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3-3物理模块在高考中的考查内容主要有分子动理论、气体性质及热力学定律，不管是哪一块内容，都是和气体内能紧密联系在一起的.
一、考查与内能相关的基本概念
1．分子间距对分子势能的影响
例1 （2013新课标Ⅰ卷）．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是
(A) 分子力先增大，后一直减小
(B) 分子力先做正功，后做负功
(C) 分子动能先增大，后减小
(D) 分子势能先增大，后减小
(E) 分子势能和动能之和不变
解析:当分子间距r=r0时，分子力F为0，F随r的变化关系如图1(a)所示，两个相距较远的分子逐渐靠近时，F先增大，然后减小到零，再增大.在r>r0时F为引力，做正功，分子动能增大，分子势能减小.到r
要点归纳:(1)掌握图1的两种图线，r=r0时，分子力为零，分子势能有最小值，但不能说为零，因为势能有相对性，图1中选取两分子相距无穷远的分子势能为零，这个最小值是负的.(2)明确分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增加.只有分子力做功时，分子势能和动能之和保持不变.
2．气体温度、压强的微观意义
例2 （2013年广东卷）图2为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1 L，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有（ ）
(A) 充气后，密封气体压强增加
(B) 充气后，密封气体的分子平均动能增加
(C) 打开阀门后，密封气体对外界做正功
(D) 打开阀门后，不再充气也能把水喷光
解析：因为外界有大气压，选项(D)错误.选项(A)(C)正确.
要点归纳：（1）温度的微观意义：不管是固体、液体还是气体，温度都是分子平均动能的标志.温度相同的物体，分子的平均动能就相同；温度不变，分子的平均动能就不变.（2）气体压强的微观意义：气体压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞形成持续稳定的压力所产生的，压强大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度这两个因素有关.题中已知充气时温度（气体分子的平均动能）不变，则平均每个分子每次对器壁的撞击力不变.充气后总分子数增加，但体积不变，则气体分子的密集程度增加，对器壁的撞击更加频繁，显然气体的压强会增加.（3）判断气体是否做功的方法：气体体积减小时，外界对气体做功；体积增加时，气体对外界做功.但有一种例外，气体向真空中自由膨胀时，是不做功的.
二、考查理想气体的内能
1．绝热过程
例3 (2011年重庆卷)．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成.开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图3所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（ ）
(A) 对外做正功，分子的平均动能减小
(B) 对外做正功，内能增大
(C) 对外做负功，分子的平均动能增大
(D) 对外做负功，内能减小
解析：由热力学第一定律结合理想气体特点可得，缸内气体对外做正功，内能减小，分子的平均动能减小，选项(A)正确.
要点归纳：（1）内能的定义：内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.从宏观上看，因为分子平均动能由温度决定，总分子势能与物体的体积有关，所以内能跟物体的温度和体积有关.（2）理想气体特点：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的一种理想化的气体.除碰撞瞬间外，分子间没有相互作用力，不用考虑分子势能，因此一定量理想气体的内能仅由温度决定，跟气体体积无关.（3）热力学第一定律的内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和.表达式：ΔU=Q+W,计算时，外界对系统做功W取正，反之取负；系统吸热Q取正，反之取负.ΔU为正时，表示内能增加，反之则内能减小.
2．等压过程
例4 (2011年江苏卷)．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(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了.
解析:缓慢加热，是等压变化，
V1 T1=V2 T2，故温度升高，气体分子平均动能增大.外界对气体做功W=-P0(V2-V1)，气体内能变化
ΔU=Q+W=Q-p0(V2-V1).
要点归纳:(1)缓慢加热：说明气缸活塞移动缓慢，近似受力平衡，缸内气体压强保持p0不变.(2)等压过程的求功方法：等压变化过程气体与活塞间的压力不变，故外界对气体做的功为W=-Fl=-p0Sl=-p0(V2-V1).
3．组合过程
例5 （2013年浙江卷）一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图5所示.图中TA、VA和TD为已知量.
（1）从状态A到B，气体经历的是过程（填“等温”、“等容”或“等压”）.
（2）从B到C的过程中，气体的内能（填“增大”、“减小”或“不变”）.
（3）从C到D的过程中，气体对外 （填“做正功”、“做负功”或“不做功”），同时（填“吸热”或“放热”）.
（4）气体在状态D时的体积VD=.
解析:(1)等容；(2)B到C是等温过程，气体的内能不变；(3)C到D过程体积减小，温度降低，因此气体对外做负功；内能减小，由热力学第一定律可得：放热；(4)D到A是等压过程，则VD=TD TAVA.
要点归纳:(1)等容过程特点：体积不变，不做功，是单纯的传热过程，有ΔU=Q；(2)等温过程特点：温度不变，因是理想气体，内能不变，则W+Q=0.(3)等压过程特点：V-T图线是过原点的倾斜直线，遵守盖•吕萨克定律V T=C，若体积变大，则温度升高，内能增加，因此在对外做功的同时需要吸收热量.
三、考查实际气体的内能
1．气体状态参量及状态变化的微观解释
例6 （2013新课标Ⅱ卷）关于一定量的气体，下列说法正确的是( ).
(A) 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
(B) 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
(C) 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
(D) 气体从外界吸收热量，其内能一定增加
(E) 气体在等压膨胀过程中温度一定升高.
答案:(A)(B)(E)
要点归纳:(1)气体的体积：由于气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，气体分子可以自由运动，因而气体会充满它能达到的空间.(2)气体的温度：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的热运动越激烈.(3)气体的压强：气体压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞形成持续稳定的压力所产生的.完全失重时，气体分子仍在做无规则的热运动，仍会碰撞容器壁，仍会产生压强.(4)等压膨胀的微观解释：气体的体积增大，分子的密集程度减小，只有分子的平均动能增大，才能保持压强不变，因此温度一定升高.
2．实际气体的分子势能可否忽略
例7 （2012年广东）景颇族的祖先发明的点火器如图6所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( )
(A) 气体温度升高，压强不变
(B) 气体温度升高，压强变大
(C) 气体对外界做正功，气体内能增加
(D) 外界对气体做正功，气体内能减少
答案:(B)
要点归纳:(1)猛推：说明经历的时间短，来不及和筒外发生热传递，可视为绝热过程.(2)热力学第一定律的适用范围：对固体、液体或气体组成的热力学系统普遍适用.压缩时外界对气体做功，W为正值，绝热Q＝0，由
ΔU=Q+W可知，气体内能增加.(3)气体的分子势能可否忽略？对压缩过程气体温度会升高的答案，有些资料是这样解释的：因为气体内能增加，所以温度升高.如果是理想气体，这样解释是完全正确的.但筒内封闭的是实际空气，3-3教材指出，在温度不低于零下几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小.这里，筒内空气被猛压后，压强比大气压大得多，分子势能应不能忽略，但分子势能的变大变小较难判断，其实据题中描述就可解释，因为猛压后能点燃艾绒，说明压缩后气体温度急剧升高.再由气体压强微观解释可知压强变大.
一、考查与内能相关的基本概念
1．分子间距对分子势能的影响
例1 （2013新课标Ⅰ卷）．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是
(A) 分子力先增大，后一直减小
(B) 分子力先做正功，后做负功
(C) 分子动能先增大，后减小
(D) 分子势能先增大，后减小
(E) 分子势能和动能之和不变
解析:当分子间距r=r0时，分子力F为0，F随r的变化关系如图1(a)所示，两个相距较远的分子逐渐靠近时，F先增大，然后减小到零，再增大.在r>r0时F为引力，做正功，分子动能增大，分子势能减小.到r
要点归纳:(1)掌握图1的两种图线，r=r0时，分子力为零，分子势能有最小值，但不能说为零，因为势能有相对性，图1中选取两分子相距无穷远的分子势能为零，这个最小值是负的.(2)明确分子力做正功时，分子势能减小；分子力做负功时，分子势能增加.只有分子力做功时，分子势能和动能之和保持不变.
2．气体温度、压强的微观意义
例2 （2013年广东卷）图2为某同学设计的喷水装置，内部装有2 L水，上部密封1 atm的空气0.5 L，保持阀门关闭，再充入1atm的空气0.1 L，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有（ ）
(A) 充气后，密封气体压强增加
(B) 充气后，密封气体的分子平均动能增加
(C) 打开阀门后，密封气体对外界做正功
(D) 打开阀门后，不再充气也能把水喷光
解析：因为外界有大气压，选项(D)错误.选项(A)(C)正确.
要点归纳：（1）温度的微观意义：不管是固体、液体还是气体，温度都是分子平均动能的标志.温度相同的物体，分子的平均动能就相同；温度不变，分子的平均动能就不变.（2）气体压强的微观意义：气体压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞形成持续稳定的压力所产生的，压强大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度这两个因素有关.题中已知充气时温度（气体分子的平均动能）不变，则平均每个分子每次对器壁的撞击力不变.充气后总分子数增加，但体积不变，则气体分子的密集程度增加，对器壁的撞击更加频繁，显然气体的压强会增加.（3）判断气体是否做功的方法：气体体积减小时，外界对气体做功；体积增加时，气体对外界做功.但有一种例外，气体向真空中自由膨胀时，是不做功的.
二、考查理想气体的内能
1．绝热过程
例3 (2011年重庆卷)．某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由气缸和活塞组成.开箱时，密闭于气缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图3所示.在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体（ ）
(A) 对外做正功，分子的平均动能减小
(B) 对外做正功，内能增大
(C) 对外做负功，分子的平均动能增大
(D) 对外做负功，内能减小
解析：由热力学第一定律结合理想气体特点可得，缸内气体对外做正功，内能减小，分子的平均动能减小，选项(A)正确.
要点归纳：（1）内能的定义：内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.从宏观上看，因为分子平均动能由温度决定，总分子势能与物体的体积有关，所以内能跟物体的温度和体积有关.（2）理想气体特点：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的一种理想化的气体.除碰撞瞬间外，分子间没有相互作用力，不用考虑分子势能，因此一定量理想气体的内能仅由温度决定，跟气体体积无关.（3）热力学第一定律的内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做功的和.表达式：ΔU=Q+W,计算时，外界对系统做功W取正，反之取负；系统吸热Q取正，反之取负.ΔU为正时，表示内能增加，反之则内能减小.
2．等压过程
例4 (2011年江苏卷)．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(选填“增大”、“不变”或“减小”)，气体内能变化了.
解析:缓慢加热，是等压变化，
V1 T1=V2 T2，故温度升高，气体分子平均动能增大.外界对气体做功W=-P0(V2-V1)，气体内能变化
ΔU=Q+W=Q-p0(V2-V1).
要点归纳:(1)缓慢加热：说明气缸活塞移动缓慢，近似受力平衡，缸内气体压强保持p0不变.(2)等压过程的求功方法：等压变化过程气体与活塞间的压力不变，故外界对气体做的功为W=-Fl=-p0Sl=-p0(V2-V1).
3．组合过程
例5 （2013年浙江卷）一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图5所示.图中TA、VA和TD为已知量.
（1）从状态A到B，气体经历的是过程（填“等温”、“等容”或“等压”）.
（2）从B到C的过程中，气体的内能（填“增大”、“减小”或“不变”）.
（3）从C到D的过程中，气体对外 （填“做正功”、“做负功”或“不做功”），同时（填“吸热”或“放热”）.
（4）气体在状态D时的体积VD=.
解析:(1)等容；(2)B到C是等温过程，气体的内能不变；(3)C到D过程体积减小，温度降低，因此气体对外做负功；内能减小，由热力学第一定律可得：放热；(4)D到A是等压过程，则VD=TD TAVA.
要点归纳:(1)等容过程特点：体积不变，不做功，是单纯的传热过程，有ΔU=Q；(2)等温过程特点：温度不变，因是理想气体，内能不变，则W+Q=0.(3)等压过程特点：V-T图线是过原点的倾斜直线，遵守盖•吕萨克定律V T=C，若体积变大，则温度升高，内能增加，因此在对外做功的同时需要吸收热量.
三、考查实际气体的内能
1．气体状态参量及状态变化的微观解释
例6 （2013新课标Ⅱ卷）关于一定量的气体，下列说法正确的是( ).
(A) 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和
(B) 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
(C) 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
(D) 气体从外界吸收热量，其内能一定增加
(E) 气体在等压膨胀过程中温度一定升高.
答案:(A)(B)(E)
要点归纳:(1)气体的体积：由于气体分子间的距离比较大，分子间的作用力很弱，气体分子可以自由运动，因而气体会充满它能达到的空间.(2)气体的温度：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的热运动越激烈.(3)气体的压强：气体压强是大量气体分子对容器壁频繁碰撞形成持续稳定的压力所产生的.完全失重时，气体分子仍在做无规则的热运动，仍会碰撞容器壁，仍会产生压强.(4)等压膨胀的微观解释：气体的体积增大，分子的密集程度减小，只有分子的平均动能增大，才能保持压强不变，因此温度一定升高.
2．实际气体的分子势能可否忽略
例7 （2012年广东）景颇族的祖先发明的点火器如图6所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒.猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( )
(A) 气体温度升高，压强不变
(B) 气体温度升高，压强变大
(C) 气体对外界做正功，气体内能增加
(D) 外界对气体做正功，气体内能减少
答案:(B)
要点归纳:(1)猛推：说明经历的时间短，来不及和筒外发生热传递，可视为绝热过程.(2)热力学第一定律的适用范围：对固体、液体或气体组成的热力学系统普遍适用.压缩时外界对气体做功，W为正值，绝热Q＝0，由
ΔU=Q+W可知，气体内能增加.(3)气体的分子势能可否忽略？对压缩过程气体温度会升高的答案，有些资料是这样解释的：因为气体内能增加，所以温度升高.如果是理想气体，这样解释是完全正确的.但筒内封闭的是实际空气，3-3教材指出，在温度不低于零下几十摄氏度，压强不超过大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，误差很小.这里，筒内空气被猛压后，压强比大气压大得多，分子势能应不能忽略，但分子势能的变大变小较难判断，其实据题中描述就可解释，因为猛压后能点燃艾绒，说明压缩后气体温度急剧升高.再由气体压强微观解释可知压强变大.