热学（解析版）-2020年高考物理高频

解密16O

承导航龙考誓

核心考点考纲要求

分子动理论的基本观点和实验依据I

阿伏加德罗常数I

气体分子运动速率的统计分布I

温度、内能1

固体的微观结构、晶体和非晶体I

液晶的微观结构I

液体的表面张力现象I

气体实验定律11

理想气体I

饱和蒸气、未饱和蒸气、饱和蒸气压I

相对湿度I

热力学第一定律1

能量守恒定律1

热力学第二定律I

中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位，例如摄氏度、I

标准大气压

”网络和会泳

,基本内容

分子动理论物体的内能：做功、热传递是改变内能的两种方式

温度计与温标

‘气体分子统计规律

描述气体的状态参量

玻意耳定律:PM=P2%

气体.气体实验定律，盖-吕萨克定律（等压）：,=看

查理定律:包=改

〔工T2

热学＜理想气体状态方程:处=鸿

‘晶体

固体，

非晶体

'液体的表面张力

固体、液体和物态变化液体浸润和不浸润现象

液晶

物态变化中的能量变化

'热力学第一定律：AU=W+Q

热力学定律和能量守恒定律热力学第二定律

能量守恒定律

J解密者点凄

一克1台各同的作用力导用俄

於名却徐

一、分子间的作用力

1.分子间有空隙

(1)气体分子间的空隙：气体很容易被压缩，表明气体分子间有很大的空隙。

(2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。

(3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片的分子，能扩散到对方的内部说明固体分子间也存在

着空隙。

2.分子间作用力

(1)分子间虽然有空隙，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

间有空隙，但用力压缩物体，物体内会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间还存在着斥力。

(2)分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

(3)分子间的作用力与分子间距离的关系如图所示，表现了分子力F随分子间距离r的变化情况，由

图中。，图线可知：尸夕和尸斥都随分子间距离的变化而变化，当分子间的距离增大时，F■和尸斥都减小，

但F斥减小得快，结果使得：

①尸ro时，FJI=Fif,分子力尸=0,a的数量级为10」。m；当时，分子力可以忽略。

②Xro时，F,S]<FJf,分子力表现为斥力。

®r>ro时，F.»>F斥,分子力表现为引力

(1)宏观现象的特征是大量分子间分子合力的表现，分子与分子间的相互作用力较小，但大量分子力

的宏观表现合力却很大。

(2)当物体被拉伸时，物体要反抗被拉伸，表现出分子引力，而当物体被压缩时，物体又要反抗被压

缩而表现出分子斥力。

(3)物体状态不同，分子力的宏观特征也不同，如固体、液体很难压缩是分子间斥力的表现；气体分

子间距比较大，除碰撞外，认为分子间引力和斥力均为零，气体难压缩是压强的表现。

二、热平衡与温度

1.温度

(1)宏观上

①温度的物理意义：表示物体冷热程度的物理量。

②与热平衡的关系：各自处于热平衡状态的两个系统，相互接触时，它们相互之间发生了热量的传

递，热量从高温系统传递给低温系统，经过一段时间后两系统温度相同，达到一个新的平衡状态。

(2)微观上

①反映物体内分子热运动的剧烈程度，是大量分子热运动平均动能的标志。

②温度是大量分子热运动的集体表现，是含有统计意义的，对个别分子来说温度是没有意义的。

2.热平衡

(1)一切达到热平衡的物体都具有相同的温度。

(2)若物体与4处于热平衡，它同时也与B达到热平衡，则4的温度等于B的温度，这就是温度计

用来测量温度的基本原理。

3.热平衡定律的意义

热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据。因为互为热平衡的物体具有相同的

温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体

接触，即可比较温度的高低。

4.温度计和温标

(1)温度计

名称原理

水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度

金属电阻温度计根据金属伯的电阻随温度的变化来测量温度

气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度

热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度

(2)温标：定量描述温度的方法。

(3)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃.

在刻度与100℃刻度之间均匀分成100等份，每份算做1℃。

(4)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标

(5)摄氏温度与热力学温度：

摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号r表示，单位是摄氏度，符号为℃

热力学温

热力学温标表示的温度，用符号7表示，单位是开尔文，符号为K

度

换算关系7M+273.15K

三、物体的内能

1.分子势能

分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系

为：

(1)当〉ro时，分子力表现为引力，随着，的增大，分子引力做负功，分子势能增大；

(2)当KH)时，分子力表现为斥力，随着r的减小，分子斥力做负功，分子势能增大；

(3)当时，分子势能最小，但不一定为零，可为负值，因为可选两分子相距无穷远时分子势能

为零；

(4)分子势能曲线如图所示

要记住分子间作用力和分子势能的特点和规律，理解高中物理课本中分子间作用力与分子距离的关系.

图为分子势能跟分子间距离的关系图，抓住关键点：分子间距等于灯时分子势能最小。

2.内能的决定因素

(1)微观决定因素：分子势能、分子的平均动能和分子个数。

(2)宏观决定因素：物体的体积、物体的温度、物体所含物质的多少(即物质的量)。

3.解有关“内能”的题目，应把握以下几点：

(1)温度是分子平均动能的标志，而不是分子平均速率的标志，它与单个分子的动能及物体的动能无

任何关系；

(2)内能是一种与分子热运动及分子间相互作用相关的能量形式，与物体宏观有序的运动状态无关，

它取决于物质的量、温度、体积及物态。

判断分子势能变化的两种方法

方法一：根据分子力做功判断：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

方法二：利用分子势能与分子间距离的关系图线判断。如图所示

4.分析物体的内能问题应当明确以下几点

（1）内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。

（2）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。

（3）通过做功或热传递可以改变物体的内能。

（4）温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同.

名/桶张东钠

（2019•湖北八市联考）分子力尸、分子势能Ep与分子间距离『的关系图线如甲、乙两条曲线所示（取无穷

远处分子势能Ep=0）.下列说法正确的是（）

A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线

B.当r=“时，分子势能为零

C.随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大

D.分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快

E.在内”阶段，分子力减小时，分子势能也一定减小

【试题解析】在，=，b时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故A项正确，B项错误；分子

间作用力随分子间距离增大先减小，然后反向增大，最后又一直减小，C项错误：分子间的引力和斥力都随

分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，D项正确；当rVe时，

分子力表现为斥力，当分子力减小时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减少，E项正确。

名龈踪殊可

1.下列说法正确的是

A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C.物体温度降低，其内能一定增大

D.物体温度不变，其内能一定不变

【答案】B

【解析】温度是物体的分子平均动能的标志，温度升高，物体分子的平均动能一定增大，A错误，B正

确；内能是所有分子的动能和势能的和，不仅与温度有关，还与物体的体积有关，只知道温度一个因

素的变化情况，无法确定物体内能的变化，CD错误。

考克2理想气体收态方程

W於舄知祖

—PV

1.理想气体状态方程：——=C(C为常量)。

T

2.利用气态方程解决问题的基本思路:

zdXA根据题意,选出所研究的某一

第眄L部分一定质量气体

分别找出这部分气体状态发生

我参量变化前后的八V、T数值或表

达式，压强的确定是关键

认过程认清变化过程，正确选用物理规律

选用气态方程或某一实验定律

列方程列式求解，有时要讨论结果的

合理性

气:/糖硅春网

(2019•湖南怀化一模)如图所示，导热性能极好的气缸静止于水平地面上，缸内用横截面积为S、质量为

机的活塞封闭着一定质量的理想气体.在活塞上放一祛码，稳定后气体温度与环境温度相同，均为71.当环

境温度缓慢下降到小时，活塞下降的高度为A%;现取走祛码，稳定后活塞恰好上升A〃.已知外界大气压强

保持不变，重力加速度为g，不计活塞与气缸之间的摩擦，力、72均为热力学温度，求：

(1)气体温度为Ti时，气柱的高度；

(2)祛码的质量.

r绘正结身】小「.(M+fflg)(Ti-r)

［参考答案］(1)._7,△A/?(2)^^2

【试题解析】(1)设气体温度为不时，气柱的高度为4,环境温度缓慢下降到心的过程是等压变化，根

据盖-吕萨克定律有竿=若”

1\12

解得H=~z,—TZTA/Z

T1—T2

(2)设跌码的质量为M,取走跌码后的过程是等温变化

P2=po+®^^V2=(H-A〃)S

P3=po+弩V=HS

Q3

由玻意耳定律得P2%=p3v3

联立解得

名限稼林引

i.对一定质量的理想气体，以下状态变化中可以实现的是

A.降低温度时，压强不变，体积增大B.升高温度时，压强增大，体积减小

C.温度不变时，压强体积都增大，D.升高温度时，体积不变，压强减小

【答案】B

PVPV

【解析】降低温度时，压强不变,根据7r=。知K减小，故A错误;升高温度时，压强增大,根据〒=C

知丫可能减小也可能增大，故B正确；温度不变时，压强增大，根据£E=C知V减小，故C错误；

升高温度时，体积不变，根据-=。知压强增大，故D错误。

考堂3大体实般复辟的囹象问敷

F点名勒钢

i.等温变化图象:

过程类别图线特点示例

P

pV=CT（其中C为恒量），即pV之积越大的等温线

P-V

温度越图，线离原点越远0V

等温过程

1P=CTJ,斜率仁CT,即斜率越大，温度越高

P--

1

V10

1/V

2.等容变化图象:

类别图线

过程特点小例

cC

等容过程P-TT9斜率即斜率越大，体积越小

0T

V2V匕

3.等压变化图象:

过程类别图线特点示例

V

cc

等压过程V-TV=-T,斜率上一，即斜率越大，压强越小勿

1rrt

PP0

P2Vpi

任/雅京东钠

（2019•山东聊城一模）粗细均匀竖直放置的U形管左端封闭右端开口，一段空气柱将水银分为A、B两

部分，水银柱4的长度加=20cm,与封闭端的顶部接触，B部分水银如图所示.右管内用轻活塞密闭了一

定量的气体，活塞与管壁之间的摩擦不计.活塞自由静止时底面与左侧空气柱的下端在同一水平面上，此

时左管内气柱的长度及=15cm,B部分水银两液面的高度差力2=45cm,外界大气压强po=75cmHg.所有

气体均为理想气体，保持温度不变，将活塞缓慢上提，当A部分的水银柱恰好对U形管的顶部没有压力

时，求活塞移动的距离.

【参考答案】30cm

【试题解析】设U形管的横截面积为S,活塞移动后左、右气体的长度分别变为L、£2

对左侧气体pi=po2、V]=L（）S

P2=h、、V2=L\S

PI%=p2V2

解得:£i=22.5cm

对右侧被密闭气体：

r

p\=po、V/=h2S,p2'=/+功-2（/一£0）、V2=L2S

f

p\V/=P2‘v2,解得：£2=67.5cm

活塞上提的高度d=Li—{hi—（Li—£（））]

d=30cm

1.如图所示，一定质量的理想气体，经过图线ATB—CTA的状态变化过程，A8的延长线过。点，CA与

纵轴平行。由图线可知

A.过程压强不变,气体对外做功

B.B-C过程压强增外大界,对气体做功

C.C—4过程压强不气变体,对外做功

D.C-4过程压强减外小界,对气体做功

【答案】B

【解析】由题图可知，过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不

变，体积减小，外界对气体做功，故A错误；如图作过C点的等容线，则体积相等的情况下，C的温度

高，所以C的压强一定比AB的压强大，由图可知3-C过程体积减小，温度升高，压强增大，外界对

气体做功故B正确；由上面分析知，C-4过程温度不变，气体的体积增大，压强减小，气体对外界做功,

故CD错误。

考-4计算气体密移的你用方塔

名於名知徐

气体压强的计算问题，可以转化为力学问题进行处理。具体如下：

参考液面法

（1）主要依据是液体静力学知识：

①静止（或匀速）液面下深〃处的压强为，=pg"。注意人是液体的竖直深度。

②若静止（或匀速）液面与外界大气接触，则液面下深h处的压强为p=Po+pgh,Po为外界大气压强。

③帕斯卡定律：加在密闭静止液体（或气体）上的压强能够大小不变地由液体（或气体）向各个方向

传递。

④连通器原理：在连通器中，同一种液体（中间液体不间断）的同一平面上时压强是相等的。

（2）计算压强的步骤：

①选取假想的一个液体薄片（不计自身重力）为研究对象；

②分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去横截面积，得到薄片两侧的压强平衡方程；

③解方程，求得气体压强。

平衡条件法

对于用固体（或活塞）封闭静止容器内的气体，要求气体的压强，可对固体（或活塞）进行受力分析,

然后根据平衡条件列式求解。

动力学法

当与气体相连的系统加速运动时，要求气体的压强，可以选择与气体相连的合适的研究对象（如活塞、

气缸等），对其进行受力分析，然后根据牛顿第二定律列动力学方程进行求解。在对系统进行分析时，可

针对具体情况选用整体法或隔离法。

任/幡源求钠

（2018•河南省驻马店市）如图所示，上细下粗的玻璃圆管，上端开口且足够长，下端封闭，细管部分

的横载面积与=1cmZ,粗管部分的横截面积Sz=2cm?。用适量的水银在管内密封一定质量的理想气体，初

始状态封闭气体的温度为4=57℃,封闭气柱的长度L=22cm,细管和粗管中水银柱的高度均为%=2cm。

大气压强恒为po=76cmHgo（绝对零度取-273℃）

（1）求仁57℃时管内气体压强（单位用cmHg表示）；

（2）对封闭气体缓慢加热，当租管中的水银刚好全部压入细管时管内气体压强（单位用cmHg表示）;

（3）当粗管中的水银刚好全部压入细管时，气体的温度开高到G为多少。

【参考答案】（1）P\-80cmHg（2）p2=82cmHg（3）t2=96℃

【试题解析】（1）由题意知Pl=Po+2%

所以气体压强为P|=80cmHg

（2）设水银全部进入细管后，高度为水银总体积不变，所以S*=S1%+S2%

则得〃'=6cm

此时气体的压强为=A）+

代入数据得p2=82cmHg

（3）由气体的状态岁=喈得华=应#1

二L£T2

由4=4+273=330K求出当水银刚好全部压入细管时，气体的温度为T2=369K

即L=96℃

//限踪在可

1.如图所示，玻璃管A上端封闭，3上端开口且足够长，两管下端用橡皮管连接起来，A管上端被一段水

银柱封闭了一段长为6cm的气体，外界大气压为75cmHg,左右两水银面高度差为5cm,温度为力二

27℃o

（1）保持温度不变，上下移动8管，使4管中气体长度变为5cm,稳定后的压强为多少？

（2）稳定后保持B不动，为了让A管中气体体积回复到6cm,则温度应变为多少？

【答案】（l）96cmHg（2）94.5℃

【解析】（1）设玻璃管的横截面积为5,气体做等温变化PA尸po+pg/M=（75+5）cmHg=80cmHg

VA\=6SVAI=5S

PA\VA\=PA2VA2

PA2=96cmHg

（2）pA3=pA2+pgh3=（96+2）cmHg=98cmHg

-Al_PA3

73=367.5K

故f3=94.5℃

一一5类向题的解题技巧

名/盛名知钢

气缸类问题是热学部分典型的综合问题，它需要考查气体、气缸或活塞等多个研究对象，涉及热学、

力学乃至电学等物理知识，需要灵活地运用相关知识来解决问题。

1.解决气缸类问题的一般步骤

（1）弄清题意，确定研究对象。一般地说，研究对象分为两类：热烈学研究对象（一定质量的理想气

体）；力学研究对象（气缸、活塞或某系统）。

（2）分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体

定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。

（3）注意挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。

（4）多个方程联立求解，对求解的结果注意检验它们的合理性。

2.气缸类问题的几种常见类型

（1）气体系统处于平衡状态。需要综合应用气体定律和物体的平衡条件解题。

（2）气体系统处于非平衡状态。需综合应用气体定律和牛顿第二定律解题。

（3）封闭气体的容器（如气缸、活塞、玻璃管等）与气体发生相互作用的过程中，如果满足守恒定律

的适用条件，可根据相应的守恒定律解题。

（4）两个或多个气缸封闭着几部分气体，并且气缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气

体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后

联立求解。

名/幡源东钠

（2018•东北三省四市）用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热气缸分隔成A、B两部分，每部分都

封闭有气体，此时A、B两部分气体压强之比为5：3,上下两部分气体体积相等。（外界温度保持不变，不

计活塞和气缸间的摩擦，整个过程不漏气）。

乙

（1）如图甲，若活塞为轻质活塞，拔去销钉后，待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比；

（2）如图乙，若活塞的质量为M,横截面积为S,拔去销钉并把气缸倒置，稳定后A、8两部分气体

体积之比为1：2,重力加速度为g,求后来8气体的压强。

【参考答案】⑴3:4⑵笈=学

7s

【试题解析】（1）设A气体的体积为匕由玻意耳定律得到：

-+P：\=PB

解得：△VM'V,B部分气体体积与原来的体积之比为3:4

4

P5

（2）初始状态：-A--

最终平衡状态：PA=PB+^-

S

设气缸总容积为V,A、8两部分气体做等温变化

V.VV.V

竹"5

联立得到：心嘿

i.如图所示，绝热性能良好的汽缸开口向上，缸中用绝热性能良好的活塞封闭一段气体，气柱的长为h,

活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，活塞的质量为必，横截面积为S,大气压强为开始时缸中气

体的温度为乙，重力加速度为g.

①若在汽缸上放一个质量为m的物块，再给缸中气体加热，使气柱长仍为〃，则加热后气体的温度为

多少？

②若只给缸中气体缓慢加热，当气体温度为2G时，电热丝产生的热量为Q,则气体的内能增加多少？

po5+2〃?g

【答案】①poS+mg冗＞®Q-poSh—mgh

【解析】①没有放物块时，缸内气体的压强为0=po+警

放一个质量为根的物块后，缸内气体的压强为

P2—po+s

则有:皆选

poS+2mg

解得:Ti=

poS+mg7b;

②若只给缸中气体缓慢加热，气体发生等压变化，当气体温度为2n时，设活塞上升的高度为〃，则有

hS_(H+h)S

五—27b

解得：H=h

此过程气体对外做功

W=p\SH==poSh+mgh

根据热力学第一定律，气体的内能增加量为

NE=Q_W=Q—p（）Sh—mgh

因1缺射高考凄

1.（2019•新课标全国I卷）（5分）某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可

视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中

的空气压强与外界相同。止匕时，容器中空气的温度（填“高于”“低于”或“等于“）外界温度，

容器中空气的密度（填“大于”“小于”或“等于”）外界空气的密度。

【答案】低于大于

【解析】由题意可知，容器与活塞绝热性能良好，容器内气体与外界不发生热交换，故△Q=0,但活

塞移动的过程中，容器内气体压强减小，则容器内气体正在膨胀，体积增大，气体对外界做功，即W<0,

根据热力学第一定律可知：AUnAQ+Wv。，故容器内气体内能减小，温度降低，低于外界温度。

nq

最终容器内气体压强和外界气体压强相同，根据理想气体状态方程：PV^nRT,乂P=一，机为容

PYYI

器内气体质量。联立得：p=——，取容器外界质量也为“，的一部分气体，由于容器内温度T低于外

nRT

界温度，故容器内气体密度大于外界。

2.（2019•新课标全国1卷）（10分）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰

性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材

料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013n?,炉腔

抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氧气压入到炉腔中。已知每瓶氨气的容积为3.2x10-2m3,使用前瓶

中气体压强为1.5x107pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0x106pa；室温温度为27瀛气可视为理想

气体。

（1）求压入氮气后炉腔中气体在室温下的压强；

（2）将压入氤气后的炉腔加热到1227°C,求此时炉腔中气体的压强。

78

【答案】（1）p2=3.2xl0Pa（2）p3=1.6xl0Pa

【解析】（1）设初始时每瓶气体的体积为人，压强为“；使用后气瓶中剩余气体的压强为0。假设体积

为％、压强为po的气体压强变为pi时，其体积膨胀为口。由玻意耳定律

/A）Vo=piVl①

被压入进炉腔的气体在室温和0条件下的体积为

--%②

设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为P2,体积为匕。由玻意耳定律

P2V2=10/%匕③

联立①②③式并代入题给数据得

P2=3.2X|07Pa④

（2）设加热前炉腔的温度为7b,加热后炉腔温度为丁I,气体压强为小，由查理定律

华=华⑤

'\'0

联立④⑤式并代入题给数据得

P3=1.6X108pa⑥

3.（2019•新课标全国II卷）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不

同状态，对应的温度分别是不、乃、73。用M、M、M分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞

击容器壁上单位面积的次数，则M此，Tin，MM。（填"大于小于”或“等于“）

P，

2P\

Pi

O

【答案】大于等于大于

【解析】1、2等体积，2、3等压强由叱=,求7■得：毕=竽，V!=V2,故与=杀,可得：T\=1T2,

即力>4，由于分子密度相同，温度高，碰撞次数多，故N|>N2；由于产P3%；故丁尸小；则73>72,

又点=03,2状态分析密度大，分析运动缓慢，单个分子平均作用力小，3状态分子密度小，分子运动剧

烈，单个分子平均作用力大。故3状态碰撞容器壁分子较少，即N2>M。

4.（2019•新课标全国II卷）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2s和S的两个汽缸连通而成，容器平

放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气

和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为曲和W,氢气的体积为2%,空气的压强为p。现缓慢地将中

部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：

（1）抽气前氢气的压强；

（2）抽气后氢气的压强和体积。

1T,45+〃)%

【答案】(1)p\o=-(po+p)(2)匕=-----------

22po+p

【解析】(1)设抽气前氢气的压强为〃K),根据力的平衡条件得

(pio-p)-2S=(po-p)①

得〃io=；(po+p)②

(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为“和％,氢气的压强和体积分别为P2和3，根据力的平衡条件

有prS=p「2S@

由玻意耳定律得p\V\=p\(r2Vo@

0V2=po・Vb(5)

由于两活塞用刚性杆连接，故

Vi-2Vb=2(V0-V2)⑥

联立②③④⑤⑥式解得

11Q

P\=~Po+~P(>

y尸智—LA

2Pzp

5.(2019•新课标全国III卷)(5分)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的

油酸酒精溶液，稀释的目的是。

实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以

___________________________________________________o为得到油酸分子的直径，还需测量的物理

量是»

【答案】使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地

滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积油膜稳定

后得表面积So

【解析】油膜法测量分子大小需要形成单分子油膜，故而需要减少油酸浓度；一滴油酸的

体积非常微小不易准确测量，故而使用累积法，测出N滴油酸溶液的体积V,用V与N的

比值计算一滴油酸的体积；由于形成单分子油膜，油膜的厚度〃可以认为是分子直径，故

而还需要测量出油膜的面积S,以计算厚度/1=巳。

kJ

6.(2019•新课标全国HI卷)(10分)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0

cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置,

水银柱下表面恰好位于管口处，旦无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cm

Hg,环境温度为296K。

“2.0cm

2.0cm;■7

(1)求细管的长度；

(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密

封气体的温度。

【答案】(1)4=41cm(2)7=312K

【解析】(1)设细管的长度为L,横截面的面积为S,水银柱高度为〃；初始时，设水银柱匕表面到管口

的距离为加，被密封气体的体积为％压强为p；细管倒置时，气体体积为口，压强为0。由玻意耳定律

有

pV-p\V\①

由力的平衡条件有

p=po+pgh②

p\=po-pgh(3)

式中，p、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，po为大气压强。由题意有

V=S(L-hi-h)④

Vi=5⑤

由①②③④⑤式和题给条件得

L=4Icm⑥

（2）设气体被加热前后的温度分别为7L和T,由盖-吕萨克定律有

VV）-

TQ~^T⑦

由④⑤⑥⑦式和题给数据得

T=312K⑧

7.（2019•北京卷）下列说法正确的是

A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度

B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和

C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关

D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变

【答案】A

【解析】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化,

内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强。A.温度是分子平均动

能标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确；B.内能是物体

中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误；C.由压强公式=可

知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，故C错误；D.温度是分

子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误。

8.（2019・江苏卷）在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体

A.分子的无规则运动停息下来

B.每个分子的速度大小均相等

C.分子的平均动能保持不变

D.分子的密集程度保持不变

【答案】CD

【解析】分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停

止，故A错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每

个分子的动能都相等，故B错误，C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密

集程度不变，故D正确。

9.（2019・江苏卷）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中，水分子之间的相

互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥力”）.分子势能稣和分子间距离/•的关系图象如题13A-1图

所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中（选填“A”“8”或“的位置.

【答案】引力C

【解析】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于石，所以水分子之间的相互作用总

体上表现为引力，由于当分子间距离为与时，分子间作用力为0,分子势能最小即图中的B

点，由于表面层中分子间距大于石，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位

置。

10.（2019・江苏卷）如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历A-B的等压过程，B-C的绝热过程（气体

与外界无热量交换），其中B-C过程中内能减少900J.求Z-8-C过程中气体对外界做的总功.

（题13A-2图）

【答案】W=1500J

【解析】由题意可知，A-6过程为等压膨胀，所以气体对外做功为：叱=-尸（％-匕），

C过程：由热力学第一定律得：吗=△",则气体对外界做的总功为：卬=-（叱+叱）,

代入数据解得：W=1500J。

11.（2018•新课标全国H卷）对于实际的气体，下列说法正确的是

A.气体的内能包括气体分子的重力势能

B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能

C.气体的内能包括气体整体运动的动能

D.气体体积变化时，其内能可能不变

E.气体的内能包括气体分子热运动的动能

【答案】BDE

【解析】气体的内能等于所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故AC错，BE对；根据热力学第

一定律AU=W+Q知道，改变内能的方式有做功和热传递，所以体积发生变化时，内能可能不变，

故D正确。

12.（2018•新课标全国III卷）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如广丫图中从a到

%的直线所示。在此过程中

A.气体温度一直降低

B.气体内能一直增加

C.气体一直对外做功

D.气体一直从外界吸热

E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功

【答案】BCD

【解析】一定质量的理想气体从“到人的过程，由理想气体状态方程必匕可知，Th>Ttl,即气

体的温度一直升高，选项A错误：根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项

B正确；由于从。到b的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；根据热力学第

-定律，从。到匕的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一

部分对外做功，选项E错误。

13.（2018•新课标全国1卷）如图，一定质量的理想气体从状态。开始，经历过程①、②、③、④到达状

态e,对此气体，下列说法正确的是

A.过程①中气体的压强逐渐减小

B.过程②中气体对外界做正功

C.过程④中气体从外界吸收了热量

D.状态c、d的内能相等

E.状态d的压强比状态6的压强小

【答案】BDE

【解析】本题考查对一定质量的理想气体的V-T图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理

想气体内能及其相关的知识点。

由理想