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高中物理高考 高考物理二轮复习专题专讲课件 第11讲+选考部分（一）（全国通用）
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这是一份高中物理高考 高考物理二轮复习专题专讲课件 第11讲+选考部分（一）（全国通用），共60页。PPT课件主要包含了核心知识，图10等内容，欢迎下载使用。
第13讲 分子动理论 气体及热力学定律
A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
1.(2014·新课标全国卷Ⅰ，33) (1)(6分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图1所示。下列判断正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内。汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
解析 (1)由p－T图可知，从a→b的过程为等容变化过程，即体积不变，但温度升高，内能增加，所以气体要吸热，选项A正确；从b→c过程，温度不变，压强减小，说明体积增大，气体对外做功，所以要吸热，选项B错误；从c→a过程，压强不变，温度降低，内能减小，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C错误；分子的平均动能与温度有关，因为Tapc，所以状态b单位时间内容器壁受到分子撞击的次数多，选项E正确。
2.(2014·新课标全国卷Ⅱ，33) (1)(5分)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.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
解析 (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项A错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项B正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项C正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，选项D错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项E正确。
3.(2015·新课标全国卷Ⅰ，33) (1)(5分)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.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
(2)(10分)如图3所示，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
(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。解析 (1)晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误。
答案 (1)BCD (2)(ⅰ)330 K (ⅱ)1.01×105 Pa
4.(2015·新课标全国卷Ⅱ，33) (1)(5分)关于扩散现象，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.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)(10分)如图4所示，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。
解析 (1)根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误。
(2)(ⅰ)以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1。由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力学平衡条件得p＝p0＋h②打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1＝p0－h1③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0 cm④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤由力学平衡条件有p2＝p0⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2＝10.4 cm⑦设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh＝13.2 cm⑨答案 (1)ACD (2)(ⅰ)12.0 cm (ⅱ)13.2 cm
近三年新课标全国卷的试题都是由一小一大组成的。小题是选择题的形式，其分值为6分(或5分)，大题是计算题的形式，其分值为9分(或10分)。(1)2013年新课标全国卷Ⅰ小题考查的是分子力、分子力做功、分子势能，大题考查的是盖—吕萨克定律和玻意耳定律的应用。课标卷Ⅱ小题考查的是气体、内能、压强，大题考查的是玻意耳定律的应用。
(2)2014年新课标全国卷Ⅰ小题考查的是热力学第一定律及p－T图象中的等温、等压、等容线，大题考查的是玻意耳定律和盖—吕萨克定律的应用。新课标全国卷Ⅱ小题考查的是固体、液体、气体的性质，大题考查的是盖—吕萨克定律和玻意耳定律的应用。(3)2015年新课标全国卷Ⅰ小题考查了热力学定律及对晶体的认识，大题考查的是盖－吕萨克定律和查理定律的应用。新课标全国卷Ⅱ小题考查的是对扩散现象的理解，大题考查的是力学平衡条件及玻意耳定律的应用。知识热点：分子动理论，热学知识的综合应用，热力学定律的分析和判断，气体实验定律的应用。
考向一 热学基本知识与微观量计算的组合
1.(1)关于热学规律，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A.热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者介入 B.如果用Q表示物体吸收的热量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q＝ΔU＋W C.蒸发的快慢与空气的湿度有关，与温度无关 D.摄氏温度是国际单位制中的七个基本物理量之一，摄氏温度t与热力学温度T的关系是T＝t＋273.15 K E.在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积
(2)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：①说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；②它们中各有多少水分子？③它们中相邻两个水分子之间的平均距离。
解析 (1)由热力学第二定律可知，选项A正确；热力学第一定律的表达式为ΔU＝Q＋W，其中Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体所做的功，ΔU表示物体内能的增加，若用W表示物体对外界所做的功，则ΔU＝Q－W，即Q＝ΔU＋W，故选项B正确；蒸发的快慢与液体表面积大小、温度高低、气体表面的空气流动速度等有关，选项C错误；热力学温度是国际单位制中的七个基本物理量之一，选项D错误；在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积，选项E正确。
2.(1)如图5所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能及活塞与汽
缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是________。(填正确答案标号)A.气体A吸热，内能增加B.气体B吸热，对外做功，内能不变C.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B每个分子的动能都增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞总次数减少
(2)1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子油膜，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此估测出油酸分子的直径为多少？解析 (1)气体A做等容变化，W＝0，温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q，可知气体A吸热，故选项A正确；气体B做等压变化，温度升高，则体积增大，气体对外做功，W＜0，温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q，可知气体B吸热，故选项B错误；气体A温度升高，气体分子的平均动能增大，选项C正确；温度升高，分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项D错误；气体B温度升高，分子平均动能增大，压强不变，所以单位时间内撞击器壁单位面积的气体分子数减少，选项E正确。
答案 (1)ACE (2)5.0×10－10 m
考向二 热学基本知识与气体定律的组合
3.固体和液体 (1)晶体和非晶体
(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，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有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。(5)相对湿度
1.(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A.0 ℃的水的分子平均动能大于0 ℃的冰的分子平均动能 B.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 C.物体吸收了热量，其内能一定增加 D.布朗运动说明分子在做无规则热运动 E.随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力均减小
(2)如图6所示，一端封闭内径均匀的直玻璃管总长度为L＝97 cm，其中有一段长度h＝19 cm的水银柱，将一定质量的理想气体封闭在玻璃管中，玻璃管水平放置时空气柱A长度为L0＝30 cm。若将玻璃管缓慢转到管口向下竖直放置，然后将玻璃管缓慢插入足够深的水银槽中，直到A段空气柱长度恢复到30 cm。整个过程中气体温度不变，取大气压强为p0＝76 cmHg，求最终槽中水银进入玻璃管中的长度。
解析 (1)温度是分子平均动能的标志，故0 ℃的水和0 ℃的冰的分子平均动能相同，A错误；晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点，B正确；改变内能的方式有做功和热传递，只知吸热情况，不知道做功情况没法确定内能的变化情况，C错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，D正确；引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，E正确。
(2)设管口竖直向下放置时空气柱A的长度为LA，玻璃管横截面积为S，对空气柱A，据玻意耳定律可得p0L0S＝(p0－h)LAS设此时水银柱与玻璃管口之间的空气柱为BpB1＝p0，VB1＝(L－h－LA)S插入水银槽稳定后，空气柱A的压强pA′＝p0设此时空气柱B的长度为LB，对B，根据玻意耳定律可得pB1VB1＝(pA′＋h)LBS此时进入玻璃管的水银柱长度为h′＝L－h－L0－LB解得h′＝17.6 cm答案 (1)BDE (2)17.6 cm
2.(1)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A.固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状 B.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 C.在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 D.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E.大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
(2)如图7所示，汽缸放置在水平台上，活塞质量为5 kg，厚度不计，由活塞产生的压强为0.2×105 Pa，汽缸全长25 cm，大气压强为1×105 Pa，当温度为27 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm。若保持封闭气体温度不变，将汽缸缓慢竖起倒置。
①求汽缸倒置后封闭气柱的长度？②汽缸倒置后，使封闭气体温度升至多少K时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?
解析 (1)非晶体与多晶体没有天然的规则几何形状，选项A正确；液晶既有晶体的特性(具有各向异性)又有液体的流动性，选项B错误；在完全失重时，由于表面张力作用，水滴呈球形，选项C正确；空气湿度越大，空气中的水蒸气越接近饱和状态，选项D正确；分子速率分布规律是“中间多，两头少”，选项E错误。
答案 (1)ACD (2)①15 cm ②500 K
3.(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都变小 B.布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动 C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 D.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度 E.物体的内能是组成物体的所有分子热运动动能与分子势能的总和
(2)使一定质量的理想气体的状态按图8甲中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。①已知气体在状态A的温度TA＝300 K，问气体在状态B、C和D的温度各是多大？②请在图乙上将上述气体变化过程在V－T图中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向)。
解析 (1)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，A正确；布朗运动是固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，B错误；气体对气壁的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的，C正确；绝对零度是低温的极限，不可能达到，D错误；物体的内能是物体内所有分子动能和势能的总和，E正确。
答案 (1)ACE (2)①600 K 600 K 300 K ②见解析
高频考点十四 热学基本规律与气体实验定律的组合
1.应用气体实验定律的解题思路 (1)选择对象——即某一定质量的理想气体； (2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； (3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提； (4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。
2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化。
(1)(5分)2013年6月20日，我国航天员王亚平在“天宫一号”中进行太空授课时，完成了制作水膜与水球的实验。一个金属圈插入饮用水袋后抽出，形成了一个水膜，轻晃金属圈，水膜并未破裂，而是甩出了一个小水滴。向水膜继续注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。水球内有连串的空气泡，将针尖扎入用针筒抽出空气，水球却不受任何破坏。注入红色液体，红色慢慢扩张，水球变成了一枚美丽的“红宝石”。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.失重条件下水滴呈现球形是由于液体的表面张力作用B.失重条件下能形成大水球是由于液体表面分子间只存在引力C.空气泡内气体的压强大于气泡外气体的压强D.当针尖戳入水球时，水的表面张力就会消失E.水球变成“红宝石”是因为红色液体分子在水中扩散形成的
(2)(10分)如图9所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分竖直(弯曲部分长度可忽略)，玻璃管截面半径远小于其长度，CD内有一段长度为5 cm的水银柱，环境温度是300 K，大气压是75 cmHg，初始时数据如图。现保持CD水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：
①玻璃管A端插入水银槽中的深度是多少？②当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好全部回到CD水平管中？
解析 (1)由于表面张力的作用，失重状态下水珠将呈球形，此时分子间同时存在引力和斥力。由于失重，气泡内液体均匀扩散至整个气泡内；由于表面张力的作用，气泡内压强大于气泡外气体压强；只要有液体，液体的表面总是有表面张力。选项B、D错误，A、C、E正确。(2)①设玻璃管截面积为S，初始时左侧玻璃管中气体压强为p1＝75 cmHg，体积为V1＝L1S。A端插入水银槽后气体温度保持不变，体积为V2＝L2S，压强为p2L1＝(44＋15＋5) cm＝64 cm(1分)p2＝p0＋ρgh＝80 cmHg(1分)p1V1＝p2V2(2分)
答案 (1)ACE (2)①19 cm ②234.4 K
(2)(10分)如图10所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为1.5 L，打气筒活塞每次可以打进1 atm、250 cm3的空气。
(1)若要使气体压强增大到6 atm，应打气多少次？(2)如果压强达到6 atm，时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
(2)①设应打n次，则有：p1＝1 atm，V1＝250 cm3·n＋1.5 L＝0.25n L＋1.5 L，p2＝6 atm，V2＝1.5 L。(1分)根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2(2分)即1×(0.25n＋1.5)＝6×1.5，解得n＝30。(1分)②由题意可知：V1′＝1.5 L，p1′＝6 atm；p2′＝1 atm，V2′＝？根据玻意耳定律得p1′V1′＝p2′V2′(2分)
答案 (1)BDE (2)①30次 ②6 L
第13讲 分子动理论 气体及热力学定律
A.过程ab中气体一定吸热B.过程bc中气体既不吸热也不放热C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D.a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E.b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
1.(2014·新课标全国卷Ⅰ，33) (1)(6分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p－T图象如图1所示。下列判断正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
(2)(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内。汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。
解析 (1)由p－T图可知，从a→b的过程为等容变化过程，即体积不变，但温度升高，内能增加，所以气体要吸热，选项A正确；从b→c过程，温度不变，压强减小，说明体积增大，气体对外做功，所以要吸热，选项B错误；从c→a过程，压强不变，温度降低，内能减小，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C错误；分子的平均动能与温度有关，因为Ta
2.(2014·新课标全国卷Ⅱ，33) (1)(5分)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.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
解析 (1)悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的无规则热运动，选项A错误；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项B正确；彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，选项C正确；高原地区水的沸点较低，是由于高原地区气压低，故水的沸点也较低，选项D错误；干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是由于湿泡外纱布中的水蒸发吸收热量，从而温度会降低的缘故，选项E正确。
3.(2015·新课标全国卷Ⅰ，33) (1)(5分)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.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
(2)(10分)如图3所示，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
(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。解析 (1)晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素构成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，但是内能增大，选项E错误。
答案 (1)BCD (2)(ⅰ)330 K (ⅱ)1.01×105 Pa
4.(2015·新课标全国卷Ⅱ，33) (1)(5分)关于扩散现象，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.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)(10分)如图4所示，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。
解析 (1)根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误。
(2)(ⅰ)以cmHg为压强单位。设A侧空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1。由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力学平衡条件得p＝p0＋h②打开开关K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止。由力学平衡条件有p1＝p0－h1③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0 cm④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2。由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤由力学平衡条件有p2＝p0⑥联立②⑤⑥式，并代入题给数据得l2＝10.4 cm⑦设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧联立④⑦⑧式，并代入题给数据得Δh＝13.2 cm⑨答案 (1)ACD (2)(ⅰ)12.0 cm (ⅱ)13.2 cm
近三年新课标全国卷的试题都是由一小一大组成的。小题是选择题的形式，其分值为6分(或5分)，大题是计算题的形式，其分值为9分(或10分)。(1)2013年新课标全国卷Ⅰ小题考查的是分子力、分子力做功、分子势能，大题考查的是盖—吕萨克定律和玻意耳定律的应用。课标卷Ⅱ小题考查的是气体、内能、压强，大题考查的是玻意耳定律的应用。
(2)2014年新课标全国卷Ⅰ小题考查的是热力学第一定律及p－T图象中的等温、等压、等容线，大题考查的是玻意耳定律和盖—吕萨克定律的应用。新课标全国卷Ⅱ小题考查的是固体、液体、气体的性质，大题考查的是盖—吕萨克定律和玻意耳定律的应用。(3)2015年新课标全国卷Ⅰ小题考查了热力学定律及对晶体的认识，大题考查的是盖－吕萨克定律和查理定律的应用。新课标全国卷Ⅱ小题考查的是对扩散现象的理解，大题考查的是力学平衡条件及玻意耳定律的应用。知识热点：分子动理论，热学知识的综合应用，热力学定律的分析和判断，气体实验定律的应用。
考向一 热学基本知识与微观量计算的组合
1.(1)关于热学规律，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A.热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，但要从低温物体向高温物体传递，必须有第三者介入 B.如果用Q表示物体吸收的热量，用W表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q＝ΔU＋W C.蒸发的快慢与空气的湿度有关，与温度无关 D.摄氏温度是国际单位制中的七个基本物理量之一，摄氏温度t与热力学温度T的关系是T＝t＋273.15 K E.在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积
(2)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求：①说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；②它们中各有多少水分子？③它们中相邻两个水分子之间的平均距离。
解析 (1)由热力学第二定律可知，选项A正确；热力学第一定律的表达式为ΔU＝Q＋W，其中Q表示物体吸收的热量，W表示外界对物体所做的功，ΔU表示物体内能的增加，若用W表示物体对外界所做的功，则ΔU＝Q－W，即Q＝ΔU＋W，故选项B正确；蒸发的快慢与液体表面积大小、温度高低、气体表面的空气流动速度等有关，选项C错误；热力学温度是国际单位制中的七个基本物理量之一，选项D错误；在用油膜法估测分子的直径的实验中，主要是解决两个问题：一是获得很小的一滴油酸并测出其体积，二是测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积，选项E正确。
2.(1)如图5所示，汽缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态。现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能及活塞与汽
缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是________。(填正确答案标号)A.气体A吸热，内能增加B.气体B吸热，对外做功，内能不变C.气体A分子的平均动能增大D.气体A和气体B每个分子的动能都增大E.气体B分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞总次数减少
(2)1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子油膜，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此估测出油酸分子的直径为多少？解析 (1)气体A做等容变化，W＝0，温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q，可知气体A吸热，故选项A正确；气体B做等压变化，温度升高，则体积增大，气体对外做功，W＜0，温度升高，内能增加，根据ΔU＝W＋Q，可知气体B吸热，故选项B错误；气体A温度升高，气体分子的平均动能增大，选项C正确；温度升高，分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，选项D错误；气体B温度升高，分子平均动能增大，压强不变，所以单位时间内撞击器壁单位面积的气体分子数减少，选项E正确。
答案 (1)ACE (2)5.0×10－10 m
考向二 热学基本知识与气体定律的组合
3.固体和液体 (1)晶体和非晶体
(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，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有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。(5)相对湿度
1.(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A.0 ℃的水的分子平均动能大于0 ℃的冰的分子平均动能 B.晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 C.物体吸收了热量，其内能一定增加 D.布朗运动说明分子在做无规则热运动 E.随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力均减小
(2)如图6所示，一端封闭内径均匀的直玻璃管总长度为L＝97 cm，其中有一段长度h＝19 cm的水银柱，将一定质量的理想气体封闭在玻璃管中，玻璃管水平放置时空气柱A长度为L0＝30 cm。若将玻璃管缓慢转到管口向下竖直放置，然后将玻璃管缓慢插入足够深的水银槽中，直到A段空气柱长度恢复到30 cm。整个过程中气体温度不变，取大气压强为p0＝76 cmHg，求最终槽中水银进入玻璃管中的长度。
解析 (1)温度是分子平均动能的标志，故0 ℃的水和0 ℃的冰的分子平均动能相同，A错误；晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点，B正确；改变内能的方式有做功和热传递，只知吸热情况，不知道做功情况没法确定内能的变化情况，C错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，D正确；引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，E正确。
(2)设管口竖直向下放置时空气柱A的长度为LA，玻璃管横截面积为S，对空气柱A，据玻意耳定律可得p0L0S＝(p0－h)LAS设此时水银柱与玻璃管口之间的空气柱为BpB1＝p0，VB1＝(L－h－LA)S插入水银槽稳定后，空气柱A的压强pA′＝p0设此时空气柱B的长度为LB，对B，根据玻意耳定律可得pB1VB1＝(pA′＋h)LBS此时进入玻璃管的水银柱长度为h′＝L－h－L0－LB解得h′＝17.6 cm答案 (1)BDE (2)17.6 cm
2.(1)关于固体、液体和气体，下列说法正确的是________。(填正确答案标号) A.固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状 B.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 C.在围绕地球运行的“天宫一号”中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果 D.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压 E.大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布
(2)如图7所示，汽缸放置在水平台上，活塞质量为5 kg，厚度不计，由活塞产生的压强为0.2×105 Pa，汽缸全长25 cm，大气压强为1×105 Pa，当温度为27 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm。若保持封闭气体温度不变，将汽缸缓慢竖起倒置。
①求汽缸倒置后封闭气柱的长度？②汽缸倒置后，使封闭气体温度升至多少K时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?
解析 (1)非晶体与多晶体没有天然的规则几何形状，选项A正确；液晶既有晶体的特性(具有各向异性)又有液体的流动性，选项B错误；在完全失重时，由于表面张力作用，水滴呈球形，选项C正确；空气湿度越大，空气中的水蒸气越接近饱和状态，选项D正确；分子速率分布规律是“中间多，两头少”，选项E错误。
答案 (1)ACD (2)①15 cm ②500 K
3.(1)下列说法中正确的是________。(填正确答案标号) A.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都变小 B.布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动 C.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的 D.随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度 E.物体的内能是组成物体的所有分子热运动动能与分子势能的总和
(2)使一定质量的理想气体的状态按图8甲中箭头所示的顺序变化，图线BC是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线。①已知气体在状态A的温度TA＝300 K，问气体在状态B、C和D的温度各是多大？②请在图乙上将上述气体变化过程在V－T图中表示出来(图中要标明A、B、C、D四点，并且要画箭头表示变化方向)。
解析 (1)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，A正确；布朗运动是固体颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，B错误；气体对气壁的压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁产生的，C正确；绝对零度是低温的极限，不可能达到，D错误；物体的内能是物体内所有分子动能和势能的总和，E正确。
答案 (1)ACE (2)①600 K 600 K 300 K ②见解析
高频考点十四 热学基本规律与气体实验定律的组合
1.应用气体实验定律的解题思路 (1)选择对象——即某一定质量的理想气体； (2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2； (3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提； (4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。
2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化。
(1)(5分)2013年6月20日，我国航天员王亚平在“天宫一号”中进行太空授课时，完成了制作水膜与水球的实验。一个金属圈插入饮用水袋后抽出，形成了一个水膜，轻晃金属圈，水膜并未破裂，而是甩出了一个小水滴。向水膜继续注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。水球内有连串的空气泡，将针尖扎入用针筒抽出空气，水球却不受任何破坏。注入红色液体，红色慢慢扩张，水球变成了一枚美丽的“红宝石”。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.失重条件下水滴呈现球形是由于液体的表面张力作用B.失重条件下能形成大水球是由于液体表面分子间只存在引力C.空气泡内气体的压强大于气泡外气体的压强D.当针尖戳入水球时，水的表面张力就会消失E.水球变成“红宝石”是因为红色液体分子在水中扩散形成的
(2)(10分)如图9所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分竖直(弯曲部分长度可忽略)，玻璃管截面半径远小于其长度，CD内有一段长度为5 cm的水银柱，环境温度是300 K，大气压是75 cmHg，初始时数据如图。现保持CD水平，将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中，当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时，保持玻璃管静止不动。问：
①玻璃管A端插入水银槽中的深度是多少？②当管内气体温度缓慢降低到多少K时，DE中的水银柱刚好全部回到CD水平管中？
解析 (1)由于表面张力的作用，失重状态下水珠将呈球形，此时分子间同时存在引力和斥力。由于失重，气泡内液体均匀扩散至整个气泡内；由于表面张力的作用，气泡内压强大于气泡外气体压强；只要有液体，液体的表面总是有表面张力。选项B、D错误，A、C、E正确。(2)①设玻璃管截面积为S，初始时左侧玻璃管中气体压强为p1＝75 cmHg，体积为V1＝L1S。A端插入水银槽后气体温度保持不变，体积为V2＝L2S，压强为p2L1＝(44＋15＋5) cm＝64 cm(1分)p2＝p0＋ρgh＝80 cmHg(1分)p1V1＝p2V2(2分)
答案 (1)ACE (2)①19 cm ②234.4 K
(2)(10分)如图10所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为15 L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为1.5 L，打气筒活塞每次可以打进1 atm、250 cm3的空气。
(1)若要使气体压强增大到6 atm，应打气多少次？(2)如果压强达到6 atm，时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液还有多少升？
(2)①设应打n次，则有：p1＝1 atm，V1＝250 cm3·n＋1.5 L＝0.25n L＋1.5 L，p2＝6 atm，V2＝1.5 L。(1分)根据玻意耳定律得：p1V1＝p2V2(2分)即1×(0.25n＋1.5)＝6×1.5，解得n＝30。(1分)②由题意可知：V1′＝1.5 L，p1′＝6 atm；p2′＝1 atm，V2′＝？根据玻意耳定律得p1′V1′＝p2′V2′(2分)
答案 (1)BDE (2)①30次 ②6 L
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