2025版南方鳳凰臺5A教案基礎(chǔ)版物理第15章　熱　學(xué)含答案

2025版《南方鳳凰臺5A教案基礎(chǔ)版物理第15章熱學(xué)第十五章熱學(xué)第1講分子動理論基礎(chǔ)梳理1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大小①分子直徑的數(shù)量級是__1×10-10__m.②分子質(zhì)量的數(shù)量級是__1×10-26__kg.③測量方法是__油膜法__．(2)阿伏加德羅常數(shù)：1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝__6.02×1023__mol-1.2．分子熱運動一切物質(zhì)的分子都在__永不停息__地做無規(guī)則運動．(1)擴(kuò)散現(xiàn)象：相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象．溫度__越高_(dá)_，擴(kuò)散越快，可在固體、液體、氣體中進(jìn)行．(2)布朗運動：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動，微粒__越小__，溫度__越高_(dá)_，布朗運動越顯著．3．分子力分子間同時存在引力和斥力，且都隨分子間距離的增大而__減小__，隨分子間距離的減小而__增大__，但總是斥力變化得__快__．4．內(nèi)能(1)分子平均動能：所有分子動能的__平均值__．__溫度__是分子熱運動平均動能的標(biāo)志，這也是溫度的微觀意義．(2)分子勢能：由分子間__相對位置__決定的能，在宏觀上分子勢能與物體__體積__有關(guān)，在微觀上與分子間的__距離__有關(guān)．(3)物體的內(nèi)能①內(nèi)能：物體中所有分子的__熱運動的動能__與__分子勢能__的總和．②決定因素：__溫度__、__體積__及物質(zhì)的總量．5．用油膜法估測油酸分子的大小實驗原理利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看成球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用d＝__eq\f(V,S)__計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度就近似等于油酸分子的直徑．易錯辨析1．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動．(×)2．當(dāng)分子間的距離增大時，分子間的作用力就一直減?。?×)3．當(dāng)兩個分子從無限遠(yuǎn)逐漸靠近時，分子力一直做正功，分子勢能一直減?。?×)4．分子動能指的是由于分子定向移動具有的能．(×)5．內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同．(×)6．不計分子之間的分子勢能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能．(×)阿伏加德羅常數(shù)及應(yīng)用1．阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的橋梁，涉及分子動理論中有關(guān)分子大小的計算時，常常用到阿伏加德羅常數(shù)及其相關(guān)公式，歸納如下：(1)ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)＝eq\f(m0,V0).(2)N＝NA·n＝eq\f(m,m0)＝eq\f(V,V0).(3)n＝eq\f(N,NA)＝eq\f(m,M)＝eq\f(V,Vmol).(4)m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(m,N).(5)V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(V,N).以上各式中：m表示物質(zhì)質(zhì)量，M表示摩爾質(zhì)量，m0表示分子質(zhì)量，V表示物質(zhì)體積，Vmol表示摩爾體積，V0表示分子體積或氣體分子所占據(jù)的平均空間大小，n表示物質(zhì)的量，N表示分子總個數(shù)，ρ表示物質(zhì)的密度．2．關(guān)于計算分子大小的兩種物理模型(1)對于固體和液體，分子間距離比較小，可以認(rèn)為分子是一個個緊挨著的，設(shè)分子體積為V，則分子直徑d＝eq\r(3,\f(6V,π))(球體模型)，d＝eq\r(3,V)(立方體模型).(2)對于氣體，分子間距離比較大，處理方法是建立立方體模型，從而可計算出兩氣體分子之間的平均間距d＝eq\r(3,V).快遞公司用充氣的塑料袋包裹物品，一個塑料袋內(nèi)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為448mL，已知氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾體積V0＝22.4L/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol-1，則塑料袋內(nèi)氣體分子數(shù)為(B)A．1.2×1021個 B．1.2×1022個C．1.2×1023個 D．1.2×1024個解析：由題意可知，塑料袋內(nèi)氣體的物質(zhì)的量為n＝eq\f(V,V0)，包含分子數(shù)為N＝nNA，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可解得N＝1.2×1022，故B正確．布朗運動與擴(kuò)散現(xiàn)象1．布朗運動、擴(kuò)散現(xiàn)象現(xiàn)象布朗運動擴(kuò)散現(xiàn)象研究對象懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒分子運動特征無規(guī)則、永不停息相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象產(chǎn)生的條件懸浮在液體(或氣體)中的微粒足夠小相互接觸的兩種物質(zhì)，在氣體、液體和固體中都能發(fā)生影響快慢的因素微粒的大小和溫度的高低溫度的高低和物體的狀態(tài)微觀解釋微粒在液體分子撞擊下的無規(guī)則運動由分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象物理意義間接證明了液體分子的無規(guī)則運動直接證明了分子的無規(guī)則運動2．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運動與熱運動的比較現(xiàn)象擴(kuò)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，只能在液體、氣體中發(fā)生分子的運動，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點①都是無規(guī)則運動②都隨溫度的升高而更加劇烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運動都反映分子做無規(guī)則的熱運動關(guān)于布朗運動，下列說法中正確的是(D)A．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B．布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動C．在春季空氣中，柳絮像雪花般飛舞也是一種布朗運動D．布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季表現(xiàn)得更為劇烈解析：布朗運動是懸浮在液體表面的固體顆粒的無規(guī)則運動，不是組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的表現(xiàn)，A、B錯誤；在春季空氣中，柳絮像雪花般飛舞這是流動的空氣以及重力對柳絮作用的結(jié)果，不是布朗運動，C錯誤；布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季由于溫度較高，則布朗運動表現(xiàn)得更為劇烈，D正確．將墨汁滴入水中，逐漸擴(kuò)散，最終混合均勻．下列關(guān)于該現(xiàn)象的解釋正確的是(D)A．墨汁擴(kuò)散是水的對流形成的B．墨汁擴(kuò)散時碳粒與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用D．混合均勻過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運動解析：墨汁的擴(kuò)散運動是因為墨汁碳粒受到各個方向的水分子撞擊作用不平衡引起的，不是水的對流形成的，也不是碳粒與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，A、B錯誤；均勻混合是碳粒無規(guī)則運動的結(jié)果，不是因為碳粒受重力作用，C錯誤；混合均勻過程中，水分子做無規(guī)則的運動，碳粒也做無規(guī)則運動，D正確．分子力、分子動能、分子勢能及物體的內(nèi)能1．分子動能分子動能是分子熱運動所具有的動能；分子熱運動的平均動能是所有分子熱運動動能的平均值，溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志；分子熱運動的總動能是物體內(nèi)所有分子熱運動動能的總和．2．分子勢能分子勢能產(chǎn)生原因是分子間存在著引力和斥力．當(dāng)分子間距大于平衡距離時，分子勢能隨著分子間距的增大而增加，當(dāng)分子間距小于平衡距離時，分子勢能隨著分子間距的減小而增加．分子勢能宏觀決定因素：體積、狀態(tài)．3．物體的內(nèi)能物體的內(nèi)能是一個宏觀物理量，是狀態(tài)量，其大小由物體的溫度和體積決定，但它與其他形式的能(如機(jī)械能中的物體動能、物體勢能)是毫不相干的．從微觀上說，物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和．從宏觀上說，物體的內(nèi)能與物體的溫度、物體的體積和物體內(nèi)物質(zhì)的量(即物體內(nèi)所含的分子數(shù))有關(guān)．4．關(guān)于溫度微觀意義的理解，要注意以下幾個方面：(1)一個分子的熱運動代表不了溫度．(2)溫度代表著大量分子熱運動的平均動能，但這并不意味著溫度高每個分子熱運動的動能都會大．關(guān)于氣體的內(nèi)能，通常情況下氣體分子間的勢能可以不計，即在通常情況下氣體的內(nèi)能與氣體的體積無關(guān)．(3)同一溫度下，不同物質(zhì)分子的平均動能都相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速率不盡相同．5．物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體內(nèi)所有分子熱運動的動能與分子勢能之和物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定由物體內(nèi)部狀態(tài)決定跟宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能點的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運動和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運動和相互作用的結(jié)果6．分子力與分子勢能的對比分子間的相互作用力F分子勢能Ep隨分子間距的變化情況的關(guān)系圖像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(fù)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(fù)功，分子勢能增加，r減小，引力做正功，分子勢能減少r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0分子勢能最小，但不為零r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力分子勢能為零關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是(B)A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度相同的物體一定具有相同的內(nèi)能解析：相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯誤；物體內(nèi)能改變時溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰熔化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運動，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯誤．(2023·揚州期初)如圖所示，有一分子位于坐標(biāo)原點O處不動，另一分子位于x軸上，縱坐標(biāo)表示這兩個分子的分子勢能Ep，分子間距離為無限遠(yuǎn)時，分子勢能Ep為0，則另一分子(B)A．在x0處所受分子力為0B．從x1處向左移動，分子力一直增大C．從x1處向右移動，分子力一直增大D．在x2處由靜止釋放可運動到x0處解析：在x0處所受分子力不為0，在x1處所受分子力為0，A錯誤；從x1處向左移動，由圖像斜率可知，分子力一直增大，B正確；從x1處向右移動，分子力先增大，后減小，C錯誤；從x2到x0，分子勢能增加變大，根據(jù)能量守恒，在x2處由靜止釋放不能運動到x0處，D錯誤．分子運動速率分布圖像1．氣體分子運動的特點氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，可忽略不計；分子沿各個方向運動的機(jī)會均等；分子速率按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律分布．且這個分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時，平均速率會增大，如圖所示．2．溫度是分子平均動能的標(biāo)志．對確定的氣體而言，溫度與分子運動的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運動的平均速率越大．3．對微觀世界的理解：單個分子的運動是不規(guī)則的，但大量分子的運動是有規(guī)律的，如對大量氣體分子來說，朝各個方向運動的分子數(shù)目相等，且分子的速率按照一定的規(guī)律分布．宏觀物理量與微觀物理量的統(tǒng)計平均值是相聯(lián)系的，如溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志．氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率區(qū)間的分子數(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所示．下列說法中錯誤的是(D)A．圖中兩條曲線下的面積相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時的情形D．圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目解析：根據(jù)圖線的物理意義可知，曲線下的面積表示百分比的總和，所以圖中兩條曲線下的面積相等，A正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，且溫度越高，速率大的分子所占比例越大，所以圖中實線對應(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，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，D錯誤．實驗：用油膜法估測油酸分子的大小1．實驗器材盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆．2．實驗步驟(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差．(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1mL，注入1000mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到1000mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了1000mL體積濃度為eq\f(1,1000)的油酸酒精溶液．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使這些溶液的體積恰好為1mL，算出每滴油酸酒精溶液的體積V0＝eq\f(1,n)mL.(4)往邊長約為30～40cm的淺盤中倒入約2cm深的水，然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上．(5)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開，形成單分子油膜．(6)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上．(7)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S.(8)據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，算出油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即為油酸分子的直徑．比較算出的分子直徑，看其數(shù)量級(單位：m)是否為1×10-10，若不是1×10-10需重做實驗．3．注意事項(1)油酸酒精溶液的濃度以小于eq\f(1,1000)為宜．(2)痱子粉的用量不要太大，并從盤中央加入，使粉自動擴(kuò)散至均勻．(3)測1滴油酸酒精溶液的體積時，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較?。?4)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應(yīng)與板面垂直．(5)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓．(6)利用坐標(biāo)紙求油膜面積時，以邊長為1cm的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，大于半個的算一個．4．誤差分析(1)純油酸體積的計算引起誤差．(2)油膜面積的測量引起誤差主要是有兩個方面：①油膜形狀的畫線誤差．②數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會帶來誤差．(2023·南京六校聯(lián)考)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.5mL，用注射器測得1mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，圖中正方形格的邊長為1cm，則可求得：甲(1)本實驗體現(xiàn)的物理思想方法為__B__．A．控制變量法 B．理想化模型C．極限思想法 D．整體法與隔離法解析：本實驗中，需要將在水面上形成的油膜看成單分子油膜，并將油酸分子理想化為緊密排列的球體，從而所計算的油膜的厚度即為油酸分子的直徑，因此，本實驗體現(xiàn)的物理思想方法為理想化模型．(2)油酸分子的直徑是__8.7×10-10～8.9×10-10__m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：根據(jù)題中已知條件可得油酸的體積占比為η＝eq\f(V0,V)＝eq\f(0.5,1000)＝5×10-4則一滴該油酸酒精溶液中油酸的體積為V′0＝eq\f(1,80)×5×10-4mL＝6.25×10-6mL＝6.25×10-12m3對形成的油膜面積進(jìn)行估算，不足半格的舍去，大于等于半格的記為一格，估算可得油膜面積為S＝71×1×10-4m2＝7.1×10-3m2則油酸分子的直徑為d＝eq\f(V′0,S)＝eq\f(6.25×10-12,7.1×10-3)m＝8.8×10-10m．(3)某次實驗時，滴下油酸溶液后，痱子粉迅速散開形成如圖乙所示的“鋸齒”邊沿圖案，出現(xiàn)該圖樣的可能原因是__C__．乙A．盆中裝的水量太多B．盆太小，導(dǎo)致油酸無法形成單分子層C．痱子粉撒得太多，且厚度不均勻解析：裝水太多和盆太小都不會導(dǎo)致油膜形成如圖乙所示的“鋸齒”邊沿圖案，只有痱子粉撒得太多，且厚度不均勻，油膜在水面散開的過程中各處所受阻力差別很大才能形成圖示形狀，故選C.(4)某次實驗時，該小組四個同學(xué)都發(fā)生了一個操作錯誤，導(dǎo)致最后所測分子直徑偏大的是__D__．A．甲同學(xué)在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器取一溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的粗B．乙同學(xué)用注射器測得80滴油酸酒精的溶液為1mL，不小心錯記錄為81滴C．丙同學(xué)計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格D．丁同學(xué)在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了解析：拿錯的注射器的針管比原來的粗，則滴出的一滴酒精油酸溶液的體積將偏大，即所含油酸的體積偏大，而計算過程中所用體積的數(shù)值比實際小，因此測量得到的油酸分子的直徑將偏小，故A不符合題意；乙同學(xué)用注射器測得80滴油酸酒精的溶液為1mL，不小心錯記錄為81滴，則所得一滴酒精油酸溶液的體積將偏小，從而使油酸的體積偏小，最終導(dǎo)致所測分子直徑偏小，故B不符合題意；丙同學(xué)計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，則油膜面積偏大，從而導(dǎo)致所測油酸分子直徑偏小，故C不符合題意；不小心把酒精倒多了一點，導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了，則計算得到油酸的體積將偏大，從而導(dǎo)致所測油酸分子直徑偏大，故D符合題意．(5)利用單分子油膜法可以粗測分子大小和阿伏加德羅常數(shù)．如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為__eq\f(6MS3,πρV3)__．解析：球狀分子的體積V′＝eq\f(1,6)πd3，而根據(jù)已知條件可得d＝eq\f(V,S)，分子的質(zhì)量m′＝ρV′阿伏加德羅常數(shù)為NA＝eq\f(M,m′)，聯(lián)立以上各式解得NA＝eq\f(6MS3,πρV3).1．在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，下列說法中正確的是(A)A．為便于形成單分子油膜，配成的油酸酒精溶液濃度要低一些B．為使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需靜置較長時間C．為清晰顯示油膜的邊界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉D．為減小實驗誤差，選用的玻璃板上正方形方格要大一些解析：為便于形成單分子油膜，配成的油酸酒精溶液濃度要低一些，A正確；為了減小誤差，防止酒精揮發(fā)，溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，B錯誤；應(yīng)先在水面上撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定，描繪油酸薄膜的輪廓，C錯誤；為減小實驗誤差，玻璃板上正方形方格要小一些，D錯誤．2．某同學(xué)利用花粉顆粒觀察布朗運動，并提出以下觀點，正確的是(A)A．布朗運動指的是花粉顆粒的無規(guī)則運動B．布朗運動指的是液體分子的無規(guī)則運動C．花粉顆粒越大，其無規(guī)則運動越劇烈D．溫度為0℃時，分子熱運動停止，觀察不到布朗運動解析：布朗運動指的是花粉顆粒的無規(guī)則運動，不是液體分子的無規(guī)則運動，A正確，B錯誤；花粉顆粒越小，其無規(guī)則運動越劇烈，C錯誤；溫度為0℃時，分子熱運動不會停止，仍然可以觀察到布朗運動，D錯誤．3．已知阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1)，某液體的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，該液體的密度為ρ(kg/m3)，則下列說法中正確的是(B)A．1kg該液體所含的分子個數(shù)是ρNAB．1kg該液體所含的分子個數(shù)是eq\f(1,M)NAC．該液體1個分子的質(zhì)量是eq\f(ρ,NA)D．該液體1個分子占有的空間是eq\f(ρM,NA)解析：1kg該液體的物質(zhì)的量為eq\f(1,M)，所含分子數(shù)目為n＝NA·eq\f(1,M)＝eq\f(NA,M)，故A錯誤，B正確；每個分子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)，故C錯誤；每個分子所占體積為V0＝eq\f(m0,ρ)＝eq\f(M,ρNA)，故D錯誤．4．(2023·海南卷)下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是(C)A．分子間距離大于r0時，分子間表現(xiàn)為斥力B．分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中分子勢能變大C．分子勢能在r0處最小D．分子間距離小于r0且減小時，分子勢能在減小解析：分子間距離大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中，引力做正功，分子勢能減小，則在r0處分子勢能最?。焕^續(xù)減小距離，分子間表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，故選C.配套精練一、選擇題1．(2023·連云港調(diào)研)在做“油膜法估測油酸分子的大小”實驗時，每n毫升油酸酒精溶液中有純油酸1毫升，取體積為V的此溶液，滴在水面上形成單分子油膜的面積為S，則油酸分子直徑為(A)A．eq\f(V,nS) B．eq\f(V,S)C．eq\f(nV,S) D．eq\f(nS,V)解析：體積為V的油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V′＝eq\f(V,n)，滴在水面上形成單分子油膜的面積為S，則油酸分子直徑為d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(V,nS)，故選A.2．(2024·淮安第一次調(diào)研)生活中常用乙醇噴霧消毒液給房間消毒，其主要成分是酒精，則下列說法中正確的是(B)A．噴灑消毒液后，會聞到淡淡的酒精味，這是酒精分子做布朗運動的結(jié)果B．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，其分子的平均動能不變C．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，內(nèi)能不變D．酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)百分比減小解析：噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，是酒精分子做無規(guī)則運動的結(jié)果，而布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，故A錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，則酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，其分子的平均動能不變，故B正確；酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，分子平均動能不變，但是分子勢能變大，則內(nèi)能發(fā)生變化，故C錯誤；酒精由液態(tài)揮發(fā)成同溫度的氣態(tài)的過程中，溫度不變，則熱運動速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例不會減小，故D錯誤．3．關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是(C)甲乙丙丁A．圖甲“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，應(yīng)先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．圖乙為水中炭粒運動位置的連線圖，連線表示炭粒做布朗運動的軌跡C．圖丙為分子力與分子間距的關(guān)系圖，分子間距從r0增大時，分子力先變大，后變小D．圖丁為大量氣體分子熱運動的速率分布圖，曲線②對應(yīng)的溫度較低解析：為形成良好的油膜，應(yīng)先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，A錯誤；圖乙為水中炭粒在不同時刻位置的連線圖，不是炭粒做布朗運動的軌跡，B錯誤；圖中力的正負(fù)代表分子間的作用力表現(xiàn)為斥力或引力，分子間距從r0增大時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子力先變大，后變小，C正確；由圖可知，曲線②中占比較多的粒子對應(yīng)的速率大于曲線①中占比較多的粒子對應(yīng)的速率，說明曲線②對應(yīng)的分子平均動能較大，對應(yīng)的溫度較高，D錯誤．4．(2023·南通適應(yīng)性考試)當(dāng)分子間距離為r0時，分子間的作用力為0.當(dāng)分子間的距離從0.9r0增大到10r0的過程中，下列說法中正確的是(C)A．分子間的作用力先減小，后增大B．分子間的作用力先增大，后減小C．分子勢能先減小，后增大D．分子勢能先增大，后減小解析：分子間的距離從0.9r0增大到r0過程，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力大小逐漸減小，分子斥力做正功，分子勢能逐漸減??；分子間的距離從r0增大到10r0過程，分子力體現(xiàn)為引力，分子力大小先增大，后減小，分子引力做負(fù)功，分子勢能增大，故分子間的距離從0.9r0增大到10r0的過程中，分子間的作用力先減小，后增大，再減小，分子勢能先減小，后增大，C正確，A、B、D錯誤．5．如圖所示為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線．下列說法中正確的是(B)A．當(dāng)r等于r1時，分子間的作用力為零B．當(dāng)r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功解析：當(dāng)r等于r2時，分子間的作用力為零，故A錯誤；由于r1<r2＝r0，故當(dāng)r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，故B正確；由圖可知，當(dāng)r大于r1而小于r2時，分子力為斥力，大于r2時分子力為引力，故C錯誤；當(dāng)r由r1變到r2的過程中，分子力為斥力，因此分子間作用力做正功，故D錯誤．6．(2023·淮安期末)如圖所示為某一定質(zhì)量氣體在不同溫度下的速率分布圖像，下列說法中錯誤的是(C)A．均呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”分布規(guī)律B．圖線①對應(yīng)的溫度比圖線②的低C．溫度升高，所有分子運動速率都在增加D．兩圖線與橫軸所圍成的面積相等解析：同一溫度下，中等速率的氣體分子數(shù)所占的比例大，即氣體分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，故A正確；由圖可知，②中速率大的分子占據(jù)比例較大，則說明②對應(yīng)的平均動能較大，故②對應(yīng)的溫度較高，故B正確；溫度升高使得氣體分子的平均速率增大，不一定每一個氣體分子的速率都增大，故C錯誤；由圖可知，在兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，故兩條曲線與橫軸所圍的面積相等，故D正確．7．(2023·蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研二)關(guān)于實驗“用油膜法估測油酸分子的大小”，下列說法中正確的是(D)A．水面痱子粉撒得越多，形成的油膜輪廓越清晰，實驗誤差越小B．配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精，會使實驗結(jié)果偏小C．在數(shù)一定量油酸溶液的滴數(shù)時，如果少數(shù)滴數(shù)，會使實驗結(jié)果偏小D．計算油膜面積時將所有不完整的方格當(dāng)作完整方格計入，會使實驗結(jié)果偏小解析：水面痱子粉撒得過多，形成的油膜將不能完全散開形成單分子層，從而使油膜面積偏小，根據(jù)油酸分子直徑的計算公式d＝eq\f(V,S)，可知，油酸分子直徑的測量值將偏大，故A錯誤；配制好的油酸酒精溶液滴入水面，油酸酒精溶液中的酒精將溶于水，只有油酸浮于水面形成油膜，因此配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精并不會影響實驗結(jié)果，故B錯誤；在數(shù)一定量油酸溶液的滴數(shù)時，如果少數(shù)滴數(shù)，將會使每一滴油酸溶液的體積偏大，從而使一滴油酸溶液中所含油酸的體積偏大，最終將導(dǎo)致所測油酸分子直徑偏大，故C錯誤；計算油膜面積時將所有不完整的方格當(dāng)作完整方格計入，將會使油膜面積偏大，從而導(dǎo)致所測油酸分子直徑偏小，故D正確．8．(2024·海安期初質(zhì)量監(jiān)測)隨著現(xiàn)代工藝提升，最薄的金箔比人的指甲還薄一百萬倍，僅兩個原子厚度．黃金的密度約為2.0×104kg/m3，質(zhì)量為0.1kg的黃金可以打造金箔的最大面積約為(B)A．102m2 B．104m2C．106m2 D．108m2解析：由物體的質(zhì)量與密度及體積的關(guān)系式m＝ρV，可得V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(0.1,2.0×104)m3＝5.0×10-6m3，兩個金原子的厚度約為d＝4.0×10-10m，質(zhì)量為0.1kg的黃金可以打造金箔的最大面積約為S＝eq\f(V,d)＝eq\f(5.0×10-6,4.0×10-10)＝1.25×104m2，B正確．9．石墨是碳原子按圖甲排列形成的，其微觀結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)．圖乙為石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，單碳層石墨烯是單層的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大約三百萬層石墨烯．石墨烯是現(xiàn)有材料中厚度最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)熱性最好的新型材料．則(D)A．石墨中的碳原子靜止不動B．碳原子的直徑大約為3×10-9mC．石墨烯碳原子間只存在分子引力D．石墨烯的熔解過程中，碳原子的平均動能不變解析：石墨中的碳原子是在平衡位置附近振動，A錯誤；由題意可知單層的距離為d＝eq\f(1×10-3,3×106)m＝3×10-10m，且層與層之間有間距，B錯誤；石墨烯碳原子間不僅存在分子引力，同時也存在分子斥力，C錯誤；石墨烯是晶體，在熔解過程中，溫度不變，故碳原子的平均動能不變，D正確．10．關(guān)于分子動理論，下列說法中正確的是(C)A．分子直徑的數(shù)量級約為10-15mB．壓縮氣體時要用力，是由于氣體分子間存在斥力的緣故C．已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積的分子數(shù)為eq\f(ρNA,M)D．水結(jié)為冰時，部分水分子已經(jīng)停止了熱運動解析：分子直徑大小通常是在10-10m的數(shù)量級，A錯誤；氣體分子的平均距離較大，一般是分子直徑數(shù)量級的十倍，故分子間基本不考慮相互作用力，而壓縮氣體之所以要用力，是由于氣體壓強(qiáng)的緣故，B錯誤；已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，可知氣體的摩爾體積V＝eq\f(M,ρ)，已知阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積的分子數(shù)為n＝eq\f(NA,\f(M,ρ))＝eq\f(ρNA,M)，C正確；分子永不停息地做無規(guī)則運動，水結(jié)為冰后水分子熱運動劇烈程度降低，但不會停止熱運動，D錯誤．二、非選擇題11．很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設(shè)計上選擇了氙氣燈．因為氙氣燈燈光的亮度是普通燈燈光亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車．若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6L，氙氣密度ρ＝6.0kg/m3.已知氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol-1.試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(1)燈頭中氙氣分子的總個數(shù)N.答案：4×1022個解析：設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n＝eq\f(ρV,M)氙氣分子的總數(shù)N＝eq\f(ρV,M)NA≈4×1022個(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離．答案：3×10-9m解析：每個氙氣分子所占的空間為V0＝eq\f(V,N)設(shè)氙氣分子間平均距離為a，則有V0＝a3即a＝eq\r(3,\f(V,N))≈3×10-9m補(bǔ)不足、提能力，老師可增加訓(xùn)練：《抓分題·基礎(chǔ)天天練》《一年好卷》。第2講氣體、固體和液體基礎(chǔ)梳理1．固體：固體可以分為__晶體__和__非晶體__兩類．各向異性和各向同性：各向異性指晶體沿__不同__方向的物理性質(zhì)__不同__．各向同性指非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是__相同__的．2．液體的表面張力：效果是使液體表面繃緊，具有__收縮__的趨勢．3．浸潤和不浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作__浸潤__．一種液體不會潤濕某種固體，不會附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫作__不浸潤__．水__能__浸潤玻璃，水__不能__浸潤蜂蠟和石蠟．水銀__不能__浸潤玻璃，水銀__能__浸潤鉛．4．液晶的特點：像__液體__那樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與__某些晶體__相似，具有__各向異性__．5．氣體分子動理論和氣體壓強(qiáng)(1)氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍，氣體分子之間的作用力十分__微弱__，可以忽略不計．(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．溫度升高時，速率大的分子數(shù)目__增加__，速率小的分子數(shù)目__減少__，分子的平均速率__增大__．(3)氣體分子向各個方向運動的概率__均等__．(4)氣體壓強(qiáng)①產(chǎn)生的原因：由于大量分子無規(guī)則地運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁__單位面積上__的壓力叫作氣體的壓強(qiáng)．②決定氣體壓強(qiáng)大小的因素：a．宏觀上：決定于氣體的__溫度__和__體積__．b．微觀上：決定于分子的__平均動能__和__分子的密集程度__．6．氣體的三個實驗定律(1)等溫變化——玻意耳定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成__反比__．②公式：__p1V1＝p2V2__．(2)等容變化——查理定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成__正比__．②公式：__eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)__．(3)等壓變化——蓋—呂薩克定律①內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成__正比__．②公式：__eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)__．7．理想氣體及其狀態(tài)方程(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驗定律的氣體．實際氣體在壓強(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其他作用力，分子本身沒有體積，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：__eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)__或eq\f(pV,T)＝C(常數(shù)).易錯辨析1．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的．(×)2．單晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的．(√)3．液晶是液體和晶體的混合物．(×)4．船浮于水面上是由于液體的表面張力作用的結(jié)果．(×)5．壓強(qiáng)極大的氣體不遵從氣體實驗定律．(√)6．氣體分子占據(jù)的空間，即氣體所充滿的容器的容積．(√)7．一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度升高時，氣體的壓強(qiáng)一定增大．(×)8．用注射器對封閉氣體進(jìn)行等溫變化的實驗時，在改變封閉氣體的體積時，要緩慢進(jìn)行．(√)固體和液體性質(zhì)的理解1．晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性舉例石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體2．液體表面張力(1)形成原因：表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力．(2)表面特征：表面層中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張緊的彈性薄膜．(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：使液體表面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最?。?．液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動性．(2)具有晶體的光學(xué)各向異性．(3)在某個方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．(2023·南京、鹽城一模)如圖所示為方解石形成的雙折射現(xiàn)象實驗的照片．下列關(guān)于方解石的說法中正確的是(B)A．是非晶體B．具有固定的熔點C．所有的物理性質(zhì)都是各向異性D．是由許多單晶體雜亂無章排列組成的解析：方解石的雙折射現(xiàn)象說明方解石不同方向上的折射率不同，說明方解石的光學(xué)物理性質(zhì)具有各向異性，說明方解石是單晶體，具有固定的熔點，A錯誤，B正確；單晶體具有規(guī)則的幾何形狀、各向異性(并不是所有物理性質(zhì)都有各向異性)和一定的熔點等性質(zhì)，而多晶體是由許多小的晶體雜亂無章地排列在一起組成的，使得多晶體不再具有規(guī)則的幾何外形，而且也不具有各向異性的特點，故C、D錯誤．(2023·蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研一)將粗細(xì)不同的兩端開口的玻璃細(xì)管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是(B)ABCD解析：若液體不浸潤玻璃，在玻璃的細(xì)管內(nèi)會下降，并形成向上凸起的液面，A、C錯誤；若液體浸潤玻璃，液體在玻璃的細(xì)管內(nèi)會上升，并形成向下凹陷的液面，且細(xì)管越細(xì)，液柱上升越高，B正確，D錯誤．氣體壓強(qiáng)的計算1．兩類方法(1)平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法力平衡法選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象進(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)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)p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng)液片法選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，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)加速運動系統(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)為研究對象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．2．兩類模型(1)活塞模型如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式．對“活塞模型”類求壓強(qiáng)的問題，其基本的方法就是先對活塞進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程．圖甲中活塞的質(zhì)量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強(qiáng)為p0.由于活塞處于平衡狀態(tài)，所以甲p0S＋mg＝pS則氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(mg,S)圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態(tài)，所以pS＋mg＝p0S乙則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－eq\f(mg,S)＝p0－ρ液gh(2)連通器模型如圖所示，U形管豎直放置．同一液體中的相同高度處壓強(qiáng)一定相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來．則有pB＋ρgh2＝pA而pA＝p0＋ρgh1所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)如圖所示，甲、乙中兩個汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，圖甲中的汽缸靜止在水平面上，圖乙中的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下．兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強(qiáng)大?。滓掖鸢福簆0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S)解析：題圖甲中選活塞為研究對象，受力分析如圖(a)所示，由平衡條件知pAS＝p0S＋mg (a) (b)得pA＝p0＋eq\f(mg,S)題圖乙中選汽缸為研究對象，受力分析如圖(b)所示，由平衡條件知p0S＝pBS＋Mg得pB＝p0－eq\f(Mg,S)豎直平面內(nèi)有如圖所示的均勻玻璃管，內(nèi)用兩段水銀柱封閉兩段空氣柱a、b，各段水銀柱高度如圖所示，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求空氣柱a、b的壓強(qiáng)大?。鸢福簆0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)p0＋ρg(h2－h(huán)1)解析：從開口端開始計算，右端大氣壓強(qiáng)為p0，同種液體同一水平面上的壓強(qiáng)相同所以b氣柱的壓強(qiáng)為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)a氣柱的壓強(qiáng)為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)氣體實驗定律的綜合應(yīng)用1．理想氣體狀態(tài)方程與氣體實驗定律的關(guān)系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(溫度不變：p1V1＝p2V2（玻意耳定律）,體積不變：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)（查理定律）,壓強(qiáng)不變：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)（蓋—呂薩克定律）))2．兩個重要的推論(1)查理定律的推論：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔT(2)蓋—呂薩克定律的推論：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT3．利用氣體實驗定律及氣體狀態(tài)方程解決問題的基本思路(2023·南京一中期末)現(xiàn)代瓷器的燒制通常采用電熱窯爐．如圖是窯爐的簡圖，上方有一單向排氣閥，當(dāng)窯內(nèi)氣壓升高到2.4p0(p0為大氣壓強(qiáng))時，排氣閥才會開啟．某次燒制過程，初始時窯內(nèi)溫度為27℃，窯內(nèi)氣體體積為V0，壓強(qiáng)為p0.(1)求窯內(nèi)溫度為387℃時窯內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．答案：2.2p0解析：假設(shè)窯內(nèi)溫度為387℃時，排氣閥未開啟，則氣體升溫過程中發(fā)生等容變化，根據(jù)查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)解得p1＝2.2p0<2.4p0，則假設(shè)成立(2)求窯內(nèi)溫度為927℃時，排出氣體質(zhì)量與窯內(nèi)原有氣體質(zhì)量的比值．答案：eq\f(2,5)解析：根據(jù)題意可知此時窯內(nèi)排出氣體，氣壓維持在2.4p0，設(shè)窯內(nèi)氣體溫度為927℃，壓強(qiáng)為2.4p0，體積為V2，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(2.4p0V2,T2)解得V2＝eq\f(5V0,3)排出氣體的體積為V排＝V2－V0則排出氣體質(zhì)量與窯內(nèi)原有氣體質(zhì)量的比值為η＝eq\f(m排,m總)＝eq\f(V排,V2)解得η＝eq\f(2,5)(2023·全國甲卷)一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3.(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時艙內(nèi)氣體的密度．答案：1.41kg/m3解析：由攝氏溫度和開爾文溫度的關(guān)系可得T1＝273＋17K＝290K，T2＝273＋27K＝300K由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)，且p1＝p2解得V2＝eq\f(30,29)V1由m＝ρ1V1＝ρ2V2得ρ2＝eq\f(29,30)ρ1其中ρ1＝1.46kg/m3，代入數(shù)據(jù)解得ρ2＝1.41kg/m3(2)保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度．答案：1.18kg/m3解析：由題意得p3＝p0，T3＝273＋27K＝300K同樣由eq\f(p2V2,T2)＝eq\f(p3V3,T3)得V3＝1.2V2由m′＝ρ2V2＝ρ3V3解得ρ3＝eq\f(5,6)ρ2＝1.18kg/m3氣體狀態(tài)變化的圖像問題1．四種圖像的比較類別特點(其中C為常量)舉例pVpV＝CT，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠(yuǎn)peq\f(1,V)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高pTp＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小VTV＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2．分析技巧利用垂直于坐標(biāo)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(qiáng)的兩條等壓線的關(guān)系．例如：(1)在圖甲中，V1對應(yīng)虛線為等容線，A、B分別是虛線與T2、T1兩線的交點，可以認(rèn)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.甲(2)如圖乙所示，A、B兩點的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2<V1.乙(2023·遼寧卷)“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量．“空氣充電寶”某個工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示．該過程對應(yīng)的p-V圖像可能是(B)ABCD解析：根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，可得p＝eq\f(C,V)T，從a到b，氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，則體積變大；從b到c，氣體壓強(qiáng)減小，溫度降低，因c點與原點連線的斜率小于b點與原點連線的斜率，c點的體積大于b點體積，故B正確，A、C、D錯誤．實驗：探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系1．實驗原理緩慢改變氣體體積以保證溫度不變，用橡膠套封閉注射器，保證氣體質(zhì)量不變，由壓力計讀出在不同體積時的壓強(qiáng)，由注射器邊上的刻度讀出氣柱長度，氣柱長度乘以氣柱截面積可以得到氣體體積．這樣可以獲得不同體積時的氣體壓強(qiáng)數(shù)值，作出氣體的壓強(qiáng)與體積倒數(shù)的關(guān)系圖線，進(jìn)而判斷壓強(qiáng)與體積是否具有反比例函數(shù)的關(guān)系．2．實驗器材注射器、潤滑油、橡膠塞、壓力表、鐵架臺．3．實驗操作(1)拔出注射器的柱塞、均勻涂抹少許潤滑油，以減小摩擦、防止漏氣．(2)把柱塞拉到刻度“2”處，用橡膠塞封閉氣體，記下此時壓強(qiáng)值和對應(yīng)體積．(3)緩慢推或拉柱塞，改變氣體體積，記下6～8組對應(yīng)的壓強(qiáng)值和刻度值．(4)列表記錄數(shù)據(jù)，繪制p-eq\f(1,V)圖像，通過實驗結(jié)果，分析得出結(jié)論．4．實驗結(jié)論在實驗誤差允許范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的某種氣體在溫度保持不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積V成反比．5．注意事項(1)實驗中保持氣體質(zhì)量不變的措施：用少量的潤滑油均勻抹在注射器柱塞上再插入注射器內(nèi)；橡膠塞與注射器要結(jié)合緊密，避免漏氣．(2)實驗中保持氣體溫度不變的措施是：不用手觸摸封閉的空氣柱器壁；拉動柱塞要緩慢；改變氣體體積后不要立即讀數(shù)，待穩(wěn)定后再讀數(shù)．(3)開始封閉氣體的體積適當(dāng)大一些，一般在最大容量的eq\f(1,2).(2023·淮安期末)某實驗小組用如圖1所示的實驗裝置，探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時，其壓強(qiáng)p和體積V的關(guān)系．推動注射器的活塞改變氣體的體積V，利用壓強(qiáng)傳感器直接在計算機(jī)上獲取對應(yīng)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)p.圖1(1)為測量氣體體積，還需利用圖2中游標(biāo)卡尺的__甲__(填“甲”“乙”或“丙”)測量大直徑注射器內(nèi)徑．解析：測量大直徑注射器內(nèi)徑用游標(biāo)卡尺內(nèi)測量爪測量，即利用圖2中游標(biāo)卡尺的甲測量．圖2(2)實驗時在柱塞處涂抹潤滑油的目的除減小摩擦外，還有__封閉氣體，防止漏氣__，緩慢推動柱塞的主要目的是__盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變__．解析：在活塞上涂潤滑油既可以減小摩擦，又可以封閉氣體，防止漏氣．實驗裝置用鐵架臺固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實驗中要緩慢推動柱塞，這些要求的目的是盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變．(3)為更直觀地描述壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系，請在圖3表格中選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，完善圖4中的橫坐標(biāo)并作圖．實驗序號12345p/(×105Pa)1.111.231.381.571.83V/mL4036322824eq\f(1,V)/(×10-2mL-1)2.52.83.13.64.2圖3圖4解析：根據(jù)溫度一定時，壓強(qiáng)與體積成反比，作圖選取橫坐標(biāo)為eq\f(1,V)，作圖如圖所示(4)若環(huán)境溫度保持不變，操作規(guī)范，分析數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)pV的乘積逐漸減小，產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是__裝置在漏氣__．實驗序號12345pV/(Pa·mL)44404428441643964392解析：根據(jù)pV＝nRT，知pV的乘積減小，說明氣體物質(zhì)的量減小，裝置在漏氣．1．關(guān)于氣體壓強(qiáng)，下列說法中正確的是(A)A．氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B．氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時間作用在器壁上的平均沖力C．氣體分子熱運動的平均動能減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大解析：氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力，其大小跟氣體的分子數(shù)、體積和溫度都有關(guān)系，A正確，B錯誤；氣體分子熱運動的平均動能減小，說明溫度降低，但不能說明壓強(qiáng)也一定減小，C錯誤；單位體積的氣體分子增加，若溫度降低，則有可能氣體的壓強(qiáng)減小，D錯誤．2．如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了．產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是(C)A．玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體B．玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體C．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊D．熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張解析：玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故A、B錯誤；玻璃裂口尖端放在火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因為表面張力具有減小表面積的作用，即使液體表面繃緊，故C正確，D錯誤．3．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個過程，其中bc的延長線通過原點，cd垂直于ab且與T軸平行，da與bc平行，則氣體體積(B)A．在a→b過程中不斷減小B．在b→c過程中保持不變C．在c→d過程中不斷增大D．在d→a過程中保持不變解析：由圖知，a→b過程為等溫過程，由玻意耳定律paVa＝pbVb得，a→b過程中氣體體積不斷增大，A錯誤；bc為延長線過原點的直線，即等容線，b→c過程中氣體體積保持不變，B正確；c→d過程為等壓過程，由蓋—呂薩克定律eq\f(Vc,Tc)＝eq\f(Vd,Td)得，c→d過程氣體體積不斷減小，C錯誤；作輔助線Od和Oa，因等容線Od的斜率大于等容線Oa的斜率，故狀態(tài)d氣體體積小于狀態(tài)a氣體體積，d→a過程氣體體積增大，D錯誤．4．(2023·徐州期末)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為M、橫截面積為S的活塞密封一部分理想氣體，活塞在汽缸內(nèi)能無摩擦地自由滑動．開始時氣體溫度為T，活塞到汽缸底部的距離為H.已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g.現(xiàn)使汽缸內(nèi)空氣的溫度緩慢升高ΔT，求：(1)汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p.答案：eq\f(Mg,S)＋p0解析：根據(jù)題意，由平衡條件有p0S＋Mg＝pS解得p＝eq\f(Mg,S)＋p0(2)活塞上升的高度Δh.答案：eq\f(ΔT,T)H解析：根據(jù)題意，由蓋—呂薩克定律有eq\f(HS,T)＝eq\f((H＋Δh)S,T＋ΔT)解得Δh＝eq\f(ΔT,T)H配套精練一、選擇題1．下雪了，晶瑩的雪花像輕盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形狀如圖所示．下列關(guān)于雪花的說法中正確的是(C)A．是多晶體B．是非晶體C．具有各向異性D．飛舞時，說明分子在做無規(guī)則運動解析：單片雪花會呈現(xiàn)六度旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了雪花凝結(jié)時各向異性，是單晶體，故A、B錯誤，C正確；雪花飛舞是因為空氣流動的作用，并不能說明分子在做無規(guī)則運動，D錯誤．2．(2023·北京卷)夜間由于氣溫降低，汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低．與白天相比，夜間輪胎內(nèi)的氣體(A)A．分子的平均動能更小B．單位體積內(nèi)分子的個數(shù)更少C．所有分子的運動速率都更小D．分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更大解析：夜間氣溫低，分子的平均動能更小，但不是所有分子的運動速率都更小，故A正確，C錯誤；由于汽車輪胎內(nèi)的氣體壓強(qiáng)變低，輪胎會略微被壓癟，則單位體積內(nèi)分子的個數(shù)更多，分子對輪胎內(nèi)壁單位面積的平均作用力更小，B、D錯誤．3．(2023·泰州期末)液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色，廣泛應(yīng)用于手機(jī)屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中．下列四幅圖哪個是液晶態(tài)分子排列圖(B)ABCD解析：液晶在某個方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的，選項A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故A、D錯誤；選項B中分子排列比較整齊，但從另外一個角度看也具有無序性，符合液晶分子的排列規(guī)律，故B正確；選項C中，分子排列是完全無序的，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故C錯誤．4．關(guān)于以下幾幅圖中現(xiàn)象的分析，下列說法中正確的是(B)甲乙丙丁A．圖甲中水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結(jié)果B．圖乙中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個圓孔，是表面張力作用的結(jié)果C．圖丙液晶顯示器是利用液晶光學(xué)性質(zhì)具有各向同性的特點制成的D．圖丁中的醬油與左邊材料不浸潤，與右邊材料浸潤解析：因為液體表面張力的存在，水黽才能在水面上行走自如，故A錯誤；將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴(kuò)成一個圓孔，是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；液晶顯示器是利用液晶光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點制成的，故C錯誤；從題圖丁中可以看出醬油與左邊材料浸潤，與右邊材料不浸潤(不浸潤液滴會因為表面張力呈球形)，故D錯誤．5．(2022·江蘇卷)自主學(xué)習(xí)活動中，同學(xué)們對密閉容器中的氫氣性質(zhì)進(jìn)行討論，下列說法中正確的是(D)A．體積增大時，氫氣分子的密集程度保持不變B．壓強(qiáng)增大是因為氫氣分子之間斥力增大C．因為氫氣分子很小，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體D．溫度變化時，氫氣分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化解析：密閉容器中的氫氣質(zhì)量不變，分子個數(shù)不變，根據(jù)n＝eq\f(N0,V)，可知當(dāng)體積增大時，單位體積的分子數(shù)變小，分子的密集程度變小，故A錯誤；氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續(xù)的、無規(guī)則撞擊產(chǎn)生的，壓強(qiáng)增大并不是因為分子間斥力增大，故B錯誤；普通氣體在溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯誤；溫度是氣體分子平均動能的標(biāo)志，大量氣體分子的速率呈現(xiàn)“中間多，兩邊少”的規(guī)律，溫度變化時，大量分子的平均速率會變化，即分子速率分布中各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比會變化，故D正確．6．(2023·南通期末)小華為了檢驗一塊薄片是否為晶體，他以薄片中央O點為圓心，畫出一個圓，A、B為圓上兩點，將一個針狀熱源放在O點，如圖所示(A)A．若A、B兩