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1、专题十五 热学,高考物理 (课标专用),考点一 分子动理论、内能 1.2015课标,33(1),5分,0.425(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,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,答案 ACD 扩散现象是分子无规则热运动的反映,C正确,E错误;温度越高,分子热运动越激 烈,扩散越快,A正确;气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液 体和固体中都能发生,D正确;
2、在扩散现象中,分子本身结构没有发生变化,不属于化学变化,B错 误。,2.2014课标,33(1),5分,0.396(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,答案 BCE 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
3、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。,3.(2014大纲全国,16,6分)(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,答案 BD 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;
4、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。,4.2013课标,33(1),6分,0.257(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动, 直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是 ( ) A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变,答案 BCE 分子力F与分子间距r的关系是:当rr0时F为引力。 综上可知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大,A项错 误。分子力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增
5、大,故B项正 确、D项错误。因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,即分子势能减小 时分子动能增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,C、E项均正确。,考点二 热力学定律 5.2017课标,33(1),5分(多选)如图,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体, 隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳 定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是 ( ) A.气体自发扩散前后内能相同 B.气体在被压缩的过程中内能增大 C.在自发扩散过程中,气体对外界做功 D.气体在被压缩的过程中,外
6、界对气体做功,E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变,答案 ABD 本题考查理想气体内能的改变途径、热力学第一定律。气体自发扩散时不对外 做功,W=0,汽缸绝热,Q=0,由热力学第一定律得U=W+Q=0,故气体内能不变,选项A正确,C错误; 气体被压缩的过程中体积缩小,外界对气体做功,W0,Q=0,故U0,气体内能增大,故理想气体 的温度升高,则分子平均动能增大,选项B、D正确,选项E错误。,知识归纳 对气体做功及理想气体内能的理解 气体自由扩散时,体积虽变大,但没有施力和受力物体,因此不做功;气体被压缩时,体积减小,外界 对气体做功;理想气体不计分子势能,因此理想气体的内能等于所有
7、分子的动能。,6.2017课标,33(1),5分(多选)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分 子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是 ( ),A.图中两条曲线下面积相等,B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与0 时相比,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比 较大,答案 ABC 每条曲线下面积的意义是各种速率的分子总和占总分子数的百分比,故面积为1, A正确、D错误。气体温度越高,分子无规则运动越剧
8、烈,分子平均动能越大,大速率的分子所占 的百分比越大,故虚线对应的温度较低,B、C皆正确。由图中0400 m/s区间图线下的面积可知 0 时出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,E错误。,7.2017课标,33(1),5分(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状 态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到初态a。下列说法正确的是 ( ) A.在过程ab中气体的内能增加 B.在过程ca中外界对气体做功 C.在过程ab中气体对外界做功 D.在过程bc中气体从外界吸收热量 E.在过程ca中气体从外界吸收热量,答案 ABD 本题考查气体
9、实验定律、热力学定律。由p-V图可知,在过程ab中体积不变,气体 不对外做功,W=0,压强增大,温度升高,气体内能增加,选项A正确,C错误;过程bc为等温变化过程, 理想气体内能不变,而体积增大,气体对外做功,W0,气体从 外界吸收热量,选项D正确;过程ca为等压变化过程,体积减小,外界对气体做功,W0,由盖吕萨 克定律知气体温度降低,内能减小,由U=W+Q知Q0,气体放出热量,选项B正确,E错误。,审题指导 p-V图像问题的审题思路 看轴确定图像为p-V图像,8.2016课标,33(1),5分(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、 cd、da回到原状态,其p-T
10、图像如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是 ( ) A.气体在a、c两状态的体积相等 B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功,答案 ABE 由理想气体状态方程 =C知,p= T,因此气体在a、c两状态的体积相等,故A项 正确;对理想气体而言,内能由温度决定,因TaTc,故气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内 能,选项B正确;过程cd为等温变化,内能不变(U=0),压强变大,体积减小,
11、外界对气体做功(W0), 由热力学第一定律U=W+Q,知Q0,对外做功,W|W|,选项 D错误;bc和da过程中温度改变量相同,故体积变化量与压强的乘积相同,由W=Fl=pSl=pV知,选 项E正确。,9.2016课标,33(1),5分(多选)关于气体的内能,下列说法正确的是 ( ) A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同 B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大 C.气体被压缩时,内能可能不变 D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加,答案 CDE 由于非理想气体分子间作用力不可忽略,内能包括分子势能,则气体的内能与体积 有关
12、,再者即使是理想气体,内能取决于温度和分子数目,质量相同的气体,当分子数目不同、温 度相同时,内能也不相同,故A项错误;物体的内能与其机械运动无关,B项错误;由热力学第一定 律知,气体被压缩时,若同时向外散热,则内能可能保持不变,C项正确;对于一定量的某种理想气 体,体积变化时分子势能不变,其内能只取决于分子平均动能的变化,而温度是分子平均动能的 标志,所以D项正确;由理想气体状态方程 =C知,p不变V增大,则T增大,故E项正确。,10.2014课标,33(1),6分,0.303(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p-T图像如图所示。下列判断正确的
13、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,答案 ADE 对封闭气体,由题图可知ab过程,气体体积V不变,没有做功,而温度T升高,则为吸 热过程,A项正确。bc过程为等温变化,压强减小,体积增大,对外做功,则为吸热过程,B项错。c a过程为等压变化,温度T降低,内能减少,体积V减小,外界对气体做功,依据W+Q=U,外界对气 体所做的功小于气体所放的热,C项错。温度是分子平均动能的标志,Ta
14、pc,显然E项正确。,11.2013课标,33(1),5分,0.33(多选)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,答案 ABE 气体分子间有间隙,因此气体体积指的是气体分子所能到达的空间的体积,选项A 正确;温度是分子平均动能大小的标志,反映分子热运动的剧烈程度,因此只要减弱气体分子热 运动的剧烈程度,气体的温度就可以降
15、低,选项B正确;气体的压强是气体分子无规则运动时由与 器壁表面碰撞时的作用力引起的,与超重、失重无关,选项C错误;改变气体内能有两个途径,即 做功和热传递,因此气体从外界吸收热量,其内能不一定增加,选项D错误;由盖吕萨克定律知 气体在等压膨胀时, = ,温度一定升高,选项E正确。,考点三 气体、固体、液体 12.2015课标,33(1),5分,0.307(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
16、些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体 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,答案 BCD 晶体被敲碎后,其空间点阵结构未变,仍是晶体,A错误;单晶体光学性质各向异性, B正确;同种元素由于空间的排列结构而形成不同物质的晶体,C正确;如果外界条件改变了分子 或原子的空间排列结构,晶体和非晶体之间可以互相转化,D正确;在晶体熔化过程中,分子势能 会发生改变,内能也会改变,E错误。,13.2017课标,33(2),10分一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度 为Tb。已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压, 重力加速度大小为g。 ()求该热气球所受浮力的大小; ()求该热气球内空气所受的重力; ()设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量。,答案 ()Vg0 ()Vg0 ()V0T0( - )-m0,解
