2011年高考热学部分归类分析

江西省都昌县第一中学　李一新

一、对分子动理论的考查

 

1．物体是由大量分子组成的

 

例1．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg·m^-3。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取N_A=6.02×10²³mol^-1。球的体积V与直径D的关系为

，结果保留一位有效数字)

 

解析：一个油酸分子的体积

，由球的体积与直径的关系得分子直径：

，最大面积

。解得

 

2．分子的热运动

 

例2．某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图1所示，图中f（v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，所对应的温度分别为T_Ⅰ，T_Ⅱ，T_Ⅲ，则

 

 

A．

    B．

    C．

    D．

 

解析：温度是分子平均动能的标志。气体分子的速率分布呈现出“中间多、两头少”，随着温度的升高，分子速率大的比例逐渐增大，分子的平均速率增大，故正确的选项为B。

 

3．分子之间存在着的引力和斥力

 

例3．如图2所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是

 

 

A．铅分子做无规则热运动

 

B．铅柱受到大气压力作用

 

C．铅柱间存在万有引力作用

 

D．铅柱间存在分子引力作用

 

解析：下面的铅柱不脱落，是由分子之间存在相互作用引力，故正确的选项为D。

 

二、对固体、液体和物态变化的考查

 

1．晶体和非晶体的特性

 

例4．如图3所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_______。（填选项前的字母）

 

 

A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T₀

 

B．曲线M的bc段表示固液共存状态

 

C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态

 

D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态

 

解析：晶体有固定的熔点，在熔解过程中，当温度达到熔点温度时，开始熔化，全部熔化后，温度继续升高，曲线M的ab段表示固态，bc段表示固液共存状态，cd段表示液态；非晶体没有固定的熔点，边熔解温度边上升，故正确的选项为B。

 

2．空气的湿度

 

例5．关于空气湿度，下列说法正确的是_________（填入正确选项前的字母）。

 

A．当人们感到潮湿时，空气的

绝对湿度一定较大

 

B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小

 

C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示

 

D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比

 

解析：空气的湿度可以用空气中所含水蒸汽的压强表示，这样表示的湿度叫做空气的绝对湿度。当人们感到潮湿时，空气的

相对湿度一定较大，当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小。空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比。故正确的选项为BC。

 

三、对分子动理论和固、液体性质相结合考查

 

例6．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是         。

 

A．液体的分子势能与体积有关

 

B．晶体的物理性质都是各向异性的

 

C．温度升高，每个分子的动能都增大

 

D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

 

解析：物体的分子势能与温度和体积有关。晶体在某些物理性质上存在各向异性，并不是所有物理性质都是各向异性。温度升高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大。由于液体表面具有张力作用，所以，露珠呈球状，故正确的选项为AD。

 

四、对热力学定律的考查

 

1．热力学第一定律

 

例5．如图4所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P₀。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V₁增大为V₂。则在此过程中，气体分子平均动能_________(选“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了_____________。

 

 

解析：气体作等压膨胀，温度升高，分子的平均动增大；内能增大。气体对外做功为

，由热力学第一定律可得气体内能的变化为

。

 

2．能量守恒定律

 

例6．如题5图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是

 

 

A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量

 

B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身

 

C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高

 

D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量

 

解析：形状记忆合金制成的叶片，在热水中吸收热量而伸长，离开热水后，叶片形状迅速恢复，使轻杆的重心位置发生变化而转动，一部分能量散发空气中，叶片不断搅动热水，对水做功。但叶片吸收的能量大于对水做的功，水的温度逐渐降低，当与环境温度达到平衡，叶片停止转动。故正确的选项为D。

 

五、对气体定律的考查

 

1．玻意耳定律

 

例7．如图6所示，一上端开口，下端封闭的细长玻璃管，下部有长l₁=66cm的水银柱，中间封有长l₂=6.6cm的空气柱，上部有长l₃=44cm的水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p₀=76cmHg。如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。

 

 

解析：初状态时：p₁= p_0­＋l₃，V₁= l₂S

 

开口向下时，原来上部的水银有一部分会溢出，封闭端会有部分真空，如图7所示。设此时开口端剩下的水银柱长度为x，空气柱的长度为h，则p₂=l₁=p₀-x，V₂=hS,可得剩下的水银柱长度为x=p₀－l₁=10cm。由p₁V₁= p₂V₂,代入数据，可得空气柱的长度为h=12cm。

 

再转回到原来位置时，如图8所示，设空气柱的长度为h，则p₃= p₀＋x，V₃=hS，由p₁V₁= p₃V₃，代入数据，可得空气柱的长度为h^’≈9.2cm。

 

2．气体状态图象

 

例8．如图9所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强

 

 

A．逐渐增大    B．逐渐减小    C．始终不变     D．先增大后减小

 

解析：根据气体状态方程

，因为沿直线从a到b，V逐渐变小，T逐渐变大，所以P逐渐变大，本题选A。

 

六、气体定律与热力学第一定律相结合考查

 

例9．气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，

右管D中水银面高出O点h₁=14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点h₂=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）

 

（1）求恒温槽的温度。

 

（2）此过程A内气体内能          （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将           （填“吸热”或“放热”）。

 

 

解析：（1）设恒温槽的温度为T₂，由题意知T₁=273K。A内膜气体发生等容变化，根据查理定律得

，

，

，代入数据得T₂=364K（或91℃）。

 

（2）A内气体温度升高，内能增大，体积不变，不对外做功，由热力学第一定律可知，气体将吸热。