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1、 第13單元 熱學(xué) 高考熱點統(tǒng)計 要求 2014年 2015年 2016年 2017年 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ 分子動理論 Ⅰ 33(1) 33(1) 33(1) 固體、液體和氣體 Ⅰ 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(1) 33(2) 33(1) 氣體實驗定律、狀態(tài)方程 Ⅱ 33 33(2) 33(2) 33(2) 33 33 33 33(2) 33 33 熱力學(xué)定律和能量守恒定律 Ⅰ 33(1)

2、33(1) 33(1) 33 33(2) 33 33 考情分析 1.本單元的主要內(nèi)容是分子動理論的基本觀點、固體和液體的基本性質(zhì)、氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程及熱力學(xué)定律,分子動理論、阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用、氣體實驗定律及熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用是高考命題的熱點. 2.擴(kuò)散和布朗運動現(xiàn)象、阿伏伽德羅常數(shù)、分子力和分子勢能、分子平均動能和溫度、氣體壓強的微觀解釋、油膜法測分子直徑、晶體與液晶、液體的表面張力等是本單元的基礎(chǔ)知識,氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)定律是本單元的重點知識,應(yīng)用氣體實驗定律、熱力學(xué)第一定律的解題方法是教學(xué)重點. 第32講　分子動理論　內(nèi)能　用油膜

3、法估測分子的大小 一、分子動理論 1.物體是由大量分子組成的 (1)分子直徑大小的數(shù)量級為　　　　 m.? (2)一般分子質(zhì)量的數(shù)量級為　　　　 kg.? (3)阿伏伽德羅常數(shù)NA:1 mol的任何物質(zhì)所含的分子數(shù),NA=　　　　mol-1.? 2.分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 (1)擴(kuò)散現(xiàn)象:相互接觸的物體的分子或原子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象.溫度越　　　　,擴(kuò)散越快.? (2)布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的微小顆粒的永不停息的無規(guī)則運動.布朗運動反映了　　　　的無規(guī)則運動,顆粒越　　　　,運動越明顯;溫度越　　　　,運動越劇烈.? 3.分子力 (1)分子間同時存

4、在著　　　　和　　　　,實際表現(xiàn)的分子力是它們的　　　　.? (2)引力和斥力都隨著距離的增大而　　　　,但分子間距離變化相等時斥力比引力變化得　　　　.? (3)分子間的作用力隨分子間距離r變化的關(guān)系如圖32-1所示:當(dāng)rr0時,表現(xiàn)為　　　　;當(dāng)r>10r0時,分子力變得十分微弱,可忽略不計.? 圖32-1 二、物體的內(nèi)能 1.分子的平均動能:物體內(nèi)所有分子動能的平均值.　　　　是分子平均動能的標(biāo)志,物體溫度升高,分子熱運動的　　　　增大.? 2.分子勢能:與分子　　　　有關(guān).分子勢能的大小隨分子間距離的變化曲

5、線如圖32-2所示(規(guī)定分子間距離無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零).? 圖32-2 3.物體的內(nèi)能:物體中所有分子的熱運動　　　　與　　　　的總和.物體的內(nèi)能跟物體的　　　　、　　　　及物體的　　　　都有關(guān)系.? 三、用油膜法估測分子的大小 將油酸滴在水面上,讓油酸盡可能散開,可認(rèn)為油酸在水面上形成　　　　油膜,如果把分子看作　　　　,單層分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直徑,如圖32-3所示,測出油酸的體積V和油膜的面積S,就可以算出分子的直徑d,則d=　　　　.? 圖32-3 【思維辨析】 (1)布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動. (　　) (2)溫度越高,布朗運動越劇烈.

6、(　　) (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)分子動能指的是由于分子定向移動具有的能. (　　) (6)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時,分子勢能隨分子間距離的增大而增大. (　　) (7)內(nèi)能相同的物體,它們的分子平均動能一定相同. (　　) 【思維拓展】 分子的體積如何表示? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 考點一　阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 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

7、子質(zhì)量m、分子體積V0都可通過阿伏伽德羅常數(shù)聯(lián)系起來.如圖32-4所示. ρ　 圖32-4 (1)一個分子的質(zhì)量:m=. (2)一個分子所占的體積:V0=(估算固體、液體分子的體積或氣體分子平均占有的空間). (3)1 mol物體的體積: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. 考向一　液體、固體分子模型 1 [2017·江蘇卷] 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,已知阿伏伽德羅常數(shù)為6.0×102

8、3 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) ■ 建模點撥 固體、液體分子一個一個緊密排列,可將分子看成球體或立方體,如圖32-5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). 圖32-5 考向二　氣體分子模型 2 已知地球大氣層的厚度h遠(yuǎn)小于地球半徑R,空氣平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏伽德羅常數(shù)為NA,地面大氣壓強為p0,重力加速度大小為g.由此可估算得,地球大氣層空氣分子總數(shù)為　　　　,空氣分子之間的平均距離為　　　　.? ■ 建模點撥 氣體分子不是一個一

9、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32-6所示,此時每個分子占有的空間視為棱長為d的立方體,所以d=. 圖32-6 考點二　分子動理論的應(yīng)用 考向一　布朗運動與分子熱運動 項目 布朗運動 分子熱運動 活動主體 固體小顆粒 分子 區(qū)別 　是固體小顆粒的運動,能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到 　是分子的運動,分子不論大小都做熱運動,熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到 共同點 　都是永不停息地?zé)o規(guī)則運動,都隨溫度的升高而變得更加劇烈,都是肉眼所不能看見的 聯(lián)系 　布朗運動是小顆粒受到周圍做熱運動的分子撞擊作用不平衡而

10、引起的,它是分子做無規(guī)則運動的反映 3 (多選)[2016·江蘇漣水中學(xué)質(zhì)檢] 關(guān)于布朗運動,下列說法不正確的是 (　　) A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 B.布朗運動就是懸浮的固體微粒分子的無規(guī)則運動 C.氣體分子的運動是布朗運動 D.液體中的懸浮微粒越大,布朗運動就越不明顯 E.布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 考向二　分子間的作用力與分子勢能 4 (多選)[2017·山西晉城二模] 將一個分子P固定在O點,另一個分子Q從圖中的A點由靜止釋放,兩分子之間的作用力與間距關(guān)系的圖像如圖32-7所示,則下列說法正確的是 (　　) 圖3

11、2-7 A.分子Q由A運動到C的過程中,先加速再減速 B.分子Q在C點時分子勢能最小 C.分子Q在C點時加速度大小為零 D.分子Q由A點釋放后運動到C點左側(cè)的過程中,加速度先增大后減小再增大 E.該圖能表示固、液、氣三種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律 ■ 方法技巧 (1)分子勢能在平衡位置有最小值,無論分子間距離如何變化,靠近平衡位置,分子勢能減小,反之增大. (2)判斷分子勢能的變化有兩種方法 ①看分子力的做功情況. ②直接由分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線判斷,但要注意其和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線的區(qū)別. 考向三　物體的內(nèi)能 1.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較

12、 內(nèi)能 機(jī)械能 定義 　物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和 　物體的動能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱 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 運動形式 　熱運動 　機(jī)械運動 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.一個物體在不同的狀態(tài)下有不同的

13、內(nèi)能 　是過程量,它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(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 5 (多選)關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說法不正確的是 (　　) A.溫度相等的1 kg和100 g的水內(nèi)能相同 B.物體內(nèi)能增加,一定要從外界吸收熱量 C.熱量只能從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體 D.在相同物態(tài)下,同一物體溫度降低,它的內(nèi)能會減少 E.物體運動時的內(nèi)能不一定比靜止時的內(nèi)能大 式題 (多選)[2017·太原二模] 如圖32-8所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,兩分子之間的相互作用力的合力F

14、與兩分子間距離x的關(guān)系如圖中曲線所示,F>0表現(xiàn)為斥力,F<0表現(xiàn)為引力,a、b、c、d為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則 (　　) 圖32-8 A.乙分子從a到b做加速運動,由b到c做減速運動 B.乙分子從a到c做加速運動,經(jīng)過c點時速度最大 C.乙分子由a到c的過程中,兩分子組成的系統(tǒng)的分子勢能一直減少 D.乙分子由a到d的過程中,兩分子組成的系統(tǒng)的分子勢能一直減少 E.乙分子位于c點時,兩分子組成的系統(tǒng)的分子勢能最小 考點三　用油膜法估測分子的大小 (1)油膜體積的測定——積聚法:由于一滴純油酸中含有的分子數(shù)仍很大,形成的單層分子所占面積太大,不便

15、于測量,故實驗中先把油酸溶于酒精中稀釋,測定其濃度,再測出1 mL油酸酒精溶液的滴數(shù),取一滴用于實驗,最后計算出一滴油酸酒精溶液中含有的純油酸的體積作為油膜的體積. (2)油膜面積的測定:如圖32-9所示,將畫有油酸薄膜輪廓的有機(jī)玻璃板取下放在坐標(biāo)格紙上,以邊長為1 cm的方格為單位,數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的格數(shù)(不足半格的舍去,超過半格的計為1格),計算出油膜的面積S. 圖32-9 6 [2017·江蘇聯(lián)考] “用油膜法估測分子大小”的實驗步驟如下: ①向體積為V1的純油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液總體積為V2; ②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,當(dāng)?shù)稳雗滴時體積為V0

16、; ③先往邊長為30~40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水; ④用注射器往水面上滴一滴上述溶液,等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的輪廓; ⑤將描有油酸薄膜輪廓的玻璃板,放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上,讀出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N. 上述過程中遺漏的步驟是 　　　　;油酸分子直徑的表達(dá)式是d=　　　　.? 式題 [2017·鄭州質(zhì)檢] 在“用油膜法估測分子大小”實驗中,將一滴油酸酒精溶液滴入事先灑有均勻痱子粉的水槽中,待油膜充分散開后,在玻璃板上描出油膜的輪廓,隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上,其形狀如圖32-10所示.坐標(biāo)紙上正方形小

17、方格的邊長為1 cm,該油膜的面積是　　　　m2;已知油酸酒精溶液中油酸濃度為0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的體積是1.2 mL,則油酸分子的直徑為　　　　m.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)? 圖32-10 ■ 規(guī)律總結(jié) 1.注意事項 (1)油酸在水面上形成油膜時先擴(kuò)散后收縮,要在穩(wěn)定后再畫輪廓. (2)在有機(jī)玻璃板上描繪油酸薄膜輪廓時動作要輕而迅速,視線要始終與玻璃板垂直. 2.誤差分析 (1)油酸酒精溶液配制后長時間放置,溶液的濃度容易改變,會給實驗帶來較大誤差; (2)利用小格子數(shù)計算輪廓面積時,輪廓的不規(guī)則性容易帶來計算誤差; (3)測量量筒內(nèi)溶液增加1 m

18、L的滴數(shù)時,產(chǎn)生誤差; (4)油膜形狀的畫線誤差. 第33講　固體、液體、氣體的性質(zhì)　熱力學(xué)定律 一、固體和液體 1.固體可以分為晶體和　　　　兩種,晶體又分為單晶體和　　　　.? 2.晶體的微觀結(jié)構(gòu):晶體的形狀和物理性質(zhì)與非晶體不同,晶體中原子(或分子、離子)按照一定的規(guī)則排列,具有空間上的　　　　性.? 3.液體的表面張力:液體的表面張力使液面具有　　　　的趨勢,表面張力跟液面相切,跟這部分液面的分界線垂直.? 4.液晶:具有液體的　　　　性,具有晶體的光學(xué)各向　　　　性.? 二、氣體 1.氣體的狀態(tài)參量 (1)壓強:氣體壓強是大量分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn),其決

19、定因素有　　　　和單位體積內(nèi)的　　　　數(shù).? (2)體積:氣體分子所能到達(dá)空間的體積,即氣體所充滿的容器的容積. (3)溫度:宏觀上溫度表示物體的冷熱程度,微觀上溫度是　　　　的標(biāo)志,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系為T=(t+　　　　) K.? 2.氣體分子運動的特點 (1)氣體分子之間的距離大約是分子直徑的　　　　倍,氣體分子之間的相互作用力十分微弱,可忽略不計.? (2)大量分子的熱運動速率分布表現(xiàn)為“　　　　　　　　”的統(tǒng)計規(guī)律.? (3)溫度一定時,某種氣體分子速率分布是確定的,平均速率是確定的.溫度升高時,氣體分子的　　　　增大,但并非每個分子的速率都增大.? 3.氣體實驗

20、定律 定律 項目　　　　　 玻意耳定律 查理定律 蓋—呂薩克定律 內(nèi)容 　一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成　　　　比? 　一定質(zhì)量的某種氣體,在體積不變的情況下,壓強與熱力學(xué)溫度成　　　　比? 　一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強不變的情況下,體積與熱力學(xué)溫度成　　　　比? 表達(dá)式 　　　? 　　　? 　　　? 圖像 4.理想氣體狀態(tài)方程 (1)理想氣體:把在任何溫度、任何壓強下都遵從　　　　　　　　的氣體稱為理想氣體.在壓強不太大、溫度不太低時,實際氣體可以看作理想氣體.理想氣體的分子間除碰撞外不考慮其他作用,一定質(zhì)量的某種理想

21、氣體的內(nèi)能僅由　　　　決定.? (2)理想氣體狀態(tài)方程:　　　　　　　　(質(zhì)量一定的理想氣體).? 三、熱力學(xué)定律 1.熱力學(xué)第一定律:一般情況下,如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程,那么外界對物體所做的功W加上物體從外界吸收的熱量Q等于物體　　　　的增量.表達(dá)式為ΔU=　　　　.? 2.熱力學(xué)第二定律 (1)內(nèi)容:不可能使熱量由　　　　溫物體傳遞到　　　　溫物體,而不引起其他變化;不可能從　　　　熱源吸收熱量并把它全部用來對外　　　　,而不引起其他變化.? (2)微觀意義:一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動的無序性　　　　的方向進(jìn)行.? 3.熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可能達(dá)

22、到. 四、物體的內(nèi)能 1.能量守恒定律:能量既不會　　　　,也不會　　　　,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從　　　　轉(zhuǎn)移到　　　　,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量　　　　.? 2.永動機(jī):第一類永動機(jī)是不可能制成的,因為它違反了　　　　　　　　;第二類永動機(jī)也是不可能制成的,因為它違反了　　　　　　　　.? 【思維辨析】 (1)單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的. (　　) (2)液晶是液體和晶體的混合物. (　　) (3)水蒸氣達(dá)到飽和時,水蒸氣的壓強不再變化,這時水不再蒸發(fā)和凝結(jié). (　　) (4)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律. (　　) (5)做功和熱傳遞

23、的實質(zhì)是相同的. (　　) (6)絕熱過程中,外界壓縮氣體做功20 J,氣體的內(nèi)能一定減少. (　　) (7)物體吸收熱量,同時對外做功,內(nèi)能可能不變. (　　) (8)熱機(jī)中,燃?xì)獾膬?nèi)能可以全部變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其他變化. (　　) 【思維拓展】 　　試推導(dǎo)理想氣體壓強公式,并說明影響氣體壓強的因素. 假設(shè)有一個容積為V的容器,容器內(nèi)所裝氣體分子的總數(shù)為N,容器內(nèi)單位體積分子數(shù)為n,其中n=,每個氣體分子質(zhì)量為m,我們在這個容器的內(nèi)壁附近作一個小的正立方體,小立方體與容器內(nèi)壁相接觸的面積為S,令小立方體的邊長為l=vΔt,其中v為氣體分子平均速率,Δt是我們所取的一小段考查的時間

24、間隔.小立方體內(nèi)氣體分子的總數(shù)為N',N'=nSl=nSvΔt,在Δt內(nèi),這個小立方體內(nèi)的氣體分子有六分之一都將與接觸面發(fā)生碰撞. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? 考點一　固體和液體的性質(zhì) 考向一　固體的性質(zhì) 1 (多選)[2015·全國卷Ⅰ] 下列說法正確的是 (　　) A.將一塊晶體敲碎后,得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì) C.由同種元素構(gòu)成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下,某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w,某些非晶體也可以

25、轉(zhuǎn)變?yōu)榫w E.在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變 ■ 規(guī)律總結(jié) (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)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體,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. 考向二　液體的性質(zhì) 2 (多選)下列說法正確的是 (　　) A.把一枚針輕放在水面上,它會浮在水面.這是因為水表面存在表面張力 B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干凈的玻璃板上卻不能,這是因為油脂使水的表面張力增大 C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中

26、,自由飄浮的水滴呈球形,這是表面張力作用的結(jié)果 D.在毛細(xì)現(xiàn)象中,毛細(xì)管中的液面有的升高,有的降低,這與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān) E.當(dāng)兩薄玻璃板間夾有一層水膜時,在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開,這是由于水膜具有表面張力的緣故 ■ 規(guī)律總結(jié) (1)表面張力的形成原因: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. (2)表面張力的方向:和液面相切,垂直于這部分液面的分界線. (3)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. 考向三　飽和汽壓和濕度的理解 3 (多選)關(guān)于飽

27、和汽壓和相對濕度,下列說法中正確的是 (　　) A.溫度相同的不同飽和汽的飽和汽壓都相同 B.溫度升高時,飽和汽壓增大 C.在相對濕度相同的情況下,夏天比冬天的絕對濕度大 D.飽和汽壓和相對濕度都與體積無關(guān) E.水蒸氣的實際壓強越大,人感覺越潮濕 ■ 規(guī)律總結(jié) (1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān),在相同的溫度下,不同液體的飽和汽壓一般是不同的. (2)飽和汽壓跟溫度有關(guān),飽和汽壓隨溫度的升高而增大. (3)飽和汽壓跟體積無關(guān),在溫度不變的情況下,飽和汽壓不隨體積的變化而變化. 考點二　氣體實驗定律和氣體壓強的微觀解釋 1.三大氣體實驗定律 (1)玻意耳定律(等溫變化):

28、p1V1=p2V2或pV=C(常數(shù)). (2)查理定律(等容變化): =C(常數(shù)). (3)蓋—呂薩克定律(等壓變化): =C(常數(shù)). 2.利用氣體實驗定律解決問題的基本思路 考向一　玻意耳定律 4 [2017·全國卷Ⅲ] 一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖33-1甲所示,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,M與K2相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高,此時水銀已進(jìn)入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖乙所示.設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓

29、強均保持不變.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: (1)待測氣體的壓強; (2)該儀器能夠測量的最大壓強. 圖33-1 考向二　查理定律 5 [2017·山西三模] 如圖33-3所示,橫截面積為S的熱水杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為27 ℃,壓強為大氣壓強p0.當(dāng)封閉氣體溫度上升至30 ℃時,水杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部壓強立即減為p0,溫度仍為30 ℃.再經(jīng)過一段時間,由于室溫的降低,內(nèi)部氣體溫度

30、降至21 ℃.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求: (1)當(dāng)封閉氣體溫度上升至30 ℃且水杯蓋未被頂起時的壓強p1; (2)當(dāng)封閉氣體溫度下降至21 ℃時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力Fmin. 圖33-2 考向三　蓋—呂薩克定律 6 [2017·全國卷Ⅱ] 一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb.已知空氣在1個大氣壓、溫度T0時的密度為ρ0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓,重力加速度大小為g. (1)求該熱氣球所受浮力的大小; (2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力;

31、 (3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量. 考點三　氣體實驗定律的圖像問題 (1)利用垂直于坐標(biāo)軸的線作輔助線去分析同質(zhì)量,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. 例如:在圖33-3甲中,虛線為等容線,A、B分別是虛線與T2、T1兩條等溫線的交點,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. 圖33-3 又如圖乙所示,A、B兩點的溫度相等,從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強增大,體積一定減小,所以V2

32、過程 　　類別 圖線　　 特點 示例 等溫過程 p-V pV=CT(其中C為恒量),即p、V之積越大的等溫線溫度越高,線離原點越遠(yuǎn) p- p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高 等容過程 p-T p=T,斜率k=,即斜率越大,體積越小 等壓過程 V-T V=T,斜率k=,即斜率越大,壓強越小 7 [2017·蘭州一模] 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33-4所示,氣體在狀態(tài)A時的壓強pA=p0,溫度TA=T0,線段AB與V軸平行,BC的延長線過原點.求: (1)氣體在狀態(tài)B時的壓強pB; (2)氣體在狀態(tài)C時的

33、壓強pC和溫度TC. 圖33-4 式題 [2017·上海靜安質(zhì)檢] 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33-5所示,變化順序為a→b→c→d→a,圖中ab線段延長線過坐標(biāo)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 (　　) 圖33-5 A.a→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 ■ 方法總結(jié) 氣體狀態(tài)變化的圖像的應(yīng)用技

34、巧 (1)明確點、線的物理意義:求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題,應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個平衡狀態(tài),它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量;圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個過程. (2)明確斜率的物理意義:在V-T圖像(或p-T圖像)中,比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)大小,可以比較表示這兩個狀態(tài)的點與原點連線的斜率的大小,其規(guī)律是:斜率越大,壓強(或體積)越小;斜率越小,壓強(或體積)越大. 考點四　理想氣體狀態(tài)方程的求解 1.理想氣體 (1)宏觀上,理想氣體是指在任何條件下始終遵循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

35、體. (2)微觀上,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:=C. 3.應(yīng)用狀態(tài)方程解題的一般步驟 (1)明確研究對象,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. 8 [2017·福建廈門一檢] 如圖33-6所示,內(nèi)壁光滑的水平放置氣缸被兩個活塞分成A、B、C三部分,兩活塞間用輕桿連接,活塞厚度不計,在E、F兩處設(shè)有限制裝置,使左邊活塞只能在E、F之間運動,E、F之間的容積為0.1V0.開始時左邊活塞

36、在E處,A部分的容積為V0,A部分內(nèi)氣體的壓強為0.9p0(p0為大氣壓強),溫度為297 K;B部分的容積為1.1V0,B部分內(nèi)氣體的壓強為p0,溫度恒為297 K;C部分內(nèi)為真空.現(xiàn)緩慢加熱A部分內(nèi)氣體,直至溫度升為399.3 K.求: (1)活塞剛離開E處時的溫度TE; (2)A部分內(nèi)氣體最后的壓強p. 圖33-6 式題 [2017·南昌十校二模] 如圖33-7所示,兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀柱,兩段空氣柱被封閉在左、右兩側(cè)的豎直管中.開啟上部連通左、右水銀的閥門A,當(dāng)溫度為300

37、K時,平衡時水銀柱的位置如圖所示,h1=h2=5 cm,L1=50 cm,大氣壓強為75 cmHg. (1)求右管內(nèi)空氣柱的長度L2; (2)關(guān)閉閥門A,當(dāng)溫度升至405 K時,求左側(cè)豎直管內(nèi)空氣柱的長度L3.(大氣壓強保持不變) 圖33-7 ■ 方法總結(jié) 對于兩部分氣體的問題,一定要找好兩部分氣體之間的關(guān)系,比如壓強關(guān)系、體積關(guān)系等,分別找出兩部分氣體的初、末狀態(tài)的壓強、體積和溫度,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程列式求解. 考點五　熱力學(xué)定律的理解與應(yīng)用 考向一　熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用 1.改變內(nèi)能的兩種方式的比較 做功 熱傳

38、遞 區(qū)別 內(nèi)能變化情況 　外界對物體做功,物體的內(nèi)能增加;物體對外界做功,物體的內(nèi)能減少 　物體吸收熱量,內(nèi)能增加;物體放出熱量,內(nèi)能減少 從運動形式上看 　宏觀的機(jī)械運動向物體的微觀分子熱運動的轉(zhuǎn)化 　通過分子之間的相互作用,使同一物體的不同部分或不同物體間的分子熱運動發(fā)生變化,是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 從能量的角度看 　其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程 　不同物體之間或同一物體不同部分之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 能的性質(zhì)變化情況 　能的性質(zhì)發(fā)生了變化 　能的性質(zhì)不變 聯(lián)系 　做一定量的功或傳遞一定量的熱量在改變內(nèi)能的效果上是相同的 2.溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較 含義

39、 特點 溫度 　表示物體的冷熱程度,是物體分子平均動能大小的標(biāo)志,它是大量分子熱運動的集體表現(xiàn),對個別分子來說,溫度沒有意義 狀態(tài)量 內(nèi)能 　物體內(nèi)所有分子動能和勢能的總和,它是由大量分子的熱運動和分子的相對位置所決定的 熱量 　是熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量,熱量用來量度熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少 過程量 功 　做功過程是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程 3.對公式ΔU=Q+W符號的規(guī)定 符號 W Q ΔU + 外界對物體做功 物體吸收熱量 內(nèi)能增加 - 物體對外界做功 物體放出熱量 內(nèi)能減少 4.幾種特殊情況 (1)若過程

40、是絕熱的,則Q=0,W=ΔU,外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量. (2)若過程中不做功,即W=0,則Q=ΔU,物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量. (3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變,即ΔU=0,則W+Q=0或W=-Q,外界對物體做的功等于物體放出的熱量. 9 (多選)[2017·全國卷Ⅱ] 如圖33-8所示,用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分,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)散至整個氣缸.待氣體達(dá)到穩(wěn)定后,緩慢推壓活塞,將氣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(　　) 圖33-8 A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同

41、 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 式題 (多選)[2017·全國卷Ⅲ] 如圖33-9所示,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回到狀態(tài)a.下列說法正確的是 (　　) 圖33-9 A.在過程ab中氣體的內(nèi)能增加 B.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 ■ 規(guī)律總結(jié) (1)做

42、功情況看氣體的體積:體積增大,氣體對外做功,W為負(fù);體積縮小,外界對氣體做功,W為正. (2)如果研究對象是理想氣體,由于理想氣體沒有分子勢能,所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時,主要體現(xiàn)在分子平均動能的變化上,從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化. 考向二　熱力學(xué)第二定律的理解和應(yīng)用 1.對熱力學(xué)第二定律的理解 (1)“自發(fā)地”說明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性,不需要借助外界提供能量的幫助. (2)“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成,對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響.如吸熱、放熱、做功等. 2.熱力學(xué)第二定律的實質(zhì) 熱力學(xué)第二定律的每一種表述,都揭示了大量分子參與宏觀

43、過程的方向性,進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性. 10 (多選)關(guān)于熱力學(xué)定律,下列說法正確的是 (　　) A.不可能從單一熱源吸收熱量,并把它全部用來做功 B.可能從單一熱源吸收熱量,并把它全部用來做功 C.不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體 D.機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能的實際宏觀過程是不可逆過程 E.與熱現(xiàn)象有關(guān)的變化過程都具有方向性 ■ 規(guī)律總結(jié) 熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,但在有外界影響的條件下,熱量可以從低溫物體傳到高溫物體,例如電冰箱;在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,例如氣體的等溫膨脹過程. 式題 (多選)關(guān)于第二

44、類永動機(jī),下列說法正確的是(　　) A.能將從單一熱源吸收的熱量全部用來做功,而不引起其他變化的熱機(jī)叫作第二類永動機(jī) B.第二類永動機(jī)違反了能量守恒定律,所以不可能制成 C.第二類永動機(jī)不可能制成,說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能卻不可能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.第二類永動機(jī)不可能制成,說明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能卻不可能在不引起其他變化的同時全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 E.第二類永動機(jī)不違反能量守恒定律,但違反熱力學(xué)第二定律 ■ 規(guī)律總結(jié) 兩類永動機(jī)的比較 第一類永動機(jī) 第二類永動機(jī) 　不消耗能量卻可以源源不斷地對外做功的機(jī)器 　從單一熱源吸熱,全部用來對外做功而不引起其

45、他變化的機(jī)器 　違背能量守恒定律,不可能實現(xiàn) 　不違背能量守恒定律,但違背熱力學(xué)第二定律,不可能實現(xiàn) 第34講　選修3-3計算題型突破 考點一　變質(zhì)量氣體計算題 　　分析變質(zhì)量問題時,可以通過巧妙地選擇合適的研究對象,使這類問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題,用相關(guān)規(guī)律求解. 1.充氣問題 向球、輪胎等封閉容器中充氣是一個典型的變質(zhì)量的氣體問題.只要選擇容器內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象,就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題. 2.抽氣問題 從容器內(nèi)抽氣的過程中,容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小,這屬于變質(zhì)量問題.分析時,將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體

46、作為研究對象,可把抽氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題. 3.分裝問題 將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題.分析這類問題時,可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看成整體來作為研究對象,可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題. 4.漏氣問題 容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化,屬于變質(zhì)量問題,不能用相關(guān)方程求解.如果選容器內(nèi)剩余氣體為研究對象,便可使問題變成一定質(zhì)量的氣體狀態(tài)變化,再用相關(guān)方程求解即可. 1 容積為5×10-3 m3的容器內(nèi)盛有理想氣體,若用最大容積為0.1×10-3 m3的活塞抽氣筒抽氣,在溫度不變的情況下抽氣10次,容器內(nèi)剩

47、余氣體的壓強是最初壓強的幾分之幾? 式題 [2017·廣東惠州模擬] 如圖34-1所示,噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器,其藥液桶的總?cè)莘e為14 L,裝入藥液后,封閉在藥液上方的空氣體積為2 L,氣壓為1 atm.打氣筒活塞每次可以打進(jìn)氣壓為1 atm、體積為0.2 L的空氣.(不考慮環(huán)境溫度的變化) (1)要使藥液上方的氣體壓強增大到5 atm,應(yīng)打氣多少次? (2)如果藥液上方的氣體壓強達(dá)到5 atm時停止打氣,并開始向外噴藥,那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時,筒內(nèi)剩下的藥液還有多少升? 圖34-

48、1 考點二　“氣缸類”計算題 　　“氣缸類”計算題解題的關(guān)鍵是壓強的計算,對于活塞和氣缸封閉的氣體壓強的計算,可根據(jù)情況靈活地隔離活塞或氣缸為研究對象,受力分析時一定要找到研究對象跟哪些氣體接觸,接觸氣體對它都有力的作用,氣體的壓力一定與接觸面垂直并指向受力物體. 2 [2017·山西聯(lián)考] 如圖34-2所示,上端開口的光滑圓柱形絕熱氣缸豎直放置,質(zhì)量m=5 kg,橫截面積S=50 cm2的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi),在氣缸內(nèi)距缸底某處設(shè)有體積可忽略的卡環(huán)a、b,使活塞只

49、能向上滑動,開始時活塞擱在a、b上,缸內(nèi)氣體的壓強等于大氣壓強,溫度為300 K.現(xiàn)通過內(nèi)部電熱絲緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體,直至活塞恰好離開 a、b.已知大氣壓強p0=1.0×105 Pa,g取10 m/s2. (1)求加熱后氣缸內(nèi)氣體的溫度; (2)繼續(xù)加熱氣缸內(nèi)的氣體,使活塞緩慢上升H=0.1 m(活塞未滑出氣缸),若氣體的內(nèi)能的變化量為18 J,則此過程中氣體是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少? 圖34-2 式題 [2017·全國卷Ⅰ] 如圖34-3所示,容積均為V的氣缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)管的

50、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,三個閥門均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給氣缸充氣,使A中氣體的壓強達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27 ℃,氣缸導(dǎo)熱. (1)打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強; (2)接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置; (3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃,求此時活塞下方氣體的壓強. 圖34-3 考點三　“液柱類”計算題 　　對于水和水銀封閉氣體壓強的計算,我們經(jīng)常用參考液片法,選取假想的液體薄片

51、(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)壓強相等,進(jìn)而求得氣體壓強.例如,圖34-4中粗細(xì)均勻的U形管中封閉了一定質(zhì)量的氣體A,在其最低處取一液片B,由其兩側(cè)受力平衡可知(pA+ph0)S=(p0+ph+ph0)S,即pA=p0+ph. 圖34-4 3 [2016·全國卷Ⅲ] 一U形玻璃管豎直放置,左端開口,右端封閉,左端上部有一光滑的輕活塞.初始時,管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖34-5所示.用力向下緩慢推活塞,直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止.求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同;在活塞向下移動的過程中,沒有

52、發(fā)生氣體泄漏;大氣壓強p0=75.0 cmHg.環(huán)境溫度不變. 圖34-5 式題 [2016·全國卷Ⅰ] 在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強,兩壓強差Δp與氣泡半徑r之間的關(guān)系為Δp=,其中σ=0.070 N/m.現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升,已知大氣壓強p0=1.0×105 Pa,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小g取10 m/s2. (1)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強差; (2)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水

53、面時,求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值. 考點四　“狀態(tài)圖線綜合應(yīng)用類”計算題 (1)p-V圖像、V-T圖像、p-T圖像的理解. ①要能夠識別p-V圖像、p-T圖像、V-T圖像中的等溫線、等容線和等壓線,能從圖像上解讀出狀態(tài)參量和狀態(tài)變化過程. ②依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C,得到p=CT··T,認(rèn)識p-圖像、V-T圖像、p-T圖像斜率的意義. ③作平行于橫軸(或縱軸)的平行線,與同一坐標(biāo)系內(nèi)的兩條p-V線(或p-線)、兩條V-T線或兩條p-T線交于兩點,兩點橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))

54、相同,依據(jù)縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))關(guān)系,比較第三物理量的關(guān)系. (2)對于熱力學(xué)定律與氣體實驗定律的綜合問題,主要是會根據(jù)圖像判斷做功情況和內(nèi)能變化情況,然后根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷吸、放熱情況. ①做功情況看氣體的體積:體積增大,氣體對外做功,W為負(fù);體積縮小,外界對氣體做功,W為正. ②如果研究對象是理想氣體,則由于理想氣體沒有分子勢能,所以當(dāng)它的內(nèi)能變化時,主要體現(xiàn)在分子平均動能的變化上,從宏觀上看就是溫度發(fā)生了變化. 4 [2017·大連二模] 一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖34-6所示的p-V圖線描述,其中D→A為等溫線,氣體在狀態(tài)A時溫度為TA=30

55、0 K,求: (1)氣體在狀態(tài)C時的溫度; (2)若氣體在A→B過程中吸熱1000 J,則在A→B過程中氣體內(nèi)能如何變化?變化了多少? 圖34-6 式題 [2017·黑龍江牡丹江一中摸底] 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(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圖像如圖34-7所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃. (1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少攝氏度? (2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少? 圖34-7

56、 教師詳解(聽課手冊) 第十三單元　熱學(xué) 第32講　分子動理論　內(nèi)能　用油膜法估測分子的大小 【教材知識梳理】 核心填空 一、1.(1)10-10　(2)10-26　(3)6.02×1023 2.(1)高　(2)液體分子　小　高 3.(1)引力　斥力　合力　(2)減小　快 (3)斥力　零　引力 二、1.溫度　平均動能　2.間距 3.動能　分子勢能　溫度　體積　分子的摩爾數(shù)(或分子數(shù)) 三、單層分子　球形　 思維辨析 (1)(×)　(2)(√)　(3)(

57、×)　(4)(√)　(5)(×) (6)(√)　(7)(×) 思維拓展 (1)球體模型:將分子視為球體,V0=(d表示分子直徑); (2)立方體模型:將分子視為立方體V0=d3(d表示分子間距). 固體、液體分子體積V0=(V表示摩爾體積),但對氣體V0表示一個氣體分子平均占據(jù)的體積,因為氣體分子之間的間隙不能忽略. 【考點互動探究】 考點一 例1　1×103 kg/m3 [解析] 摩爾體積V=πr3NA 由密度ρ=,解得ρ= 代入數(shù)據(jù)得ρ=1×103 kg/m3 例2　 [解析] 大氣壓是由地球大氣層的重力產(chǎn)生,設(shè)大氣層質(zhì)量為m,地球表面積為S 可知mg=p0S,

58、S=4πR2 大氣分子數(shù)n= 氣體分子間距大,所以把每一個氣體分子平均占據(jù)的空間認(rèn)為是一個立方體模型,立方體邊長即為分子間平均距離,假設(shè)為a, 因為大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球半徑,所以大氣層每一層的截面積都為地球的表面積S,大氣層體積V=Sh=4πR2h,V=na3 聯(lián)立解得a= 考點二 例3　ABC　[解析] 布朗運動是液體分子撞擊懸浮微粒的不平衡引起的,間接反映了液體分子的無規(guī)則運動,選項A、B錯誤,E正確;氣體分子的運動不是布朗運動,選項C錯誤;布朗運動的劇烈程度與液體的溫度以及顆粒的大小有關(guān),液體中的懸浮微粒越大,布朗運動就越不明顯,選項D正確. 例4　BCD　[解析] 分子

59、Q由A運動到C的過程中,一直受引力作用,速度一直增大,動能增加,分子勢能減少,在C點的分子勢能最小,選項A錯誤,選項B正確;分子Q在C點時受到的分子力為零,故在C點時的加速度大小為零,選項C正確;分子Q由A點釋放后運動到C點過程中,受到先增大后減小的引力,然后再向C點左側(cè)運動時則受到逐漸增大的斥力,故加速度先增大后減小再增大,選項D正確;此圖只能表示固、液兩種狀態(tài)下分子力隨分子間距變化的規(guī)律,氣體分子間距一般大于10r0,選項E錯誤. 例5　ABC　[解析] 影響內(nèi)能大小的因素是體積、溫度、物態(tài)和分子總數(shù),1 kg水和100 g水的質(zhì)量不同,水分子總數(shù)不同,所以內(nèi)能不同,故選項A錯誤;改變內(nèi)

60、能有做功和熱傳遞兩種方式,所以物體內(nèi)能增加,不一定要從外界吸收熱量,也可以是外界對物體做功,選項B錯誤;熱量能從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體,也能從內(nèi)能少的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能多的物體,選項C錯誤;在相同物態(tài)下,同一物體溫度降低,分子的平均動能減小,內(nèi)能減少,選項D正確;物體運動的快慢與分子運動的快慢無關(guān),物體運動快,分子的平均動能不一定大,內(nèi)能不一定大,選項E正確. 變式題　BCE　[解析] 根據(jù)圖像可以看出分子力的大小變化,在橫軸下方的為引力,上方的為斥力,分子力做正功,分子勢能減小,分子力做負(fù)功,分子勢能增大,分子乙從a到b受到引力作用,從靜止開始做加速運動,從b到c,仍受引力繼續(xù)加速,選

61、項A錯誤;從a到c,一直受引力,故一直加速,所以到c點時,速度最大,選項B正確;從a到c的過程中,分子乙受到引力作用,力的方向與運動方向一致,故分子力做正功,所以分子勢能減小,選項C正確;從a到c,分子力做正功,分子勢能減小,從c到d,分子力做負(fù)功,分子勢能增加,選項D錯誤,選項E正確. 考點三 例6　將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上　 [解析] 在步驟③中,應(yīng)將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上;油酸分子直徑為d=,一滴純油酸的體積為V=,油膜的面積為S=Na2,聯(lián)立解得d=. 變式題　8.0×10-3　7.5×10-10 [解析] 在圍成的方格中,不足半格的舍去,多于半格的算一個,共

62、有80個方格,故油酸薄膜的面積為S=80×1 cm×1 cm=80 cm2=8.0×10-3 m2. 每滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積V=×0.2% mL=6×10-6 cm3. 油酸分子的直徑為d= m=7.5×10-10 m. 1.(多選)下列關(guān)于分子運動的說法不正確的是 (　　) A.氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān) B.布朗運動是液體分子的運動,它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運動 C.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小 D.如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動能一定增大,因此壓強也一定增大 E.內(nèi)能不同的物

63、體,它們分子熱運動的平均動能可能相同 [解析] ABD　氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),除了與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)外,還與分子的平均速率有關(guān),選項A錯誤;布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動,是液體分子熱運動的體現(xiàn),它說明分子不停息地做無規(guī)則熱運動,選項B錯誤;當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時,即r=r0時,分子勢能最小,選項C正確;如果氣體分子總數(shù)不變,而氣體溫度升高,氣體分子的平均動能一定增大,壓強不一定增大,選項D錯誤;根據(jù)內(nèi)能的物理意義及溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)志可知,內(nèi)能不同的物體,它們分子熱運動的平均動能可能相同,選項E正確. 2.(多選)下列說法正確的是

64、 (　　) A.0 ℃的冰與0 ℃的水分子的平均動能相同 B.質(zhì)量相等的兩個物體,溫度高的內(nèi)能不一定大 C.分子間作用力的合力總是隨分子間距離的增大而減小 D.即使制冷技術(shù)不斷提高,絕對零度也不能達(dá)到 E.用打氣筒向籃球內(nèi)充氣時需要用力,說明氣體分子間有斥力 [解析] ABD　溫度是分子平均動能的標(biāo)志,選項A正確;物體的內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的量均有關(guān),質(zhì)量相等的兩個物體,溫度高的內(nèi)能不一定大,選項B正確;當(dāng)rr0時,分子間作用力的合力隨分子間距離的增大先增大后減小,選項C錯誤;絕對零度永遠(yuǎn)不可能達(dá)到,選項D正確;用打氣筒

65、向籃球內(nèi)充氣時,氣體壓強增大,對活塞的壓力增大,所以打氣時需要用力推動活塞,選項E錯誤. 3.(多選)[2016·唐山摸底] 對于分子動理論和物體內(nèi)能的理解,下列說法正確的是 (　　) A.溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但分子平均動能一定大 B.外界對物體做功,物體內(nèi)能一定增加 C.溫度越高,布朗運動越顯著 D.當(dāng)分子間的距離增大時,分子間作用力的合力就一直減小 E.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大 [解析] ACE　溫度高的物體分子平均動能一定大,但是內(nèi)能不一定大,選項A正確;外界對物體做功,若物體向外放熱,其內(nèi)能不一定增加,選項B錯誤;溫度越高,布朗運

66、動越顯著,選項C正確;當(dāng)分子間的距離增大時,分子間作用力的合力可能先增大后減小,選項D錯誤;當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大,選項E正確. 4.(多選)[2016·豫東、豫北名校聯(lián)考] 關(guān)于分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù),下列說法正確的是 (　　) A.大多數(shù)分子直徑的數(shù)量級為10-10 m B.掃地時揚起的塵埃在空氣中的運動不是布朗運動 C.懸浮在液體中的微粒越大,布朗運動就越明顯 D.在液體表面分子力表現(xiàn)為引力 E.隨著分子間距離的增大,分子勢能一定增大 [解析] ABD　多數(shù)分子直徑的數(shù)量級為10-10 m,選項A正確;掃地時揚起的塵埃比做布朗運動的微粒大得多,而且揚起的塵埃是空氣的流動造成的,不是布朗運動,選項B正確;懸浮在液體中的微粒越大,液體分子的撞擊對微粒影響越小,布朗運動就越不明顯,選項C錯誤;液體表面分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力,選項D正確;分子勢能變化與分子力做功有關(guān),在平衡距離以內(nèi)斥力大于引力,分子力表現(xiàn)為斥力,若在此范圍內(nèi)分子間距離增大,分子力做正功,分子勢能減小;在平衡距離以外引力大于斥力,分子力表現(xiàn)為引力,若分