2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 第十一章 熱學(xué)（備考指南選修3-3）.doc

2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 第十一章 熱學(xué)（備考指南，選修3-3）考 點(diǎn)內(nèi) 容要求考 點(diǎn)內(nèi) 容要求一、分子動(dòng)理論內(nèi)能分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)二、固體、液體和氣體固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體阿伏加德羅常數(shù)液晶的微觀結(jié)構(gòu)氣體分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布液體的表面張力現(xiàn)象溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志、內(nèi)能氣體實(shí)驗(yàn)定律理想氣體飽和蒸氣、未飽和蒸氣和飽和蒸氣壓相對(duì)濕度中學(xué)物理中涉及的國(guó)際單位制的基本單位和其他物理量的單位三、熱力學(xué)定律與能量守恒定律熱力學(xué)第一定律能量守恒定律熱力學(xué)第二定律實(shí)驗(yàn)十三用油膜法測(cè)分子的大小把握考情找規(guī)律：高考考查的知識(shí)不會(huì)面面俱到，重點(diǎn)考查分子動(dòng)理論、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用、氣體實(shí)驗(yàn)定律及熱力學(xué)第一定律等知識(shí)。題型一般以選擇、計(jì)算為主。明熱點(diǎn)：預(yù)計(jì)在xx高考中，對(duì)本部分內(nèi)容的考查仍將以分子動(dòng)理論、熱力學(xué)定律及氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用為重點(diǎn)，分值為815分。1兩種分子模型物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種情況，不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖1111所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長(zhǎng)，所以d (球體模型)或d(立方體模型)。圖1111(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小不等于分子所占有的平均空間。如圖1112所示，此時(shí)每個(gè)分子占有的空間視為棱長(zhǎng)為d的立方體，所以d。圖11122宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁作為宏觀量的摩爾質(zhì)量Mmol 、摩爾體積Vmol 、密度與作為微觀量的分子直徑d、分子質(zhì)量m、每個(gè)分子的體積V0都可通過(guò)阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來(lái)。如下所示。(1)一個(gè)分子的質(zhì)量：m。(2)一個(gè)分子所占的體積：V0(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間)。(3)1 mol 物質(zhì)的體積：Vmol。(4)質(zhì)量為M的物體中所含的分子數(shù)：nNA。(5)體積為V的物體中所含的分子數(shù)：nNA。典例空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水份越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V1.0103 cm3。已知水的密度1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M1.8102 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023 mol1。試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N；(2)一個(gè)水分子的直徑d。解析(1)水的摩爾體積為Vmm3/mol1.8105 m3/mol水分子數(shù)N31025個(gè)(2)建立水分子的球模型有 d3得水分子直徑d m41010 m答案(1)31025個(gè)(2)41010 m針對(duì)訓(xùn)練1冬天到了，很多人用熱水袋取暖?，F(xiàn)有一中號(hào)熱水袋，容積為1 000 cm3，正常使用時(shí)，裝水量為80%，請(qǐng)估算該熱水袋中水分子的數(shù)目約為多少個(gè)？(計(jì)算結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知1 mol水的質(zhì)量為18 g，水的密度取1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)取61023 mol1)解析：熱水袋內(nèi)水的物質(zhì)的量為n熱水袋內(nèi)水分子數(shù)為NnNA代入數(shù)值得N31025個(gè)答案：31025個(gè)2已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023mol1。若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析：設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的空氣密度分別為海和岸，一次吸入空氣的體積為V，則有nNA，代入數(shù)據(jù)得n31022。答案：310223(xx常州模擬)已知汞的摩爾質(zhì)量M0.20 kg/mol，密度1.36104 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA6.01023 mol1，將體積V01.0 cm3的汞變?yōu)閂3.4103 cm3的汞蒸氣，則1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為多少？解析：體積V01.0 cm3的汞的質(zhì)量mV01.36102kg，物質(zhì)的量nm/M6.8102mol,1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為NnNA/V1.21019。答案：1.21019要點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較如下布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)共同點(diǎn)都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加劇烈不同點(diǎn)小顆粒的運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)使用光學(xué)顯微鏡觀察使用電子顯微鏡觀察聯(lián)系布朗運(yùn)動(dòng)是由于小顆粒受到周圍分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊力而引起的，反映了分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)多角練通1(多選)(xx全國(guó)卷)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各個(gè)部分的溫度不同而引起的D布朗運(yùn)動(dòng)是由液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬慕馕觯哼xBD布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；溫度越高，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子撞擊的不平衡引起的，間接反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確。2做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖1113所示。圖中記錄的是()圖1113A分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線D按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線解析：選D微粒在周圍液體分子無(wú)規(guī)則碰撞作用下，做布朗運(yùn)動(dòng)，軌跡是無(wú)規(guī)則的，實(shí)際操作中不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡；按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線的無(wú)規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性。記錄描繪的正是按等時(shí)間間隔記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線，故D正確。3(xx山西四校聯(lián)考)下列敘述正確的是()A擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的運(yùn)動(dòng)C分子間距離增大，分子間作用力一定減小D物體的溫度較高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，每個(gè)分子的動(dòng)能都一定越大解析：選A擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明了分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在分子之間距離從平衡位置開(kāi)始增大時(shí)，分子間作用力先增大后減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體的溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，分子平均動(dòng)能增大，并非每個(gè)分子的動(dòng)能都一定越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。要點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖1114所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep0)圖1114(1)當(dāng)rr0時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加。(2)當(dāng)rr0時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)r減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加。(3)當(dāng)rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小。典例(多選)(xx全國(guó)卷)兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A分子力先增大，后一直減小B分子力先做正功，后做負(fù)功C分子動(dòng)能先增大，后減小D分子勢(shì)能先增大，后減小E分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變解析兩個(gè)分子相距較遠(yuǎn)時(shí)表現(xiàn)為引力，相互靠近時(shí)分子力先增大后減小，減小到零后分子力變?yōu)槌饬?，分子減速至不再靠近，因此分子力經(jīng)歷了增大、減小再反向增大的過(guò)程，故A錯(cuò)誤。分子不斷靠近，分子力先做正功后做負(fù)功，分子動(dòng)能先增大后減小，B、C正確。分子力做正功分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增大，故D錯(cuò)誤。整個(gè)過(guò)程中只有分子力做功，動(dòng)能和勢(shì)能之和不變，E正確。答案BCE方法規(guī)律(1)分子勢(shì)能在平衡位置有最小值，無(wú)論分子間距離如何變化，靠近平衡位置，分子勢(shì)能減小，反之增大。(2)判斷分子勢(shì)能的變化有兩種方法看分子力的做功情況。直接由分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別。針對(duì)訓(xùn)練1(xx福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()圖1115解析：選B本題考查分子間作用力以及分子勢(shì)能隨分子間距離變化關(guān)系，意在考查考生對(duì)該部分知識(shí)的了解情況。當(dāng)rr0時(shí)，分子間作用力f0，分子勢(shì)能Ep最小，排除A、C、D，選B。2.(多選)(xx海南高考)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖1116中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下，由靜止開(kāi)始相互接近。若兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說(shuō)法正確的是()圖1116A在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小B在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能也減小C在rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大D在rr0時(shí)，分子勢(shì)能為零E分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過(guò)程中不變解析：選ACE由Epr圖可知：在r>r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加，故A正確；在r<r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，分子動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；在rr0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，動(dòng)能最大，故C正確，D錯(cuò)誤；在整個(gè)相互接近的過(guò)程中，分子動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變，故E正確。要點(diǎn)四物體的內(nèi)能能量定義決定量值測(cè)量轉(zhuǎn)化內(nèi)能物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定，與物體整體運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零無(wú)法測(cè)量。其變化量可由做功和熱傳遞來(lái)量度在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能物體的動(dòng)能及重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和與物體宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能面選取有關(guān)，和物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)可以為零可以測(cè)量典例(xx北京高考)下列說(shuō)法中正確的是()A物體溫度降低，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大B物體溫度升高，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大C物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大D物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變解析根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志知，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大；溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。理想氣體的溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。晶體熔化或凝固時(shí)溫度不變，但是內(nèi)能變化，熔化時(shí)吸收熱量，內(nèi)能增大；凝固時(shí)放出熱量，內(nèi)能減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B針對(duì)訓(xùn)練1(多選)(xx吉林省吉林市質(zhì)量檢測(cè))下列各種說(shuō)法中正確的是()A溫度低的物體內(nèi)能小B分子運(yùn)動(dòng)的平均速度可能為零，瞬時(shí)速度不可能為零C液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引D0 C的鐵和0C的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同E氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān)解析：選CDE物體的內(nèi)能為所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，物體的內(nèi)能不僅與溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量、體積有關(guān)，A錯(cuò)誤。分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以瞬時(shí)速度可能為0，B錯(cuò)誤。當(dāng)液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的斥力和引力，其中引力大于斥力表現(xiàn)為相互吸引，故C項(xiàng)正確。因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，故D項(xiàng)正確。根據(jù)氣體壓強(qiáng)的定義可知，單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度決定氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，所以E項(xiàng)正確。2(多選)(xx唐山摸底)對(duì)于分子動(dòng)理論和物體內(nèi)能的理解，下列說(shuō)法正確的是()A溫度高的物體內(nèi)能不一定大，但分子平均動(dòng)能一定大B外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能一定增加C溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著D當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力就一直減小E當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大解析：選ACE溫度高的物體分子平均動(dòng)能一定大，但是內(nèi)能不一定大，選項(xiàng)A正確；外界對(duì)物體做功，若散熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，選項(xiàng)C正確；當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間作用力可能先增大后減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大，選項(xiàng)E正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：微觀量的估算1(多選)(xx大連模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為()ANABNACNA DNA解析：選CD阿伏加德羅常數(shù)NA，其中V應(yīng)為每個(gè)氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故C錯(cuò)誤。D中V0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯(cuò)誤的。2(xx江蘇四校聯(lián)考)水的密度1.0103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M1.8102 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1。求：1 cm3的水中有多少個(gè)水分子？(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析：V1 cm3的水的物質(zhì)的量n其中含有分子個(gè)數(shù)NnNA由以上兩式解得N31022個(gè)。答案：31022對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象3下列關(guān)于分子動(dòng)理論的說(shuō)法中正確的是()A分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大B分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C物體溫度越高，該物體內(nèi)所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都一定越大D顯微鏡下觀察到墨水中的小顆粒在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就是液體分子的運(yùn)動(dòng)解析：選A分子勢(shì)能的變化由分子力做功決定，當(dāng)分子間距從小于r0增大時(shí)，分子間作用力先表現(xiàn)為斥力，后表現(xiàn)為引力，分子勢(shì)能則先減小后增大，A正確。分子間距從r0開(kāi)始增大時(shí)，分子力先增大后減小，B錯(cuò)誤。物體溫度越高，物體分子平均動(dòng)能越大，但并不是所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都增大，C錯(cuò)誤。顯微鏡下觀察到的墨水中小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。4(多選)(xx河北保定期末)我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 m的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是()APM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)BPM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)CPM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡只是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡決定的D倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度EPM2.5必然有內(nèi)能解析：選DEPM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，C錯(cuò)誤。倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，PM2.5必然有內(nèi)能，D、E正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系5(xx北京101中學(xué)月考)如果將兩個(gè)分子看成質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)這兩個(gè)分子之間的距離為r0時(shí)分子力為零，則分子力F及分子勢(shì)能Ep隨著分子間距離r的變化而變化的情況是()A當(dāng)rr0時(shí)，隨著r變大，F(xiàn)變小，Ep變小B當(dāng)rr0時(shí)，隨著r變大，F(xiàn)變大，Ep變大C當(dāng)rr0時(shí)，隨著r變小，F(xiàn)變大，Ep變小D當(dāng)rr0時(shí)，隨著r變小，F(xiàn)變大，Ep變大解析：選D據(jù)題意，當(dāng)rr0時(shí)，r變大，則分子力F先變大后變小，而分子勢(shì)能增大，所以A、B錯(cuò)誤。當(dāng)rr0時(shí)，r變小，則分子力F變大而分子勢(shì)能也一直在變大，所以D正確。6.(xx浙江寧波十校聯(lián)考)如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)0為斥力，F(xiàn)0為引力，a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處?kù)o止釋放，則()圖1A乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)B乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大C乙分子由a到b的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加D乙分子由b到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加解析：選B乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，分子力F0，表示分子力表現(xiàn)為引力，即乙分子在引力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中分子力始終做正功，分子動(dòng)能增大，分子勢(shì)能減?。挥蒫到d的過(guò)程中，F(xiàn)0表示分子力表現(xiàn)為斥力，即乙分子在斥力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中分子力始終做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢(shì)能增大。綜上，只有B正確。7.(多選)(xx河北唐山一模)如圖2為兩分子系統(tǒng)的勢(shì)能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說(shuō)法正確的是()圖2A當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C當(dāng)r等于r1時(shí)，分子間勢(shì)能Ep最小D當(dāng)r由r1變到r2的過(guò)程中，分子間的作用力做正功解析：選BD由圖像可知分子間距離為r2時(shí)分子勢(shì)能最小，r2是分子的平衡距離，當(dāng)0rr2時(shí)，分子力為斥力，當(dāng)rr2時(shí)分子力為引力，A錯(cuò)誤；當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，B正確；當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零，故C錯(cuò)誤；在r由r1變到r2的過(guò)程中，分子力為斥力，分子間距離增大，分子間的作用力做正功，D正確。8.(xx上海松江區(qū)一模)如圖3所示，縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是()圖3Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010 mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為1010 mC若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力D若兩個(gè)分子間距離越來(lái)越大，則分子勢(shì)能亦越來(lái)越大解析：選Be點(diǎn)橫坐標(biāo)等于分子平衡距離r0，其數(shù)量級(jí)應(yīng)為1010 m。因平衡距離之內(nèi)，分子斥力大于分子引力，分子力表現(xiàn)為斥力，故ab為引力曲線，cd為斥力曲線，A錯(cuò)誤，B正確。當(dāng)兩分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，即rr0時(shí)，作用力的合力表現(xiàn)為引力，C錯(cuò)誤。若rr0，當(dāng)兩分子間距離增大時(shí)，合力做正功，分子勢(shì)能減小，D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：物體的內(nèi)能9(xx山東濰坊一模)下列說(shuō)法正確的是()A0 C的冰與0 C的水分子的平均動(dòng)能相同B溫度高的物體內(nèi)能一定大C分子間作用力總是隨分子間距離的增大而減小D隨著制冷技術(shù)的不斷提高，絕對(duì)零度一定能在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)到解析：選A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A正確；物體的內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的量相聯(lián)系，B錯(cuò)誤；當(dāng)rr0時(shí)，分子間作用力隨分子間距離的增大而減小，當(dāng)rr0時(shí)，分子間作用力隨分子間距離的增大先增大后減小，C錯(cuò)誤；絕對(duì)零度不可能達(dá)到，D錯(cuò)誤。10(xx廣州二模)子彈射入靜止于光滑水平地面上的木塊，則()A做功使木塊的內(nèi)能增大B熱傳遞使木塊的動(dòng)能增大C子彈損失的機(jī)械能等于木塊增加的內(nèi)能D子彈損失的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能解析：選A子彈與木塊之間的摩擦力做功，使子彈和木塊的內(nèi)能都增大，A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)；子彈損失的能量轉(zhuǎn)化為木塊的動(dòng)能以及系統(tǒng)的內(nèi)能，故C、D項(xiàng)錯(cuò)。11(多選)1 g 100 的水和1 g 100 的水蒸氣相比較，下列說(shuō)法正確的是()A分子的平均動(dòng)能和分子的總動(dòng)能都相同B分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同C內(nèi)能相同D1 g 100 的水的內(nèi)能小于1 g 100 的水蒸氣的內(nèi)能解析：選AD溫度相同則它們的分子平均動(dòng)能相同；又因?yàn)? g水和1 g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動(dòng)能相同，A正確、B錯(cuò)誤；當(dāng)100 的水變成100 的水蒸氣時(shí)，分子間距離變大，分子力做負(fù)功、分子勢(shì)能增加，該過(guò)程吸收熱量，所以1 g 100 的水的內(nèi)能小于1 g 100 的水蒸氣的內(nèi)能，C錯(cuò)誤、D正確?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練12以下說(shuō)法正確的是()A無(wú)論什么物質(zhì)，只要它們的摩爾數(shù)相同就含有相同的分子數(shù)B分子引力不等于分子斥力時(shí)，違背了牛頓第三定律C1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)相同，都是6.021023個(gè)D陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)解析：選A一摩爾任何物質(zhì)都含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)分子，A正確；分子引力與分子斥力不是一對(duì)作用力和反作用力，它們的大小不一定相等，B錯(cuò)誤；氫氣分子和氧氣分子的質(zhì)量不同，所以1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)不同，C錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)只有在顯微鏡下才能看到，人的肉眼是看不到的，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)是物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。13已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29 kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，取氣體分子的平均直徑為21010 m。若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來(lái)氣體體積的比值。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析：設(shè)氣體體積為V0，變?yōu)橐后w后體積為V1，氣體分子數(shù)nNA，V1n(或V1nd3)則d3NA(或d3NA)解得1104(91052104都對(duì))。答案：1104(91052104皆可)第2節(jié)固體、液體和氣體(1)大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒，每個(gè)顆粒即為一個(gè)單晶體。()(2)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。()(3)晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的。()(4)液晶是液體和晶體的混合物。()(5)船浮于水面上不是由于液體的表面張力。()(6)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，水蒸氣的壓強(qiáng)不再變化，這時(shí)，水不再蒸發(fā)和凝結(jié)。()(7)壓強(qiáng)極大的氣體不遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律。() 要點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)1晶體和非晶體(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。(3)只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力。(2)表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜。(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線。(4)表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。多角練通1(xx上海高考)液體與固體具有的相同特點(diǎn)是()A都具有確定的形狀B體積都不易被壓縮C物質(zhì)分子的位置都確定D物質(zhì)分子都在固定位置附近振動(dòng)解析：選B液體與固體具有共同的特點(diǎn)是體積不易被壓縮。2(多選)(xx山東高考)人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是()A液晶的分子勢(shì)能與體積有關(guān)B晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的C溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用解析：選AD液體和固體的體積與分子間相對(duì)位置有關(guān)，分子間距接近平衡位置r0時(shí)，分子間距變化，分子力做功顯著，導(dǎo)致分子勢(shì)能變化顯著，A正確。多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，因此B錯(cuò)誤。溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，由于分子速率遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，C錯(cuò)誤。液體表面張力的作用是使其表面繃緊，表面積收縮到最小，呈球狀，D正確。要點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算1產(chǎn)生的原因：由于大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁，形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng)。2決定因素(1)宏觀上：決定于氣體的溫度和體積。(2)微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度。3平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法(1)液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng)。(2)力平衡法：選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)。(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等。液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)pp0gh，p0為液面上方的壓強(qiáng)。4加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。典例(xx海南高考)如圖1121所示，一氣缸水平固定在靜止的小車上，一質(zhì)量為m，面積為S的活塞將一定量的氣體封閉在氣缸內(nèi)，平衡時(shí)活塞與氣缸底相距L?，F(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞相對(duì)于氣缸移動(dòng)了距離d。已知大氣壓強(qiáng)為p0，不計(jì)氣缸和活塞間的摩擦；且小車運(yùn)動(dòng)時(shí)，大氣對(duì)活塞的壓強(qiáng)仍可視為p0；整個(gè)過(guò)程溫度保持不變。求小車加速度的大小。圖1121解析設(shè)小車加速度大小為a，穩(wěn)定時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，則活塞受到氣缸內(nèi)外氣體的壓力分別為：F1p1S，F(xiàn)0p0S由牛頓第二定律得：F1F0ma小車靜止時(shí)，在平衡情況下，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)應(yīng)為p0。由玻意耳定律得：p1V1p0V0式中V0SL，V1S(Ld)聯(lián)立以上各式得：a答案針對(duì)訓(xùn)練1如圖1122所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的氣缸，氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞，活塞面積為S?，F(xiàn)用水平恒力F向右推氣缸，最后氣缸和活塞達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，求此時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p。(已知外界大氣壓為p0)圖1122解析：選取氣缸和活塞整體為研究對(duì)象。相對(duì)靜止時(shí)有：F(Mm)a再選活塞為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有：pSp0Sma解得：pp0。答案：p02若已知大氣壓強(qiáng)為p0，在圖1123中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為，求被封閉氣體的壓強(qiáng)。圖1123解析：在甲圖中，以高為h的液柱為研究對(duì)象，由二力平衡知p氣SghSp0S所以p氣p0gh在圖乙中，以B液面為研究對(duì)象，由平衡方程F上F下有：p氣SpghSp0Sp氣p0gh在圖丙中，仍以B液面為研究對(duì)象，有p氣ghsin 60pBp0所以p氣p0gh在圖丁中，以液面A為研究對(duì)象，由二力平衡得p氣S(p0gh1)S所以p氣p0gh1答案：甲：p0gh乙：p0gh丙：p0gh?。簆0gh1要點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用1三大氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)玻意耳定律(等溫變化)：p1V1p2V2或pVC(常數(shù))。(2)查理定律(等容變化)：或C(常數(shù))。(3)蓋呂薩克定律(等壓變化)：或C(常數(shù))。2利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路典例1(xx新課標(biāo))如圖1124，兩氣缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮?dú)猓钊鸻上方充有氧氣。當(dāng)大氣壓為p0、外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7 且平衡時(shí)，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的，活塞b在氣缸正中間。圖1124(1)現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)?，?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí)，求氮?dú)獾臏囟龋?2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升。當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的時(shí)，求氧氣的壓強(qiáng)。解析(1)活塞b升至頂部的過(guò)程中，活塞a不動(dòng)，活塞a、b下方的氮?dú)饨?jīng)歷等壓過(guò)程。設(shè)氣缸A的容積為V0，氮?dú)獬鯌B(tài)體積為V1，溫度為T1；末態(tài)體積為V2，溫度為T2。按題意，氣缸B的容積為，由題給數(shù)據(jù)和蓋呂薩克定律有V1V0V0V2V0V0V0由式和題給數(shù)據(jù)得T2320 K(2)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開(kāi)始向上移動(dòng)，直至活塞a上升的距離是氣缸高度的時(shí)，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫過(guò)程。設(shè)氧氣初態(tài)體積為V1，壓強(qiáng)為p1；末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2。由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有V1V0，p1p0，V2V0p1V1p2V2由式得p2p0答案(1)320 K(2)p0典例2(xx新課標(biāo))一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)。氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿氣缸壁無(wú)摩擦地滑動(dòng)。開(kāi)始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對(duì)于氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g。解析設(shè)氣缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得phS(pp)S解得pp外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h。根據(jù)蓋呂薩克定律，得解得hh根據(jù)題意可得p氣體最后的體積為VSh聯(lián)立式得V答案方法規(guī)律分析氣體狀態(tài)變化的問(wèn)題要抓住三點(diǎn)(1)階段性：即弄清一個(gè)物理過(guò)程分為哪幾個(gè)階段。(2)聯(lián)系性：即找出幾個(gè)階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來(lái)的。(3)規(guī)律性：即明確哪個(gè)階段應(yīng)遵循什么實(shí)驗(yàn)定律。針對(duì)訓(xùn)練1(xx山東高考)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖1125所示。將一質(zhì)量M3103 kg、體積V00.5 m3的重物捆綁在開(kāi)口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定量的氣體，開(kāi)始時(shí)筒內(nèi)液面到水面的距離h140 m，筒內(nèi)氣體體積V11 m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升。當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時(shí)，拉力減為零，此時(shí)氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動(dòng)上浮。求V2和h2。 圖1125已知大氣壓強(qiáng)p01105Pa，水的密度1103 kg/m3，重力加速度的大小g10 m/s2。不計(jì)水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。解析：當(dāng)F0時(shí)，由平衡條件得Mgg(V0V2)代入數(shù)據(jù)得V22.5 m3設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強(qiáng)分別為p1、p2，由題意得p1p0gh1p2p0gh2在此過(guò)程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得p1V1p2V2聯(lián)合式，代入數(shù)據(jù)得h210 m。答案：見(jiàn)解析2(xx重慶高考)如圖1126為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個(gè)氣泡內(nèi)充滿體積為V0，壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時(shí)，氣泡被壓縮。若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時(shí)氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時(shí)每個(gè)氣泡內(nèi)氣體對(duì)接觸面處薄膜的壓力。圖1126解析：設(shè)壓力為F，壓縮后氣體壓強(qiáng)為p由p0V0pV和FpS得Fp0S。答案：p0S要點(diǎn)四理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用1理想氣體(1)宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。(2)微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，分子本身沒(méi)有體積，即它所占據(jù)的空間認(rèn)為都是可以被壓縮的空間。2狀態(tài)方程：或C。3應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟(1)明確研究對(duì)象，即某一定質(zhì)量的理想氣體；(2)確定氣體在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由狀態(tài)方程列式求解；(4)討論結(jié)果的合理性。典例如圖1127所示，有兩個(gè)不計(jì)質(zhì)量的活塞M、N將兩部分理想氣體封閉在絕熱氣缸內(nèi)，溫度均是27 。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿氣缸無(wú)摩擦地滑動(dòng)，已知活塞的橫截面積均為S2 cm2，初始時(shí)M活塞相對(duì)于底部的高度為H27 cm，N活塞相對(duì)于底部的高度為h18 cm?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m400 g的小物體放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大氣壓強(qiáng)為p01.0105Pa，圖1127(1)求下部分氣體的壓強(qiáng)多大；(2)現(xiàn)通過(guò)加熱絲對(duì)下部分氣體進(jìn)行緩慢加熱，使下部分氣體的溫度變?yōu)?27 ，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度。解析(1)對(duì)兩個(gè)活塞和重物作為整體進(jìn)行受力分析得：pSmgp0Sp1.2105Pa(2)對(duì)下部分氣體進(jìn)行分析，由理想氣體狀態(tài)方程可得：得：h220 cm，故活塞N距離底部的距離為h220 cm對(duì)上部分氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得：p0(Hh)SpLS得：L7.5 cm故此時(shí)活塞M距離底端的距離為H2207.527.5 cm。答案(1)1.2105Pa(2)27.5 cm20 cm針對(duì)訓(xùn)練1.如圖1128所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M200 kg，活塞質(zhì)量m10 kg，活塞面積S100 cm2?；钊c氣缸壁無(wú)摩擦且不漏氣。此時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度為27 ，活塞位于氣缸正中，整個(gè)裝置都靜止。已知大氣壓恒為p01.0105Pa，重力加速度為g10 m/s2。求：圖1128(1)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；(2)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少時(shí)，活塞恰好會(huì)靜止在氣缸缸口AB處？解析：(1)以氣缸為對(duì)象(不包括活塞)列氣缸受力平衡方程：p1SMgp0S解之得：p13105Pa(2)當(dāng)活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時(shí)，缸內(nèi)氣體溫度為T2，壓強(qiáng)為p2，此時(shí)仍有p2SMgp0S，即缸內(nèi)氣體為等壓變化。對(duì)這一過(guò)程研究缸內(nèi)氣體，由狀態(tài)方程得：所以T22T1600 K故t2(600273) 327 答案：(1)p13105Pa(2)327 2.如圖1129所示，在一端封閉的U形管中用水銀柱封閉一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為27 時(shí)，左管水銀柱的長(zhǎng)度h110 cm，右管水銀柱長(zhǎng)度h27 cm，氣柱長(zhǎng)度L13 cm；當(dāng)空氣柱的溫度變?yōu)?27 時(shí)，h1變?yōu)? cm。求：當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)和末狀態(tài)空氣柱的壓強(qiáng)(單位用cmHg)。圖1129解析：設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0，橫截面積為S，以左側(cè)封閉氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)：氣體壓強(qiáng)為：p1p0(h1h2) cmHgp03 cmHg體積為：V1LS13S溫度為：T127327 K300 K末狀態(tài)：氣體壓強(qiáng)為：p2p0(h2h1) cmHgp03 cmHg體積為：V2(L3)S16S溫度為：T2273127 K400 K由理想氣體狀態(tài)方程得：即：解得：p075 cmHg末狀態(tài)空氣柱的壓強(qiáng)為：p2p03(753) cmHg78 cmHg答案：75 cmHg78 cmHg要點(diǎn)五氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較過(guò)程類別圖線特點(diǎn)示例等溫過(guò)程pVpVCT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)ppCT，斜率kCT，即斜率越大，溫度越高等容過(guò)程pTpT，斜率k，即斜率越大，體積越小等壓過(guò)程VTVT，斜率k，即斜率越大，壓強(qiáng)越小典例(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖11210所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()圖11210Aab過(guò)程中不斷增加Bbc過(guò)程中保持不變Ccd過(guò)程中不斷增加Dda過(guò)程中保持不變解析因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過(guò)程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e點(diǎn)，如圖所示，則ae是等容線，即VaVe，因?yàn)閂d<Ve，所以Vd<Va，所以da過(guò)程中體積不是保持不變，D錯(cuò)誤。答案AB方法規(guī)律氣體狀態(tài)變化圖像問(wèn)題的分析技巧(1)圖像上的一個(gè)點(diǎn)表示一定質(zhì)量氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一條直線或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程。(2)在VT或pT圖像中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)或體積大小，可以用這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率大小來(lái)判斷。斜率越大，壓強(qiáng)或體積越??；斜率越小，壓強(qiáng)或體積越大。針對(duì)訓(xùn)練1(xx福建高考)圖11211為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C，設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是_。(填選項(xiàng)前的字母)圖11211ATATB，TBTCB. TATB，TBTCC. TATB，TBTC D. TATB，TBTC解析：選C由狀態(tài)A到狀態(tài)B過(guò)程中，氣體體積不變，由查理定律可知，隨壓強(qiáng)減小，溫度降低，故TATB，A、D項(xiàng)錯(cuò)；由狀態(tài)B到狀態(tài)C過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律可知，隨體積增大，溫度升高，即TBTC，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)。2.某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，實(shí)驗(yàn)后計(jì)算機(jī)屏幕顯示如圖11212所示的pt圖像。已知在狀態(tài)B時(shí)氣體的體積VB3 L，求：圖11212(1)氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)；(2)氣體在狀態(tài)C的體積。解析：(1)由圖像可知，TB(27391)K364 K，pBl atm，TA273 K，B到A過(guò)程為等容過(guò)程，由查理定律得：，pAatm0.75 atm；(2)由圖示圖像可知，pC1.5 atm，已知：VB3 L，由B到C過(guò)程是等溫變化，由玻意耳定律得：pBVBpCVC，即：131.5VC，解得：VC2 L。答案：(1)0.75 atm(2)2 L對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：固體、液體的性質(zhì)1(多選)下列說(shuō)法中正確的有()A懸浮在液體中的固體分子所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)B金屬鐵有固定的熔點(diǎn)C液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性D由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力E隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個(gè)正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小解析：選BCE懸浮在液體中的固體微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；金屬鐵有固定的熔點(diǎn)，B正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，C正確；由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力，D錯(cuò)誤；隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個(gè)正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小，E正確。2液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大()A其規(guī)律遵循查理定律B是因?yàn)轱柡推馁|(zhì)量隨溫度的升高而增大C是因?yàn)轱柡推捏w積隨溫度的升高而增大D是因?yàn)轱柡推芏群驼羝肿拥钠骄俾识茧S溫度的升高而增大解析：選D當(dāng)溫度升高時(shí)，蒸汽分子的平均動(dòng)能增大，導(dǎo)致飽和汽壓增大；同時(shí)，液體中平均動(dòng)能大的分子數(shù)增多，從液面飛出的分子數(shù)將增多，在體積不變時(shí)，將使飽和汽的密度增大，也會(huì)導(dǎo)致飽和汽壓增大，故選D。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：氣體壓強(qiáng)及實(shí)驗(yàn)定律3.(xx山東德州模擬)如圖1所示，導(dǎo)熱良好的薄壁氣缸放在光滑水平面上，用橫截面積為S1.0102m2的光滑活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞桿的另一端固定在墻上。外界大氣壓強(qiáng)p01.0105Pa。當(dāng)環(huán)境溫度為27 時(shí)，密閉氣體的體積為2.0103m3。圖1(1)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高到87 時(shí)，氣缸移動(dòng)的距離是多少？(2)在上述過(guò)程中封閉氣體_(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量_(填“大于”或“小于”)氣體對(duì)外界所做的功。解析：(1)氣體等壓變化V22.0103 m32.4103m3氣缸移動(dòng)的距離為l m0.04 m(2)環(huán)境溫度升高，封閉氣體吸熱，氣體體積增大，對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，傳遞的熱量大于氣體對(duì)外界所做的功。答案：(1)l0.04 m(2)吸熱大于4(xx河南洛陽(yáng)模擬)如圖2所示，一帶有活塞的氣缸通過(guò)底部的水平細(xì)管與一個(gè)上端開(kāi)口的豎直管相連，氣缸與豎直管的橫截面面積之比為31，初始時(shí)，該裝置的底部盛有水銀；活塞與水銀面之間有一定量的氣體，氣柱高度為l(以cm為單位)；豎直管內(nèi)的水銀面比氣缸內(nèi)的水銀面高出l；現(xiàn)使活塞緩慢向上移動(dòng)l，這時(shí)氣缸和豎直管內(nèi)的水銀面位于同一水平面上，求初始時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(以cmHg 為單位)。圖2解析：設(shè)氣缸的橫截面積為S，活塞處于初始位置時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，大氣壓強(qiáng)為p0。有pp0l在活塞上移l后，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)變?yōu)閜0。設(shè)氣體的體積為V，由玻意耳定律得p0VpSl設(shè)氣缸內(nèi)水銀面上升x，有xl3xVS聯(lián)立以上各式，解得pl。答案：pl5.(xx杭州模擬)如圖3，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0 的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開(kāi)。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm。打開(kāi)閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。圖3(1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)；(2)將右側(cè)水槽的水從0 加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。解析：(1)在打開(kāi)閥門S前，兩水槽水溫均為T0237 K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC，依題意有p1pCp式中p60 mmHg。打開(kāi)閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB。pBpC玻璃泡A和B中氣體的體積為V2VAVB根據(jù)玻意耳定律得p1VBpBV2聯(lián)立式，pCp180 mmHg。(2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為p。玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pCpBp玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得聯(lián)立式，T364 K。答案：(1)180 mmHg(2)T364 K對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題6(多選)(xx新課標(biāo))一定量的理想氣體從狀態(tài)a開(kāi)始，經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p T圖像如圖4所示。下列判斷正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào)。)圖4A過(guò)程ab中氣體一定吸熱B過(guò)程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過(guò)程ca中外界對(duì)氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動(dòng)能最小Eb和c兩個(gè)狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：選ADE過(guò)程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，A正確；過(guò)程bc，理想氣體等溫變化，壓強(qiáng)減小，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，E正確；而體積變大，氣體對(duì)外做功，氣體一定吸熱，B錯(cuò)誤；過(guò)程ca，理想氣體的壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功，C錯(cuò)誤；根據(jù)上述三過(guò)程可知：在a、b、c三個(gè)狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，其分子的平均動(dòng)能最小，D正確。7(xx上海高考)在“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10 mL處，然后將注射器連接壓強(qiáng)傳感器并開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，氣體體積V每增加1 mL測(cè)一次壓強(qiáng)p，最后得到p和V的乘積逐漸增大。圖5(1)由此可推斷，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能為圖_。(2)圖線彎曲的可能原因是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中()A注射器中有異物B連接軟管中存在氣體C注射器內(nèi)氣體溫度升高 D注射器內(nèi)氣體溫度降低解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程k，V 圖像的斜率的物理意義為kT，隨著壓縮氣體，對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，斜率變大，圖線向上彎曲，故第(1)題中選圖a，第二題選(C)答案：(1)a(2)C對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想氣體狀態(tài)方程8(多選)(xx大綱卷)對(duì)于一定量的稀薄氣體，下列說(shuō)法正確的是()A壓強(qiáng)變大時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)必然變得劇烈B保持壓強(qiáng)不變時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)可能變得劇烈C壓強(qiáng)變大時(shí)，分子間的平均距離必然變小D壓強(qiáng)變小時(shí)，分子間的平均距離可能變小解析：選BD根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程C，當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的溫度不一定變大，分子熱運(yùn)動(dòng)也不一定變得劇烈，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，氣體的溫度可能變大，分子熱運(yùn)動(dòng)也可能變得劇烈，選項(xiàng)B正確；當(dāng)壓強(qiáng)變大時(shí)，氣體的體積不一定變小，分子間的平均距離也不一定變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)壓強(qiáng)變小時(shí)，氣體的體積可能變小，分子間的平均距離也可能變小，選項(xiàng)D正確。9.如圖6所示，在左端封閉右端開(kāi)口的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為14 時(shí)，左臂水銀柱的長(zhǎng)度h110 cm，右臂水銀柱長(zhǎng)度h27 cm，氣柱長(zhǎng)度L15 cm；將U形管左臂放入100 水中且狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，左臂水銀柱的長(zhǎng)度變?yōu)? cm。求出當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)(單位用 cmHg)。圖6解析：對(duì)于封閉的空氣柱(設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0)初態(tài)：p1p0h2h1(p03) cmHg；V1LS15S cm3T1287 K末態(tài)：h