的情況下,密閉容器內的理想氣體靜置足夠長時間后,

該氣體

。答案

CD解析本題考查了分子動理論與學生對分子動理論基本內容的理解能力,體現了運動與相互

作用觀念的素養要素。由分子動理論的基本內容可知,分子永不停息地做無規則運動,選項A錯誤;在無外界影響下,靜

置的理想氣體溫度不變,因此分子的平均動能不變,但每個分子的速度大小無法確定,選項B錯

誤,C正確;因靜置足夠長時間,分子無規則運動在各個位置的概率相等,故分子的密集程度保持

不變,選項D正確。易錯警示

溫度不變則分子平均動能不變,分子平均速率保持不變,但每個分子的運動情況無

法確定。10.[2015課標Ⅱ,33(1),5分,0.425]關于擴散現象,下列說法正確的是

。A.溫度越高,擴散進行得越快D.擴散現象在氣體、液體和固體中都能發生答案

ACD解析擴散現象是分子無規則熱運動的反映,C正確,E錯誤;溫度越高,分子熱運動越激烈,擴散

越快,A正確;氣體、液體、固體的分子都在不停地進行著熱運動,擴散現象在氣體、液體和固

體中都能發生,D正確;在擴散現象中,分子本身結構沒有發生變化,不屬于化學變化,B錯誤。1.(2015北京理綜,13,6分)下列說法正確的是

()A.物體放出熱量,其內能一定減小B.物體對外做功,其內能一定減小C.物體吸收熱量,同時對外做功,其內能可能增加D.物體放出熱量,同時對外做功,其內能可能不變考點二熱力學定律A組自主命題·北京卷題組答案

C根據熱力學第一定律ΔU=Q+W判斷,只有C項正確。考查點內能及熱力學第一定律。思路點撥做功和熱傳遞都可以改變內能,物體內能的變化要綜合分析這兩個因素。2.(2014北京理綜,13,6分)下列說法中正確的是

()A.物體溫度降低,其分子熱運動的平均動能增大B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能增大C.物體溫度降低,其內能一定增大D.物體溫度不變,其內能一定不變答案

B溫度是物體分子平均動能的標志,溫度升高則其分子平均動能增大,反之,則其分子

平均動能減小,故A錯誤B正確。物體的內能是物體內所有分子動能和分子勢能的總和,宏觀

上取決于物體的溫度、體積和物質的量,故C、D錯誤。考查點內能和分子動理論。思路點撥溫度反映分子平均動能的大小,而內能包括了所有的分子動能和勢能兩部分。3.(2013北京理綜,13,6分)下列說法正確的是

()C.物體從外界吸收熱量,其內能一定增加D.物體對外界做功,其內能一定減少答案

A布朗運動是指懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規則運動,而不是液體(或氣體)分

子的運動,故A選項正確,B選項錯誤;由熱力學第一定律ΔU=W+Q知,若物體從外界吸收熱量同

時對外做功,其內能也可能不變或減少,C選項錯誤;物體對外做功同時從外界吸熱,其內能也可

能增加或不變,D選項錯誤。考查點布朗運動和熱力學第一定律。易錯警示布朗運動是對分子運動的間接體現。4.[2017課標Ⅱ,33(1),5分]如圖,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分,隔板左側充有理想氣體,隔板右側與絕熱活塞之間是真空。現將隔板抽開,氣體會自發擴散至整個汽缸。待氣體達到穩定后,緩慢推壓活塞,將氣體壓回到原來的體積。假設整個系統不漏氣。下列說法正確的是

。C.在自發擴散過程中,氣體對外界做功D.氣體在被壓縮的過程中,外界對氣體做功E.氣體在被壓縮的過程中,氣體分子的平均動能不變B組統一命題·課標卷題組答案

ABD解析本題考查理想氣體內能的改變途徑、熱力學第一定律。氣體自發擴散時不對外做功,

W=0,汽缸絕熱,Q=0,由熱力學第一定律得ΔU=W+Q=0,故氣體內能不變,選項A正確,C錯誤;氣

體被壓縮的過程中體積縮小,外界對氣體做功,W>0,Q=0,故ΔU>0,氣體內能增大,故理想氣體的

溫度升高,則分子平均動能增大,選項B、D正確,選項E錯誤。知識歸納對氣體做功及理想氣體內能的理解氣體自由擴散時,體積雖變大,但沒有施力和受力物體,因此不做功;氣體被壓縮時,體積減小,外

界對氣體做功;理想氣體不計分子勢能,因此理想氣體的內能等于所有分子的動能。5.(2007北京理綜,16,6分)為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,某同學在保溫瓶中灌入熱

水,現測量初始水溫,經過一段時間后再測量末態水溫。改變實驗條件,先后共做了6次實驗,實

驗數據記錄如表:C組教師專用題組序號瓶內水量(mL)初始水溫(℃)時間(h)末態水溫(℃)11000914782100098874315009148041500981075520009148262000981277下列研究方案中符合控制變量方法的是

()A.若研究瓶內水量與保溫效果的關系,可用第1、3、5次實驗數據B.若研究瓶內水量與保溫效果的關系,可用第2、4、6次實驗數據C.若研究初始水溫與保溫效果的關系,可用第1、2、3次實驗數據D.若研究保溫時間與保溫效果的關系,可用第4、5、6次實驗數據答案

A要研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,首先要猜想有哪些因素影響到保溫效果,

然后在研究某個因素對保溫效果的影響時,需要保證其他因素不變,即用控制變量的方法進行

研究。保溫效果可以用初、末態水溫之差來表示,題中已給出了影響到保溫效果的因素有瓶

內水量、時間、初態水溫,而要研究某一個因素對保溫效果的影響,則需要保證其他因素相

同。若研究瓶內水量與保溫效果的關系,則應保證初態水溫、時間相同,選擇不同的水量比較

它們的末態水溫情況,因此應選擇第1、3、5次實驗數據,所以選項A正確,選項B錯誤。若研究

初始水溫與保溫效果的關系,則應保證水量、時間相同,選擇不同的初態水溫比較它們的末態

水溫情況,而題中的記錄表格中沒有符合此條件的記錄,所以選項C錯誤。若研究保溫時間與

保溫效果的關系,則應保證水量、初態水溫相同,選擇不同的保溫時間比較它們的末態水溫情

況,而題中的記錄表格中沒有符合此條件的記錄,所以選項D錯誤。6.(2006北京理綜,15,6分)如圖所示,兩個相通的容器P、Q間裝有閥門K。P中充滿氣體,Q內為真空,整個系統與外界沒有熱交換,打開閥門K后,P中的氣體進入Q中,最終達到平衡,則

(

)A.氣體體積膨脹,內能增加B.氣體分子勢能減少,內能增加C.氣體分子勢能增加,壓強可能不變D.Q中氣體不可能自發地全部退回到P中答案

D題給條件有“Q內為真空”“系統與外界沒有熱交換”。K打開后,P中的氣體進

入Q中,此過程氣體體積增大,外界對氣體不做功,系統與外界又沒有熱交換,由ΔU=W+Q知,在Q

=0,W不大于零的情況下,ΔU不可能大于零,A、B錯;內能不可能增加就表示氣體分子的平均動

能不可能增大,氣體體積增大將造成單位體積的分子數減少,由氣體壓強的產生原因知氣體壓

強將減小,C錯;觀察和探究過液體擴散現象的學生將知道,擴散這一過程具有不可逆性,由此很

容易確定D正確。7.[2016課標Ⅰ,33(1),5分]關于熱力學定律,下列說法正確的是

。E.如果兩個系統分別與狀態確定的第三個系統達到熱平衡,那么這兩個系統彼此之間也必定

達到熱平衡答案

BDE解析若氣體吸熱的同時對外做功,則其溫度不一定升高,選項A錯;做功是改變物體內能的途

徑之一,選項B正確;理想氣體等壓膨脹,氣體對外做功,由理想氣體狀態方程

=C知,氣體溫度升高,內能增加,故一定吸熱,選項C錯誤;根據熱力學第二定律知選項D正確;如果兩個系統分別

與狀態確定的第三個系統達到熱平衡,那么這兩個系統與第三個系統的溫度均相等,則這兩個

系統之間也必定達到熱平衡,故選項E正確。易錯點撥(1)吸放熱與溫度的升降沒有直接因果關系;(2)內能改變的兩個途徑為熱傳遞和做

功;(3)分析等壓膨脹過程的吸放熱時要分析其內能的變化;(4)弄清熱平衡的含義。評析此題考查熱力學基本知識,難度為易,考生須弄清每個選項的意思,結合相關概念的含

義、熱力學定律內容及理想氣體狀態方程等知識,逐項分析判斷。8.[2016課標Ⅲ,33(1),5分]關于氣體的內能,下列說法正確的是

。A.質量和溫度都相同的氣體,內能一定相同B.氣體溫度不變,整體運動速度越大,其內能越大C.氣體被壓縮時,內能可能不變E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中,內能一定增加知識歸納物體的內能與物體的機械運動無關;一定量的實際氣體的內能與氣體體積、溫度

都有關,而一定量的理想氣體的內能只與溫度有關。答案

CDE解析由于非理想氣體分子間作用力不可忽略,內能包括分子勢能,則氣體的內能與體積有關,

再者即使是理想氣體,內能取決于溫度和分子數目,質量相同的氣體,當分子數目不同、溫度相

同時,內能也不相同,故A項錯誤;物體的內能與其機械運動無關,B項錯誤;由熱力學第一定律

知,氣體被壓縮時,若同時向外散熱,則內能可能保持不變,C項正確;對于一定量的某種理想氣

體,體積變化時分子勢能不變,其內能只取決于分子平均動能的變化,而溫度是分子平均動能的

標志,所以D項正確;由理想氣體狀態方程

=C知,p不變V增大,則T增大,故E項正確。評析本題考查了物體內能的概念、實際氣體與理想氣體的區別、應用熱力學第一定律分

析問題的能力。9.[2019課標Ⅰ,33(1),5分]某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可

視為理想氣體。初始時容器中空氣的溫度與外界相同,壓強大于外界。現使活塞緩慢移動,直

至容器中的空氣壓強與外界相同。此時,容器中空氣的溫度

(填“高于”“低于”或

“等于”)外界溫度,容器中空氣的密度

(填“大于”“小于”或“等于”)外界空氣

的密度。答案低于大于解析本題通過理想氣體狀態變化過程考查了熱力學定律與能量守恒定律,以及學生的綜合

分析與計算能力,體現了科學推理的核心素養要素。由題意可知,封閉氣體經歷了絕熱膨脹的過程,此過程中氣體對外界做功,W<0,與外界的熱交

換為零,即Q=0,則由熱力學第一定律可知氣體內能降低,而一定質量理想氣體的內能只與溫度

有關,故其溫度降低,即容器中空氣的溫度低于外界溫度。由于此時容器中空氣壓強與外界相

同,而溫度低于外界溫度,若假設容器中空氣經歷等壓升溫過程而達到與外界相同狀態,由

=C可知其體積必然膨脹,則升溫后的容器中空氣密度必然比假設的等壓升溫過程前密度小,而

假設的等壓升溫過程后容器中空氣的密度等于外界空氣密度,故此時容器中空氣的密度大于

外界空氣的密度。10.[2019江蘇單科,13A(3)]如圖所示,一定質量理想氣體經歷A→B的等壓過程,B→C的絕熱過

程(氣體與外界無熱量交換),其中B→C過程中內能減少900J。求A→B→C過程中氣體對外界

做的總功。

答案1500J解析本題考查了熱力學第一定律的應用與學生的綜合分析能力和理解能力,體現了科學探

究中的問題和證據的素養要素。A→B過程,W1=-p(VB-VA);B→C過程,根據熱力學第一定律,W2=ΔU;則氣體對外界做的總功W=-(W1+W2),代入數據得W=1500J。審題指導

①等壓做功,W1=p·ΔV。②絕熱過程中Q=0,故W2=ΔU。1.[2017課標Ⅲ,33(1),5分]如圖,一定質量的理想氣體從狀態a出發,經過等容過程ab到達狀態b,

再經過等溫過程bc到達狀態c,最后經等壓過程ca回到初態a。下列說法正確的是

。ab中氣體的內能增加ca中外界對氣體做功ab中氣體對外界做功bc中氣體從外界吸收熱量ca中氣體從外界吸收熱量考點三固體、液體和氣體統一命題·課標卷題組答案

ABD解析判斷理想氣體的內能變化情況可以通過兩種方法:①根據熱力學第一定律ΔU=W+Q,通

過判斷做功和熱傳遞來得出內能的變化情況;②通過直接判斷溫度的變化得出內能的變化情

況。在過程ab中,V不變,說明對外不做功,W=0,但不確定熱傳遞情況,故利用熱力學第一定律判

斷不出內能變化情況,那么看溫度T,一定質量的理想氣體

=定值,V不變,壓強p增大,則溫度升高,說明內能增加,故A選項正確,C選項錯誤。ca過程中,體積V減小,說明外界對氣體做功,故

B選項正確。ca過程中,壓強p不變,據

=定值可知,溫度T降低,則其內能減小,即ΔU<0,外界對氣體做功,即W>0,據熱力學第一定律ΔU=W+Q可知Q<0,說明此過程中,氣體向外界放熱,故E選

項錯誤;bc過程為等溫變化,內能不變,即ΔU=0,而體積V增大,即氣體對外做功,W<0,據熱力學第

一定律ΔU=W+Q可知Q>0,即氣體從外界吸收熱量,故D選項正確。審題指導

p-V圖像問題的審題思路看軸→確定圖像為p-V圖像2.[2016課標Ⅱ,33(1),5分]一定量的理想氣體從狀態a開始,經歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、

da回到原狀態,其p-T圖像如圖所示,其中對角線ac的延長線過原點O。下列判斷正確的是

。

a、c兩狀態的體積相等a時的內能大于它在狀態c時的內能cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功解析由理想氣體狀態方程

=C知,p=

T,因此氣體在a、c兩狀態的體積相等,故A項正確;對理想氣體而言,內能由溫度決定,因Ta>Tc,故氣體在狀態a時的內能大于它在狀態c時的內能,

選項B正確;過程cd為等溫變化,內能不變(ΔU=0),壓強變大,體積減小,外界對氣體做功(W>0),由

熱力學第一定律ΔU=W+Q,知Q<0,故為放熱過程且W=|Q|,C選項錯誤;過程da為等壓變化,溫度

升高,體積變大,氣體的內能增大,ΔU>0,對外做功,W<0,由ΔU=W+Q,知該過程吸熱且Q>|W|,選

項D錯誤;bc和da過程中溫度改變量相同,故體積變化量與壓強的乘積相同,由W=Fl=pSl=p·ΔV

知,選項E正確。答案

ABE評析本題考查了氣體實驗定律、p-T圖象、熱力學第一定律。試題涉及的過程多,有一定的

難度。3.[2019課標Ⅱ,33(1),5分]如p-V圖所示,1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不

同狀態,對應的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態下氣體分子在單位

時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數,則N1

N2,T1

T3,N2

N3。(填

“大于”“小于”或“等于”)

答案大于等于大于解析本題考查氣體的狀態參量及理想氣體狀態方程的內容,考查學生對三個氣體狀態參量

及氣體實驗定律的理解能力,培養學生物理觀念素養的形成,提高學生對實驗的認識。由理想氣體狀態方程可得

=

=

,可知T1=T3>T2。由狀態1到狀態2,氣體壓強減小,氣體體積相同,溫度降低,則氣體分子在單位時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數減少,N1>N2。對狀態2和狀態3,壓強相同,溫度大的次數少,則N3<N2。4.(2018課標Ⅲ,33,15分)(1)(5分)如圖,一定量的理想氣體從狀態a變化到狀態b,其過程如p-V圖

中從a到b的直線所示。在此過程中

。(2)(10分)在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段

空氣。當U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左

邊氣體的壓強為12.0cmHg。現將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水

銀逸入另一邊。求U形管平放時兩邊空氣柱的長度。在整個過程中,氣體溫度不變。答案(1)BCD(2)見解析解析(1)本題考查熱力學第一定律、理想氣體狀態方程。對于一定量的理想氣體有

=恒量。從a到b,p逐漸增大,V逐漸增大,所以p與V的乘積pV增大,可知T增大,則氣體的內能一直增

加,故A錯誤、B正確。由于V逐漸增大,可知氣體一直對外做功,故C正確。由熱力學第一定律

ΔU=Q+W,因ΔU>0,W<0,可知Q>0,即氣體一直從外界吸熱,且吸收的熱量大于對外做的功,故D

正確、E錯誤。(2)本題考查氣體實驗定律。設U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2。U形管水平放置時,兩邊氣體

壓強相等,設為p,此時原左、右兩邊氣柱長度分別變為l1'和l2'。

由力的平衡條件有p1=p2+ρg(l1-l2)

①式中ρ為水銀密度,g為重力加速度大小。由玻意耳定律有p1l1=pl1'

②p2l2=pl2'

③兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1'-l1=l2-l2'

④由①②③④式和題給條件得l1'=22.5cm⑤l2'=7.5cm⑥知識歸納

熱力學常見用語的含義①理想氣體溫度升高:內能增大。②氣體體積增大:氣體對外做功。氣體體積減小:外界對氣體做功。③絕熱:沒有熱交換。④導熱性能良好:表示與外界溫度相同。審題指導

液柱移動問題的分析方法

5.[2019課標Ⅲ,33(2),10分]如圖,一粗細均勻的細管開口向上豎直放置,管內有一段高度為2.0cm

的水根柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細

管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內氣體溫度與環境溫度相同。已知大

氣壓強為76cmHg,環境溫度為296K。(ⅰ)求細管的長度;(ⅱ)若在倒置前,緩慢加熱管內被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此

時密封氣體的溫度。答案(ⅰ)41cm(ⅱ)312K解析本題考查了氣體實驗定律內容,培養學生的綜合分析能力、應用數學知識處理物理問

題的能力,體現了核心素養中的科學推理要素。(ⅰ)設細管的長度為L,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時,設水銀柱上表面到管口的距

離為h1,被密封氣體的體積為V,壓強為p;細管倒置時,氣體體積為V1,壓強為p1。由玻意耳定律有pV=p1V1

①由力的平衡條件有p=p0+ρgh

②p1=p0-ρgh

③式中,ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強。由題意有V=S(L-h1-h)

④V1=S(L-h)

⑤由①②③④⑤式和題給條件得L=41cm⑥(ⅱ)設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋—呂薩克定律有

=

⑦由④⑤⑥⑦式和題給數據得T=312K⑧易錯警示

(1)研究對象是封閉部分的氣體,計算氣體壓強時應注意氣體壓強、外部大氣壓強

還有液柱壓強之間的關系。(2)計算氣體體積時,2cm是細管中氣體長度的變化量,同時計算細

管中氣體長度時不能遺漏液柱長度2cm。(3)緩慢加熱時液柱緩慢移動,可以認為液柱處于平

衡狀態。6.[2017課標Ⅱ,33(2),10分]一熱氣球體積為V,內部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫

度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為ρ0,該氣球內、外的氣壓始終都為1個大氣

壓,重力加速度大小為g。(ⅰ)求該熱氣球所受浮力的大小;(ⅱ)求該熱氣球內空氣所受的重力;(ⅲ)設充氣前熱氣球的質量為m0,求充氣后它還能托起的最大質量。答案(ⅰ)Vgρ0

(ⅱ)Vgρ0

(ⅲ)Vρ0T0(

-

)-m0解析(ⅰ)設1個大氣壓下質量為m的空氣在溫度為T0時的體積為V0,密度為ρ0=

①在溫度為T時的體積為VT,密度為ρ(T)=

②由蓋—呂薩克定律得

=

③聯立①②③式得ρ(T)=ρ0

④氣球所受到的浮力為f=ρ(Tb)gV

⑤聯立④⑤式得f=Vgρ0

⑥(ⅱ)氣球內熱空氣所受的重力為G=ρ(Ta)Vg

⑦聯立④⑦式得G=Vgρ0

⑧(ⅲ)設該氣球還能托起的最大質量為m,由力的平衡條件得mg=f-G-m0g

⑨聯立⑥⑧⑨式得m=Vρ0T0(

-

)-m0

⑩7.[2016課標Ⅱ,33(2),10分]一氧氣瓶的容積為0.08m3,開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。

某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時,需重新

充氣。若氧氣的溫度保持不變,求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。答案4天解析設氧氣開始時的壓強為p1,體積為V1,壓強變為p2(2個大氣壓)時,體積為V2。根據玻意耳

定律得p1V1=p2V2

①重新充氣前,用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3=V2-V1

②設用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強下的體積為V0,則有p2V3=p0V0

③設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為ΔV,則氧氣可用的天數為N=V0/ΔV

④聯立①②③④式,并代入數據得N=4(天)

⑤解題指導解答此題的關鍵是將用去的氧氣在p2狀態下的體積轉化為在p0(1個大氣壓)狀態下

的體積,從而可以計算出氧氣在p0下的可用天數。易錯點撥沒有將開始時氧氣的體積轉化為1個大氣壓下的體積而直接進行計算,不在同一狀

態的氣體,不能直接進行計算。8.[2019課標Ⅰ,33(2),10分]熱等靜壓設備廣泛應用于材料加工中。該設備工作時,先在室溫下

把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環境對放

入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩

余的容積為0.13m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬

×10-2m3×107×106

Pa;室溫溫度為27℃。氬氣可視為理想氣體。(ⅰ)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強;(ⅱ)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1227℃,求此時爐腔中氣體的壓強。教師專用題組答案×107×108Pa解析(ⅰ)設初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設

體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變為p1時,其體積膨脹為V1。由玻意耳定律p0V0=p1V1

①被壓入到爐腔的氣體在室溫和p1條件下的體積為V1'=V1-V0

②設10瓶氣體壓入完成后爐腔中氣體的壓強為p2,體積為V2。由玻意耳定律p2V2=10p1V1'

③聯立①②③式并代入題給數據得p2×107Pa④(ⅱ)設加熱前爐腔的溫度為T0,加熱后爐腔溫度為T1,氣體壓強為p3。由查理定律

=

⑤聯立④⑤式并代入題給數據得p3×108Pa⑥三年模擬A組2017—2019年高考模擬·考點基礎題組考點一分子動理論1.(2019北京豐臺期末,2)關于分子熱運動和溫度,下列說法正確的是

()A.分子的平均動能越大,物體的溫度越高B.波濤洶涌的海水上下翻騰,說明水分子熱運動劇烈C.水凝結成冰,表明水分子的熱運動已停止D.運動快的分子溫度高,運動慢的分子溫度低答案

A溫度是分子平均動能的標志,物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈,分子平均動能越

大,故A正確;海水上下翻騰是宏觀運動,而分子熱運動是微觀現象,二者不是一回事,故B錯誤;

分子熱運動永不停息,水凝結成冰,但分子熱運動沒有停止,故C錯誤;溫度是分子平均動能的標

志,與單個分子運動的快慢無關,故D錯誤。思路點撥根據分子動理論進行分析。2.(2017北京海淀一模,14)下列說法中正確的是

()A.懸浮在液體中的微粒質量越大,布朗運動越顯著B.將紅墨水滴入一杯清水中,一會兒整杯清水都變成紅色,說明分子間存在斥力C.兩個表面平整的鉛塊緊壓后會“粘”在一起,說明分子間存在引力D.用打氣筒向籃球內充氣時需要用力,說明氣體分子間有斥力答案

C溫度越高,微粒越小,布朗運動越顯著,A錯。B選項是擴散現象,說明分子永不停息

地運動著。D選項,充氣需要用力是因為氣體分子對器壁頻繁撞擊產生壓強。3.(2018北京西城一模,13)關于兩個分子之間的相互作用力,下列判斷正確的是

()A.兩分子處于平衡位置時,分子間沒有引力和斥力B.兩分子處于平衡位置時,分子間的引力和斥力大小相等C.兩分子間距離減小時,分子間的引力增大斥力減小D.兩分子間距離增大時,分子間的引力減小斥力增大答案

B兩分子間的引力和斥力隨分子間距的增大而減小,分子力隨分子間距的變化如圖

所示,兩分子處于平衡位置時,F引=F斥,B對。解題關鍵

分子間作用力與分子間距的關系。4.(2018北京豐臺一模,13)分子間的距離減小時

()答案

D分子間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大,因此D項正確,C項錯誤。當分

子間距離為平衡距離r0時,對應分子間作用力為0,分子勢能最小,當分子間距離由無窮遠逐漸

減小時,分子勢能先減小后增大,A、B項錯誤。解題關鍵

會畫分子間作用力及分子勢能隨分子間距離變化的關系圖像。5.(2017北京海淀二模,13)下列說法中正確的是

()A.物體的溫度升高時,其內部每個分子熱運動的動能都一定增大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都一定減小答案

C溫度升高時分子的平均動能增大,A錯,C正確。氣體的壓強越大,單位體積內氣體的

分子個數不一定越多,可能是分子平均動能變大,B錯。分子間距離減小,分子間的引力和斥力

都變大,D錯。考查點

熱學相關知識。知識拓展

微觀角度:壓強由分子數密度(單位體積內分子個數)、分子平均動能共同決定。宏觀角度:壓強由溫度、體積共同決定。6.(2019北京西城一模,14)關于熱學中的一些基本概念,下列說法正確的是

()A.物體是由大量分子組成的,分子是不可再分的最小單元B.分子間的斥力和引力總是同時存在的,且隨著分子之間的距離增大而增大C.分子做永不停息的無規則熱運動,布朗運動就是分子的熱運動答案

D分子可以再分,A錯。分子間引力、斥力隨距離增大而減小,B錯。布朗運動是懸浮

顆粒的無規則運動,不是分子熱運動,C錯。7.(2019北京海淀二模,13)關于花粉顆粒在液體中的布朗運動,下列說法正確的是

()A.液體溫度越低,布朗運動越顯著B.花粉顆粒越大,布朗運動越顯著答案

C布朗運動本身是液體或氣體中的固體顆粒的無規則運動,其產生原因是固體顆粒

所在的氣體或液體分子做無規則運動,撞擊固體顆粒,使固體顆粒受力不平衡產生的運動現象,

故選項C正確,D錯誤。溫度越高,顆粒越小,布朗運動越劇烈,故選項A、B均錯誤。解題關鍵明確固體顆粒的無規則運動即布朗運動,知道布朗運動的產生原因和影響因素。考點二熱力學定律1.(2019北京朝陽一模,14)下列說法正確的是

()B.物體溫度升高,其中每個分子熱運動的動能均增大D.氣體對外做功,內能一定減少答案

C固體微粒的無規則運動稱為布朗運動,A錯誤。溫度升高,分子平均動能增大,B錯

誤。由ΔU=W+Q,氣體對外做功,W為負,但可從外界吸熱,Q為正,所以ΔU可為正,可為零,因此內

能也可能增加或不變,D錯誤。易錯警示對于概念的理解容易出錯,如ΔU=W+Q各物理量正、負的意義。2.(2019北京海淀一模,15)下列說法正確的是

()A.物體溫度升高,每個分子的動能都增加B.物體溫度升高,分子的平均動能增加C.物體從外界吸收熱量,物體的內能一定增加D.外界對物體做功,物體的內能一定增加答案

B溫度升高,分子的平均動能增加;改變物體的內能有兩種方式:做功和熱傳遞,在考慮

內能變化時,兩種方式都要考慮。易錯警示分子的熱運動是無規則的,溫度升高,分子的平均動能增大,但不是每個分子的動能

都變大。3.(2019北京大興一模,14)如圖所示,導熱的汽缸固定在水平地面上,一個可自由移動的活塞把

氣體封閉在汽缸中,汽缸的內壁光滑。現用水平外力F作用于活塞桿,使活塞緩慢地向右移動,

保持汽缸內氣體溫度不變,則對于封閉氣體

()答案

B氣體對外做功,A錯誤。溫度是分子平均動能的標志,溫度不變,故氣體分子平均動

能不變,B對。氣體分子總數不變,體積變大,故單位體積內氣體分子個數減少,D錯誤。分子平

均動能不變,但是單位體積內分子個數減少,故壓強減小,C錯誤。4.(2018北京海淀一模,13)關于熱現象,下列說法正確的是

()A.物體溫度不變,其內能一定不變B.物體溫度升高,其分子熱運動的平均動能一定增大C.外界對物體做功,物體的內能一定增加D.物體放出熱量,物體的內能一定減小答案

B由熱力學第一定律ΔU=W+Q知,物體內能的變化由做功和熱傳遞共同決定,A、C、

D錯誤。溫度是物體分子平均動能的標志,B正確。解題關鍵

熟知熱力學第一定律。5.(2017北京西城二模,14)對一定質量的氣體,忽略分子間的相互作用力。當氣體溫度升高時,

下列判斷正確的是

()答案

B氣體內能等于氣體內所有分子熱運動的動能與分子勢能之和,由于忽略分子間的

相互作用力,分子勢能為零,所以氣體內能等于氣體內所有分子熱運動的動能,溫度升高,分子

平均動能增大,內能增大,B正確,A錯誤。由熱力學第一定律ΔU=W+Q可知,內能增大,W、Q不

一定都是正值,C、D錯誤。考查點

內能、熱力學第一定律。解題關鍵

氣體忽略分子勢能。6.[2018北京豐臺一模,23(3)]機械能與內能轉化和守恒。理想氣體的分子可視為質點,分子間除相互碰撞外,無相互作用力。如圖所示,正方體容器內密

封著一定質量的某種理想氣體。每個氣體分子的質量為m,已知該理想氣體分子平均動能與

溫度的關系為

=

kT(k為常數,T為熱力學溫度)。如果該正方體容器以水平速度u勻速運動,某時刻突然停下來。求該容器中氣體溫度的變化量ΔT。(容器與外界不發生熱傳遞)

答案

解析設氣體初始溫度為T1,末溫度為T2,容器中氣體分子總數為N初始時分子平均動能

=

kT1,末態時分子平均動能

=

kT2

(2分)由能量守恒,氣體的動能轉化為氣體的內能N

-N

=

Nmu2

(2分)得:ΔT=T2-T1=

(2分)解題關鍵

氣體(質點系)宏觀動能為質心動能(即正方體容器由于具有水平速度u所對應的動

能)和各質點相對于質心的動能(對應氣體分子相對于器壁的動能之和)。當容器停下來時,其

內部氣體分子無規則熱運動的無序化程度增強,即氣體分子相對于器壁的熱運動更劇烈,氣體

由于宏觀運動具有的機械能轉化為內能。1.(多選)人類對自然的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程。以下說法中正確的是

()C.溫度升高,每個分子的動能都增大考點三固體、液體和氣體答案

AD液體分子之間的距離不同,分子力大小不同,所以分子勢能不同,故液體的分子勢

能與體積有關,A正確;單晶體的物理性質具有各向異性,而多晶體的物理性質具有各向同性,故

B錯誤;溫度越高,分子的平均動能越大,但對于某個分子來說其分子動能反而可能減小,故溫度

對單個分子來說沒有意義,故C錯誤;由于液體表面張力的作用,因此液體的表面有收縮的趨勢,

故露珠呈球狀,D正確。2.如圖所示,甲、乙兩種薄片的表面分別涂有薄薄的一層石蠟,然后用燒熱的鋼針的針尖分別

接觸這兩種薄片,接觸點周圍熔化了的石蠟的形狀分別如圖所示。對這兩種薄片,下列說法正

確的是

()答案

B單晶體具有各向異性,多晶體和非晶體具有各向同性,故甲薄片一定是單晶體,從圖

中無法確定熔點的高低,B正確。3.如圖甲所示,先把一個棉線圈拴在鐵絲環上,再把環在肥皂液里浸一下,使環上布滿肥皂液薄

膜。如果用熱針刺破棉線圈里那部分薄膜,則棉線圈將成為圓形(圖乙),主要原因是

()答案

C由于液體表層內分子間距離比較大,液體表面張力使得液體表面具有收縮的趨勢,

故松弛的棉線圈變為圓形,C正確。4.民間常用“拔火罐”來治療某些疾病,方法是將點燃的紙片放入一個小罐內,當紙片燃燒完

時,迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上,火罐就會緊緊地“吸”在皮膚上。其原因是,當火罐內的

氣體

()A.溫度不變時,體積減小,壓強增大B.體積不變時,溫度降低,壓強減小C.壓強不變時,溫度降低,體積減小D.質量不變時,壓強增大,體積減小答案

B把火罐扣在皮膚上,火罐內氣體的體積等于火罐的容積,體積不變,氣體經過熱傳遞,

溫度不斷降低,氣體發生等容變化,由查理定律可知,氣體壓強減小,火罐內氣體壓強小于外界

大氣壓,大氣壓就將火罐緊緊地壓在皮膚上,故選B。5.一定質量理想氣體,由狀態a經b變化到c,如圖所示,則下列四圖中能正確反映出這一變化過

程的是

()

答案

C由題圖知,a→b過程為氣體等容升溫,壓強增大;b→c過程為氣體等溫降壓,體積增

大,由此可知選項C正確。6.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,氣泡中的氣體可視為理想氣體,則在此

過程中關于氣泡中的氣體,下列說法正確的是

()答案

D理想氣體的分子間除了碰撞外沒有其他作用力,故分子間沒有作用力,A錯誤;因氣

泡在上升過程中溫度不變,平均動能不變,平均速率不變,B、C錯誤;氣泡從湖底上升到湖面的

過程中溫度保持不變,氣泡內氣體組成的系統的壓強減小,氣體體積增大,故D正確。1.(2017北京東城一模,13)能直接反映分子平均動能大小的宏觀物理量是

()一、選擇題（每題6分，共48分）B組2017—2019年高考模擬·專題綜合題組(時間：45分鐘分值：70分)答案

A溫度是分子平均動能大小的標志。2.(2017北京海淀零模,13)僅利用下列某一組數據,可以計算出阿伏加德羅常數的是

()答案

D阿伏加德羅常數的定義:1mol任何物質所含有的分子數。Mmol=m分×NA,D項符合題意。3.(2019北京東城一模,14)下列說法正確的是

()A.同一個物體,運動時的內能一定比靜止時的內能大B.物體溫度升高,組成物體的分子的平均動能一定增加C.一定質量的物體,內能增加,溫度一定升高答案

B溫度是分子平均動能的標志,溫度升高時平均動能增大,但不是每個分子的動能都

增大;溫度不升高時,使分子的勢能增加,也可以使內能增加;內能由溫度、體積、物質的量決

定,與宏觀機械運動無關。解題關鍵理解內能的定義與決定因素,理解分子平均動能與溫度的關系。4.(2018北京豐臺期末,1)物體的溫度升高時,物體內

()答案

C溫度是分子平均動能的標志,因此C正確。易錯警示

溫度升高,分子平均動能增加,但不是每個分子動能都增加。5.(2019北京海淀一模反饋,15)下列說法中正確的是

()A.物體的溫度不變,其內能一定不變B.物體的溫度升高,一定是由于從外界吸收了熱量C.物體對外做功,其內能一定減少D.溫度越高,物體內分子的無規則熱運動越劇烈答案

D溫度是分子平均動能的標志,溫度越高,分子熱運動越劇烈,D項正確。做功和熱傳

遞是改變內能的兩種方式,根據熱力學第一定律可知,B、C項錯誤。物體的分子總動能和分

子總勢能的和稱為內能,物體溫度不變,但體積改變,對外做功或外界對物體做功,其內能可能

變化,D項錯誤。知識拓展熱力學第一定律公式ΔU=W+Q。內能增大時,ΔU為正,反之為負,表示物體內能的

變化。物體對外做功,W取負值;外界對物體做功,W取正值。物體從外界吸收熱量,Q取正值;物

體放熱,Q取負值。6.(2019北京豐臺一模,14)下列說法正確的是

()A.氣體的溫度升高,每個氣體分子的運動速率都會增大B.從微觀角度講,氣體壓強只與氣體分子的密集程度有關C.當分子力表現為引力時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大D.若一定質量的氣體膨脹對外做功50J,則內能一定減少50J答案

C氣體溫度升高,分子運動的平均動能增大,但不一定每個分子的速率都增大;氣體壓

強與分子的密集程度與氣體分子的平均動能有關;改變物體內能的方式有兩種,做功和熱傳遞,

所以氣體對外做功,內能不一定減少。知識拓展影響物體內能的因素有溫度、體積和物質的量,改變物體內能的方式有做功和熱

傳遞。7.(2019北京石景山一模,14)下列說法正確的是

()C.物體對外界放熱,其內能一定減少D.物體對外界做功,其內能一定減少答案

B布朗運動是液體、氣體分子無規則熱運動的反映,A錯誤。物體內能是所有分子的

熱運動動能與分子勢能總和,B正確。由熱力學第一定律ΔU=W+Q,可知,C、D錯誤。易錯點將布朗運動認為是液體分子的無規則運動。8.(2017北京石景山一模,14)快遞公司用密封性好、充滿氣體的塑料袋包裹易碎品,如圖所

示。假設袋內氣體與外界沒有熱交換,當充氣袋四周被擠壓時,袋內氣體

()

A.對外界做負功,內能增大B.對外界做負功,內能減小C.對外界做正功,內能增大D.對外界做正功,內能減小答案

A無熱交換Q=0,被擠壓W>0,即外界對氣體做功。由熱力學第一定律ΔU=W+Q,可知

ΔU>0,內能增加。9.(11分)(2017北京朝陽二模,24節選)科學精神的核心是對未知的好奇與探究。小君同學想尋

找教科書中“溫度是分子平均動能的標志”這一結論的依據。她以氦氣為研究對象進行了

一番探究。經查閱資料得知:第一,理想氣體的模型為氣體分子可視為質點,分子間除了相互碰

撞外,分子間無相互作用力;第二,一定質量的理想氣體,其壓強p與熱力學溫度T的關系式為p=

nkT,式中n為單位體積內氣體的分