专题1.1 热学问题(解析版)

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专题1.1 热学问题

目录

【专题知识网络构建】 (1)

【专题高考定位】 (1)

【突破高考题型】 (2)

题型一分子动理论固体和液体 (2)

题型二气体实验定律理想气体状态方程 (5)

题型三热力学定律与气体实验定律的综合 (10)

【专题突破练】 (13)

【专题知识网络构建】

【专题高考定位】

1．考查重点：分子动理论；固体和液体的性质；应用气体实验定律和理想气体状态方程解

决“玻璃管类”和“活塞类”的气体性质分析；气体状态变化的图像问题；受力分析、平衡条件

与气体实验定律的综合应用；热力学第一定律和气体实验定律的结合。

2．考题形式：选择题、计算题。

【突破高考题型】

题型一 分子动理论 固体和液体

【核心主干知识回扣】 1．估算问题

(1)分子总数：N ＝nN A ＝m M N A ＝V

V mol N A

。

特别提醒：对气体而言，V 0＝V

N 不等于一个气体分子的体积，而是表示一个气体分子占据的

空间。

(2)两种分子模型：①球体模型：V ＝43πR 3＝1

6πd 3(d 为球体直径)；①立方体模型：V ＝a 3。

2．分子热运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，但某个分子的瞬时速率不一定大。 3．晶体与非晶体

分类 比较 晶体

非晶体 单晶体

多晶体

外形 规则 不规则 物理性质 各向异性 各向同性 熔点 确定

不确定 原子排列 有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则

联系

晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化

形成原因

表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力

表面特性 表面层分子间作用力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜

表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线

表面张力的效果

表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小

【例1】(多选)(2022·北京高三二模)关于分子动理论，下列说法中正确的是( )

A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10－10 m B．图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子势能变小D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的分子平均动能较大

【答案】AD

【解析】图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，测得油酸分子大小的数量级为10－10 m，A正确；图乙为布朗运动实验的观测记录，图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置，然后连起来，可发现该微粒做的是无规则运动，B错误；图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子力做负功，分子势能变大，C错误；图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①中分子速率较大的占比较大，故对应的分子平均动能较大，D正确。

【例2】(2022·江苏省高考模拟)据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的大小一般在10－3～103 μm之间。已知布朗运动微粒大小通常在10－6 m数量级。下列说法正确的是()

A．布朗运动是气体介质分子的无规则运动

B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈

C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹

D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动，能长时间悬浮是因为气体浮力作用

【答案】B

【解析】固态或液态颗粒在气体介质中的无规则运动是布朗运动，是气体分子无规则热运动撞击的结果，而不是悬浮颗粒受到气体浮力导致的，反映气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故B正确，A、D错误；在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是分子集团，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误。

【提炼总结】扩散现象、布朗运动与热运动的比较

现象扩散现象布朗运动热运动

活动主体分子微小固体颗粒分子

区别

分子的运动，发生在固

体、液体、气体任何两种

物质之间

比分子大得多的微粒的

运动

分子的运动，不能通过光

学显微镜直接观察到

共同点①都是无规则运动；①

都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动

气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时()

A．气泡受到浮力

B．气泡内分子热运动停止

C．气泡内气体在界面处对水产生压力

D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力

【答案】C

【解析】由于在完全失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；即便在失重状态下，气泡内气体在界面处也会产生压强，所以气泡内气体在界面处对水产生压力，C正确；水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，D错误。

【例4】(2022·福建莆田市4月模拟)关于热学知识的理解，下列说法中正确的是() A．单晶体的某些物理性质呈现各向异性

B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大，分子力表现为

斥力

C．雨水没有透过雨伞是因为水和伞的不浸润现象