（全國通用）2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題七 選考模塊 第1講 熱學(xué)學(xué)案.doc

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1、 第1講　熱　學(xué) 　分子動理論、熱力學(xué)定律及固體、液體、氣體的性質(zhì) [必 備 知 識] 1.分子動理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律 2.晶體和非晶體的比較 類別 天然幾何外形 物理性質(zhì)的方向性 固定的熔點(diǎn) 特點(diǎn) 原因 特點(diǎn) 原因 特點(diǎn) 原因 單晶體 有 微粒排列有規(guī)則 各向異性 微粒排列有規(guī)律 有 需破壞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu) 多晶體 無 內(nèi)部結(jié)構(gòu)無規(guī)則 各向同性 內(nèi)部結(jié)構(gòu)無規(guī)則 有 需破壞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu) 非晶體 無 微粒排列無規(guī)則 各向同性 微粒排列無規(guī)則 無 無點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)需破壞 3.液體表面張力的特點(diǎn) (1)液體的表面張力使液體表面有收縮到最

2、小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切。 (2)液體表面張力的大小除了跟邊界線長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)；是液體表面層內(nèi)大量分子力的宏觀表現(xiàn)。 4.飽和汽壓、相對濕度 (1)飽和汽壓是液體的蒸發(fā)與液化達(dá)到動態(tài)平衡時(shí)的壓強(qiáng)，飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高飽和汽壓越大，但不是線性變化。 (2)絕對濕度是空氣中含有水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)，相對濕度＝。 5.氣體分子運(yùn)動特點(diǎn) (1)分子間的碰撞十分頻繁，氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會(幾率)相等。 (2)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多兩頭少(速率過大或過小的分子數(shù)目少)的規(guī)律。 (3)理想氣體的內(nèi)能僅由溫度和分子總數(shù)決定，與氣體的體積無關(guān)

3、。 [真 題 示 例] 1.[2017·全國卷Ⅰ，33(1)]氧氣分子在0 ℃和100 ℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖1中兩條曲線所示。下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) 圖1 A.圖中兩條曲線下面積相等 B.圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形 C.圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形 D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 E.與0 ℃時(shí)相比，100 ℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 解析　根據(jù)圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示總分子數(shù)，所以圖

4、中兩條曲線下面積相等，選項(xiàng)A正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，且溫度越高，速率大的分子比例較大，所以圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較大的情形，虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，選項(xiàng)B、C正確；根據(jù)曲線不能求出任意區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)D錯誤；由圖線可知100 ℃時(shí)的氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400 m/s 區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比比0 ℃ 時(shí)的百分比小，選項(xiàng)E錯誤。 答案　ABC 2.[2017·全國卷Ⅱ，33(1)]如圖2，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空。現(xiàn)將隔板抽開，氣體會自發(fā)擴(kuò)散至整個汽缸。待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣

5、體壓回到原 來的體積。假設(shè)整個系統(tǒng)不漏氣。下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) 圖2 A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同 B.氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大 C.在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對外界做功 D.氣體在被壓縮的過程中，外界對氣體做功 E.氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動能不變 解析　因?yàn)槠?、活塞都是絕熱的，隔板右側(cè)是真空，所以理想氣體在自發(fā)擴(kuò)散的過程中，既不吸熱也不放熱，也不對外界做功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體自發(fā)擴(kuò)散前后，內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯誤；氣體被壓縮的過程中，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能增大，又因?yàn)橐欢ㄙ|(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，

6、所以氣體溫度升高，分子平均動能增大 ，選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)E錯誤。 答案　ABD 真題感悟 1.高考考查特點(diǎn) 本考點(diǎn)主要考查： (1)布朗運(yùn)動、分子熱運(yùn)動與溫度的關(guān)系。 (2)分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系及分子勢能與分子力做功的關(guān)系。 (3)內(nèi)能變化與做功、熱傳遞的關(guān)系，氣體性質(zhì)。 (4)從微觀角度考查固體、液體和氣體的性質(zhì)。 2.解題的常見誤區(qū)及提醒 (1)常常分不清分子的熱運(yùn)動和布朗運(yùn)動的區(qū)別。 (2)準(zhǔn)確掌握物體內(nèi)能的微觀決定因素和宏觀因素是解題關(guān)鍵。 (3)宏觀自發(fā)過程都具有方向性，理解熱力學(xué)第二定律，注意不產(chǎn)生其他影響的含義。 (4)晶體和非晶體的根本

7、區(qū)別是有沒有確定的熔點(diǎn)。多晶體也沒有規(guī)則的外形和各向異性。 預(yù)測1 分子動理論的理解及應(yīng)用 預(yù)測2 固體、液體、氣體的性質(zhì) 預(yù)測3 熱力學(xué)定律的理解及應(yīng)用 1.[2017·福建福州質(zhì)檢，33(1)]下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.分子間距離為r0時(shí)，分子間不存在引力和斥力 B.分子間距離在小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí)，引力、斥力均增大，分子力表現(xiàn)為斥力 C.水面上的單分子油膜，在測量分子直徑d大小時(shí)可把分子當(dāng)作球形處理 D.食鹽晶體中的鈉、氯離子按一定規(guī)律分布，具有空間上的周期性 E.猛推木質(zhì)推桿，密閉的氣體溫度升高，壓

8、強(qiáng)變大，分子間表現(xiàn)為斥力，可看作是絕熱變化 解析　當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子間存在引力和斥力，但此時(shí)分子間引力等于斥力，合力為0，A項(xiàng)錯誤；分子間距離在小于r0范圍內(nèi)分子間距離減小時(shí)，斥力和引力均增大，分子力表現(xiàn)為斥力，B項(xiàng)正確；猛推木質(zhì)推桿，外界對氣體做正功，密閉的氣體溫度升高，壓強(qiáng)變大，因r0的數(shù)量級為10－10 m，此時(shí)氣體分子間距離大于r0的10倍，分子間作用力十分微弱，可以忽略，即E項(xiàng)錯誤。 答案　BCD 2.(2017·漳州市二模)關(guān)于晶體、液晶和飽和汽的理解，下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.晶體的分子排列都是有規(guī)則的 B.液晶顯示器利用了液晶對

9、光具有各向異性的特點(diǎn) C.飽和汽壓與溫度和體積都有關(guān) D.相對濕度越大，空氣中水蒸氣越接近飽和 E.對于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大 答案　BDE 3.[2017·廣東揭陽二模，33(1)]下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.晶體具有確定的熔點(diǎn) B.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 C.某物體溫度高，組成該物體的某些分子速率可能很小 D.理想氣體從外界吸熱，則內(nèi)能一定增大 E.壓縮氣體需要力表明氣體分子間存在斥力 解析　晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體無確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用，選項(xiàng)B正確；某物體溫度高，分子的

10、平均速率較大，但是組成該物體的某些分子速率可能很小，選項(xiàng)C正確；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，理想氣體從外界吸熱，則內(nèi)能不一定增大，選項(xiàng)D錯誤；壓縮氣體需要力是氣體壓強(qiáng)作用的結(jié)果，并不能表明氣體分子間存在斥力，選項(xiàng)E錯誤。 答案　ABC 4.(2017·鷹潭市一模)關(guān)于分子動理論和熱力學(xué)定律，下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.空氣相對濕度越大時(shí)，水蒸發(fā)越快 B.物體的溫度越高，分子平均動能越大 C.第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律 D.兩個分子間的距離由大于10－9 m處逐漸減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先增大后減小到零，再增大

11、 E.若一定量氣體膨脹對外做功50 J，內(nèi)能增加80 J，則氣體一定從外界吸收130 J的熱量 解析　空氣相對濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動就越劇烈，分子平均動能越大，故B正確；第二類永動機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，不違反熱力學(xué)第一定律，故C錯誤；兩個分子間的距離由大于10－9 m處逐漸減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先表現(xiàn)為引力，引力先增大到最大值后減小到零，之后，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，從零開始增大，故D確；若一定量氣體膨脹對外做功50 J，即W＝－50 J，內(nèi)能增加8

12、0 J，即ΔU＝80 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得Q＝ΔU－W＝130 J，即氣體一定從外界吸收130 J的熱量。故E正確。 答案　BDE 5.[2017·湖北八校二聯(lián)，33(1)]下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.布朗運(yùn)動是指液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動 B.氣體的溫度升高，每個氣體分子運(yùn)動的速率都增大 C.一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，其分子之間的勢能增加 D.只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低 E.空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機(jī)的工作不遵守?zé)崃W(xué)第二定律

13、 解析　布朗運(yùn)動是液體或氣體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動，而不是分子的運(yùn)動，故A對；溫度升高分子的平均動能增大，但不是每個分子的速率都增大，故B錯；一定量100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣，雖然溫度沒有升高，但此過程必須吸熱，而吸收的熱量使分子之間的距離增大，分子勢能增加，故C對；溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志，故D對；由熱力學(xué)第二定律知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響，空調(diào)機(jī)作為制冷機(jī)使用時(shí)，消耗電能，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，故E錯。 答案　ACD 　氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程 [必 備 知 識] 1. 2.一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化圖象與特

14、點(diǎn) 類別 圖象 特點(diǎn) 其他圖象 等溫線 pV＝CT(其中C為恒量)pV之積越大，等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn) p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高 等容線 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，體積越小 等壓線 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，壓強(qiáng)越小 [真 題 示 例] 1.[2017·全國卷Ⅲ，33(1)]如圖3，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā)，經(jīng)過等容過程ab到達(dá)狀態(tài)b，再經(jīng)過等溫過程bc到達(dá)狀態(tài)c，最后經(jīng)等壓過程ca回到初態(tài)a。下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) 圖3 A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B

15、.在過程ca中外界對氣體做功 C.在過程ab中氣體對外界做功 D.在過程bc中氣體從外界吸收熱量 E.在過程ca中氣體從外界吸收熱量 解析　在過程ab中，體積不變，氣體對外界不做功，壓強(qiáng)增大，溫度升高，內(nèi)能增加，故選項(xiàng)A正確，C錯誤；在過程ca中，氣體的體積縮小，外界對氣體做功，壓強(qiáng)不變，溫度降低，內(nèi)能變小，氣體向外界放出熱量，故選項(xiàng)B正確，E錯誤；在過程bc中，溫度不變，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體要從外界吸收熱量，故選項(xiàng)D正確。 答案　ABD 2.[2017·全國卷Ⅰ，33(2)]如圖4，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門

16、K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí)，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導(dǎo)熱。 圖4 (ⅰ)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)； (ⅱ)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置； (ⅲ)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。 解析　(ⅰ)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 p0V＝p1V1①

17、 (3p0)V＝p1(2V－V1)② 聯(lián)立①②式得 V1＝③ p1＝2p0④ (ⅱ)打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2由玻意耳定律得 (3p0)V＝p2V2⑤ 由⑤式得 p2＝p0⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止； 此時(shí)p2為p2′＝p0 (ⅲ)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容過程中，由查理定律得＝⑦ 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得 p3＝1.6p0⑧ 答案　(ⅰ) 　2p0　　 (ⅱ )頂部　 (ⅲ)1.6 p0 3.[

18、2017·全國卷Ⅲ，33(2)]一種測量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖5(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2。K1長為l，頂端封閉，K2上端與待測氣體連通；M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開始測量時(shí)，M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d，M的容積為V0，水銀的密度為ρ，重力加速度大小為g。求： 圖5 (ⅰ)待測氣體的壓強(qiáng)； (ⅱ)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)。 解析　(ⅰ)水銀面上升至M的下端使

19、玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時(shí)被封閉的氣體的體積為V，壓強(qiáng)等于待測氣體的壓強(qiáng)p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時(shí)，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，則 V＝V0＋πd2l① V1＝πd2h② 由力學(xué)平衡條件得 p1＝p＋ρgh③ 整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1④ 聯(lián)立①②③④式得 p＝⑤ (ⅱ)由題意知 h≤l⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤⑦ 該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng)為 pmax＝⑧ 答案　(ⅰ)　(ⅱ) 真題感悟 1.高考考查特點(diǎn) 本考點(diǎn)為高考熱點(diǎn)，題型多為計(jì)算題，題目綜合難度較大，一般結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律、氣

20、體壓強(qiáng)的微觀解釋、熱力學(xué)第一定律、氣體圖象進(jìn)行命題。常考類型有： (1)“汽缸”類 ①一部分氣體多狀態(tài)變化 ②兩部分氣體狀態(tài)變化 (2)“液柱”類 ①“U形管”類：兩部分氣體狀態(tài)變化 ②“直玻璃管”類 a.兩部分氣體狀態(tài)變化 b.一部分氣體狀態(tài)變化(管轉(zhuǎn)動) (3)“打氣、抽氣”類 2.解題的常見誤區(qū)及提醒 (1)沒有弄清理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用條件是一定質(zhì)量的理想氣體是常見的解題誤區(qū)； (2)對于多過程問題不能判斷狀態(tài)參量中的不變量，錯誤的選取氣體實(shí)驗(yàn)定律。 預(yù)測1 “液柱”類氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 預(yù)測2 “汽缸”類氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 預(yù)測3 熱力學(xué)定律與

21、氣體實(shí)驗(yàn)定律綜合應(yīng)用 預(yù)測4 “打氣、抽氣”類問題 圖6 1.如圖6所示，兩個相同的豎直玻璃管A、B下端通過橡膠管相連，玻璃管中裝有適量的水銀，兩玻璃管的上端封閉，使兩玻璃管中分別封閉一段氣柱，氣柱的長均為L＝10 cm，A管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1＝76 cmHg，兩管中氣體溫度均為33 ℃，A管中水銀液面比B管水銀液面高出8 cm，兩玻璃管的長度足夠長。 (1)保持A管不動，將B管緩慢上提，則B管上提的高度為多少，可以使兩管中水銀液面相平？ (2)若將A管中氣體溫度升高ΔT，B管中氣體溫度降低ΔT，則ΔT為多少時(shí)，可以使兩管中水銀液面相平？ 解析　(1)開始時(shí)B管中氣體的壓強(qiáng)

22、p2＝76 cmHg＋8 cmHg＝84 cmHg 將B管緩慢上提，設(shè)兩管中水銀液面相平時(shí)，A管中水銀液面上升h，兩管中氣體壓強(qiáng)相同，設(shè)為p， 則p1SL＝pS(L－h(huán)) p2SL＝pS(L＋h) 求得h＝0.5 cm B管上提的距離x＝2h＋8 cm＝9 cm (2)A管中氣體：＝ B管中氣體＝，ΔT＝135 K 答案　(1)9 cm　(2)135 K 2.(2017·河北衡水中學(xué)三模)絕熱汽缸倒扣在水平地面上，缸內(nèi)裝有一電熱絲，缸內(nèi)有一光滑的絕熱活塞，封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞下吊著一重為G的重物，活塞重為G0，活塞的橫截面積為S，開始汽缸內(nèi)封閉氣柱的高為h，氣體的溫

23、度為T1，大氣壓強(qiáng)為p0。現(xiàn)給電熱絲加熱，活塞緩慢下降，當(dāng)氣體吸收熱量Q時(shí)，活塞下降了h，求： 圖7 (1)氣體的溫度升高了多少？ (2)氣體的內(nèi)能增加了多少？ 解析　(1)活塞下降的過程，氣體發(fā)生的是等壓膨脹 則＝， 即＝， 解得T2＝2T1，氣體的溫度升高了ΔT＝T2－T1＝T1。 (2)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p＝p0－，活塞向下運(yùn)動的過程中，對外做功W＝pSh＝p0Sh－(G＋G0)h 根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知 氣體的內(nèi)能增加量為ΔE＝Q－W＝Q＋(G＋G0)h－p0Sh 答案　(1)T1　(2)Q＋(G＋G0)h－p0Sh 3.(2016·河南鄭州質(zhì)檢)一定質(zhì)量的

24、理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再變化到狀態(tài)C，其狀態(tài)變化過程的p－V圖象如圖8所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為27 ℃。求： 圖8 (1)該氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度； (2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中與外界交換的熱量。 解析　(1)對于理想氣體：A―→B過程， 由查理定律有＝， 得TB＝100 K， 所以tB＝TB－273 ℃＝－173 ℃。 (2)B―→C過程，由蓋—呂薩克定律有＝， 得TC＝300 K，所以tC＝TC－273 ℃＝27 ℃。 由于狀態(tài)A與狀態(tài)C溫度相同，氣體內(nèi)能相等，而A―→B過程是等容變化氣體對外不做功，B―→C過程中氣體體積膨脹對外做功，即從狀

25、態(tài)A到狀態(tài)C氣體對外做功，故氣體應(yīng)從外界吸收熱量。Q＝pΔV＝1×105×(3×10－3－1×10－3) J＝200 J。 答案　(1)－173 ℃　(2)200 J 4.一個籃球的容積是2.5 L，用打氣筒給籃球打氣時(shí)，每次把105 Pa的空氣打進(jìn)去125 cm3。如果在打氣前籃球里的空氣壓強(qiáng)也是105 Pa，那么打30次以后籃球內(nèi)的空氣壓強(qiáng)是多少Pa？(設(shè)在打氣過程中氣體溫度不變) 解析　由于每打一次氣，總是把ΔV體積、相等質(zhì)量、壓強(qiáng)為p0的空氣壓到容積為V0的容器中，所以打n次氣后，共打入壓強(qiáng)為p0的氣體的總體積為nΔV，因?yàn)榇蛉氲膎ΔV體積的氣體與原先容器里空氣的狀態(tài)相同，故以這

26、兩部分氣體的整體為研究對象。取打氣前為初狀態(tài)，壓強(qiáng)為p0，體積為V0＋nΔV；打氣后容器中氣體的狀態(tài)為末狀態(tài)：壓強(qiáng)為p2、體積為V0。狀態(tài)及過程如圖所示。 令V2為籃球的容積，V1為n次所充氣體的體積及籃球的容積之和，則V1＝2.5 L＋30×0.125 L 由于整個過程中氣體質(zhì)量不變、溫度不變。 可用玻意耳定律求解。 p0V1＝p2V2 p2＝＝ Pa＝2.5×105 Pa。 答案　2.5×105 Pa 反思總結(jié) 1.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個重點(diǎn)環(huán)節(jié) (1)正確選擇研究對象：對于變質(zhì)量問題要保證研究質(zhì)量不變的部分；對于多部分氣體問題，要各部分獨(dú)立研究，各部分之間一般通過壓

27、強(qiáng)找聯(lián)系。 (2)列出各狀態(tài)的參量：氣體在初、末狀態(tài)，往往會有兩個(或三個)參量發(fā)生變化，把這些狀態(tài)參量羅列出來會比較準(zhǔn)確、快速的找到規(guī)律。 (3)認(rèn)清變化過程：準(zhǔn)確分析變化過程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律。 2.氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)定律的綜合問題的處理方法 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 1.(2017·遵義市聯(lián)考)(1)以下說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.將0.02 mL濃度為0.05%的油酸酒精溶液滴入水中，測得油膜面積為200 cm2，則可測得油酸分子的直徑為10－9 m B.密閉容器中液體上方的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 C.一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)

28、的性質(zhì)都有關(guān)系 D.玻璃管的裂口燒熔后會變鈍是由于燒熔后表面層的表面張力作用引起的 E.某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝ (2)我國“蛟龍”號深海探測船載人下潛深度超過七千米，再創(chuàng)載人深潛新紀(jì)錄。在某次深潛實(shí)驗(yàn)中，“蛟龍”號探測到990 m深處的海水溫度為280 K。某同學(xué)利用該數(shù)據(jù)來研究氣體狀態(tài)隨海水深度的變化，如圖1所示，導(dǎo)熱良好的汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，不計(jì)活塞的質(zhì)量和摩擦，汽缸所處海平面的溫度T0＝300 K，壓強(qiáng)p0＝1 atm，封閉氣體的體積V0＝3 m3。如果將該汽缸下潛至990 m深處，此過程中封閉氣體可視為理想氣體。 圖

29、1 (ⅰ)求990 m深處封閉氣體的體積(1 atm相當(dāng)于10 m深的海水產(chǎn)生的壓強(qiáng))； (ⅱ)下潛過程中封閉氣體吸熱還是放熱，說明傳遞的熱量與外界對氣體所做的功的關(guān)系。 解析　(1)根據(jù)題意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸體積為：V＝0.02×0.05% mL＝1×10－5 mL，所以油酸分子的直徑大小：d＝＝ cm＝5×10－8 cm＝5×10－10 m，故A錯誤；液體的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，所以密閉容器中液體上方的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故B正確；水可以浸潤玻璃，但是不能浸潤石蠟，這個現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系，故C正確；由于熔融的液態(tài)玻璃存在表面

30、張力，使表面收縮，表面積變小，因此玻璃管的裂口燒熔后會變鈍，與表面張力有關(guān)，故D正確；氣體分子較小，而氣體的體積可以占據(jù)任意大的空間，故不能用摩爾體積求解分子體積，故E錯誤。 (2)(ⅰ)汽缸內(nèi)的理想氣體在深度為990 m的海水中的壓強(qiáng)為p1＝p0＋p0＝100 atm 此處理想氣體溫度為T1＝280 K 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知＝ 代入數(shù)值可得V＝2.8×10－2 m3 (ⅱ)理想氣體的溫度降低，氣體的內(nèi)能減小，即Δu<0；理想氣體的體積減小，外界對氣體做功W>0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律Δu＝W＋Q，可知Q<0，氣體放熱，且放出的熱量大于外界對氣體做的功。 答案　(1)BCD　(2)

31、(ⅰ)2.8×10－2 m3　(ⅱ)見解析 2.(1)(創(chuàng)新題)關(guān)于飽和汽與飽和汽壓的慨念，下列說法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.飽和汽與液體之間的動態(tài)平衡，是指汽化和液化同時(shí)進(jìn)行的過程，且進(jìn)行的速率相等 B.一定溫度下飽和汽的密度為一定值，溫度升高，飽和汽的密度增大 C.一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和汽的體積增大而增大 D.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽，可行的方法是保持溫度不變，增大體積 E.將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽，可行的方法是保持體積不變，降低溫度 (2)如圖2，一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為

32、l＝10.0 cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn)＝3.0 cm。現(xiàn)將開關(guān)K打開，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉。已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0 cmHg。 圖2 (ⅰ)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長度； (ⅱ)此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度，求注入的水銀在管內(nèi)的長度。 解析　(1)由飽和汽與液體之間的動態(tài)平衡概念可知，選項(xiàng)A正確；在一定溫度下，飽和汽的密度是一定的，它隨著溫度的升高而增大，故選項(xiàng)B正確；一定溫度下的飽和汽壓與體積無關(guān)，故選項(xiàng)C錯誤；保持溫度不變，增大體積，會使未飽和汽的密度減小，不能轉(zhuǎn)化成飽和汽，故選項(xiàng)

33、D錯誤；若體積不變，當(dāng)降低溫度時(shí)，可使壓強(qiáng)減小到降低溫度后的飽和汽壓，故選項(xiàng)E正確。 (2)(ⅰ)以cmHg為壓強(qiáng)單位。設(shè)A側(cè)空氣柱長度l＝10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0 cm時(shí)，空氣柱的長度為l1，壓強(qiáng)為p1。 由玻意耳定律得pl＝p1l1① 由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋ρgh② 打開開關(guān)K放出水銀的過程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止。由力學(xué)平衡條件有 p1＝p0－ρgh1③ 聯(lián)立①②③式，并代入題給數(shù)據(jù)得l1＝12.0 cm

34、④ (ⅱ)當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱的長度為l2，壓強(qiáng)為p2。 由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤ 由力學(xué)平衡條件有p2＝p0⑥ 聯(lián)立②⑤⑥式，并代入題給數(shù)據(jù)得l2＝10.4 cm⑦ 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長度Δh，依題意得 Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧ 聯(lián)立④⑦⑧式，并代入題給數(shù)據(jù)得Δh＝13.2 cm⑨ 答案　(1)ABE　(2)(ⅰ)12.0 cm　(ⅱ)13.2 cm 3.(2017·河南開封5月質(zhì)檢，33)(1)下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大 B.布朗運(yùn)動不是液體(氣體)分子的

35、運(yùn)動，但它可以說明液體(氣體)分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 D.第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第一定律 E.某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝ (2)如圖3所示，是一個連通器裝置，連通器的右管內(nèi)徑為左管的兩倍，左管封閉，封閉空氣柱長為30 cm，左右兩管水銀面高度差h1＝37.5 cm，左管封閉端下60 cm處有一細(xì)管用開關(guān)D封閉，細(xì)管上端與大氣連通，若將開關(guān)D打開(空氣能進(jìn)入但水銀不會流入細(xì)管)，穩(wěn)定后會在左管內(nèi)產(chǎn)生一段新的空氣柱。已知外界大氣壓強(qiáng)p0＝75

36、 cmHg。求：穩(wěn)定后左管內(nèi)的所有空氣柱的總長度為多少？ 　　　圖3 解析　(1)根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放出熱量，若外界對氣體做功，溫度可能升高，其分子的平均動能可能增大，故A正確；布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是液體(氣體)分子的運(yùn)動，但它可以說明液體(氣體)分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，故B正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力總是隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距離的減小，分子力做負(fù)功，所以分子勢能也增大，故C正確；第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律，但違反了熱力學(xué)第二定律，故D錯誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝

37、，而氣體此式不成立，故E錯誤。 (2)設(shè)連通器左管的橫截面積為S1，初始狀態(tài)左管空氣柱的壓強(qiáng) p1＝p0－h(huán)1＝37.5 cmHg，L1＝30 cm， 空氣進(jìn)入后將左管水銀柱隔為兩段，上段水銀柱長為 h2＝30 cm， 對左管上段空氣柱p2＝p0－h(huán)2＝45 cmHg 由p1L1S＝p2L2S得：L2＝＝25 cm 上段水銀柱上移，形成的空氣柱長為5 cm，下段空氣柱下移，設(shè)下移的距離為x，由于右管內(nèi)徑為左管的2倍，則右管橫截面積為左管的4倍， 由等式：7.5－x＝x 解得：x＝6 cm 所以左管內(nèi)的所有空氣柱總長為： L＝(6＋5＋25) cm＝36 cm。 答案　(

38、1)ABC　(2)36 cm 4.(2017·陜西漢中質(zhì)檢)關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學(xué)規(guī)律，下列說法中正確的是________。(填正確答案標(biāo)號) A.只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積 B.懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動就越明顯 C.密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大 D.用打氣筒的活塞壓縮氣體很費(fèi)力，說明分子間有斥力 E.物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，分子的平均動能就越大 (2)如圖4甲所示，上端開口的光滑圓柱形汽缸豎直放置，截面積S＝20 cm2的活塞將一定質(zhì)量的氣體和一形狀不規(guī)則的物體M封閉在汽缸

39、內(nèi)。在汽缸內(nèi)距底H＝30 cm處有a、b兩限制裝置(a、b的體積可以忽略)，使活塞只能向上滑動。開始時(shí)活塞擱在a、b上，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0(p0＝1.0×105 Pa為大氣壓強(qiáng))，溫度為27 ℃?，F(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，其狀態(tài)變化如圖乙中的A、B、C所示，從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中活塞上升了4 cm?；钊宦?，缸內(nèi)氣體可視為理想氣體，g＝10 m/s2。求活塞的質(zhì)量和物體M的體積。 圖4 解析　(1)因?yàn)闅怏w分子不是緊密地靠在一起，所以知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子所占的體積，不能計(jì)算出分子體積，故A錯誤；懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動越明顯，故B正確；密

40、封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，分子的平均動能增大，則氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大，故C正確；用打氣筒的活塞壓縮氣體很費(fèi)力，原因是壓縮后氣體壓強(qiáng)增大，故D錯誤；溫度是分子運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志，也是分子平均動能的標(biāo)志，故E正確。 (2)由圖象可判斷缸內(nèi)氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B為等容變化，＝ 到狀態(tài)B時(shí)活塞離開a、b，設(shè)活塞的質(zhì)量為m， pB＝p0＋ 可解得m＝2 kg 從狀態(tài)B到狀態(tài)C缸內(nèi)氣體等壓變化，設(shè)缸內(nèi)氣體初狀態(tài)的體積為V0， ＝ 可得V0＝440 cm3 物體M的體積VM＝SH－V0＝160 cm3 答案　(1)BCE　(2)160 cm3 - 19 -