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◆專題九熱學(xué)(選修3-3模塊),高考領(lǐng)航,真題剖析,備考跨越,高考領(lǐng)航過真題做筆記,真題在線,1.(2018全國Ⅰ卷,33)(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程①,②,③,④到達(dá)狀態(tài)e.對此氣體,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.過程①中氣體的壓強逐漸減小B.過程②中氣體對外界做正功C.過程④中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c,d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小,,解析:過程①中,氣體由a到b,體積V不變、T升高,則壓強增大,A錯誤;過程②中,氣體由b到c,體積V變大,對外界做正功,B正確;過程④中,氣體由d到e,溫度T降低,內(nèi)能ΔU減小,體積V不變,氣體不做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W得Qpc,由c到d的過程,溫度不變,Vcpd,故pb>pc>pd,E正確.答案:BDE,內(nèi)容排查:T-V圖像□氣體實驗定律□熱力學(xué)第一定律□理想氣體的內(nèi)能□心得筆記:,,2.(2018全國Ⅱ卷,33)(多選)對于實際的氣體,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B.氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運動的動能D.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運動的動能,,解析:氣體的內(nèi)能不考慮氣體自身重力的影響,故氣體的內(nèi)能不包括氣體分子的重力勢能,選項A錯誤;實際氣體的內(nèi)能包括氣體的分子動能和分子勢能兩部分,選項B,E正確;氣體整體運動的動能屬于機械能,不是氣體的內(nèi)能,選項C錯誤;氣體體積變化時,分子勢能發(fā)生變化,氣體溫度也可能發(fā)生變化,即分子勢能和分子動能的和可能不變,選項D正確.答案:BDE,內(nèi)容排查:實際氣體的內(nèi)能□心得筆記:,,,3.(2018北京卷,14)關(guān)于分子動理論,下列說法正確的是()A.氣體擴散的快慢與溫度無關(guān)B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動C.分子間同時存在著引力和斥力D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大,解析:在其他條件不變的情況下,溫度越高,氣體擴散得越快,選項A錯誤;布朗運動是顆粒的運動,從側(cè)面反映了液體分子的無規(guī)則運動,選項B錯誤;分子間同時存在著引力和斥力,選項C正確;分子間的引力總是隨著分子間距的增大而減小,選項D錯誤.答案:C,內(nèi)容排查:布朗運動與擴散現(xiàn)象□分子力□,,心得筆記:,4.(2018全國Ⅲ卷,33)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣.當(dāng)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0cm和l2=12.0cm,左邊氣體的壓強為12.0cmHg.現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊.求U形管平放時兩邊空氣柱的長度.在整個過程中,氣體溫度不變.,,解析:設(shè)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2.U形管水平放置時,兩邊氣體壓強相等,設(shè)為p,此時原左、右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1′和l2′.由力的平衡條件有p1=p2+ρg(l1-l2),式中ρ為水銀密度,g為重力加速度大小.由玻意耳定律有p1l1=pl1′,p2l2=pl2′,兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1′-l1=l2-l2′,由各式和題給條件得l1′=22.5cm,l2′=7.5cm.答案:22.5cm7.5cm,內(nèi)容排查:封閉氣體壓強的計算□玻意耳定律□,,心得筆記:,,內(nèi)容排查:力的平衡條件□玻意耳定律□,,心得筆記:,真題剖析析真題得技法,考向一分子動理論固體液體,【典例1】(2018湖南長沙4月模擬)(多選)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.布朗運動和擴散現(xiàn)象說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C.單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性,而多晶體和非晶體是各向同性的D.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時,分子間的距離越大,分子勢能越小E.溫度升高時,分子熱運動的平均動能一定增大,是指所有分子的速率都增大,,解析:根據(jù)分子動理論知識可知,布朗運動和擴散現(xiàn)象均表明分子做無規(guī)則熱運動,故A正確;葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用,故B正確;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的,而多晶體和非晶體是各向同性的,故C正確;當(dāng)兩分子間距大于平衡位置的間距r0時,分子間的距離越大,分子勢能越大,故D錯誤;溫度升高時,分子熱運動的平均動能一定增大,但并非所有分子的速率都增大,故E錯誤.答案:ABC,1.解決估算類問題的三點注意(1)固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起,可看成球體或立方體;氣體分子只能按立方體模型計算所占的空間.(2)狀態(tài)變化時分子數(shù)不變.(3)阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁,計算時要注意抓住與其有關(guān)的三個量:摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量.2.分子動理論的三個核心要點(1)分子模型、分子數(shù)①分子模型:球模型:V=πR3,立方體模型:V=a3.,規(guī)律總結(jié),,(2)分子運動:分子永不停息地做無規(guī)則運動,溫度越高,分子的無規(guī)則運動越劇烈,即平均速率越大,但某個分子的瞬時速率不一定大.(3)分子勢能、分子力與分子間距離的關(guān)系.,,3.固體和液體的主要特點(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同,表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同.晶體具有確定的熔點.單晶體表現(xiàn)出各向異性,多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性.晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化.(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài),所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間.液晶具有流動性,在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性.(3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢,表面張力的方向跟液面相切.,,【預(yù)測練1】(2018吉林省吉林市三模)(多選)下列說法中正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距B.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程一定是可逆過程C.用油膜法估測分子直徑的實驗中,把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上,待測油酸面擴散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊后凹陷又恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮D.液晶具有液體的流動性又具有晶體的各向異性,從某個方向看其分子排列比較整齊,但從另一方向看,分子的排列是雜亂無章的E.溫度高的物體分子平均動能和內(nèi)能一定大,,解析:空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距影響蒸發(fā)快慢以及人們對干爽與潮濕的感受,故A正確;機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機械能,而不產(chǎn)生其他影響,故B錯誤;用油膜法估測分子直徑的實驗中,把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上,待測油酸面擴散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮,故C正確;液晶具有液體的流動性,同時具有晶體的各向異性,故D正確;物體的內(nèi)能由物體的體積、溫度和物質(zhì)的量共同決定,故溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但溫度越高分子的平均動能一定越大,故E錯誤.答案:ACD,【預(yù)測練2】(2018河南濮陽三模)(多選)關(guān)于固體、液體和物態(tài)變化,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.當(dāng)人們感到潮濕時,空氣的絕對濕度一定較大B.當(dāng)分子間距離增大時,分子間的引力減小,斥力增大C.一定量的理想氣體,在壓強不變時,氣體分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少D.水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大E.各種晶體中的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的,,解析:相對濕度越大,人就感受到越潮濕,故A錯誤;當(dāng)分子間距離增大時,分子間引力和斥力同時減小,故B錯誤;溫度升高,分子對器壁的平均撞擊力增大,要保證壓強不變,分子單位時間對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)必減少,故C正確;水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大,故D正確;各種晶體中的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的,從而在宏觀上表現(xiàn)為各向異性,故E正確.答案:CDE,考向二氣體實驗定律的應(yīng)用,【典例2】(2018全國Ⅱ卷,33)如圖,一豎直放置的汽缸上端開口,汽缸壁內(nèi)有卡口a和b,a,b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a,b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體.已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計它們之間的摩擦.開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強均為p0,溫度均為T0.現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體,直至活塞剛好到達(dá)b處.求此時汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功.重力加速度大小為g.,,審題突破,,應(yīng)用氣體實驗定律的三個重點環(huán)節(jié),規(guī)律總結(jié),,【預(yù)測練3】(2018重慶模擬)如圖所示,一下端開口的豎直固定圓筒,導(dǎo)熱性良好圓筒內(nèi)橫截面積為S,內(nèi)有甲、乙兩活塞,甲、乙質(zhì)量分別為m,M,豎立的勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在水平地面上,上端與活塞乙連接,圓筒上端與下端開口均與大氣相通.兩活塞間密閉一定質(zhì)量的理想氣體,兩活塞間距為h,均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對活塞甲施加向下的壓力,使其緩慢下移.已知甲、乙都可沿圓筒無摩擦地上下滑動且不漏氣,大氣壓強為p0,環(huán)境溫度不變,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則當(dāng)施加的壓力為F時,求:,,解析:(1)活塞甲受力平衡,則有pS=p0S+mg+F解得p=p0+.答案:(1)p0+,(1)氣體的壓強p;,,(2)整個過程活塞甲下移的距離x.,,(1)給左管的氣體加熱,則當(dāng)U形管兩邊水銀面等高時,左管內(nèi)氣體的溫度為多少?,答案:(1)342.9K,,,解析:(2)設(shè)氣柱恢復(fù)原長時壓強為p3,初狀態(tài):壓強p2=76cmHg,體積V2=80cmS,末狀態(tài):壓強p3=?,體積V3=V1=76cmS,根據(jù)玻意耳定律可得p2V2=p3V3解得p3=80cmHg>76cmHg,故右側(cè)水銀柱比左側(cè)高,根據(jù)平衡可得p3=pΔh′+p0解得pΔh′=4cmHg所以高度差為4cm.答案:(2)4cm,(2)在(1)問的條件下,保持溫度不變,往右管緩慢加入水銀直到左管氣柱恢復(fù)原長,問此時兩個水銀面的高度差.,考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用,【典例3】(2018河南濮陽二模)一截面積為S的汽缸豎直倒放,汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),氣柱的長度為L,活塞與汽缸壁無摩擦,氣體處于平衡狀態(tài),如圖1所示,現(xiàn)保持溫度不變,把汽缸傾斜,使汽缸側(cè)壁與豎直方向夾角為θ=37,重新達(dá)到平衡后,如圖2所示,設(shè)大氣壓強為p0,汽缸導(dǎo)熱良好.已知sin37=0.60,cos37=0.80,重力加速度為g,求:,,(1)此時理想氣柱的長度;,,(2)分析說明汽缸從豎直倒放到傾斜過程,理想氣體吸熱還是放熱.,解析:(2)由(1)得出氣體體積減小,外界對氣體做功,由熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q,氣體等溫變化ΔU=0,故氣體放出熱量.,答案:(2)放熱,,理想氣體相關(guān)三量ΔU,W,Q的分析思路1.內(nèi)能變化量ΔU的分析思路(1)由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化.溫度升高,內(nèi)能增加;溫度降低,內(nèi)能減少.(2)由公式ΔU=W+Q分析內(nèi)能變化.2.做功情況W的分析思路(1)由體積變化分析氣體做功情況.體積膨脹,氣體對外界做功;體積被壓縮,外界對氣體做功.(2)由公式W=ΔU-Q分析氣體做功情況.3.氣體吸、放熱Q的分析思路:一般由公式Q=ΔU-W分析氣體的吸、放熱情況.,規(guī)律總結(jié),【預(yù)測練5】(2018江蘇鹽城二模)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與汽缸底部相距h,此時封閉氣體的溫度為T,現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體吸收熱量Q時,氣體溫度上升到1.5T,已知大氣壓強為p0,重力加速度為g,不計活塞與汽缸的摩擦,求:,,(1)加熱后活塞到汽缸底部的距離;,,(2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量.,解析:(2)根據(jù)受力平衡可得封閉氣體的壓強p=p0+氣體體積膨脹對外做功,故W=-p(h′-h)S根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q聯(lián)立可得ΔU=Q-0.5h(p0S+mg).答案:(2)Q-0.5h(p0S+mg),【預(yù)測練6】(2018吉林三模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其p-V圖像如圖所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃,求:,,(1)該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度分別為多少K?,答案:(1)600K300K,,(2)該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?,答案:(2)放熱1000J,備考跨越構(gòu)網(wǎng)絡(luò)練培優(yōu),網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,培優(yōu)精練,【培優(yōu)練1】(2018全國Ⅲ卷,33)(多選)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示.在此過程中.(填正確答案標(biāo)號)A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加C.氣體一直對外做功D.氣體一直從外界吸熱E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功,,答案:BCD,【培優(yōu)練2】(2018第二次全國大聯(lián)考)某型號汽車輪胎的容積為25L,輪胎內(nèi)氣壓安全范圍為2.5～3.0atm.胎內(nèi)氣體27℃時胎壓顯示為2.5atm.(1atm表示一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)(1)假設(shè)輪胎容積不變,若胎內(nèi)氣體的溫度達(dá)到57℃,輪胎內(nèi)氣壓是否在安全范圍?,,答案:(1)在安全范圍,(2)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA=61023mol-1,1atm,0℃狀態(tài)下,1mol任何氣體的體積為22.4L.求輪胎內(nèi)氣體的分子數(shù)為多少?(保留2位有效數(shù)字),,答案:(2)1.51024個,【培優(yōu)練3】(2018上海二模)如圖所示,用細(xì)管連接A,B兩個絕熱的汽缸,細(xì)管中有一可以自由移動的絕熱活塞M,細(xì)管容積不計.A,B中分別裝有完全相同的理想氣體,初狀態(tài)的體積均為V1=1.010-2m3,壓強均為p1=1.0105Pa,溫度和環(huán)境溫度相同且均為t1=27℃,A中導(dǎo)熱活塞N的橫截面積SA=500cm2.現(xiàn)緩緩加熱B中氣體,保持A中氣體的溫度不變,同時給N施加水平向右的推力,使活塞M的位置始終保持不變.穩(wěn)定時,推力F=103N,外界大氣壓p0=1.0105Pa,不計活塞與缸壁間的摩擦.求:,,(1)A中氣體的壓強;(2)活塞N向右移動的距離;,答案:(1)1.33105Pa(2)5cm,,(3)B中氣體的溫度.,答案:(3)127℃,