【物理】2019届二轮复习热　学学案（江苏专用）

【物理】2019届二轮复习热　学学案（江苏专用）

第 1 讲　热　学 高考题型 1　热学基本知识 1．分子动理论 (1)分子大小 ①阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1. ②分子体积：V0＝Vmol NA (对气体分子为占有空间的体积)． ③分子质量：m0＝ M NA. ④油膜法估测分子的直径：d＝V S. (2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动． ①扩散现象特点：温度越高，扩散越快． ②布朗运动特点：固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧 烈． (3)分子间的相互作用力和分子势能 ①分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减 小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化的快． ②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为 r0(分 子间的距离为 r0 时，分子间作用力的合力为 0)时，分子势能最小． 2．固体和液体 (1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点．单晶体表 现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转 化． (2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间．液晶具有流动性，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具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切． 3．分子热运动速率的统计分布规律 在一定状态下，气体大多数分子的速率在某个值附近，速率离这个值越远，具有这种速率的 分子就越少，即气体分子速率总体上呈现出“中间多，两头少”的分布特征． 4．饱和汽和饱和汽压 与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽．在一定温 度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液 体的饱和汽压，饱和汽压随温度升高而增大． 例 1 　(2018·江苏单科·12 A(1)(2))(1)如图 1 所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的 下端浸在水中．纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度．空气温度 不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则________． 图 1 A．空气的相对湿度减小 B．空气中水蒸气的压强增大 C．空气中水的饱和汽压减小 D．空气中水的饱和汽压增大 (2)一定量的氧气贮存在密封容器中，在 T1 和 T2 温度下其分子速率分布的情况见下表．则 T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约 10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后 容器内温度均为 T1，则在泄漏后的容器中，速率处于 400～500 m/s 区间的氧气分子数占总分 子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%. 各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%速率区间 (m·s－1) 温度 T1 温度 T2 100 以下 0.7 1.4 100～200 5.4 8.1 200～300 11.9 17.0 300～400 17.4 21.4 400～500 18.6 20.4 500～600 16.7 15.1 600～700 12.9 9.2 700～800 7.9 4.5 800～900 4.6 2.0 900 以上 3.9 0.9 答案　(1)A　(2)大于　等于 解析　(1)温度计示数减小说明水在蒸发，是因为空气中的相对湿度减小了，A 对． 水的饱和汽压与温度有关，温度不变，水的饱和汽压不变，C、D 错． 温度不变，水的饱和汽压不变，空气的相对湿度减小，所以空气中水蒸气的压强减小，B 错． (2)温度升高，速率大的分子比例较大，故 T1>T2. 温度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于 400～500 m/s 区间的氧气分子 数占总分子数的百分比保持不变． 拓展训练 1 　(多选)(2018·扬州市一模)对热现象的认识和应用，下列说法正确的是(　　) A．晶体的导热性能一定是各向异性 B．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发得越慢 C．要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的扩散来完成 D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以 油膜的面积 答案　BC 解析　单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故 A 错误；空气相对湿度越大时，空气 中水蒸气压强越接近饱和汽压，暴露在空气中的水蒸发得越慢，故 B 正确；固体也能扩散， 生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子 的扩散来完成，故 C 正确； “油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是 纯油酸的体积除以油膜的面积，故 D 错误． 拓展训练 2 　(多选)(2018·常州市一模)对于图 2 中各实验，说法正确的有(　　) 图 2 A．甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径 B．乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快 C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的 D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上的融化实验，说明云母晶体的导热性能具有各向同性 答案　AB 解析　在测量油酸分子的直径时，将油酸分子看成球形分子，并且把油膜看成单分子油膜， 此时油酸薄膜厚度等于油酸分子直径，故 A 正确；在研究溴蒸气的扩散实验时，若温度越高， 则分子的运动越激烈，所以扩散的速度加快．故 B 正确；题图丙是模拟气体压强产生机理的 实验，说明气体压强是气体分子频繁碰撞容器壁产生的，故 C 错误；题图丁蜂蜡融化后的形 状是椭圆，则说明云母晶体的导热性能具有各向异性，故 D 错误． 拓展训练 3 　(2018· 苏锡常镇一调)(1)下列说法中正确的是________． A．悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动 无规则 B．单晶体的某些物理性质呈现各向异性，是因为组成它们的原子(分子、离子)在空间上的排 列是杂乱无章的 C．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距比较大，分子力表现为引力 D．若把氢气和氧气看做理想气体，则质量和温度均相同的氢气和氧气内能相等 (2)在温度不变的情况下，增大液面上饱和汽的体积并再次达到饱和时，饱和汽的质量 ________，饱和汽的压强________(两空都选填“增大”“减小”或“不变”)． 答案　(1)AC　(2)增大　不变 解析　(1)悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的 运动无规则，选项 A 正确；单晶体的各向异性是因为内部物质微粒各方向排列不同，空间上 呈现周期性，选项 B 错误；液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子 力表现为引力，选项 C 正确；若把氢气和氧气看做理想气体，则质量相同时分子数不同，温 度相同时平均动能相同，则氢气和氧气内能不相等，选项 D 错误． (2)在温度不变的情况下，增大液面上饱和汽的体积并再次达到饱和时，饱和汽的质量增大； 因温度不变，则饱和汽的压强不变. 高考题型 2　微观量的估算 1．微观量：分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0. 2．宏观量：物体的体积 V、摩尔体积 Vmol、物体的质量 m、摩尔质量 M、物体的密度 ρ. 3．关系： (1)分子的质量：m0＝ M NA＝ρVmol NA . (2)分子的体积：V0＝Vmol NA ＝ M ρNA.(注：对气体，V0 为分子占有空间的体积) (3)物体所含的分子数：N＝ V VmolNA＝ m ρVmolNA 或 N＝m MNA＝ρV MNA. 4．两种模型： (1)球体模型直径为 d＝3 6V0 π (适用于：固体、液体)． (2)立方体模型边长为 d＝3 V0(适用于：气体)，并非气体分子的大小，而是两个相邻气体分 子之间的平均距离． 例 2 　(2018·南京市、盐城市一模)铁的密度 ρ＝7.8×103 kg/m3、摩尔质量 M＝5.6×10－2 kg/mol， 阿伏加德罗常数 NA＝6.0×1023 mol－1.可将铁原子视为球体，试估算：(保留一位有效数字) (1)1 克铁含有的分子数； (2)铁原子的直径大小． 答案　见解析 解析　(1)N＝mNA M ≈1×1022 个 (2)ρ＝ M Vmol，V0＝1 6πd3 又 NA＝Vmol V0 d＝3 6M πρNA≈3×10－10 m 拓展训练 4 　(2018·扬州市 5 月模拟)在“用油膜法估测分子直径”实验中，已知油滴的摩尔 质量为 M，密度为 ρ，阿伏加德罗常数为 NA，实验中形成的单分子油膜面积为 S，胶头滴管 滴取溶液 n 滴体积为 V，求： (1)油酸分子的直径 d； (2)配置油酸酒精溶液的浓度最大为多少？ 答案　(1)3 6M πρNA　(2)nS V 3 6M πρNA 解析　(1)由 1 6πd3＝ M ρNA得 d＝3 6M πρNA (2)由 d＝ ηV n S 得 η＝ndS V ＝nS V 3 6M πρNA 拓展训练 5 　(2018·江苏七校模拟)已知常温常压下 CO2 气体的密度为 ρ，CO2 的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则在该状态下容器内体积为 V 的 CO2 气体含有的分子数为 ________．在 3 km 的深海中，CO2 浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将 CO2 分子看做直径 为 d 的球，则该容器内 CO2 气体全部变成硬胶体后体积约为______． 答案　ρVNA M 　πd3ρVNA 6M 解析　体积为 V 的 CO2 气体质量 m＝ρV，则分子数 n＝m MNA＝ρVNA M .CO2 浓缩成近似固体的硬 胶体，分子个数不变，则该容器内 CO2 气体全部变成硬胶体后体积约为：V′＝n· 1 6πd3＝ πd3ρVNA 6M . 高考题型 3　气体实验定律的应用 1．理想气体：在任何温度、任何压强的条件下，其状态皆遵从气体实验定律的气体．理想气 体是一种理想化的模型，实际并不存在． 2．气体压强的微观解释： (1)作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强． (2)气体压强产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持 续的压力． (3)气体压强的决定因素：①宏观上：决定于气体的温度和体积．②微观上：决定于分子的平 均动能和分子的密集程度． 3．气体实验定律： (1)等温变化：pV＝C 或 p1V1＝p2V2； (2)等容变化：p T＝C 或p1 T1＝p2 T2； (3)等压变化：V T＝C 或V1 T1＝V2 T2； (4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p1V1 T1 ＝p2V2 T2 . 例 3 　(2018·江苏学校联盟模拟)如图 3 所示，下端带有阀门的汽缸内封闭有一定质量的理想 气体，开始时缸内气体的压强等于大气压强 p0，温度为 t＝7 ℃. 图 3 (1)关闭汽缸底部的阀门 K，使缸内气体温度升高至 t′＝87 ℃，试计算此时缸内气体的压强； (2)保持缸内气体温度始终为 87 ℃，打开汽缸底部的阀门，缓慢放出部分气体，使缸内气体 的压强再次等于大气压强 p0，试计算缸内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值． 答案　(1)9 7p0　(2)7 9 解析　(1)缸内气体发生等容变化， 初状态：p1＝p0，T1＝(273＋7) K＝280 K 末状态：p2＝？，T2＝(273＋87) K＝360 K 根据查理定律有p1 T1＝p2 T2 解得：p2＝9 7p0 (2)将放出的气体与汽缸内剩余气体整体为研究对象，发生等温变化 初状态：p1′＝p2＝9 7p0，V1＝V0 末状态：p2′＝p0，V2＝？ 根据玻意耳定律有 p1V1＝p2V2 解得：V2＝9 7V0 缸内剩余气体质量与原来气体总质量的比值为 V0 9 7V0 ＝7 9. 拓展训练 6 　(2018·扬州市一模)如图 4 所示，开口向上、内壁光滑的汽缸竖直放置，开始时 质量不计的活塞停在卡口处，气体温度为 27 ℃，压强为 0.9×105 Pa，体积为 1×10－3 m3， 现缓慢加热缸内气体，试通过计算判断当气体温度为 67 ℃时活塞是否离开卡口．(已知外界 大气压强 p0＝1×105 Pa) 图 4 答案　见解析 解析　活塞刚好离开卡口时，压强为：p2＝p0， 气体发生等容变化，根据查理定律，得：p1 T1＝p2 T2， 代入数据得：T2≈333 K， 因为 67 ℃＝340 K＞333 K，故活塞已经离开卡口． 拓展训练 7 　(2018·江苏省高考压轴卷)如图 5，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放 置．玻璃管的下部封有长 l1＝25.0 cm 的空气柱，中间有一段长为 l2＝25.0 cm 的水银柱，上 部空气柱的长度 l3＝40.0 cm.已知大气压强为 p0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃 管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为 l1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气， 求活塞下推的距离． 图 5 答案　15.0 cm 解析　以 cmHg 为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为 p1＝p0＋l2 设活塞下推后，下部空气柱的压强为 p1′，由玻意耳定律得 p1l1＝p1′l1′ 如图，设活塞下推距离为 Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为 l3′＝l3＋l1－l1′－Δl 设此时玻璃管上部空气柱的压强为 p3′，则 p3′＝p1′－l2 由玻意耳定律得 p0l3＝p3′l3′ 解得 Δl＝15.0 cm 高考题型 4　热学中的综合问题 1．一定质量气体的不同图象的比较 　 类别 图线　　 特点 举例 p－V pV＝CT(其中 C 为恒量)，即 pV 之积越大的等温线 温度越高，线离原点越远 p－1 V p＝CT1 V，斜率 k＝CT，即斜率越大，温度越高 p－T p＝C VT，斜率 k＝C V，即斜率越大，体积越小 V－T V＝C pT，斜率 k＝C p，即斜率越大，压强越小 2.物体内能变化的判定：温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做 功，引起分子势能的变化． 3．热力学第一定律 (1)公式：ΔU＝W＋Q； (2)符号规定：外界对系统做功，W>0；系统对外界做功，W<0.系统从外界吸收热量，Q>0； 系统向外界放出热量，Q<0.系统内能增加，ΔU>0；系统内能减少，ΔU<0. 例 4 　(2018·盐城中学质检)(1)一定质量的理想气体压强 p 与摄氏温度 t 的关系如图 6 所示， 气体从状态 A 变到状态 B，则气体在状态 A 的体积________(选填“>”“＝”或“<”)在状 态 B 的体积；此过程中，气体做功的绝对值为 W，内能变化量的绝对值为 ΔU，则气体与外 界之间传递的热量为________． 图 6 (2)如图 7 所示，内壁光滑、导热良好的汽缸中封闭一定质量的理想气体，活塞到缸底的距离 h＝0.5 m．已知活塞质量 m＝2 kg，横截面积 S＝1×10－3 m2，环境温度 t＝0 ℃且保持不变， 外界大气压强 p0＝1×105 Pa，阿伏加德罗常数 NA＝6×1023 mol－1，已知标准状态下气体的 摩尔体积是 Vmol＝22.4 L/mol，g＝10 m/s2.现将汽缸缓慢地转至开口水平，求： 图 7 ①汽缸开口水平时，被封闭气体的体积 V； ②汽缸内气体分子的个数(结果保留一位有效数字)． 答案　(1)<　W－ΔU　(2)①6×10－4 m3 ②2×1022 个 解析　(2)①根据平衡条件得：p1＝p0＋mg S ＝1.2×105 Pa V1＝hS＝5×10－4 m3 由玻意耳定律有：p1V1＝p0V 解得 V＝6×10－4 m3 ②汽缸内气体分子的个数 N＝ V VmolNA≈2×1022 个 拓展训练 8 　(2018·江苏单科·12 A(3))如图 8 所示，一定质量的理想气体在状态 A 时压强为 2.0×105 Pa，经历 A→B→C→A 的过程，整个过程中对外界放出 61.4 J 热量．求该气体在 A→B 过程中对外界所做的功． 图 8 答案　138.6 J 解析　整个过程中，外界对气体做功 W＝WAB＋WCA，且 WCA＝pA(VC－VA) 由热力学第一定律 ΔU＝Q＋W，得 WAB＝－(Q＋WCA) 代入数据得 WAB＝－138.6 J，即气体对外界做的功为 138.6 J 拓展训练 9 　(2018·苏锡常镇二模)如图 9 为一定质量的理想气体的体积 V 随热力学温度 T 的变化关系图象．由状态 A 变化到状态 B 的过程中气体吸收热量 Q1＝220 J，气体在状态 A 的压强为 p0＝1.0×105 Pa.求： 图 9 (1)气体在状态 B 时的温度 T2； (2)气体由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体向外放出的热量 Q2. 答案　(1)600 K　(2)120 J 解析　(1)从 A 到 B，气体做等压变化，根据V1 T1＝V2 T2，代入数据解得 T2＝600 K (2)A 到 B 过程气体从外界吸收热量，对外界做功，内能增加：ΔU＝W＋Q1 W＝－p0ΔV C 状态与 A 状态内能相等，B 到 C 过程，对外界不做功，外界也不对气体做功，气体向处放 出热量，内能减小：Q2＝ΔU 代入数据解得 Q2＝120 J 拓展训练 10 　(2018·南通等六市一调)如图 10 所示，某同学制作了一个简易的气温计，一导 热容器连接横截面积为 S 的长直管，用一滴水银封闭了一定质量的气体，当温度为 T0 时水银 滴停在 O 点，封闭气体的体积为 V0.大气压强不变，不计水银与管壁间的摩擦． 图 10 (1)若封闭气体某过程从外界吸收 0.50 J 的热量，内能增加 0.35 J，求气体对外界做的功． (2)若环境温度缓慢升高，求水银滴在直管内相对 O 点移动的距离 x 随封闭气体热力学温度 T 的变化关系． 答案　(1)0.15 J　(2)x＝V0T ST0－V0 S 解析　(1)由热力学第一定律有 ΔU＝Q＋W 代入数据得：W＝－0.15 J 所以气体对外界做的功为 0.15 J (2)气体做等压变化，由盖－吕萨克定律有：V0 T0＝V0＋xS T 解得：x＝V0T ST0－V0 S 专题强化练 1．(2018·苏锡常镇二模)(1)关于图 1 中实验及现象的说法，正确的是________． 图 1 A．图甲说明薄板是非晶体 B．图乙说明气体速率分布随温度变化且 T1>T2 C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D．图丁说明水黾受到了浮力作用 (2)如图 2 所示，一定质量的理想气体由状态 A 经等压变化到状态 B，气体吸收热量为 Q1；再 由状态 B 经等容变化到状态 C，气体放出热量为 Q2.状态 A：VA＝0.2 m3，TA＝200 K；状态 B ：V B ＝ ________ m 3 ，T B ＝400 K ；状态 C ：T C ＝200 K ，则 Q 1 ________Q2 ( 选填 “>”“＝”或“<”)． 图 2 (3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为 1.3 kg/m3 和 2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA＝6.02×1023 mol－1.若潜水员呼吸一次吸入 2 L 空气，试估 算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数．(结果保留一位有效数字) 答案　(1)C　(2)0.4　>　(3)3×1022 解析　(2)气体由 A→B 发生等压变化，由盖－吕萨克定律得VA TA＝VB TB，代入数据解得 VB＝0.4 m3； 因为 TA＝TC，故 A→B 增加的内能与 B→C 减小的内能相同，而 A→B 过程气体对外做正功， B→C 过程气体不做功，由热力学第一定律可知 Q1 大于 Q2. (3)设空气的摩尔质量为 M，在海底和岸上的密度分别为 ρ 海和 ρ 岸，一次吸入空气的体积为 V，则有： 在海底吸入的空气分子数：n1＝ρ 海 V M NA 在岸上吸入的空气分子数：n2＝ρ 岸 V M NA 海底比岸上每呼吸一次多吸入的空气分子数为：Δn＝n1－n2＝ (ρ 海－ρ 岸)V M NA≈3×1022 个． 2．(2018·盐城市三模)(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法 正确的是________． A．晶体的物理性质都是各向异性的 B．在相对湿度相同的情况下，冬天的绝对湿度较小 C．分子热运动是无规则的，但对大量分子的整体而言，它们却表现出规律性 D．液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层分子分布比液体内部 紧密 (2)如图 3 所示，在汽缸中封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同．把汽缸和活塞固 定，使汽缸内气体升高到一定的温度，气体吸收的热量为 Q1，气体的内能为 U1.如果让活塞 可以自由滑动(活塞与汽缸间无摩擦、不漏气)，也使汽缸内气体温度升高相同温度，其吸收 的热量为 Q2，气体的内能为 U2，则 Q1______Q2，U1______U2.(均选填“大于”“等于”或“小 于”) 图 3 (3)气筒给足球打气时，每打一次都把压强 1 个标准大气压、温度为 27 ℃、体积为 448 mL 的 空气打进足球．已知 1 mol 空气在 1 个标准大气压、0 ℃时的体积为 22.4 L，阿伏加德罗常数 为 6×1023 mol－1.求该气筒每打一次气时，进入足球内空气分子的个数．(计算结果保留一位 有效数字) 答案　(1)BC　(2)小于　等于　(3)1×1022 个 解析　(3)设 1 个标准大气压下、温度为 27 ℃、体积为 448 mL 的空气在 1 个标准大气压下、 0 ℃时的体积为 V，则有448 × 10－6 m3 300 K ＝ V 273 K 解得 V≈408×10－6 m3 故分子个数 N＝ V VmolNA＝408 × 10－6 22.4 × 10－3×6×1023 个＝1×1022 个． 3．(1)下列说法中正确的是________． A．布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒分子的无规则运动 B．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小 C．在潮湿的天气里，空气的相对湿度小，有利于蒸发 D．一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程，温度均由 T1 升高到 T2，等压过程比等 容过程吸收的热量多 (2)氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性，已知某轿车的氙气灯泡的容积为 V， 其内部氙气的密度为 ρ，氙气摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA.则灯泡中氙气分子的总个 数为__________，灯泡点亮后其内部压强将__________(填“增大”“减小”或“不变”)． (3)如图 4 所示，轻质活塞将体积为 V0、温度为 3T0 的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导 热汽缸内．已知大气压强为 p0，大气的温度为 T0，气体内能 U 与温度的关系为 U＝aT(a 为 常量)．在汽缸内气体温度缓慢降为 T0 的过程中，求： 图 4 ①气体内能的减少量； ②气体放出的热量． 答案　(1)BD　(2)ρV MNA　增大 (3)①2aT0　②2 3p0V0＋2aT0 解析　(3)①ΔU＝U1－U2＝a×3T0－aT0＝2aT0 ②气体发生等压变化，由盖－吕萨克定律得 V0 3T0＝V T0， 解得 V＝V0 3 ， 该过程中外界对气体做功 W＝p0S.ΔV＝2 3p0V0 由热力学第一定律 ΔU＝W＋Q 得， 气体放出热量 Q＝2 3p0V0＋2aT0. 4.(2018·南通等七市三模)(1)一定质量的理想气体从状态 A 经过状态 B 变化到状态 C，其 V－ T 图象如图 5 所示．下列说法正确的有________． 图 5 A．A→B 的过程中，气体对外界做功 B．A→B 的过程中，气体放出热量 C．B→C 的过程中，气体压强不变 D．A→B→C 的过程中，气体内能增加 (2)关于饱和汽与饱和汽压，气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且 进行的速率________，一定温度下的饱和汽压与体积________． (3)如图 6 所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置，用截面积为 S 的轻活塞在汽缸 内封闭着体积为 V0 的气体，此时气体密度为 ρ0.在活塞上加一竖直向下的推力，使活塞缓慢 下降到某位置 O，此时推力大小 F＝2p0S.已知封闭气体的摩尔质量为 M，大气压强为 p0，阿 伏加德罗常数为 NA，环境温度不变．求活塞下降到位置 O 时： 图 6 ①封闭气体的体积 V； ②封闭气体单位体积内的分子数 n. 答案　(1)BC　(2)相等　无关　(3)①1 3V0　②3ρ0NA M 解析　(1)由 V－T 图象知，从 A 到 B 的过程中，气体被等温压缩，外界对气体做功，气体的 内能不变，由热力学第一定律知，气体放出热量，A 项错误，B 项正确；从 B 到 C 的过程中 气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故 C 正确，D 错误． (2)由动态平衡的概念可知，汽化与液化的速率相等，一定温度下饱和汽压与体积无关． (3)①由玻意耳定律有 p0V0＝(p0＋F S)V 解得 V＝1 3V0 ②封闭气体的物质的量 n0＝ρ0V0 M 单位体积内的分子数 n＝n0NA V 解得 n＝3ρ0NA M . 5．(2018·盐城市模拟)(1)下列说法中正确的是________． A．给车胎打气，越来越费力，是由于分子间存在斥力 B．大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在表面张力 C．人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的饱和汽压大 D．单晶体呈现各向异性，是由于晶体内部原子按照一定规则排列 (2)如图 7 为利用饮料瓶制作的“水火箭”．先在瓶中灌入一部分水，盖上活塞后竖直倒置， 利用打气筒充入空气，当内部气压达到一定值时可顶出活塞，便能喷水使“水火箭”发射升 空．在喷水阶段，可以认为瓶内气体与外界绝热，则喷水阶段瓶内气体的温度________ (选 填“升高”“降低”或“不变”)，瓶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”)． 图 7 (3)充气前瓶内已有压强为 1 个标准大气压的空气 2 L，设充气过程中瓶内气体温度保持不变、 瓶的体积不变，当“水火箭”内部气体压强达到 3 个大气压时方可将活塞顶出．则充气装置 需给饮料瓶再充入 1 个标准大气压的空气多少升，“水火箭”方可发射？ 答案　(1)BD　(2)降低　减小　(3)4 L 解析　(1)给车胎打气，越来越费力，主要是由于打气过程中车胎内气体压强增加的缘故，不 是由于分子间存在斥力，故 A 错误；在液体表面，分子间的间距大于平衡距离 r0，分子间作 用力表现为引力，所以液体表面存在表面张力，使大头针能浮在水面上，故 B 正确；人感觉 到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距大，故 C 错误； 单晶体呈现各向异性，是由于晶体内部原子按照一定规则排列形成的，故 D 正确． (2)在喷水阶段瓶内气体体积增大，气体对外做功：W＜0， 喷水阶段瓶内气体与外界绝热，Q＝0，由热力学第一定律得：ΔU＝W＋Q＝W＜0， 气体内能减少，则喷水阶段瓶内气体的温度降低； 喷水过程气体体积增大，气体温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小，瓶内壁 单位面积上所受气体分子撞击的作用力减小； (3)以瓶内气体与充入的气体整体为研究对象，气体的状态参量为： p1＝1 atm，p2＝3 atm，V2＝2 L，气体发生等温变化，由玻意耳定律得： p1V1＝p2V2，解得：V1＝6 L，充入气体的体积：V＝6 L－2 L＝4 L. 6．(2018·盐城市模拟)(1)把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态．将铁丝环 浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的，如图 8 所示．用烧热的针刺破 A 侧的薄膜，则观察到棉线的形状为下图中的________． 图 8 图 9 (2)盛有氧气的钢瓶，从 18 ℃的室内搬到－13 ℃的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动 速率统计分布图象如图 9 所示，则此过程中瓶内氧气的内能________(选填“增大”“不变” 或“减小”)，图中 T1＝________ K. (3)如图 10 所示，一定质量的理想气体从状态 A 经等压过程到状态 B.此过程中，气体压强 p＝ 2.0×105 Pa，放出的热量为 300 J．求气体在： 图 10 ①状态 B 时的体积； ②此过程中内能的变化量． 答案　(1)D　(2)减小　260　(3)见解析 解析　(3)①由盖－吕萨克定律有VA TA＝VB TB， 解得 VB＝6×10－3 m3 ②外界对气体做功 W＝p(VA－VB)＝800 J ΔU＝W＋Q＝500 J 7．(2018·南通市、泰州市一模)(1)下列现象与液体表面张力无关的是________． A．透过布制的伞面可以看见纱线缝隙，而伞面不漏雨水 B．在绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形 C．把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝 D．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起难以分开 (2)做汽车安全气囊的模拟实验时，密封的储气罐与气囊相连，撞击时储气罐阀门自动打开， 大量气体进入气囊，气囊在极短时间内迅速展开，在人体前部形成弹性气垫，然后气囊泄漏、 收缩，从而有效保护人体．气囊展开过程中，将气体视作理想气体，气体的内能________(选 填“增大”“减小”或“不变”)；泄漏、收缩过程中气囊内壁单位面积上受到气体分子撞击 的作用力________(选填“增大”“减小”或“不变”)． (3)如图 11 所示是某气压式柱形保温瓶的结构示意图，活塞只在受到压力时才向下移动．倒 入热水后，活塞 a 的下表面与液面相距 h.两者间密闭有一定质量的气体，密闭气体的压强等 于外界大气压强 p0； 图 11 ①刚倒入热水时，瓶内空气温度为 T1，经过一段时间温度降至 T2，此时瓶内气体的压强多大？ ②当温度降至 T2 时，要把瓶中的水压出瓶外，活塞 a 至少应下降多少距离？(设压活塞过程 中气体温度不变) 答案　(1)D　(2)减小　减小　(3)①T2p0 T1 ②(1－T2 T1)h 解析　(3)①由查理定律有p0 T1＝p2 T2 解得 p2＝T2p0 T1 . ②设活塞的横截面积为 S，下降的距离为 x，由玻意耳定律有 p2hS＝p0(h－x)S 解得 x＝(1－T2 T1)h.