高中物理3-3知识点总结72241.doc

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高中物理3-3复习指南
一、分子动理论
1、物体是由大量分子组成的
微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0
宏观量：物质体积V、摩尔体积VA、物体质量m、摩尔质量M、物质密度ρ。
联系桥梁：阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1）
（1） 分子质量：
（2）分子体积：（对气体，V0应为气体分子占据的空间大小）
（3）分子大小：(数量级10-10m)
球体模型． 直径（固、液体一般用此模型）
油膜法估测分子大小： —单分子油膜的面积，V—滴到水中的纯油酸的体积
立方体模型． （气体一般用此模型；对气体，d应理解为相邻分子间的平均距离）
注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；
气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
（4）分子的数量： 或者
2、分子永不停息地做无规则运动
（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。
（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。
发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．
① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动．
②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动．
③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹．
④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显．
3、分子间存在相互作用的引力和斥力
①分子间引力和斥力一定同时存在，且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，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力
③分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－10m）与10r0。
（ⅰ）当分子间距离为r0时，分子力为零。
（ⅱ）当分子间距r＞r0时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时，分子力先增大后减小
（ⅲ）当分子间距r＜r0时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由r0减小时，分子力不断增大
二、温度和内能
1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律。
2、分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。①温度是分子平均动能大小的标志。
②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同）．
x
0
EP
r0
3、分子势能 (1)一般规定无穷远处分子势能为零，
(2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。
(3)分子势能与分子间距离r0关系
①当r＞r0时，r增大，分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。
②当r＞r0时，r减小，分子力为斥力，分子力做负功分子势能增大。
③当r=r0（平衡距离）时，分子势能最小（为负值）
(3)决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。（注意体积增大，分子势能不一定增大）
从微观上看：分子势能跟分子间距离r有关。
4、内能：物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和
（1）内能是状态量 （2）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。
（3）物体的内能由物质的量（分子数量）、温度（分子平均动能）、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观机械运动状态无关．内能与机械能没有必然联系．
三、热力学定律和能量守恒定律
1、改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
①等效不等质：做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移，它们改变内能的效果是相同的。
②概念区别：温度、内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移．
2、热力学第一定律
(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和等于物体的内能的增加量ΔU (2)数学表达式为：ΔU＝W+Q

做功W
热量Q
内能的改变ΔU
取正值“+”
外界对系统做功
系统从外界吸收热量
系统的内能增加
取负值“－”
系统对外界做功
系统向外界放出热量
系统的内能减少
(3)符号法则：

(4)绝热过程Q＝0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”
(5)对理想气体：①ΔU取决于温度变化，温度升高ΔU>0，温度降低ΔU<0 ②W取决于体积变化，v增大时，气体对外做功，W<0；v减小时，外界对气体做功，W>0；③特例：如果是气体向真空扩散，W＝0
3、能量守恒定律：
（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。
（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。（违背能量守恒定律）
4、热力学第二定律
（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。
（2）说明：①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。
②热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。
③热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。
（3）热力学第二定律的两种表述
①克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
②开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。
（4）热机①热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从高温热源吸收热量Q1，推动活塞做功W，然后向低温热源（冷凝器）释放热量Q2。（工作条件：需要两个热源） ②由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2 ③我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用η表示，即η= W / Q1 ④热机效率不可能达到100%
（5）第二类永动机①设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。
②第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。
（6）推广：与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。例如；扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散。
（7）熵和熵增加原理
①热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序程度增大的方向进行。
②熵：衡量系统无序程度的物理量，系统越混乱，无序程度越高，熵值越大。
③熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。热力学第二定律也叫做熵增加原理。
（8）能量退降：在熵增加的同时，一切不可逆过程总是使能量逐渐丧失做功的本领，从可利用状态变成不可利用状态，能量的品质退化了。（另一种解释：在能量转化过程中，总伴随着内能的产生，分子无序程度增加，同时内能耗散到周围环境中，无法重新收集起来加以利用）
四、固体和液体
1、晶体和非晶体

晶　体
非晶体
单晶体
多晶体
外　形
规　则
不规则
不规则
熔　点
确　定
不确定
物理性质
各向异性
各向同性
①晶体内部的微粒排列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性），由于多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（单晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则。
②晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。分子平均动能不变，温度不变。
2、液晶：介于固体和液体之间的特殊物态
物理性质①具有晶体的光学各向异性——在某个方向上看其分子排列比较整齐
②具有液体的流动性——从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．
3、液体的表面张力现象和毛细现象
（１）表面张力──表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，r＞r0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．
（２）浸润和不浸润现象：

附着层的液体分子比液体内部
分子力表现
附着层趋势
毛细现象
浸润
密
排斥力
扩张
上升
不浸润
稀疏
吸引力
收缩
下降
（３）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。
①管的内径越细，液体越高 ②土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来
五、气体实验定律 理想气体
（1）探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法
（2）三种变化：①等温变化，玻意耳定律：PV＝C②等容变化，查理定律： P / T＝C
③等压变化，盖—吕萨克定律：V/ T＝C
等温变化
T1＜T2
p
V
T1
T2
O
等容变化
V1＜V2
p
T
V1
V2
O
等压变化
p1＜p2
V
T
p1
p2
O

提示：
①等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）
②图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法
③对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度t，则交点坐标为－273.15
（3）理想气体状态方程
①理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 ，与气体的体积无关。
②对一定质量的理想气体，有（或） （为摩尔数）
（4）气体压强微观解释：大量气体分子对器壁频繁地碰撞产生的。压强大小与气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数有关。决定因素：①气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定②单位体积内的分子数(分子密度)，从宏观上看由气体的体积决定
六、饱和汽和饱和汽压
1、饱和汽与饱和汽压：
在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。
饱和汽压影响因素：①与温度有关，温度升高，饱和气压增大 ②饱和汽压与饱和汽的体积无关
3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
（2）空气的相对湿度：
相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。
（3） 干湿泡湿度计：两温度计的示数差别越大，空气的相对湿度越小。

高考物理 专题 选修3-3热学
考点一　分子动理论　内能
1.（多选）关于扩散现象，下列 说法正确的是（　　）
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.下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（　　）
A.分子间距离减小时分子势能一定减小 B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
3.（多选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混 匀.关于该现象的分析正确的是（　　）
a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 b.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
c.使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
4.（多选）对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　）
A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
5.（多选）如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（　　）
A.内能增大 B.压强增大 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大
6.下列说法中正确的是（　　）
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
7.下列说法正确的是（　　）
A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动
C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D.物体对外界做功，其内能一定减少
8.下列四幅图中，能正确反映分子间 作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（　　）

9.（多选）下列关于布朗运动的说法正确的是（　　）
A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈
C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
10.清晨，草叶上的露珠是由空气中的 水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的（　　）
A.引力消失，斥力增大 B.斥力消失，引力增大 C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大
11.（多选）两分子间的斥力和引力 的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列 说法正确的是（　　）
A.在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B.在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 C.在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D.在r＝r0时，分子势能为零 E.分子动能和势能之和在整个过程中不变
考点二　固体　液体　气体
1.（多选）下列说法正确的是（　　）
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.（多选）下列说法正确的是（　　）
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
3.（多选）用密封性好、充满气体的 塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界 无热交换，则袋内气体（　　）
A.体积减小，内能增大 B.体积减小，压强减小
C.对外界做负功，内能增大 D.对外界做正功，压强减小
4.（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（　　）
A.压强变大时，分子热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈
C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小
5.（多选）如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L.保持阀门关闭，再充 入1 atm的空气0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变，下列说法正确的有（　　）
A.充气后，密封气体压强增加 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加
C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光
6.空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气6.0 L，现再充入1.0 atm的空气9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）
A.2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm
7.图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气.若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是（　　）
A.温度降低，压强增大 B.温度升高，压强不变 C.温度升高，压强减小 D.温度不变，压强减小
8.某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为　　　　的空气.（填选项前的字母）
A.V B.V C.（－1）V D.（＋1）V
9.如图，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.初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取 10 m/s2. 求：
（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.

10.如图，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.

11.给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2 个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该包装袋是否漏气.

12.北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结.若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1,肥 皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体,不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差.

13.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象.如图，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K.再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K.整个过程中封闭气体均可视为理想气体.求：
（ⅰ）当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；
（ⅱ）当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力.

14.一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.

15.如图,两汽缸A、B粗细 均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通,A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气.当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸正中间.
（ⅰ）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
（ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升.当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强.

16.一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示.将一质量M＝3×103 kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上.向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮.求V2和h2. 已知大气压强p0＝1×105 Pa,水的密度ρ＝1×103 kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略.

17.如图为一种减震垫，上面布满了 圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0,压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩.若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力.

18.（多选）（1）关于一定量的气体，下列说法正确的是（　　）
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 C.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D.气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高
（2）如图所示,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.

19.如图所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通.顶部的细管带有阀门K.两汽缸的容积均为V0,汽缸中各有一个绝热活塞（质量不同，厚度可忽略）.开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体（可视为理想气体），压强分别为p0和p0/3；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V0/4.现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡.已知外界温度为T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦.求：
（1）恒温热源的温度T； （2）重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.

考点三　热力学定律与能量守恒定律
1.下列说法正确的是（　　）
A.物体放出热量，其内能一定减小 B.物体对外做功，其内能一定减小
C.物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加 D.物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变
2.某驾驶员发现中午时车胎内的气压 高于清晨时的，且车胎体积增大.若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（　　）
A.外界对胎内气体做功，气体内能减小 B.外界对胎内气体做功，气体内能增大
C.胎内气体对外界做功，内能减小 D.胎内气体对外界做功，内能增大
3.如图，一定质量的理想气体，由状态 a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为Tb和Tc，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac.则（ ）
A.Tb＞Tc，Qab＞Qac B.Tb＞Tc，Qab＜Qac C.Tb＝Tc，Qab＞Qac D.Tb＝Tc，Qab＜Qac
4.重庆出租车常以天然气作为燃料. 加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（　　）
A.压强增大，内能减小 B.吸收热量，内能增大 C.压强减小，分子平均动能增大 D.对外做功，分子平均动能减小
5.（多选）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pT图象如图所示.下列判断正确的是（　　）
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
6.如图，内壁光滑、导热良好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体.当环境温度升高时，缸内气体　　　　　. （双选，填正确答案标号）
A.内能增加　　　　　　B.对外做功 C.压强增大 D.分子间的引力和斥力都增大
7.关于热现象的描述正确的一项是（　　）
A.根据热力学定律，热机的效率可以达到100% B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的
8.关于热力学定律和分子动理论,下 列说法正确的是　　　Ｗ.
A.一定量气体吸收热量，其内能一定增大 B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体
C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大 D.若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大
9.（多选）对于一定量的理想气 体，下列说法正确的是（　　）
A.若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 B.若气体的内能不变，其状态也一定不变
C.若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大
D.气体温度每升高1 K所吸收的热量与气体经历的过程有关 E.当气体温度升高时，气体的内能一定增大
10.在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用.某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气,然后密封进行加压测试.测试时，对包装袋缓慢地施加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中，包装袋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”）,包装袋内氮气的内能　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）.

高考物理 专题 热学（参考答案）
考点一　分子动理论　内能
1 解析　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. 答案　ACD
2. 解析　当分子间距离r＜r0时，r减小，分子势能增大，当r＞r0时，r减小，分子势能减小，故A错误；温度越高，物体中分子的平均动能越大，分子运动越剧烈，故B正确，温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，故C错误；非晶体和多晶体具有各向同性的特点，单晶体具有各向异 性的特点，故D错误. 答案　B
3. 解析　根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选b、c. 答案　bc
4. 解析　若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以B错误；沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性.选项C错误，D正确. 答案　AD
5. 解析　隔热外筒使封闭气体与外界无热量交换，因金属内筒导热，所以水温升高时，气体吸热，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子运动速率都增大，D项错误；气体体积不变，分子间距离不变，分子势能不变，分子间引力和斥力均不变，C项错误；分子平均动能增大，分子势能不变，所以封闭气体的内能增大，A正确；根据查理定律＝C得p增大，B正确. 答案　AB
6. 解析　温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确；物体的内能是物体内所 有分子的分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和质量，故C、D错误. 答案　B
7. 解析　布朗运动是指悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，而不是液体（或气体）分子的运动，故A选项正确、B选项错误；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知,若物体从外界吸收热量同时对外做功，其内能也可能不变或减少，C选项错误；物体对外做功同时从外界吸热，其内能也可能增加或 不变，D选项错误. 答案　A
8.解析　当r＝r0时，分子间作用力f＝0，分子势 能Ep最小，排除A、C、D，选B. 答案　B
9. 解析　布朗运动是悬浮固体颗粒的无规则运动，而非液体分子的无规则运动，选项A错误；布朗运动的剧烈程度与液体的温度、固体颗粒大小有关，选项B正确；布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒撞击不平衡引起的，选项C错误，D正确. 答案　BD
10. 解析　露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力与斥力都增大，答案　D
11. 解析　由Epr图可知： 在r>r0阶段，当r减小时，F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确.
在r<r0阶段，当r减小时，F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误.
在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确. 在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误.
在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确. 答案　ACE
考点二　固体　液体　气体
1. 解析　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　BCD
2. 解析　水中花粉的布朗运动，反映的是水分子的热运动规律，则A项错；正是表面张力使空中雨滴呈球形，则B项正确；液晶的光学性质是各向异性，液晶显示器正是利用了这种性质，C项正确；高原地区大气压较低，对应的水的沸点较低，D项错误；因为纱布中的水蒸发吸热，则同样环境下湿泡温度计显示的温度较低，E项正确.答案　BCE
3. 解析　袋内气体与外界无热交换即Q＝0，袋四周被挤压时,体积V减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，气体内能增大，则温度升高，由＝常数知压强增大，选项A、C正确，B、D错误.答案　AC
4. 解析　对一定量的稀薄气体，压强变大，温度不一定升高，因此分子热运动不一定变得剧烈，A项错误；在保持压强不变时，如果气体体积变大，则温度升高，分子热运动变得剧烈，选项B正确；在压强变大或变小时，气体的体积可能变大，也可能变小或不变，因此选项C错，D对. 答案　BD
5. 解析　充气后气体温度不变，分子平均动能不变，分子数密度增加，压强增加，所以A正确、B错误；打开阀门，气体膨胀对外做功，C正确.对装置中气体由玻意尔定律得1 atm×0.6 L＝p2×2.5 L,得p2＝0.24 atm<p0，故不能将水喷光，D错误. 答案　AC
6. 解析　可把此过程等效为将体积为（6.0 L＋9.0 L）、压强为1.0 atm的空气等温压缩到体积为6.0 L的储气罐中,对此过程由玻意耳定律得p1V1＝p2V2.解得 p2＝p1＝2.5 atm. 答案　A
7. 解析　设玻璃泡中气体压强为p，外界大气压强为p′,则p′＝p＋ρgh，且玻璃 泡中气体与外界大气温度相同.液柱上升，玻璃泡内空气体积减小，根据理想气体的状态方程＝C可知，变大，即变大，B、C、D均不符合要求，A正确. 答案　A
8. 解析　设需充入体积为V′的空气，以V、V′体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有＝，得V′＝（－1）V. 答案　C
9. 解析　（ⅰ）大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得＝
初状态V1＝（S1＋S2），T1＝495 K 末状态V2＝lS2 代入可得T2＝T1＝330 K
（ⅱ）对大、小活塞受力分析则有 m1g＋m2g＋pS1＋p1S2＝p1S1＋pS2 可得p1＝1.1×105 Pa
缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律 得＝
T3＝T＝303 K 解得p2＝1.01×105 Pa 答案　（ⅰ）330 K　（ⅱ）1.01×105 Pa
10. 解析（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