（江蘇專(zhuān)版）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 熱學(xué)學(xué)案 選修3-3

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1、 第十二章 熱學(xué)[選修3－3] 第1節(jié)分子動(dòng)理論__內(nèi)能 (1)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(×) (2)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。(√) (3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。(×) (4)－33 ℃＝240 K。(×) (5)分子動(dòng)能指的是由于分子定向移動(dòng)具有的能。 (×) (6)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大。(√) (7)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能一定相同。(×) 突破點(diǎn)(一)　微觀量的估算 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

2、)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)。 (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＝。 2．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ρ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

3、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)：n＝NA。 (5)體積為V的物體中所含的分子數(shù)：n＝NA。 [題點(diǎn)全練] 1．已知某氣體的摩爾體積為22.4 L/mol，摩爾質(zhì)量為18 g/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023 mol－1，由以上數(shù)據(jù)不能估算出這種氣體(　　) A．每個(gè)分子的質(zhì)量　　 　　 B．每個(gè)分子的體積 C．每個(gè)分子占據(jù)的空間 D．1 g氣體中所含的分子個(gè)數(shù) 解析：選B　每個(gè)分子質(zhì)量m0＝＝ g≈3×10－23 g，故A可求。根據(jù)摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，由V＝

4、可以求出每個(gè)分子所占的體積，不能求解每個(gè)分子的體積，故B不可求，C可求。1 g氣體所含的分子個(gè)數(shù)N＝NA，故D可求。 2．[多選](2016·上海高考)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m 。若1摩爾該氣體的體積為Vm，密度為ρ，則該氣體單位體積分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析：選ABC　1摩爾該氣體的體積為Vm，則單位體積分子數(shù)為n＝，氣體的摩爾質(zhì)量為M，分子質(zhì)量為m，則1 mol氣體的分子數(shù)為NA＝，可得n＝，單位體積的質(zhì)量等于單位體積乘以密度，質(zhì)量除以摩爾質(zhì)量等于摩爾數(shù)，則有n＝，故D錯(cuò)誤，A、B、C正確。 3．(2017·江蘇高考

5、)科學(xué)家可以運(yùn)用無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來(lái)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(qǐng)估算該蛋白的密度。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：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(duì))。 答案：1×103 kg/m3(或5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3都算對(duì)) 突破點(diǎn)(二)　擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)散現(xiàn)

6、象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較 擴(kuò)散現(xiàn)象 布朗運(yùn)動(dòng) 分子熱運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)主體 分子 固體微小顆粒 分子 區(qū)別 分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間 微小顆粒的運(yùn)動(dòng)，是比分子大得多的分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)，但它本身及周?chē)姆肿尤栽谧鰺徇\(yùn)動(dòng) 分子的運(yùn)動(dòng)，分子無(wú)論大小都做熱運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到 觀察 裸眼可見(jiàn) 光學(xué)顯微鏡 電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡 共同點(diǎn) 都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都隨溫度的升高而變得更加激烈 聯(lián)系 布朗運(yùn)動(dòng)是由于微小顆粒受到周?chē)肿幼鰺徇\(yùn)動(dòng)的撞擊力不平衡而引起的，它是分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

7、 [題點(diǎn)全練] 1．[多選](2018·衡水檢測(cè))關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快 B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng) C．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 D．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的 解析：選AC　溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越激烈，所以擴(kuò)散進(jìn)行得越快，故A正確；擴(kuò)散現(xiàn)象是分子熱運(yùn)動(dòng)引起的，沒(méi)有產(chǎn)生新的物質(zhì)，是物理現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，可以在固體、液體、氣體中產(chǎn)生，擴(kuò)散速度與溫度和物質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)，故C正確；液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體分子的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。 2．(2016·北京高考)霧

8、霾天氣是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類(lèi)活動(dòng)相互作用的結(jié)果。霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并且PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10 μm、2.5 μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫(xiě))。 某科研機(jī)構(gòu)對(duì)北京地區(qū)的檢測(cè)結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時(shí)間變化。 據(jù)此材料，以下敘述正確的是(　　) A．PM10表示直徑小于或等于1.0×10－6 m的懸浮顆粒物 B．PM10受到的

9、空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力 C．PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運(yùn)動(dòng) D．PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大 解析：選C　PM10直徑小于或等于10 μm，即1.0×10－5 m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；PM10懸浮在空中，表明空氣分子作用力的合力與其重力平衡，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；PM10和大懸浮顆粒物的大小符合做布朗運(yùn)動(dòng)的條件，選項(xiàng)C正確；據(jù)題中材料不能判斷PM2.5濃度隨高度的增加而增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．(2017·江蘇高考)圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線(xiàn)的圖片，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長(zhǎng)度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同

10、，________(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(yùn)動(dòng)較劇烈。 解析：影響布朗運(yùn)動(dòng)快慢的因素有兩個(gè)，即懸浮顆粒的大小和液體溫度，顆粒越小布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，液體溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，從題圖可以看出，乙中炭粒的布朗運(yùn)動(dòng)明顯，因此溫度相同時(shí)，甲中炭粒的顆粒大；顆粒相同時(shí)，乙中水的溫度高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈。 答案：甲　乙 突破點(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(xiàn)如圖所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。 (1)當(dāng)r＞r0時(shí)，分子力為引力，當(dāng)r增大時(shí)，分子

11、力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加。 (2)當(dāng)r＜r0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)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小。 [典例]　(2018·宿遷期末)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O上，乙分子位于r軸上距原點(diǎn)r2的位置。虛線(xiàn)分別表示分子間斥力F斥和引力F引的變化情況，實(shí)線(xiàn)表示分子間的斥力和引力的合力F變化情況。若把乙分子由靜止釋放，則下列關(guān)于乙分子的說(shuō)法正確的是(　　) A．從r2到r0，分子勢(shì)能一直減小 B．從r2到r0，分子勢(shì)能先減小后增加 C．從r2到r0，分子勢(shì)能先增加后減小 D．從r2到r1做加速運(yùn)動(dòng)，從r1向r0做減速運(yùn)動(dòng) [解析]　從r2到

12、r0，分子力為引力，運(yùn)動(dòng)方向與力同向，故分子力一直做正功，故分子勢(shì)能一直減小，故A正確，B、C錯(cuò)誤；從r2到r1以及從r1向r0運(yùn)動(dòng)過(guò)程中分子力均為引力，與運(yùn)動(dòng)方向同向，故分子一直做加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。 [答案]　A [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)能變化的兩種方法 ①看分子力的做功情況。 ②直接由分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線(xiàn)判斷，但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線(xiàn)的區(qū)別。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．[多選]下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子

13、間的作用表現(xiàn)為相互吸引 B．氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi)，這是因?yàn)闅怏w分子之間斥力大于引力 C．一個(gè)物體在分子間顯引力時(shí)分子勢(shì)能一定大于分子間引力和斥力大小相等時(shí)的分子勢(shì)能 D．分子間距離增大時(shí)分子勢(shì)能一定減小 解析：選AC　液體與大氣相接觸，液體表面層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，故A正確。氣體如果失去了容器的約束就會(huì)散開(kāi)，是因?yàn)闅怏w分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；而氣體分子間的距離較大，分子間的作用力很小，氣體分子比較自由，故B錯(cuò)誤。根據(jù)分子勢(shì)能的特點(diǎn)可知，分子間引力和斥力大小相等時(shí)的分子勢(shì)能最小，所以一個(gè)物體在分子間顯引力時(shí)分子勢(shì)能一定大于分子間引力和

14、斥力大小相等時(shí)的分子勢(shì)能，故C正確。分子勢(shì)能如何變化，不能簡(jiǎn)單看分子間距離如何變化，而應(yīng)分析分子力如何做功，故D錯(cuò)誤。 2.如圖所示為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖像，下列判斷錯(cuò)誤的是(　　 ) A．當(dāng)r＞r0時(shí)，r越小，則分子勢(shì)能Ep越大 B．當(dāng)r＜r0時(shí)，r越小，則分子勢(shì)能Ep越大 C．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能Ep最小 D．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間作用力為零 解析：選A　由題圖可知：分子間距離為r0時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子間的距離為平衡距離；另外，結(jié)合分子力的關(guān)系可知，當(dāng)r大于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，當(dāng)r小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r＞r0時(shí)，r越小，分子引力做正

15、功，則分子勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤；當(dāng)r＜r0時(shí)，r越小，分子間為斥力，分子勢(shì)能增大，故B正確；由以上分析可知，當(dāng)r等于r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，故C正確；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間作用力為零，故D正確。 突破點(diǎn)(四)　物體的內(nèi)能 1．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較 內(nèi)　能 機(jī)　械　能 定義 物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和 物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的統(tǒng)稱(chēng) 決定因素 與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān) 跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān) 量值 任何物體都有內(nèi)能 可以為零 測(cè)量 無(wú)法測(cè)量 可測(cè)量 本質(zhì) 微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果 宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相

16、互作用的結(jié)果 運(yùn)動(dòng)形式 熱運(yùn)動(dòng) 機(jī)械運(yùn)動(dòng) 聯(lián)系 在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒 　　2.內(nèi)能和熱量的比較 內(nèi)　能 熱　量 區(qū)別 是狀態(tài)量，狀態(tài)確定系統(tǒng)的內(nèi)能隨之確定。一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能 是過(guò)程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過(guò)程中轉(zhuǎn)移的能量 聯(lián)系 在只有熱傳遞改變物體內(nèi)能的情況下，物體內(nèi)能的改變量在數(shù)值上等于物體吸收或放出的熱量 [典例]　[多選]關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是(　　) A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大 B．物體的內(nèi)能不可能為零 C．內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同 D．物體的內(nèi)能與物體

17、的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān) [思路點(diǎn)撥]　解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)： (1)分子是永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的。 (2)溫度是分子平均動(dòng)能的唯一決定因素。 (3)物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和物質(zhì)的量均有關(guān)。 [解析]　溫度高低反映分子平均動(dòng)能的大小，但由于物體不同，分子數(shù)目不同，所處狀態(tài)不同，無(wú)法反映內(nèi)能的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子都在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此，任何物體內(nèi)能不可能為零，選項(xiàng)B正確；內(nèi)能不同的兩個(gè)物體，它們的溫度可以相同，即它們的分子平均動(dòng)能可以相同，選項(xiàng)C正確；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)，故選項(xiàng)D正確。 [答案]　BCD [方法規(guī)律] 分析

18、物體的內(nèi)能問(wèn)題的四點(diǎn)提醒 (1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在某個(gè)分子內(nèi)能的說(shuō)法。 (2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)，還與物態(tài)有關(guān)系。 (3)通過(guò)做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。 (4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·連云港調(diào)研)已知水的密度會(huì)隨溫度的變化而變化，現(xiàn)給體積相同的玻璃瓶甲、乙分別裝滿(mǎn)溫度為60 ℃的熱水和0 ℃的冷水(如圖所示)。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以甲瓶中水分子的平均動(dòng)能比乙瓶中水分子的平均動(dòng)能大 B．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)愈顯著，所以甲瓶

19、中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比乙瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著 C．甲瓶中水的內(nèi)能與乙瓶中水的內(nèi)能相等 D．由于甲、乙兩瓶水體積相等，所以甲、乙兩瓶中水分子間的平均距離相等 解析：選A　溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，甲的溫度高，故甲的分子平均動(dòng)能大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是水分子的運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；因兩水的溫度不同，并且物質(zhì)的量不一定相同，因此內(nèi)能不一定相等，故C錯(cuò)誤；因水的密度會(huì)隨溫度的變化而變化，不同溫度時(shí)水分子的平均距離不同，故D錯(cuò)誤。 2．比較氫氣和氧氣，不考慮分子勢(shì)能，下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．在相同溫度下，氧分子和氫分子具有相同的平均速率 B．質(zhì)量和

20、溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能 C．體積和溫度都相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能 D．摩爾數(shù)和溫度都相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能 解析：選D　溫度相同，則分子的平均動(dòng)能相同，而氫氣的分子質(zhì)量小，所以氧分子比氫分子具有的平均速率小，故A錯(cuò)誤；質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，由于氫氣的分子質(zhì)量小，所以氫氣分子個(gè)數(shù)多，而溫度相同，分子的平均動(dòng)能相同，因此氫氣的內(nèi)能比氧氣大，故B錯(cuò)誤；氣體的體積隨容積的改變而改變，故無(wú)法判斷含有物質(zhì)的量的多少，故無(wú)法判定內(nèi)能是否相等，故C錯(cuò)誤；摩爾數(shù)相同，則分子個(gè)數(shù)相同，又由于溫度相同，則分子的平均動(dòng)能相同，因此氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能，故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

21、：微觀量的估算 1．[多選](2018·蘇州模擬)關(guān)于實(shí)驗(yàn)“用油膜法估測(cè)分子大小”，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．為了防止酒精的揮發(fā)，配置的油酸酒精溶液不能長(zhǎng)時(shí)間放置 B．用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后，應(yīng)立即將油膜的形狀描下來(lái) C．處理數(shù)據(jù)時(shí)將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就得到了油酸分子的直徑 D．若實(shí)驗(yàn)中撒的痱子粉過(guò)多，則計(jì)算得到的油酸分子的直徑將偏大 解析：選AD　為了防止酒精的揮發(fā)，配置的油酸酒精溶液不能長(zhǎng)時(shí)間放置，故A正確；實(shí)驗(yàn)中滴入油酸酒精溶液，等油膜的形狀穩(wěn)定之后再描繪其形狀，故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式d＝求出油酸分子的直徑，實(shí)驗(yàn)前必須設(shè)法弄清一滴油酸酒精溶液含有

22、純油酸的體積，故C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)先將痱子粉均勻?yàn)⒃谒嫔线m量即可，不能太多，為了看清油酸薄膜的形狀，若撒的痱子粉過(guò)多，則計(jì)算得到的油膜的面積偏小，那么油酸分子的直徑將偏大，故D正確。 2．[多選]已知阿伏加德羅常數(shù)為N，鋁的摩爾質(zhì)量為M，鋁的密度為ρ，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．1 kg鋁所含原子數(shù)為ρN B．1個(gè)鋁原子的質(zhì)量為 C．1 m3鋁所含原子數(shù)為 D．1個(gè)鋁原子所占的體積為 解析：選BD　1 kg鋁所含的原子數(shù)目為N′＝·N，故A錯(cuò)誤；1個(gè)鋁原子的質(zhì)量為，故B正確；1 m3鋁的物質(zhì)的量n＝，原子數(shù)目為N′＝n·N，聯(lián)立以上各式解得1 m3鋁的原子數(shù)為，故C錯(cuò)誤；1個(gè)鋁原

23、子所占的體積為，故D正確。 3．(2018·宿遷模擬)成年人在正常狀態(tài)下1分鐘呼吸18次，每次吸入的空氣約為500 mL，空氣中氧氣的含量約為21%，氧氣的密度約為1.4 kg/m3、摩爾質(zhì)量為3.2×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023 mol－1。求一個(gè)成年人在一晝夜的時(shí)間內(nèi)： (1)吸入氧氣的質(zhì)量； (2)吸入氧氣的分子數(shù)。(上述結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)吸入氧氣的體積V＝n0V0η＝×18×500×10－6×21% m3＝2.72 m3，吸入氧氣的質(zhì)量m＝ρV＝1.4×2.72 kg＝4 kg。 (2)吸入的氧氣分子數(shù)N＝NA 解得N＝×

24、6.0×1023＝7×1025。 答案：(1)4 kg　(2)7×1025個(gè) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng) 4．[多選](2015·山東高考)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻。關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是(　　) A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均勻的過(guò)程中，水分子和碳粒都做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速 D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的 解析：選BC　墨滴入水，最后混合均勻，是擴(kuò)散現(xiàn)象，碳粒做布朗運(yùn)動(dòng)，水分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)；碳粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得越迅速，選項(xiàng)B、C正確。 5.(

25、2018·昆山期末)如圖描繪了一顆懸浮微粒受到周?chē)后w分子撞擊的情景，以下關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．液體溫度越低，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈 C．懸浮微粒越大，液體分子撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯 D．懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的 解析：選D　布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是由于液體分子對(duì)顆粒撞擊力不平衡造成的，所以布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但不是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；液體的溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，則布朗運(yùn)動(dòng)也越劇烈，故B錯(cuò)誤；懸浮微粒越大，同一時(shí)刻撞擊微粒的液體分子數(shù)越

26、多，液體分子對(duì)微粒的撞擊作用力越平衡，現(xiàn)象越不明顯，故C錯(cuò)誤；懸浮微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊造成的，故D正確。 6．[多選](2018·常州一中一模)近期我國(guó)多個(gè)城市的PM2.5數(shù)值突破警戒線(xiàn)，受影響最嚴(yán)重的是京津冀地區(qū)，霧霾籠罩，大氣污染嚴(yán)重。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，飄浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后危害人體健康，礦物燃料的燃燒是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說(shuō)法中正確的是(　　) A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng) B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng) C．溫度越低PM2.5活動(dòng)

27、越劇烈 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 解析：選BD　“PM2.5”是指直徑小于等于2.5微米的顆粒物，其尺寸遠(yuǎn)大于空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)，故A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，屬于布朗運(yùn)動(dòng)，故B正確；大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞，溫度越高，空氣分子對(duì)顆粒的撞擊越劇烈，則PM2.5的運(yùn)動(dòng)越激烈，故C錯(cuò)誤；導(dǎo)致PM2.5增多的主要原因是礦物燃料的燃燒，故應(yīng)該提倡低碳生活，并可有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故D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 7.(2018·連云港質(zhì)檢)如圖所示，用細(xì)線(xiàn)將一塊玻璃

28、板水平地懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端，并使玻璃板貼在水面上，然后緩慢提起彈簧測(cè)力計(jì)，在玻璃板脫離水面的一瞬間，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)會(huì)突然增大，主要原因是(　　) A．水分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B．玻璃板受到大氣壓力作用 C．水與玻璃間存在萬(wàn)有引力作用 D．水與玻璃間存在分子引力作用 解析：選D　彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)會(huì)突然增大的主要原因是：水與玻璃間存在分子引力作用，選項(xiàng)D正確。 8．(2018·鹽城二模)甲和乙兩個(gè)分子，設(shè)甲固定不動(dòng)，乙從無(wú)窮遠(yuǎn)處(此時(shí)分子間的分子力可忽略，取分子勢(shì)能為0)逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過(guò)程中(　　) A．分子間的引力和斥力都在減小 B．分子間作用力的合力一直增大 C．

29、分子間的力先做負(fù)功后做正功 D．分子勢(shì)能先減小后增大 解析：選D　分子間的引力和斥力都隨分子之間距離的減小而增大，故A錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)由于兩分子之間的距離大于r0，分子力表現(xiàn)為引力，并且隨距離的減小，先增大后減??；當(dāng)分子間距小于r0時(shí)，分子力為斥力，隨分子距離的減小而增大，故B錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)由于兩分子之間的距離大于r0，因此分子力為引力，當(dāng)相互靠近時(shí)分子力做正功，分子勢(shì)能減少；當(dāng)分子間距小于r0時(shí)，分子力為斥力，相互靠近時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故C錯(cuò)誤，D正確。 9．(2018·揚(yáng)州質(zhì)檢)根據(jù)分子動(dòng)理論，分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，并具有分子勢(shì)能。當(dāng)分子間距離減小時(shí)，下列說(shuō)法

30、正確的是(　　) A．分子間引力一定增大　　 B．分子間斥力一定減小 C．分子勢(shì)能一定增大 D．引力和斥力的合力一定增大 解析：選A　分子之間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r>r0時(shí)，分子間表現(xiàn)為引力，分子間距離減小時(shí)，分子力做正功，分子勢(shì)能減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)r>r0時(shí)，隨著分子間距離的減小，分子力先增大，再減小，當(dāng)r

31、0時(shí)，F(xiàn)斥與F引大小不等 D．F引與F斥隨r增大而減小 解析：選D　由題圖可知，分子引力與分子斥力都隨分子距離的增大而減小，故A錯(cuò)誤，D正確；r小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，隨距離的增大分子力減小；當(dāng)r大于r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大分子力先增大后減小，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，r＝r0時(shí)，F(xiàn)斥與F引大小相等，故C錯(cuò)誤。 11.如圖所示，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)分子的距離，圖中兩條曲線(xiàn)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(xiàn)的交點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)b為斥力曲線(xiàn)，cd為引力曲線(xiàn)，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10

32、－10m B．a(chǎn)b為引力曲線(xiàn)，cd為斥力曲線(xiàn)，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10m C．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B　在F-r圖像中，隨著距離的增大斥力比引力變化的快，所以ab為引力曲線(xiàn)，cd為斥力曲線(xiàn)，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級(jí)時(shí)，引力等于斥力，所以e點(diǎn)的橫坐標(biāo)為10－10m，故A錯(cuò)誤，B正確；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)為引力，故C錯(cuò)誤；若兩個(gè)分子間距離越來(lái)越大，小于平衡位置距離時(shí)，受到斥力的作用，斥力做正功；大于平衡位置距離時(shí)，受到引力的作用，引力做負(fù)功，

33、故分子勢(shì)能先減小后增大，故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 12．[多選]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中兩條曲線(xiàn)所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖中虛線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形 B．圖中實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形 C．圖中曲線(xiàn)給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目 D．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：選AB　題圖中虛線(xiàn)占百分比較大的分子速率較小，所以對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形，選項(xiàng)A正確；題圖中實(shí)線(xiàn)占百分比較大的分子

34、速率較大，分子平均動(dòng)能較大，根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，可知實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 ℃時(shí)的情形，選項(xiàng)B正確；根據(jù)分子速率分布圖可知，題圖中曲線(xiàn)給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目占總分子數(shù)的百分比，不能得出任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由分子速率分布圖可知，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)的百分比較小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 13．對(duì)于下列熱學(xué)問(wèn)題，說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)兩個(gè)分子間的力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距越小，引力與斥力的合力就越小，分子勢(shì)能越小 B．當(dāng)兩個(gè)分子間的力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距越小，引力與斥力的合力就越大，分子

35、勢(shì)能越大 C．當(dāng)懸浮在液體中的顆粒越小時(shí)，顆粒受到周?chē)后w分子的碰撞機(jī)會(huì)就越少，布朗運(yùn)動(dòng)就越不明顯 D．用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油酸的密度即可 解析：選B　當(dāng)兩個(gè)分子間的力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距減小，引力與斥力的合力可能減小，也可能先增大后減??；當(dāng)分子間為引力時(shí)，分子間距離減小時(shí)，分子力做正功；分子勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤。當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力和斥力均增大，但斥力增大快，所以當(dāng)兩個(gè)分子間的力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距越小，引力與斥力的合力就越大；若分子間為斥力時(shí)，分子之間的距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能越大，故B正確。當(dāng)懸浮在液體中的顆粒越小時(shí)，顆粒受

36、到周?chē)后w分子的碰撞機(jī)會(huì)就越少，顆粒的受力就越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，故C錯(cuò)誤。用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，只需再知道油的摩爾體積即可，故D錯(cuò)誤。 14．[多選](2018·江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)下列敘述中正確的是(　　) A．布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增加而增加 C．已知水的密度和水的摩爾質(zhì)量，則可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) D．?dāng)U散現(xiàn)象說(shuō)明分子之間存在空隙，同時(shí)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 解析：選BD　布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體微粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子距

37、離增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故B正確；已知水的密度和水的摩爾質(zhì)量，只能求出水的摩爾體積，求不出阿伏加德羅常數(shù)，故C錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明分子之間存在空隙，同時(shí)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D正確。 15．[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 D．1 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

38、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。 16．(2018·連云港模擬)下列有關(guān)分子動(dòng)理論的各種說(shuō)法，正確的是(　　) A．溫度低的物體內(nèi)能小 B．溫度低的物體，其分子的平均動(dòng)能也必然小 C．做加速運(yùn)動(dòng)的物體，由于速度越來(lái)越大，因此物體分子的平均動(dòng)能越來(lái)越大 D．0 ℃的鐵和0 ℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能可能不相同 解析：選B　溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度低只能說(shuō)明分子平均動(dòng)能小，不能說(shuō)明分子總動(dòng)能和分子的總勢(shì)能小，而內(nèi)

39、能包括分子總動(dòng)能和分子勢(shì)能，故A錯(cuò)誤；溫度低的物體，分子的平均動(dòng)能一定小，故B正確；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，與物體是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的唯一標(biāo)志，溫度相同說(shuō)明分子平均動(dòng)能相同，0 ℃的鐵和0 ℃的冰，它們的分子平均動(dòng)能相同，故D錯(cuò)誤。 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)榫w的物質(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。(√)

40、(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。(√) 突破點(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)凡是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。 (3)凡是具有確定熔點(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 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 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

41、一層繃緊的彈性薄膜 表面張力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各條分界線(xiàn) 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 [題點(diǎn)全練] 1．[多選]關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體 B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的 C．單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn) D．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的 解析：選BC　金剛石、水晶和食鹽是晶體，玻璃是非晶體，A錯(cuò)誤；晶體的分子排列規(guī)則，且有固定的熔點(diǎn)，非晶體的分子排列不規(guī)則，

42、且沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，故B、C正確；單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，多晶體和非晶體的物理性質(zhì)是各向同性的，故D錯(cuò)誤。 2．(2018·徐州調(diào)研)關(guān)于液晶，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．液晶是晶體 B．液晶是液體和晶體的混合物 C．液晶表現(xiàn)各向同性的性質(zhì) D．筆記本電腦的彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖希壕е须妶?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色 解析：選D　液晶像液體一樣可以流動(dòng)，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類(lèi)物質(zhì)，它不是單純的晶體，故A錯(cuò)誤；液晶不是液體和晶體的混合物，故B錯(cuò)誤；液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，故C錯(cuò)誤；筆記本電腦的

43、彩色顯示器，是因?yàn)樵谝壕е袚饺肓松倭慷嗌匀玖?，液晶中電?chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸收強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色，故D正確。 3．[多選](2018·南京一模)在潮濕天氣里，若空氣的相對(duì)濕度為98%，洗過(guò)的衣服不容易晾干，這時(shí)(　　) A．沒(méi)有水分子從濕衣服中飛出 B．有水分子從濕衣服中飛出，也有水分子回到濕衣服中 C．空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)略小于同溫度水的飽和汽壓 D．空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)比同溫度水的飽和汽壓小很多 解析：選BC　因?yàn)榉肿釉谧鲇啦煌Ｏ⒌臒o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以有水分子從濕衣服中飛出，也有水分子回到濕衣服中，故A錯(cuò)誤，B正確；相對(duì)濕度等于水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)和同溫度下水

44、的飽和汽壓的百分比，空氣的相對(duì)濕度為98%，可知空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)略小于同溫度水的飽和氣壓，故C正確，D錯(cuò)誤。 突破點(diǎn)(二)　氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1．氣體壓強(qiáng) (1)產(chǎn)生原因：由于大量氣體分子無(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。 2．三大氣體實(shí)驗(yàn)定律 (1)玻意耳定律(等溫變化)： p1V1＝p2V2或pV＝C(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)：

45、 ＝或＝C(常數(shù))。 3．利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題的基本思路 [典例]　(2018·徐州模擬)如圖所示，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。已知活塞質(zhì)量m＝2 kg，橫截面積S＝1×10－3m2，環(huán)境溫度t＝0 ℃且保持不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105 Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol＝22.4 L/mol，g＝10 m/s2?，F(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至開(kāi)口水平，求： (1)汽缸開(kāi)口水平時(shí)，被封閉氣體的體積V； (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個(gè)數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。 [審題指導(dǎo)]

46、 (1)先根據(jù)受力平衡求出汽缸開(kāi)口豎直向上時(shí)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)，根據(jù)玻意耳定律即可求解。 (2)汽缸轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)，氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，求出氣體的物質(zhì)的量，再乘以阿伏加德羅常數(shù)，即可求解。 [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(gè)數(shù)N＝×NA＝×6×1023＝2×1022個(gè)。 [答案]　(1)6×10－4 m3　(2)2×1022個(gè) [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(2018·揚(yáng)州一模)游客到高原旅游常購(gòu)買(mǎi)便攜式氧氣袋，袋內(nèi)密閉一定質(zhì)量的氧氣，可

47、視為理想氣體，溫度為0 ℃時(shí)，袋內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.25 atm，體積為40 L，求袋內(nèi)氧氣的分子數(shù)(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1，在標(biāo)準(zhǔn)狀況(壓強(qiáng)p0＝1 atm、溫度t0＝0 ℃)下，理想氣體的摩爾體積都為22.4 L。 解析：由于等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p0V0， 得V0＝，代入數(shù)據(jù)，解得：V0＝50 L 那么分子數(shù)n＝NA＝×6×1023＝1×1024個(gè)。 答案：1×1024個(gè) 2.(2018·蘇州六安教研會(huì)質(zhì)檢)如圖所示，在長(zhǎng)為l＝57 cm的一端封閉、另一端開(kāi)口向上的豎直玻璃管內(nèi)，用4 cm高的水銀柱封閉著51 cm長(zhǎng)

48、的理想氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為33 ℃?，F(xiàn)將水銀徐徐注入管中，直到水銀面與管口相平，此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)為多少？接著緩慢對(duì)玻璃管加熱升溫至多少時(shí)，管中剛好只剩下4 cm高的水銀柱？(大氣壓強(qiáng)為p0＝76 cmHg) 解析：設(shè)玻璃管的橫截面積為S， 初態(tài)時(shí)，管內(nèi)氣體的溫度為T(mén)1＝306 K，體積為V1＝51S cm3， 壓強(qiáng)為p1＝p0＋h＝80 cmHg。 當(dāng)水銀面與管口相平時(shí)，設(shè)水銀柱高為H， 則管內(nèi)氣體的體積為V2＝(57－H)S cm3， 壓強(qiáng)為p2＝p0＋H＝(76＋H)cmHg。 由玻意耳定律得，p1V1＝p2V2， 代入數(shù)據(jù)，解得H＝9 cm，所以p2＝85 cmH

49、g。 設(shè)溫度升至T時(shí)，水銀柱剛好高為4 cm，管內(nèi)氣體的體積為V3＝53S cm3，壓強(qiáng)為p3＝p0＋h＝80 cmHg。 由蓋—呂薩克定律得＝， 代入數(shù)據(jù)，解得T＝318 K。 答案：85 cmHg　318 K 突破點(diǎn)(三)　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

50、)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]　(2018·連云港模擬)如圖所示，足夠長(zhǎng)的圓柱形汽缸豎直放置，其橫截面積為1×10－3m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m＝2 kg的活塞，活塞與汽缸壁封閉良好，不計(jì)摩擦。開(kāi)始時(shí)活塞被銷(xiāo)子K銷(xiāo)于如圖位置，離缸底12 cm，此時(shí)汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)為1.5×105 Pa，溫度為300 K。外界大氣壓為1.0×105 Pa，g取10 m/s2。 (1)現(xiàn)對(duì)密閉氣體加熱，當(dāng)溫度升到400 K時(shí)，其壓強(qiáng)多大？ (2)若在此時(shí)拔去銷(xiāo)子

51、K，活塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它最后靜止在某一位置時(shí)，汽缸內(nèi)氣體的溫度為360 K，則這時(shí)活塞離缸底的距離為多少？ [審題指導(dǎo)] (1)由于銷(xiāo)子的作用，氣體的體積不會(huì)變化，確定氣體的兩個(gè)狀態(tài)，分析其狀態(tài)參量，利用等容變化可解得結(jié)果。 (2)拔去銷(xiāo)子K后，活塞會(huì)向上移動(dòng)直至內(nèi)外壓強(qiáng)一致，確定此時(shí)的狀態(tài)參量，結(jié)合第一個(gè)狀態(tài)，利用理想氣體的狀態(tài)方程可解得活塞距離缸底的距離。 [解析]　(1)由題意可知?dú)怏w體積不變， 狀態(tài)Ⅰ：p1＝1.5×105 Pa，T1＝300 K，V1＝1×10－3×0.12 m3 狀態(tài)Ⅱ：p2＝？，T2＝400 K 由等容變化有：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：p2＝2×105

52、Pa。 (2)狀態(tài)Ⅲ：p3＝p0＋＝1.2×105 Pa，T3＝360 K，V3＝1×10－3×l m3 由理想氣體狀態(tài)方程有：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：l＝0.18 m＝18 cm。 [答案]　(1)2×105 Pa　(2)18 cm [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．[多選](2018·南充期末)一定質(zhì)量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時(shí)其壓強(qiáng)為p0，有人設(shè)計(jì)了四種途徑，使氣體經(jīng)過(guò)每種途徑后壓強(qiáng)仍為p0。下面四種途徑中可能的途徑是(　　) A．先等溫膨脹，再等容降壓 B．先等溫壓縮，再等容降溫 C．先等容升溫，再等溫壓縮 D．先等容降溫，再等溫壓縮 解析：選BD　氣體先等溫膨脹，溫度T不變，體

53、積V增大，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，壓強(qiáng)p減小，然后再等容降壓，壓強(qiáng)進(jìn)一步減小，在整個(gè)過(guò)程中壓強(qiáng)不可能不變，故A錯(cuò)誤；先等溫壓縮，溫度T不變，體積V變小，由＝C可知，壓強(qiáng)p變大，再等容降溫，體積V不變，溫度T減小，由＝C可知，壓強(qiáng)p減小，整個(gè)過(guò)程壓強(qiáng)可能不變，故B正確；先等容升溫，體積V不變，溫度T升高，由＝C可知，壓強(qiáng)p增大，再等溫壓縮，T不變，V變小，由＝C可知，壓強(qiáng)p增大，整個(gè)過(guò)程壓強(qiáng)變大，故C錯(cuò)誤；先等容降溫，體積V不變，T降低，由＝C可知，壓強(qiáng)p降低，再等溫壓縮，T不變，V變小，由＝C可知，p變大，整個(gè)過(guò)程壓強(qiáng)可能不變，故D正確。 2.(2018·徐州期中)一汽缸導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)

54、壁光滑，頂部裝有卡環(huán)。質(zhì)量m＝2 kg厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間密封了一定質(zhì)量的理想氣體。汽缸豎直放置時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離l0＝20 cm，如圖甲所示。己知汽缸橫截面積S＝1×10－3 m2、卡環(huán)到汽缸底部的距離L＝30 cm，環(huán)境溫度T0＝300 K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。現(xiàn)將汽缸水平放置，如圖乙所示。此時(shí)，活塞向卡環(huán)處移動(dòng)，問(wèn)： (1)活塞最終靜止在距離汽缸底部多遠(yuǎn)處？ (2)若活塞最終沒(méi)有到達(dá)汽缸頂部卡環(huán)處，為使活塞到達(dá)卡環(huán)，需將汽缸內(nèi)氣體的溫度緩緩升高到多少？ 解析：(1)汽缸豎直放置時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)：p1＝p0＋ 解得：

55、p1＝1.2×105 Pa 汽缸水平放置時(shí)，假設(shè)活塞最終靜止在距離汽缸底部l處，此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)： p2＝p0＝1.0×105 Pa 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有：＝ 將p1＝1.2×105 Pa、V1＝l0S， p2＝1.0×105 Pa、T2＝T1＝300 K、V2＝lS 代入得：l＝1.2l0＝24 cm

56、 cm　(2)375 K 突破點(diǎn)(四)　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(lèi)別 圖線(xiàn) 特點(diǎn) 示例 等溫過(guò)程 p -V pV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線(xiàn)溫度越高，線(xiàn)離原點(diǎn)越遠(yuǎn) p - p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高 等容過(guò)程 p -T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，體積越小 等壓過(guò)程 V -T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，壓強(qiáng)越小 [典例]　(2018·揚(yáng)州一模)一定質(zhì)量的理想氣體體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系圖像如圖所示，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)pA＝p0，溫度TA＝T0，線(xiàn)段AB

57、與V軸平行，BC的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn)。求： (1)氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)pB； (2)氣體在狀態(tài)C時(shí)的壓強(qiáng)pC和溫度TC。 [解析]　(1)由A到B是等溫變化，壓強(qiáng)和體積成反比，根據(jù)玻意耳定律有：pAVA＝pBVB　解得：pB＝。 (2)由B到C是等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得：＝ 解得：TC＝ 由A到C是等容變化，根據(jù)查理定律得：＝ 解得：pC＝。 [答案]　(1)　(2)　 [方法規(guī)律] 氣體狀態(tài)變化的圖像的應(yīng)用技巧 (1)明確點(diǎn)、線(xiàn)的物理意義：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(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(xiàn)段或曲線(xiàn)

58、段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程。 (2)明確斜率的物理意義：在V-T圖像(p-T圖像)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)大小，可以比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率的大小，其規(guī)律是：斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越小；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2014·福建高考)圖為一定質(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T(mén)A、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的(　　) A．TA＜TB，TB＜TC　　　　 B．TA＞TB，TB＝TC C．TA＞TB，TB＜TC D．TA＝TB，TB＞TC

59、 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TA＞TB，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TB＜TC，B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)。 2.[多選](2018·無(wú)錫模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷了B、C狀態(tài)，最后到D狀態(tài)，下列判斷中正確的是(　　) A．A→B溫度升高，壓強(qiáng)不變 B．B→C體積不變，壓強(qiáng)變大 C．B→C體積不變，壓強(qiáng)不變 D．C→D體積變小，壓強(qiáng)變大 解析：選AD　由題圖可知，在A→B的過(guò)程中，氣體溫度升高體積變大，且體積與溫度成正比，由＝C，

60、氣體壓強(qiáng)不變，故A正確；由題圖可知，在B→C的過(guò)程中，體積不變而溫度降低，由＝C可知，壓強(qiáng)p減小，故B、C錯(cuò)誤；由題圖可知，在C→D的過(guò)程中，氣體溫度不變，體積減小，由＝C可知，壓強(qiáng)p增大，故D正確。 3．(2018·常州一中月考)回?zé)崾街评錂C(jī)是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50 K。某臺(tái)設(shè)備工作時(shí)，一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個(gè)過(guò)程：從狀態(tài)A到B和C到D是等溫過(guò)程，溫度分別為t1＝27 ℃和t2＝－133 ℃；從狀態(tài)B到C和D到A是等容過(guò)程，體積分別為V0和5V0。求狀態(tài)B與D的壓強(qiáng)之比。 解析：A到B、C到D均為等溫過(guò)程，則TB＝(27＋273)K＝300 K，T

61、D＝(－133＋273)K＝140 K，由理想氣體狀態(tài)方程可知：＝ 得：＝＝＝≈10.7。 答案：10.7 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：固體、液體的性質(zhì) 1．(2018·泰州模擬)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，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(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此其它物質(zhì)分子不能擴(kuò)散到單晶硅中 C．液晶具有液體的流動(dòng)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 解析：選C　當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，分子間距離r＞r0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距增加，分子力可能先增大，

62、后減小，故A錯(cuò)誤；單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但分子之間仍然存在間隙，其它物質(zhì)分子能擴(kuò)散到單晶硅中，故B錯(cuò)誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，與體積無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。 2．(2018·蘇州期末)關(guān)于固體與液體，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．若物體表現(xiàn)為各向同性，則該物體一定是非晶體 B．液晶中分子排列的有序性介于晶體和液體之間 C．露水總是出現(xiàn)在夜間和清晨，是氣溫變化使空氣里原來(lái)飽和的水蒸氣液化的緣故 D．有的物質(zhì)能夠生成種類(lèi)不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈⒘Ｄ軌蛐纬刹煌目臻g結(jié)構(gòu) 解析：選A　多晶體也具

63、有各向同性，所以若物體表現(xiàn)為各向同性，則該物體不一定是非晶體，故A錯(cuò)誤；液晶一方面像液體具有流動(dòng)性，另一方面又像晶體，分子在特定方向排列比較整齊有序，具有各向異性的特點(diǎn)，故B正確；當(dāng)絕對(duì)濕度不變的情況下，溫度降低，飽和汽壓降低，所以相對(duì)濕度變大，當(dāng)達(dá)到飽和以后，隨著溫度的繼續(xù)降低，水蒸氣將液化為水，即露水，故C正確；有的物質(zhì)能夠生成種類(lèi)不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈⒘Ｄ軌蛐纬刹煌目臻g結(jié)構(gòu)，故D正確。 3．(2018·徐州期末)下列有關(guān)液體和液晶說(shuō)法不正確的是(　　) A．水對(duì)任何物體都是浸潤(rùn)的 B．液晶分子排列的有序性介于晶體和液體之間 C．早晨草葉上的露珠近似為球形，是液體表面張力作

64、用的結(jié)果 D．彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn) 解析：選A　浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)是相對(duì)的；水對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)是浸潤(rùn)液體，但不是對(duì)任何固體都是浸潤(rùn)液體，故A不正確；液晶是一類(lèi)比較特殊的物態(tài)，其分子排列的有序性介于晶體和液體之間，故B正確；液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層，表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，即是表面張力，表面張力的存在使液體表面像被拉伸的彈簧一樣，總有收縮的趨勢(shì)，從而形成表面張力，草葉上的露珠呈球形是表面張力作用的結(jié)果，故C正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具

65、有各向異性的特點(diǎn)，故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 4．(2018·啟東期末)一定質(zhì)量的氣體在保持密度不變的情況下，把它的溫度由原來(lái)的27 ℃升到127 ℃，這時(shí)該氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)的(　　) A．3倍　　　　　　　　 B．4倍 C.倍 D.倍 解析：選D　氣體密度保持不變，即為體積不變，初態(tài)溫度T1＝300 K，末態(tài)溫度T2＝400 K， 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，＝， 則p2＝p1＝p1。 5．如圖1所示，在內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)通過(guò)有一定質(zhì)量的密封活塞，密封一部分稀薄氣體。汽缸水平放置時(shí)，活塞距離汽缸底部的距離為L(zhǎng)?，F(xiàn)將汽缸豎立起來(lái)，活塞緩慢下降，穩(wěn)定后，活塞

66、距離汽缸底部的距離為L(zhǎng)，如圖2所示。已知活塞的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T(mén)0。 (1)求活塞質(zhì)量m。 (2)若要讓活塞在汽缸中的位置復(fù)原，要把溫度升到多高？ 解析：(1)以汽缸中的封閉氣體為研究對(duì)象，氣體發(fā)生等溫變化， 初態(tài)：p1＝p0，V1＝LS 末態(tài)：p2＝p0＋，V2＝LS 由玻意耳定律：p0LS＝×LS， 解得：m＝。 (2)氣體作等壓變化，則由蓋－呂薩克定律有 ＝ T＝1.5T0 答案：(1)　(2)1.5T0 6.(2018·揚(yáng)州模擬)如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸豎直放置，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，固定導(dǎo)熱隔板上有一小孔，將兩部分氣體連通，已知活塞的橫截面積為S，初始時(shí)兩部分體積相同，溫度為T(mén)0，大氣壓強(qiáng)為p0。 (1)若緩慢加熱氣體，使A、B兩部分體積之比達(dá)到2∶1，求此時(shí)的溫度T1； (2)保持氣體溫度T0不變，在活塞上施加一豎直向下的推力，緩慢推動(dòng)活塞，當(dāng)A、B兩部分體積之比為1∶2時(shí)，求氣體的壓強(qiáng)p和所加推力大小F。 解析：(1)設(shè)B部分氣體體積為V，初始時(shí)總體積為V0＝2V，兩部分體積之比