高中物理选修3-3知识点归纳及练习题与答案

第七章分子动理论

1、物质是由大量分子组成的

（1）单分子油膜法测量分子直径

（2）

（3）对微观量的估算

①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）

②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量

Ⅰ．微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.

Ⅱ．宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm，物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.

特别提醒：

2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）

（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。

3、分子间的相互作用力

（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。但总是斥力变化得较快。

（3）图像：

理解+记忆：

4、温度

宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：

5、内能

①分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

②物体的内能

物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度）

③改变内能的方式：做功与热传递都使物体的内能改变

特别提醒：

(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0℃的水结成0℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了。

(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关。

(3)内能都是对宏观物体而言的,不存在某个分子的内能的说法，由物体内部状态决定。

第八章气体

1、分子热运动速率的统计分布规律

(1)气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间。

(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布。

(3)温度升高时，速率小的分子数减少,速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大（并不是每个分子的速率都增大），但速率分布规律不变。

2、气体实验定律

3、理想气体

宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，实际气体在常温常压下（压强不太大、温度不太低）实验气体可以看成理想气体

微观上：理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．故一定质量的理想气体的内能只与温度

有关，与体积无关（即理想气体的内能只看所用分子动能，没有分子势能）

应用状态方程或实验定律解题的一般步骤：

(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；

(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；

(3)由状态方程或实验定律列式求解；

(4)讨论结果的合理性。

4、气体压强的微观解释

大量分子频繁的撞击器壁的结果

影响气体压强的因素：

①气体的平均分子动能（宏观上即：温度）

②分子的密集程度即单位体积内的分子数（宏观上即：体积）第九章固体、液体和物态变化1、晶体与非晶体

晶体：外观上有规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性。非晶体：外观没有规则的几何外形，无确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性。

①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点。

②晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英→玻璃）。

2、单晶体、多晶体

如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐小颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗）。

如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体，多晶体没有规则的几何外形，但同单晶体一样，仍有确定的熔点。

3、晶体的微观结构：

固体内部，微粒的排列非常紧密，微粒之间的引力较大，绝大多数微粒只能在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动。

晶体内部，微粒按照一定的规律在空间周期性地排列（即晶体的点阵结构），不同方向上微粒的排列情况不同，正由于这个原因，晶体在不同方向上会表现出不同的物理性质（即晶体的各向异性）。

4、表面张力

当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力，如露珠。

(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。

(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。

5、液晶

分子排列有序，光学各向异性，可自由移动，位置无序，具有液体的流动性。各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的。

6、饱和汽；湿度

（1）饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．

（2）未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．

（3）饱和汽压

①定义：饱和汽所具有的压强。

②特点：液体的饱和汽压与温度有关,温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。

（4）湿度

①定义：空气的干湿程度。

②描述湿度的物理量

a．绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。

b．相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比。

c．相对湿度公式：

7、改变系统内能的两种方式：做功和热传递

①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射。

②这两种方式改变系统的内能是等效的。

③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移。

8、热力学第一定律

几种特殊情况：

（1）若过程是绝热的,则Q＝0，W＝ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加。

（2）若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。

（3）若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。

第十章热力学第二定律

1、热力学第二定律

（1）常见的两种表述

①克劳修斯表述(按热传递的方向性来表述)：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

②开尔文表述(按机械能与内能转化过程的方向性来表述)：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

a.“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。

b.“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等。

（2）热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。

（3）热力学过程方向性实例

特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。

2、能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变。

第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律；

第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背能量守恒定律，不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）。

熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。

3、能量耗散：系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。

高中物理 热力学 知识点

第七章 分子动理论

1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径

（2）mol 1任何物质含有的微粒数相同=⨯-mol

N A 6.021023

1

（3）对微观量的估算

①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）Ⅰ.球体模型直径d ＝ 36V 0

π.

Ⅱ.立方体模型边长d ＝

3V 0.

②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量

Ⅰ．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.

Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. a.分子质量：0=

m M N mol A

＝

ρV N mol

A b.分子体积：0=

v V N mol A

＝M ρN A （气体分子除外） c.分子数量：=

===ρρM M V V n N N N N M v M v mol

mol mol mol A

A A A 特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积V 0＝V m

N A

，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

2、对于气体分子，d ＝3

V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）

（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间

（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒．．．．．．各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力

（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。但总是斥力变化得较快。

（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；

实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。

r 0位置叫做平衡位置，r 0的数量级为-1010m 。

理解+记忆：

(1)当=r r 0时，F 引＝F 斥，F ＝0；

(2)当r r 0时，F 引和F 斥都随距离的增大而减小，但F 引＞F 斥，F 表现为引力； (4)当>r r 100 (

m)时，F 引和F 斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F ＝0)．

4、温度

宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：=+T t K 273.15 5、内能 ①分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（=r r 0时分子势能最小）

当>r r 0时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当②物体的内能

物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度） ③改变内能的方式

做功与热传递都使物体的内能改变 特别提醒：

(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 ℃的水结成0 ℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了．

(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有关． (3)内能都是对宏观物体而言的,不存在某个分子的内能的说法.

由物体内部状态决定

第八章 气体

6、分子热运动速率的统计分布规律

(1)气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间．

(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布．

(3)温度升高时，速率小的分子数减少,速率大的分子数增加，分子的平均速率．．．．将增大（并不是每个分子的速率都增大），但速率分布规律不变．

7、气体实验定律

①玻意耳定律：=pV C （C 为常量）→等温变化

微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体

积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。 适用条件：压强不太大，温度不太低 图象表达：-

V

p 1

②查理定律：

=T

C p

（C 为常量）→等容变化 微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 适用条件：温度不太低，压强不太大 图象表达：-p V

③盖吕萨克定律：

=T

C V

（C 为常量）→等压变化 V 1>V 2

-273℃ 图 2

T Ⅲ>T Ⅱ>T Ⅰ

T 2>T 1

图1

微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变 适用条件：压强不太大，温度不太低 图象表达：V T -

8、理想气体

宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，实际气体在常温常压下（压强不太大、温度不太低）实验气体可以看成理想气体

微观上：理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．故一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关（即理想气体的内能只看所用分子动能，没有分子势能） 理想气体状态方程：

pV

C T

=，可包含气体的三个实验定律：

几个重要的推论

(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1

T 1

ΔT

(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1

T 1

ΔT

(3)理想气体状态方程的推论：p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1＋p 2V 2

T 2

＋……

应用状态方程或实验定律解题的一般步骤

(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体；

(2)确定气体在始末状态的参量p 1、V 1、T 1及p 2、V 2、T 2； (3)由状态方程或实验定律列式求解； (4)讨论结果的合理性．

9、气体压强的微观解释

大量分子频繁的撞击器壁的结果

影响气体压强的因素：①气体的平均分子动能（宏观上即：温度）②分子的密集程度即单位体积内的分子数（宏观上即：体积）

P 1>P 2

P 1>P 2

-273℃

图3

第九章 固态、液态和物态变化

10、晶体和非晶体

①晶体内部的微粒排列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性），由于多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（单晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则。

②晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。分子平均动能不变，温度不变。 11、液晶：介于固体和液体之间的特殊物态

物理性质①具有晶体的光学各向异性——在某个方向上看其分子排列比较整齐 ②具有液体的流动性——从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的． 12、液体的表面张力现象和毛细现象

（１）表面张力──表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，r ＞r 0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直． （２）浸润和不浸润现象：

附着层的液体分子比液体内部

分子力表现 附着层趋势 毛细现象 浸润 密 排斥力 扩张 上升 不浸润

稀疏

吸引力

收缩

下降

（３）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。

①管的内径越细，液体越高 ②土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来

第十章 热力学定律

13、改变系统内能的两种方式：做功和热传递

①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射 ②这两种方式改变系统的内能是等效的

③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移

14、热力学第一定律

①表达式u W Q ∆=+ ②

几种特殊情况

(1)若过程是绝热的,则Q ＝0，W ＝ΔU ,外界对物体做的功等于物体内能的增加.

(2)若过程中不做功，即W ＝0，则Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加．

（3）若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU ＝0，则W ＋Q ＝0或W ＝－Q ，外界对物体做的功等于物体放出的热量． 15、热力学第二定律 （1）常见的两种表述

①克劳修斯表述(按热传递的方向性来表述)：热量不能自发地从__低温__物体传到_高温_物体．

符号 W

Q

u ∆

+

外界对系统做功

系统从外界吸热

系统内能增加

- 系统对外界做功 系统向外界放热 系统内能减少

a、“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．

b、“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．

（2）热力学第二定律的实质

热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．

（3）热力学过程方向性实例

(1)高温物体热量Q能自发传给

热量Q不能自发传给

低温物体

(2)功能自发地完全转化为

不能自发地且不能完全转化为

热

(3)气体体积V 1能自发膨胀到

不能自发收缩到

气体体积V2(较大)

(4)不同气体A和B 能自发混合成

不能自发分离成

混合气体AB

特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程.

16、能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转

移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变

第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律

第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背能量守恒定律，不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方

向进行）

熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。

17、能量耗散：系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。

物理选修3-3综合检测题

一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题在给出的四个选项中，至少有一个是正确的，请把正确答案填如相应的答题表格）

1.关于温度的概念，下述说法中正确的是：

A.温度是分子平均动能的标志，温度越高，则分子平均动能越大

B.温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大

C.当某物体的内能增加时，则该物体的温度一定升高

D.甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子平均速率比乙物体分子平均速率大

2.下列说法中正确的是：

A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算阿伏伽德罗常数

B.悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就约明显

C.在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大

D.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非每个分子的动能都增大

3.对于一定质量的气体，下列说法中正确的是:

A.如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大

B.如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数可能增大

C.如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大

D.如果单位体积内分子数增多，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一增多

4.关于晶体，以下说法中正确的是：

A.晶体一定有规则的几何外形

B.晶体一定具有各向异性，只有非晶体显示各向同性

C.晶体熔化时具有一定的熔点

D.晶体融化时吸收热量，分子平均动能一定增大

5.对热力学第二定律，下列理解正确的是：

A.自然界进行的一切宏观过程都是可逆的

B.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的

C.热量不可能从低温物体传递给高温物体

D.第二类永动机违背了能量转化和守恒定律，因此不可能制成

6.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为P2、V2、T2，下列关系正确的是：

A.P1=P2、V1=2V2、T1=T2/2

B.P1=P2、V1=V2/2、T1=2T2

C.P1=2P2、V1=2V2、T1=2T2

D.P1=2P2、V1=V2、T1=2T2

7.对一定质量的气体，下列说法中正确的是：

A.在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外做功

B.在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功

C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定只增加D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变

8.一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，设气体分子间的势能可以忽略不计，则在此过程中：

A.外界对气体做功，气体分子平均动能增加

B.外界对气体做功，气体分子平均动能减小

C.气体对外界做功，气体分子平均动能增加

D.气体对外界做功，气体分子平均动能减小

9.以下说法中正确的是;

A.小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用

B.小木块能够浮出水面是液体表面张力与其重力平衡的结果

C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力与水的浮力平衡的结果

D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形是小水珠是表面张力作用的结果

10.下列说法中正确的是;

A.液晶的分子排列与固体相同

B.液晶的分子排列与液体相同

C.液晶的分子排列是不稳定的，外界的微小扰动就能引起液晶分子排列的变化

D.液晶是介于液态与固态之间的中间态

11.已知地球半径约为6.4×106m，空气的摩尔质量约为29×10-3kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为：A.4×1016m3 B.4×1018m3 C.4×1020m3 D.4×1022m312.已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一

定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则整个过程中汽

缸内气体的内能：

A.先增大后减小

B.先减小后增大

C.一直变大

D.保持不变

13.如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一

段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则：

A.弯管左管内外水银面的高度差为h

B.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大

C.若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁上升

D.若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升

14.下列说法正确的是：

A.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

B.没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能

C.知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

D.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同

15.一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示．下列说法中正确的是：

A.a→b过程中，气体体积增大，压强减小

B.b→c过程中，气体压强不变，体积增大

C.a c →过程中，气体压强增大，体积变小

D.a c →过程中，气体内能增大，体积不变

二、计算论述题（本题共4小题，共40分，解答时要有规范的物理表达式以及规范的文字表述）

16.约在1670年，英国赛斯特城的主教约翰·维尔金斯设计了一种磁力“永动机”，如图所示，在斜坡顶上放一块强有力的磁铁，斜坡上端有一个小

孔，斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道．维尔金斯认

为：如果在斜坡底放一个小铁球，那么由于磁铁的吸引，小铁

球就会向上运动，当小球运动到小孔P 处时，它就要掉下，再

沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q ，由于有速度而可以对外做功，然后又被磁铁吸引回到上端，到小孔P 处又掉下．

在以后的二百多年里，维尔金斯的永动机居然改头换面地出现过多次，其中一次是在1878年，即在能量转化和守恒定律确定20年后，而且竟在德国取得了专利权!请你分析一下，维尔金斯“永动机”能实现吗?

器内再充入1atm的空气3L（设外界环境温度一

定，空气可看作理想气体）。

(l）当水面上方气体温度与外界温度相等时，求

气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原

因。

(2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。

18.将1cm3油酸溶于酒精，制成200cm3的酒精油酸溶液.已知1cm3溶液有50滴，现取1滴溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此估算油酸分子直径.

19.某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时，停止加热。

⑴若此时锅内气体的体积为V，摩尔体积为V0，阿伏加德罗

常数为N A，写出锅内气体分子数的估算表达式。

⑵假定在一次放气过程中，锅内气体对压力阀及外界做功1J,

并向外界释放了2J的热量。锅内原有气体的内能如何变化？

变化了多少？

⑶已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P＝P0（1－αH），其中常数α＞0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。

答题及解析

一、选择题

12345678A AD B C B D A D

9101112131415AD

CD

B

B

AD

D

AD

二、计算论述题

16.（10分）维尔金斯“永动机”不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。小球上升过程中，磁场力对小球做正功，使小球增加了机械能；但小球下落时，同样也受到磁场力，而且磁场力做负功，这个负功与上升过程的正功相互抵消。可见，维尔金斯“永动机”不可能源源不断向外提供能量，所以维尔金斯“永动机”不可能实现。

17.（10分）(1)设喷雾器内封闭的空气体积为V 1，充入气体的体积为V 2，由玻意耳定律得：

1

2211)(V P V V P =+带入数据可得

atm

P 5.22=（2）打开喷雾器，封闭气体等温膨胀，气体对外做功，内能不变，由热力学第一定律可知，该过程中气体将西欧那个外界吸收热量。18.（10分）一滴酒精油酸溶液中含有的油酸体积为

310310150

1

2001m cm V -⨯=⨯=

所以油酸分子的直径为

m S

V

d 10105-⨯==

*19.（10分）(1)锅内气体分子数为

A N V V n 0

=

（2）由热力学第一定律

Q W U +=∆可知，气体对外界做功1J，并向外释放2J 热

量的过程中，气体内能减小了3J。

（3）由P ＝P 0（1－αH ）（其中α＞0）知，随着海拔高度的增加，大气压强减小。

由10mg

P P S =+

知，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压强减小。根据查理定律得：

1

212

P P T T =可知阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低。