专题13热学 1 2015 江苏单科 12A 1 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 真题示例 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 沿晶体的不同方向 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 2 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 解析因为测试时 对包装袋缓慢地施加压力 外界对气体所做的功等于气体对外放出的热量 由热力学第一定律可知 气体的温度不变 即内能不变 由玻意耳定律可知 气体体积变小 所以压强变大 由于气体的压强是由于气体分子对器壁的频繁碰撞而产生的 所以包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力增大 答案增大不变 3 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1L 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 45L 请通过计算判断该包装袋是否漏气 解析若不漏气 设加压后的体积为V1 由等温过程得 p0V0 p1V1 代入数据得V1 0 5L 因为0 45L 0 5L 故包装袋漏气 2 2014 江苏 12A 一种海浪发电机的气室如图1所示 工作时 活塞随海浪上升或下降 改变气室中空气的压强 从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭 气室先后经历吸入 压缩和排出空气的过程 推动出气口处的装置发电 气室中的空气可视为理想气体 图1 1 下列对理想气体的理解 正确的有 A 理想气体实际上并不存在 只是一种理想模型B 只要气体压强不是很高就可视为理想气体C 一定质量的某种理想气体的内能与温度 体积都有关D 在任何温度 任何压强下 理想气体都遵循气体实验定律 解析理想气体是一种理想化模型 温度不太低 压强不太大的实际气体可视为理想气体 只有理想气体才遵循气体的实验定律 选项A D正确 选项B错误 一定质量的理想气体的内能完全由温度决定 与体积无关 选项C错误 答案AD 2 压缩过程中 两个阀门均关闭 若此过程中 气室中的气体与外界无热量交换 内能增加了3 4 104J 则该气体分子的平均动能 选填 增大 减小 或 不变 活塞对该气体所做的功 选填 大于 小于 或 等于 3 4 104J 解析因为理想气体的内能完全由温度决定 当气体的内能增加时 气体的温度升高 温度是分子平均动能的标志 则气体分子的平均动能增大 根据热力学第一定律 U Q W 由于Q 0 所以W U 3 4 104J 答案增大等于 3 上述过程中 气体刚被压缩时的温度为27 体积为0 224m3 压强为1个标准大气压 已知1mol气体在1个标准大气压 0 时的体积为22 4L 阿伏加德罗常数NA 6 02 1023mol 1 计算此时气室中气体的分子数 计算结果保留一位有效数字 解析设气体在标准状态时的体积为V1 等压过程为 代入数据得N 5 1024个 答案5 1024 3 2013 江苏 12A 如图2所示 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B C和D后再回到状态A 其中 A B和C D为等温过程 B C和D A为绝热过程 气体与外界无热量交换 这就是著名的 卡诺循环 图2 1 该循环过程中 下列说法正确的是 A A B过程中 外界对气体做功B B C过程中 气体分子的平均动能增大C C D过程中 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D D A过程中 气体分子的速率分布曲线不发生变化 解析由理想气体状态方程和热力学第一定律分析 A B为等温过程 内能不变 气体的体积增大 气体对外做功 A错 B C为绝热过程 体积增大 对外做功 因此内能减小 气体分子的平均动能减小 B错 C D为等温过程 体积减小 分子数密度增大 单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 C正确 D A为绝热过程 体积减小 外界对气体做功 内能增大 温度升高 因此气体分子的速率分布曲线发生变化 D错 答案C 2 该循环过程中 内能减小的过程是 选填 A B B C C D 或 D A 若气体在A B过程中吸收63kJ的热量 在C D过程中放出38kJ的热量 则气体完成一次循环对外做的功为 kJ 解析在以上循环过程中 内能减少的过程是B C 气体完成一次循环时 内能变化 U 0 热传递的热量Q Q1 Q2 63 38 kJ 25kJ 根据 U Q W得W Q 25kJ 即气体对外做功25kJ 答案B C25 3 若该循环过程中的气体为1mol 气体在A状态时的体积为10L 在B状态时压强为A状态时的23 求气体在B状态时单位体积内的分子数 已知阿伏加德罗常数NA 6 0 1023mol 1 计算结果保留一位有效数字 解析A B为等温过程有pAVA pBVB 解得VB 15L B状态时单位体积内分子数n NAVB 解得n 4 1025 答案4 1025m 3 高考对本专题内容考查的重点和热点有 分子大小的估算 对分子动理论内容的理解 物态变化中的能量问题 气体实验定律的理解和简单计算 固 液 气三态的微观解释和理解 热力学定律的理解和简单计算 用油膜法估测分子大小等内容 应考策略 内容琐碎 考查点多 复习中应以四块知识 分子动理论 从微观角度分析固体 液体 气体的性质 气体实验定律 热力学定律 为主干 梳理出知识点 进行理解性记忆 考纲解读 内容索引 考题一热学基本知识 考题二气体实验定律的应用 考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合 专题综合练 考题一热学基本知识 1 关于热学基本知识的易错点辨析 正确的打 号 错误的打 号 1 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 2 晶体的物理性质都是各向异性的 3 物体从外界吸收热量 其内能一定增加 4 当人们感到干燥时 空气的相对湿度一定较小 5 一定质量的气体温度不变时 体积减小 压强增大 说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 6 墨水滴入水中出现扩散现象 这是分子无规则运动的结果 7 破镜不能重圆 是因为接触部分的分子间斥力大于引力 8 纤细小虫能停在平静的液面上 是由于其受到浮力作用的结果 9 用热针尖接触金属表面的石蜡 熔化区域呈圆形 这是晶体各向异性的表现 10 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 11 液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点 12 当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时 分子间的距离越大 分子势能越小 13 温度升高时 分子热运动的平均动能一定增大 但并非所有分子的速率都增大 14 第二类永动机违反了能量守恒定律 15 扩散现象和布朗运动都与温度有关 所以扩散现象和布朗运动都是分子的热运动 16 两分子从无限远处逐渐靠近 直到不能再靠近为止的过程中 分子间相互作用的合力先变大 后变小 再变大 17 一定质量的理想气体体积增大时 压强一定减小 18 金刚石 食盐 玻璃和水晶都是晶体 19 飘浮在热菜汤表面上的油滴 从上面观察是圆形的 是因为油滴液体呈各向同性的缘故 20 对于一定量的理想气体 外界对气体做功 气体内能可能减少 21 用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞 这说明气体分子间有斥力 22 物体体积增大时 分子间距增大 分子间势能也增大 23 热量可以从低温物体传递到高温物体 24 物体中所有分子热运动动能的总和叫做物体的内能 25 只要能增加气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以升高 26 物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和 27 气体的温度变化时 其分子平均动能和分子间势能也随之改变 28 功可以全部转化为热 但热量不能全部转化为功 29 热量能自发地从高温物体传递到低温物体 也能自发地从低温物体传递到高温物体 30 只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积 不能计算出阿伏加德罗常数 31 硬币或钢针能浮于水面上 是由于液体表面张力的作用 32 晶体一定具有固定的熔点 规则的几何外形和物理性质的各向异性 33 影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距 34 随着科技的发展 将来可以利用高科技手段 将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化 35 用阿伏加德罗常数和某种气体的密度 就一定可以求出该种气体的分子质量 36 布朗运动是悬浮在液体中固体分子的无规则运动 2 以下说法中正确的是 A 系统在吸收热量时内能一定增加B 悬浮在空气中做布朗运动的PM2 5微粒 气温越高 运动越剧烈C 分子间的距离为r0时 分子间作用力的合力为零 分子势能最小D 用力拉铁棒的两端 铁棒没有断 说明此时分子间只存在引力而不存在斥力 解析根据热力学第一定律 U W Q可知 系统在吸收热量时内能不一定增加 选项A错误 布朗运动的激烈程度与温度有关 故悬浮在空气中做布朗运动的PM2 5微粒 气温越高 运动越剧烈 选项B正确 分子间的距离为r0时 分子间引力和斥力相等 作用力的合力为零 此时分子势能最小 选项C正确 分子间的引力和斥力总是同时存在的 用力拉铁棒的两端 铁棒没有断 此时分子间引力和斥力都存在 选项D错误 答案BC 3 下列说法正确的是 A 分子间距离增大时 分子间的引力减小 斥力增大B 当分子间的作用力表现为斥力时 随分子间距离的减小分子势能增大C 一定质量的理想气体发生等温膨胀 一定从外界吸收热量D 一定质量的理想气体发生等压膨胀 一定向外界放出热量E 熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度 解析分子间距离增大时 分子间的引力减小 斥力也减小 故A错误 当分子间的作用力表现为斥力时 分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 故B正确 一定质量的理想气体温度不变 内能不变 增大其体积时 气体从外界吸热 故C正确 根据熵的微观意义可知 熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度 故D正确 答案BCD 4 在用油膜法估测分子大小的实验中 取体积为V1的纯油酸用酒精稀释 配成体积为V2的油酸酒精溶液 现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上 稳定后的油膜的面积为S 已知油酸的摩尔质量为M 密度为 阿伏加德罗常数为NA 则油酸分子的直径为 这一滴溶液中所含的油酸分子数为 1 分子动理论的三个核心规律 1 分子模型 分子数 方法小结 2 分子运动 分子做永不停息的无规则运动 温度越高 分子的无规则运动越剧烈 3 分子势能 分子力与分子间距离的关系 如图1所示 图1 2 必须牢记晶体和非晶体的区别晶体具有固定的熔点 而非晶体没有固定的熔点 晶体中的单晶体某些物理性质为各向异体 晶体中的多晶体和非晶体物理性质为各向同性 3 必须理解热力学第二定律的内容一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 5 气筒给自行车打气时 每打一次都把压强为1个标准大气压 温度为27 体积为112mL空气的打进车胎 求该气筒每打一次气时 进入车胎内空气分子的个数 已知1mol空气在1个标准大气压 0 时的体积为22 4L 阿伏加德罗常数NA 6 1023mol 1 计算结果保留一位有效数字 考题二气体实验定律的应用 答案3 1021个 6 如图4所示 U形管左端封闭 右端开口 左管横截面积为右管横截面积的2倍 在左管内用水银封闭一段长为26cm 温度为280K的空气柱 左右两管水银面高度差为36cm 外界大气压为76c