7高考物理特訓第十三章　熱學

1、第十三章熱學第1講分子動理論內(nèi)能目標要求學科素養(yǎng)1.理解分子動理論的基本觀點及相關(guān)的實驗證據(jù).2.能依托阿伏加德羅常數(shù)進行宏觀和微觀物理量的計算.3.理解擴散現(xiàn)象和布朗運動，知道分子運動速率分布的統(tǒng)計規(guī)律和分子運動速率分布圖象的物理意義.4.理解物體的內(nèi)能與哪些因素有關(guān)，掌握分子力與分子間距離的關(guān)系以及分子勢能與分子間距離的關(guān)系1.物理觀念：分子動理論、內(nèi)能、分子力、分子勢能. 2.科學思維：微觀量和宏觀量的估算、分子力與分子間距離的關(guān)系、分子勢能與分子間距離的關(guān)系.3.科學探究：分子運動速率分布的統(tǒng)計規(guī)律.4.科學態(tài)度與責任：布朗運動、擴散必記答案602×1023微粒0引力斥力t2

2、73.15平均動能距離體積動能溫度體積1思考判斷(1)若體積為V的氧氣中含氧氣分子個數(shù)為N，則每個氧氣分子的體積近似為.(×)(2)布朗運動是花粉分子的運動(×)(3)分子間同時存在著引力和斥力，當分子間距離增大時，引力和斥力同時減小，若引力大于斥力，則分子力表現(xiàn)為引力()(4)分子間存在分子勢能，隨著分子間距離增大，分子勢能增大(×)(5)內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同(×)2分子力(多選)下列說法正確的是()A分子引力和斥力不能同時存在B隨著分子間距離的增大，分子引力和斥力均減小C分子力做正功，分子勢能一定減小D給自行車打氣越來越費勁，是

3、由于氣體分子間存在斥力答案：BC解析：分子引力和斥力同時存在，A錯誤；隨著分子間距離增大，分子引力和斥力均減小，B正確；分子力做正功，分子勢能一定減小，C正確；氣體分子間距離較大，分子間存在微弱的引力，打氣越來越費勁，是由于氣體對打氣筒的活塞存在壓力，D錯誤3物體的內(nèi)能(多選)下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法正確的是()A把物體緩慢舉高，其機械能增加，內(nèi)能不變B盛有氣體的容器做加速運動時，容器中氣體的內(nèi)能必定會隨之增大C電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加，這是通過“做功”方式實現(xiàn)的D分子間引力和斥力相等時，分子勢能最大答案：AC解析：把物體緩慢舉高，外力做功，其機械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不

4、變，A正確；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運動沒有直接關(guān)系，B錯誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，C正確；根據(jù)分子間作用力的特點，當分子間距離等于r0時，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負功，分子勢能都增大，故分子間距離等于r0時分子勢能最小，D錯誤.能力點 1分子熱運動(自主沖關(guān)類) 題組·沖關(guān)1擴散現(xiàn)象(2015·全國卷)(多選)關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A溫度越高，擴散進行得越快B擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應C擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E液體

5、中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的答案：ACD解析：擴散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散進行得越快，A正確；擴散現(xiàn)象是由分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學反應，B錯誤，C正確；擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，D正確；液體中的擴散現(xiàn)象不是由于液體的對流形成的，是液體分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的，E錯誤2布朗運動(2021·廣西模擬)某同學在顯微鏡下觀察水中懸浮的花粉微粒的運動他把小微粒每隔一定時間的位置記錄在坐標紙上，如圖所示則該圖反映了()A液體分子的運動軌跡B花粉微粒的運動軌跡C每隔一定時間花粉微粒的位置D每隔一定時間液體分子的位置答案：C解析：顯微鏡能看見的是懸浮的花粉微粒不是分子

6、，A、D錯誤；題圖是小微粒每隔一定時間在坐標紙上的位置，用直線把它們連接起來，表現(xiàn)出無規(guī)律性，期間微粒不一定是沿直線運動，B錯誤，C正確3分子熱運動的理解(2017·北京卷)以下關(guān)于熱運動的說法正確的是()A水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈B水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運動停止C水的溫度越高，水分子的熱運動越劇烈D水的溫度升高，每一個水分子的運動速率都會增大答案：C解析：水流的速度是機械運動的速度，不同于水分子無規(guī)則熱運動的速度，A錯誤；分子在永不停息地做無規(guī)則運動，所以水凝結(jié)成冰后，水分子仍在做熱運動，B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子的熱運動越劇烈，C正確；水的溫度升

7、高，水分子的平均動能增大，即水分子的平均運動速率增大，但不是每一個水分子的運動速率都增大，D錯誤錦囊·妙法1布朗運動(1)研究對象：懸浮在液體中的小顆粒(2)運動特點：無規(guī)則、永不停息(3)相關(guān)因素：顆粒大小、溫度(微粒越小，溫度越高，布朗運動越明顯)(4)物理意義：說明液體分子永不停息地做無規(guī)則的熱運動2擴散現(xiàn)象：相互接觸的物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)象產(chǎn)生原因：分子永不停息地做無規(guī)則運動3擴散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較現(xiàn)象擴散現(xiàn)象布朗運動熱運動活動主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運動分子的運動，不能通過光學顯微鏡直接觀察

8、到共同點都是無規(guī)則運動；都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴散現(xiàn)象、布朗運動都反映分子做無規(guī)則的熱運動能力點 2分子力與分子勢能(自主沖關(guān)類) 題組·沖關(guān)1分子力與分子勢能(2020·全國卷)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，rr1時，F(xiàn)0.分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子勢能_(選填“減小”、“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，分子勢能_(選填“減小”、“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，分子勢能_(選填“大于”、“等于”或“小于”

9、)零答案：減小減小小于解析：若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，分子勢能減小；由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，分子勢能減?。辉陂g距為r1處，分子勢能小于零2分子勢能與分子力(2019·江蘇卷)由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是呈球形在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為_(選填“引力”或“斥力”)分子勢能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖象如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子勢能Ep的是圖中_(選填“A”、“B”或“C”)的位置答案：引力C解析：在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，水分子之間的作

10、用力表現(xiàn)為引力由于平衡位置對應的分子勢能最小，在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，所以能總體上反映小水滴表面層中水分子勢能Ep的是題圖中C的位置錦囊·妙法1分子力與分子勢能的比較分子間的作用力F分子勢能Ep與分子間距的關(guān)系圖象隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引<F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r增大，斥力做正功，分子勢能減少；r減小，斥力做負功，分子勢能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小，隨距離的減小而增大，F(xiàn)引>F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大，引力做負功，分子勢能增加；r減小，引力做正功，分子勢能減少rr0F引F斥，F(xiàn)

11、0分子勢能最小，但不為零r>10r0 (109 m)F引和F斥都已十分微弱，可以認為分子間沒有作用力分子勢能為零2.判斷分子勢能變化的“兩法”方法一：利用分子力做功判斷：分子力做正功，分子勢能減小；分子力做負功，分子勢能增加方法二：利用分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線判斷，如圖所示要注意不要同分子力與分子間距離的關(guān)系圖線混淆能力點 3物體的內(nèi)能(自主沖關(guān)類) 題組·沖關(guān)1分子動能(原創(chuàng))(多選)下列說法正確的是()A物體運動的速率增大，物體內(nèi)的分子動能一定增大B物體的溫度升高，物體內(nèi)的每個分子的動能都增大C物體從外界吸收熱量，物體內(nèi)的分子平均動能不一定增大D物體的溫度升高，

12、物體內(nèi)的分子平均動能一定增大答案：CD解析：分子的平均動能取決于溫度，與物體的運動速率無關(guān)，A錯誤；溫度升高，分子的平均動能增大，但并非每個分子的動能都增大，B錯誤，D正確；從外界吸收熱量，物體的溫度不一定升高，因而分子的平均動能不一定增大，C正確2物體的內(nèi)能(2021·江蘇揚州模擬)關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是 ()A物體的內(nèi)能包括物體運動的動能B0 的水結(jié)冰過程中，溫度不變，內(nèi)能減小C提起重物，因為提力做正功，所以物體內(nèi)能增大D摩擦冰塊使其融化是采用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能答案：B解析：物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的總動能和分子勢能之和，不包括物體運動的動能，A錯誤；0 的水結(jié)冰

13、過程中溫度不變，分子動能不變，因要放熱，則內(nèi)能減小，B正確；提起重物，因為提力做正功，所以物體機械能變大，但是內(nèi)能不一定增大，C錯誤；摩擦冰塊使其融化是采用做功的方式改變物體的內(nèi)能，D錯誤錦囊·妙法1分析物體內(nèi)能問題的四點提醒(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法(2)內(nèi)能的大小與溫度、體積、分子數(shù)和物態(tài)等因素有關(guān)(3)通過做功或熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能(4)溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能相同2內(nèi)能和機械能的區(qū)別能量定義決定因素量值測量轉(zhuǎn)化內(nèi)能物體內(nèi)所有分子的動能和勢能的總和由物體內(nèi)部分子微觀運動狀態(tài)決定，與物體整體運動情況無關(guān)任何

14、物體都具有內(nèi)能，恒不為零無法測量，其變化量可由做功和熱傳遞來量度在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化機械能物體的動能及重力勢能和彈性勢能的總和與物體的質(zhì)量、宏觀運動狀態(tài)和零勢能面的選取有關(guān)，和物體內(nèi)部分子運動情況無關(guān)可以為零可以測量能力點 4微觀量的估算(綜合提升類)微觀量的估算需要注意以下方面：1宏觀量與微觀量(1)微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol，物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度.2宏觀量與微觀量的相互關(guān)系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質(zhì)量m0、單個分子的體積或每個分子平均占據(jù)的體積V0、分子直

15、徑d都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來如下所示：已知量可求量摩爾體積Vmol分子體積V0(適用于固體和液體) 分子占據(jù)體積V占(適用于氣體)摩爾質(zhì)量Mmol分子質(zhì)量m0體積V和摩爾體積Vmol分子數(shù)目nNA(適用于固體、液體和氣體)質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量Mmol分子數(shù)目nNA典例 (2020·湖南長沙模擬)(多選)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，則該氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)為(阿伏加德羅常數(shù)為NA)()A.B.C.D.E.解法指導審題關(guān)鍵點：氣體的體積并非氣體分子的體積之和解題切入點：a.求解氣體的摩爾體積；b.根據(jù)氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)可以求出單

16、位體積內(nèi)的分子數(shù)答案：ABC解析：1摩爾該氣體的體積為Vm，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)n，A正確；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)NA，可得n，B正確；氣體的密度為，則1摩爾該氣體的體積Vm，則有n，C正確，D、E錯誤(2020·湖北襄陽模擬)(多選)鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為(單位為kg/m3)、摩爾質(zhì)量為M(單位為 g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA.已知1克拉0.2克，則()Aa克拉鉆石所含有的分子數(shù)為Ba克拉鉆石所含有的分子數(shù)為C每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)D每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)E每個鉆

17、石分子的質(zhì)量為(單位為g)答案：ACE解析：a克拉鉆石的摩爾數(shù)為，則所含分子數(shù)為NA，A正確，B錯誤；每個鉆石分子的體積為d3，則其直徑為 (m)，C正確，D錯誤；每個鉆石分子的質(zhì)量為，E正確兩種分子模型(1)固體、液體固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體，如圖所示，分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d(球體模型)或d(立方體模型)(2)氣體氣體分子不是一個一個緊密排列的，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，此時每個分子占有的空間視為棱長為d(分子間距)的立方體，所以d.A級(練考點過基礎)題組一分子熱運動1(2021·

18、;山東威海模擬)下列說法正確的是()A擴散運動是由微粒和水分子發(fā)生化學反應引起的B水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈C某時刻某一氣體分子向左運動，則下一時刻它一定向右運動D0 和100 的氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律答案：D解析：擴散運動是由分子的不規(guī)則運動引起的，與化學反應無關(guān)，A錯誤；水流速度是宏觀物理量，水分子的運動速率是微觀物理量，它們沒有必然的聯(lián)系，所以水分子熱運動劇烈程度和水流速度無關(guān)，B錯誤；分子運動是無規(guī)則的，無法判斷分子下一刻的運動方向，C錯誤；0 和100 的氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，D正確2(2021·山東期末)墨滴入

19、水，擴而散之，徐徐混勻關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A溶液混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B溶液混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動C若水溫升高，則溶液混合均勻的過程進行得更緩慢D若用碳粒更小的墨汁，則溶液混合均勻的過程進行得更緩慢答案：B解析：溶液混合均勻的過程中，碳素墨水滴入水中，觀察到的運動現(xiàn)象屬于布朗運動，它是由懸浮微粒受到的來自各個方向的液體分子的撞擊不平衡引起的，與碳粒的重力作用無關(guān)，A錯誤；溶液混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則運動，碳粒的布朗運動也是無規(guī)則運動，B正確；若水溫升高，溶液混合均勻的過程進行得更迅速，C錯誤；若用碳粒更小的墨汁，溶液混合均勻的過程進行得更快，D錯

20、誤3某同學從資料中查到的兩張記錄水中碳粒運動位置連線的圖片分別如圖甲、乙所示，記錄碳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”)中碳粒的顆粒較大；若碳粒大小相同，_(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈答案：甲乙解析：從題圖知，乙中分子的布朗運動比甲的劇烈，所以若水溫相同，甲中碳粒的顆粒較大；若碳粒大小相同，乙中水分子的熱運動較劇烈題組二分子力與分子勢能4(2021·桂林模擬)(多選)關(guān)于分子間作用力與分子勢能，下列說法正確的是()A在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力B分子間作用力為零時，分子間的

21、勢能一定是零C當分子間作用力表現(xiàn)為引力時，分子間的距離越大，分子勢能越小D分子間距離越大，分子間的斥力越小E當r<r0時，兩個分子間的距離變大的過程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢答案：ADE解析：在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力和斥力，A正確；分子間作用力為零時，分子間的勢能最小，但不為零，B錯誤；當分子間作用力表現(xiàn)為引力時，隨分子間的距離增大，克服分子力做功，分子勢能增大，C錯誤；分子間距離越大，分子間的引力和斥力都是越小的，D正確；當r<r0時，兩個分子間的距離變大的過程中，分子間引力總是比斥力變化得慢，E正確5(2020·廣西桂林模擬)(多選)

22、如圖所示，這是分子間引力或斥力大小隨分子間距離變化的圖象，由此可知()Aab表示引力圖線Bcd表示引力圖線C當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時，分子力一定為零D當分子間距離r等于兩圖線交點e的橫坐標時，分子勢能一定最小答案：ACD解析：在Fr圖象中，cd為斥力圖線、ab為引力圖線，A正確，B錯誤；兩圖線交點e表示分子所受的引力和斥力大小相等，所以此時分子力為0，分子勢能最小，但不為0，C、D正確題組三物體的內(nèi)能6(原創(chuàng))(多選)下列說法正確的是()A0 的水比0 的冰的內(nèi)能大B溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能大C溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大D相互間達到熱平衡的兩

23、物體的內(nèi)能一定相等答案：BC解析：溫度相同，分子的平均動能相同，但水與冰的質(zhì)量關(guān)系未知，勢能關(guān)系不確定，不能比較兩者的內(nèi)能大小，A錯誤；內(nèi)能與物體的溫度、體積、質(zhì)量等有關(guān)，溫度高的物體不一定比溫度低的物體的內(nèi)能大，溫度是分子平均動能的標志，溫度高的物體比溫度低的物體分子熱運動的平均動能大，B、C正確；相互間達到熱平衡的兩物體的溫度一定相等，分子平均動能相等，內(nèi)能不一定相等，D錯誤題組四微觀量的估算7(多選)若用表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，m0、V0分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積下面關(guān)系正確的有()ANA BC<

24、; Dm0答案：ACD解析：1摩爾水含有阿伏加德羅常數(shù)個水分子，所以NA，A正確NAV0是1摩爾水分子緊密排列的體積，由于水蒸氣分子間距離較大，所以VNAV0，即水蒸氣的密度<，B錯誤，C正確因為1摩爾水含有NA個水分子，則每個水分子的質(zhì)量m0，D正確8(2021·全國高三專題練習)(多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vmol，密度為，每個氣體分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA的表達式錯誤的是 ()ANA BNACNA DNA答案：CD解析：某氣體的摩爾質(zhì)量為M，則阿伏伽德羅常數(shù)NA，A、B正確；由于氣體分子間距離較大，故分子的體積并不是所占空間的體積，C

25、錯誤；V0不是每個分子的質(zhì)量，D錯誤B級(練能力過素養(yǎng))9(2020·高考強基訓練卷)(多選)下列說法正確的是()A懸浮在水中的花粉顆粒不停地做無規(guī)則運動，這反映了水分子運動的無規(guī)則性B隨著分子間距離的增大，分子間作用力可能先減小后增大C隨著分子間距離的增大，分子勢能一定先減小后增大D在真空和高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素答案：ABD解析：懸浮在水中的花粉顆粒的運動，是由于受到水分子的撞擊不平衡而發(fā)生的，故反映了水分子的永不停息的無規(guī)則運動，A正確；分子力與分子間距離的關(guān)系比較復雜，要看分子力表現(xiàn)為引力還是斥力，隨著分子間距離的增大，分子間的作用力可能先減小后

26、增大，也可能一直減小，B正確；若分子力為引力，隨著分子間距離增大，分子力做負功，分子勢能增大；若分子力為斥力，隨著分子間距離增大，分子力做正功，分子勢能減小，C錯誤；在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素，D正確10(2020·湖北棗陽高三模擬)某學校物理興趣小組組織開展了一次探究活動，想估算地球周圍大氣層空氣的分子個數(shù)一學生通過網(wǎng)上搜索，查閱得到以下幾個物理量數(shù)據(jù)：已知地球的半徑R6.4×106 m，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，大氣壓強p01.0×105 Pa，空氣的平均摩爾質(zhì)量M2.9×102 kg/mol，阿伏加

27、德羅常數(shù)NA6.0×1023 mol1.則：(1)這位同學根據(jù)上述幾個物理量能估算出地球周圍大氣層空氣的分子數(shù)嗎？請說明理由(2)假如地球周圍的大氣全部液化成液態(tài)且均勻分布在地球表面上，估算一下地球半徑將會增加多少？(已知液化空氣的密度1.0×103 kg/m3)答案：(1)能(2)10 m解析：(1)能因為大氣壓強是由大氣重力產(chǎn)生的由p0，得m把查閱得到的數(shù)據(jù)代入上式得m5.2×1018 kg所以大氣層空氣的分子數(shù)nNA1.1×1044個(2)可求出大氣液化后的體積V m35.2×1015 m3設大氣液化后液體均勻分布在地球表面上時，地球半徑

28、增加h，則有(Rh)3R3V，得3R2h3Rh2h3V考慮到hR，忽略h的二次項和三次項，得h10 m.第2講固體、液體和氣體目標要求學科素養(yǎng)1.正確區(qū)分晶體、非晶體.2.理解表面張力并會解釋有關(guān)現(xiàn)象.3.掌握氣體的三個實驗定律，會用三個實驗定律分析氣體狀態(tài)變化問題.4.掌握氣體實驗定律在玻璃管液封模型、汽缸活塞類模型、變質(zhì)量氣體模型中的應用.5.熟練地選取研究對象和狀態(tài)變化過程，掌握處理三類模型問題的基本思路和方法1.物理觀念：晶體、非晶體、理想氣體、氣體實驗定律. 2.科學思維：圖象法、控制變量法、臨界法.3.科學探究：驗證玻意耳定律.4.科學態(tài)度與責任：表面張力、浸潤、固體的熔點、液晶的

29、應用必記答案異性熔點表面積p1V1p2V21思考判斷(1)大塊塑料粉碎成形狀相同的顆粒，每個顆粒即為一個單晶體(×)(2)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的(×)(3)單晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為單晶體的物質(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()(6)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律()2晶體與非晶體(原創(chuàng))(多選)下列說法正確的是()A只要是具有各向異性的物體必定是晶體B只要是具有固定的熔點的物體必定是晶體C晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況相同D晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有規(guī)則性E晶體在不同方向上物理性

30、質(zhì)相同答案：ABD解析：多晶體和非晶體都具有各向同性，只有單晶體具有各向異性，A正確；晶體一定有固定的熔點，而非晶體無固定的熔點，B正確；組成晶體的物質(zhì)微粒是有規(guī)則排列的，由于在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，故晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，C、E錯誤，D正確3表面張力(原創(chuàng))(多選)關(guān)于表面張力，下列說法正確的是()A液體表面層的分子間的距離比內(nèi)部的大B液體表面層的分子間的距離比內(nèi)部的小C表面張力的產(chǎn)生，是由于表面層中分子間的引力大于斥力D表面張力的方向是與液面相切，與分界線相平行E葉面上的露珠呈球形，是表面張力使液體表面收縮的結(jié)果答案：ACE解析：液體的表面層像一個張緊的橡皮膜，這是因

31、為表面層的分子間距比內(nèi)部要大，使表面層分子間的引力大于斥力，而產(chǎn)生表面張力表面張力的方向與液面相切，與分界線垂直，且與分界線的長度成正比表面張力使液體表面有收縮的趁勢，因此葉面上露珠呈球形A、C、E正確，B、D錯誤4理想氣體狀態(tài)方程(多選)對于一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述正確的是()A若單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，壓強一定變大B若單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)不變，當分子熱運動加劇時，壓強可能不變C若氣體的壓強不變而溫度降低時，則單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)一定增加D若氣體的壓強不變而溫度降低時，則單位體積內(nèi)分子個數(shù)可能不變E若氣體體積減小，溫度升高，單位時間內(nèi)氣體分子對器壁的撞擊次數(shù)增

32、多，平均撞擊力增大，因此壓強增大答案：ACE解析：若單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)不變，則氣體體積不變，當分子熱運動加劇時，氣體溫度升高，由理想氣體狀態(tài)方程C，則氣體壓強變大，A正確，B錯誤；若氣體的壓強不變而溫度降低時，由理想氣體狀態(tài)方程C，知氣體體積減小，單位體積內(nèi)氣體分子個數(shù)一定增加，C正確，D錯誤；若氣體體積減小，溫度升高，由理想氣體狀態(tài)方程C，知氣體壓強增大，單位時間內(nèi)氣體分子對器壁的撞擊次數(shù)增多，平均撞擊力增大，E正確.能力點 1固體、液體的性質(zhì)氣體分子動理論(自主沖關(guān)類) 題組·沖關(guān)1固體的性質(zhì)(多選)大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體，這些晶體不僅美麗，而且由于化學成分和結(jié)構(gòu)各

33、不相同而呈現(xiàn)出千姿百態(tài)，高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數(shù)原子嚴謹而有序地組成的關(guān)于晶體與非晶體，正確的說法是()A固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的B多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀C晶體沿不同的方向的導熱或?qū)щ娦阅懿煌?，但沿不同方向的光學性質(zhì)一定相同D單晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點答案：BD解析：固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對的，是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如天然石英是晶體，熔融過的石英卻是非晶體；把晶體硫加熱熔化(溫度超過300 )再倒進冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再過一段時間又會轉(zhuǎn)化為晶體

34、硫，A錯誤；多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，B正確；晶體分為單晶體和多晶體，某些單晶體沿不同的方向的導熱或?qū)щ娦阅懿幌嗤?，沿不同方向的光學性質(zhì)也不相同，C錯誤；單晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，D正確2液體的性質(zhì)(2021·合肥市第二次教學質(zhì)檢)(多選)對于熱運動和熱現(xiàn)象，下列說法正確的是 ()A玻璃裂口放在火上燒熔，其尖端變圓是表面張力作用的結(jié)果B云母片導熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間按一定的規(guī)則排列C未飽和汽在降低溫度時，也不會變成飽和汽D物體放出熱量，其分子平均動能可能增大E氣體壓強達到飽和汽壓時，不再有水分子從液面飛出

35、答案：ABD解析：玻璃裂口放在火上燒熔，其尖端變圓的原因是表面張力的作用，A正確；云母片導熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間按一定的規(guī)則排列，B正確；飽和汽壓是物質(zhì)的一個重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，溫度越高，飽和汽壓越大，則降低溫度可使未飽和汽變成飽和汽，C錯誤；物體放出熱量的同時被壓縮，外界對物體做功，根據(jù)熱力學第一定律UWQ可知，物體的內(nèi)能可能增大，溫度可能升高，則其分子平均動能可能增大，D正確；氣體壓強達到飽和汽壓時，在相同的時間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出的分子數(shù)，達到一種動態(tài)平衡，E錯誤3氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下

36、其分子速率分布的情況見下表則T1_(選填“大于”、“小于”或“等于”)T2.若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在氧氣泄漏后的容器中，速率處于400 m/s500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_(選填“大于”、“小于”或“等于”)18.6%.速率區(qū)間/（m·s1）各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比/(%)溫度T1溫度T2100以下0.71.41002005.48.120030011.917.030040017.421.440050018.620.450060016.715.160070012.99.27008007.94.58009004.62.

37、0900以上3.90.9答案：大于等于解析：分子速率分布與溫度有關(guān)，溫度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子數(shù)所占比例增加，速率小的分子數(shù)所占比例減小，所以T1大于T2；氧氣泄漏前后容器內(nèi)溫度不變，則在氧氣泄漏后的容器中，速率處于400 m/s500 m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比不變，仍為18.6%.錦囊·妙法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)只要是具有固定熔點的物體必定是晶體，反之，必定是非晶體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

38、的作用力表現(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表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小典型現(xiàn)象球形液滴、肥皂泡、漣波、毛細現(xiàn)象3.氣體的分子動理論(1)氣體分子間的作用力：氣體分子之間的距離遠大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計，氣體分子間除碰撞外無相互作用力(2)氣體分子的速率分布：表現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計分布規(guī)律(3)氣體分子的運動方向：氣體分子的運動是雜亂無章的，但向各個方向運動的機會均等(4)氣

39、體分子的運動與溫度的關(guān)系：溫度一定時，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個分子的速率都增大能力點 2壓強的計算(逐點突破類)1平衡狀態(tài)下活塞封閉氣體壓強的計算如圖所示，汽缸的橫截面積為S，質(zhì)量為m的梯形活塞上面是水平的，下面與右側(cè)豎直方向的夾角為，當活塞上放質(zhì)量為M的重物時，活塞處于靜止狀態(tài)設外部大氣壓強為p0，若活塞與缸壁之間無摩擦，重力加速度為g，求汽缸中氣體的壓強答案：p0解析：對活塞進行受力分析，如圖所示由平衡條件得p氣S又因為S所以p氣p0.2平衡狀態(tài)下液柱封閉氣體壓強的計算若已知大氣壓強為p0，如圖所示，各裝置均處于靜

40、止狀態(tài)，各裝置中液體的密度均為，重力加速度為g，求被封閉氣體的壓強答案：p甲p0ghp乙p0ghp丙p0ghp丁p0gh1解析：在題圖甲中，以B液面為研究對象，由二力平衡知p甲SghSp0S所以p甲p0gh在題圖乙中，以B液面為研究對象，由平衡方程F上F下，有p乙SghSp0S所以p乙p0gh在題圖丙中，以B液面為研究對象，有p丙SghSsin 60°p0S所以p丙p0gh在題圖丁中，以液面A為研究對象，由二力平衡得p丁S(p0gh1)S所以p丁p0gh1.1固體(活塞或汽缸)封閉的氣體的壓強由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力，所以可通過對該固體進行受力分析，由平衡條件建立方程，找出

41、氣體壓強與其他各力的關(guān)系在分析活塞、汽缸受力時，要特別注意以汽缸為研究對象進行受力分析時，要考慮底部的大氣壓力；以活塞和汽缸整體受力分析時不需要考慮大氣壓力2液體封閉的氣體的壓強(1)平衡法：選與氣體接觸的液柱為研究對象，進行受力分析，利用它的受力平衡，求出氣體的壓強例如：在豎直放置的U形管內(nèi)用密度為的兩部分液體封閉著兩段空氣柱大氣壓強為p0，各部分尺寸如圖甲所示已知重力加速度為g，求A、B氣體的壓強甲求pA：取液柱h1為研究對象，設管的橫截面積為S，大氣壓力和液柱重力向下，A氣體對其壓力向上，液柱h1靜止，如圖乙(a)，則有p0Sgh1SpAS，所以pAp0gh1.乙求pB：取液柱h2為研究

42、對象，由于h2的下端是連通的，A氣體壓強由液體傳遞后對h2的壓力向上，B氣體對此液柱的壓力、液柱h2重力向下，如圖乙(b)，則有pBSgh2SpAS，所以pBp0gh1gh2.熟練后，可直接由壓強平衡關(guān)系寫出待測壓強，不一定非要從力的平衡方程式找起(2)取等壓面法：根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強相等建立方程求出壓強，仍以圖甲為例：求pB時選取A氣體下端面作等壓面，則有pBgh2p0gh1，所以pBp0gh1gh2.選取等壓面時要注意氣體下面一定是同種液體，否則就沒有壓強相等的關(guān)系3加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的計算(2020·廣西模擬)如圖所

43、示，一汽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汽缸內(nèi)，平衡時活塞與汽缸底相距為L.現(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右加速運動，穩(wěn)定時發(fā)現(xiàn)活塞相對于汽缸移動了距離d.已知大氣壓強為p0，不計汽缸和活塞間的摩擦；且小車運動時，大氣對活塞的壓強仍可視為p0；整個過程缸內(nèi)氣體溫度保持不變求小車加速度的大小答案：解析：設小車加速度大小為a，穩(wěn)定時汽缸內(nèi)氣體的壓強為p1，則活塞受到汽缸內(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，在平衡狀態(tài)下，汽缸內(nèi)氣體的壓強應為p0由玻意耳定律得p1V1p0V0式中V0SL，V1S(Ld)聯(lián)立以上各

44、式得a.加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的確定從兩處入手：一是選擇與氣體接觸的液柱或活塞等為研究對象，受力分析后利用牛頓第二定律解出；二是對氣體，考慮用氣體定律確定具體問題中常把二者結(jié)合起來，建立方程組聯(lián)立求解能力點 3理想氣體狀態(tài)方程(綜合提升類)1理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體；實際氣體在壓強不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，分子本身沒有體積，即它所占據(jù)的空間認為都是可以被壓縮的空間(2)狀態(tài)方程：或C.(3)應用狀態(tài)方程解題的一般步驟明確研究對象，即一定質(zhì)量的理想氣體；確定氣體

45、在始末狀態(tài)的參量p1、V1、T1及p2、V2、T2；由狀態(tài)方程列式求解；討論結(jié)果的合理性2理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關(guān)系(1)當m不變、T1T2時，p1V1p2V2(玻意耳定律)(2)當m不變、V1V2時，(查理定律)(3)當m不變、p1p2時，(蓋呂薩克定律)典例1 (2020·全國卷)如圖，兩側(cè)粗細均勻、橫截面積相等、高度均為H18 cm的U形管，左管上端封閉，右管上端開口右管中有高h04 cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l12 cm.管底水平段的體積可忽略環(huán)境溫度為T1283 K，大氣壓強p076 cmHg，重力加速度g10 m/s2.(1)現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀

46、(與原水銀柱之間無氣隙)，恰好使水銀柱下端到達右管底部此時水銀柱的高度為多少？(2)再對左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？解法指導審題關(guān)鍵點：a.U形管兩側(cè)粗細均勻、橫截面積相等；b.U形管左管上端封閉、右管上端開口解題切入點：a.右端注入水銀后水銀柱下端到達右管底部，封閉氣體的體積和壓強各為多少？b.對左管氣體緩慢加熱，水銀柱上表面與右管口齊平，氣體的體積和壓強各為多少？答案：(1)12.9 cm(2)363 K解析：(1)設密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的橫截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2，由玻意耳

47、定律有p1V1p2V2設注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為，按題設條件有p1p0gh0p2p0ghV1(2Hlh0)S，V2HS聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得h12.9 cm.(2)密封氣體再經(jīng)等壓膨脹過程體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2，由蓋呂薩克定律有按題設條件有V3(2Hh)S聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得T2363 K.(2021·廣西南寧模擬)如圖所示，足夠長的圓柱形汽缸豎直放置，其橫截面積為1×103 m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m2 kg的活塞，活塞與汽缸壁封閉良好，不計摩擦，開始時活塞被銷子K固定于如圖位置，離缸底12 cm，此時汽缸內(nèi)密閉氣體的壓強為1.5×105 Pa，溫度為

48、300 K、外界大氣壓為1.0×105 Pa，g取10 m/s2 .(1)現(xiàn)對密閉氣體加熱，當溫度升到400 K時，其壓強多大？(2)若在此時拔去銷子K，活塞開始向上運動，當它最后靜止在某一位置時，汽缸內(nèi)氣體的溫度為360 K，則這時活塞到缸底的距離為多少？答案：(1)2×105 Pa(2)18 cm解析：(1)氣體體積不變，由查理定律得即，解得p22×105 Pa.(2)p3p01.2×105 Pa，T3360 K設氣體溫度為360 K時活塞到缸底的距離為l3，由理想氣體狀態(tài)方程得V1l1S，V3l3S解得l318 cm.利用氣體實驗定律及理想氣體狀態(tài)

49、方程解決問題的基本思路能力點 4氣體狀態(tài)變化的圖象(綜合提升類)一定質(zhì)量的氣體不同圖象的比較過程圖線特點示例等溫過程pVpVCT(其中C為恒量)，即p、V之積越大的等溫線所對應的溫度越高，線離原點越遠 T2>T1ppCT，斜率kCT，即斜率越大，溫度越高 T2>T1等容過程pTpT，斜率k，即斜率越大，體積越小 V2<V1等壓過程VTVT，斜率k，即斜率越大，壓強越小 p2<p1典例2 (2020·廣西柳州模擬)圖甲是一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的VT圖象已知氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105 Pa.甲乙(1)寫出AB過程中壓強變

50、化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖甲中TA的溫度值(2)請在圖乙坐標系中，作出該氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的pT圖象，并在圖線相應的位置上標出字母A、B、C.如果需要計算才能確定的有關(guān)坐標值，請寫出計算過程解法指導審題關(guān)鍵點：氣體在狀態(tài)A時的壓強是1.5×105 Pa.解題切入點：a.A與B連線的延長線過原點，AB為等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律求出A點的溫度；b.BC是等容變化，根據(jù)查理定律求出C點壓強答案：見解析解析：(1)從題圖甲可以看出，A與B連線的延長線過原點，所以AB是一個等壓變化，即pApB根據(jù)蓋呂薩克定律可得所以TATB×300 K200 K.(2)由

51、題圖甲可知，BC是等容變化，根據(jù)查理定律得所以pCpB×1.5×105 Pa2.0×105 Pa則可畫出狀態(tài)ABC的pT圖象如圖所示(2021·全國甲卷)如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積溫度(Vt)圖上的兩條直線和表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0273.15 ；a、b為直線上的一點由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比_；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比_.答案：(1)1(2)解析：以t0為坐標原點，畫出縱坐標，原圖可變?yōu)閂T圖，如圖所示由圖可知，ab所在直線為等壓線，所以papb，即

52、1.當溫度t0 時，過程對應的體積為V1、壓強為p1，過程對應的體積為V2、壓強為p2，根據(jù)等溫變化，則有p1V1p2V2，由于直線和各為兩條等壓線，則有p1pb，p2pc，聯(lián)立解得.利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析不同溫度的兩條等溫線、不同體積的兩條等容線、不同壓強的兩條等壓線的關(guān)系如圖甲所示，V1對應虛線為等容線，A、B分別是平行p軸的虛線與T2、T1兩線的交點，可以認為從B狀態(tài)通過等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2>T1.如圖乙所示，平行p軸的虛線與V2、V1兩線的交點A、B兩點的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大，體積一定減小，所以V2<V1.甲乙能力點 5熱學綜合

53、問題(綜合提升類)密封容器、汽缸、U形管類的熱學綜合題經(jīng)常出現(xiàn)在高考中，題中涉及兩部分(或幾部分)氣體，雖然這兩部分(或幾部分)氣體互不貫通，但它們的體積、壓強之間有著某種聯(lián)系，各部分氣體均遵守理想氣體狀態(tài)方程考向一液柱類問題典例3 (2021·全國乙卷)如圖，一玻璃裝置放在水平桌面上，豎直玻璃管A、B、C粗細均勻，A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通A、B兩管的長度分別為l113.5 cm，l232 cm.將水銀從C管緩慢注入，直至B、C兩管內(nèi)水銀柱的高度差h5 cm.已知外界大氣壓p075 cmHg.求A、B兩管內(nèi)水銀柱的高度差解法指導審題關(guān)鍵點

54、：A、B兩管的上端封閉，C管上端開口，三管的下端在同一水平面內(nèi)且相互連通；水銀從C管緩慢注入解題切入點：C管中還沒有注入水銀前，A、B兩管中封閉氣體的壓強如何求解；C管中注入水銀后，A、B兩管中封閉氣體的壓強如何求解答案：H1 cm解析：設玻璃管的橫截面積為S，A、B兩管水銀面的高度差為HB管內(nèi)的氣體初態(tài)壓強pB1p075 cmHg，體積VB1l2S32SB管內(nèi)的氣體末態(tài)壓強pB2p0ph80 cmHg，體積VB2lBS對B管內(nèi)的氣體，由玻意耳定律得pB1VB1pB2VB2代入數(shù)據(jù)解得lB30 cmB管內(nèi)水銀柱的高度hBl2lB2 cmA管內(nèi)氣體的初態(tài)壓強pA1p075 cmHg，體積VA1l1S13.5SA管內(nèi)氣體的末態(tài)壓強pA2pB2pH(80H)cmHg，體積VA2lAS(11.5H)S對A管內(nèi)