届一轮复习人教版 分子动理论 气体及热力学定律学案Word格式文档下载.docx

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B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形

D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大

【答案】ABC

【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，温度越高，速率大的分子占比例越高，故虚线为0℃，实线是100℃对应的曲线，曲线下的面积都等于1，故相等，所以ABC正确。

【变式探究】【2016·

北京卷】雾霾天气对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果．雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10μm、2.5μm的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）．

某研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．

据此材料，以下叙述正确的是（　　）

A．PM10表示直径小于或等于1.0×

10－6m的悬浮颗粒物

B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力

C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动

D．PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大

【答案】C　【解析】10μm＝1.0×

10－5m，选项A不正确．

题目的信息PM10的浓度随高度的增加而略有减小，这表明PM10的分布具有任意性，也就是说受分子力和重力的大小关系具有任意性，选项B不正确．PM10和大悬浮颗粒肉眼均不可见，而且受气体分子的撞击的影响较大，其运动具有很强的无规则性，可以认为是布朗运动，选项C正确．PM2.5与PM10相比，密度相同，颗粒更小，那么PM2.5做布朗运动更明显，而分布应该更加均匀，不会高度越高浓度越大，选项D不正确．

【变式探究】

（2015·

新课标全国Ⅰ）下列说法正确的是（　　）

A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

【答案】　BCD

【变式探究】

（2015·

山东）（双选）墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是（　　）

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动

C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

【解析】　根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；

由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选B、C项．

【答案】　BC

【举一反三】

江苏）对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　）

A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

【答案】　AD

【命题热点突破二】热力学第一定律应用

1．对一定质量的理想气体，由于除碰撞外忽略分子间的相互作用力，因此不考虑分子势能．

2．热力学第一定律ΔU＝Q＋W中：

（1）ΔU仅由温度决定，升温时为正，降温时为负；

（2）W仅由体积决定，压缩时为正，膨胀时为负；

（3）Q由ΔU和W共同决定；

（4）在绝热情况下Q＝0，因此有ΔU＝W（气体的容器“绝热”，或容器虽然导热，但状态变化“迅速”，来不及交换热量，都属于绝热）．

例2、【2017·

新课标Ⅱ卷】

（5分）如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。

现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。

待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。

假设整个系统不漏气。

下列说法正确的是________（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；

每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．气体自发扩散前后内能相同

B．气体在被压缩的过程中内能增大

C．在自发扩散过程中，气体对外界做功

D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功

E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变

【答案】ABD

江苏卷】一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V–T图象如图12A–1图所示．下列说法正确的有_________．

（A）A→B的过程中，气体对外界做功

（B）A→B的过程中，气体放出热量

（C）B→C的过程中，气体压强不变

（D）A→B→C的过程中，气体内能增加

【答案】BC

【解析】由图知A→B的过程中，温度不变，体积减小，故外界对气体做功，所以A错误；

根据热力学定律知，A→B的过程中，气体放出热量，B正确；

B→C的过程为等压变化，气体压强不变，C正确；

A→B→C的过程中，温度降低，气体内能减小，故D错误．

【举一反三】【2016·

全国卷Ⅱ】【物理——选修33】

（1）一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其pT图像如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是________．

图1

A．气体在a、c两状态的体积相等

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

E．在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功

重庆）某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么（　　）

A．外界对胎内气体做功，气体内能减小

B．外界对胎内气体做功，气体内能增大

C．胎内气体对外界做功，内能减小

D．胎内气体对外界做功，内能增大

【解析】　对车胎内的理想气体分析知，体积增大为气体为外做功，内能只有动能，而动能的标志为温度，故中午温度升高，内能增大，故选D项．

【答案】　D

【变式探究】

北京）下列说法正确的是（　　）

A．物体放出热量，其内能一定减小

B．物体对外做功，其内能一定减小

C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加

D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变

【答案】　C

【命题热点突破三】理想气体状态方程

1．克拉帕龙方程

pV＝nRT（n为物质的量）或

＝C（C为常数）．

2．理想气体状态方程解题步骤

第一步：

确定研究对象．

根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持一定．

第二步：

确定气体状态参量．

分别找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，常需结合力学知识（如平衡条件或牛顿运动定律）才能写出表达式．

第三步：

确定研究过程．

过程表示两个状态之间的一种变化方式，除题中条件已指明外，在许多情况下，往往需要通过对研究对象与周围环境的相互关系的分析才能确定，认清变化过程是正确选用物理规律的前提．

第四步：

列气体状态方程．

根据研究对象状态变化的具体方式，选用气态方程或某一实验定律，代入具体数值，最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义．

例3、【2017·

（10分）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门1、3；

B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。

初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；

关闭2、3，通过1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭1。

已知室温为27℃，汽缸导热。

（i）打开2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；

（ii）接着打开3，求稳定时活塞的位置；

（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20℃，求此时活塞下方气体的压强。

【答案】

（i）V/22p0（ii）顶部（iii）1.6p0

【解析】

（i）设打开2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1。

依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。

由玻意耳定律得

①

②

联立①②式得

③

④

（ii）打开3后，由④式知，活塞必定上升。

设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（

）

（iii）设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1=300升高到T2=320的等容过程中，由查理定律得

⑦

将有关数据代入⑦式得

p3=1.6p0⑧

全国卷Ⅰ】【物理——选修33】

（2）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝

，其中σ＝0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p0＝1.0×

105Pa，水的密度ρ＝1.0×

103g/m3，重力加速度大小g取10m/s2.

（i）求在水下10m处气泡内外的压强差；

（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．

（i）28Pa　（ii）1.3

（i）当气泡在水下h＝10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1，则

Δp1＝

　①

代入题给数据得

Δp1＝28Pa　②

（ii）设气泡在水下10m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；

气泡到达水面附近时，气泡内

V1＝

πr

　⑥

V2＝

　⑦

联立③④⑤⑥⑦式得

＝

　⑧

由②式知，Δp1≪p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δp1项，代入题给数据得

≈1.3　⑨

新课标全国）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1＝2.50g，横截面积为S1＝80.0cm2，小活塞的质量为m2＝1.50g，横截面积为S2＝40.0cm2；

两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0cm，气缸外大气压强为p