高考物理 考前三个月 名师考点点拨专题讲练15 热学(含14真题及原创解析)新人教版

2015届高考物理 考前三个月 名师考点点拨专题讲练15 热学（含14

真题及原创解析）新人教版

高考定位

高考对本专题内容考查的重点和热点有：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦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．

考题1 热学基本规律与微观量计算的组合

例1 (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

(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3.4×10J，则该气体的分子平均动能________(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”)3.4×10J.

(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.224 m，压强为1个标准大气压．已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4 L，阿伏加德罗常数NA＝6.02×10mol

－1

23

3

4

4

.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 (1)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．

(2)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，ΔU＝Q＋W，由于Q＝0，所以W＝ΔU＝3.4×10J.

- 1 -

4

(3)设气体在标准状态时的体积为V1，等压过程为：

VV1＝ TT1

气体物质的量为：n＝，且分子数为：N＝nNA 解得N＝

V1V0

VT1

NA V0T24

代入数据得N≈5×10个

答案 (1)AD (2)增大 等于 (3)5×10

1．(1)1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L．试估算温度为0℃，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为____________(结果保留两位有效数字)． (2)下列说法正确的是( )

A．液晶具有流动性，光学性质各向异性 B．气体的压强是由气体分子间斥力产生的

C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力 D．气球等温膨胀，球内气体一定向外放热 答案 (1)5.4×10 (2)AC

解析 (1)设0 ℃，p1＝2 atm，气体的体积V1＝1 m，在标准状态下，压强p2＝1 atm，气体的体积为V2

3

25

24

p1V12×133

＝ m＝2 m p21

V225

设气体的分子个数为N，则N＝－3NA＝5.4×10个．

由p1V1＝p2V2得：V2＝

22.4×10

(2)气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，B错误；气体等温膨胀说明：W<0，ΔU＝0，由ΔU＝W＋Q可知，Q＞0，球内气体吸热，D错误．

2．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm，该油酸膜的面积是____ m；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10 mL，则油酸分子的直径是________ m．(上述结果均保留1位有效数字)

－6

2

- 2 -

图2

答案 8×10 5×10

－3

－10

－6

2

－3

2

解析 由于小方格的个数为80个，故油酸膜的面积是S＝80×100×10 m＝8×10 m；油

V4×10－6×10－6－10

酸分子直径为d＝＝ m＝5×10 m. －3

S8×103．(2014·北京·13)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 答案 B

解析 温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错．

解答微观量计算问题时应注意：

(1)固体、液体分子可认为紧靠在一起，可看成球体或立方体；气体分子只能按立方体模型计算所占的空间．

(2)阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量．

考题2 热学基本规律与气体实验定律的组合

例2 (1)下列说法中正确的是________． A．理想气体温度升高时，分子的平均动能一定增大

B．一定质量的理想气体，体积减小时，单位体积的分子数增多，气体的压强一定增大 C．压缩处于绝热容器中的一定质量的理想气体，其内能一定增加 D．当分子间的相互作用力为引力时，其分子间没有斥力

E．分子a从远处靠近不动的分子b的过程中，当它们相互作用力为零时，分子a的动能一定

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最大

(2)如图3所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.左端开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求：

图3

①粗管中气体的最终压强； ②活塞推动的距离．

解析 (1)一定质量的理想气体，体积减小时，由于温度变化不确定，则气体的压强不一定增大，故B错误；分子间同时存在引力和斥力，二力同时存在，故D错误．故选A、C、E. (2)①设左管横截面积为S，则右管横截面积为3S，以右管封闭气体为研究对象．

初状态p1＝80 cmHg，V1＝11×3S＝33S，两管液面相平时，Sh1＝3Sh2，h1＋h2＝4 cm，解得h2＝1 cm，此时右端封闭管内空气柱长l＝10 cm，V2＝10×3S＝30S 气体做等温变化有p1V1＝p2V2 即80×33S＝p2×30S

p2＝88 cmHg.

②以左管被活塞封闭气体为研究对象

p1′＝76 cmHg，V1′＝11S，p2＝p2′＝88 cmHg

气体做等温变化有p1′V1′＝p2′V2′ 解得V2′＝9.5S

活塞推动的距离为L＝11 cm＋3 cm－9.5 cm＝4.5 cm 答案 (1)ACE (2)①88 cmHg ②4.5 cm

4．(2014·广东·17)用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图4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( )

图4

A．体积减小，内能增大

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