2019版高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义(文档)选修3-3 第十一章热学第2讲固体液体与气体 Word版含

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2018版高考物理江苏专用大一轮复习讲义文档选修3-3 第

第2讲固体、液体和气体一、固体晶体与非晶体的比较深度思考区分晶体与非晶体最准确的方法是看什么？答案看是否有固定的熔点．二、液体和液晶1．液体的表面张力(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．2．液晶的物理性质(1)具有液体的流动性．(2)具有晶体的光学各向异性．(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．三、饱和汽、饱和汽压和相对湿度1．饱和汽与未饱和汽(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．2．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．3．相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压.深度思考在闷热的夏天我们会感到非常的不舒服，是因为空气的相对湿度大还是小呢？答案相对湿度大四、气体1．气体压强(1)产生的原因由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．(2)决定因素①宏观上：决定于气体的温度和体积．②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度．2．气体实验定律3.理想气体的状态方程 (1)理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能． (2)理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C .气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例． 4．气体实验定律的微观解释 (1)等温变化一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能不变．在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大． (2)等容变化一定质量的某种理想气体，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，气体的压强增大． (3)等压变化一定质量的某种理想气体，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小，才能保持压强不变．1．判断下列说法是否正确．(1)单晶体的所有物理性质都是各向异性的．( × )(2)单晶体具有固定的熔点，而多晶体和非晶体没有固定的熔点．( × ) (3)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．( √ ) (4)液晶是液体和晶体的混合物．( × )(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力．( √ )(6)水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，这时蒸发和凝结仍在进行．( √ ) (7)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比．( × ) 2．(粤教版选修3－3P26第1题)关于晶体与非晶体，正确的说法是( )A．晶体能溶于水，而非晶体不能溶于水B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，而非晶体内部物质微粒的排列是不规则的C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒在不停地运动着D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，不相等的是非晶体答案 B3．(粤教版选修3－3P37第2题)(多选)下列现象中，与液体表面张力有关的是() A．小缝衣针漂浮在水面上B．小木船漂浮在水面上C．荷叶上的小水珠呈球形D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来答案ACD4．(粤教版选修3－3P24第1题)辨别物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是() A．从外形来判断B．从各向异性或各向同性来判断C．从导电性能来判断D．从是否具有确定的熔点来判断答案 D5．(人教版选修3－3P25第1题改编)对一定质量的气体来说，下列几点能做到的是() A．保持压强和体积不变而改变它的温度B．保持压强不变，同时升高温度并减小体积C．保持温度不变，同时增加体积并减小压强D．保持体积不变，同时增加压强并降低温度答案 C6．(人教版选修3－3P23第2题)如图1所示，向一个空的铝制饮料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱(长度可以忽略)．如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计．已知铝罐的容积是360 cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2 cm2，吸管的有效长度为20 cm，当温度为25 ℃时，油柱离管口10 cm.图1(1)吸管上标刻温度值时，刻度是否应该均匀？ (2)估算这个气温计的测量范围．答案 (1)刻度是均匀的 (2)23.4 ℃～26.6 ℃ 解析 (1)由于罐内气体压强始终不变，所以 V 1T 1＝V 2T 2，V 1T 1＝ΔV ΔT ， ΔV ＝V 1T 1ΔT ＝362298ΔT ，ΔT ＝298362·S ·ΔL由于ΔT 与ΔL 成正比，刻度是均匀的． (2)ΔT ＝298362×0.2×(20－10) K ≈1.6 K故这个气温计可以测量的温度范围为： (25－1.6) ℃～(25＋1.6) ℃ 即23.4 ℃～26.6 ℃.命题点一固体与液体的性质例1 (多选)下列说法正确的是( )A ．悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡B ．荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用C ．物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能D ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大答案 BD解析做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A 错误；荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；物体内所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能，故C 错误；潮湿与空气的相对湿度有关，与绝对湿度无关，当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度不一定较大，故D 正确．1．(多选)下列说法正确的是( )A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体答案BCD解析晶体有固定的熔点，并不会因为颗粒的大小而改变，即使敲碎为小颗粒，仍旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为光学各向异性，选项B正确；同种元素构成的固体可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确．2．(多选)下列说法正确的是()A．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点B．单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性C．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体D．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征答案BD解析单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体熔点不固定，A错误．单晶体中原子(或分子、离子)的排列是规则的，具有空间周期性，表现为各向异性，B正确．金属材料虽然显示各向同性，但并不意味着就是非晶体，可能是多晶体，C错误．液晶的名称由来就是由于它具有液体的流动性和晶体的各向异性，D正确．3．下列说法正确的是()A．一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力C．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液D．土壤里有很多毛细管，如果要把地下的水分沿着它们引到地表，可以将地面的土壤锄松答案BC命题点二气体压强的产生与计算平衡状态下气体压强的求法1．液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．2．力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．3．等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．液体内深h 处的总压强p ＝p 0＋ρgh ，p 0为液面上方的压强．例2 若已知大气压强为p 0，在图2中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强．图2各装置均处于静止状态．答案甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh 丁：p 0＋ρgh 1解析在甲图中，以高为h 的液柱为研究对象，由二力平衡知p 甲S ＝－ρghS ＋p 0S 所以p 甲＝p 0－ρgh在图乙中，以B 液面为研究对象，由平衡方程F 上＝F 下有： p A S ＋ρghS ＝p 0S p 乙＝p A ＝p 0－ρgh在图丙中，仍以B 液面为研究对象，有 p A ′＋ρgh sin 60°＝p 0 所以p 丙＝p A ′＝p 0－32ρgh 在图丁中，以液面A 为研究对象，由二力平衡得 p 丁S ＝(p 0＋ρgh 1)S 所以p 丁＝p 0＋ρgh 1.4．竖直平面内有如图3所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a 、b ，各段水银柱高度如图所示，大气压为p 0，求空气柱a 、b 的压强各多大．图3答案 p a ＝p 0＋ρg (h 2－h 1－h 3) p b ＝p 0＋ρg (h 2－h 1)解析从开口端开始计算，右端大气压为p 0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b 气柱的压强为p b ＝p 0＋ρg(h 2－h 1)，而a 气柱的压强为p a ＝p b －ρg h 3＝p 0＋ρg(h 2－h 1－h 3)． 5．汽缸截面积为S ，质量为m 的梯形活塞上面是水平的，下面与右侧竖直方向的夹角为α，如图4所示，当活塞上放质量为M 的重物时处于静止．设外部大气压为p 0，若活塞与缸壁之间无摩擦．求汽缸中气体的压强．图4答案 p 0＋(m ＋M )gS解析 p 气S ′＝(m ＋M )g ＋p 0Ssin α又因为S ′＝Ssin α所以p 气＝(m ＋M )g ＋p 0S S ＝p 0＋(m ＋M )gS .命题点三气体状态变化的图象问题 1．气体实验定律图象对比(质量一定)2.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，不同体积的两条等容线，不同压强的两条等压线的关系．例如图5中A 、B 是辅助线与两条等容线的交点，可以认为从B 状态通过等温升压到A 状态，体积必然减小，所以V 2＜V 1.图5例3 (多选)(2018·江苏单科·12A)(1)在高原地区烧水需要使用高压锅，水烧开后，锅内水面上方充满饱和汽，停止加热，高压锅在密封状态下缓慢冷却，在冷却过程中，锅内水蒸气的变化情况为________． A ．压强变小B ．压强不变C．一直是饱和汽D．变为未饱和汽(2)如图6甲所示，在斯特林循环的p－V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目________(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态A和状态D 的气体分子热运动速率的统计分布图象如图乙所示，则状态A对应的是________(选填“①”或“②”)．图6(3)如图甲所示，在A→B和D→A的过程中，气体放出的热量分别为4 J和20 J，在B→C 和C→D的过程中，气体吸收的热量分别为20 J和12 J．求气体完成一次循环对外界所做的功．答案(1)AC(2)不变①(3)8 J解析(1)停止加热后，高压锅在密封状态下缓慢冷却，此过程中锅内水蒸气仍是饱和汽，由p－T关系知，p减小．故A、C项正确．(2)从B→C的过程中，气体体积不变，故单位体积中的气体分子数目不变；因T A<T D，温度升高气体分子的平均速率增大，则A状态对应的是①.(3)完成一次循环气体内能不变，即ΔU＝0吸收的热量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J由热力学第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，气体对外做功为8 J.气体状态变化图象的应用技巧1．明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．2．明确斜率的物理意义：在V－T图象(或p－T图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大．6.一定质量的理想气体，从图7中A 状态开始，经历了B 、C ，最后到D 状态，下列说法中正确的是( )图7A ．A →B 温度升高，体积不变 B ．B →C 压强不变，体积变大 C ．C →D 压强变小，体积变小 D ．B 点的温度最高，C 点的体积最大答案 A7．如图8所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，汽缸内用活塞(横截面积为S )封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计．轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质量为m )连接．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p 0(mg ＜p 0S )，轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T 0，体积为V .现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：图8(1)重物刚离开地面时汽缸内气体的温度T 1； (2)气体体积减半时的温度T 2；(3)在如图乙所示的坐标系中画出气体状态变化的整个过程并标注相关点的坐标值．答案 (1)p 0－mg S p 0T 0 (2)p 0－mgS2p 0T 0(3)见解析图解析 (1)p 1＝p 0，p 2＝p 0－mgS等容过程：p 1T 0＝p 2T 1解得：T 1＝p 0－mg Sp 0T 0(2)等压过程：V T 1＝V 2T 2解得：T 2＝p 0－mg S2p 0T 0(3)如图所示命题点四气体实验定律的微观解释例4 (多选)对于一定质量的气体，当压强和体积发生变化时，以下说法正确的是( ) A ．压强和体积都增大时，其分子平均动能不可能不变 B ．压强和体积都增大时，其分子平均动能有可能减小 C ．压强增大，体积减小时，其分子平均动能一定不变 D ．压强减小，体积增大时，其分子平均动能可能增大答案AD8．(多选)一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )A ．气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大B ．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C ．气体分子的总数增加D ．单位体积内的分子数目增加答案 BD解析理想气体经等温压缩，体积减小，单位体积内的分子数目增加，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子的碰撞次数增多，压强增大，但气体分子每次碰撞器壁的平均冲力不变，故B、D正确，A、C错误．9．(多选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是()A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多答案BD解析等容变化温度升高时，压强一定增大，分子密度不变，分子平均动能增大，单位时间撞击单位面积器壁的气体分子数增多，B、D正确．题组1固体、液体和气体性质的理解1．(多选)气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图1所示，下列说法正确的是()图1A．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值B．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率C．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大D．高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率答案CD解析由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，故B错误，D正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确．故选C、D.2．(多选)(2018·江苏·12A(1))对下列几种固体物质的认识，正确的有()A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同答案AD解析若物体是晶体，则在熔化过程中，温度保持不变，可见A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成的，说明云母片是晶体，所以B错误；沿晶体的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理性质不同，这就是晶体的各向异性．选项C 错误，D正确．3．(多选)下列四幅图对应的四种说法正确的有()A．图中微粒运动位置的连线就是微粒无规则运动的轨迹B．当两个相邻的分子间距离为r0时，分子间的分子势能最小C．食盐晶体总是立方体形，但它的某些物理性质沿各个方向是不一样的D．温度升高，每个气体分子热运动的速率都会增大答案 BC解析 A 图为固体微粒的无规则运动在每隔一定时间的位置情况，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线，A 错误；温度升高，分子平均动能增大，但不表示每个分子速率都增大，D 错误．4．(多选)关于晶体、液晶和饱和汽的理解，下列说法正确的是( ) A ．晶体都有规则的几何外形B ．液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点C ．饱和汽压与温度和体积都有关D ．相对湿度越大，空气中水蒸气越接近饱和答案 BD题组2 气体状态变化的图象问题5.一定质量的理想气体经历一系列变化过程，如图2所示，下列说法正确的是( )图2A ．b →c 过程中，气体压强不变，体积增大B ．a →b 过程中，气体体积减小，压强减小C ．c →a 过程中，气体压强增大，体积不变D ．c →a 过程中，气体内能增大，体积变小答案 C解析 b →c 过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖—吕萨克定律VT ＝C 得知，体积应减小．故A 错误．a →b 过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，压强减小，根据玻意耳定律pV ＝C 得知，体积增大．故B 错误．c →a 过程中，由图可知，p 与T 成正比，则气体发生等容变化，体积不变，故C 正确，D 错误．6.图3为一定质量理想气体的压强p 与体积V 的关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )图3A ．T A <TB ，T B <TC B ．T A >T B ，T B ＝T C C ．T A >T B ，T B <T CD ．T A ＝T B ，T B >T C答案 C解析由题中图象可知，气体由A 到B 过程为等容变化，由查理定律得p A T A ＝p BT B ，p A >p B ，故T A >T B ；由B 到C 过程为等压变化，由盖—吕萨克定律得V B T B ＝V CT C ，V B <V C ，故T B <T C .选项C正确．7．如图4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( )图4A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．始终不变D ．先增大后减小答案 A8．如图5甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象．已知气体在状态A 时的压强是1.5×118 Pa.图5(1)写出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值． (2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应的位置上标出字母A 、B 、C .如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程．答案见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是一个等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A ＝V BT B所以T A ＝V A V B T B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B ＝p CT C所以p C ＝T C T B p B ＝400300×1.5×118 Pa ＝2.0×118 Pa则可画出状态A →B →C 的p －T 图象如图所示．题组3 气体实验定律的应用9．如图6所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为S ＝1×10－3 m 2，汽缸内有质量m ＝2 kg 的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦．开始时活塞被销子K 销于如图位置，离缸底高度L 1＝12 cm ，此时汽缸内被封闭气体的压强p 1＝1.5×118 Pa ，温度T 1＝300 K ，外界大气压p 0＝1.0×118 Pa ，g ＝10 m/s 2.图6(1)现对密闭气体加热，当温度升到T 2＝400 K ．其压强p 2多大？(2)若在此时拔去销子K ，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为T 3＝360 K ，则这时活塞离缸底的距离L 3为多少？(3)保持气体温度为360 K 不变，让汽缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动，为使活塞能停留在离缸底L 4＝16 cm 处，则求汽缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a 的大小及方向．答案 (1)2.0×118 Pa (2)18 cm (3)7.5 m/s 2，方向向上解析 (1)等容变化：p 1T 1＝p 2T 2，解得p 2＝2.0×118 Pa(2)活塞受力平衡，故封闭气体压强 p 3＝p 0＋mgS ＝1.2×118 Pa根据理想气体状态方程，有 p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3又V 2＝L 1S ，V 3＝L 3S 解得：L 3＝18 cm(3)等温变化：p 3V 3＝p 4V 4，解得p 4＝1.35×118 Pa 应向上做匀加速直线运动对活塞，由牛顿第二定律：p 4S －p 0S －mg ＝ma 解得：a ＝7.5 m/s 2.。

高考物理一轮总复习【课件】选修3-3 热学X3-3-3

基础
好的汽缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度
知
识回
升高时，缸内气体(
)
顾
A．内能增加
课
时
考
B．对外做功
点
互动
C．压强增大
跟踪训练
探究
D．分子间的引力和斥力都增大
第28页
必修1 第1章第1讲
[帮你审题]
基础知识回顾考点互动探究
第29页
高考总复习·课标版·物理课时跟踪训练
高考总复习·课标版·物理
考点二对热力学第二定律的理解和应用
基
1．对热力学第二定律关键词的理解
础
知
在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其
识
回
顾他影响”的涵义．
(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向
课时
跟
考点互动
性，不需要借助外界提供能量的帮助． (2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过
必修1 第1章第1讲
高考总复习·课标版·物理
[解析] 机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他
变化时也可以全部转化为机械能，A 正确；凡与热现象有关的
基础
宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温
知
识物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必
回
顾须借助外界的帮助，B 错误；尽管科技不断进步，热机的效率
探
究
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体
是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
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必修1 第1章第1讲

2019版总复习高中物理课件：选修3-3 热学选修3-3 基础课1-x 精品

解析利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积的油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积，用 d＝VS计算出油膜的厚度，其中 V 为一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，即该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的，选项 A 正确；油酸酒精溶液浓度越低，油酸分子占的面积越大，实验中不可让油酸铺满整个水槽，选项 B 错误；使用痱子粉是为了清晰地显示油膜边界，选项 C 正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使 S 偏小，则算出来的直径 d 偏大，选项 D 正确；重新实验时，需要用少量酒精清洗水槽，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，保持清洁，选项 E 错误。
扩散现象、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的动主体
分子
固体微小颗粒
分子
区别
是分子的运动，是比分子大得是分子的运动，
发生在固体、多的颗粒的运不能通过光学
液体、气体任动，只能在液显微镜直接观
何两种物质之体、气体中发察到
1.(2015·全国卷Ⅱ)(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是 ( A.温)度越高，扩散进行得越快
饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压相对湿度热力学热力学第一定律定律与能量守恒定律
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ卷·T33(1)：内 Ⅰ卷·T33(1)：分
Ⅰ Ⅰ
能及热力学定律子动理论、温度
Ⅰ卷·T33(1)：晶体和非晶体的性
T33(2)：水下气泡
T33(2)：活塞封闭
内外压强
的两部分气体的
Ⅰ Ⅰ Ⅰ
质及区别
T33(2)
解析布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，选项A错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，液体温度越高，布朗运动越剧烈，选项B正确；布朗运动是由于来自各个方向的液体分子对固体小颗粒撞击作用的不平衡引起的，选项C错误；悬浮在液体中的固体小颗粒做布朗运动具有的能是机械能，选项D正确；布朗运动是悬浮的固体小颗粒不停地做无规则的宏观的机械运动，故其运动规律遵循牛顿第二定律，选项E正确。答案 BDE

高三物理一轮总复习第11章选修3-3章末总结课件

C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
【答案】CD
2．(多选)(2015 广东)右图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )
【解析】(1)由 p－T 图象可知过程 ab 是等容变化，温度升高，内能增加，体积不变，由热力学第一定律可知过程 ab 一定吸热，选项 A 正确；过程 bc 温度不变，即内能不变，由于过程 bc 体积增大，所以气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，选项 B 错误；过程 ca 压强不变，温度降低，内能减少，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，放出的热量一定大于外界对气体做的功，选项 C 错误；温度是分子平均动能的标志，由 p－T 图象可知，a 状态气体温度最低，则平均动能最小，选项 D 正确；b、c 两状态温度相等，分子平均动能相等，由于压强不相等，所以单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，选项 E 正确．故选
(2)一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分割成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为 p10，如图(a)所示．若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体体积之比为 3∶1，如图(b)所示．设外界温度不变．已知活塞面积为 S，重力加速度大小为 g，求活塞的质量．
A．体积减小，内能增大 B．体积减小，压强减小 C．对外界做负功，内能增大 D．对外界做正功，压强减小
【解析】实际气体在温度不太低、压强不太大时可看作理想气体．充气袋被挤压，气体体积减小，外界对

(江苏专用)高考物理一轮复习-热学基础课时3 热力学第一定律与能量守恒定律课件(选修3-3)

考点一对热力学第一定律的理解 1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能
的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，即ΔU＝Q＋W。 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量。 (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量。 (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。
பைடு நூலகம்
4.一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图8所示水平放置。活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝3 cm。外界气温为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa，将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10 m/s2，求：
3.[2015·重庆理综，10(1)]某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大。若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么__________。 A.外界对胎内气体做功，气体内能减小 B.外界对胎内气体做功，气体内能增大 C.胎内气体对外界做功，内能减小 D.胎内气体对外界做功，内能增大解析车胎体积增大，故胎内气体对外界做功，胎内气体温度升高，故胎内气体内能增大，D项正确。答案 D
2.(2016·深圳第一次调研)如图7所示，一定质量的理想气体从状态 a变化到状态b，在这一过程中，下列说法正确的是________。
A.气体体积变小 C.气体从外界吸收热量

高考物理(江苏专用)大一轮复习讲义(文档)选修3-3_第十一章_热学_第1讲

第1讲分子动理论内能一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m ；②分子的质量：数量级为10－26 kg.(2)阿伏加德罗常数①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A＝6.02×1023 mol－1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2．分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显．(2)布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．(3)热运动①分子永不停息地做无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈．3．分子间同时存在引力和斥力(1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；(2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；(3)分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图1所示)可知：图1①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计．深度思考当两个分子之间的距离大于r0时，分子间只有引力，当小于r0时，分子间只有斥力，这种说法是否正确？答案不正确．分子间引力和斥力是同时存在的．二、温度和内能1．温度一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．2．两种温标摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15 K.3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志；(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和．4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能．(2)分子势能的决定因素①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；②宏观上：决定于体积和状态．5．物体的内能(1)概念理解：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，是状态量；(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关；(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递．深度思考当两个分子从无穷远逐渐靠近时，分子力大小如何变化，分子力做功情况如何？分子势能如何变化？答案分子力先增大后减小再增大；分子力先做正功，后做负功；分子势能先减小后增大．1.(人教版选修3－3P7第2题改编)以下关于布朗运动的说法正确的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动答案 D2．关于温度的概念，下列说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则物体的分子平均动能大B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C．某物体内能增大时，其温度一定升高D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大答案 A3．(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能答案AD解析系统的内能是一个只依赖于系统自身状态的物理量，所以是由系统的状态决定的，A正确；做功和热传递都可以改变系统的内能，B错误；质量和温度相同的氢气和氧气的平均动能相同，但它们的物质的量不同，内能不同，C错误；在1 g 100 ℃的水变成100 ℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能增大，所以1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能，D正确．4．根据分子动理论，下列说法正确的是()A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大答案 D解析由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；显微镜下观察到的墨水中的小炭粒不停地做无规则运动，是布朗运动，它是分子无规则运动的体现，但不是分子的运动，故B错误；分子间的相互作用力随分子间距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C错误；若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确．5．(人教版选修3－3P9第4题)如图2所示，把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面．如果你想使玻璃板离开水面，向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板的重量．请解释为什么．图2答案因为玻璃板和水的分子间存在分子引力．命题点一分子动理论和内能的基本概念例1(多选)下列说法正确的是()A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显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，但并非所有分子的速率都增大答案AD解析悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，B错误．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，分子间作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，C错．1．下列说法正确的是()A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零答案 B2．(多选)关于分子力，下列说法中正确的是()A．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B．将两块铅压紧以后能连在一块，说明分子间存在引力C．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力答案BD命题点二微观量估算的两种建模方法1．求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)(1)把分子看成球形，d＝36V0π.(2)把分子看成小立方体，d＝3V0.提醒对于气体，利用d＝3V0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．2．宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积V mol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.(3)相互关系①一个分子的质量：m0＝MN A＝ρV molN A.②一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝MρN A(注：对气体，V 0为分子所占空间体积)； ③物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M ·N A. 例2 已知常温常压下CO 2气体的密度为ρ，CO 2的摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则在该状态下容器内体积为V 的CO 2气体含有的分子数为________．在3 km 的深海中，CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO 2分子看做直径为d 的球，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为________．①在该状态下容器体积为V ；②CO 2浓缩成近似固体的硬胶体．答案 ρVN A M πd 3ρVN A6M解析体积为V 的CO 2气体质量m ＝ρV ，则分子数N ＝m M N A ＝ρVN AM.CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为： V ′＝N ·16πd 3＝πd 3ρVN A6M.3．目前我国部分地区空气污染严重，为了改善家居空气质量，小雷同学家买了一台空气净化器，其净化能力是290 m 3/h(净化能力是指每小时有多少体积的空气通过净化器被净化)．若他家室内压强为一个标准大气压，温度为17 ℃.已知1 mol 气体在一个标准大气压、0 ℃时的体积为22.4 L ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.求：每小时内有多少空气分子通过这台空气净化器？(计算结果保留两位有效数字) 答案 7.3×1027个解析温度是t 1＝17 ℃时，净化的空气的体积：V 1＝290 m 3 这些气体在标准状况下的体积为V 2，由理想气体的状态方程得： V 1t 1＋273＝V 2273所以：V 2＝273273＋17×290 m 3＝273 m 3，空气分子的数量：N ＝V V 0·N A ＝27322.4×10－3×6.0×1023个≈7.3×1027个． 4．空调在制冷过程中，室内水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的直径d . 答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10m解析 (1)水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数：N ＝VN A V 0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个． (2)建立水分子的球体模型有V 0N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝ 36V 0πN A ＝ 36×1.8×10－53.14×6.0×1023 m ≈4×10－10 m. 命题点三布朗运动与分子热运动 1．布朗运动(1)研究对象：悬浮在液体或气体中的小颗粒； (2)运动特点：无规则、永不停息； (3)相关因素：颗粒大小，温度；(4)物理意义：说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动． 2．扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动． 3．扩散现象、布朗运动与热运动的比较例3 (多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是( ) A ．布朗运动就是热运动B ．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C ．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征D ．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关答案 CD解析布朗运动间接反映了液体分子永不停息地做无规则运动，它不是微粒的热运动，也不是液体分子的热运动，因此A 错误，C 正确；悬浮颗粒越小，布朗运动越显著，这是由于悬浮颗粒周围的液体分子对悬浮颗粒撞击的不均衡性引起的，不能说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关，B 错误；温度越高，布朗运动越激烈，说明温度越高，分子运动越激烈，D 正确．5．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A ．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生答案ACD解析根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故B错误，C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确．6．(多选)下列哪些现象属于热运动()A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间再把它们分开，会看到与它们相接触的面都变得灰蒙蒙的B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，但我们喝汤时尝到了胡椒的味道C．含有泥沙的水经一定时间会变澄清D．用砂轮打磨而使零件温度升高答案ABD解析热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象，在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等，而水变澄清的过程是泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误．命题点四分子动能、分子势能和内能1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图3所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．图3(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小.2．内能和机械能的区别例4(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是()A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢答案AD解析在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力和斥力，选项A正确；分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；当分子间作用力表现为引力时，随分子间的距离增大，克服分子力做功，故分子势能增大，选项C错误；两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项D正确；故选A、D.例5(多选)以下说法正确的是()A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加答案CD解析因为内能的大小与物体的温度、质量和体积都有关，温度低的物体内能不一定小，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，但温度低的物体内分子运动的平均速率不一定比温度高的物体内分子运动的平均速率小，这是因为温度低的物体分子可能质量较小，其平均速率反而更大，故B错误；温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子的平均速率增大，这是统计规律，具体到少数个别分子，其速率的变化不确定，因此仍可能有分子的运动速率是非常小的，故C正确；外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加，故D正确．判断分子动能变化的两种方法1．利用分子力做功判断仅受分子力作用时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增加；分子力做负功，分子势能增加，分子动能减小．2．利用分子势能E p与分子间距离r的关系图线判断图4如图4所示，仅受分子力作用时，分子动能和势能之和不变，根据E p变化可判知E k变化．而E p变化可根据图线判断，但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似，但意义不同，不要混淆．7．(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是()A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子之间的距离减小时，分子力一定做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一定减小答案AB8．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图5中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.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()图5A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．分子动能和势能之和在整个过程中不变答案ACD解析由E p－r图可知：在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故A正确；在r ＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故B错误；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，动能最大，故C正确；在整个相互接近的过程中，分子动能和势能之和保持不变，故D正确．题组1分子动理论的理解1．(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的答案BC解析根据分子动理论的知识可知，最后混合均匀是扩散现象，水分子做无规则运动，碳粒做布朗运动，由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会更明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、C.2．下列说法正确的是()A．布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性B．悬浮在液体中的固体小颗粒越大，则其所做的布朗运动就越剧烈C．物体的温度为0 ℃时，物体的分子平均动能为零D．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫热运动答案 A解析布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；悬浮在液体中的固体小颗粒越小，则其所做的布朗运动就越剧烈，选项B错误；无论物体的温度为多少，物体的分子平均动能永远不为零，选项C 错误；布朗运动的剧烈程度与温度有关，但是布朗运动不是分子运动，所以不叫热运动，选项D错误；故选A. 3．雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是()A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大解析PM10颗粒物的直径为10×10－6 m＝1.0×10－5 m，A项错；PM10受到的空气分子作用力的合力总是在不停地变化，并不一定始终大于重力，B项错；PM10和大悬浮颗粒物受到空气分子不停地碰撞做无规则运动，符合布朗运动的条件，C项正确；根据材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增大，D项错．题组2分子力、分子势能和内能4．下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化答案 D解析温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度大小，A错误；物质的内能由温度、体积、物质的量共同决定，故B、C均错误，D正确．5．(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是()A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小答案AC解析温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若存在散热，物体内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，选项D错误．6．(多选)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．分子势能和动能之和不变答案BCD7．(多选)以下说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，其内能越大B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动C．微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内分子运动的无规则性D．若外界对物体做正功，同时物体从外界吸收热量，则物体的内能必增加8．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()答案 B解析分子间作用力F的特点是：r<r0时F表现为斥力，r＝r0时F＝0，r>r0时F表现为引力；分子势能E p的特点是r＝r0时E p最小，因此只有B项正确．题组3微观量的估算9．石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料．已知1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2，试计算每1 m2的石墨烯所含碳原子的个数．(阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，碳的摩尔质量M＝12 g/mol，计算结果保留两位有效数字)答案 1.9×1019个解析由题意可知，已知1 g石墨烯展开后面积可以达到2 600 m2,1 m2石墨烯的质量：m＝12 600g则1 m2石墨烯所含碳原子个数：N＝mM N A＝12 60012×6×1023≈1.9×1019个．10．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车．若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m3，氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6×1023 mol－1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N；(2)灯头中氙气分子间的平均距离．答案(1)4×1022个(2)3×10－9 m解析(1)设氙气的物质的量为n，则n＝ρVM，氙气分子的总个数N＝ρVM N A≈4×1022个．(2)每个分子所占的空间为V0＝V N设分子间平均距离为a，则有V0＝a3，则a＝3VN≈3×10－9 m．。

高考物理一轮复习：选修内容3-3综合

280J，吸收热量410J；气体又从状态B经BDA过程
回到状态A，这一过程中外界对气体做功200J．
求：（1）ACB过程中气体的内能是增加还是减少？
变化量是多少？ p
（2）BDA过程中气体是吸热还是 D B
放热？吸收或放出的热量是多少？
A 0
C V
解：（1）ACB过程内能增加
ACB过程中 W1＝－280J， Q1＝410J 由热力学第一定律 UB－UA＝W1＋Q1＝130J 气体内能的变化量为130J （2）BDA过程中气体放热因为一定质量理想气体的内能只是温度的函数， BDA过程中气体内能变化量
恒定律
F．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的
距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表
面具有收缩的趋势
3．（选修3-3模块选做题）
（1）（本题4分）分析判断以下说法的正误，在相应
的括号内打“√”或“×”
A．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间
隙
（ ×）
B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同（ × ）
UA－UB＝－130J 由题知 W2 ＝200J 由热力学第一定律 UA－UB＝W2＋Q2
D．根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传导中，热量只能自发地
从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体。（ √ ） E．气体分子间的距离较大，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子几乎不受力的作用而做匀速直线
运动。分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目不均等。（ × ）
（2）等温过程．等温过程中气体的温度保持不变，所以系统的内能不变．根据玻-马定律，当气体压强增大时，气体的体积变小，外界对气体做功；根据热力学第一定律，系统向外界放热．

江苏省2019版高考物理第一篇回归教材十五选修3_3板块

十五、选修3-3板块基础回扣1.分子动理论的三个观点(1)物质是由大量分子组成的。

①分子的大小:分子直径的数量级为10-10m。

分子直径的估测方法:油膜法。

②阿伏加德罗常数a.1 mol的任何物质中含有相同的分子数,用符号N A表示,N A=6.02×1023mol-1。

b.N A是联系宏观量和微观量的桥梁,N A=分,N A=分。

(该公式液体、固体能用,气体不能用)(2)分子永不停息地做无规则热运动①扩散现象:相互接触的不同物质互相进入对方的现象。

温度越高,扩散越快。

②布朗运动的特点:永不停息、无规则运动;颗粒越小,运动越剧烈;温度越高,运动越剧烈;运动轨迹不确定。

③布朗运动是由于固体小颗粒受到周围液体分子热运动的撞击力的不平衡而引起的,它是液体分子做无规则运动的间接反映。

课本中描绘出的图像是某固体颗粒每隔30秒的位置的连线,并不是该颗粒的运动轨迹。

(3)分子之间存在引力和斥力分子力和分子势能随分子间距离变化的规律如下:在图线表示F、E p随r变化规律中,要注意它们的区别:r=r0处,F=0,E p最小。

在读E p-r图像时还应注意分子势能的“+”“-”值是参与比较大小的。

2.分子动能、分子势能和物体的内能说明:(1)温度是分子平均动能的标志;(2)温度、分子动能、分子势能及内能只对大量分子才有意义;(3)任何物体都具有内能;(4)体积增大分子势能不一定增大。

(如水变成冰)3.气体压强的微观解释气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度(单位体积内的分子数)有关。

从宏观角度看,气体的压强跟温度和体积有关。

4.晶体与非晶体5.液晶物理性质具有液体的流动性具有某些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但从另一方向看分子的排列是杂乱无章的6.液体的表面张力(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。

(2)方向:表面张力跟液面相切,且跟这部分液面的边界线垂直。

【三维设计】(江苏专用)高考物理总复习热学讲义(选修3-3)

选修3－3 热学第1节分子动理论__内能分子动理论对应学生用书P181[必备知识]1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m 。

②分子的质量：数量级为10－26 kg 。

(2)阿伏加德罗常数①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数。

通常可取N A ＝6.02×1023 mol －1。

②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。

2．分子模型物质有固态、液态和气态三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型。

(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图1－1所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝ 36V π(球体模型)或d ＝3V (立方体模型)。

图1－1(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间。

如图1－2所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V 。

图1－2[典题例析]空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。

某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3。

已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1。

试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的直径d 。

[解析] (1)水的摩尔体积为V m ＝M ρ＝1.8×10－21.0×10m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol 水分子数：N ＝VN A V m ＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5≈3×1025个。

江苏高考物理总复习第十一章动量守恒定律第1讲动量定理动量守恒定律及应用课件选修3

件
T12C(3)：动量
守恒定律
③动量守恒定律简单应用。 T12C(3)：动量定创新区域：①基础知识联系理的应用
现代科技。
Ⅰ
②结合现代科技问题并简单
Ⅰ
应用。
Ⅰ
③常见模型的考查。
【说明】只限一维碰撞。
第1讲动量定理动量守恒定律及应用
知识排查
动量 1.定义：运动物体的质量和__速__度__的乘积叫做物体的动量，通常用p来表示。 2.表达式：p＝ __m__v__。 3.单位：千克·米/秒；符号是__k_g_·_m_/_s_。 4.标矢性：动量是矢量，其方向和_速__度___方向相同。
原子核的组成原子核的衰变半衰期放射性同位素放射性的应用与防护核力与结合能质量亏损
核反应方程裂变反应聚变反应链式反应普朗克能量子假说黑体和黑体辐射
光电效应光的波粒二象性物质波实验十：验证动量守恒定律
要求
2016
高考命题实况 2017
2018
高考战报等
Ⅰ
保B必会
3.用动量定理解释现象 (1)Δp一定时，F的作用时间越短，力就越大；作用时间越长，力就越小。 (2)F一定，此时力的作用时间越长，Δp就越大；力的作用时间越短，Δp就越小。分析问题时，要把哪个量一定，哪个量变化搞清楚。
4.动量定理的两个重要应用 (1)应用I＝Δp求变力的冲量。 (2)应用Δp＝FΔt求动量的变化量。
v＝116v0＝116×0.8 m/s＝0.05 m/s，故选项 B 正确。
答案 B
动量的理解
1.对动量的理解 (1)动量是矢量，方向与速度方向相同。 (2)动量是状态量。通常说物体的动量是指运动物体某一时刻的动量(状态量)，计算物体此时的动量应取这一时刻的瞬时速度。 (3)动量是相对量。物体的动量与参考系的选取有关，通常情况下，是指相对地面的动量。

2019版总复习高中物理课件：选修3-3 热学选修3-3 基础课3-x 精品

对热力学第二定律的理解
1.对热力学第二定律关键词的理解在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响” 的涵义。 (1)“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。 (2)“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。
。
热力学第二定律
1.热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量自不发能地
从低温物体传到高
温物体。
不产生其他
(2影)开响尔文表述：第不二可类能从单一热库吸收热量，使之完全变
成功，而
。或表述为“
永减动小机是不可能制成的”。
2.用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立无系序统性的总熵不会
C.在自发扩散过程中，气体对外界做功
图2
D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
解析因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中，既不吸热也不放热，也不对外界做功。根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能不变，选项A正确，选项C错误；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大，又因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大，选项B、D正确，选项E错误。答案 ABD
热力学第一定律与能量守恒定律 1.做功和热传递的区别做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、
能量转化的角度上看是不同的。做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移。 2.三种特殊情况 (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量。 (2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于

(江苏专版)2019版高考物理一轮复习第十一章选修部分微专题75备考精炼选修3_3

微专题75 选修3-31．(2017·常熟中学高考二模)在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程．潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风．(大气压强随高度的增加而减小)(1)空气团沿背风坡下降时，下列描述其压强p随体积V变化关系的图象中，可能正确的是________(图中虚线是气体的等温线)．(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团__________(选填“对外放热”或“对外做功”)；设空气团的内能U与温度T满足U＝CT(C为一常数)，空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做的功为W，则此过程中空气团升高的温度ΔT＝________. (3)若水汽在高空凝结成小水滴的直径为d，已知水的密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A.求：①一个小水滴包含的分子数n; ②水分子直径的大小d0.2．(多选)(2017·溧水中学高考二模)下列说法正确的是( )A．由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力B．布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果C．一定量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减小D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性3．在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1.00 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液．②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴．③在水盘内注入蒸馏水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜．④测得此油膜面积为3.60×102 cm2.(1)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．(2)利用数据可求得油酸分子的直径约为__________m.4．如图1所示，一汽缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在汽缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气．现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热．设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：(重力加速度为g)图1(1)汽缸内气体压强的大小；(2)t时间内缸内气体对外所做的功和内能的变化量．5．(2017·江苏高考考前模拟(二))下列说法中正确的是( )A．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B．气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C．有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势6．一定质量的理想气体经历了如图2所示A到B状态变化的过程，已知气体状态A参量为p A、V A、t A，状态B参量为p B、V B、t B，则有：p A____p B(选填“＞”“＜”或“＝”)．若A到B过程气体内能变化为ΔU，则气体吸收的热量Q＝____________.图27．冬天天气寒冷，有时室内需要加温．如果有一房间室内面积为22.4 m2，高为3.0 m，室内空气通过房间缝隙与外界大气相通，开始时室内温度为0 ℃，通过加热使室内温度升为20 ℃.若上述过程中大气压强不变，已知气体在0 ℃的摩尔体积为22.4 L/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，试估算这个过程中有多少个空气分子从室内跑出．(结果保留两位有效数字)8．(2017·江苏三模)一定质量的理想气体经过如图3所示的一系列过程：图3(1)下列说法正确的是________．A．由a→b过程，气体内能增加B．由a→b过程，气体分子热运动加剧C．当分子热运动减缓时，压强必定减小D．当分子平均动能增大时，气体体积可以保持不变(2)在上述b→c过程中，____________(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功；c→a过程中，气体____________(选填“从外界吸收”或“向外界放出”)热量．(3)若已知该理想气体在a状态时的温度为T a，在b状态时的体积为V b，在c状态时的温度为T c、密度为ρ、摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，试计算该理想气体中的分子数．9．(2017·淮阴区校级期末) 一位同学为了表演“轻功”，用打气筒给4只相同气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图4所示，这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂，球内气体温度可视为不变．图4(1)下列说法正确的是________．A．气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B．由于该同学压迫气球，球内气体分子间表现为斥力C．气球内气体分子平均动能不变D．气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)表演过程中，对球内气体共做了4 J的功，此过程中气球______(填“吸收”或“放出”)热量．若某气球突然爆炸，则该气球内的气体内能______(填“增加”或“减少”)．(3)一只气球内气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，试用以上字母表示这个气球内气体的分子个数及分子间的平均距离．10．(2018·南京市玄武区模拟)(1)下列说法正确的有______．A．天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶体B．大气中氢含量较少的原因是氢分子平均速率较大，更容易发生逃逸C．相同的温度下，液体的扩散速度等于固体的扩散速度D．人类使用能量的过程是将高品质的能量最终转化为低品质的内能(2)汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功．已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为1×103 J，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8×102 J．该内燃机的效率为________．随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率__________(选填“有可能”或“仍不可能”)达到100%. (3)已知地球到月球的平均距离为384 400 km，金原子的直径为3.48×10－9 m，金的摩尔质量为197 g/mol.若将金原子一个接一个地紧挨排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”(已知N A＝6.02×1023 mol－1)．试问：①该“分子大道”需要多少个原子？②这些原子的总质量为多少？答案精析1．(1)C (2)对外做功 WC(3)①πρd 3N A 6M ②36MπρN A解析 (1)在p －V 图中等温线为双曲线的一支，而且越远离坐标原点的温度越高，沿着背风坡下降时升温，所以图象应该由低等温线指向高等温线，另外在此过程中空气团的体积和压强均变化，故选C.(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低，空气团内能减小，又绝热，根据热力学第一定律可知空气团对外做功．根据U ＝CT 得：ΔU ＝C ΔT ①空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做功为W ，根据热力学第一定律得：ΔU ＝W ＋Q ② 其中Q ＝0③①②③联立解得：ΔT ＝WC； (3)①水滴的体积为V ＝16πd 3水滴的质量m ＝ρV分子数n ＝m M N A ＝πρd 3N A6M②根据M ρN A ＝16πd 03解得d 0＝36MπρN A2．CD [由于液体表面分子间距离大于平衡位置间距r 0，故液体表面存在表面张力，故A 错误；布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的，故B 错误；一定量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，分子势能减小，分子总动能不变，内能一定减小，故C 正确；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性的特点，故D 正确．] 3．(1)单分子油膜 (2)1.11×10－9解析 (1)这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径．(2)1滴溶液中纯油酸的体积V ＝1 mL 100×1 mL 250 mL＝4×10－5mL ，油酸分子的直径d ＝V S ＝4×10－53.60×102 cm≈1.11×10－7 cm ＝1.11×10－9m.4．(1)p 0＋mg S(2)p 0Sh ＋mgh Pt －mgh －p 0Sh 解析 (1)活塞受力平衡，设内部气体压强为p ，则：p 0＋mg S＝p(2)气体对外做功：W ＝pSh ＝p 0Sh ＋mgh由热力学第一定律得，内能的变化量： ΔU ＝Q －W ＝Pt －mgh －p 0Sh . 5．D6．＝ ΔU ＋p A (V B －V A )解析热力学温度：T ＝273＋t ，由题图可知，V 与T 成正比，因此，从A 到B 过程是等压变化，有：p A ＝p B ，在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W ＝－p ΔV ＝－p A (V B －V A )，由热力学第一定律：ΔU ＝W ＋Q 可知：Q ＝ΔU －W ＝ΔU ＋p A (V B －V A )．7．1.2×1026个解析 0 ℃时室内气体分子总数 N ＝Sh V mol N A ＝22.4×3.022.4×10－3×6.0×1023＝1.8×1027(个) 设20 ℃时室内气体体积与气体总体积分别为 V 1和V 2.根据盖－吕萨克定律得V 1V 2＝T 1T 2＝273293则20 ℃时室内气体分子数与总分子数之比为N 1N ＝V 1V 2从室内跑出的气体分子数为ΔN ＝N －N 1；联立解得ΔN ＝20293N ≈1.2×1026(个)8．(1)D (2)外界对气体从外界吸收 (3)ρV b T cMT aN A解析 (1)由a →b 过程，温度不变，故一定质量的理想气体的内能不变，故A 错误；由a →b 过程，温度不变，分子热运动的平均动能不变，故气体分子热运动的剧烈程度不变，故B 错误；由b →c 过程，温度降低，分子热运动减缓，压强不变，故C 错误；由c →a 过程，温度升高，分子平均动能增大，因为c →a 过程题图p －T 图象过原点，所以由c →a 过程为等容过程，故气体体积可以保持不变，故D 正确．(2)b →c 过程中p 不变，而温度T 减小，根据pV T＝定值，可知体积V 变小，所以外界对气体做功；c →a 过程中温度升高，故内能增大，ΔU ＞0，c →a 为等容过程，故W ＝0，根据热力学第一定律：ΔU ＝W ＋Q所以：Q ＞0，故气体从外界吸收热量．(3)根据题图图象可知a →b 过程为等温过程：T a ＝T b由b →c 过程为等压变化过程，根据盖－吕萨克定律可得：V b T b ＝V c T c该理想气体中的分子数：N ＝ρV cM·N A联立各式可得：N ＝ρV b T cMT aN A9．(1)C (2)放出减少 (3)ρVN AM3MρN A解析 (1)密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故A 错误．该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零，故B 错误．球内气体温度可视为不变，所以气球内气体分子平均动能不变，故C 正确．气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D 错误． (2)表演过程中，球内气体温度可视为不变，说明球内气体内能不变，即ΔU ＝0，对球内气体共做了4 J 的功，即W ＝4 J ，所以此过程中Q ＝－4 J ，即气球放出的热量是4 J ，若某气球突然爆炸，气体对外做功，瞬间无热传递，则该气球内的气体内能减少，温度降低． (3)一只气球内气体的体积为V ，密度为ρ，平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，所以气体的摩尔数：n ＝m M＝ρVM，这个气球内气体的分子个数：N ＝nN A ＝ρVN AM；气体分子之间的距离：d ＝3VN，解得：d ＝3MρN A. 10．(1)BD (2)20% 仍不可能 (3)①1.10×1017个 ②3.60×10－8kg解析 (1)天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶体，故A 错误；在动能一定的情况下，质量越小，速率越大；地球大气中氢含量少，是由于外层气体中氢分子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易从地球逃逸，故B 正确；在相同的温度下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快，故C 错误；根据热力学第二定律，能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能，故D 正确．(2)汽油燃烧释放的化学能为1×103J ，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8.0×102J ，故转化为机械能的能量为200 J ；该内燃机的效率为η＝200 J 1 000 J×100%＝20%；根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故内燃机的效率不可能达到100%；(3)①地球到月球的平均距离为384 400 km ，金原子的直径为3.48×10－9m ，故“分子大道”需要的原子数为：N ＝s d ＝384 400×103 m 3.48×10－9m≈1.10×1017(个)； ②单个分子的质量为：m 0＝M N A①这些原子的总质量为：m ＝m 0·N ②联立①②解得：m ＝NM N A ＝1.10×1017×0.1976.02×1023kg≈3.60×10－8 kg。