（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習 第一部分 專題十三 分子動理論 氣體及熱力學(xué)定律學(xué)案

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1、 專題十三　分子動理論　氣體及熱力學(xué)定律 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點 考題 考情 分子動理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律 2017年T12(A)考查熱力學(xué)第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程、布朗運動、阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 2015年T12(A)(2)考查氣體的熱力學(xué)定律和氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 2014年T12(A)考查熱力學(xué)第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 2013年T12(A)考查理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)定律、阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 1．本專題的命題形式都是由3個小題組成，第1題為選擇題，第2題為填空題，第3題為計算題，總分為12分． 2．本專題命題點主要集中在：①分子大小的估算；②對分子動

2、理論內(nèi)容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題；④氣體實驗定律的理解和簡單計算；⑤固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學(xué)定律的理解和簡單計算；⑦用油膜法估測分子大小等內(nèi)容． 固體、液體和氣體 2016年T12(A)飽和汽和飽和汽壓等概念的理解、理想氣體P-V圖象、熱力學(xué)定律、氣體分子速率分布 2015年T12(A)(1)考查晶體和非晶體 氣體實驗定律及其應(yīng)用 2015年T12(A)(3)考查理想氣體的狀態(tài)方程 考點1| 分子動理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律　難度：低檔題 題型：選擇題或填空題 五年4考 (對應(yīng)學(xué)生用書第72頁) 1．(2014·江蘇高考T12(A))一種海浪發(fā)電機的氣

3、室如圖13-1所示．工作時，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強，從而驅(qū)動進氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉．氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動出氣口處的裝置發(fā)電．氣室中的空氣可視為理想氣體． 【導(dǎo)學(xué)號：17214195】 圖13-1 (1)下列對理想氣體的理解，正確的有________． A．理想氣體實際上并不存在，只是一種理想模型 B．只要氣體壓強不是很高就可視為理想氣體 C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) D．在任何溫度、任何壓強下，理想氣體都遵循氣體實驗定律 (2)壓縮過程中，兩個閥門均關(guān)閉．若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能

4、增加了3．4×104 J，則該氣體的分子平均動能________(選填“增大”“減小”或“不變”)，活塞對該氣體所做的功________(選填“大于”“小于”或“等于”)3．4×104 J． (3)上述過程中，氣體剛被壓縮時的溫度為27 ℃，體積為0．224 m3，壓強為1個標準大氣壓．已知1 mol氣體在1個標準大氣壓、0 ℃時的體積為22．4 L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．02×1023 mol－1．計算此時氣室中氣體的分子數(shù)．(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解題關(guān)鍵】　(2)氣體與外界無熱量交換，Q＝0；一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能越大，溫度越高． (3)由題意氣體從0 ℃到27 ℃做等

5、壓變化，根據(jù)蓋－呂薩克定律求出此時的體積，然后求出氣室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量，進而求得分子數(shù) 【解析】　(1)理想氣體是一種理想化模型，溫度不太低，壓強不太大的實際氣體可視為理想氣體；只有理想氣體才遵循氣體的實驗定律，選項A、D正確，選項B錯誤．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，與體積無關(guān)，選項C錯誤． (2)因為理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，當氣體的內(nèi)能增加時，氣體的溫度升高，溫度是分子平均動能的標志，則氣體分子的平均動能增大． 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU＝Q＋W，由于Q＝0，所以W＝ΔU＝3．4×104 J． (3)設(shè)氣體在標準狀態(tài)時的體積為V1，等壓過程為： ＝ 氣體物質(zhì)的量為

6、：n＝，且分子數(shù)為：N＝nNA 解得N＝ NA 代入數(shù)據(jù)得N≈5×1024個(或N≈6×1024)． 【答案】　(1)AD　(2)增大　等于　(3)5×1024(或6×1024) 2．(2015·江蘇高考T12(A)(2))在裝有食品的包裝袋中充入氮氣，可以起到保質(zhì)作用．某廠家為檢測包裝袋的密封性，在包裝袋中充滿一定量的氮氣，然后密封進行加壓測試．測試時，對包裝袋緩慢地施加壓力．將袋內(nèi)的氮氣視為理想氣體，則加壓測試過程中，包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力________(選填“增大”“減小”或“不變”)，包裝袋內(nèi)氮氣的內(nèi)能________(選填“增大”“減小”或“不變”)．

7、 【解析】　對氮氣加壓后，氣體內(nèi)部的壓強增大，由F＝pS知，單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大．由于加壓過程是緩慢的，氮氣的溫度保持不變，所以氮氣的內(nèi)能不變． 【答案】　增大　不變 3．(2017·江蘇高考T12(A))(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V-T圖象如圖13-2所示．下列說法正確的有________． 圖13-2 A．A→B的過程中，氣體對外界做功 B．A→B的過程中，氣體放出熱量 C．B→C的過程中，氣體壓強不變 D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 (2)圖13-3甲和乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片

8、，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同．比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈． 甲　　　　　　乙 圖13-3 (3)科學(xué)家可以運用無規(guī)則運動的規(guī)律來研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6．0×1023 mol－1．請估算該蛋白的密度．(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】　(1)A→B過程是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，體積減小，外界對氣體做功，由

9、熱力學(xué)第一定律知，氣體要放出熱量，選項A錯誤、B正確． B→C過程中，是一個常數(shù)，為等壓變化，選項C正確． A→B→C整個過程，溫度降低，氣體內(nèi)能減少，選項D錯誤． (2)由題圖可看出，圖乙中炭粒無規(guī)則運動更明顯，表明甲圖中炭粒更大或水分子運動不如乙圖中劇烈． (3)摩爾體積V＝πr3NA[或V＝(2r)3NA] 由密度ρ＝，解得ρ＝ 代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103 kg/m3(或ρ＝5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3都算對)． 【答案】　(1)BC　(2)甲　乙　(3)1×103 kg/m3(或5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3都算對)

10、 4．(2013·江蘇高考T12(A))如圖13-4所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A．其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環(huán)”． 圖13-4 (1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是________． A．A→B過程中，外界對氣體做功 B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大 C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是______(選填“A→B”“B→C”“C→D”或

11、“D→A”)．若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功為________kJ． (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol，氣體在A狀態(tài)時的體積為10 L，在B狀態(tài)時壓強為A狀態(tài)時的．求氣體在B狀態(tài)時單位體積內(nèi)的分子數(shù)．(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．0×1023mol－1，計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】　(1)在A→B的過程中，氣體體積增大，故氣體對外界做功，選項A錯誤；B→C的過程中，氣體對外界做功，W<0，且為絕熱過程，Q＝0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，知ΔU<0，即氣體內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，選項

12、B錯誤；C→D的過程中，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，故單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，選項C正確；D→A的過程為絕熱壓縮，故Q＝0，W>0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，ΔU>0，即氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，選項D錯誤． (2)從A→B、C→D的過程中氣體做等溫變化，理想氣體的內(nèi)能不變，內(nèi)能減小的過程是B→C，內(nèi)能增大的過程是D→A． 氣體完成一次循環(huán)時，內(nèi)能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝(63－38) kJ＝25 kJ，根據(jù)ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25 kJ，即氣體對外做功25 kJ． (3)從A→B氣體為等溫變化，根據(jù)玻意耳定

13、律有 pAVA＝pBVB，所以VB＝＝＝15 L． 所以單位體積內(nèi)的分子數(shù)n＝＝ L－1＝4×1022 L－1＝4×1025 m－3． 【答案】　(1)C　(2)B→C　25　(3)4×1025 m－3 1．必須掌握的三個問題 (1)必須掌握微觀量估算的兩個模型 球模型：V＝πR3(適用于估算液體、固體分子直徑) 立方體模型：V＝a3(適用于估算氣體分子間距) (2)必須明確反映分子運動規(guī)律的兩個實例 ①布朗運動： 研究對象：懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒． 運動特點：無規(guī)則、永不停息． 相關(guān)因素：顆粒大小、溫度． ②擴散現(xiàn)象 產(chǎn)生原因：分子永不停息的無規(guī)則運動

14、． 相關(guān)因素：溫度． (3)必須弄清的分子力和分子勢能 ①分子力：分子間引力與斥力的合力．分子間距離增大，引力和斥力均減小；分子間距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快． ②分子勢能：分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴?，分子勢能增大；當分子間距為r0(分子間的距離為r0時，分子間作用的合力為0)時，分子勢能最?。? 2．物體的內(nèi)能與熱力學(xué)定律 (1)物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子平均動能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢能的變化． (2)熱力學(xué)第一定律 ①公式：ΔU＝W＋Q； ②符號規(guī)定：外界對系統(tǒng)做功，W＞0；系統(tǒng)對外界做功，W＜0．系統(tǒng)

15、從外界吸收熱量，Q＞0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0．系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU＞0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU＜0． (3)熱力學(xué)第二定律的表述：①熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述)．②不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)．③第二類永動機是不可能制成的． ●考向1　分子動理論 1．關(guān)于熱運動，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：17214196】 A．布朗運動是熱運動 B．盛放水的密閉容器中，當水蒸氣達到飽和時，不再有水分子飛出水面 C．氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律 D．物體溫度升高時，物體

16、內(nèi)的所有分子速率都變大 C　[布朗運動是分子熱運動的間接反映，不是熱運動，故A錯誤；盛放水的密閉容器中，當水蒸氣達到飽和時，是離開水面的分子和同時進入水面的分子數(shù)相等，不是沒有分子飛出，故B錯誤；氣體分子速率分布規(guī)律為統(tǒng)計規(guī)律，呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，故C正確；物體溫度升高時，并不是物體內(nèi)的所有分子速率都變大，可能有部分分子的速率減小，故D錯誤．] 2．(2017·錫山區(qū)期中)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、△分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面四個關(guān)系式，其中正確的是(　　) ①NA＝?、讦?/p>

17、＝　③m＝?、堋鳎? A．①和②　　　　　　 B．①和③ C．③和④ D．①和④ B　[①摩爾質(zhì)量＝分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故：mNA＝ρV，故NA＝，故①正確；②ρ為在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，由于氣體分子間距遠大于分子直徑，故水蒸氣的密度小于水分子的密度，故ρ＜＝，故NA＞，故②錯誤；③摩爾質(zhì)量＝分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故m＝，故③正確；④由于氣體分子間距遠大于分子直徑，故Δ＜，故④錯誤．] ●考向2　物體的內(nèi)能 3．(2017·張家港期中)根據(jù)分子動理論，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：17214197】 A．布朗運動是液體分子的運動，它說明了分子在永不停息地做無

18、規(guī)則運動 B．溫度是分子平均動能的標志，溫度較高的物體每個分子的動能一定比溫度較低的物體分子的動能大 C．物體體積增大，分子勢能可能減小 D．某氣體的摩爾質(zhì)量為M、摩爾體積為Vm、密度為ρ，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則每個氣體分子的質(zhì)量m0＝，每個氣體分子的體積V0＝ C　[布朗運動是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運動，它是液體分子無規(guī)則運動的反映，在顯微鏡下觀測到的不是液體分子運動，故A錯誤．溫度是分子平均動能的標志，溫度較高的物體分子平均動能較大，但由于分子的運動是無規(guī)則的，因此不是每個分子的動能都比溫度較低的物體分子的動能大，故B錯誤．物體體積增大，分子勢能可能減小，例如，0 ℃的

19、水結(jié)冰，體積增大，分子勢能減小，故C正確．應(yīng)用V0＝計算出的是每個氣體分子所占空間的體積，由于氣體分子間距較大，所以V0＝并不是每個分子的實際體積．故D錯誤．] 4．(2017·如東期中)關(guān)于溫度、熱平衡、內(nèi)能的概念，以下說法正確的是(　　) A．氣體的溫度越高，每個氣體分子的動能越大 B．氣體從外界吸收熱量，其溫度一定增加 C．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相同 D．一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度 D　[氣體的溫度越高，氣體分子的平均動能越大，但每個氣體分子的動能不一定越大，故A錯誤；氣體從外界吸收熱量，也可能對外做功，其溫度不一定增加，故B錯誤；兩物體

20、的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體內(nèi)能不一定相等，還與兩物體的分子數(shù)有關(guān)，故C錯誤；熱平衡的條件是溫度相同，故D正確．] ●考向3　熱力學(xué)定律 5．(2017·亭湖月考)在一個大氣壓下，1 g水在沸騰時吸收了2 260 J的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對外做了170 J的功，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．0×1023 mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18 g/mol．則： (1)水的分子總勢能變化了多少J? (2)1g水所含的分子數(shù)為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】　(1)根據(jù)內(nèi)能定義，水的內(nèi)能變化等于水的分子總動能變化和水的分子總勢能變化，因為是等溫變化，所以水的分子總動能不變，則水的內(nèi)能

21、變化等于水的分子總勢能的變化，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有：ΔU＝Q＋W 代入數(shù)據(jù)：ΔU＝2 090 J 水的分子總勢能變化為：ΔEp＝ΔU＝2 090 J． (2)1 g水的分子數(shù)為：N＝·NA＝×6．0×1023 mol－1＝3．3×1022個． 【答案】　(1)2 090 J　(2)3．3×1022個 6．(2017·南通模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體先從狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C．在狀態(tài)C時氣體的體積V＝3．0×10－3 m3，溫度與狀態(tài)A相同．求氣體： 圖13-5 (1)在狀態(tài)B時的體積； (2)在整個過程中放出的熱量． 【解析】　(1)由題意

22、知，氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C，發(fā)生了等壓過程，根據(jù)查理定律得＝ 則 VB＝VC＝×3×10－3 m3＝5×10－3 m3． (2)由題意知，A、C兩狀態(tài)溫度相同，則氣體的內(nèi)能相同，即有ΔU＝0．A→B過程，氣體發(fā)生了等容變化，體積不變，氣體不做功；B→C過程，氣體的體積減小，外界對氣體做功為W＝pΔV＝p(VB－VC)＝3×105×(5－3)×10－3 J＝600 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得 Q＝ΔU－W＝0－600 J＝－600 J．即在整個過程中放出600 J的熱量． 【答案】　(1)5×10－3 m3　(2)600 J 考點2| 固體、液體和氣體　難度：低檔題 題型

23、：選擇題 五年2考 (對應(yīng)學(xué)生用書第75頁) 5．(2016·江蘇高考T12(A))(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋．水燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽．停止加熱，高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻．在冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸汽的變化情況為________． A．壓強變小　　　　　　 B．壓強不變 C．一直是飽和汽 D．變?yōu)槲达柡推? (2)如圖13-6a所示，在斯特林循環(huán)的p-V圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成．B→C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目________(選填“增大”“減小”或“不變”)，狀態(tài)A和狀態(tài)

24、D的氣體分子熱運動速率的統(tǒng)計分布圖象如圖b所示，則狀態(tài)A對應(yīng)的是________(選填“①”或“②”)． a　　　　　　　　b 圖13-6 (3)如圖a所示，在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4 J和20 J．在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J．求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功． 【解題關(guān)鍵】　(2)氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q判斷氣體吸熱還是放熱；根據(jù)圖象利用理想氣體狀態(tài)方程對每一個過程進行分析即可． 溫度是分子熱運動平均動能的標志；氣體分子的運動的統(tǒng)計規(guī)律：中間多，兩頭少；即大多數(shù)的分子的速率是比較接近的，但

25、不是說速率大的和速率小的就沒有了，也是同時存在的，但是分子的個數(shù)要少很多． (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可求出氣體對外做功是多少． 【解析】　(1)高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸汽體積不變，溫度降低，則壓強變小，但鍋內(nèi)水蒸汽發(fā)生的是動態(tài)變化過程，一定是飽和汽．故選項A、C正確． (2)B→C過程為等容過程，單位體積中的氣體分子數(shù)目不變．氣體狀態(tài)A的溫度低于狀態(tài)D的溫度，則狀態(tài)A對應(yīng)的氣體分子的平均動能小，對應(yīng)著圖象①． (3)完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，氣體對外界所做的功

26、為8 J． 【答案】　(1)AC　(2)不變?、佟?3)8 J 6．(多選)(2015·江蘇高考T12(A)(1))對下列幾種固體物質(zhì)的認識，正確的有(　　) A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 AD　[晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點，則說明食鹽是晶體，選項A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的

27、導(dǎo)熱特點是各向異性的，故云母片是晶體，選項B錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項C錯誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項D正確．] 1．對晶體、非晶體特性的理解 (1)只有單晶體才可能具有各向異性． (2)各種晶體都具有固定熔點，晶體熔化時，溫度不變，吸收的熱量全部用于分子勢能的增加． (3)晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)化． (4)有些晶體屬于同素異構(gòu)體，如金剛石和石墨． 2．對液晶特性的理解 (1)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間．液晶具有流動性，在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性． (2

28、)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切． ●考向1　固體的性質(zhì) 7．(2017·南通模擬)科學(xué)家在“哥倫比亞”號航天飛機上進行了一次在微重力條件(即失重狀態(tài))下制造泡沫金屬的實驗．把鋰、鋁、鈦等輕金屬放在一個石英瓶內(nèi)，用太陽能將這些金屬熔化成液體，然后在熔化的金屬中充進氫氣，使金屬內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，金屬冷凝后就形成到處是微孔的泡沫金屬．下列說法中正確的是(　　) A．失重條件下液態(tài)金屬呈現(xiàn)球狀是由于液體表面分子間存在引力作用 B．失重條件下充入金屬液體的氣體氣泡不能無限地膨脹是因為液體表面張力的約束 C．在金屬液體冷凝過程中，氣泡收縮變小，外界對氣

29、體做功，氣體內(nèi)能增大 D．泡沫金屬物理性質(zhì)各向同性，說明它是非晶體 B　[分子之間同時存在引力和斥力，當r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，r＜r0時分子力表現(xiàn)為斥力，分子間總是同時存在引力和斥力，失重條件下液態(tài)金屬呈球狀是由于液體表面分子間存在表面張力的結(jié)果，故A錯誤，B正確；在金屬液體冷凝過程中，氣泡收縮變小，外界對氣體做功，同時溫度降低，放出熱量，氣體內(nèi)能降低，故C錯誤；泡沫金屬物理性質(zhì)雖然各向同性，但是為晶體，各向同性并非為晶體和非晶體的區(qū)別，故D錯誤．] 8．(2017·蘇錫常模擬)下列說法中正確的是(　　) A．當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨分子間距離的增大而增大 B．

30、氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能有關(guān)，與分子的密集程度無關(guān) C．有規(guī)則外形的物體是晶體，沒有確定的幾何外形的物體是非晶體 D．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢 D　[當分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，隨分子間距離的增大分子力做正功，故分子勢能減小，故A錯誤．氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能和分子的密集程度有關(guān)，故B錯誤．晶體和非晶體的區(qū)別是是否具有確定的熔點，單晶體具有規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有規(guī)則的天然外形，注意“天然”二字，故有規(guī)則外形的物體不一定為晶體，故C錯誤．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，

31、液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢，故D正確．] ●考向2　液體和氣體 9．(2017·如東期中)下列說法正確的是(　　) A．空氣中水蒸氣的壓強越大，空氣的相對濕度就越大 B．冬天和夏天相比，冬天的氣溫較低，水的飽和汽壓值較大 C．在相對濕度相同的情況下，冬天的絕對濕度較小 D．同一溫度下水的飽和汽壓與空氣中的水蒸氣的壓強的比值叫做空氣的相對濕度 C　[空氣中的水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的比值叫做空氣的相對濕度，因此相對濕度還與同溫下水的飽和汽壓有關(guān)，故A、D錯誤；冬天和夏天相比，冬天的氣溫較低，水的飽和汽壓值較小，故B錯誤；由于水的飽和汽壓與溫度有關(guān)，

32、溫度越高，水的飽和蒸汽壓越大，所以相對濕度相同的情況下，溫度高的夏天比冬天的絕對濕度大，冬天的絕對濕度較小，故C正確．] 10．(2017·泰州三模)下列說法中正確的是(　　) A．當分子間引力大于斥力時，隨著分子間距增加，分子間作用力的合力一定減小 B．單晶硅中原子排列成空間點陣結(jié)構(gòu)，因此其它物質(zhì)分子不能擴散到單晶硅中 C．液晶具有液體的流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性 D．密閉容器中水的飽和汽壓隨溫度和體積的變化而變化 C　[當分子間引力大于斥力時，分子間距離r＞r0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子力先增大，后減小，故A錯誤；單晶硅中原子排列成空間點陣結(jié)構(gòu)，但分

33、子之間仍然存在間隙，其它物質(zhì)分子能擴散到單晶硅中，故B錯誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故D錯誤．] 考點3| 氣體實驗定律及其應(yīng)用　難度：中高檔題 題型：計算題 五年1考 (對應(yīng)學(xué)生用書第76頁) 7．(2012·江蘇高考T12(A)(3))如圖13-7所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B．此過程中，氣體壓強p＝1．0×105 Pa，吸收的熱量Q＝7．0×102 J，求此過程中氣體內(nèi)能的增量． 【導(dǎo)學(xué)號：17214198】 圖13-7 【解題關(guān)鍵】　 關(guān)鍵語

34、句 信息解讀 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B ＝ 對外做功W＝p(VB－VA) 吸收的熱量Q＝7．0×102 J 熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q－W 【解析】　等壓變化＝，對外做的功W＝p(VB－VA) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q－W， 解得ΔU＝5．0×102 J． 【答案】　5．0×102 J 8．(2015·江蘇高考T12(A)(3))給某包裝袋充入氮氣后密封，在室溫下，袋中氣體壓強為1個標準大氣壓、體積為1 L．將其緩慢壓縮到壓強為2個標準大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?．45 L．請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣． 【解析】　若不漏氣，設(shè)加壓后的體積V1，由玻意

35、耳定律知：p0V0＝p1V1，代入數(shù)據(jù)得V1＝0．5 L，因為0．45 L<0．5 L，說明包裝袋漏氣． 【答案】　見解析 1．壓強的計算 (1)被活塞、汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律列式計算． (2)被液柱封閉的氣體的壓強，若應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解，得出的壓強單位為Pa． 2．合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程 (1)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列方程求解． (2)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T中有一個量不發(fā)生變化，則選用對應(yīng)的實驗定律列方程求解． ●考向1　“液柱”類問題 11．(2017·

36、宜賓模擬)如圖13-8所示為一豎直放置、上粗下細且上端開口的薄壁玻璃管，上部和下部的橫截面積之比為2∶1，上管足夠長，下管長度l＝34 cm．在管內(nèi)用長度h＝4 cm的水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱長度l1＝20 cm．大氣壓強p0＝76 cmHg，氣體初始溫度為T1＝300 K． 圖13-8 (1)若緩慢升高氣體溫度，使水銀上端面到達粗管和細管交界處，求此時的溫度T2； (2)繼續(xù)緩慢升高溫度至水銀恰好全部進入粗管，求此時的溫度T3． 【導(dǎo)學(xué)號：17214199】 【解析】　(1)氣體做等壓變化，l2＝l－h(huán)＝30 cm 根據(jù)蓋－呂薩克定律有：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：T2＝T

37、1＝450 K． (2)p1＝80 cmHg　p3＝78 cmHg　l3＝34 cm 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝ 代入數(shù)據(jù)得：T3＝T1＝497．25 K． 【答案】　(1)450 K　(2)497．25 K ●考向2　汽缸類問題 12．(2017·南通一模)如圖13-9所示，在開口向上、豎直放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量m＝2．0 kg的活塞密封一部分氣體，活塞在容器內(nèi)能自由滑動且保持水平，容器的底面積S＝100 cm2，開始時氣體的溫度T1＝280 K，活塞到容器底的距離h1＝20．0 cm．在氣體從外界吸收Q＝40 J熱量的過程中，活塞緩慢上升的距離Δh＝1．0 cm．已知大氣壓

38、強p0＝1．0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2．求： 圖13-9 (1)活塞停止上升時容器內(nèi)氣體的溫度T2； (2)密閉氣體內(nèi)能的增加量ΔU． 【解析】　(1)活塞上升過程中，由蓋－呂薩克定律有：＝ 則有：T2＝T1＝T1＝×280＝294 K． (2)活塞上升的過程，外界對系統(tǒng)做的功為：W＝－(mg＋p0S)Δh 由熱力學(xué)第一定律有：ΔU＝Q＋W 解得：ΔU＝29．8 J． 【答案】　(1)294 K　(2)29．8 J 13．(2017·徐州模擬)如圖13-10所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到缸底的距離h＝0．5 m．已知

39、活塞質(zhì)量m＝2 kg，橫截面積S＝1×10－3 m2，環(huán)境溫度t＝0 ℃且保持不變，外界大氣壓強p0＝1×105 Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 mol－1，標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol＝22．4 L/mol，g＝10 m/s2．現(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至開口水平，求： 圖13-10 (1)汽缸開口水平時，被封閉氣體的體積V； (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)． 【解析】　(1)根據(jù)平衡條件得：p1＝p0＋＝1．2×105 Pa 由玻意耳定律有：p1V1＝p0V 解得V＝6×10－4 m3． (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)N＝×NA＝×6×1023＝2×1

40、022個 ． 【答案】　(1)6×10－4 m3　(2)2×1022個 ●考向3　圖象類問題 14．(2017·靜安區(qū)二模)一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p-圖線如圖13-11所示，變化順序由a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標原點，cd線段與p軸垂直，da線段與軸垂直．氣體在此狀態(tài)變化過程中(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：17214200】 圖13-11 A．a(chǎn)→b，壓強減小、溫度不變、體積增大 B．b→c，壓強增大、溫度降低、體積減小 C．c→d，壓強不變、溫度升高、體積減小 D．d→a，壓強減小、溫度升高、體積不變 A　[由圖象可知，a→b過程，氣體壓強減小而

41、體積增大，氣體的壓強與體積倒數(shù)成正比，則壓強與體積成反比，氣體發(fā)生的是等溫變化，故A正確；由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知＝pV＝C·T，由圖象可知，連接Ob的直線的斜率小，所以b的溫度小，b→c過程溫度升高，由圖象可知，同時壓強增大，且體積也增大，故B錯誤；由圖象可知，c→d過程，氣體壓強p不變而體積V變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知氣體溫度降低，故C錯誤；由圖象可知，d→a過程，氣體體積V不變，壓強p變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，氣體溫度降低，故D錯誤．] 15．(多選)(2017·徐州二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖13-12所示，ABCDA的循環(huán)過程，其中A→B、C→D是兩個等壓過程

42、，B→C、D→A是兩個絕熱過程．關(guān)于氣體狀態(tài)及其能量變化，下列說法中正確的有(　　) 圖13-12 A．A→B過程，氣體對外做功，內(nèi)能增大 B．B→C過程，氣體分子平均動能增大 C．ABCDA循環(huán)過程中，氣體吸熱，對外做功 D．ABCDA循環(huán)過程中，A狀態(tài)氣體溫度最低 AC　[A→B過程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對外界做功，根據(jù)蓋－呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，故A正確．B→C是絕熱過程，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，絕熱Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q＜0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤．ABCDA循環(huán)過程中，從A→B→C氣體對外做功，C→D→A外界對氣體做功，氣體對外做功大于外界對氣體做功，所以一個循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對外做功，W＜0；經(jīng)過一個循環(huán)，氣體回到初狀態(tài)A，內(nèi)能不變ΔU＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q＞0，氣體吸熱，故C正確．ABCDA循環(huán)過程中，從D→A，體積減小，外界對氣體做功W＞0，絕熱過程Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＞0，內(nèi)能增加，溫度升高，D狀態(tài)溫度比A狀態(tài)溫度低，即A狀態(tài)溫度不是最低，故D錯誤．] 16