专题12 分子动理论 气体及热力学定律(专题)-2016年高考物理考纲解读及热点难点试题演练(原卷版)
分子动理论+气体及热力学定律(热点难点突破)-2018年高考物理考纲解读与热点难点突破+Word版含解析
专题12 分子动理论气体及热力学定律（热点难点突破）2018年高考物理考纲解读与热点难点突破1.（1）下列说法正确的是（）A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C.分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素E.当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大（2）如图所示，两个截面积均为S的圆柱形容器，左、右两边容器高均为H，右边容器上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的轻活塞（重力不计）,两容器由装有阀门的极细管道（体积忽略不计）相连通.开始时阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空.现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡，此时被封闭气体的热力学温度为T，且T＞T0.求此过程中外界对气体所做的功.（已知大气压强为P0）（2）打开阀门后，气体通过细管进入右边容器,活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为p0，活塞对气体的压强也是p0设达到平衡时活塞的高度为x，气体的温度为T，根据理想气体状态方程得T0p0SH ＝T p0S （x ＋H ）解得x ＝（T0T －1）H此过程中外界对气体所做的功W ＝p 0S （H －x ）＝p 0SH （2－T0T ）答案 （1）ACD （2）p 0SH （2－T0T ）2.（1）下列说法正确的是（ ）A.布朗运动就是液体分子的运动B.两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快C.热力学温标的最低温度为0 K,它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一D.气体的温度越高，每个气体分子的动能越大（2）如图所示，一直立的气缸用一质量为m 的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S ，气缸内壁光滑且缸壁是导热的，开始活塞被固定在A 点，打开固定螺栓K,活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B 点，已知AB ＝h ，大气压强为p 0，重力加速度为g .①求活塞停在B 点时缸内封闭气体的压强； ②设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q （一定量 理想气体的内能仅由温度决定）.解析 （1）布朗运动是固体微粒的运动，是液体分子无规则热运动的反映， 故A 错误；两分子之间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得更快，故B 正确；热力学温标的最低温 度为0 K ，它没有负值，它的单位是物理学的基本单位之一，故C 正确；气 体的温度越高，气体分子的平均动能越大，平均速率越高，满足气体分子的 速率分布率，但并非每个气体分子的动能都增大，故D 错误.（2）①设封闭气体的压强为p ，活塞受力平衡，则p 0S ＋mg ＝pS解得p ＝p 0＋S mg②由于气体的温度不变，则内能的变化ΔU ＝0外界对气体做的功W ＝（p 0S ＋mg ）h由热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q可得Q ＝－W ＝－（p 0S ＋mg ）h即气体通过缸壁放热（p 0S ＋mg ）h 答案 （1）BC （2）①p 0＋S mg ②（P 0S ＋mg ）h3.（1）关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（ ）A.扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C.两个分子距离减小时，分子间引力和斥力都在增大D.如果两个系统分别于第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能E.两个分子间的距离为r 0时，分子势能最小 （2）如图所示,竖直放置的圆柱形气缸内有一不计质量的活塞，可在气缸内作无摩擦滑动，活塞下方封闭一定质量的气体.已知活塞截面积为100 cm 2，大气压强为1.0×105 Pa ，气缸内气体温度为27℃，试求：①若保持温度不变，在活塞上放一重物，使气缸内气体的体积减小一半，这 时气体的压强和所加重物的重力；②在加压重物的情况下，要使气缸内的气体恢复原来体积，应对气体加热， 使温度升高到多少摄氏度.解析 （1）扩散现象是分子无规则运动的宏观表现,故A 正确；压缩气体时 气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，故B 错误；两个分子距 离减小时，分子间引力和斥力都增大，故C 正确；处于热平衡表明没有热量 交换，而没有热量交换意味着两者的温度是一样的，但总的内能不一定一样，故D错误；当分子间r＞r0时，分子势能随分子间的距离增大而增大，当分子间r＜r0时，随距离减小而增大，当r＝r0时，分子势能最小，故E正确.（2）①若保持温度不变，在活塞上放一重物,使气缸内气体的体积减小一半，根据理想气体的等温变化有p1V1＝p2V2其中p1＝1×105 PaV1＝VVV2＝2解得p2＝2×105 PaG由p2＝p0＋S其中S＝100×10－4 m2＝10－2m2解得所加重物的重力G＝1 000 N4.（1）（多选）关于一定量的理想气体，下列说法正确的是.A.气体分子的体积是指每个气体分子平均所占有的空间体积B.只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D.气体从外界吸收热量，其内能不一定增加E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高（2）“拔火罐”是一种中医疗法,为了探究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验.圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K 处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时（设此时缸内温度为t ℃）密闭开关K ，此时活塞下的 细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L .由于汽缸传热良好，重物被吸起,最后重物稳定在距地面L /10处.已知环境温度为27 ℃不变，mg /S 与1/6大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t 值.解析 （2）对汽缸内封闭气体，Ⅰ状态：p 1＝p 0V 1＝LS ，T 1＝（273＋t ） KⅡ状态：p 2＝p 0－S mg ＝65p 0V 2＝109LS ，T 2＝300 K由理想气体状态方程得T1p1V1＝T2p2V2解得t ＝127 ℃ 答案 （1）BDE （2）127 ℃5.如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 ℃时，被封闭的理想气体气柱长L 1为20 cm ，水 银上表面与导线下端的距离L 2为5 cm.（1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？（2）如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？ 解析 （1）温度升高时，下端气体做等压变化：T2T1＝V2V1T2300 K ＝25S 20S ，解得：T 2＝375 K ，即t 2＝102 ℃. （2）由玻意耳定律，同样温度下，大气压降低则下端气柱变长，即V 1变大. 而刚好报警时V 2不变，由T2T1＝V2V1可知，T 2变小，即报警温度降低.答案 （1）102 ℃ （2）降低6.（1）下列说法中正确的是（ ）A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E.某气体的摩尔体积为V ，每个分子的体积为V 0，则阿伏伽德罗常数可表示为N A ＝V /V 0 （2）一高压气体钢瓶,容积为V 0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强 为p 0，温度为T 0＝300 K ，内部气体经加热后温度升至T 1＝350 K ，求：①温度升至T 1时气体的压强； ②若气体温度保持T 1＝350 K 不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再 回到p 0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？解析 （1）若外界对气体做的功大于气体放出的热量,则气体分子的平均动 能增大，A 项正确；布朗运动是悬浮固体小颗粒的运动，它可以说明液体分 子在永不停息地做无规则运动，B 项正确；当分子力表现为斥力时，随着分 子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，C 项正确；第 二类永动机违反了热力学第二定律，D 项错误；对于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故E 项错误.（2）①设升温后气体的压强为p ，由于气体做等容变化，根据查理定律得T0p0＝T1P ，又T 0＝300 K ，T 1＝350 K解得p ＝67p 0②钢瓶集热器内气体的体积不变，则剩余气体的质量与原来总质量的比值为 m0m ＝76 答案 （1）ABC （2）①67p 0 ②767.（1）下列说法正确的是（ ）A.温度越高，扩散现象越不明显B.橡胶无固定熔点，是晶体C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式D.布朗运动是液体中分子无规则运动的反映E.第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律（2）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；已知活塞的质量为m,活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）所示；为了求出此时上部气体的压强p10，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3∶1，如图（b）所示.设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强p10.解析（1）温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越显著,A项错误；无固定熔点的固体，为非晶体，B项正确；改变物体的内能有两种方式，即做功和热传递，C项正确；布朗运动是液体中分子无规则运动的反映，D项正确；第二类永动机是效率为100%的热机,虽不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，E项正确.8.（1）关于物体内能和热力学定律的说法正确的是（）A.物体内所有分子动能和分子势能的总和就是分子的内能B.第二类永动机的构想违背了热力学第二定律C.做功和热传递具有相同的物理本质D.物体没有做功时，物体吸热，物体的内能一定增加E.若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高（2）如图所示,一根长l＝75 cm、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h＝25 cm 的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时，管内水银柱封闭气柱的长度l1＝36 cm.已知外界大气压强p＝75 cmHg，管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？解析（1）物体内所有分子的动能和分子势能的总和就是物体的内能,A项错误；第二类永动机的构想违背了热力学第二定律，B项正确；做功和热传递具有不同的物理本质，C项错误；物体没有做功，即W＝0，物体吸热，Q ＞0，由热力学第一定律得知，物体的内能一定增加,D项正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，E项正确.（2）若水银没有流出管外，管倒置后管内空气柱的长度为x0,管的横截面积为S，则倒置前、后有：p0＝100 cmHg，V0＝L1S,p0′＝50 cmHg，V0′＝x0S0由玻意耳定律得p0V0＝p0′V0′，即100×36S＝50x0S解得x0＝72 cm因为x0＋h＞l＝75 cm，可知有水银从管口流出设管倒置后空气柱长为x′，则剩下的水银柱的长度必为（75－x′）cm，有：初态：p1＝100 cmHg，V1＝36S末态：p1′＝[75－（75－x′）] cmHg＝x′ cmHg，V1′＝x′S由玻意耳定律得：p1V1＝p1′V1′，即100×36S＝x′·x′S解得：x1′＝60 cm，x2′＝－60 cm（舍去）即水银柱长度是：（75－60） cm ＝15 cm. 答案 （1）BDE （2）15 cm9.如图所示，导热的圆柱形汽缸放置在水平桌面上，横截面积为S 、质量为m 1的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体）,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气.总质量为m 2的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连.当环境温度为T 时，活塞离缸底的高度为h ，现使环境温度缓慢降为2T .（1）当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？ （2）保持环境温度为2T 不变，在砝码盘中添加质量为Δm 的砝码时，活塞返 回到高度为h 处，求大气压强p 0.解析 （1）环境温度缓慢降低过程中,汽缸中气体压强不变，初始时温度为 T 1＝T ，体积为V 1＝hS ，变化后温度为T 2＝2T ，体积为V 2＝h 1S ，由盖—吕萨 克定律有T2T1＝V2V1 解得h 1＝2h10.如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H 0＝38 cm 的水银柱封闭一段长L 1＝20 cm 的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L 2＝4 cm ，大气压强恒为p 0＝76 cmHg ，开始时封闭气体温度为t 1＝27 ℃，取0 ℃为273 K.求：（1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度； （2）保持封闭气体温度不变,在竖直平面内缓慢转动玻璃管至水银开始从管 口溢出，玻璃管转过的角度.解析 （1）设玻璃管横截面积为S ，初状态：V 1＝L 1S ，T 1＝t 1＋273 K末状态：V 2＝（L 1＋L 2）S ，T 2＝t 2＋273 K据盖—吕萨克定律有：T1V1＝T2V2代入数据解得：t 2＝87 ℃.（2）初状态：V 1＝L 1S ，p 1＝p 0＋38 cmHg设玻璃管转过角度θ后水银开始溢出末状态：V 2＝（L 1＋L 2）S ，p 2＝p 0＋38 cos θ cmHg据玻意尔定律有：p 1V 1＝p 2V 2解得：θ＝60°答案 （1）87 ℃ （2）60°11.如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A 端封闭，C 端开口，AB ＝BC ＝l 0，且此时A 、C 端等高.平衡时，管内水银总长度为l 0,玻璃管AB 内封闭有长为2l0的空气柱.已知大气压强为l 0汞柱高.如果使玻璃管绕B 点在竖直平面内顺时针缓慢地转动到BC 管水平，求此 时AB 管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变.解析 因为BC 长度为l 0，故顺时针旋转到BC 水平时水银未流出.设BC 管水平时，管内空气柱长为x ，管的横截面积为S ，对管内气体，玻璃管转动前： p 1＝l 0 cmHg ，V 1＝2l0·S玻璃管转动后：由p 2＋（p l 0－p x ）＝p l 0，得p 2＝x cmHg ，V 2＝x ·S对A 中密闭气体，由玻意耳定律得l 0·2l0·S ＝x ·x ·S联立解得x ＝22l 0即：p 2＝22l 0 cmHg 答案 22l 0 cmHg12.（1）如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（ ）（填入正确选项前的字母）A.气体分子平均动能不变B.气体内能减少C.气体吸收热量D.气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现E.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 （2）如图所示,两端开口的U 形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍.管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12 cm ，大气压强为p 0＝75 cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并使活塞缓慢推入管中，直至两管中水银面高度差达6cm 为止.求：①左端液面下降多少？②活塞下移的距离.（环境温度不变）解析 （1）汽缸是导热的,封闭气体的温度始终与环境温度相同，保持不变， 而温度是分子平均动能的标志，故A 正确；一定质量的理想气体的内能仅仅与温度有关，内能不变，B 错误；气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q ，可知气体吸收热量，C 正确；气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，同时伴随着外力F 的作用，即引起了其他的变化，所以此过程不违反热力学第二定律，E 正确、D 错误.（2）①设细管的液面下降了x ，则粗管液面上升了2x ，根据题意：x ＋2x ＝6`cm ，得x ＝4`cm12．(1)在一个标准大气压下，1 g 水在沸腾时吸收了2 260 J 的热量后变成同温度的水蒸气，对外做了170 J 的功。
高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练
【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：６分。
知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。
二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型：常用于固体、液体分子。
V=1/6πd 3②立方体模型：常用于气体分子。
V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ，分子的直径d ，分子的质量0m ．宏观物理量为：物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。
阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。
由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系．所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁．①计算分子的质量：0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积：0mol A A V M V N N ρ==，进而还可以估算分子的直径(线度) d ，把分子看成小球，由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得d =〔注意：此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数：A A A mol m V V n N N N M V Mρ===． 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A ．水的密度和水的摩尔质量B ．水的摩尔质量和水分子的体积C ．水分子的体积和水分子的质量D ．水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B ．阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C ．阿伏加德罗常数，气体质量和体积D ．该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为A N ，那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A ．A N M 、A N M ρB ．A M N 、A MN ρC ．A N M 、 A M N ρD ．A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的，υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A ． N A = ─── υρ mB ．ρ = ─── μA N ΔC ． m = ─── μA ND ．Δ= ─── υAN 例5、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外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动，②布朗运动与扩散现象是不同的现象．布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动．其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关．扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。
2016届高考物理一轮复习 第12章 第1课 分子动理论 热力学定律课件
考点梳理
3．内能． (1)定义：物体内所有分子的动能和分子势能的总和．
体积 都有关系． 温度 和________ (2)物体的内能跟物体的________ 热传递 ． 做功 和________ 4．改变物体内能的两种方式：________
考点梳理
考点五 热力学第一定律
1．内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和 热传递的过程，那么，外界对物体所做的功 W 加上物体从外界 吸收的热量 Q 等于物体________ 内能 的增加．
题型探究
(2) 气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很 大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如图所 3 示， 此时每个分子占有的空间视为棱长为 d 的立方体， 所以 d＝ V. 2．微观量． 分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m. 3．宏观量． 物体体积 V、摩尔体积 Vmol、物体的质量 M、摩尔质量 Mmol、 物体的密度 ρ.
高考总复习物理
第十二章
热
学
一 考试大纲与考纲解读
考试大纲 考纲解读
1.分子动理论的基本观点和实验依据Ⅰ 2．阿伏加德罗常数Ⅰ 1.本章的基本概念和规律在高考要求中 3．气体分子运动速率的统计分布Ⅰ 都属于Ⅰ级，本章知识在过去两年高考 4．温度是分子平均动能的标志、内能Ⅰ 试题中，曾每年出两道选择题． 5．固体的微观结构、晶体和非晶体Ⅰ 6．液晶的微观结构Ⅰ 7．液体的表面张力现象Ⅰ
W＋Q ． 2．表达式：ΔU＝________
考点梳理
考点六 热力学第二定律
1．两种表述：
高 温物体，而不引起其他变化． 低 温物体传递到________ (1)不可能使热量由________
单一 热源吸收热量并把它全部用来对外 ________ 做功 ，而不引起其他变 (2)不可能从________
2022届高考物理二轮复习：专题12分子动理论、气体及热力学定律
2022届高考物理二轮复习专题12分子动理论、气体及热力学定律基础篇一、单选题，共10小题1．（2022·山东·模拟预测）如图甲，竖直放置导热性能良好的密闭矩形容器中，一活塞上下各封闭一定质量的理想气体A和B，它们的温度相同，活塞重力不可忽略并可在密闭容器中无摩擦滑动，此时活塞处于静止状态，理想气体A和B在体积不变下的-图像如图乙所示，则以下说法正确的是（）p T-图像A．图乙中图线Ⅰ表示在体积不变下的理想气体A的p TB．封闭的理想气体A的体积一定大于理想气体B的体积C．若环境温度升高，活塞一定向上移动D．若环境温度升高，理想气体B一定释放热量2．（2022·重庆·模拟预测）下列说法正确的是（）A．两个邻近的分子之间的作用力变大时，分子间距一定减小B．水蒸气的实际压强越大，空气的相对湿度就越大C．制作晶体管、集成电路只能用单晶体，不能用多晶体D．由于可以从单一热源吸收热量全部用来做功，所以热机效率可以达到100% 3．（2022·北京·一模）1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了悬浮在液体中的小颗粒的运动。
某同学做了一个类似的实验，用显微镜观察炭粒的运动得到某个观测记录如图。
图中记录的是（）A ．某个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 ．按相等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线4．（2022·河北·石家庄二中实验学校高二阶段练习）如图所示，一定量的理想气体从状态A 开始，经历两个过程，先后到达状态B 和C 。
有关A 、B 和C 三个状态温度A B T T 、和C T 的关系，正确的是（ ）A ．AB BC T T T T ==，B ．A B BC T T T T <<， C ．A C B C T T T T =>，D ．A C B C T T T T =<，5．（2022·全国·高三专题练习）分子力F 随分子间距离r 的变化如图所示。
2016年高考物理复习 专题十四 分子动理论 气体及热力学定律
解析：晶体都具有固定的熔点，选项 A 正确；蜂蜡是 非晶体，选项 B 错误；晶体的微粒在空间的排列是规则的， 选项 C 错误；石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导 致了它们的物理性质不同，选项 D 正确．
答案：AD
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考点 3 气体实验定律和理想气体状态方程
一、基础知识梳理 1．理想气体是指严格遵守气体实验定律的气体 (1) 理 想 气 体 是 一 种 经 科 学 地 抽 象 而 建 立 的 理 想 化 模 型，实际上不存在．理想气体分子之间不存在相互作用力， 分子间没有分子势能，气体的内能只与温度有关．
压强相等
U形管和细管中气体体积远小于玻璃 管中气体体积忽略
泡容积
不计
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第二步：找突破口 (1)要求C中气体压强→由于pC＝pB可求解B中气体压 强； (2)要求右侧水槽水温→C中气体作等容变化．
45
【解析】 (1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0＝ 273 K．设玻璃泡B中气体的压强为p1，体积为VB，玻璃泡 C中气体的压强为pC，依题意有：
41
【例 3】 如图，由 U 形管和细管连接的玻璃泡 A、B 和 C 浸泡在温度均为 0 ℃的水槽中，B 的容积是 A 的 3 倍。 阀门 S 将 A 和 B 两部分隔开．A 内为真空，B 和 C
42
内都充有气体．U形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打 开阀门S，整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相 等．假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容 积．
22
解析：分子间作用力f的特点是：r<r0时f为斥力，r＝r0 时f＝0，r>r0时f为引力；分子势能Ep的特点是r＝r0时Ep最 小，因此只有B项正确．
答案：B
高考物理知识点：分子动理论、热、功、气-最新教学文档
高考物理知识点：分子动理论、热、功、气高考物理知识点：分子动理论、热、功、气1.分子动理论(1)物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一般是10-10m。
(2)分子永不停息地做无规则热运动。
①扩散现象：不同的物质互相接触时，可以彼此进入对方中去。
温度越高，扩散越快。
②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的，是液体分子永不停息地无规则运动的宏观反映。
颗粒越小，布朗运动越明显;温度越高，布朗运动越明显。
(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离增大而减小，但斥力的变化比引力的变化快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。
2.物体的内能(1)分子动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能。
温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)分子势能：分子间具有由它们的相对位置决定的势能，叫做分子势能。
分子势能随着物体的体积变化而变化。
分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大。
分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间距离增大而减小。
对实际气体来说，体积增大，分子势能增加;体积缩小，分子势能减小。
(3)物体的内能：物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。
任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关。
(4)物体的内能和机械能有着本质的区别。
物体具有内能的同时可以具有机械能，也可以不具有机械能。
3.改变内能的两种方式(1)做功：其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。
(2)热传递：其本质是物体间内能的转移。
(3)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，但有本质的区别。
4.能量转化和守恒定律5.热力学第一定律(1)内容：物体内能的增量(ΔU)等于外界对物体做的功(W)和物体吸收的热量(Q)的总和。
专题12 分子动理论 气体及热力学定律专题-2017年高考
【2017年高考考纲解读】 (1)分子动理论、物体的内能 (2)晶体与非晶体 (3)气体压强的计算 (4)气体实验定律的应用 (5)热力学定律的理解及应用 【重点、难点剖析】一、分子动理论与气体实验定律的组合 1.关于分子动理论的几个问题 (1)分子模型：①球形：V ＝16πd 3.②立方体形：V ＝a 3.(2)分子数N ＝nN A ＝m M 0N A ＝V V 0N A .(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系．图6－12－32．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定． (1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2 (2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2T 2 (3)等压变化：V T＝C 或V 1T 1＝V 2T 2二、热力学定律、内能与气体实验定律的组合 1.热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W2．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义．(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．3．热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．【题型示例】题型一 分子动理论 内能例1.(2016·全国卷Ⅰ，33)【物理——选修3－3】(1)(5分)关于热力学定律，下列说法正确的是________。
(填正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选错1个扣3分，最低得分为0分) A ．气体吸热后温度一定升高 B ．对气体做功可以改变其内能 C ．理想气体等压膨胀过程一定放热D ．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E ．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡(2)(10分)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp 与气泡半径r 之间的关系为Δp ＝2σr ，其中σ＝0.070 N/m 。
高二物理知识点总结：分子动理论、热和功、气体
高二物理知识点总结：分子动理论、热和功、气体2019年距离高考还剩下五个多月了，文都中小学高考网近期分享的各学科
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高二物理知识点：分子动理论、热和功、气体
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专题12 分子动理论 气体及热力学定律
【2016年高考考纲解读】
(1)分子动理论、物体的内能
(2)晶体与非晶体
(3)气体压强的计算
(4)气体实验定律的应用
(5)热力学定律的理解及应用
【命题趋势】
2016年高考对本专题内容的考查仍将以分子动理论和热力学定律及气体状态方程应用为重点，以组合题形式出现．
【重点、难点剖析】
一、分子动理论与气体实验定律的组合
1.关于分子动理论的几个问题
(1)分子模型：①球形：V ＝16
πd 3. ②立方体形：V ＝a 3.
(2)分子数N ＝nN A ＝m M 0N A ＝V V 0
N A .
(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系．
图6－12－3
2．气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定．
(1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2
(2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2
T 2
(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2
二、热力学定律、内能与气体实验定律的组合
1.热力学第一定律：ΔU ＝Q ＋W
2．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”的涵义．
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．
(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等．
3．热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．
【题型示例】
题型一 分子动理论 内能
例1.[2015·新课标全国Ⅱ，33（1），5分]（多选）关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）
A.温度越高，扩散进行得越快
B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
2.[2015·福建理综，29（1），6分]）下列有关分子动理论和物质结构 的认识，其中正确的是（ ）
A.分子间距离减小时分子势能一定减小
B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
3.[2015·山东理综,37（1），]（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀.关于该现象的分析正确的是（ ）
a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
4.[2015·江苏单科，12A （1）]（多选）对下列几种固体物质的认识， 正确的有（ ）
A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
5.（2015·广东理综，17，6分）（难度★★）（多选）如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（）
A.内能增大
B.压强增大
C.分子间引力和斥力都减小
D.所有分子运动速率都增大
题型二固体液体气体
例2.[2015·新课标全国Ⅰ，33（1），5分]（多选）下列说法正确的是（）
A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
【变式探究】[2015·新课标全国Ⅰ，33（2），10分]如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压
强为p＝1.00×105 Pa,温度为T＝303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l
2，两活塞间封闭气体的温度为T1
＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2. 求：
（ⅰ）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；
（ⅱ）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.
【变式探究】[2015·新课标全国Ⅱ，33（2），10分]如图，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0＝75.0 cmHg.
（ⅰ）求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
（ⅱ）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.
【举一反三】[2015·江苏单科,12A（3）]给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2 个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.
【变式探究】[2015·重庆理综，10（2），6分]北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1,肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.
【变式探究】[2015·山东理综，37（2）]扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为
p0，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：
（ⅰ）当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.
题型三热力学定律与能量守恒定律
例1.（2015·北京理综，13，6分）下列说法正确的是（）
A.物体放出热量，其内能一定减小
B.物体对外做功，其内能一定减小
C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
【变式探究】[2015·重庆理综,10（1），6分]（难度★★）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（）
A.外界对胎内气体做功，气体内能减小
B.外界对胎内气体做功，气体内能增大
C.胎内气体对外界做功，内能减小
D.胎内气体对外界做功，内能增大
【变式探究】[2015·福建理综,29（2）]（难度★★★）如图，一定质量的理想气体，由状态a经过ab 过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac.则（）
A.T b＞T c，Q ab＞Q ac
B.T b＞T c，Q ab＜Q ac
C.T b＝T c，Q ab＞Q ac
D.T b＝T c，Q ab＜Q ac
【变式探究】（2015·江苏单科，12A（2））（难度★★）在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时，
对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力（选填“增大”、“减小”或“不变”）,包装袋内氮气的内能（选填“增大”、“减小”或“不变”）.
：。