最新高中物理氣體

2023屆呼和浩特市段考物理圈題題組10氣體〔一〕考法解法命題特點分析選修3-3的選擇題知識點大多為理解性的，而且知識點比擬多，涉及的面比擬廣，但是考試的命題考察內(nèi)容有限，所以本考點的選擇題備考的難點在于如何兼顧全面而又有側(cè)重點。結(jié)合最近幾年的段考命題，考察側(cè)重于如下幾點：eq\o\ac(○,1)分子動理論，關(guān)于分子動能、分子勢能、分子內(nèi)能的影響因素，以及摩爾質(zhì)量摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)的關(guān)系。eq\o\ac(○,2)分子力與分子距離的變化關(guān)系eq\o\ac(○,3)理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用eq\o\ac(○,4)熱力學(xué)三大定律的應(yīng)用。除去這些常見的考點外，還有很多不常見的知識點，如：晶體和非晶體，單晶體和多晶體，外表張力，各項同性和各向異性，液晶……3-3涉及計算題往往從以下三個角度命題〔一〕改變氣體內(nèi)能的兩種方式及做功和熱傳遞，氣體對外做功內(nèi)能減少，外界對其他做功內(nèi)能增加，從外界吸收熱量內(nèi)能增加，對外放熱內(nèi)能減少；〔二〕氣缸和封閉試管模型，主要考察氣體壓強和體積、溫度的動態(tài)變化，活塞受力平衡分析是一個關(guān)鍵點，主要考察氣體實驗定律即玻意耳定律、查理定律和蓋-呂薩克定律；〔三〕關(guān)于阿伏伽德羅常數(shù)的命題，根據(jù)摩爾體積和摩爾質(zhì)量，以及一個分子的質(zhì)量或者體積計算分子個數(shù)是常見的命題類型。解題方法薈萃I．對微觀量的估算首先要建立微觀模型．對液體、固體來說，微觀模型是分子緊密排列，將物質(zhì)的摩爾體積分成NA個等份，每個等份就是一個分子，假設(shè)把分子看作小立方體，那么每一等份就是一個小立方體．假設(shè)把分子看成小球，那么每一等份就是一個小球．可以估算出分子的體積和分子的直徑．氣體分子不是緊密排列的，所以上述微觀模型對氣體不適用，但上述微觀模型可用來求氣體分子間的距離．例如lmol任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積是22．4×10－3m3，將其分成NA個小立方體，每個小立方體中裝一個氣體分子，那么小立方體的邊長就是分子間的距離．阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁.具體表現(xiàn)在：〔1〕固體、液體分子微觀量的估算①分子數(shù)N=nNA=NA=NA.②分子質(zhì)量的估算方法：每個分子的質(zhì)量為m1=.③分子體積〔分子所占空間〕的估算方法：每個分子的體積〔分子所占空間〕V1=.其中ρ為固體、液體的密度.④分子直徑的估算方法：把固體、液體分子看成球形，那么分子直徑d=；把固體、液體分子看成立方體，那么d=.〔2〕氣體分子微觀量的估算方法①摩爾數(shù)n=，V為氣體在標(biāo)況下的體積.②分子間距的估算方法：設(shè)想氣體分子均勻分布，每個分子占據(jù)一定的體積.假設(shè)為立方體,分子位于每個立方體的中心，每個小立方體的邊長就是分子間距；假設(shè)氣體分子占有的體積為球體，分子位于球體的球心，那么分子間距離等于每個球體的直徑.注意：同質(zhì)量的同一氣體，在不同狀態(tài)下的體積有很大差異，不像液體、固體體積差異不大，所以求氣體分子間的距離應(yīng)說明實際狀態(tài)．II.氣體壓強的計算1．氣體壓強的特點〔1〕氣體自重產(chǎn)生的壓強一般很小，可以忽略．但大氣壓強P0卻是一個較大的數(shù)值〔大氣層重力產(chǎn)生〕，不能忽略．〔2〕密閉氣體對外加壓強的傳遞遵守帕斯卡定律，即外加壓強由氣體按照原來的大小向各個方向傳遞．2．靜止或勻速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強確實定〔1〕液體封閉的氣體的壓強平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象，進(jìn)行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強．真題剖析1〔呼市2023屆段考第1題〕．只要知道以下哪一組物理量，就可以估算出氣體中分子的平均距離〔〕A．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量B．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度C．阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和體積D．該氣體的摩爾質(zhì)量、密度和體積【命題意圖】考察阿伏加德羅常數(shù)．【解題點撥】分析：氣體中分子間的平均距離遠(yuǎn)大于分子的直徑，可以將空間分成一個個的小正方體，分子處于正方體的中心，那么正方體的邊長就等于原子間距．解答：解：A、知道該氣體的摩爾質(zhì)量和質(zhì)量，可以得到摩爾數(shù)，不知道體積，故A錯誤；B、知道阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和密度，用摩爾質(zhì)量除以摩爾密度可以得到摩爾體積，再除以阿伏加德羅常數(shù)得到每個分子平均占有的體積，用正方體模型得到邊長，即為分子間距，故B正確；C、阿伏加德羅常數(shù)、該氣體的摩爾質(zhì)量和體積，不能得到摩爾數(shù)，故不能得到摩爾體積，故C錯誤；D、該氣體的密度、體積和摩爾質(zhì)量，可以得到摩爾體積，但缺少阿伏加德羅常數(shù)，故D錯誤；應(yīng)選：B．【點評】此題關(guān)鍵是明確摩爾質(zhì)量除以密度等于摩爾體積，摩爾體積除以阿伏加德羅常數(shù)等于每個分子占有的空間體積．【答案】B2〔呼市2023屆段考第16題〕〔1〕有經(jīng)驗的柴油機(jī)維修師，不用任何儀器，只要將手伸到柴油機(jī)排氣管附近，感知一下尾氣的溫度，就能判斷這臺柴油機(jī)是否節(jié)能．關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，以下說法中正確的是〔〕A．尾氣的溫度越高，內(nèi)能越大，說明柴油機(jī)在做功時向低溫?zé)嵩磁懦龅臒崃慷?，效率低，?jié)能B．尾氣的溫度越高，內(nèi)能越大，說明柴油機(jī)在做功時向低溫?zé)嵩磁懦龅膬?nèi)能少，效率高，節(jié)能C．尾氣的溫度越低，內(nèi)能越小，說明柴油機(jī)在做功時向低溫?zé)嵩磁懦龅臒崃可?，效率高，?jié)能D．尾氣的溫度越低，內(nèi)能越小，說明柴油機(jī)在做功時向低溫?zé)嵩磁懦龅膬?nèi)能多，效率高，節(jié)能【命題意圖】考察能量守恒定律【解題點撥】分析：熱機(jī)的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．燃燒相同的燃料，有效利用的能量越多，效率越高．解答：解：A、B、尾氣的溫度高，說明散失的熱量多，柴油機(jī)的效率低，浪費能源，故A錯誤，B錯誤；C、D、尾氣的溫度低，說明散失的熱量少，柴油機(jī)的效率高，即節(jié)能，故C正確，D錯誤；應(yīng)選C．【點評】熱機(jī)的效率上下是衡量熱機(jī)性能好壞的一個重要指標(biāo)，在日常生活中利用排氣管冒出的尾氣情況是確定內(nèi)燃機(jī)效率上下的一種常用方法．【答案】C3〔呼市2023段考屆第18題〕．如下圖，鋼筒質(zhì)量為20kg，活塞質(zhì)量為5kg，活塞橫截面積為100cm2，當(dāng)繩索松弛時，筒內(nèi)空氣柱長16cm，大氣壓強為1.0×105Pa，設(shè)鋼筒足夠長，試問：〔1〕拉力至少為多大時鋼筒才能開始上升？此時筒內(nèi)氣柱長度為多少？〔2〕假設(shè)拉力為400N，那么活塞可達(dá)的最大加速度為多少？【命題意圖】考察理想氣體的狀態(tài)方程；共點力平衡的條件及其應(yīng)用；封閉氣體壓強．【解題點撥】分析：〔1〕鋼筒對地面無壓力時，以鋼筒和活塞整體研究，由平衡條件求解拉力；筒內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，分別以活塞和鋼筒為研究對象，根據(jù)平衡條件求出初態(tài)和末態(tài)封閉氣體的壓強，根據(jù)玻意耳定律求出此時筒內(nèi)氣柱長度；〔2〕以活塞為對象，由牛頓第二定律列式得到活塞的加速度表達(dá)式，結(jié)合玻意耳定律分析什么條件下加速度最大，再求出最大加速度．解答：解：〔1〕考察鋼筒對地面無壓力時鋼筒和活塞整體的平衡態(tài)，有F=〔m+M〕g，代入數(shù)據(jù)，得F=〔5+20〕×10=250N考察繩索松馳至繩產(chǎn)生250N拉力的過程，該過程筒內(nèi)氣體作等溫變化．以活塞為研究對象，氣體的初態(tài)壓強為p1=p0+=105+=1.05×105Pa氣體的初態(tài)體積V1=SL1以鋼筒為研究對象，氣體的末態(tài)壓強p2=p0﹣=105﹣=0.8×105Pa氣體的末態(tài)體積V2=SL2因為玻意耳定律為p1V1=p2V2代入數(shù)據(jù)，得1.05×105×16=0.8×105×L2所以，L2=21cm〔2〕以活塞為對象，由牛頓第二定律，得F+pS﹣mg﹣p0S=ma顯然，當(dāng)p最大時，a最大．由玻意耳定律可知，當(dāng)氣體的體積最小時，壓強p最大，所以p的最大值為1.05×105Pa．將量代入上式，有400+1.05×105×100×10﹣4﹣5×10﹣1.0×105×100×10﹣4×105=5a解得，a=80m/s2答：〔1〕拉力至少為250N時鋼筒才能開始上升，此時筒內(nèi)氣柱長度為21cm．〔2〕假設(shè)拉力為400N，那么活塞可達(dá)的最大加速度為80m/s2．【點評】此題的解題關(guān)鍵是運用力學(xué)知識求封閉氣體的壓強，根據(jù)牛頓第二定律分析活塞加速度最大的條件．【答案】〔1〕拉力至少為250N時鋼筒才能開始上升，此時筒內(nèi)氣柱長度為21cm．〔2〕假設(shè)拉力為400N，那么活塞可達(dá)的最大加速度為80m/s2．4〔呼市2023屆段考第17題〕．關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，以下說法中哪些符合事實〔〕A．布朗運動不是液體分子的熱運動，是布朗小顆粒內(nèi)局部子運動引起懸浮小顆粒的運動B．用活塞壓縮氣缸里的空氣，對空氣做功2.0×105J，假設(shè)空氣的內(nèi)能減小1.5×105J，說明氣體向外界放出熱量5×104JC．一定質(zhì)量的氣體，如果保持溫度不變，體積越小壓強越大D．在一定的條件下物體的溫度可以降到0開氏度【命題意圖】考點：熱力學(xué)第一定律．【解題點撥】分析：布朗運動是固體顆粒的運動，間接反映了液體分子的熱運動．解答：解：A、布朗運動是固體顆粒的運動，間接反映了液體分子的熱運動，A錯誤；B、根據(jù)△U=Q+W=﹣1.5×105J+2.0×105J=5×104J，B正確；C、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程知如果保持溫度不變，體積越小壓強越大，C正確D、在一定的條件下物體的溫度不可以降到0開氏度；D錯誤；應(yīng)選：BC．【點評】：此題考查了布朗運動、熱力學(xué)第一定律、理想氣體狀態(tài)方程等知識，難度不大．【答案】：BC．5〔呼市2023屆段考第18題〕．在壓強不太大，溫度不太低的情況下，氣體分子本身的大小比分子之間的距離小很多，因而在理想氣體模型中忽略分子的大?。旱拿芏圈?810kg/m3，氮氣的摩爾質(zhì)量Mmol=28×10﹣3kg/mol．假設(shè)液氮可看作由立方體分子堆積而成，根據(jù)所給數(shù)據(jù)對標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氮氣做出估算，說明上述結(jié)論的合理性．命題意圖阿伏加德羅常數(shù)．解題點撥阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用專題．分析：根據(jù)密度和摩爾質(zhì)量，求出摩爾體積，摩爾體積除以伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol﹣1，求出每個氮分子的體積，將氮分子看成立方體形，求出氮分子的邊長．再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氮氣摩爾體積，求出氮氣分子間的距離，即可說明．解答：解：液氮的摩爾體積：Vmol==m3/mol=3.5×10﹣5m3/mol1個氮分子體積：V0==m3=5.8×10﹣29m3．將氮分子看成正方體形，那么1個氮分子自身邊長l0==m3=4×10﹣10m3在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol氮氣體積為V=22.4L=22.4×10﹣3m3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的1個氮氣分子之間的距離為l===3.3×10﹣9m故l0＜＜l，那么氣體分子本身的大小比分子之間的距離小很多，題中的結(jié)論是合理的．答：氣體分子本身的大小比分子之間的距離小很多，題中的結(jié)論是合理的．點評：此題要建立模型，求出液氮分子的直徑和氮氣分子之間的距離，要注意兩種模型之間的區(qū)別，對于液體或固體，不考慮分子間的距離．5.【題干】[2023·新課標(biāo)Ⅱ卷·33]〔1〕〔5分〕關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，以下說法正確的是〔填正確答案標(biāo)號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分〕A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反響C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)那么運動產(chǎn)生的D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的〔2〕〔10分〕如圖，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱的長度為l=10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)=3.0cm，現(xiàn)將開關(guān)K翻開，從U形管中放出局部水銀，當(dāng)兩側(cè)的高度差為h1=10.0cm時，將開關(guān)K關(guān)閉，大氣壓強P0=75.0cmHg?！并　城蠓懦鼍植克y后A側(cè)空氣柱的長度〔ⅱ〕此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀到達(dá)同一高度，求注入水銀在管內(nèi)的長度【命題意圖】考察擴(kuò)散現(xiàn)象和玻意耳定律【解題點撥】以cmHg為壓強的單位。設(shè)A側(cè)的空氣柱長度l=10.0cm時的壓強為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1=10.0cm時，空氣柱的長度為l1，壓強為p1.由波意耳定律得由力學(xué)平衡條件得：翻開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強隨空氣柱的長度的增加而逐漸減小，B，A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)的水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有聯(lián)立以上各式，并帶入數(shù)據(jù)得當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面到達(dá)同一高度時，設(shè)A的空氣柱長度為l2，壓強為p2由波意耳定律得由力學(xué)平衡條件得：聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度為，由題意聯(lián)立以上各式，并帶入數(shù)據(jù)解得【點評】3-3知識點較為瑣碎應(yīng)加強記憶【答案】〔1〕ACD〔2〕〔ⅰ〕12.0cm；〔ⅱ〕13.2cm6、【題干】[2023·新課標(biāo)Ⅱ卷·33](1)以下說法正確的是________．A．懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動B．空中的小雨滴呈球形是水的外表張力作用的結(jié)果C．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點D．高原地區(qū)水的沸點較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E．干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果(2)如下圖，兩氣缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通：A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余局部均絕熱．兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣．當(dāng)大氣壓為p0、外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的eq\f(1,4)，活塞b在氣缸正中間．(i)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度；(ⅱ)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，活塞a上升的距離是氣缸高度的eq\f(1,16)時，求氧氣的壓強．【命題意圖】選擇題兼顧全冊3-3，計算題突出氣體【解題點撥】(1)懸浮在水中的花粉的布朗運動是花粉顆粒的無規(guī)律運動，反映了水分子的無規(guī)那么運動，A項錯誤；空中的小雨滴外表有張力，使小雨滴呈球形，B項正確；液晶具有各向異性，利用這個特性可以制成彩色顯示器，C項正確；高原地區(qū)的氣壓低，因此水的沸點低，D項錯誤；干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，主要是由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱，從而溫度降低的緣故，E正確．(2)(i)活塞b升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、b下方的氮氣經(jīng)歷等壓過程，設(shè)氣缸容積為V0，氮氣初態(tài)體積為V1，溫度為T1，末態(tài)體積為V2，溫度T2，按題意，氣缸B的容積為eq\f(VB,4)V1＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(1,2)eq\f(V0,4)＝eq\f(7,8)V0①V2＝eq\f(3,4)V0＋eq\f(1,4)V0＝V0②eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)③由①②③式和題給數(shù)據(jù)得T2＝320K．④(ii)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直到活塞上升的距離是氣缸高度的eq\f(1,16)時，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫過程，設(shè)氧氣初態(tài)體積為V′1，壓強為p′1，末態(tài)體積V′2，壓強p′2，由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有V′1＝eq\f(1,4)V0，p′1＝p0，V′2＝eq\f(3,16)V0⑤p′1V′1＝p′2V′2⑥得p′2＝eq\f(4,3)p0.⑦【點評】3-3知識點較為瑣碎應(yīng)加強記憶【答案】(1)BCE(2)(ⅰ)320K(ⅱ)eq\f(4,3)p07.【題干】〔2023新課標(biāo)II卷·33〕[物理——選修3－3](1)(5分)關(guān)于一定量的氣體，以下說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號．選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分)．A．氣體的體積指的是該氣體的分子所能到達(dá)的空間的體積，而不是該氣體所有分子體積之和B．只要能減弱氣體分子熱運動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低C．在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強為零D．氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加E．氣體在等壓膨脹過程中溫度一定升高33．(2)(10分)如圖，一上端開口、下端封閉的細(xì)長玻璃管豎直放置．玻璃管的下部封有長l1＝25.0cm的空氣柱，中間有一段長l2＝25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0cm.大氣壓強為p0＝75.0cmHg.現(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘′1＝20.0cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離．【命題意圖】選擇題兼顧全冊3-3，計算題突出氣體【解題點撥】〔1〕氣體分子間隙很大，氣體體積是指氣體的分子能夠到達(dá)的空間的體積，A正確；根據(jù)分子動理論，溫度越高，分子熱運動越劇烈，相反，溫度越低，分子熱運動劇烈程度越弱，B正確；氣體壓強是微觀止大量分子對容器壁頻繁碰撞的結(jié)果，與宏觀上物體的運動狀態(tài)無關(guān)，C錯誤；改變內(nèi)能的方式有兩種——做功和熱傳遞，氣體吸收熱量，假設(shè)同時對外做功，那么內(nèi)能不一定增加，D錯誤；在等壓膨脹過程中，氣體的體積V增大，壓強p不變，由eq\f(pV,T)＝C(常量)可知，溫度T一定升高，E正確．(2)以cmHg為壓強單位．在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為p1＝p0＋l2①設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p′1，由玻意耳定律得p1l1＝p′1l′1②設(shè)活塞下推距離為Δl，那么此時玻璃管上部空氣柱的長度為l′3＝l3＋l1－l′1－Δl③設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p′3，那么p′3＝p′1－l2④由玻意耳定律得p0l3＝p′3l′3⑤由①至⑤式及題給數(shù)據(jù)解得Δl＝15.0cm⑥【點評】氣體問題關(guān)于壓強的計算非常關(guān)鍵，一般壓強從液面平衡、重物平衡兩個角度切入?！敬鸢浮?3．(1)ABE〔2〕Δl＝15.0cm8．【題干】[2023·課標(biāo)全國卷·33](1)關(guān)于熱力學(xué)定律，以下說法正確的是______．A．為了增加物體的內(nèi)能，必須對物體做功或向它傳遞熱量B．對某物體做功，必定會使該物體的內(nèi)能增加C．可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣．不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體E．功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程是不可逆過程(2)[2023·課標(biāo)全國卷]如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩局部隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60mm.翻開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積．圖11(ⅰ)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)；(ⅱ)將右側(cè)水槽的水從0°C加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫．【命題意圖】選擇題兼顧全冊3-3，計算題突出氣體【解題點撥】〔1〕做功和熱傳遞是改變內(nèi)能的兩種方式，A正確，B錯誤；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Γ部梢允篃崃繌牡蜏匚矬w傳給高溫物體，但要引起其他變化，C正確，D錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的，E錯誤．(2)(ⅰ)在翻開閥門S前，兩水槽水溫均為T0＝273K．設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強為pC，依題意有p1＝pC＝Δp①式中Δp＝60mmHg.翻開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為pB.依題意，有pB＝pC②玻璃泡A和B中氣體的體積為V2＝VA＋VB③根據(jù)玻意耳定律得p1VB＝pBV2④聯(lián)立①②③④式，并代入題給數(shù)據(jù)得⑤(ⅱ)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時，U形管左右水銀柱高度差為Δp.玻璃泡C中氣體的壓強為p′C＝pB＋Δp⑥玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定律得eq\f(pC,T0)＝eq\f(p′C,T′)⑦聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得T′＝364K⑧【點評】多局部氣體問題關(guān)鍵是隔離獨立分析，抓住關(guān)聯(lián)量【答案】(1)[答案]ACE〔2〕(i)180mmHg；(ⅱ)T′＝364K〔三〕段考圈題1.【題干】．［物理——選修3-3］〔15分〕〔1〕以下說法中正確的是____〔填入正確選項前的字母。選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分〕。A．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B．布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)那么運動C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E．某氣體的摩爾體積為v，每個分子的體積為v0，那么阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA=v/v0〔2〕如下圖，有兩個不計質(zhì)量不計厚度的活塞M、N將兩局部理想氣體A、B封閉在絕熱氣缸內(nèi)，溫度均是270C．M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿氣缸無摩擦地滑動，活塞的橫截面積均為S=2cm2，初始時M活塞相對于底部的高度為Ｈ=27cm，N活塞相對于底部的高度為h=18cm．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的小物體放在M活塞的上外表上，活塞下降。大氣壓強為p0=1.0×105Pa(g=10m/s2)(1)求下局部氣體的壓強多大〔2〕現(xiàn)通過加熱絲對下局部氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下局部氣體的溫度變?yōu)?27°C，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度?！救︻}理由】綜合考察分子勢能；溫度是分子平均動能的標(biāo)志；熱力學(xué)第一定律理想氣體的狀態(tài)方程；封閉氣體壓強．【答案】〔1〕ABC〔2〕①下局部氣體的壓強1.2×105Pa；②27.5cm．【解析】〔1〕A．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大，正確；B．布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)那么運動，正確C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，正確D．第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，錯誤E．氣體分子較小，而氣體的體積可以占據(jù)任意大的空間；故不能用摩爾體積求解阿伏伽德羅常數(shù)；故E錯誤〔2〕①對兩個活塞和重物作為整體進(jìn)行受力分析得：

PS=mg+P0S

P=+P0=1.2×105Pa

②對下局部氣體進(jìn)行分析，初狀態(tài)壓強為P0，體積為hs，溫度為T1，末狀態(tài)壓強為P，體積設(shè)為h2s，溫度為T2

由理想氣體狀態(tài)方程可得：得：h2=20cm

對上局部氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律定律可得：

P0〔H-h〕S=pls

得：L=7.5cm，故此時活塞M距離底端的距離為H2=20+7.5=27.5cm2.【題干】有關(guān)熱學(xué)的說法，正確的是▲〔填入正確選項前的字母．選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分．每錯1個扣3分，最低得分為0分〕．A．布朗運動的實質(zhì)就是分子的的熱運動B．氣體溫度升高，分子的平均動能一定增大C．隨著科技的進(jìn)步，物體的溫度可以降低到-300D．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體 E．對物體做功，物體的內(nèi)能可能減小〔2〕傾角為θ的無限長的光滑斜面固定在水平面上，一密閉容器〔與外界有良好熱交換〕封閉一定質(zhì)量的氣體靜止放置在斜面上，質(zhì)量為的活塞把氣體分成體積相等的A、B兩局部，假設(shè)活塞與容器接觸良好且無摩擦，且活塞的截面積為s，重力加速度為g，PA為活塞靜止時的A局部氣體的壓強．現(xiàn)釋放容器，當(dāng)活塞相對容器靜止時，求A、B兩局部氣體的體積之比θθAB【圈題理由】綜合考察熱力學(xué)第二定律；布朗運動；溫度是分子平均動能的標(biāo)志．理想氣體的狀態(tài)方程菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有 【答案】〔1〕BDE〔2〕〔1〕解析：A、布朗運動就是微粒的運動，它間接反響了液體分子做無規(guī)那么運動，故A錯誤；B、溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動能越大．故B正確C、OK〔﹣273℃〕是不可能到達(dá)的，所以﹣300℃是不可能到達(dá)的．故C錯誤；D、熱量在一定的條件下，可以從低溫物體傳遞到高溫物體，故D正確；E、根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，對物體做功的同時，假設(shè)放出熱量，其內(nèi)能不一定增加，故E正確，故此題選擇BDE答案?！?〕解：設(shè)密閉氣體的總體積為2v，當(dāng)密閉容器在斜面上下滑時，對于整體由牛頓第二定律可知〔1分〕當(dāng)活塞相對容器靜止時，對活塞有〔1分〕對于A局部氣體有〔2分〕對于B局部氣體有〔2分〕當(dāng)容器靜止時，對活塞有〔1分〕而聯(lián)立解得〔2分〕3.【題干】〔1〕有關(guān)熱學(xué)的說法，正確的是▲〔填入正確選項前的字母．選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分．每錯1個扣3分，最低得分為0分〕．A．布朗運動的實質(zhì)就是分子的的熱運動B．氣體溫度升高，分子的平均動能一定增大C．隨著科技的進(jìn)步，物體的溫度可以降低到-300D．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體 E．對物體做功，物體的內(nèi)能可能減小〔2〕如下圖，豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一不計質(zhì)量的活塞，可在氣缸內(nèi)作無摩擦滑動，活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體?；钊孛娣e為100cm2，大氣壓強為1.0×105Pa，氣缸內(nèi)氣體溫度為27℃，試求：=1\*GB3①假設(shè)保持溫度不變，在活塞上放一重物，使氣缸內(nèi)氣體的體積減小一半，這時氣體的壓強和所加重物的重力。

=2\*GB3②在加壓重物的情況下，要使氣缸內(nèi)的氣體恢復(fù)原來體積，應(yīng)對氣體加熱，使溫度升高到多少攝氏度?！敬鸢浮俊局R點】熱力學(xué)第二定律；布朗運動；溫度是分子平均動能的標(biāo)志．菁優(yōu)網(wǎng)版權(quán)所有 H1、H3?！敬鸢附馕觥緽DE解析：A、布朗運動就是微粒的運動，它間接反響了液體分子做無規(guī)那么運動，故A錯誤；B、溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動能越大．故B正確C、OK〔﹣273℃〕是不可能到達(dá)的，所以﹣300℃是不可能到達(dá)的．故C錯誤；D、熱量在一定的條件下，可以從低溫物體傳遞到高溫物體，故D正確；E、根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，對物體做功的同時，假設(shè)放出熱量，其內(nèi)能不一定增加，故E正確，故此題選擇BDE答案?！敬鸢浮俊局R點】理想氣體的狀態(tài)方程；氣體的等溫變化．H3【答案解析】〔1〕1000N；

〔2〕327℃．解析：=1\*GB3①P1＝1×105Pa，V1＝V，

P2＝P2，V2＝V/2

P1V1＝P2V2，P2＝2×105Pa

S＝100×10-4m2＝10-2m2

P2＝P0+G/S，G＝1000N=2\*GB3②P3＝2×105Pa，V3＝V，T3＝T3，

T3＝600K

t＝327℃〔四〕分層訓(xùn)練根底過關(guān)1.【題干】以下說法正確的是A．物體的內(nèi)能是物體所有分子熱運動的動能和分子間的勢能之和B．布朗運動就是液體分子或者氣體分子的熱運動C．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一局部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的D．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力減小E．一定量的理想氣體，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加【答案】ACE【解析】A、物體內(nèi)能是所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，故A正確；B、布朗運動是懸浮在液體中顆粒的運動，不是液體分子的熱運動，而是液體分子的熱運動的反映．故B錯誤．C、利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一局部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這在原理上是可行的．故C正確．E、分子間相互作用的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。蔇減??；D：氣體的壓強是由大量分子對器壁的碰撞而產(chǎn)生的，它包含兩方面的原因：分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)和每一次的平均撞擊力．氣體的溫度降低時，分子的平均動能減小，所以，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加．故E正確．應(yīng)選ACE2.【題干】關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，以下說法正確的是A．布朗運動說明，構(gòu)成懸浮微粒的分子在做無規(guī)那么運動B．兩個分子的間距從極近逐漸增大到10r0的過程中，分子間的引力和斥力都在減小C．熱量可以從低溫物體傳遞到高溫物體D．物體的攝氏溫度變化了1℃，其熱力學(xué)溫度變化了273KE．兩個分子的間距從極近逐漸增大到10r0的過程中，它們的分子勢能先減小后增大【答案】BCE【解析】A、布朗運動是固體小顆粒的運動，不是分子的運動，故A錯誤；B、兩個分子的間距從極近逐漸增大到10r0的過程中，分子間的引力和斥力都在減小，B正確；C、熱量也可以從低溫物體傳到高溫物體，但要引起其他方面的變化；故C正確；D、物體的攝氏溫度變化了1℃，其熱力學(xué)溫度變化了1K；故D錯誤；E、兩個分子的間距從極近逐漸增大到10r0的過程中，它們的分子勢能先減小后增大，E正確，應(yīng)選擇BCE答案．3.【題干】以下說法正確的是?！蔡钫_答案標(biāo)號。選對1個得3分，選對2個得4分，選對3個得6分。每錯選1個扣3分，最低得分為0分〕A．氣體擴(kuò)散現(xiàn)象說明氣體分子間存在斥力B．液晶具有流動性，光學(xué)性質(zhì)各向異性C．熱量總是自發(fā)的從分子平均動能大的物體傳遞到分子平均動能小的物體D．機(jī)械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能E．液體外表層分子間距離大于液體內(nèi)局部子間距離，所以液體外表存在外表張力【答案】BCE【答解析】A、擴(kuò)散說明分子在做無規(guī)那么運動，不能說明分子間的斥力；故A錯誤；B、液晶是一類介于晶體與液體之間的特殊物質(zhì)，它具有流動性，光學(xué)性質(zhì)各向異性；故B正確；C、熱量總是自發(fā)的從溫度大的物體傳遞到溫度低的得物體；而溫度是分子平均動能的標(biāo)志；故C正確；D、根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的方向可知，機(jī)械能可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；故D錯誤；E、液體外表層分子間距離大于液體內(nèi)局部子間距離，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，所以液體外表存在外表張力；故E正確；應(yīng)選：BCE4.【題干】以下說法正確的是A．布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)那么運動的反映B．沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù)D．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同【答案】D?！窘馕觥緼答案中應(yīng)是反映液體分子的無規(guī)那么性，A錯；B答案中是不能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是有損失的，B錯；在C選項中知道了物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度是可以求出摩爾體積，但不能求出阿伏加德羅常數(shù)，C錯；根據(jù)內(nèi)能的物理意義就可知道內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動平均動能可能相同，D正確，故此題選擇D答案。5.【題干】以下說法中正確的是。〔填正確答案標(biāo)號。選對1個得3分，選對2個得4分，選對三個得6分。每選錯一個扣3分，最低得分為0分〕A．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B．布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)那么運動C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律E．某氣體的摩爾體積為v，每個分子的體積為v0，那么阿伏伽德羅常數(shù)可表示為NA=V/V0【答案】ABC【解析】〔1〕A．氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大，正確；B．布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)那么運動，正確C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，正確D．第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，錯誤E．氣體分子較小，而氣體的體積可以占據(jù)任意大的空間；故不能用摩爾體積求解阿伏伽德羅常數(shù)；故E錯誤6.【題干】以下說法正確的是(填入正確選項前的字母。選對得4分，選不全得2分，錯選或多項選擇得0分)。A．物體的內(nèi)能是物體所有分子熱運動的動能和分子間的勢能之和B．布朗運動就是液體分子或者氣體分子的熱運動C．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一局部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的D．氣體分子間距離減小時，分子間斥力增大，引力減小E．一定量的理想氣體，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加【答案】ACE【解析】A、物體內(nèi)能是所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和，故A正確；B、布朗運動是懸浮在液體中顆粒的運動，不是液體分子的熱運動，而是液體分子的熱運動的反映．故B錯誤．C、利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一局部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這在原理上是可行的．故C正確．E、分子間相互作用的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。蔇減小；D：氣體的壓強是由大量分子對器壁的碰撞而產(chǎn)生的，它包含兩方面的原因：分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)和每一次的平均撞擊力．氣體的溫度降低時，分子的平均動能減小，所以，在壓強不變時，分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加．故E正確．應(yīng)選ACE智能提升7.【題干】以下說法正確的是_________?！蔡钫_答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分〕A．空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢B．分子間同時存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時，分子間的引力增大，斥力減小C．液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征D．液體中懸浮微粒的無規(guī)那么運動稱為布朗運動E．液體外表張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部【答案】ACD【解析】〔1〕A、空氣相對濕度越大時