高三物理一轮复习精品教案：第9章 热学

这是一份高三物理一轮复习精品教案：第9章 热学，共25页。教案主要包含了一个基本理论，两个基本模型，三个基本定律，四个基本关系，气体的三个状态参量及变化关系等内容，欢迎下载使用。

1、分子运动论的基本内容：_____________________________________________________。
2、用油膜法测分子直径，已知油滴体积v，在水面上形成的单分子油膜的面积s，则油分子的直径D=_________。分子直径的数量级为________m，一般分子质量的数量级________________kg。
3、证明分子做无规则运动的实验事例有__________ 和________________。
4、布朗运动指______________________________________________________________________ ，运动的主体是__________观的________ ；布朗运动的无规则性反映出液体内部____________ 的无规则性。
5、温度越高，扩散现象进行的越__________ ；布朗运动的激烈程度与颗粒大小及温度有关，颗粒越________，温度越______ ，布朗运动越激烈，______________________叫做热运动。
6、物体的分子间既存在着引力，又存在着斥力，分子力是指分子间引力斥力的______ 。为了处理问题简单起见，可以认为当两个分子间距离为时，分子力F为零；当分子间距大于，分子间的斥力______分子间的引力，分子间的作用力表现为______；当分子间距小于，分子间的斥力______分子间的引力、分子间的作用力表现为______力；当分子间距____ 时，可以认为分子力等于零，气体一般就是这种情况。
7、分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而____ ，但斥力比引力变化______。
8、____ 是物体分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能______ 。
9、分子势能是由__________ 决定的，分子势能的改变是通过______ 来实现的，分子力做负功，分子势能________；分子做正功，分子势能______ ；当分子间的距离为时，分子势能____ 。分子势能的大小与物体的____ 有关。
10、物体内所有分子热运动的______和______ 的总和叫物体的内能。物体的内能跟物体的________ 、________和____________有关。
11、热力学第一定律的内容是_______________________________________________ 表达式是____________ 。
12、能量守恒定律的内容是__________既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式____为别的形式，或者从一个物体______到别的物体，在转化或转移的过程中其总量______。这就是能量守恒定律。
13、热传导具有方向性，热量会自发地从__________________ 传给低温物体，却不会自发地从__________传给高温物体。要实现相反的过程，必须________ ，从而会引起________ 。
14、第二类永动机是指效率等于____ 的热机，是能够从______ 吸收热量，使之全部用来做功，而不引起其它变化的热机。
15、第二类永动机是______制成的，这说明，机械能和内能的转化具有______。机械能可以______ 转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能，而__________ 。任何热机的效率____________ 。
16、热力学第二定律两种表述：
表述一（克劳修斯的表述）：不可能从单一热源吸收量并把它________________ ，而______________。
表达二（开尔文的表述）：不可能使热量由____________________ 传递到高温物体，而__________。
17、“能量耗散”是指在宏观过程中，流散到周围环境中的______无法收集起来重新利用的现象。
18、热力学第二定律揭示了自然界中涉及______ 的宏现过程中都是______ 。能量耗散现象从________角度反映了这一点。
19、宇宙中的温度下限为__________；以这个下限为起点的温度叫做________ ，用________表示，单位是________ ，符号是______；热力学T同摄氏温度t的换算关系是______________ 。大量事实已表明，热力学零度是__________ ，这个结论叫做__________。
20、气体很容易被压缩，说明________________。
21、气体分子之间的距离大约是分子直径的________倍，由分子作用特点可知，气体分子间的作用力________，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者与器壁碰撞外，不受力的作用，可以在空间______，因而气体可以充满它所能达到的空间。
22、气体的压强是____________________而产生的，它等于________________ 上的平均作用力，单位是________（SI制），符号__________。
23、压强的常用单位及换算关系：1Pa=________N/;1atm（标准大气压）=______cmHg=______ Pa。
24、气体分子运动的速度______ ，常温下大多数气体分子的速率都可以达到数百米每秒，离开这个数值越______，分子数越少，表现________________的分布规律，这是对大量分子用统计方法得到__________。
25、从微观角度看，气体压强的大小跟两个因素有关：一是__________________ ；二是____________。
26、对于一定质量的气体来说，如果温度、体积和压强这三个量不改变，我们就说气体__________ ，如果三个量中有两个发生变化，我们就说体__________。
27、气体压强和体积的关系：在温度保持不变的条件下，体积减小时，压强______；体积增大时，压强____。微观解释为温度不变时，分子的________是一定的，在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度________，气体的压强就________ 。
28、气体的压强和温度的关系：在体积保持不变的情况下，温度升高时，压强______ ；温度降低时，压强________。微观解释为体积不变时，分子的密集程度_____________ ，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能__________，气体的压强就________。
29、气体的体积和温度的关系：在压强保持不变的条件下，温度升高时，体积______ ；温度降低时，体积________。微观解释为温度升高时，分子的平均动能________，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度______ 。才能保持压强不变。
30、气体的压强、体积和温度的关系：若用P表示气体的压强，V表示气体的体积，T表示气体的温度（热力学温度T=t+273K），则质量一定的气体在三个量都变化时所遵守的规律为为__________________________。
答案
1、①物体是由大量分子组成的 ②分子永不停息地做无规则运动 ③分子之间存在着相互作用力
2、①V/S ② ③
3、①扩散现象 ②布朗运动
4、①悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动 ②宏 ③微粒 ④分子运动
5、①快 ②小 ③高 ④分子的无规则运动
6、①合力 ②小于 ③引 ④大于 ⑤斥力 ⑥足够大
7、①减少 ②快
8、①温度 ②越大
9、①分子间距离 ②分子力做功 ③增大 ④减少 ⑤最小 ⑥体积
10、①动能 ②势能 ③温度 ④体积 ⑤分子数
11、①外界对物体做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增量△U ②△U=W+Q
12、①能量 ②转化 ③转移 ④不变
13、①高温物体 ②低温物体 ③借助外界帮助 ④其他变化
14、①100% ②单一热源
15、①不可能 ②不可逆性 ③全部 ④不引起其它变化 ⑤都不可能达到100%
16、①全部用来做功 ②不引起其它变化 ③低温物体 ④不引起其它变化
17、①内能
18、①热现象 ②不可逆 ③能量转化
19、①-273。150℃ ②热力学温度 ③T④开尔文 ⑤K ⑥T=t+273。15k ⑦永远不可能达到的 ⑧热力学第三定律
20、①气体分子间有很大的空隙
21、①10 ②十分微弱 ③自由移动
22、①大量气体分子频繁的碰撞器壁 ②大量气体分子作用在器壁单位面积 ③帕斯卡 ④Pa
23、①1 ②76 ③1。013×10
24、①很大 ②远 ③“中间多，两头少” ④统计规律
25、①气体分子的平均动能 ②分子的密集程度
26、①处于一定状态 ②气体的状态发生了改变
27、①增大 ②减少 ③平均动能 ④增大 ⑤增大
28、①增大 ②减少 ③不变 ④增大 ⑤增大
29、①增大 ②减少 ③增大 ④减少
30、①
本章知识要点
要点一、一个基本理论：分子运动理论．
1．除了少数大分子之外，分子的直径的数量级一般为10－10m．
2．熟记相关公式：已知物体的质量为m，体积为V，密度为，物质摩尔质量为M，摩尔体积为，则：密度，分子质量，分子体积(固体液体)．分子数：．
要点二、两个基本模型：
建立分子的球体模型和正方体模型估算分子直径．
要点三、三个基本定律：
（1）热力学第一定律；
（2）热力学第二定律；
（3）能量守恒定律
要点四、四个基本关系
1．布朗运动与分子运动的关系
布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的运动，不是固体、液体分子的运动．
2．温度与分子动能的关系
温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，但并不意味着每个分子的动能都将增大．
3．分子力做功与分子势能变化的关系（牢记EP－r曲线）
4．内能的变化与做功和热传递的关系
内能的变化从微观上与分子动能和分子势能的变化有关，宏观上由W+Q决定．
要点五、气体的三个状态参量及变化关系
（1）温度；（2）体积；（3）压强；（4）气体的体积、压强、温度间的关系．
『夯实基础知识』
一．分子动理论
分子动理论内容：物质是由大量分子组成的；大量分子做无规则的热运动；分子间存在相互作用力。
1、物体是由大量分子所组成的，分子直径的数量级一般是10-10m。
应能分别体会到：组成宏观物体的微观分子的尺度是如此之小（数量级为10-10m）。而对组成宏观物体的微观分子的上述两点认识在物理学发展中经历了这样的过程：实验的方法（油膜法实验）估测出微观分子的大小；明确了微观分子的“小”后进一步子解了组成宏观物体的微观分子数量之“多”。这里应该强调指出阿伏伽德罗常数作用，宏观世界与微观世界的“桥梁”。
分子体积很小，它的直径数量级是m。
油膜法测分子直径，V是油滴体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积。
分子质量很小，一般分子质量的数量级是kg。
阿伏加德罗常数：1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值=6.02×。
对微观量的估算
①分子的两种模型：球形或立方体模型
②利用阿伏加德罗常数是联系微观量与宏观量的桥梁作用进行估算．
设一个分子体积v和分子质量m（微观量）；1ml固体或液体的体积Vml（摩尔体积）和质量Mml（摩尔质量）（宏观量）、物质的体积V和物质的质量M．则有
a．分子质量：ml/NA
b．分子体积：ml/NA（对于气体，v应为每个气体分子所占据的空间大小）
c．分子大小：
球体模型： （固体、液体一般用此模型）
立方体模型： （气体一般用此模型，d应理解为相邻分子间的平均距离）
d．分子的数量：
2、分子永不停息地在做无规则热运动
重点在于把握布朗运动的与分子运动间的关系。所谓的布朗运动，指的是悬浮于液体中的固体小颗粒所做的永不停息的无规则运动。布朗运动产生的原因是因为液体分子的撞击不平衡所致。正因为如此，布朗运动的特点恰好反映出分子运动的特点：布朗运动永不停息，表明分子运动永不停息；布朗运动的无规则性，表明分子运动的无规则性；布朗运动的剧烈程度随温度升高而加剧，表明分子运动的剧烈程度随温度升高而加剧；布朗运动的明显程度随悬浮颗粒的尺寸加大而减弱，再一次从统计的角度表明分子运动的无规则性。
（1）扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，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中的花粉颗粒的永不停息的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈，布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是微观分子热运动造成的宏观现象。
3、分子间存在着相互作用的分子力。
分子力有如下几个特点：分子间同时存在引力和斥力；分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化更快。实际表现出来的是引力和斥力的合力。
①时（约几个埃，1埃=米），
，分子力F=0。
②时， ，分子力F为斥力。
③时， ，分子力F为斥力。
④时， 、f斥速度减为零，分子力F=0。
二．实验用油膜法估测分子的大小
1、实验目的
学习一种估测分子大小的方法。
2、实验原理
把一滴油酸（油酸的分子式为）滴到水面上，油酸的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是COOH，COOH对水有很强的亲合力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸薄膜，其中部分冒出水面，而COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可认为等于油酸分子的直径，如右下图所示是单分子油膜侧面的示意图，如果事先测出油酸液滴的体积V，再测出油膜的面积S，就可以估算出油酸分子的直径。
1、油膜法测分子大小的理想化条件
（1）把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜；
（2）把形成单子油膜的分子视为紧密排列的球形分子。
2、实验步骤
（1）往边长约30cm—40cm的浅盘里倒
入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。
（2）用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加1mL时的滴数。
（3）用注射器或滴管将事先配制好的酒精溶液滴在水面上一滴，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中，并很快挥发，在水面上形成如上图所示形状的一层纯油酸薄膜。
（4）待油酸薄膜的形状确定后，将事先准备好的有机玻璃板放在浅盘上，然后将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃上。
（5）将画有油酸薄膜轮廊的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S（求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廊内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个）。
（6）根据配制的酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
（7）根据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S，即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小。
5、注意事项
（1）油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生实验误差大。
（2）注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近（油酸未滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由于针头中的酒精挥发所致，不影响实验效果。
（3）实验之前要训练好滴法。
（4）待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廊，扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩。
（5）当重做实验，水从盘的一侧边缘倒出。在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精洗，并且脱脂棉擦去。再用清水冲洗，这样可保持盘里的清洁。
（6）从盘里的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均均，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥，这样做，比将粉撒在水面上的实验效果好。
（7）本实验只要求估算分子大小，实验结果数量符合要求即可。
（8）向水面只能滴一滴油酸。
（9）在求油酸膜面积时，以坐标纸上的
方格（边长为1cm）的数目来计算，方格中不足半个的舍去，多于半个算一个。
（10）计算分子直径时，注意滴加的不是纯油酸，而是酒精油酸溶液，应用一滴溶液的体积乘以溶液的体积百分比浓度。
『题型解析』
类型题： 关于阿伏加德罗常数的有关问题
【例题】氯化钠的单位晶胞为立方体，黑点为钠离子位置，圆圈为氯离子位置，食盐的整体就是由这些单位晶胞组成的。食盐的摩尔质量为58.5g/ml，密度为，试确定氯离子之间的最短间距。
★解析：由图可知，相邻氯离子的间距等于立方体表面对角线的长度，先求食盐的摩尔体积，已知1ml食盐中含有2摩尔的离子（氯离子和钠离子各一摩尔），则每个离子平均占有的空间体积是，每个离子平均占有一个立方体，故立方体边长为
最邻近的两个氯离子的间距等于
类型题： 关于布朗运动的一组问题
布朗运动是大量液体分子对固体微粒撞击的集体行为的结果，个别分子对固体微粒的碰撞不会产生布朗运动。布朗运动的激烈程度与固体微粒的大小、液体的温度等有关。固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈。液体温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越明显，布朗运动越激烈。但要注意布朗运动是悬浮的固体微粒的运动，不是单个分子的运动，但布朗运动证实了周围液体分子的无规则运动。
【例题】关于布朗运动，下列说法中正确的是()
A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动
C．温度越低时，布朗运动就越明显
D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显
E．布朗运动是悬浮在液体中的花粉分子的运动，反映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性
BD
【例题】下列关于布朗运动的说法中正确的是()
A．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动；
B．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动；
C．布朗运动是指液体分子的无规则运动；
D．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动。
B
【例题】关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）
A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动
B．布朗运动反映了液体分子的无规则运动
C．温度越低时，布朗运动就越明显
D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显
B、D
类型题： 关于分子力的一组问题
分子之间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力。分子间有引力，而分子间有空隙，没有紧紧吸在一起，说明分子间还存在着斥力。分子间同时存在着引力和斥力。分子之间同时存在着引力和斥力，都随分子之间距离的变化而变化。但是，由于斥力比引力变化得快，便出现了“斥力大于引力”、“斥力和引力恰好相等”、“引力大于斥力”的情况；当r很大时，可以认为引力和斥力均“等于零”等情况。而分子力是指分子引力和斥力的合力，分子间距离为r0时分子力为零，并不是分子间无引力和斥力。
【例题】若把处于平衡状态时相邻分子间的距离记为r0，则下列关于分子间的相互作用力的说法中正确的是 ( )
A．当分子间距离小于r0时，分子间作用力表现为斥力;
B．当分子间距离大于r0时，分子间作用力表现为引力;
C．当分子间距离从r0逐渐增大时，分子间的引力增大;
D．当分子间距离小于r0时，随着距离的增大分子力是减小的
A、B
【例题】下列说法正确的是（）
A．引力和斥力是同时存在的
B．引力总是大于斥力，其合力总表现为引力
C．分子间的距离减小，引力减小，斥力增大
D．分子间的距离越小，引力越大，斥力越小
E．两分子间的距离减小，则分子力一定始终增大
A
【例题】分子甲和乙相距较远时，它们之间的分子力可忽略。现让分子甲固定不动，将分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这一过程中（ ）
Ａ、分子力总是对乙做正功；
Ｂ、分子乙总是克服分子力做功；
Ｃ、先是分子力对乙做正功，然后是分子乙克服分子力做功；
Ｄ、分子力先对乙做正功，再对乙做负功，最后又对乙做正功。
C
【例题】下面证明分子存在引力和斥力的实验中，哪个是错误的？（ ）
A．两块铅块压紧以后能连成一块，说明存在引力
B．固体、液体很难压缩，说明存在斥力
C．碎玻璃不能再拼成一整块，说明分子间存在斥力
D．拉断一根绳子需很大力气说明存在引力
★解析：两块铅块压紧后能连成一块、绳子很难被拉断，说明分子间存在引力，而固体液体很难被压缩，说明分子间存在斥力，因此选项A、B、D说法都是符合事实的．碎玻璃再拼在一起，分子间距离比10r0大得多，不能达到分子引力和斥力发生作用的范围，或者说分子间作用力非常微弱，所以两块玻璃很难拼成一块．因此，正确选项是C．
答案：C
【例题】分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法正确的是（ ）
A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力
B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小
D．分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小
★解析：分子之间同时存在着引力作用和斥力作用，斥力和引力都随分子间距离增大而减小．当分子间距离较大时，例如大于10-9m 时，斥力引力都接近于零．在出现分子力作用的距离范围内，随距离增大，斥力比引力减小的更快．当分子间距离为某一特定距离时（约为10-10m），斥力和引力相等，分子力为零；当分子间距离大于这一距离时，引力大于斥力，分子力表现为引力；小于这一距离时，斥力大于引力，分子力表现为斥力，故选项 C正确D错误，对于气体分子间距离相当大，斥力和斥力非常小，差不多接近于零，气体之所以能充满容器，是因为气体分子的无规则运动的结果，并非斥力作用结果，故选项 B错误．对于固体，由于分子间距离较小，斥力引力都比较显著，但二者合力并不大，在平衡时引力等于斥力，分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，这样引力将使分子间距离减小，反之分子力表现为斥力，斥力将使分子间距离变大．所以固体分子只能在各自的平衡位置附近做无规则微小振动．有时引力大于斥力，有时斥力大于引力，故选项A错．答案：C。
知识链接：处理此类问题的关键是熟记分子力、分子势能、分子力做功与分子间距的关系曲线，理解分子力做功与分子势能的变化的关系。分子力属定性内容，易记易忘，所以在理解时需要反复并结合分子间的斥力与引力随分子间距离变化的图像．另外对分子间的距离的几个临界数量级要熟悉．
【例题】两分子间距离为R0时，分子力为零， 下例关于分子力说法中正确的是（ ）
A．当分子间的距离为R0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力
B．分子间距离大于R0时，分子距离变小时，分子力一定增大
C．分子间距离小于R0时，分子距离变小时，分子间斥力变大，引力变小
D．在分子力作用范围内，不管R＞R0，还是R＜Ｒ０，斥力总是比引力变化快
D
类型题： 有关实验的习题
【例题】本实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜，估测分子大小。实验步骤如下：
①将5mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为NmL。
②用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，记下当杯中溶液到达1mL时的总滴数n。
③在边长约40cm的浅盘里倒入自来水，深约2cm，将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上。
④用滴管往盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜。
⑤将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形成稳定后可认为已形成单分子层油酸膜。用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上。
⑥取下玻璃板放在方格子上，量出该单分子层油酸膜的面积。
在估算油酸分子大小时，可将分子看成球形。用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子的半径r= 。
★解析：仔细分析每一步骤——
由①得油酸酒精溶液中的油酸浓度为；
由②得1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为
；
弄清③④⑤⑥各步骤的意义，得油酸分子的半径
【例题】利用油膜法可以粗略测定油酸分子的直径，把纯的油酸配置成1/500的油酸酒精溶液，用注射器滴出油酸酒精液滴，已知1毫升油酸酒精溶液可以滴出150滴，取其中的一滴滴在平静的水面上，测出其面积为225平方厘米，试计算油酸分子的直径。
★解析：
物体的内能和改变物体内能的两种方式
1、分子动能
（1）分子动能：做热运动的分子具有的动能叫做分子动能。在热现象的研究中，由于单个分子运动的无规则性，研究单个分子的动能是不可能的，也是毫无意义的，有意义的是分子热运动的平均功能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
理解要点：
①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的；
②温度相同的不同种类的物质，它们分子的平均动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，所以，它们分子的平均速度率不同；
③分子的平均动能与物体运动的速度无关。
（2）分子势能
①分子间由于存在相互作用而具有的，大小由分子间相对位置决定的能叫做分子势能。
②分子势能改变与分子力做功的关系：分子力做功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加；且分子力做多少功，分子势能就改变多少。分子势能与分子间距的关系（如右图示）：
r
EP
r0
当r＞时，分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增加；
当r＜时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增加；
r=时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。
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
①物体所有分子热运动动能和与分子力相对应的分子势能之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。理想气体无分子势能，所以，理想气体内能只跟温度有关。
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。
②物体的内能的决定因素
决定的宏观因素：温度（T）、体积（V）、分子数（n）
（4）改变内能的两种方式
改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。
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。
做功涉及到的是内能与其它能间的转达化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。
（6）理想气体的内能
由于理想气体分子间无相互作用力，因此不存在分子势能。所以，理想气体的内能只是气体分子热运动的分子功能总和，只与温度和分子数有关而与体积无关
『题型解析』
类型题： 分子力做功、分子势能与分子间距的相互关系
【例题】关于内能和机械能下列说法正确的是（ ）
A．机械能大的物体内能一定很大
B．物体的机械能损失时内能可能增加
C．物体的内能损失时机械能必然减少
D．物体的机械能为零而内能不可能为零
BD
【例题】如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处静止释放，则（ ）
A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减少
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
★解析：由分子力曲线可知，在乙分子从a到b和由b到c的过程中，受到甲分子的作用力都是引力，故乙分子从a到b和由b到c的过程中都做加速运动，选项A错误．当乙分子到达c时，受到甲分子的作用力为0，超过c点分子力为斥力，乙分子将做减速运动．所以乙分子到达c时速度最大，选项B正确．乙分子从a到b的过程中，受引力作用，速度增大，即分子力做功，动能增大，分子势能减小，故选项C正确．乙分子由b到d的过程中，先受引力作用，引力做功，分子势能减少；后受斥力作用，乙分子克服分子力做功，分子势能增加．所以乙分子从做减速运动b到d的过程中分子势能先减少后增加，故选项D也是错误的．故本题正确选项为B、C．
答案：BC。
误点警示：从图线看出物理意义，或反过来把某些物理内容通过图线来表示，是物理学中使用数学工具的一个方面．在学习物理的过程中，要学会正确使用这类工具
【例题】当两个分子从相距很远处逐渐靠拢直到不能再靠拢的全过程中，分子力作功和分子势能的变化情况是（）
A．分子力一直做正功，分子势能一直减小
B．分子力一直做负功，分子势能一直增加
C．先是分子力做正功，分子势能减小，后是分子力做负功，分子势能增加
D．先是分子力做负功，分子势能增加，后是分子力做正功，分子势能减小
E．当分子到达平衡位置时其速度最大，加速度与分子势能均最小，都为零
C
类型题： 改变物体内能的的两种方式
【例题】如图所示，活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气．以，分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外接的过程中（ ）
A．不变，减小 B．不变，增大
C．增大，不变 D．增大，减小
★解析：解题的关键是明确甲、乙两气室气体都历经绝热过程，内能的改变取决于做功的情况．对甲室内的气体，在拉杆缓慢向外拉的过程中，活塞左移，压缩气体，外界对甲室气体做功，其人能应增大；对乙室内的气体，活塞左移，气体膨胀，气体对外界做功，内能应减小．
答案：D
【例题】关于物体内能的变化，以下说法中正确的是（ ）
A．物体吸收热量，内能一定增大
B．物体对外做功，内能一定减小
C．物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变
D．物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变
分析：注意到内能的改变有做功和热传递两个途径。
解答：物体同能的变化与外界对物体做功（或物体对外界做功）、物体从外界吸热（或
向外界放热）两种因素有关。物体吸收热量，但有可能同时对外做功，故内能有可能不变甚至减小，A错；同理，物体对外做功的同时有可能吸热，故内能不一定减小，B错；若物体吸收的热量与对外做功相等，则内能不变，C正确；而放热与对外做功都是使物体内能减小，知D错。所以应选C
【例题】一个带活塞的气缸内盛有一定量的气体．若此气体的温度随其内能的增大而升高，则（ ）
A．将热量传给气体，其温度必升高
B．压缩气体，其温度必升高
C．压缩气体，同时气体向外界放热，其温度必不变
D．压缩气体，同时将热量传给气体，其温度必升高
★解析：做功和热传递是改变物体内能的两种方式．根据热力学第一定律ΔU=Q+W，气体被压缩又吸热，内能必增加，温度必升高，D项正确．选项A，知道Q 而不知W情况，B知道W 而不知Q的情况，无法判断ΔU．C中，知道W情况又知Q情况，但不知数量关系，故也无法判断ΔU，所以A、B、C错．
答案：D。
技巧点拨：判断本题的依据为热力学第一定律，所以明确ΔU =Q +W 式中的正负号就不难做出判断．改变内能的方式有两种，内能的变化可能是两个方面：分子动能与分子势能，从宏观角度为温度与体积，所以，任何一个角度的变化都可能引起内能的变化，因此在判断时要综合考虑
【例题】如图，粗细均匀的U形管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两臂中的水面高度差为h。现将阀门打开，最终两臂水面相平。则这过程中
（A）大气压做正功，重力做负功，水的内能不变；
（B）大气压不做功，重力做正功，水的内能增大；
（C）大气压不做功，重力做负功，水的内能增大；
（D）大气压做负功，重力做正功，水的内能不变。
★解析：U形管里的水由高度差h到相平静止这一过程：
大气压做功为：
重力做功可视为系统重力势能的变化
根据能量守恒定律
水的内能
∴选B
［再思］若水的内能不变，即水的机械能不损失，U形管里的水将怎样运动？
热力学定律及能量转化与守恒定律
1、温度的物理意义
宏观：温度是表示物体冷热程度的物理量
微观：温度是大量分子热运动剧烈程度的反映;是物体内部分子热运动的平均动能大小的标志
摄氏温度与热力学温度的关系：T=(273+t)K
2、热力学第一定律
①内容：物体内能的增量△E等于外界对物体做的功W和物体吸收的势量Q的总和。
②表达式：W+Q=△E
③符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量Q取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加△E取正值，物体内能减少△E取负值。
3、热力学第二定律
（1）表述
表述形式①：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。（热传导的方向性）
表述形式②：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。（机械能与内能转化的方向性）
注意：两种表述是等价的，并可从一种表述导出另一种表述。
（2）永动机
①第一类永动机不可能制成:不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功，这种机器被称为第一类永动机，这种永动机是不可能制造成的，它违背了能量守恒定律。
②第二类永动机：没有冷凝器，只有单一热源，并从这个单一热源吸收的热量，可以全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机。第二类永动机不可能制成，它虽然不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律。 也是不可能制成的。
因为机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化为内能，但内能不能全部转化为机械能，而不引起其他变化。热机的效率不可能达到100%。
4、热力学第三定律：热力学零度不可达到｛宇宙温度下限：－273.15摄氏度（热力学零度）｝
（4）能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体
『题型解析』
类型题： 热力学定律、能量守恒的相关判断
【例题】下列关于热现象的说法，正确的是（ ）
A．外界对物体做功，物体的内能一定增加
B．气体的温度升高，气体的压强一定增大
C．任何条件下，热量都不会由低温物体传递到高温物体
D．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能
★解析：外界对物体做功的同时，若物体向外放出热量，物体内能不一定增加。气体温度升高时，体积可能增大，则压强不一定增大。在一定条件下（借助外界条件），热量可以从低温物体传给高温物体。热机的效率总是小于100﹪，故燃料燃烧释放的热量不可能全部转化为机械能。
答案：D。
知识链接：对热力学第二定律，关键是理解自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
【例题】关于热力学第一、第二定律，下列论述正确的是（ ）
A．这两条定律都是有关能量的转化和守恒定律，它们不但不矛盾，而且没有本质区别
B．其实，能量守恒定律已经包含了热力学第一、第二定律
C．内能可以全部转化为其他形式的能，同时会产生其他影响
D．热力学第一定律指出内能可以和其他形式的能量相互转化，而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化为其他形式的能
★解析：能量守恒定律，热力学第一、第二定律是各自独立的．由热力学第二定律知C正确．
答案：C
【例题】一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程。设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中（ ）
A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加
B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少
C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加
D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少
★解析：根据热力学第一定律，绝热过程，Q=0，体积增大，气体对外做功，W<0，故气体的内能减少，由于气体分子间的势能可忽略，故分子动能减小，分子的平均动能减少。答案：D
气体的性质
1．气体分子运动的特点
(1)分子间的距离较大：气体很容易压缩，说明气体分子的间距较大。气体分子的平均间距的数量级为10-9m是分子直径数量级10-10m的10倍，故分子间的作用力十分微弱。
(2)分子间的碰撞频繁：在标准状态下，1立方厘米气体中含有2.7×1019个分子。大量分子永不停息地运动，分子间不断地发生碰撞。在标准状态下，一个空气分子在1 秒内与其它空气分子的碰撞竟达65亿次之多。故分子间的碰撞频繁。通常假定分子之间或分子与器壁之间的碰撞为完全弹性碰撞。
(3)气体分子除了相互碰撞或者碰撞器壁外，不受力的作用，可以在空间自由移动，因而气体可以充满它所能达到的空间。在处理某些问题时，可以把气体分子看作没有相互作用的质点。
(4)分子沿各方向运动的机会均等：由于大量分子作无规则的热运动，在某一时刻向任一方向运动的分子都有，就某一个分子在某一时刻，它向哪一方向运动，完全是偶然的。因此，在任一时刻分子沿各方向运动的机会是均等的。
(5)分子速率按一定规律分布：大量分子做无规则热运动，速率有大、有小。但分子的速率却按照一定的规律分布。即“中间多，两头少”的正态分布规律。当气体温度升高时，速率大的分子数增加，分子平均速率增大，因此，温度越高，分子的热运动越激烈
2、气体的状态参量
表征气体状态的物理量称为气体的状态参量，对于一定质量的某种气体，在宏观上常用温度（T）、体积（V）和压强（P）来描述其状态。
（1）温度：从宏观上看，表示物体的冷热程度；从微观上看，是物体内大量分子平均动能的标志，它反映了气体分子无规则的激烈程度。
（2）温标：指温度的数值表示法。常用温标有摄氏温标和热力学温标两种，所对应的温度叫摄氏温度和热力学温度（绝对温度）。
两种温标的换算关系:T=（t+273）K。
绝对零度为-273.15℃，它是低温的极限，只能接近不能达到。
（3）气体的体积
由于气体分子间的平均距离是分子直径的10倍以上，分子间的相互作用力可以认为是零，因而极易流动和扩散，总是要充满整个容器，故气体的体积等于盛气体的容器的容积。而不是气体分子自身体积的总和，
气体的体积用V表示，其国际单位是：；常用单位有：L（）、mL（）。换算关系是：
1=
（4）气体的压强
气体作用在器壁单位面积上的压力。数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量。
压强产生的原因
是由于气体分子频繁与容器壁的碰撞而产生的，气体分子的平均速率越大，碰撞的频繁程度就越大，碰撞的作用力就越大；气体分子的密度越大，碰撞的频繁程度也越大，所以气体的压强与气体分子热运动的剧烈程度有关，也就是与气体的温度有关，同时还与单位体积中分子的数目有关，对一定质量的气体来说压强与气体的体积有关。
决定因素:一定气体的压强大小，微观上决定于分子的运动速率和分子密度;宏观上决定于气体的温度和体积。
压强的单位
压强的国际单位是，帕（国际代号：），
1，其他常用辅助单位有标准大气压（atm）、厘米汞柱高（cmHg）。换算关系为：1atm=76cmHg=1.013×
气体压强与大气压强的区别
因密闭容器中的气体密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生，大小由气体的密度和温度决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压强都是大小相等的。测量气体压强用压强计，如金属压强计（测大的压强用）和液体压强计（测小的压强用）。
大气压却是由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压。由于引力与距离的平方成反比，故大气层分子密度上小下大，从而使得大气压的值随高度而减小。地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值。测量大气压用气压计，它根据托里拆利管的原理制成，借助于一端封闭，另一端插入水银槽内的玻璃管中的水银柱高度来测量大气压强（比较精确），其静止时的读数等于外界大气压值。
2．气体的状态变化
（1）等温变化过程——玻意耳定律
① 内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，它的压强跟体积成反比
②玻意耳定律的微观解释
一定质量的气体，分子总数不变。在等温变化过程中，气体分子的平均动能不变，气体分子碰撞器壁的平均冲量不变。气体体积增大几倍，气体单位体积内分子总数减小为原来的，单位时间内碰撞单位面积上的分子总数也减小为原来的，当压强减小时，结果相反。所以，对于一定质量的气体，温度不变时，压强和体积成反比
③等温变化过程是吸放热过程
气体分子间距离约为10-9m，分子间相互作用力极小，分子间势能趋于零，可以为分子的内能仅由分子的动能确定。温度不变，气体的内能不变，即ΔE=0。气体对外做功时，据热力学第一定律可知，ΔE=0，W<0，Q>0，气体从外界吸热，气体等温压缩时，Q<0，气体放热。所以，等温过程是个吸热或放热的过程
（2）气体的等容变化——查理定律
①内容一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比
②查理定律的微观解释
一定质量的气体，分子总数不变，在等容变化中，单位体积内分子数不变。在气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，碰撞器壁的平均冲量增大，气体的压强随温度升高而增大。反之，温度降低时，气体的压强减小
（3）等压变化过程——盖·吕萨克定律
① 内容：一定质量的气体，在压强不变的条件下，它的体积跟热力学温度成正比
② 盖·吕萨克定律的微观解释
一定质量的气体，气体的分子总数不变，当它温度升高时，分子的平均动能增大 ，气体的压强要增大。这时使气体的体积适当增大，使单位体积内分子数减小，在单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，气体压强就可以保持不变
『题型解析』
类型题： 气体三个状态参数间的关系
【例题】对于定量气体，可能发生的过程是（ ）
A．等压压缩，温度降低
B．等温吸热，体积不变
C．放出热量，内能增加
D．绝热压缩，内能不变
★解析：等压压缩时，压强不变，体积减小，故温度必然降低，A正确；等温吸热时，若体积不变，则W=0，而Q>0，则即内能增大，则分子势能必然增大，体积必然增大，与假设相矛盾，B错误；根据热力学第一定律，易知C正确；绝热压缩时，Q=0，W>0，ΔU>0，内能增大，D错误。
答案：AC。
【例题】下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
★解析：气体压缩时，若气体对外放热，则气体温度降低，气体压强可能减小或不变。气体的压强是气体分子和容器壁不断发生碰撞而产生，与气体的重力无关。答案：A
【例题】封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）
A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均动能减小
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
★解析：体积不变，密度不变，选项A错误；气体的压强与温度和分子密度有关，温度升高，压强增大，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，选项C错误；分子的平均速率增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，选项D正确。答案：BD
【例题】一定质量的理想气体（C、D）
（A）先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度
（B）先等温膨胀，再等压压缩，其体积必低于起始体积
（C）先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度
（D）先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能
『高考冲刺演练』
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能
C．物体的温度越高，其分子的平均动能越大
D．气体压强的大小只与气体分子的密集程度有关
2．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂。关于这一现象以下描述正确的是(暴晒过程中内胎容积几乎不变)
A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大
C．在爆裂前的过程中，气体吸热，内能增加
D．在车胎突然爆裂的瞬间，气体内能减少
3．关于热力学第二定律的下列说法中正确的是（ ）
A．自然界中进行的一切宏观过程都具有方向性，是不可逆的
B．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的
C．热量不可能由低温物体传递到高温物体
D．第二类永动机违背了能量守恒定律，因此不可能制成
4．用打气筒给自行车车胎打气，到后来觉得气体难以压缩，这表明（ ）
A．气体分子间出现了较大的排斥力
B．气体分子间出现了斥力，也出现了引力，但引力比斥力小
C．下压过程中气体分子的势能一定增加
D．下压过程中气体分子的势能不会增加
5．下列叙述中，正确的是（ ）
A．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，每个分子动能越大
B．布朗运动就是固体分子的热运动
C．对一定质量的气体加热，其内能可能减小
D．根据热力学第二定律可知热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
6．下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的气体被压缩时，气体压强不一定增大
B．一定质量的气体温度不变压强增大时，其体积也增大
C．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强
7．一池塘中的水上、下温度相同，一气泡（可视为理想气体）由水底上升，下面说法正确的是（ ）
A．气泡的内能增加 B．气泡的内能减少 C．气泡吸收热量 D．气泡放出热量
8．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子从无穷远处以初动能E向甲分子运动，直至两者不能再靠近。规定在无穷远处分子势能为零，那么在此过程中下列说法不正确的是（ ）
A．除开始时刻外，乙分子动能还有可能等于E
B．乙分子动能有可能等于0
C．分子势能有可能等于E
D．分子势能与动能不可能相等
9．用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10s记下它的位置，得到了a，b，c，d，e，f，g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
a
b
c
d
e
f
g
A．这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动径迹
B．它说明花粉颗粒做无规则运动
C．从a点计时，经36s，花粉颗粒可能不在de连线上
D．从a点计时，经36s，花粉颗粒一定在de连线的某一点上
10．1g100℃的水与1g100℃的水蒸气相比较，正确的说法是（ ）
A．分子的平均动能与分子总动能都相同
B．分子的平均动能相同，分子总动能不同
C．内能相同
D．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能
11．图中竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B 两轻质活塞间封有空气，气柱长Ｌ=20cm。活塞A上方的水银深H=10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直到水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强。则此时气体的压强为（ ）
A、100cmHg B、85cmHg
C、95cmHg D、75cmHg
12．一定质量的理想气体，（ ）
A．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度
B．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积
C．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度
D．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能
13．如图所示，固定在水平面上的汽缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且和周围环境没有热交换。当用一个水平恒力F向外拉动活塞时，下列叙述正确的是（ ）
F
A、由于没有热交换，汽缸内气体的温度不变
B、由于拉力对活塞做正功，气体的温度升高
C、由于气体体积变大，所以气体内能变大
D、由于气体膨胀对外做功，所以气体内能减少
14．一个竖立着的轻弹簧，支撑着倒立的气缸的活塞使气缸悬空静止，如图所示，假设活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气，若大气压强增大，气缸与活塞均有良好绝热性能，下列说法中正确的是（ ）
A、则弹簧的长度增长，缸底离地面的高度减小，缸内气体内能减少
B、则弹簧的长度不变，缸底离地面的高度减小，缸内气体内能增加
C、则弹簧的长度不变，缸底离地面的高度增大，缸内气体温度降低
D、则弹簧的长度减小，缸底离地面的高度增大，缸内气体温度升高
15．封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是（ ）
A．气体的密度增大
B．气体的压强增大
C．气体分子的平均动能减小
D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
16．一定量的气体吸收热量，体积膨胀并对外做功，则此过程的末态与初态相比（ ）
A．气体内能一定增加
B．气体内能一定减小
C．气体内能一定不变
D．气体内能是增是减不能确定
17．如图所示，内部横截面积为S的圆筒形绝热容器，封有一定质量的理想气体，开口向上放在硬板上。设活塞质量为m1，现有一质量为m2的橡皮泥从距活塞上表面高为h1处的A点由静止开始下落，碰到活塞后，随活塞一起下降的最大距离为h2，若不计活塞与容器壁的摩擦，求容器内气体内能的最大变化量是多少？
【高考冲刺演练】
1．解析：布朗运动是固体小颗粒的运动，A错。内能包括分子动能和分子势能，B错。气体压强的大小与气体分子的密集程度和分子平均动能有关，D错。答案：C。
2．解析：气体分子间距离较大，分子力很微弱而且体现为引力，爆胎不是因为分子间斥力作用，而是由于压强增大。爆胎前，气体因吸热使温度升高内能增加，爆胎瞬间气体体积迅速膨胀，对外做功，内能减少。答案：BCD。
3．解析：热力学第二定律表明：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的。答案：B。
4．解析：气体分子间距离大，在10r0左右，即使有分子力，合力也是引力，在压缩过程中，分子力做正功，分子势能减小，所以只有D正确。答案：D。
5．解析：物体温度越高，但并不是每个分子动能都越大，所以A错．布朗运动是布朗微粒的运动，并不是分子的运动，所以B错．对一定质量的理想气体加热，但气体可以对外做功，所以内能可能减小，所以C正确．当有外界做功时，热量可以从低温物体传到高温物体，所以D错误．答案：C．
6．解析：气体压缩时，若气体对外放热，则气体温度降低，气体压强可能减小或不变．气体的压强是气体分子和容器壁不断发生碰撞而产生，与气体的重力无关．答案：A．
7．解析：气泡在上升过程中气体的温度不变，分子的平均动能不变，分子的总动能也不变；气泡在上升过程中体积膨胀，W<0，由公式W+Q=ΔU知，ΔU=0，故Q>0，表明气泡吸热．答案： C．
8．解析：两分子之间相距无穷远时，分子间的相互作用为引力，靠近时分子力做正功，分子间势能减少，但是乙分子的动能增加，分子势能转化为乙分子的动能。当相距为R0时，分子力为0，再靠近，分子力体现为斥力，两分子间势能增加，乙分子动能减少，不能再靠近时，乙分子动能为0，此时分子间势能为E。答案：D。
9．解析：花粉颗粒的无规则运动是布朗运动，但不是分子的运动，它间接证实了液体分子的无规则运动．每隔不同时间观察，其位置的连线不同，隔相同时间观察，起点不同，位置的连线也大相径庭．每隔10s记下的不同位置之间的连线并不是花粉颗粒的运动轨迹，但能说明花粉颗粒运动的无规则性和随机性，故B正确，A错误．从a点计时，经36s的位置也是不确定的，故C正确，D错误．答案：BC．
10．解析：温度是分子平均动能的标志，因而在相同的温度下，分子的平均动能相同，又1g水与1g水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，当从100℃的水变成100℃水蒸气的过程中，分子距离变大，要克服分子引力做功，因而分子势能增加，所以100℃水的内能小于水蒸气的内能．答案：AD．
11．提示：根据气体状态方程求解。注意液体的压强只与深度有关，当把活塞B向上推时，深度要改变。答案：C。
12．解析：先等压膨胀，体积增大，温度升高，再等容降温，温度减小，但无法确定其温度与起始温度的大小，A项错；先等温膨胀，体积增大，再等压压缩，体积减小，同理也无法判断其体积与起始体积的大小，B项错；先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于、小于或大于起始温度，所以C项正确；先等容加热，温度升高，再绝热压缩，温度再升高，所以其内能必大于起始内能，D 项正确．答案：CD。
13．解析：因为气体体积增大，对外界做功，内能减少，所以D正确。答案：D。
14．解析：对于气缸和活塞整体进行分析得弹簧所受弹力不变，所以弹簧长度不变。因大气压增大，所以气体压强增大，体积减小，内能增加，即B选项正确。答案：B。
15．解析：体积不变，密度不变，选项A错误；气体的压强与温度和分子密度有关，温度升高，压强增大，选项B正确；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，选项C错误；分子的平均速率增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，选项D正确。答案：BD。
16．解析：根据热力学第一定律ΔU=Q+W，一定质量的气体内能的变化与外界对气体做功、气体从外界吸热两个因数有关，当气体既从外界吸热又对外界做功时内能的变化有三种可能，可以变小，可以不变，也可以增大，所以D项正确．答案：D。
17．解析：橡皮泥自由下落h1的过程中，机械能守恒。碰撞活塞时，动量守恒。橡皮泥和活塞一起下降过程中，由于容器绝热减少的机械能都通过对气体做功转变成系统的内能。
在橡皮泥自由下落h1的过程中，由机械能守恒得： ①
对于碰撞活塞过程，根据动量守恒得： ②
所以内能的增量为：

答案：