高考物理考纲解读与热点难点突破专题分子动理论气体及热力学定律热点难点突破.docx

1、高考物理考纲解读与热点难点突破专题分子动理论气体及热力学定律热点难点突破专题12 分子动理论气体及热力学定律1下列说法正确的是_。A光的偏振现象说明光是一种横波B某玻璃对a光的折射率大于b光，则在该玻璃中传播速度a光大于b光C当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长D变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场E狭义相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的【答案】ADE2下列说法中正确的是_。A军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象B机械波和电磁波在介质中的传播速度均仅由介质决定C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反

2、射光的影响D假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客变矮E赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在【答案】ACE【解析】军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，使桥发生共振现象，故A正确；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；加装偏振片的作用是减弱反射光的强度，故C正确；根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光速通过站台时，站在站台上旅客观察车上乘客变瘦，而不是变矮，故D错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，E正确。3下列说法正确的是_。A水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光

3、发生了衍射现象B雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同E狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的【答案】CDE4.（1）（多选）关于一定量的理想气体，下列说法正确的是. A.气体分子的体积是指每个气体分子平均所占有的空间体积 B.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 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，其内能不一定增加 E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高 （2）“拔火罐”是一种中医疗法,为了探

4、究“火罐”的“吸力”，某人设计了如图实验.圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过 细线与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时（设此时缸内温度为t ）密闭开关K，此时活塞下的 细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L.由于汽缸传热良好，重物被吸起,最后重物稳定在距地面L/10处.已知环境温度为27 不变，mg/S与1/6大气压强相当，汽缸内的气体可看做理想气体，求t值. 【答案】（1）BDE（2）127 【解析】（2）对汽缸内封闭气体，状态： p1p0 V1LS，T1（273t） K 状态：p2p0p0 V2LS，T2300 K 由

5、理想气体状态方程得 解得t127 5.如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声.27 时，被封闭的理想气体气柱长L1为20 cm，水 银上表面与导线下端的距离L2为5 cm. （1）当温度达到多少时，报警器会报警？ （2）如果大气压降低，试分析说明该报警器的报警温度会受到怎样的影响？ 【答案】（1）102 （2）降低6.（1）下列说法中正确的是（） A.气体放出热量，其分子的平均动能可能增大 B.布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动 C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能

6、总是随分子间距离的减小而增大 D.第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 E.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数可表示为NAV/V0 （2）一高压气体钢瓶,容积为V0，用绝热材料制成，开始时封闭的气体压强 为p0，温度为T0300 K，内部气体经加热后温度升至T1350 K，求： 温度升至T1时气体的压强； 若气体温度保持T1350 K不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强再 回到p0，此时钢瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的比值为多少？ 【答案】（1）ABC（2）p0 【解析】（1）若外界对气体做的功大于气体放出的热量,则气体分子的平均动能增大，A

7、项正确；布朗运动是悬浮固体小颗粒的运动，它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，B项正确；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，C项正确；第 二类永动机违反了热力学第二定律，D项错误；对于气体分子间的距离较大， 气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故E项错误. 7.（1）下列说法正确的是（） A.温度越高，扩散现象越不明显 B.橡胶无固定熔点，是晶体 C.做功和热传递是改变物体内能的两种方式 D.布朗运动是液体中分子无规则运动的反映 E.第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律 （2）一竖直放置、缸壁光

8、滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成、两部分；已知活塞的质量为m,活塞面积为S，达到平衡时，这两部分气体的体积相等，如图（a）所示；为了求出此时上部气体的压强p10，将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为31，如 图（b）所示.设外界温度不变，重力加速度大小为g，求：图（a）中上部气体的压强p10. 【答案】（1）CDE（2） 【解析】（1）温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越显著,A项错误；无 固定熔点的固体，为非晶体，B项正确；改变物体的内能有两种方式，即做 功和热传递，C项正确；布朗运动是液体中分子无规则运动的反映，D项正 确；第二类永动机是效率为10

9、0%的热机,虽不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，E项正确.8.（1）关于物体内能和热力学定律的说法正确的是（） A.物体内所有分子动能和分子势能的总和就是分子的内能 B.第二类永动机的构想违背了热力学第二定律 C.做功和热传递具有相同的物理本质 D.物体没有做功时，物体吸热，物体的内能一定增加 E.若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高 （2）如图所示,一根长l75 cm、一端封闭的粗细均匀的玻璃管，管内有一段长h25 cm的水银柱,当玻璃管开口向上竖直放置时，管内水银柱封闭气柱的长度l136 cm.已知外界大气压强p75 cmHg，管内、外气体的温度不变.如果将玻璃管

10、倒置，使开口竖直向下，问水银柱长度将是多少厘米？ 【答案】（1）BDE（2）15 cm 【解析】（1）物体内所有分子的动能和分子势能的总和就是物体的内能,A项错误；第二类永动机的构想违背了热力学第二定律，B项正确；做功和热传 递具有不同的物理本质，C项错误；物体没有做功，即W0，物体吸热，Q0，由热力学第一定律得知，物体的内能一定增加,D项正确；一定质量的理想气体的内能只与温度有关，E项正确. 9.如图所示，导热的圆柱形汽缸放置在水平桌面上，横截面积为S、质量为m1的活塞封闭着一定质量的气体（可视为理想气体）,活塞与汽缸间无摩擦且不漏气.总质量为m2的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直 的细绳与活塞

11、相连.当环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h，现使环境温度缓慢降为. （1）当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？ （2）保持环境温度为不变，在砝码盘中添加质量为m的砝码时，活塞返 回到高度为h处，求大气压强p0. 【答案】（1）（2） 【解析】（1）环境温度缓慢降低过程中,汽缸中气体压强不变，初始时温度为 T1T，体积为V1hS，变化后温度为T2，体积为V2h1S，由盖吕萨克定律有 解得h1 10.如图所示，一端开口、内壁光滑的玻璃管竖直放置，管中用一段长H038 cm的水银柱封闭一段长L120 cm的空气，此时水银柱上端到管口的距离为L24 cm，大气压强恒为p076 cmHg，开始时

12、封闭气体温度为t127 ，取0 为273 K.求： （1）缓慢升高封闭气体温度至水银开始从管口溢出，此时封闭气体的温度； （2）保持封闭气体温度不变,在竖直平面内缓慢转动玻璃管至水银开始从管口溢出，玻璃管转过的角度. 【答案】（1）87 （2）60 【解析】（1）设玻璃管横截面积为S， 初状态：V1L1S，T1t1273 K 末状态：V2（L1L2）S，T2t2273 K 据盖吕萨克定律有： 代入数据解得：t287 . 11.如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，ABBCl0，且此时A、C端等高.平衡时，管内水银总长度为l0,玻璃管AB内封闭有长为的空气柱.已知大气

13、压强为l0汞柱高.如果使玻璃管绕B点在竖直平面内顺时针缓慢地转动到BC管水平，求此 时AB管内气体的压强为多少汞柱高？管内封入的气体可视为理想气体且温度不变. 【答案】l0 cmHg 【解析】因为BC长度为l0，故顺时针旋转到BC水平时水银未流出. 设BC管水平时，管内空气柱长为x，管的横截面积为S， 对管内气体，玻璃管转动前： p1l0 cmHg，V1S 玻璃管转动后： 由p2（pl0px）pl0，得p2x cmHg，V2xS 对A中密闭气体，由玻意耳定律得 l0SxxS 联立解得xl0 即：p2l0 cmHg12.（1）如图所示,导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在

14、汽缸中,汽缸的内壁光滑.现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动，由状态变化到状态，在此过程中，如果环境温度保持不变，下列说法正确的是（）（填入正确选项前的字母） A.气体分子平均动能不变 B.气体内能减少 C.气体吸收热量 D.气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现 E.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律 （2）如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同，粗管横截面积是细管的2倍.管中装入水银，两管中水银面与管口距离均为12 cm，大气压强为p075 cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细管管口用一活塞封闭并使活塞缓慢推入管中，

15、直至两管中水银面高度差达6 cm为止.求： 左端液面下降多少？ 活塞下移的距离.（环境温度不变） 【答案】（1）ACE（2）4cm6.625cm （2）设细管的液面下降了x，则粗管液面上升了，根据题意：x6cm，得x4cm 对粗管内的气体应用玻意耳定律：p1V1p1V1 7512Sp1（122）S 解得末状态粗管中气体的压强p190cmHg 则细管中气体末状态的压强为（906）cmHg 设活塞下移y，对细管中的气体用玻意耳定律：p2V2p2V2 7512S（906）（124y）S 解得：y6.625cm12(1)在一个标准大气压下，1 g水在沸腾时吸收了2 260 J的热量后变成同温度的水蒸气

16、，对外做了170 J的功。已知阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1，水的摩尔质量M18 g/mol。下列说法中正确的是_。(填正确答案标号)A分子间的平均距离增大B水分子的热运动变得更剧烈了C水分子总势能的变化量为2 090 JD在整个过程中能量是不守恒的E1 g水所含的分子数为3.31022个 (2)如图8所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg。若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm，则此时左管内气体的温度为多少？图8【答案】(1)ACE(

17、2)371.5 K13(1)关于热学，下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关B功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功C空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度D一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁的碰撞次数随着温度降低而减小E一定质量的理想气体，当气体温度升高时，因做功情况不明确，其内能不一定增大(2)如图7甲所示，一质量为2m的汽缸中用质量为m的活塞密封有一定质量的空气(可视为理想气体)，当汽缸开口向上且通过悬挂活塞静止时，密封空气柱长度为L1。现将汽缸缓慢旋转180悬挂缸底静止，如图乙所示，已知大

18、气压强为p0，外界温度不变，活塞的横截面积为S，汽缸与活塞之间不漏气且无摩擦，气缸导热性良好，求：图7()图乙中密封空气柱的长度L2；()从图甲到图乙，密封空气柱是吸热还是放热，并说明理由。【答案】(1)ACD(2)()L1()放热见解析【解析】(1)温度越高，热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大，A正确；功可以全部转化为热，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下热量也可以全部转化为功，B错误；空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度，C正确；一定质量的理想气体，在体积不变时，温度降低，压强减小，根据气体压强的微观解释可知分子每秒碰撞器壁的次数减小，D正确；一定质量

19、的理想气体，不计分子势能，当气体温度升高时，分子热运动的平均动能增大，故内能一定增大，E错误。 ()汽缸内空气柱温度不变，故内能不变，由于体积减小，外界对空气柱做功，根据热力学第一定律UWQ可知，空气柱要放出热量。14(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号)A2时水已经结为冰，水分子停止了热运动B物体温度越高，物体内部分子热运动的平均动能越大C内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同D一定质量的气体分子的平均速率增大，气体的压强可能减小E热平衡是指一个系统内部的状态不再改变时所处的状态(2)一定质量的理想气体经历了如图1所示的状态变化。图1()已知从A到B的过程中，气体对外放

20、出600 J的热量，则从A到B，气体的内能变化了多少？()试判断气体在状态B、C的温度是否相同。如果知道气体在状态C时的温度TC300 K，则气体在状态A时的温度为多少？【答案】(1)BCD(2)()300 J()1 200 K【解析】(1)分子做永不停息的无规则热运动，A错误；物体温度越高，分子的平均动能就越大，物体的内能不同，但温度可能相同则物体分子热运动的平均动能相同，选项B、C正确；一定质量的气体分子的平均速率增大，气体分子温度升高，但压强与温度和体积均有关，若气体的体积也增大，则压强不一定增大，也可能减小，选项D正确；处于热平衡的系统温度保持不变，但是压强和体积等物理量可以改变，故E

21、错误。15 (1)下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A布朗运动反映了组成固体小颗粒的分子的无规则运动B热量可以从低温物体传递到高温物体C一定质量的理想气体，体积减小、温度不变时，气体的内能不变D温度降低，物体内分子运动的速率不一定都变小E随着科学技术的发展，人类终会制造出效率为100%的热机(2)在一端封闭、内径均匀的光滑直玻璃管内，有一段长为l16 cm的水银柱封闭着一定质量的理想气体。当玻璃管水平放置达到平衡时如图2甲所示，被封闭气柱的长度l123 cm；当管口向上竖直放置时，如图乙所示，被封闭气柱的长度l219 cm。已知重力加速度g10 m/s2，不计温度的变化。求：图2()大气压

22、强p0(用cmHg表示)；()当玻璃管开口向上以a5 m/s2的加速度匀加速上升时，水银柱和玻璃管相对静止时被封闭气柱的长度。【答案】(1)BCD(2)()76 cmHg()17.48 cm【解析】(2)()由玻意耳定律可得：p0l1S(p0gl)l2S解得：p076 cmHg 16(1)下列说法中正确的是_。(填正确答案标号)A物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B橡胶无固定熔点，是非晶体C饱和汽压与分子密度有关，与温度无关D热机的效率总小于1E对于同一种气体，温度越高，分子平均动能越大(2)如图3甲所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。活

23、塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0(mgp0S)。汽缸内气体的温度T0，轻绳处在伸直状态。不计摩擦。缓慢降低汽缸内温度，最终使得气体体积减半，求：图3()重物刚离地时汽缸内的温度T1；()气体体积减半时的温度T2；()在图乙坐标系中画出气体状态变化的整个过程。并标注相关点的坐标值。【答案】(1)BDE(2)()T0()T0()见解析()如图所示17(1)下列说法正确的是_。(填正确答案标号)A松香在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变B当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小C液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关D若一定质量的理想气体被压

24、缩且吸收热量，则压强一定增大E若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热(2)如图4所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S50 cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k2 800 N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m14 kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t127 ，活塞到缸底的距离L1120 cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p01.0105 Pa，取重力加速度g10 m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求：图4()当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度；()

25、气体的温度冷却到93 时B离桌面的高度H。(结果保留两位有效数字)【答案】(1)BDE(2)()66 ()15 cm(2)()B刚要离开桌面时弹簧拉力为kx1mg由活塞受力平衡得p2Sp0Skx1根据理想气体状态方程有代入数据解得T2207 K当B刚要离开桌面时缸内气体的温度t266 ()由()得x15 cm当温度降至66 之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖吕萨克定律有代入数据解得H15 cm18.(1)(5分)下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A布朗运动就是液体分子的热运动B物体温度升高，并不表示物体

26、内所有分子的动能都增大C内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化D分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小E一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行(2)(10分)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化问：()已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300 J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少？()试判断气体在状态B、C的温度是否相同如果知道气体在状态C时的温度TC300 K，则气体在状态A时的温度为多少？【答案】(1)BDE(2)()放热1 200 J()1 200 K【解析】(1)布朗运动是悬浮在液体中微粒的运动，反映了液体分子无规则的热运动，选项A错误物体温度升高，分子

27、平均动能增大，并不表示物体内所有分子的动能都增大，选项B正确根据热力学第二定律，内能可以全部转化为机械能，但一定会引起其他变化，选项C错误分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小，选项D正确根据熵增加原理，一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，选项E正确19(1)(5分)如图，导热的气缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，气缸内壁光滑现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离，在此过程中，环境温度保持不变，则下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)A水平外力F保持不变B

28、水平外力F逐渐减小C单位时间碰撞气缸壁单位面积的分子数减少D气体是从单一热源吸热，并且全部用来对外做功E活塞克服大气压力做功数值上等于水平外力F做功与气体从外界吸收的热量之和(2)(10分)一支足够长且粗细均匀的玻璃管，倒插在深而大的水银槽中，玻璃管封闭的上端有一段50 cm长的水银柱，管内下端水银面与槽内水银面相平，其间封有48 cm长的空气柱，如图所示求：(已知大气压强p075 cmHg)()管内水银柱与玻璃管的顶端间的压强；()将玻璃管缓慢上提多少距离后，管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力恰好为零？【答案】(1)CDE(2)()25 cmHg()49 cm(2)()对管内水银柱受力分析知pS

29、mgp0S(2分)故与玻璃管的顶端间的压强p25 cmHg(1分)()玻璃管缓慢上拉的过程，管内气体体积增大，压强减小，管内水银柱与玻璃管的顶端间弹力减小，当弹力减小为零时，气体压强p250 cmHg，又p1p075 cmHg20(1)(5分)下列说法正确的是_(填正确答案标号选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分每选错1个扣3分，最低得分为0分)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荷叶上的小水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一定质量的理想气体吸收热量，其内能一定增加E自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的(2)(10分)如图所示，竖直放置的导热气缸，活塞横截面积为S0.01 m2，可在气缸内无摩擦滑动气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通，气缸内封闭了一段高为H70 cm的气柱(U形管内的气体体积不计)已知活塞质量m6.8 kg，大气压强p0105 Pa，水银密度13.6103 kg/m3，g10 m/s2.()求U形管中左管与右管的水银面的高度差h1；()在活塞上加一竖直向上的拉力使U形管中左管水银面高出右管水银面h25 cm，求活塞平衡时与气缸底部的高度【答案】(1)BCE(2)()0.05 m()