第13講　分子動(dòng)理論　氣體及熱力學(xué)定律
A.過程ab中氣體一定吸熱B.過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C.過程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱D.a、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小E.b和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同
1.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，33)　 (1)(6分)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p－T圖象如圖1所示。下列判斷正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)
(2)(9分)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)。汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦地滑動(dòng)。開始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對(duì)于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0。現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g。
解析　(1)由p－T圖可知，從a→b的過程為等容變化過程，即體積不變，但溫度升高，內(nèi)能增加，所以氣體要吸熱，選項(xiàng)A正確；從b→c過程，溫度不變，壓強(qiáng)減小，說明體積增大，氣體對(duì)外做功，所以要吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從c→a過程，壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減小，所以外界對(duì)氣體做的功小于氣體放出的熱量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分子的平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，因?yàn)門apc，所以狀態(tài)b單位時(shí)間內(nèi)容器壁受到分子撞擊的次數(shù)多，選項(xiàng)E正確。
2.(2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，33)　(1)(5分)下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)　A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)　B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果　C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)　D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的緣故　E.干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果
解析　(1)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果，選項(xiàng)B正確；彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，是由于高原地區(qū)氣壓低，故水的沸點(diǎn)也較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；干濕泡濕度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，是由于濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸收熱量，從而溫度會(huì)降低的緣故，選項(xiàng)E正確。
3.(2015·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ，33)　(1)(5分)下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)　A.將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體　B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)　C.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體　D.在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體　E.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變
(2)(10分)如圖3所示，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞。已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50 kg，橫截面積為S1＝80.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50 kg，橫截面積為S2＝40.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距為l＝40.0 cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105 Pa，溫度為T＝303 K。初始時(shí)大活
(ⅰ)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(ⅱ)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。解析　(1)晶體有固定的熔點(diǎn)，并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同，表現(xiàn)為晶體具有各向異性，選項(xiàng)B正確；同種元素構(gòu)成的可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項(xiàng)C正確；晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體，反之亦然，選項(xiàng)D正確；熔化過程中，晶體要吸熱，溫度不變，但是內(nèi)能增大，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。
答案　(1)BCD　(2)(ⅰ)330 K　(ⅱ)1.01×105 Pa
4.(2015·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ，33)　(1)(5分)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)　A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快　B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)　C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的　D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生　E.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的
(2)(10分)如圖4所示，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l＝10.0 cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0 cm?，F(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0 cmHg。
(ⅰ)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度；(ⅱ)此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度。
解析　(1)根據(jù)分子動(dòng)理論，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，不是化學(xué)反應(yīng)，故C正確、B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故D正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由于液體的對(duì)流形成的，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，故E錯(cuò)誤。
(2)(ⅰ)以cmHg為壓強(qiáng)單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l＝10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律得pl＝p1l1①由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋h②打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有p1＝p0－h(huán)1③聯(lián)立①②③式，并代入題給數(shù)據(jù)得l1＝12.0 cm④
(ⅱ)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2。由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤由力學(xué)平衡條件有p2＝p0⑥聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題給數(shù)據(jù)得l2＝10.4 cm⑦設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度Δh，依題意得Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題給數(shù)據(jù)得Δh＝13.2 cm⑨答案　(1)ACD　(2)(ⅰ)12.0 cm　(ⅱ)13.2 cm
近三年新課標(biāo)全國(guó)卷的試題都是由一小一大組成的。小題是選擇題的形式，其分值為6分(或5分)，大題是計(jì)算題的形式，其分值為9分(或10分)。(1)2013年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ小題考查的是分子力、分子力做功、分子勢(shì)能，大題考查的是蓋—呂薩克定律和玻意耳定律的應(yīng)用。課標(biāo)卷Ⅱ小題考查的是氣體、內(nèi)能、壓強(qiáng)，大題考查的是玻意耳定律的應(yīng)用。
(2)2014年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ小題考查的是熱力學(xué)第一定律及p－T圖象中的等溫、等壓、等容線，大題考查的是玻意耳定律和蓋—呂薩克定律的應(yīng)用。新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ小題考查的是固體、液體、氣體的性質(zhì)，大題考查的是蓋—呂薩克定律和玻意耳定律的應(yīng)用。(3)2015年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ小題考查了熱力學(xué)定律及對(duì)晶體的認(rèn)識(shí)，大題考查的是蓋－呂薩克定律和查理定律的應(yīng)用。新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ小題考查的是對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解，大題考查的是力學(xué)平衡條件及玻意耳定律的應(yīng)用。知識(shí)熱點(diǎn)：分子動(dòng)理論，熱學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，熱力學(xué)定律的分析和判斷，氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用。
考向一　熱學(xué)基本知識(shí)與微觀量計(jì)算的組合
1.(1)關(guān)于熱學(xué)規(guī)律，下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))　A.熱量可以自發(fā)地從高溫物體向低溫物體傳遞，但要從低溫物體向高溫物體傳遞，必須有第三者介入　B.如果用Q表示物體吸收的熱量，用W表示物體對(duì)外界所做的功，ΔU表示物體內(nèi)能的增加，那么熱力學(xué)第一定律可以表達(dá)為Q＝ΔU＋W　C.蒸發(fā)的快慢與空氣的濕度有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)　D.攝氏溫度是國(guó)際單位制中的七個(gè)基本物理量之一，攝氏溫度t與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系是T＝t＋273.15 K　E.在用油膜法估測(cè)分子的直徑的實(shí)驗(yàn)中，主要是解決兩個(gè)問題：一是獲得很小的一滴油酸并測(cè)出其體積，二是測(cè)量這滴油酸在水面上形成的油膜面積
(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有體積為V的水和體積為V的可認(rèn)為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為MA，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA，求：①說明標(biāo)準(zhǔn)狀況下水分子與水蒸氣分子的平均動(dòng)能的大小關(guān)系；②它們中各有多少水分子？③它們中相鄰兩個(gè)水分子之間的平均距離。
解析　(1)由熱力學(xué)第二定律可知，選項(xiàng)A正確；熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為ΔU＝Q＋W，其中Q表示物體吸收的熱量，W表示外界對(duì)物體所做的功，ΔU表示物體內(nèi)能的增加，若用W表示物體對(duì)外界所做的功，則ΔU＝Q－W，即Q＝ΔU＋W，故選項(xiàng)B正確；蒸發(fā)的快慢與液體表面積大小、溫度高低、氣體表面的空氣流動(dòng)速度等有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；熱力學(xué)溫度是國(guó)際單位制中的七個(gè)基本物理量之一，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；在用油膜法估測(cè)分子的直徑的實(shí)驗(yàn)中，主要是解決兩個(gè)問題：一是獲得很小的一滴油酸并測(cè)出其體積，二是測(cè)量這滴油酸在水面上形成的油膜面積，選項(xiàng)E正確。
2.(1)如圖5所示，汽缸和活塞與外界均無(wú)熱交換，中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板，封閉著兩部分氣體A和B，活塞處于靜止平衡狀態(tài)?，F(xiàn)通過電熱絲對(duì)氣體A加熱一段時(shí)間，后來(lái)活塞達(dá)到新的平衡，不計(jì)氣體分子勢(shì)能及活塞與汽
缸壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)保持不變，則下列判斷正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))A.氣體A吸熱，內(nèi)能增加B.氣體B吸熱，對(duì)外做功，內(nèi)能不變C.氣體A分子的平均動(dòng)能增大D.氣體A和氣體B每個(gè)分子的動(dòng)能都增大E.氣體B分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞總次數(shù)減少
(2)1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3的溶液有50滴，現(xiàn)取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，隨著酒精溶于水，油酸在水面上形成一層單分子油膜，已測(cè)出這一薄層的面積為0.2 m2，由此估測(cè)出油酸分子的直徑為多少？解析　(1)氣體A做等容變化，W＝0，溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)ΔU＝W＋Q，可知?dú)怏wA吸熱，故選項(xiàng)A正確；氣體B做等壓變化，溫度升高，則體積增大，氣體對(duì)外做功，W＜0，溫度升高，內(nèi)能增加，根據(jù)ΔU＝W＋Q，可知?dú)怏wB吸熱，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體A溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，選項(xiàng)C正確；溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；氣體B溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)不變，所以單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的氣體分子數(shù)減少，選項(xiàng)E正確。
答案　(1)ACE　(2)5.0×10－10 m
考向二　熱學(xué)基本知識(shí)與氣體定律的組合
3.固體和液體　(1)晶體和非晶體
(2)液晶的性質(zhì)液晶是一種特殊的物質(zhì)，既可以流動(dòng)，又可以表現(xiàn)出單晶體的分子排列特點(diǎn)，在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性。
(3)液體的表面張力使液體表面有收縮到球形的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切。(4)飽和汽壓的特點(diǎn)液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無(wú)關(guān)。(5)相對(duì)濕度
1.(1)下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))　A.0 ℃的水的分子平均動(dòng)能大于0 ℃的冰的分子平均動(dòng)能　B.晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)　C.物體吸收了熱量，其內(nèi)能一定增加　D.布朗運(yùn)動(dòng)說明分子在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)　E.隨著分子間距離的增大，分子間的引力和斥力均減小
(2)如圖6所示，一端封閉內(nèi)徑均勻的直玻璃管總長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝97 cm，其中有一段長(zhǎng)度h＝19 cm的水銀柱，將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在玻璃管中，玻璃管水平放置時(shí)空氣柱A長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＝30 cm。若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)到管口向下豎直放置，然后將玻璃管緩慢插入足夠深的水銀槽中，直到A段空氣柱長(zhǎng)度恢復(fù)到30 cm。整個(gè)過程中氣體溫度不變，取大氣壓強(qiáng)為p0＝76 cmHg，求最終槽中水銀進(jìn)入玻璃管中的長(zhǎng)度。
解析　(1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故0 ℃的水和0 ℃的冰的分子平均動(dòng)能相同，A錯(cuò)誤；晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無(wú)固定熔點(diǎn)，B正確；改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，只知吸熱情況，不知道做功情況沒法確定內(nèi)能的變化情況，C錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，D正確；引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，E正確。
(2)設(shè)管口豎直向下放置時(shí)空氣柱A的長(zhǎng)度為L(zhǎng)A，玻璃管橫截面積為S，對(duì)空氣柱A，據(jù)玻意耳定律可得p0L0S＝(p0－h(huán))LAS設(shè)此時(shí)水銀柱與玻璃管口之間的空氣柱為BpB1＝p0，VB1＝(L－h(huán)－LA)S插入水銀槽穩(wěn)定后，空氣柱A的壓強(qiáng)pA′＝p0設(shè)此時(shí)空氣柱B的長(zhǎng)度為L(zhǎng)B，對(duì)B，根據(jù)玻意耳定律可得pB1VB1＝(pA′＋h)LBS此時(shí)進(jìn)入玻璃管的水銀柱長(zhǎng)度為h′＝L－h(huán)－L0－LB解得h′＝17.6 cm答案　(1)BDE　(2)17.6 cm
2.(1)關(guān)于固體、液體和氣體，下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))　A.固體可以分為晶體和非晶體兩類，非晶體和多晶體都沒有確定的幾何形狀　B.液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些多晶體相似，具有各向同性　C.在圍繞地球運(yùn)行的“天宮一號(hào)”中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果　D.空氣的相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越接近同一溫度時(shí)水的飽和汽壓　E.大量氣體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但分子的速率按“中間少，兩頭多”的規(guī)律分布
(2)如圖7所示，汽缸放置在水平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為5 kg，厚度不計(jì)，由活塞產(chǎn)生的壓強(qiáng)為0.2×105 Pa，汽缸全長(zhǎng)25 cm，大氣壓強(qiáng)為1×105 Pa，當(dāng)溫度為27 ℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm。若保持封閉氣體溫度不變，將汽缸緩慢豎起倒置。
①求汽缸倒置后封閉氣柱的長(zhǎng)度？②汽缸倒置后，使封閉氣體溫度升至多少K時(shí)，活塞剛好接觸平臺(tái)(活塞摩擦不計(jì))?
解析　(1)非晶體與多晶體沒有天然的規(guī)則幾何形狀，選項(xiàng)A正確；液晶既有晶體的特性(具有各向異性)又有液體的流動(dòng)性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在完全失重時(shí)，由于表面張力作用，水滴呈球形，選項(xiàng)C正確；空氣濕度越大，空氣中的水蒸氣越接近飽和狀態(tài)，選項(xiàng)D正確；分子速率分布規(guī)律是“中間多，兩頭少”，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。
答案　(1)ACD　(2)①15 cm?、?00 K
3.(1)下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào))　A.當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都變小　B.布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮在液體中固體顆粒分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)　C.氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)器壁頻繁碰撞而產(chǎn)生的　D.隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達(dá)到絕對(duì)零度　E.物體的內(nèi)能是組成物體的所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和
(2)使一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)按圖8甲中箭頭所示的順序變化，圖線BC是一段以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線。①已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度TA＝300 K，問氣體在狀態(tài)B、C和D的溫度各是多大？②請(qǐng)?jiān)趫D乙上將上述氣體變化過程在V－T圖中表示出來(lái)(圖中要標(biāo)明A、B、C、D四點(diǎn)，并且要畫箭頭表示變化方向)。
解析　(1)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，B錯(cuò)誤；氣體對(duì)氣壁的壓強(qiáng)是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的，C正確；絕對(duì)零度是低溫的極限，不可能達(dá)到，D錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，E正確。
答案　(1)ACE　(2)①600 K　600 K　300 K?、谝娊馕?br/>高頻考點(diǎn)十四　熱學(xué)基本規(guī)律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合
1.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路　(1)選擇對(duì)象——即某一定質(zhì)量的理想氣體；　(2)找出參量——?dú)怏w在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；　(3)認(rèn)識(shí)過程——認(rèn)清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提；　(4)列出方程——選用某一實(shí)驗(yàn)定律或氣態(tài)方程，代入具體數(shù)值求解，并討論結(jié)果的合理性。
2.牢記以下幾個(gè)結(jié)論(1)熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞給高溫物體；(2)氣體壓強(qiáng)是由氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的，壓強(qiáng)大小與分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和分子密集程度有關(guān)；(3)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)；(4)溫度變化時(shí)，意味著物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能隨之變化，并非物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都隨之發(fā)生同樣的變化。
　(1)(5分)2013年6月20日，我國(guó)航天員王亞平在“天宮一號(hào)”中進(jìn)行太空授課時(shí)，完成了制作水膜與水球的實(shí)驗(yàn)。一個(gè)金屬圈插入飲用水袋后抽出，形成了一個(gè)水膜，輕晃金屬圈，水膜并未破裂，而是甩出了一個(gè)小水滴。向水膜繼續(xù)注水，水膜很快長(zhǎng)成一個(gè)晶瑩剔透的大水球。水球內(nèi)有連串的空氣泡，將針尖扎入用針筒抽出空氣，水球卻不受任何破壞。注入紅色液體，紅色慢慢擴(kuò)張，水球變成了一枚美麗的“紅寶石”。下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)
A.失重條件下水滴呈現(xiàn)球形是由于液體的表面張力作用B.失重條件下能形成大水球是由于液體表面分子間只存在引力C.空氣泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)大于氣泡外氣體的壓強(qiáng)D.當(dāng)針尖戳入水球時(shí)，水的表面張力就會(huì)消失E.水球變成“紅寶石”是因?yàn)榧t色液體分子在水中擴(kuò)散形成的
(2)(10分)如圖9所示的玻璃管ABCDE，CD部分水平，其余部分豎直(彎曲部分長(zhǎng)度可忽略)，玻璃管截面半徑遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度，CD內(nèi)有一段長(zhǎng)度為5 cm的水銀柱，環(huán)境溫度是300 K，大氣壓是75 cmHg，初始時(shí)數(shù)據(jù)如圖?，F(xiàn)保持CD水平，將玻璃管A端緩慢豎直向下插入大水銀槽中，當(dāng)水平段水銀柱剛好全部進(jìn)入DE豎直管內(nèi)時(shí)，保持玻璃管靜止不動(dòng)。問：
①玻璃管A端插入水銀槽中的深度是多少？②當(dāng)管內(nèi)氣體溫度緩慢降低到多少K時(shí)，DE中的水銀柱剛好全部回到CD水平管中？
解析　(1)由于表面張力的作用，失重狀態(tài)下水珠將呈球形，此時(shí)分子間同時(shí)存在引力和斥力。由于失重，氣泡內(nèi)液體均勻擴(kuò)散至整個(gè)氣泡內(nèi)；由于表面張力的作用，氣泡內(nèi)壓強(qiáng)大于氣泡外氣體壓強(qiáng)；只要有液體，液體的表面總是有表面張力。選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，A、C、E正確。(2)①設(shè)玻璃管截面積為S，初始時(shí)左側(cè)玻璃管中氣體壓強(qiáng)為p1＝75 cmHg，體積為V1＝L1S。A端插入水銀槽后氣體溫度保持不變，體積為V2＝L2S，壓強(qiáng)為p2L1＝(44＋15＋5) cm＝64 cm(1分)p2＝p0＋ρgh＝80 cmHg(1分)p1V1＝p2V2(2分)
答案　(1)ACE　(2)①19 cm?、?34.4 K
(2)(10分)如圖10所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為15 L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為1.5 L，打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1 atm、250 cm3的空氣。
(1)若要使氣體壓強(qiáng)增大到6 atm，應(yīng)打氣多少次？(2)如果壓強(qiáng)達(dá)到6 atm，時(shí)停止打氣，并開始向外噴藥，那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，桶內(nèi)剩下的藥液還有多少升？
(2)①設(shè)應(yīng)打n次，則有：p1＝1 atm，V1＝250 cm3·n＋1.5 L＝0.25n L＋1.5 L，p2＝6 atm，V2＝1.5 L。(1分)根據(jù)玻意耳定律得：p1V1＝p2V2(2分)即1×(0.25n＋1.5)＝6×1.5，解得n＝30。(1分)②由題意可知：V1′＝1.5 L，p1′＝6 atm；p2′＝1 atm，V2′＝？根據(jù)玻意耳定律得p1′V1′＝p2′V2′(2分)
答案　(1)BDE　(2)①30次?、? L

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