高三物理(通用版)二轮复习教师用书:专题15 分子动理论 气体及热力学定律 含解析

合集下载

统考版2023高考物理二轮专题复习策略:热学课件

统考版2023高考物理二轮专题复习策略:热学课件
答案:3 000次 解析:设可以供n次,则根据玻意耳定律得p0V0=np1V1 + p0′ V0、解得n=3 000 次
预测5 如图所示,粗细均匀的半圆形导热细玻璃管两端封闭且竖直 固定放置,内有一段对应60°圆心角的水银柱处于ab段内,水银柱两 端封闭着同种理想气体,此时水银柱产生的压强为p0,右端气体压强 为2p0,环境初始温度为T0,现控制环境温度先缓慢升高再缓慢降低, 最终使水银柱静止于bc段内.
下列说法正确的是________. A.A端为冷端,B端为热端 B.A端流出的气体分子热运动平均速率一定小于B端流出的 C.A端流出的气体内能一定大于B端流出的 D.该装置气体进出的过程满足能量守恒定律,但违背了热力学第 二定律 E.该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律,也满足热力学第 二定律
答案:ABE
(1)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温 度;
答案:43T0 解析:选第Ⅳ部分气体为研究对象,在B汽缸中的活塞到达汽缸底部的过程中 发生等压变化:V0−T014V0=VT10,解得T1=43T0.
(2)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注 入气体,求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体 的压强.
第15讲 热学
考点一 分子动理论 固体与液体的性质 1.必须注意的“三点” (1)分子直径的数量级是10-10 m;分子永不停息地做无规则运动. (2)球体模型(适用于固体、液体),立方体模型(适用于气体). (3)晶体、非晶体的关键性区别为是否具有固定的熔点,只有单晶体 才可能具有各向异性. 2.必须弄清分子力和分子势能(理想气体没有分子势能) (1)分子力:分子间引力与斥力的合力.分子间距离增大,引力和斥 力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大,但斥力总比引力变

高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练

高中物理分子动理论-气体和热力学定律专题讲练

【分子动理论 气体与热力学定律】专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体热学局部在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现,分值:6分。

知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。

二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算〔1〕分子的两种模型①球体模型:常用于固体、液体分子。

V=1/6πd 3②立方体模型:常用于气体分子。

V=d3 〔2〕宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积0V ,分子的直径d ,分子的质量0m .宏观物理量为:物质的体积V 、摩尔体积mol V 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ。

阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。

由宏观量去计算微观量,或由微观量去计算宏观量,都要通过阿伏加德罗常数建立联系.所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁.①计算分子的质量:0mol A AV M m N N ρ== ②计算分子的体积:0mol A A V M V N N ρ==,进而还可以估算分子的直径(线度) d ,把分子看成小球,由30432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭,得d =〔注意:此式子对固体、液体成立〕 ③计算物质所含的分子数:A A A mol m V V n N N N M V Mρ===. 例1、以下可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 〔 〕A .水的密度和水的摩尔质量B .水的摩尔质量和水分子的体积C .水分子的体积和水分子的质量D .水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道以下哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离 〔 〕A.阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和质量B .阿伏加德罗常数,气体摩尔质量和密度C .阿伏加德罗常数,气体质量和体积D .该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,阿伏加德罗常数为A N ,那么每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 〔 〕A .A N M 、A N M ρB .A M N 、A MN ρC .A N M 、 A M N ρD .A M N 、 A N Mρ 例4、假设以 μ表示水的,υ表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积, ρ为表示在标准状态下水蒸气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式中正确的选项是 〔 〕A . N A = ─── υρ mB .ρ = ─── μA N ΔC . m = ─── μA ND .Δ= ─── υAN 例5、地球半径约为6.4×106 m ,空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球外表大气在标准状况下的体积为 〔 〕A.4×1016 m 3B.4×1018 m 3C. 4×1030 m 3D. 4×1022 m 32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动①布朗运动是指悬浮小颗粒的运动,布朗运动不是一个单一的分子的运动——单个分子是看不见的,悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子,形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡,因此,布朗运动不是分子运动,但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规那么运动,②布朗运动与扩散现象是不同的现象.布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规那么运动.其运动的剧烈程度与微粒的大小和液体的温度有关.扩散现象是两种不同物质在接触时,没有受到外力影响。

2015高考物理二轮复习 教师用书 第13讲 分子动理论 气体及热力学定律

2015高考物理二轮复习 教师用书 第13讲 分子动理论 气体及热力学定律

第13讲 分子动理论 气体及热力学定律1.(2012·江苏卷,12A)(1)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有________.A .水黾可以停在水面上B .叶面上的露珠呈球形C .滴入水中的红墨水很快散开D .悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体,温度升高时压强增大.从分子动理论的角度分析,这是由于分子热运动的________增大了.该气体在温度T 1、T 2时的分子速率分布图象如图6-13-1甲所示,则T 1________(选填“大于”或“小于”)T 2.(3)如图乙所示,一定质量的理想气体从状态A 经等压过程到状态B .此过程中,气体压强p =1.0×105Pa ,吸收的热量Q =7.0×102 J ,求此过程中气体内能的增量.图6-13-1解析 (1)红墨水散开和花粉的无规则运动间接说明分子的无规则运动,选项C 、D 错误;水黾停在水面上、露珠呈球形均是因为液体存在表面张力,选项A 、B 正确.(2)温度升高时,气体分子平均速率变大,平均动能增大,即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大,所以T 1<T 2.(3)等压变化V A T A =V B T B,对外做的功W =p (V B -V A ) 根据热力学第一定律ΔU =Q -W ,解得ΔU =5.0×102 J.答案 (1)AB (2)平均动能 小于 (3)5.0×102 J2.(2013·江苏卷,12A)图6-13-2如图6-13-2所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A―→B和C―→D为等温过程,B―→C和D―→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.①该循环过程中,下列说法正确的是________.A.A―→B过程中,外界对气体做功B.B―→C过程中,气体分子的平均动能增大C.C―→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D―→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化②该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A―→B”、“B―→C”、“C―→D”或“D―→A”).若气体在A―→B过程中吸收63 kJ的热量,在C―→D 过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.③若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时压强为A状态时的23.求气体在B状态时单位体积内的分子数.(已知阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1,计算结果保留一位有效数字)解析①由理想气体状态方程和热力学第一定律分析,A―→B为等温过程,内能不变,气体的体积增大,气体对外做功,A错;B―→C过程为绝热过程,体积增大对外做功,因此内能减小,气体分子的平均动能减小,B错;C―→D为等温过程,体积减小,分子数密度增大,单位时间内碰撞单位面积的分子数增多,C项正确;D―→A为绝热过程,体积减小,外界对气体做功内能增大,温度升高,因此气体分子的速率分布曲线变化,D错.②在以上循环过程中,内能减少的过程是B―→C.由热力学第一定律ΔU=Q+W得W=25 kJ③等温过程p A V A=p B V B,解得V B=15 L,单位体积内分子数n=N AV B,解得n≈4×1025m-3.答案①C②B―→C25③4×1025m-33.(2014·江苏卷,12A)一种海浪发电机的气室如图6-13-3所示.工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭.气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电.气室中的空气可视为理想气体.图6-13-3(1)下列对理想气体的理解,正确的有________.A.理想气体实际上并不存在,只是一种理想模型B.只要气体压强不是很高就可视为理想气体C.一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D.在任何温度、任何压强下,理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中,两个阀门均关闭.若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了 3.4×104J,则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”),活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104 J.(3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224 m3,压强为1个标准大气压.已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4 L,阿伏加德罗常数N A=6.02×1023 mol-1.计算此时气室中气体的分子数.(计算结果保留一位有效数字)解析(1)理想气体是一种理想化模型,忽略了气体分子之间的相互作用,实际上并不存在,A对;只有当气体的温度不太低,压强不太高时,实际气体才可视为理想气体,B错;一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,与体积无关,C错;不论在何种温度和压强下,理想气体都遵循气体实验定律,D对.(2)气体被压缩,外界对气体做功,内能增大,温度升高,气体分子的平均动能增大,由热力学第一定律ΔU=W=3.4×104 J.(3)设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程V T=V1 T1气体物质的量n=V1V0,且分子数N=nN A,解得N=VT1V0T N A代入数据得N=5×1024(或N=6×1024)答案(1)AD(2)增大等于(3)5×1024(或6×1024)近三年江苏省高考选考部分的试题都是由三个小题组成,难度都不大,分值都是12分.命题热点分子动理论,热学基本知识的综合应用,热力学第一定律的应用,气体实验定律的应用.高考预测2015年高考,热力学第一定律和气体实验定律仍然主要以计算题的形式出现,而其他考点主要以选择题的形式出现,且以考查知识的记忆和简单的综合应用为主,难度不会太大.1.2.气体(1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质,既可以流动,又可以表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性.(3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势,表面张力的方向跟液面相切.题组一热学基本知识、热力学第一定律与微观量的估算的组合1.(2014·南京市、盐城市高三一模)(1)如图6-13-4所示,是氧气在0℃和100℃两种不同情况下,各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系.由图可知________.图6-13-4A.100℃的氧气,速率大的分子比例较多B.具有最大比例的速率区间,0℃时对应的速率大C.温度越高,分子的平均速率越大D.在0℃时,部分分子速率比较大,说明内部有温度较高的区域图6-13-5(2)如图6-13-5所示,一定质量的理想气体的P-V图象中,A→B为等温过程,B→C为绝热过程.这两个过程中,内能减少的是________;此过程中________(填“气体对外”或“外界对气体”)做功.(3)1 mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4 L.试估算温度为0℃,压强为2个标准大气压状态下1立方米内气体分子数目(结果保留两位有效数字).解析(1)由图象得温度越高,速率大的分子所占的比例较大,A正确;最大比例的速率区间温度越高,速率的值越大,B错误;温度越高,分子的平均速率越大,C正确;气体分子的速率分布特点为中间多,两头少,温度越高,高速率区域对应的速度越大,D错误.(2)A→B过程气体的温度不变,内能不变,两个过程气体的体积都在增大,气体对外做功,B→C过程绝热,没有热传递,由热力学第一定律得内能减少.(3)设0℃,p1=2大气压下,体积V1=1 m3,在标准状态下,压强为p2=1大气压,体积为V2由p1V2=p2V2得到V2=2.0 m3N=N A V222.4 L/mol=5.4×1025个答案(1)AC(2)B→C气体对外(3)5.4×1025个2.(2014·淮安市高三考前信息卷)(1)下列说法中正确的有________.A.气缸内的气体具有很大的压强,是因为气体分子间表现为斥力B.液体表面具有张力是因为液体表面层的分子间表现为引力C.晶体的物理性质具有各向异性是因为晶体内部微粒按一定规律排列的D.温度越高的物体,其内能一定越大、分子运动越剧烈(2)如图6-13-6所示,当一定质量的理想气体由状态a沿acb到达状态b,气体对外做功为126 J、吸收热量为336 J;当该气体由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对气体做功为84 J,则该过程气体是________(填“吸”或“放”)热,传递的热量等于________J.图6-13-6(3)已知地球到月球的平均距离为384 400 km,金原子的直径为3.48×10-9m,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”,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?解析(1)气体的压强是由气体分子对器壁的碰撞而产生的,并非分子间的斥力所产生;液体表面层分子间距较大,分子间的引力大于斥力,分子力表现为引力;晶体(单晶体)的物理性质具有各向异性,是因为晶体内部微粒按一定规律排列;内能是物体内所有分子势能与动能的总和,温度越高,分子平均动能越大,但内能不一定越大.选项A、D错误,B、C正确.(2)由热力学定律可知,气体由状态a沿acb到达状态b,内能增加量为ΔU=(336-126)J=210 J.则该气体由状态b沿曲线ba返回状态a时气体放热,则Q=ΔU -W=(210+84)J=294 J.(3)①需要的金原子个数为n=384 400×1033.48×10-9个=1.10×1017个②这些原子的总质量为m=nN A M=1.10×10176.02×1023×197 g=3.6×10-8kg答案(1)BC(2)放294(3)①1.10×1017②3.6×10-8kg3.(2014·宿迁市高三摸底)关于下列四幅图的说法,正确的是________.图6-13-7A.甲图中估测油酸分子直径时,可把油酸分子简化为球形处理B.乙图中,显微镜下看到三颗微粒运动位置连线是它们做布朗运动的轨迹C.烧热的针尖,接触涂上薄蜂蜡层的云母片背面上某点,经一段时间后形成图丙的形状,则说明云母为非晶体D.丁图中分子间距离为r0时,分子间作用力F最小,分子势能也最小图6-13-8(2)一定质量的理想气体压强p与热力学温度T的关系图象如图6-13-8,AB、BC 分别与p轴、T轴平行,气体在状态A时体积为V0,则在状态C时的体积为________;从状态A经状态B变化到状态C的过程中,气体对外界做功为W,内能增加了ΔU,则此过程中该气体吸收的热量为________.(3)某热水袋容积为900 mL.请估算装水量为80%时热水袋中水分子的数目(阿伏加德罗常数N A=6×1023mol-1).解析(1)利用单分子油膜法测油酸分子直径时,是把油酸分子构建成球体模型,选项A正确;乙图中不是布朗运动的轨迹,而是间隔相等时间的位置连线,选项B 错误;图丙表示云母具有导热各向异性,说明云母是晶体,选项C错误;当分子间距离为r0时,分子力为零,分子势能最小,选项D正确.(2)从状态A到状态B为等温升压过程有p0V0=2p0V B,从状态B到状态C为等压升温过程有V BV C=T02T0,联立解得V C=V0;由热力学第一定律ΔU=-W+Q,解得吸收热量为Q=W+ΔU.(3)n=mN AM=ρV×80%M×N A=1×103×900×10-6×0.818×10-3×6×1023个=2.4×1025个答案(1)AD(2)V0W+ΔU(3)2.4×1025个1.对热力学第一定律的考查方式,一种是以选择题的形式单独考查,另一种是以计算题的形式与气体性质结合进行考查.解答热力学第一定律的问题要抓好以下两点:(1)注意符号正负的规定.若研究对象为气体,对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大,气体对外界做功,W<0;气体的体积减小,外界对气体做功,W>0.(2)注意改变内能的两种方式:做功和热传递.不能认为物体吸热(或对物体做功),物体的内能就一定增加.2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体):一个分子的体积V 0=43π(d 2)3=16πd 3,d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体);一个分子占据的平均空间V 0=d 3,d 为分子间的距离.题组二 热学基本知识、热力学第一定律与气体实验定律的组合4.(2014·徐州市高三考前信息卷)(1)下列说法正确的是________.A .晶体的导热性能一定是各向异性B .封闭气体的压强仅与分子的密集程度有关C .夏季天旱时,给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管,防止水分蒸发D .虽然大量分子做无规划运动,速率有大有小,但分子的速率却按一定的规律分布(2)已知氮气的摩尔质量为M ,在某状态下氮气的密度为ρ,阿伏加德罗常数为N A ,在该状态下体积为V 1的氮气分子数为________,该氮气变为液体后的体积为V 2,则一个氮分子的体积约为________.图6-13-9(3)一定质量的某种理想气体由状态A 变为状态B ,其有关数据如图6-13-9所示.若此过程中吸收的热量Q =7.0×105 J ,同时气体的内能增加了6.5×105 J ,求: ①在状态B 时的温度;②状态A 的压强是多少.解析 (1)某些单晶体的导热性是各向异性,A 错误;封闭气体的压强由单位体积的分子数和分子运动的剧烈程度决定,B 错误;夏季天旱时,给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管,防止水分蒸发,C 正确;虽然大量分子做无规则运动,速率有大有小,但分子的速率却按一定的规律分布,就是呈现中间多两头少的规律,D 正确.(2)气体的密度乘气体的体积就是气体的质量,气体的质量除以摩尔质量就是气体的物质的量,用气体的物质的量乘阿伏加德罗常数就是分子个数,用液化后的体积除以分子个数就是每个分子的体积.(3)①由理想气体状态方程知V1/T1=V2/T2T1=400 K②由热力学第一定律知ΔU=W+Q W=0.5×105 JW=pΔV=(V B-V A)解得p=1.0×105 Pa答案(1)CD(2)ρV1N A/M MV2/ρVN A(3)①400 K②1.0×105 Pa5.[2014·苏、锡、常、镇四市高三调研(一)](1)下列说法中正确的是________.A.气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的,它跟气体分子的密集程度以及气体分子的平均动能有关B.在绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越小(2)一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时,内能增加120 J.当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时,外界压缩气体做功200 J,则Ⅱ过程中气体________(填“吸热”或“放热”),热量为________J.图6-13-10(3)一定质量的理想气体状态变化如图6-13-10所示,其中AB段与t轴平行.已知在状态A时气体的体积为1.0 L,那么变到状态B时气体的体积为多少?从状态A变到状态C的过程中气体对外做功为多少?解析(1)气体对容器壁的压强是由于气体分子无规则运动,对容器壁频繁的撞击引起的,气体分子越密集,单位时间内撞击的分子数越多,单位面积上的撞击力越大,压强就越大,分子的平均动能越大,平均每个分子的撞击力就越大,压强就越大,故A 正确;宇宙飞船中,水滴处于完全失重状态,液体表面由于分子张力作用,使液体的表面积最小,相同的体积,球的表面积最小,故B 正确;液晶显示器是利用了液晶对光的各向异性的特点,故C 错误;当两分子间距大于平衡距离时,分子力表现为引力,分子间距离增大,分子力做负功,分子势能增大,故D 错误.(2)过程I 从A 到B 气体内能增加120 J ,过程Ⅱ为Ⅰ的逆过程,气体内能减少120 J ,由能量的转化和守恒得ΔU =W +Q ,Q =ΔU -W =-120 J -200 J =-320 J ,所以Ⅱ过程气体放热,且热量为320 J.(3)如图可知B 状态的温度T 2=546 K ,A 到B 过程为等压过程,所以有V 1T 1=V 2T 2V 2=T 2V 1T 1=2.0 L 在A 到C 过程中A 到B 为等压过程;B 到C 为等容过程,等容过程气体不做功. 所以W AC =W AB =p ΔV =200 J答案 (1)AB(2)放热 320(3)2.0 L 200 J6.(2014·扬州市高三第四次调研)(1)关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中,正确的是________.图6-13-11A .甲图中,由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知,当两个相邻的分子间距离为r 0时,它们间相互作用的引力和斥力均为零B .乙图中,由一定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布情况,可知温度T1<T2C.丙图中,在固体薄片上涂上石蜡,用烧热的针接触其上一点,从石蜡熔化情况可判定固体薄片必为非晶体D.丁图中,液体表面层分子间相互作用表现为斥力,正是因为斥力才使得水黾可以停在水面上图6-13-12(2)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A,N滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图6-13-12所示),测得油膜占有的正方形小格个数为X.①用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为________.②油酸分子直径约为________.(3)一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图6-13-13所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为T A=300 K,试求:①气体在状态C时的温度T C;②若气体在A→B过程中吸热1 000 J,则在A→B过程中气体内能如何变化?变化了多少?图6-13-13解析(1)甲图中,当两个相邻的分子间距离为r0时,分子间的引力和斥力相等,它们间相互作用力的合力为零,A错误;温度升高,运动快的分子数增加,故T1<T2,B正确;多晶体也表现为各向同性,C错误;液体表面层分子间相互作用表现为引力,因此产生了表面张力,D错误.(2)滴油酸酒精溶液的体积为VN,其中纯油酸的体积为AVN,油酸薄膜的面积为Xa2,故油酸的直径d=VA NXa2.(3)①C→D过程为等压过程,则V CT C=V DT D所以T C=375 K②A→B过程气体对外做功W=pΔV=2×105×3×10-3J=600 J ΔU=Q-W=1 000 J-600 J=400 J即气体内能增加400 J答案(1)B(2)AVN d=VANXa2(3)375 K增加400 J应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体;(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提;(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性.1.(2014·苏北四市高三第一次调研)(1)下列说法中正确的是________.A.空气中PM2.5的运动属于分子热运动B.露珠成球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示屏是利用液晶的光学各向异性制成的D.分子间相互作用力随着分子间距离的增大而减小(2)如图6-13-14所示,图6-13-14一定质量的理想气体被活塞密封在一容器中,活塞与容器壁间无摩擦,外界大气压强保持不变.当气体的温度升高时,气体体积_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),从微观角度看,产生这种现象的原因是_______________________________________________________________________ _.(3)某压力锅结构如图6-13-15所示.图6-13-15盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热.①在压力阀被顶起前,停止加热.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,计算锅内气体的分子数;②在压力阀被顶起后,停止加热.假设放气过程中气体对外界做功为W0,并向外界释放了Q0的热量.求该过程锅内原有气体内能的变化量.解析(1)空气中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,其运动是由于来自空气分子的各个方向的撞击不平衡所引起的,属于布朗运动,不属于分子热运动,故A错误;液体表面的分子的距离r>r0,分子力表现为引力,即有缩小到最小面积的趋势,液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力,宏观上表现为液体表面张力,故B 正确;液晶的光学性质随温度、所加电场、所加电压的变化而变化,液晶显示屏就是利用液晶的这种光学各向异性制成的,故C正确;分子间相互作用力随着分子间距离的变化如图中实线所示,可见D错误.(2)由题意知气体发生等压变化,一定质量的气体压强大小取决于气体分子的平均动能、单位体积内分子数(即数密度),温度升高时分子平均动能增大,所以单位体积内分子数就得减小,则气体的体积增大.(3)①物质的量等于总体积除以摩尔体积,分子数等于物质的量与阿伏加德罗常数的积,设分子数为n,故有:n=VV0N A②由热力学第一定律ΔU=W+Q得:ΔU=-W0-Q0答案(1)BC(2)增大;温度升高时,分子平均动能增大,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.(3)①VV0N A②-W0-Q02.(2014·南通市、扬州市、泰州市、宿迁市高三第二次调研)(1)下列说法中正确的是________.A.扩散现象只能发生在气体和液体中B.岩盐是立方体结构,粉碎后的岩盐不再是晶体C.地球大气的各种气体分子中氢分子质量小,其平均速率较大,更容易挣脱地球吸引而逃逸,因此大气中氢含量相对较少D.从微观角度看,气体压强只与分子平均动能有关(2)图6-13-16如图6-13-16所示,一隔板将绝热容器分成容积相等的两部分,左半部分充有理想气体,右半部分是真空.现抽去隔板,左室气体向右室扩散,最终达到平衡.这个过程叫作绝热自由膨胀.膨胀后,气体的压强________(填“变大”“变小”或“不变”),温度________(填“变大”“变小”或“不变”).(3)节日儿童玩耍的氢气球充气时只充到其极限体积的910.将充好气的氢气球释放,上升过程中,随着大气压减小,气球会膨胀,达到极限体积时爆炸.已知地面的大气压强为750 mmHg(毫米汞柱),大气压强随海拔的变化规律是:每升高12 m,大气压强减小 1 mmHg.假定在气球上升高度内大气温度是恒定的,气球内外压强相等,求:①气球达到极限体积时气体的压强;②气球能上升的最大高度.解析(1)把金片和铅片压在一起,金会扩散到铅片中,铅也会扩散到金片中,说明扩散现象也能发生在固体中,选项A错误;粉碎后岩盐的晶体结构没有被破坏,仍然是晶体,选项B错误;氢分子质量小,相同温度条件下,其分子平均速率大,故氢气更容易挣脱地球吸引而逃逸,所以大气中氢含量相对较少,选项C正确;从微观角度看,气体压强取决于单位体积内气体分子的数目和气体分子的平均动能,选项D错误.(2)因为容器绝热,故无热交换,即Q=0,气体自由膨胀,不受外界阻碍,所以气体不对环境做功,即W=0,据热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体的内能不变,即气体的温度不变;从微观角度看,气体压强取决于单位体积内气体分子的数目和气体分子的平均动能,自由膨胀前后,气体的温度不变,故气体分子的平均动能不变,但由于气体体积增大,导致单位体积内气体分子数目减少,故气体压强变小.(3)①设极限体积时气体的压强为p1,由玻意耳定律有p0V0=p1V1代入数据解得p1=910p0=675 mmHg②气球能上升的最大高度h=(750-675)×12 m=900 m答案(1)C(2)变小不变(3)①675 mmHg②900 m3.(2014·徐州市高三第三次质量检测)(1)下列说法正确的是________.A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.晶体规则外形是晶体内部微粒在空间有规则排列的结果C.液体很难压缩是因为液体分子间只有斥力没有引力的缘故D.液体表面具有收缩的趋势是由于液体存在表面张力的缘故图6-13-17(2)某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后,迅速把一个气球紧密地套在瓶口上,并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图6-13-17所示.烧瓶和气球里的气体内能________(填“增大”“不变”或“减小”),外界对气体________(填“做正功”“做负功”或“不做功”).图6-13-18(3)如图6-13-18,一端开口、另一端封闭的细长薄壁玻璃管水平放置,内有用水银柱封闭的体积为10 mL 的某种理想气体.外界大气压为1标准大气压,环境温度为27 ℃,阿伏加德罗常数约为6×1023 mol -1,标准状况下1 mol 该气体体积约为22.4 L .求:①当环境温度降为0 ℃时(设大气压强不变)气体的体积;②估算管中气体分子数目.(结果保留两位有效数字)解析 (1)布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是液体分子的运动,选项A 错误;晶体的微观结构决定了晶体的形状和物理性质与非晶体不同,选项B 正确;液体分子间的引力和斥力是同时存在的,选项C 错误;由于液体表面张力的存在使得液体表面具有收缩的趋势,选项D 正确.(2)烧瓶和气球里的气体温度升高,故气体的内能增大;气球膨胀,气体对外做正功,故外界对气体做负功.(3)①由理想气体状态方程知V 1/T 1=V 2/T 2 V 2=9.1 mL②n =V 2V 0N A 代入数据得n =2.4×1020个 答案 (1)BD(2)增大 做负功(3)9.1 mL 2.4×1020个4.[2014·苏、锡、常、镇四市高三教学情况调研(二)](1)下列关于气体的压强说法正确的是________.A .一定质量的理想气体温度不断升高,其压强一定不断增大B .一定质量的理想气体体积不断减小,其压强一定不断增大C .大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强D .气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的密集程度有关。

2021届高考物理二轮备考题型专练:分子动理论、气体及热力学定律(解析版)

2021届高考物理二轮备考题型专练:分子动理论、气体及热力学定律(解析版)

分子动理论、气体及热力学定律【原卷】1.如图所示,一定量的理想气体从状态A开始,经历两个过程,先后到达状态B和C。

有关A、B和C三个状态温度A BT T、和T的关系,正确的是()CA.A B B C<<,T T T TT T T T==,B.A B B CC.A C B CT T T T=<,,D.A C B CT T T T=>2.分子力F随分子间距离r的变化如图所示。

将两分子从相距2r r=处释放,仅考虑这两个分于间的作用,下列说法正确的是()A .从2r r =到0r r =分子间引力、斥力都在减小 B .从2r r =到1r r =分子力的大小先减小后增大C .从2r r =到0r r =分子势能先减小后增大 D .从2r r =到1r r =分子动能先增大后减小3.水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意如图。

从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。

扣动扳机将阀门M 打开,水即从枪口喷出。

若在不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体( )A .压强变大B .对外界做功C.对外界放热D.分子平均动能变大4.一定质量的理想气体从状态a开始,经a→b、b→c、c→a三个过程后回到初始状态a,其p-V图像如图所示。

已知三个状态的坐标分别为a(V0,2p0)、b(2V0,p0)、c(3V0,2p0)以下判断正确的是()A.气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功B.气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量C.在c→a过程中,外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.气体在c→a过程中内能的减少量大于b→c过程中内能的增加量5.关于热现象和热学规律,下列说法正确的是()A.布朗运动表明,构成悬浮微粒的分子在做无规则运动B.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,分子间的引力和斥力都在减小C.热量可以从低温物体传递到高温物体D.物体的摄氏温度变化了1°C,其热力学温度变化了273KE.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中,它们的分子势能先减小后增大6.玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。

课标版2020高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律ppt课件

课标版2020高考物理二轮复习专题限时训练15分子动理论气体及热力学定律ppt课件
被压入炉腔的气体在室温和 p1 条件下的体积为 V′1=V1-V0 ② 设 10 瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为 p2,体积为 V2. 由玻意耳定律 p2V2=10p1V1′ ③ 联立①②③式并代入题给数据得 p2=3.2×107 Pa ④
(ⅱ)设加热前炉腔的温度为 T0,加热后炉腔温度为 T1,气 体压强为 p3.由查理定律Tp31=Tp20 ⑤
(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中.该设备工作时, 先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔 中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料 加工处理,改善其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入 固体材料后剩余的容积为 0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下 用压缩机将 10 瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为 3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为 1.5×107 Pa,使用后瓶 中剩余气体压强为 2.0×106 Pa;室温温度为 27 ℃.氩气可视为 理想气体.
(ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强; (ⅱ)将压入氩气后的炉腔加热到 1 227 ℃,求此时炉腔中 气体的压强.
答案:(ⅰ)3.2×107 Pa (ⅱ)1.6×108 Pa
解析:(ⅰ)设初始时每瓶气体的体积为 V0,压强 p0;使 用后气瓶中剩余气体的压强为 p1.
假设体积为 V0、压强为 p0 的气体压强变为 p1 时,其体积膨 胀为 V1.由玻意耳定律 p0V0=p1V1 ①
E.一定质量的理想气体保持体积不变,由于单位体积内 分子数不变,虽然温度升高,单位时间内撞击单位面积的分子 数不变
(2)如图所示,竖直放置的 U 形管左端封闭,右端开口, 左管横截面积为右管横截面积的 2 倍,在左管内用水银封闭一 段长为 l,温度为 T 的空气柱,左右两管水银面高度差为 h cm, 外界大气压为 h0 cmHg.

2019届高考物理二轮复习第章选修部分分子动理论气体及热力学定律课件.ppt

2019届高考物理二轮复习第章选修部分分子动理论气体及热力学定律课件.ppt

2019上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面 积为 40 cm2 的活塞封闭了一定质量的理想气体和一形状不规则 的固体 A.在汽缸内距缸底 60 cm 高处设有 a、b 两限制装置(未画 出),使活塞只能向上滑动.开始时活塞放在 a、b 上,缸内气体 的压强等于大气压强 p0(p0=1.0×105 Pa),温度为 250 K.现缓慢 加热汽缸内气体,当温度为 300 K 时,活塞恰好离开 a、b;当 温度为 360 K 时,活塞上升了 4 cm.g 取 10 m/s2.求:
D.由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,
故液体表面存在表面张力
E.随着高度的增加,大气压和温度都在减小,一个正在上
升的氢气球内的氢气内能减小
2019-9-7
感谢你的聆听
4
(2)实验室中有一个底面积为 S 的导热容器,中间被重为 M
=23pg0S的活塞分为上下两部分,分别为 B 室和 A 室,向 A 室充入 1 mol 的气体,并向 B 室充入 2 mol 的气体,室温 T=300 K,活 塞上下部分体积之比 VB :VA= :1,容器左端连一个 U 形 管,管内装有水银,且 U 形管内的气体体积可忽略不计,U 形 管大小合适,设 U 形管左右液面高度差为 Δh.大气压强 p0=76 cmHg,摩尔气体常数 R=8.31 J/(mol·K).
2019-9-7
感谢你的聆听
3
高频考点·能力突破
考点一 热学基础知识与气体实验定律的组合
[例 1] (1)下列说法正确的有__B__C_E_____. A.悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运

B.对流是液体和气体传热的主要形式
C.气压计等玻璃管中的水银面总是上凸,是水银不浸润玻

2018届高三物理二轮复习课件:专题15 分子动理论 气体及热力学定律

2018届高三物理二轮复习课件:专题15 分子动理论 气体及热力学定律

(2014·全国卷Ⅱ·T33(1))下列说法正确的是( ) A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故 E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布 中的水蒸发吸热的结果
【解题关键】 解答本题时应注意以下三个方面: (1)布朗运动不能反映花粉分子的热运动; (2)水的沸点与气压有关,与温度无关; (3)湿泡外纱布中水蒸发吸热可使湿泡的温度降低.
BCE [悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,而不是反映 花粉分子的热运动,选项 A 错误.由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩, 使小雨滴呈球形,选项 B 正确.液晶的光学性质具有各向异性,彩色液晶显示 器就利用了这一性质,选项 C 正确.高原地区水的沸点较低是因为高原地区的 大气压强较小,水的沸点随大气压强的降低而降低,选项 D 错误.由于液体蒸 发时吸收热量,温度降低,所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,选项 E 正确.]
●考向 1 分子动理论 1.下列说法中正确的是( ) A.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,布 朗运动越不明显 B.把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起,说明分子间存在引力 C.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力 D.分子 a 从无穷远处由静止开始接近固定不动的分子 b,只受分子力作用, 当 a 受到分子力为 0 时,a 的动能一定最大 E.空气中单个分子的运动是无规则的,但大量分子的运动是有规律的
ABE [在外界帮助的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,A 对; 空调在制冷时,把室内的热量向室外释放,需要消耗电能,同时产生热量,所 以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量,B 对;根据热力学第二定律,可知 内燃机不可能成为单一热源的热机,C 错,E 对.因为自然界的能量是守恒的, 能源的消耗并不会使自然界的总能量减少,D 错.]

高考物理二轮复习专题15分子动理论气体及热力学定律课件

高考物理二轮复习专题15分子动理论气体及热力学定律课件

12/13/2021
第五页,共五十页。
三、命题规律 分子动理论在近几年高考中频繁出现,主要考查学生对这 部分知识的识记和理解能力,考查的题型以选择题为主,考查 的内容包括: (1)以阿伏加德罗常数为桥梁考查微观量的估算. (2)以布朗运动、扩散运动为例考查分子热运动的规律. (3)结合生活中的现象考查对分子力、分子势能的理解.
12/13/2021
第三页,共五十页。
(4)分子直径的估算方法:把固体、液体分子看成球形,则 分子直径 d=3 6V1/π=3 6V0/πNA;把固体、液体分子看成立方 体,则 d=3 V1=3 V0/NA.
12/13/2021
第四页,共五十页。
2.气体分子微观量的估算方法 (1)物质的量 n=22V.4,V 为气体在,每个分 子占据一定的体积.假设为立方体,分子位于每个立方体的中 心,每个小立方体的边长就是分子间距;假设气体分子占有的 体积为球体,分子位于球体的球心,则分子间距离等于每个球 体的直径.
12/13/2021
第二十页,共五十页。
[自主突破]
4.(多选)下列说法正确的是( ACD ) A.空气中的水蒸气压强越接近此时的饱和汽压,人感觉 就越潮湿 B.晶体一定具有固定的熔点、规则的几何外形和物理性 质的各向异性 C.为了保存玉米地的水分,可以锄松地面,破坏土壤里 的毛细管 D.夏天从冰柜中取出的矿泉水瓶,表面会先湿后干,其 物态变化过程是先液化后蒸发 E.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
12/13/2021
第二十一页,共五十页。
解析:空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱 和汽压,水蒸发越慢,人感觉就越潮湿,故 A 项正确;晶体分 为单晶体和多晶体,多晶体物理性质表现为各向同性,故 B 项 错误;为了保存玉米地水分,可以锄松地面,破坏土壤里的毛 细管,可有效减少水分蒸发,故 C 项正确;夏天从冰柜中取出 的矿泉水瓶,空气中水蒸气受冷液化,后又蒸发,故表面会先 湿后干,故 D 项正确;表面张力产生在液体表面层,它的方向 平行于液体表面,而非与液面垂直,故 E 项错误.

高考物理二轮复习:分子动理论、气体及热力学定律(含答案解析)

高考物理二轮复习:分子动理论、气体及热力学定律(含答案解析)

分子动理论 气体及热力学定律热点视角备考对策本讲考查的重点和热点:①分子大小的估算;②对分子动理论内容的理解;③物态变化中的能量问题;④气体实验定律的理解和简单计算;⑤固、液、气三态的微观解释;⑥热力学定律的理解和简单计算;⑦用油膜法估测分子大小.命题形式基本上都是小题的拼盘. 由于本讲内容琐碎,考查点多,因此在复习中应注意抓好四大块知识:一是分子动理论;二是从微观角度分析固体、液体、气体的性质;三是气体实验三定律;四是热力学定律.以四块知识为主干,梳理出知识点,进行理解性记忆.`一、分子动理论 1.分子的大小(1)阿伏加德罗常数N A =×1023 mol -1.(2)分子体积:V 0=V molN A (占有空间的体积).(3)分子质量:m 0=M molN A.(4)油膜法估测分子的直径:d =VS . (5)估算微观量的两种分子模型 【①球体模型:直径为d =36V 0π.②立方体模型:边长为d =3V 0. 2.分子热运动的实验基础(1)扩散现象特点:温度越高,扩散越快.(2)布朗运动特点:液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动,颗粒越小、温度越高,运动越剧烈.3.分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力:分子间引力与斥力的合力.分子间距离增大,引力和斥力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大,但斥力总比引力变化得快.(2)分子势能:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加;当分子间距为r 0时,分子势能最小. —二、固体、液体和气体1.晶体、非晶体分子结构不同,表现出的物理性质不同.其中单晶体表现出各向异性,多晶体和非晶体表现出各向同性.2.液晶是一种特殊的物质,既可以流动,又可以表现出单晶体的分子排列特点,在光学、电学物理性质上表现出各向异性.3.液体的表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切. 4.气体实验定律:气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定. (1)等温变化:pV =C 或p 1V 1=p 2V 2.(2)等容变化:p T =C 或p 1T 1=p 2T 2.(3)等压变化:V T =C 或V 1T 1=V 2T 2.*(4)理想气体状态方程:pV T =C 或p 1V 1T 1=p 2V 2T 2.三、热力学定律 1.物体的内能 (1)内能变化温度变化引起分子平均动能的变化;体积变化,分子间的分子力做功,引起分子势能的变化. (2)物体内能的决定因素2.热力学第一定律 #(1)公式:ΔU =W +Q .(2)符号规定:外界对系统做功,W >0,系统对外界做功,W <0;系统从外界吸收热量,Q >0,系统向外界放出热量,Q <0.系统内能增加,ΔU >0,系统内能减少,ΔU <0. 3.热力学第二定律(1)表述一:热量不能自发地从低温物体传到高温物体.(2)表述二:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.(3)揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,说明了第二类永动机不能制造成功.热点一 微观量的估算?命题规律:微观量的估算问题在近几年高考中出现的较少,但在2015年高考中出现的概率较大,主要以选择题的形式考查下列两个方面: (1)宏观量与微观量的关系;(2)估算固、液体分子大小,气体分子所占空间大小和分子数目的多少.1.若以μ表示水的摩尔质量,V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,N A 为阿伏加德罗常数,m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积,下面五个关系式中正确的是( )A .N A =VρmB .ρ=μN A ΔC .m =μN AD .Δ=V N AE .ρ=μV^[解析] 由N A =μm =ρVm ,故A 、C 对;因水蒸气为气体,水分子间的空隙体积远大于分子本身体积,即V ≫N A ·Δ,D 不对,而ρ=μV ≪μN A·Δ,B 不对,E 对.[答案] ACE2.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 =0.283 kg·mol -1,密度ρ=×103 kg·m -3.若100滴油酸的体积为1 mL ,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 =×1023 mol -1,球的体积V 与直径D 的关系为V =16πD 3,结果保留一位有效数字)[解析] 一个油酸分子的体积V =MρN A分子直径D =36M πρN A最大面积S =V 油D代入数据得:S =1×101 m 2. [答案] 1×101 m 2 $3.(2014·潍坊二模)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,若有一空调工作一段时间后,排出液化水的体积V =×103 cm 3.已知水的密度ρ=×103 kg/m 3、摩尔质量M =×10-2 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =×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] 水是液体,故水分子可以视为球体,一个水分子的体积公式为V ′0=16πd 3.(1)水的摩尔体积为V 0=Mρ①该液化水中含有水分子的物质的量n =VV 0②水分子总数N =nN A ③由①②③得N =ρVN AM `=错误!≈3×1025(个).(2)建立水分子的球模型有:V 0N A=16πd 3得水分子直径d =36V 0πN A= 36××10-5××1023m≈4×10-10m. [答案] (1)3×1025个 (2)4×10-10 m[方法技巧] 解决估算类问题的三点注意1固体、液体分子可认为紧靠在一起,可看成球体或立方体;气体分子只能按立方体模型计算所占的空间.2状态变化时分子数不变. ^3阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁,计算时要注意抓住与其有关的三个量:摩尔质量、摩尔体积和物质的量.)热点二 分子动理论和内能命题规律:分子动理论和内能是近几年高考的热点,题型为选择题.分析近几年高考命题,主要考查以下几点:(1)布朗运动、分子热运动与温度的关系.(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系及分子势能与分子力做功的关系. :1.(2014·唐山一模)如图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线.下列说法正确的是( )A .当r 大于r 1时,分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r1时,分子间势能E p最小D.当r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做正功E.当r等于r2时,分子间势能E p最小[解析]由图象知:r=r2时分子势能最小,E对,C错;平衡距离为r2,r<r2时分子力表现为斥力,A错,B对;r由r1变到r2的过程中,分子势能逐渐减小,分子力做正功,D对.[答案]BDE,2.(2014·长沙二模)下列叙述中正确的是()A.布朗运动是固体小颗粒的运动,是液体分子的热运动的反映B.分子间距离越大,分子势能越大;分子间距离越小,分子势能也越小C.两个铅块压紧后能粘在一起,说明分子间有引力D.用打气筒向篮球充气时需用力,说明气体分子间有斥力E.温度升高,物体的内能却不一定增大[解析]布朗运动不是液体分子的运动,而是悬浮在液体中的小颗粒的运动,它反映了液体分子的运动,A正确;若取两分子相距无穷远时的分子势能为零,则当两分子间距离大于r0时,分子力表现为引力,分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功),当分子间距离小于r0时,分子力表现为斥力,分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功),故B错误;将两个铅块用刀刮平压紧后便能粘在一起,说明分子间存在引力,C正确;用打气筒向篮球充气时需用力,是由于篮球内压强在增大,不能说明分子间有斥力,D错误;物体的内能取决于温度、体积及物体的质量,温度升高,内能不一定增大,E正确.[答案]ACE¥3.对一定量的气体,下列说法正确的是()A.气体的体积是所有气体分子的体积之和B.气体的体积大于所有气体分子的体积之和C.气体分子的热运动越剧烈,气体温度就越高D.气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞产生的E.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减小[解析]气体分子间的距离远大于分子直径,所以气体的体积远大于所有气体分子体积之和,A项错,B项对;温度是物体分子平均动能大小的标志,是表示分子热运动剧烈程度的物理量,C项对;气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的,D项对;气体膨胀,说明气体对外做功,但不能确定吸、放热情况,故不能确定内能变化情况,E项错误.[答案]BCD;[方法技巧]1分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增大,两分子为平衡距离时,分子势能最小.2注意区分分子力曲线和分子势能曲线.)热点三热力学定律的综合应用命题规律:热力学定律的综合应用是近几年高考的热点,分析近三年高考,命题规律有以下几点:(1)结合热学图象考查内能变化与做功、热传递的关系,题型为选择题或填空题.(2)以计算题形式与气体性质结合进行考查.(3)对固体、液体的考查比较简单,备考中熟记基础知识即可.】1.(2014·南昌一模)下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是()A.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律B.能量耗散过程中能量不守恒C.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性E .物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功[解析] 由热力学第一定律知A 正确;能量耗散是指能量品质降低,反映能量转化的方向性仍遵守能量守恒定律,B 错误,D 正确;电冰箱的热量传递不是自发,不违背热力学第二定律,C 错误;在有外界影响的情况下,从单一热源吸收的热量可以全部用于做功,E 正确. 。

微专题15 分子动理论及热力学定律

微专题15 分子动理论及热力学定律

202007专题透析选考模块网络构建WANGLUO GOUJIAN15考点探究01目录02 考能探究考点1 分子动理论、分子力与分子势能 考点探究 KAODIAN TANJIU1.油膜法估算分子直径:d=V S (V 为纯油酸体积,S 为单分子油膜面积)。

2.反映分子运动规律的两个实例为布朗运动和扩散现象,两者都随温度的升高而加剧。

3.分子力和分子势能随分子间距离变化的规律如图所示。

注意:当r=r 0时,分子力为零,分子势能最小但不一定为零。

返1.[2019年全国卷Ⅲ,T33(1)]用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是 。

实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以 。

为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是 。

典型例题 解析 探究KAODIAN TANJIU答案 使油酸在浅盘的水面上容易形成一片单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积“用油膜法估测分子大小”实验的依据是把油酸形成的膜看成单分子油膜进行测量,所以首先要稀释纯油酸,使油酸在浅盘的水面上容易形成一片单分子层油膜,若直接滴纯油酸,形成的油膜太厚,无法形成单分子层油膜。

把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL油酸酒精溶液的滴数,可以得到一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,再统计出单分子层油膜的面积S,计算出油酸分子直径D=VS 。

解析▶探究KAODIAN TANJIU探究KAODIAN TANJIU点评▶搞清楚油膜法测分子直径的原理是解题的关键。

用酒精稀释油酸是为了让油酸在水中展开形成单分子层,在水面上撒痱子粉是为了油酸面积测量更方便准确。

注意用纯油酸的体积除以面积,才是分子直径。

变式训练考点探究KAODIAN TANJIU1.某同学家新买了一台电冰箱,冷藏室容积为107 L,冷冻室容积为118 L,室内空气可视为理想气体。

01 高中物理 三维设计 二轮复习 分子动理论 气体及热力学定律

01 高中物理 三维设计 二轮复习  分子动理论 气体及热力学定律

97 (2) 3
返回
[考向总结] 纵观今年和去年新高考改革省份的高考题特点,本部分内容以选择题、 填空题、计算题多种题型呈现,常考查对温度、分子平均动能、内能等基本 概念的理解,还有气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等规 律的理解及应用问题;考查内容常联系生活、生产中的一些实际情境,如上 面 T1(2021·山东等级考)、T3(2021·广东高考)中 “以矿泉水瓶中的气体为情境”、 T5(2021·河北高考)中“以双层玻璃杯夹层中的气体为情境”,还有 2021 山东等 级考 T4 中“以血压仪中的气体为情境”、2021 湖南高考 T15(2)中“以电子天平测 温装置为情境”;综合考查热学的基本概念及规律的应用问题,要求学生具备 较强的应用所学的物理知识解决实际问题的能力,将实际问题中的对象和过 程转换成相应的物理模型的能力。
返回
2.(多选)(2021·湖南高考)如图,两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质 绝热活塞(截面积分别为 S1 和 S2)封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁 间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从 A 下降 h 高度到 B 位置时, 活塞上细沙的总质量为 m。在此过程中,用外力 F 作用在右端活塞上,使 活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强 p0 保持不变,系统始终 处于平衡状态,重力加速度为 g。下列说法正确的是________。
以瓶内气体为研究对象,根据理想气体状态方程pTV=C,可知高空客舱 内的气体压强小于机场地面大气压强。由于温度是平均动能的标志,气 体的平均动能只与温度有关,机场地面温度与高空客舱温度相同,故从 高空客舱到机场地面,瓶内气体的分子平均动能不变。 答案:小于 不变
返回
4.(2021·河北高考)两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸 A、B,汽缸内用轻质 绝热活塞封闭完全相同的理想气体,如图 1 所示,现向活塞上表面缓慢倒入 细沙,若 A 中细沙的质量大于 B 中细沙的质量,重新平衡后,汽缸 A 内气 体的内能________(选填“大于”“小于”或“等于”)汽缸 B 内气体的内 能,图 2 为重新平衡后 A、B 汽缸中气体分子速率分布图像,其中曲线 ________(填图像中曲线标号)表示汽缸 B 中气体分子的速率分布规律。

高三物理分子动理论、热、功、气知识点总结:

高三物理分子动理论、热、功、气知识点总结:

高三物理分子动理论、热、功、气知识点总结:高中物理是高中理科基础科目之一,物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。

为了让考生更好的复习高三物理,下面小编整理了高三物理知识点总结:分子动理论、热、功、气。

高三物理分子动理论、热、功、气知识点总结:1.分子动理论(1)物质是由大量分子组成的分子直径的数量级一般是10-10m。

(2)分子永不停息地做无规则热运动。

①扩散现象:不同的物质互相接触时,可以彼此进入对方中去。

温度越高,扩散越快。

②布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动,是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的,是液体分子永不停息地无规则运动的宏观反映。

颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。

(3)分子间存在着相互作用力分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力都随分子间距离增大而减小,但斥力的变化比引力的变化快,实际表现出来的是引力和斥力的合力。

2.物体的内能(1)分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能。

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

(2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能。

分子势能随着物体的体积变化而变化。

分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大。

分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小。

对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小。

(3)物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。

任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关。

(4)物体的内能和机械能有着本质的区别。

物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能。

3.改变内能的两种方式(1)做功:其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化。

(2)热传递:其本质是物体间内能的转移。

高三物理二轮复习 课前诊断分子动理论 气体及热力学定律

高三物理二轮复习 课前诊断分子动理论 气体及热力学定律

课前诊断——分子动理论 气体及热力学定律1.(2016·西安模拟)(1)(多选)下列说法中正确的是________。

A .一定量气体膨胀对外做功100 J ,同时从外界吸收120 J 的热量,则它的内能增大20 JB .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C .由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力D .用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需再知道油的密度即可E .空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压,水蒸发越慢。

(2)一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ,再变化到状态C ,其状态变化过程的p ­V 图像如图所示。

已知该气体在状态A时的温度为27 ℃。

则:①该气体在状态B 、C 时的温度分别为多少℃?②该气体从状态A 到状态C 的过程中内能的变化量是多大?③该气体从状态A 到状态C 的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?解析:(1)根据热力学第一定律知:ΔU =W +Q =-100 J +120 J =20 J ,A 正确;在使两个分子间的距离由很远(r >10-9 m)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,B 错误;由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面存在张力,C 正确;用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只需再知道油的摩尔体积即可,D 错误;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压,水蒸发越慢,E 正确。

(2)①状态A :t A =300 K ,p A =3×105 Pa ,V A =1×10-3 m 3状态B :t B =?p B =1×105 Pa ,V B =1×10-3 m 3状态C :t C =?p C =1×105 Pa ,V C =3×10-3 m 3 A 到B 过程等容变化,由等容变化规律得:p A t A =p B t B,代入数据得:t B =100 K =-173 ℃ B 到C 为等压变化,由等压变化规律得:V B t B =V C t C,代入数据得:t C =300 K =27 ℃。

2024届高考物理总复习:分子动理论内能教师用书

2024届高考物理总复习:分子动理论内能教师用书

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)分子的直径:数量级为10-10m。

(2)分子的质量:数量级为10-26kg。

(3)阿伏加德罗常数:N A=6.02×1023mol-1。

2.分子永不停息地做无规则运动(1)扩散现象:由于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:悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动,颗粒越小,运动越明显;温度越高,运动越明显。

(3)热运动:分子永不停息的无规则运动。

温度越高,分子运动越剧烈。

3.分子间的作用力(1)引力和斥力总是同时存在,实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。

(2)分子引力和斥力都随距离的增大而减小,但斥力变化得更快。

二、温度与物体的内能1.温度与温标(1)温度:表示物体的冷热程度,一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。

(2)温标:包括摄氏温标(t)和热力学温标(T),两者的关系是T=t+273.15_K。

2.分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能。

(2)温度是分子热运动的平均动能的标志。

3.分子的势能(1)分子势能是由分子间的相对位置决定的能。

(2)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。

4.物体的内能(1)物体的内能是物体中所有分子动能和分子势能的总和,是状态量。

(2)决定因素①对于给定的物体,其内能大小是由物体的温度和体积决定,即由物体的内部状态决定;②物体的内能与物体位置的高低、运行速度的大小无关。

微点判断(1)扩散现象只能在气体中进行。

(×)(2)布朗运动是指液体分子的无规则运动。

(×)(3)温度越高,布朗运动越剧烈。

(√)(4)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大。

(×)(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能。

(×)(6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大。

(√)(7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

专题十五分子动理论气体及热力学定律考点1| 分子动理论、内能及热力学定律难度:低档题题型:选择题五年7考(2015·全国卷ⅡT33(1))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E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【解题关键】解答本题时应注意以下三点:(1)理解扩散现象的本质是分子的无规则运动.(2)温度越高,分子运动越剧烈.(3)扩散现象在气体、液体和固体中都能发生.ACD[扩散现象与温度有关,温度越高,扩散进行得越快,选项A正确.扩散现象是由于分子的无规则运动引起的,不是一种化学反应,选项B、E错误,选项C正确,.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,选项D正确.](2016·全国乙卷·T33(1))关于热力学定律,下列说法正确的是() A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡【解题关键】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)理解热力学第一定律ΔU=W+Q中各量的意义(2)理解热力学第二定律热传递的方向性BDE[根据热力学定律,气体吸热后如果对外做功,则温度不一定升高,说法A错误.改变物体内能的方式有做功和热传递,对气体做功可以改变其内能,说法B正确.理想气体等压膨胀对外做功,根据pVT=恒量知,膨胀过程一定吸热,说法C错误.根据热力学第二定律,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,说法D正确.两个系统达到热平衡时,温度相等,如果这两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡,说法E正确.故选B、D、E.]1.高考考查特点(1)本部分知识点多,考查点也多,高考常以多选题的形式考查.(2)考查点主要集中于分子动理论、分子力和物体的内能.2.解题的常见误区及提醒(1)常常分不清分子的热运动和布朗运动的区别.(2)准确掌握物体内能的微观决定因素和宏观因素是解题关键.(3)宏观自发过程都具有方向性,理解热力学第二定律,注意不产生其他影响的含义.●考向1分子动理论1.下列说法中正确的是()A.悬浮在液体中的微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少,布朗运动越不明显B.把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起,说明分子间存在引力C.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力D.分子a从无穷远处由静止开始接近固定不动的分子b,只受分子力作用,当a受到分子力为0时,a的动能一定最大E.空气中单个分子的运动是无规则的,但大量分子的运动是有规律的【解析】悬浮微粒越小,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越少,那么它受力越难趋于平衡,微粒越容易运动,布朗运动就越明显,选项A错误;把两块纯净的铅压紧,它们会“粘”在一起,说明分子间存在引力,故B正确;破碎的玻璃分子间距离较大,不存在作用力,所以C错误;分子a在分子力作用上从无穷远处趋近固定不动的分子b,表现为引力,引力做正功,动能增大,当b对a的作用力为零时a的动能最大,D正确;单个分子的运动是无规则的,但大量分子的运动是具有统计规律的,选项E正确.【答案】BDE●考向2物体的内能2.(2016·全国丙卷·T33(1))关于气体的内能,下列说法正确的是()【导学号:37162083】A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大C.气体被压缩时,内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加CDE[气体的内能由物质的量、温度和体积决定,质量和温度都相同的气体,内能可能不同,说法A错误.内能与物体的运动速度无关,说法B错误.气体被压缩时,同时对外传热,根据热力学第一定律知内能可能不变,说法C正确.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关,说法D正确.根据理想气体状态方程,一定量的某种理想气体在压强不变的情况下,体积变大,则温度一定升高,内能一定增加,说法E正确.]●考向3热力学定律3.根据热力学定律,下列说法正确的是()A.电冰箱的工作过程表明,热量可以从低温物体向高温物体传递B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量C.科技的进步可以使内燃机成为单一的热源热机D.对能源的过度消耗使自然界的能量不断减少,形成“能源危机”E.第二类永动机不可能制成,因违背了热力学第二定律ABE[在外界帮助的情况下,热量可以从低温物体向高温物体传递,A对;空调在制冷时,把室内的热量向室外释放,需要消耗电能,同时产生热量,所以向室外放出的热量大于从室内吸收的热量,B对;根据热力学第二定律,可知内燃机不可能成为单一热源的热机,C错,E对.因为自然界的能量是守恒的,能源的消耗并不会使自然界的总能量减少,D错.]1.必须掌握的三个问题(1)必须掌握微观量估算的两个模型球模型:V=43πR3(适用于估算液体、固体分子直径)立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)(2)必须明确反映分子运动规律的两个实例①布朗运动:研究对象:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒.运动特点:无规则、永不停息.相关因素:颗粒大小、温度.②扩散现象产生原因:分子永不停息的无规则运动.相关因素:温度.(3)必须弄清的分子力和分子势能①分子力:分子间引力与斥力的合力.分子间距离增大,引力和斥力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大,但斥力总比引力变化得快.②分子势能:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大;当分子间距为r0(分子间的距离为r0时,分子间作用的合力为0)时,分子势能最小.2.物体的内能与热力学定律(1)物体内能变化的判定:温度变化引起分子平均动能的变化;体积变化,分子间的分子力做功,引起分子势能的变化.(2)热力学第一定律①公式:ΔU=W+Q;②符号规定:外界对系统做功,W>0;系统对外界做功,W<0.系统从外界吸收热量,Q>0;系统向外界放出热量,Q<0.系统内能增加,ΔU>0;系统内能减少,ΔU<0.(3)热力学第二定律的表述:①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述).②不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述).③第二类永动机是不可能制成的.考点2| 固体、液体和气体难度:低档题题型:选择题五年3考(2015·全国卷ⅠT33(1))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E.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变BCD[A.将一晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项A错误.B.单晶体具有各向异性,有些单晶体在不同方向上的光学性质不同,故选项B正确.C.例如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,故选项C正确.D.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.如天然水晶是晶体,熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体,也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项D正确.E.熔化过程中,晶体的温度不变,但内能改变,故选项E错误.](2014·全国卷Ⅱ·T33(1))下列说法正确的是()A.悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D.高原地区水的沸点较低,这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果【解题关键】解答本题时应注意以下三个方面:(1)布朗运动不能反映花粉分子的热运动;(2)水的沸点与气压有关,与温度无关;(3)湿泡外纱布中水蒸发吸热可使湿泡的温度降低.BCE[悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动,而不是反映花粉分子的热运动,选项A错误.由于表面张力的作用使液体表面的面积收缩,使小雨滴呈球形,选项B正确.液晶的光学性质具有各向异性,彩色液晶显示器就利用了这一性质,选项C正确.高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小,水的沸点随大气压强的降低而降低,选项D错误.由于液体蒸发时吸收热量,温度降低,所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,选项E 正确.]1.高考考查特点(1)固体、液体和气体的考查点较多,高考常以多选题的形式考查.(2)高考常从微观角度考查固体、液体和气体的性质.2.解题的常见误区及提醒(1)气体的压强是气体分子频繁撞击器壁的结果,温度越高,分子数密度越大,气体对器壁的碰撞而产生的压强就越大.(2)晶体和非晶体的根本区别是有没有确定的熔点.多晶体也没有规则的外形和各向异性.●考向1固体的性质4.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E.晶体吸收热量,分子的平均动能不一定增加ADE[晶体在熔化过程中温度保持不变,食盐具有这样的特点,则说明食盐是晶体,选项A正确;蜂蜡的导热特点是各向同性的,烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形,说明云母片的导热特点是各向异性的,故云母片是晶体,选项B 错误;天然石英表现为各向异性,则该物质微粒在空间的排列是规则的,选项C 错误;石墨与金刚石皆由碳原子组成,但它们的物质微粒排列结构是不同的,选项D正确;晶体吸收热量,如果温度不变,如熔化过程,分子的平均动能不变,E正确.]●考向2液体和气体5.(2016·潍坊模拟)下列说法正确的是()A.液晶具有流动性,光学性质各向异性B.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力C.气体的压强是由气体分子间斥力产生的D.气球等温膨胀,球内气体一定向外放热E.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强不变ABE[液晶具有流动性,光学性质具有各向异性,选项A正确;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,选项B 正确;气体的压强是由大量分子对容器器壁的碰撞造成的,选项C错误,E正确;根据ΔE=W+Q,气球等温膨胀时,ΔE=0,W<0,则Q>0,即气体吸热,选项D错误.]1.对晶体、非晶体特性的理解(1)只有单晶体才可能具有各向异性.(2)各种晶体都具有固定熔点,晶体熔化时,温度不变,吸收的热量全部用于分子势能的增加.(3)晶体与非晶体可以相互转化.(4)有些晶体属于同素异构体,如金刚石和石墨.2.对液晶特性的理解(1)液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性,在光学、电学物理性质上表现出各向异性.(2)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切.考点3| 气体实验定律和理想气体状态方程难度:中高档题题型:计算题五年10考(2016·全国乙卷·T33(2))在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强,两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp=2σr,其中σ=0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g=10 m/s2.(i)求在水下10 m处气泡内外的压强差;(ii)忽略水温随水深的变化,在气泡上升到十分接近水面时,求气泡的半径与其原来半径之比的近似值.【解题关键】 解答本题时应从以下三点进行分析:(1)利用题中信息Δp =2σr 求解.(2)明确各状态对应的压强和体积.(3)综合利用力的平衡、玻意耳定律以及理想化条件进行求解.【解析】 (ⅰ)当气泡在水下h =10 m 处时,设其半径为r 1,气泡内外压强差为Δp 1,则Δp 1=2σr 1①代入题给数据得Δp 1=28 Pa. ② (ⅱ)设气泡在水下10 m 处时,气泡内空气的压强为p 1,气泡体积为V 1;气泡到达水面附近时,气泡内空气压强为p 2,内外压强差为Δp 2,其体积为V 2,半径为r 2.气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有p 1V 1=p 2V 2③ 由力学平衡条件有p 1=p 0+ρgh +Δp 1④ p 2=p 0+Δp 2⑤ 气泡体积V 1和V 2分别为V 1=43πr 31⑥ V 2=43πr 32⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 23=p 0+Δp 2ρgh +p 0+Δp 1⑧ 由②式知,Δp i ≪p 0,i =1,2,故可略去⑧式中的Δp i 项.代入题给数据得r 2r 1=32≈1.3.⑨【答案】(ⅰ)28 Pa(ⅱ)32或1.3(2016全国丙卷T33(2))一U形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一光滑的轻活塞.初始时,管内汞柱及空气柱长度如图1所示.用力向下缓慢推活塞,直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同;在活塞向下移动的过程中,没有发生气体泄漏;大气压强p0=75.0 cmHg,环境温度不变.图1【解题关键】11的压强为p2=p0,长度为l2.活塞被下推h后,右管中空气柱的压强为p1′,长度为l1′;左管中空气柱的压强为p2′,长度为l2′.以cmHg为压强单位.由题给条件得p1=p0+(20.0-5.00)cmHg ①l1′=⎝⎛⎭⎪⎫20.0-20.0-5.002cm ②由玻意耳定律得p1l1=p1′l′1 ③联立①②③式和题给条件得p1′=144 cmHg.④依题意p2′=p1′⑤l2′=4.00 cm+20.0-5.002cm-h ⑥由玻意耳定律得p2l2=p2′l2′⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h=9.42 cm. ⑧【答案】144 cmHg9.42 cm1.高考考查特点(1)本考点为高考热点,考查题型多为计算题,题目综合难度大;(2)考点主要集中在理想气体状态方程定量计算的考查上,多以对本知识点的单独考查,有时结合压强的微观解释、热力学第一定律、气体图象等进行命题.2.解题的常见误区及提醒(1)没有弄清理想气体状态方程的应用条件是一定质量的理想气体是常见的解题误区;(2)对于多过程问题不能判断状态参量中的不变量,错误的选取气体实验定律.●考向1“液柱”类问题6.(2013·全国卷ⅡT33(2))如图2所示,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0 cm的空气柱,中间有一段长l2=25.0 cm 的水银柱,上部空气柱的长度l3=40.0 cm.已知大气压强为p0=75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推,使管下部空气柱长度变为l′1=20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离.图2【解析】研究玻璃管上、下两端封闭气体的初态和末态的状态参量,根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强,结合玻意耳定律求解.以cmHg为压强单位.在活塞下推前,玻璃管下部空气柱的压强为p1=p0+l2 ①设活塞下推后,下部空气柱的压强为p′1,由玻意耳定律得p1l1=p′1l′1 ②如图,设活塞下推距离为Δl,则此时玻璃管上部空气柱的长度为l′3=l3+l1-l′1-Δl ③设此时玻璃管上部空气柱的压强为p′2,则p′2=p′1-l2 ④由玻意耳定律得p0l3=p′2l′3 ⑤由①至⑤式及题给数据解得Δl=15.0 cm. ⑥【答案】15.0 cm7.(2015·全国卷ⅡT33(2))如图3所示,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关K关闭;A侧空气柱的长度l =10.0 cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0 cm.现将开关K打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时将开关K关闭.已知大气压强p0=75.0 cmHg.图3(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;(2)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度.【导学号:37162084】【解析】(1)以cmHg为压强单位.设A侧空气柱长度l=10.0 cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0 cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1.由玻意耳定律得pl=p1l1 ①由力学平衡条件得p=p0+h ②打开开关K放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止.由力学平衡条件有p1=p0-h1 ③联立①②③式,并代入题给数据得l1=12.0 cm. ④(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2.由玻意耳定律得pl=p2l2 ⑤由力学平衡条件有p2=p0 ⑥联立②⑤⑥式,并代入题给数据得l2=10.4 cm ⑦设注入的水银在管内的长度为Δh,依题意得Δh=2(l1-l2)+h1 ⑧联立④~⑧式,并代入题给数据得Δh=13.2 cm. ⑨【答案】(1)12.0 cm(2)13.2 cm●考向2汽缸类问题8.(2015全国卷ⅠT33(2))如图4所示,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m1=2.50 kg,横截面积为S1=80.0 cm2;小活塞的质量为m2=1.50 kg,横截面积为S2=40.0 cm2;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为l=40.0 cm;汽缸外大气的压强为p=1.00×105Pa,温度为T=303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距l2,两活塞间封闭气体的温度为T1=495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小g取10 m/s2.求:图4(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,汽缸内封闭气体的温度; (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强. 【解析】 (1)设初始时气体体积为V 1,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为V 2,温度为T 2.由题给条件得V 1=S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2+S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l -l 2 ① V 2=S 2l②在活塞缓慢下移的过程中,用p 1表示缸内气体的压强,由力的平衡条件得 S 1(p 1-p )=m 1g +m 2g +S 2(p 1-p )③故缸内气体的压强不变.由盖-吕萨克定律有 V 1T 1=V 2T 2④联立①②④式并代入题给数据得 T 2=330 K .⑤ (2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时,被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中,被封闭气体的体积不变.设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′,由查理定律,有p ′T =p 1T 2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得 p ′=1.01×105 Pa.⑦ 【答案】 (1)330 K (2)1.01×105 Pa9.(2014全国卷ⅡT 33(2))如图5所示,两汽缸A 、B 粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A 的直径是B 的2倍,A 上端封闭,B 上端与大气连通;两汽缸除A 顶部导热外,其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ,活塞下方充有氮气,活塞a 上方充有氧气.当大气压为p 0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14,活塞b 在汽缸正中间.图5(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b 恰好升至顶部时,求氮气的温度; (2)继续缓慢加热,使活塞a 上升.当活塞a 上升的距离是汽缸高度的116时,求氧气的压强.【解析】 (1)活塞b 升至顶部的过程中,活塞a 不动,活塞a 、b 下方的氮气做等压变化,设汽缸A 的容积为V 0,氮气初态体积为V 1,温度为T 1,末态体积为V 2,温度为T 2,按题意,汽缸B 的容积为V 04,由题给数据和盖-吕萨克定律得V 1=34V 0+12×V 04=78V 0 ① V 2=34V 0+14V 0=V 0 ② V 1T 1=V 2T 2③由①②③式和题给数据得 T 2=320 K.(2)活塞b 升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a 开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时,活塞a 上方的氧气做等温变化,设氧气初态体积为V ′1,压强为p ′1,末态体积为V ′2,压强为p ′2,由题给数据和玻意耳定律得V ′1=14V 0,p ′1=p 0,V ′2=316V 0 ⑤ p ′1V ′1=p ′2V ′2⑥由⑤⑥式得p ′2=43p 0. 【答案】 (1)320 K (2)43p 0 ●考向3 图象类问题10.使一定质量的理想气体的状态按图6甲中箭头所示的顺序变化,图线BC 是一段以纵轴和横轴为渐近线的双曲线.(1)已知气体在状态A 的温度T A =300 K ,问气体在状态B 、C 和D 的温度各是多大?(2)请在图乙上将上述气体变化过程在V -T 图中表示出来(图中要标明A 、B 、C 、D 四点,并且要画箭头表示变化方向).图6【解析】 (1)根据气体状态方程有p A V A T A =p C V CT C得T C =p C V Cp A V A T A =2×404×10×300 K =600 K由p A V A T =p D V DT D得T D =p D V Dp A V A T A =2×204×10×300 K =300 KT B =T C =600 K.(2)由状态B 到状态C 为等温变化,由玻意耳定律得 p B V B =p C V CV B =p C V C p B=2×404L =20 L上述过程在V -T 图上状态变化过程的图线如图所示.【答案】(1)600 K600 K300 K(2)见解析1.压强的计算(1)被活塞、汽缸封闭的气体,通常分析活塞或汽缸的受力,应用平衡条件或牛顿第二定律列式计算.(2)被液柱封闭的气体的压强,若应用平衡条件或牛顿第二定律求解,得出的压强单位为Pa.2.合理选取气体变化所遵循的规律列方程(1)若气体质量一定,p、V、T均发生变化,则选用理想气体状态方程列方程求解.(2)若气体质量一定,p、V、T中有一个量不发生变化,则选用对应的实验定律列方程求解.3.多个研究对象的问题由活塞、液柱相联系的“两团气”问题,要注意寻找“两团气”之间的压强、体积或位移关系,列出辅助方程,最后联立求解.。

相关文档
最新文档