H单元热学

目录

H1 分子动理论 1

H2 固体、液体、气体的性质 2

H3 内能热力学定律 4

H4 实验：用油膜法估测分子的大小 7

H5 热学综合 7

H1 分子动理论

【物理卷（解析）·2015届云南省部分名校高三12月统一考试（201412）】33.【物理---选修3—3】（15分）

（1）（5分）下列说法正确的是__________（选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给5分。选错一个扣3分，最低得分为0分）

A．液晶的光学性质具有各向异性

B．当人们感觉到闷热时，说明空气的相对湿度较小

C．液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏

D．草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

E．由于液体表面具有收缩趋势，故液体表面的分子之间不存在斥力

【答案】【知识点】热学部分考查题。（晶体、布朗运动、分子动理论。）H1、H3

【答案解析】ACD。由根据晶体特性—各向异性可知A答案正确；当人们感觉到闷热时，说明空气的相对湿度较大，B错；根据分子分布规律可知液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，即C正确；草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，表面积最小，D正确；由于液体表面具有收缩趋势，故液体表面的分子之间存在斥力和引力，是引力大于斥力，E错；故本题选择ACD答案。

【思路点拨】判断本题时要搞清分子运动的动理论和液体表面张力特性，还要题解晶体和非晶体的特性，依此就不难选择正确答案了。

【物理卷（解析）·2015届重庆市重庆一中高三上学期期中考试（201411）word版】10 ．[选修3-3]

（1）下列说法正确的是

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．晶体都具有确定的熔点和规则的几何形状

C．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大

D．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用

【答案】【知识点】 布朗运动 晶体 相对湿度 表面张力 H1 H2

【答案解析】D解析：A、布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒（如花粉）的运动，不是液体分子的运动，故A错误；B、单晶体有规则的形状和确定的熔点，多晶体外形不规则，但有确定的熔点，故B错误；C、在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，故C错误；D、液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故D正确；故选D

【思路点拨】布朗运动是悬浮在流体中的固体小颗粒（如花粉）的运动，不是液体分子的运动，单晶体有规则的形状和确定的熔点，多晶体外形不规则，但有确定的熔点，在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿度不一定大，液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

H2 固体、液体、气体的性质

【理综卷（物理解析）·2015届吉林省实验中学高三上学期第四次模拟考试（201412）】33. [物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）两分子间的斥力和引力的合力
与分子间距离
的关系如图中曲线所示，曲线与
轴交点的横坐标为
,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（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。

A．在
阶段，
做正功，分子动能增加，势能也增加

B．在
阶段，
做负功，分子动能减小，势能增加

C．在
时，分子势能最小，动能最大

D．在
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

（2）（9分）如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为
,两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时，A、B中气体的体积皆为
，温度皆为
= 300K.

A中气体压强
，
是气缸外的大气压强.现对A加热，使其中气体的体积增大
,温度升到某一温度
.同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体压强（用
表示结果）和温度（用热力学温标表达）

【答案】【知识点】分子间力，气态方程.H2H3

【答案解析】（1）BCE（2）2
，500K解析：（1）在
阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，选项A错误；在
阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B正确；在
时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子做功，分子动能和势能之和保持不变在r=r0时，分子势能为负值，选项D错误E正确。故BCE

（2）加热前，活塞平衡时，由平衡条件得：
加热后，活塞再次平衡时，由平衡条件得：
由已知条件知：
对B中气体初、末态温度相等，设末态体积为VB，由玻意耳定律得：
对A中气体，设末态的压强为P，由理想气体状态方程得：
又因两活塞移动的距离相等，故有

以上各式联立解得：
，
，
，
，

P=2

【思路点拨】（1）应用分子间力和能量关系（2）应用气态方程、平衡条件即可

H3 内能热力学定律

【理综卷（物理解析）·2015届吉林省实验中学高三上学期第四次模拟考试（201412）】33. [物理——选修3-3]（15分）

（1）（6分）两分子间的斥力和引力的合力
与分子间距离
的关系如图中曲线所示，曲线与
轴交点的横坐标为
,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（填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。

A．在
阶段，
做正功，分子动能增加，势能也增加

B．在
阶段，
做负功，分子动能减小，势能增加

C．在
时，分子势能最小，动能最大

D．在
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

（2）（9分）如图所示，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为
,两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时，A、B中气体的体积皆为
，温度皆为
= 300K.

A中气体压强
，
是气缸外的大气压强.现对A加热，使其中气体的体积增大
,温度升到某一温度
.同时保持B中气体的温度不变.求此时A中气体压强（用
表示结果）和温度（用热力学温标表达）

【答案】【知识点】分子间力，气态方程.H2H3

【答案解析】（1）BCE（2）2
，500K解析：（1）在
阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小，选项A错误；在
阶段，两分子间的斥力和引力的合力F表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，选项B正确；在
时，分子势能最小，动能最大，选项C正确；在整个过程中，只有分子做功，分子动能和势能之和保持不变在r=r0时，分子势能为负值，选项D错误E正确。故BCE

（2）加热前，活塞平衡时，由平衡条件得：
加热后，活塞再次平衡时，由平衡条件得：
由已知条件知：
对B中气体初、末态温度相等，设末态体积为VB，由玻意耳定律得：
对A中气体，设末态的压强为P，由理想气体状态方程得：
又因两活塞移动的距离相等，故有

以上各式联立解得：
，
，
，
，

P=2

【思路点拨】（1）应用分子间力和能量关系（2）应用气态方程、平衡条件即可

【物理卷（解析）·2015届重庆市巴蜀中学高三12月月考（201412）】10．[选修3-3]

（1）如图所示，在紫铜管内滴入乙醚，盖紧管塞．用手拉住绳子两端迅速往复拉动，管塞会被冲开．管塞被冲开前

A．外界对管内气体做功，气体内能增大B．管内气体对外界做功，气体内能减小

C．管内气体内能不变，压强变大D．管内气体内能增加，平均动能变大

（2）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，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为13cm，大气压强P0=75cmHg.

（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警？

（2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？

【答案】【知识点】内能热力学定律、传感器在生产、生活中的应用．H3J9

【答案解析】（1）D（2）①177℃②8 cm解析：（1）克服绳与金属管间的摩擦做功，使管壁内能增加，温度升高．通过热传递，乙醚的内能增大，温度升高，直至沸腾；管塞会被冲开．管塞被冲开前管内气体内能增加，压强变大，平均动能变大，故选D．

（2）：①封闭气体做等压变化，设试管横截面积为S，则初态：V1=20S，T1=300K，末态：V2=30S，由盖吕萨克定律可得：
=
，解得T2=450K，所以t2=177℃．

②设当有xcm水银柱注入时会在87℃报警，由理想气体状态方程可得：
=
，代入数据解得x=8 cm．

【思路点拨】（1）抓住做功与内能的改变，克服摩擦做功，物体内能增加．热传递与内能的改变．（1）温度升高，封闭气体体积增大，水银柱上升，当电路恰好接通时，报警器开始报警；此时空气柱长度L1+L2，以封闭空气柱为研究对象，根据等压变化规律求出温度．（2）加入水银柱后空气柱下降，但是玻璃管的总长度不变，再由理想气体状态变化方程求得加入水银柱的长度．

H4 实验：用油膜法估测分子的大小

H5 热学综合