2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué)學(xué)案

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1、 第十三章 熱學(xué) [全國卷5年考情分析] 未曾獨立命題的考點 命題概率較小的考點 命題概率較大的考點 阿伏加德羅常數(shù)(Ⅰ) 液晶的微觀結(jié)構(gòu)(Ⅰ)  液體的表面張力現(xiàn)象(Ⅰ) 飽和蒸氣、未飽和蒸氣、飽和蒸氣壓(Ⅰ) 能量守恒定律(Ⅰ) 中學(xué)物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他單位，例如攝氏度、標準大氣壓(Ⅰ) 實驗十三：用油膜法估測分子的大小 氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布(Ⅰ) '17Ⅰ卷T33(1)(5分) 溫度、內(nèi)能(Ⅰ) '17Ⅱ卷T33(1)(5分) '16Ⅱ卷T33(1)(5分) '16Ⅲ卷T33(1)(5分) 固體的微

2、觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體(Ⅰ) '15Ⅰ卷T33(1)(5分) '14Ⅱ卷T33(1)(5分) 分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)(Ⅰ) '15Ⅱ卷T33(1)(5分) '13Ⅰ卷T33(1)(6分) '13Ⅱ卷T33(1)(5分) 理想氣體(Ⅰ) '16Ⅱ卷T33(1)(5分) '16Ⅲ卷T33(1)(5分) 氣體實驗定律(Ⅱ) '17 Ⅰ卷T33(2)(10分)，Ⅱ卷T33(2)(10分)， Ⅲ卷T33(2)(10分) 相對濕度(Ⅰ) '14Ⅱ卷T33(1)(5分) '16 Ⅱ卷T33(2)(10分)，Ⅰ卷T33(2)(10分) '15 Ⅰ卷T33(2)(

3、10分)，Ⅱ卷T33(2)(10分) '14 Ⅰ卷T33(2)(9分)，Ⅱ卷T33(2)(10分) '13 Ⅰ卷T33(2)(9分)，Ⅱ卷T33(2)(10分) 熱力學(xué)第二定律(Ⅰ) '16Ⅰ卷T33(1)(5分) 熱力學(xué)第一定律(Ⅰ) '17 Ⅱ卷T33(1)(5分)，Ⅲ卷T33(1)(5分) '16 Ⅱ卷T33(1)(5分)，Ⅰ卷T33(1)(5分) '14 Ⅰ卷T33(1)(6分) ?？冀嵌? (1)布朗運動與分子熱運動 (2)對分子力和分子勢能的理解 (3)對固體和液體的考查 (4)對氣體實驗定律及熱力學(xué)圖像的考查 (5)對熱力學(xué)定律的考查 (6)

4、氣體實驗定律與熱力學(xué)定律的綜合 第1節(jié)分子動理論__內(nèi)能 (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。(√) (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。(×) 1．阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023 mol－1，是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁。 2．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都說明分子是永不停息地做無規(guī)

5、則運動，且都隨溫度升高而變得更加劇烈。 3．兩分子間距為r0時分子力為零，分子勢能最低，但不一定為零。 4．溫度是分子平均動能的標志，溫度相同時，各種物體分子的平均動能均相同。 突破點(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)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形，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

6、占有的空間視為棱長為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質(zhì)量m、單個分子的體積V0、分子直徑d都可通過阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來。如下所示。 (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。 [題點全練] 1．銅摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA。1個銅原子所占的體積是

7、(　　) A.　　　　　　　　　 B. C. D. 解析：選A　銅的摩爾體積Vmol＝，則一個銅原子所占的體積為V0＝＝，A正確。 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＝，氣體的密度為ρ，則1摩爾該氣體的體積Vm＝，則有n＝，故D錯誤，A、B、C正確。 3．(2018·運城期末

8、)已知地球到月球的平均距離為384 400 km，金原子的直徑為3.48×10－9 m，金的摩爾質(zhì)量為197 g/mol。若將金原子一個接一個地緊挨排列起來，筑成從地球通往月球的“分子大道”，試問(NA＝6.02×1023 mol－1)： (1)該“分子大道”需要多少個原子？ (2)這些原子的總質(zhì)量為多少？ 解析：(1)N＝＝1.10×1017(個)。 (2)總質(zhì)量為M＝MA＝3.6×10－8 kg。 答案：(1)1.10×1017　(2)3.6×10－8 kg 突破點(二)　擴散現(xiàn)象、布朗運動與分子熱運動 擴散現(xiàn)象、布朗運動與分子熱運動的比較 擴散現(xiàn)象 布朗運動 分子

9、熱運動 活動主體 分子 固體微小顆粒 分子 區(qū)別 分子的運動，發(fā)生在固體、液體、氣體等任何兩種物質(zhì)之間 微小顆粒的運動，是比分子大得多的分子團的運動，較大的顆粒不做布朗運動，但它本身及周圍的分子仍在做熱運動 分子的運動，分子無論大小都做熱運動，熱運動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到 觀察 裸眼可見 光學(xué)顯微鏡 電子顯微鏡或掃描隧道顯微鏡 共同點 都是永不停息的無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加激烈 聯(lián)系 布朗運動是由于微小顆粒受到周圍分子做熱運動的撞擊力不平衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運動的反映 [題點全練] 1．[多選](2015·全國卷Ⅱ)關(guān)于擴散現(xiàn)象，下

10、列說法正確的是(　　) A．溫度越高，擴散進行得越快 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)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的 D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生 E．液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的 解析：選ACD　擴散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確；擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項B、E錯誤，選項C正確；擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項D正確。 2．[多選](2018·保定期末)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm 的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無

11、規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是(　　) A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng) B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動 C．PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運動決定的 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 E．PM2.5必然有內(nèi)能 解析：選CDE　“PM2.5”是指直徑小于或等于2.5 μm的顆粒物，大于氧分子尺寸的數(shù)量級，A錯誤；PM2.5在空氣中的運動是固體顆粒的運動，不是分子

12、的運動，B錯誤；PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子碰撞的不平衡和氣流運動共同決定的，C正確；減少礦物燃料燃燒的排放，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，D正確；PM2.5是大量分子組成的顆粒物，一定具有內(nèi)能，E正確。 3．[多選](2018·衡水模擬)關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是(　　) A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 B．液體溫度越高，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各部分溫度不同而引起的 D．懸浮在液體中的固體小顆粒做布朗運動具有的能是機械能 E．布朗運動是微觀粒子的運動，其運動規(guī)律遵循牛頓第二定律 解析：選BDE　布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，A錯誤。布朗運

13、動的劇烈程度與溫度有關(guān)，液體溫度越高，布朗運動越劇烈，B正確。布朗運動是由于來自各個方向的液體分子對固體小顆粒撞擊作用的不平衡引起的，C錯誤。懸浮在液體中的固體小顆粒做布朗運動具有的能是機械能，D正確。布朗運動是懸浮的固體小顆粒不停地做無規(guī)則的宏觀的機械運動，故其運動規(guī)律遵循牛頓第二定律，E正確。 突破點(三)　分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子力F、分子勢能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無窮遠處分子勢能Ep＝0)。 (1)當(dāng)r＞r0時，分子力為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負功，分子勢能增加。 (2)當(dāng)r＜r0時，分子力為斥力，當(dāng)r減小時，分子力做負功，分子勢能增加。

14、 (3)當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小。 [典例]　[多選](2018·泰安模擬)甲分子固定在坐標原點O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是(　　) A．乙分子在P點時加速度為0 B．乙分子在Q點時分子勢能最小 C．乙分子在Q點時處于平衡狀態(tài) D．乙分子在P點時動能最大 E．乙分子在P點時，分子間引力和斥力相等 [解析]　由題圖可知，乙分子在P點時分子勢能最小，此時乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，A、E

15、正確。乙分子在Q點時分子勢能為0，大于乙分子在P點時的分子勢能，B錯誤。乙分子在Q點時與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，C錯誤。乙分子在P點時，其分子勢能最小，由能量守恒可知此時乙分子動能最大，D正確。 [答案]　ADE [方法規(guī)律] (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)判斷分子勢能變化的兩種方法 方法一：利用分子力做功判斷。分子力做正功，分子勢能減?。? 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

16、斷，如圖所示。要注意此圖線和分子力與分子間距離的關(guān)系圖線形狀雖然相似，但意義不同，不要混淆。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．[多選]兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是(　　) A．分子力先增大，后一直減小 B．分子力先做正功，后做負功 C．分子動能先增大，后減小 D．分子勢能先增大，后減小 E．分子勢能和動能之和不變 解析：選BCE　分子力應(yīng)先增大，后減小，再增大，所以A選項錯；分子力先為引力，做正功，再為斥力，做負功，B選項正確；根據(jù)能量守恒可知分子動能先增大后減小，分子勢能先減小后增大，分子動能和分子勢能之和保持不變，所以C、E

17、選項正確，D錯誤。 2．[多選](2018·撫順模擬)關(guān)于分子間的作用力，下列說法正確的是(　　) A．分子之間的斥力和引力同時存在 B．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小 C．分子之間的距離減小時，分子力一直做正功 D．分子之間的距離增大時，分子勢能一直減小 E．分子之間的距離變化時，可能存在分子勢能相等的兩個點 解析：選ABE　分子間既存在引力，也存在斥力，只是當(dāng)分子間距離大于平衡距離時表現(xiàn)為引力，小于平衡距離時表現(xiàn)為斥力，故A正確；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，隨分子間距離的增大而減小，故B正確；分子間距大于r0時，分子力表現(xiàn)為引力，相互靠近

18、時，分子力做正功，分子間距小于r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，相互靠近時，分子力做負功，故C錯誤；兩分子之間的距離大于r0時，分子力表現(xiàn)為引力，當(dāng)分子之間的距離增加時，分子力做負功，分子勢能增加，故D錯誤；當(dāng)兩分子之間的距離等于r0時，分子勢能最小，從該位置起增加或減小分子距離，分子力都做負功，分子勢能增加，分子之間的距離變化時，可能存在分子勢能相等的兩個點，故E正確。 3.[多選](2018·?？谀M)兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0。相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是

19、(　　) A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在rr0階段，當(dāng)r減小時F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故A正確；在r

20、內(nèi)能與機械能的比較 內(nèi)能 機械能 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)下有不同的內(nèi)能 是過程量

21、，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 [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)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同 D．內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同 E．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) [解析]　溫度高低反映分子平均動能的大小，但由于物體不同，分子數(shù)目不同，所處狀態(tài)不同，無法反映內(nèi)能的大小，選項A錯誤；由于分子都在做無規(guī)則運動，因此，任何物體的內(nèi)能

22、不可能為零，選項B正確；內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能不一定相同，選項C錯誤；內(nèi)能不同的兩個物體，它們的溫度可以相同，即它們的分子平均動能可以相同，選項D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E正確。 [答案]　BDE [易錯提醒] (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)任何物體都有內(nèi)能，因為現(xiàn)實中絕對零度達不到。 (3)溫度是分子平均動能的標志，是大量分子熱運動的體現(xiàn)，不能比較單個分子的溫度高低。 (4)只要溫度相同，任何物體的分子平均動能都相同，注意是平均動能而不是平均速率。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(2014·北京高考)

23、下列說法中正確的是(　　) A．物體溫度降低，其分子熱運動的平均動能增大 B．物體溫度升高，其分子熱運動的平均動能增大 C．物體溫度降低，其內(nèi)能一定增大 D．物體溫度不變，其內(nèi)能一定不變 解析：選B　根據(jù)溫度是分子平均動能的標志知，溫度升高，分子熱運動的平均動能增大；溫度降低，分子熱運動的平均動能減小，選項A錯誤，B正確；影響物體內(nèi)能的因素有溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)，所以只根據(jù)溫度變化情況無法判斷內(nèi)能的變化情況，選項C、D錯誤。 2．[多選]下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是(　　) A．溫度是分子平均動能的標志，所以兩個動能不同的分子相比，動能大的分子溫度高 B．兩個不同的

24、物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同 C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能不同 D．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化 E．溫度高的物體不一定比溫度低的物體內(nèi)能大 解析：選CDE　溫度是大量分子熱運動的客觀體現(xiàn)，單個分子不能比較溫度高低，A錯誤；物質(zhì)的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定，故B錯誤，C正確；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度不變而體積發(fā)生變化時，內(nèi)能也可能發(fā)生變化，D正確；質(zhì)量不確定，只知道溫度的關(guān)系，不能確定內(nèi)能的大小，故E正確。 3．[多選]關(guān)于熱量、功和內(nèi)能三個物理量，下列說法正確的是(　　) A．熱量、功和內(nèi)能三者的物理意義相同，只是說法不同 B．

25、熱量、功都可以作為物體內(nèi)能變化的量度 C．熱量、功和內(nèi)能的單位相同 D．功由過程決定，而熱量和內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定 E．物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加 解析：選BCE　熱量、功和內(nèi)能是三個不同的物理量，它們的物理意義不同，故A錯誤；功與熱量都是能量轉(zhuǎn)化的量度，都可以作為物體內(nèi)能變化的量度，故B正確；熱量、功和內(nèi)能的單位相同，都是焦耳，故C正確；功和熱量由過程決定，內(nèi)能由物體的狀態(tài)決定，故D錯誤；由熱力學(xué)第一定律可知，物體吸收熱量，同時對外做功，其內(nèi)能可能增加，E正確。 1．[多選]下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是(　　) A．把物體緩慢舉高，其機械能增加，內(nèi)能不

26、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 E．分子間引力和斥力相等時，分子勢能最小 解析：選ACE　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)能不變，選項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，選項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，選項C正確；根據(jù)分子間作用力的特點，當(dāng)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

27、間距離等于r0時分子勢能最小，選項D錯誤，E正確。 2．[多選]兩個分子相距r1時，分子力表現(xiàn)為引力，相距r2時，分子力表現(xiàn)為斥力，則(　　) A．相距r1時，分子間沒有斥力存在 B．相距r2時的斥力大于相距r1時的斥力 C．相距r2時，分子間引力和斥力同時存在 D．相距r1時的引力大于相距r2時的引力 E．由題意知r1>r2 解析：選BCE　分子間的相互作用力由引力和斥力兩部分組成，這兩種力同時存在，實際的分子力是引力和斥力的合力，故A錯誤，C正確；分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增加而減小，故相距為r2時分子間的斥力大于相距為r1時的斥力，相距r2時分子間的引力大于相距r

28、1時的引力，故B正確，D錯誤；兩個分子相距為r1時，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力，相距為r2時，表現(xiàn)為斥力，故r1>r2，E正確。 3．[多選]一般情況下，分子間同時存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下兩分子的間距達到不能再靠近時，固定甲分子不動，乙分子可自由移動，則去掉外力后，當(dāng)乙分子運動到很遠時，速度為v，則在乙分子的運動過程中(乙分子的質(zhì)量為m)(　　) A．乙分子的動能變化量為mv2 B．分子力對乙分子做的功為mv2 C．分子引力比分子斥力多做的功為mv2 D．分子斥力比分子引力多做的功為mv2 E．乙分子克服分子力做的功為mv2 解析：選ABD　當(dāng)甲、乙兩分子間距離最

29、小時，兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)乙分子運動到分子力的作用范圍之外時，乙分子不再受力，此時速度為v，故在此過程中乙分子的動能變化量為mv2，A正確；在此過程中，分子斥力始終做正功，分子引力始終做負功，即W合＝W斥－W引，由動能定理得W斥－W引＝mv2，故分子斥力比分子引力多做的功為mv2，B、D正確。 4．[多選]下列關(guān)于布朗運動的說法中正確的是(　　) A．布朗運動是微觀粒子的運動，其運動規(guī)律遵循牛頓第二定律 B．布朗運動是組成固體微粒的分子無規(guī)則運動的反映 C．布朗運動是液體分子與固體分子的共同運動 D．布朗運動是永不停息的，反映了系統(tǒng)的能量是守恒的 E．布朗運動是懸浮在液體中的固體

30、小顆粒的無規(guī)則運動 解析：選ADE　布朗運動是懸浮的固體小顆粒不停地做無規(guī)則的宏觀的機械運動，故符合牛頓第二定律，它反映了液體分子永不停息地做無規(guī)則運動，A、E正確，B、C錯誤；微粒運動過程中，速度的大小與方向不斷發(fā)生改變，與接觸的微粒進行能量交換，D正確。 5．[多選]下列說法正確的是(　　) A．氣體擴散現(xiàn)象表明了氣體分子的無規(guī)則運動 B．氣體溫度升高，分子的平均動能一定增大 C．布朗運動的實質(zhì)就是分子的熱運動 D．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減小 E．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時，分子勢能隨分子間距離的減小而減小 解析：選ABE　布朗運動是懸浮在

31、液體中微粒的運動，它是液體分子無規(guī)則熱運動的反映，選項C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D錯誤。 6.如圖所示，用細線將一塊玻璃板水平地懸掛在彈簧測力計下端，并使玻璃板貼在水面上，然后緩慢提起彈簧測力計，在玻璃板脫離水面的一瞬間，彈簧測力計讀數(shù)會突然增大，主要原因是(　　) A．水分子做無規(guī)則熱運動 B．玻璃板受到大氣壓力作用 C．水與玻璃間存在萬有引力作用 D．水與玻璃間存在分子引力作用 解析：選D　彈簧測力計讀數(shù)會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D正確。 7．[多選]1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸

32、氣相比較，下列說法正確的是(　　) A．分子的平均動能和分子的總動能都相同 B．分子的平均動能相同，分子的總動能不同 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能相同；又因為1 g水和1 g 水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動能相同，A正確，B錯誤；當(dāng)100 ℃的水變成100 ℃的水蒸氣時，分子間距離變大，分子力做負功，分子勢能增加，該過程吸收熱量，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錯誤，D正確。 8．[多選](2018·廣州模擬)有關(guān)分子的熱運動和內(nèi)能，下

33、列說法正確的是(　　) A．一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變 B．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈 C．物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和 D．布朗運動是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的 E．外界對物體做功，物體的內(nèi)能必定增加 解析：選ABC　溫度是分子平均動能的標志，則一定質(zhì)量的氣體，溫度不變，分子的平均動能不變，選項A正確；物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，選項B正確；物體的內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能和分子勢能的總和，選項C正確；布朗運動是液體分子對懸浮在液體中的微粒頻繁碰撞引起的，選項D錯誤；改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，外界對物

34、體做功，物體的內(nèi)能不一定增加，選項E錯誤。 9．[多選]當(dāng)兩分子間距為r0時，它們之間的引力和斥力相等。關(guān)于分子之間的相互作用，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)兩個分子間的距離等于r0時，分子勢能最小 B．當(dāng)兩個分子間的距離小于r0時，分子間只存在斥力 C．在兩個分子間的距離由很遠逐漸減小到r＝r0的過程中，分子間作用力的合力先增大后減小 D．在兩個分子間的距離由很遠逐漸減小到r＝r0的過程中，分子間作用力的合力一直增大 E．在兩個分子間的距離由r＝r0逐漸減小的過程中，分子間作用力的合力一直增大 解析：選ACE　分子引力和斥力是同時存在的，當(dāng)分子之間的距離為r0時，分子引力和斥

35、力剛好大小相等方向相反，合力為0，分子勢能最小，A正確。當(dāng)兩個分子間距離小于r0時，分子斥力大于分子引力，所以合力表現(xiàn)為斥力，B錯誤。當(dāng)分子距離從較遠逐漸減小到r＝r0過程中，分子間作用力表現(xiàn)為引力，且先逐漸增大后逐漸減小，所以C正確，D錯誤。當(dāng)分子間距離小于r0時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，且距離減小合力增大，所以E正確。 10．[多選](2018·大連模擬)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為(　　) A．NA＝　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 解析：選AB　阿伏加德羅常數(shù)NA＝

36、＝＝，其中V為每個氣體分子所占有的體積，而V0是氣體分子的體積，故C錯誤；D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯誤的。故選A、B。 11．[多選]如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢能，在兩個分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中(　　) A．F不斷增大　　　　　　 B．F先增大后減小 C．Ep不斷減小 D．Ep先增大后減小 E．F對分子一直做正功 解析：選BCE　分子間的作用力是矢量，其正負不表示大??；分子勢能是標量，其正負表示大小。讀取圖像信息知，由10r0變?yōu)閞0的過程中，F(xiàn)先增大后變小至0。Ep則不斷減小，故B、C正確，A、D錯誤。該過程中，始終

37、為引力，做正功，故E正確。 12．(2016·北京高考)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(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)。某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(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

38、于1.0×10－6 m的懸浮顆粒物 B．PM10受到的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動 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A錯誤；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B錯誤；PM10和大懸浮顆粒物的大小符合做布朗運動的條件，選項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D錯誤。 13．[多選](2018·隨州調(diào)考)下列說法正確的是(　　) A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這反映了液體

39、分子運動的無規(guī)則性 B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大 C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素 E．當(dāng)溫度升高時，物體內(nèi)每一個分子熱運動的速率一定都增大 解析：選ACD　布朗運動是固體顆粒在液體中的運動，反應(yīng)液體分子的運動，故顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故選項A正確；分子間距離r

40、項C正確；分子之間存在間隙，在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素，故D正確；溫度升高，分子平均動能增大，但單個分子運動情況不確定，故E錯誤。 14．(2018·鄭州模擬)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＝1.6 L，氙氣密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 mol－1。試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) (1

41、)燈頭中氙氣分子的總個數(shù)N； (2)燈頭中氙氣分子間的平均距離。 解析：(1)設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n＝， 氙氣分子的總數(shù)N＝NA≈4×1022個。 (2)每個氙氣分子所占的空間為V0＝ 設(shè)氙氣分子間平均距離為a， 則有V0＝a3， 即a＝ ≈3×10－9 m。 答案：(1)4×1022個　(2)3×10－9 m 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)晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為晶體的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的。(√) (4)液晶是液體和晶體的

42、混合物。(×) (5)船浮于水面上不是由于液體的表面張力。(√) (6)水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，這時，水不再蒸發(fā)和凝結(jié)。(×) (7)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律。(√) 1．區(qū)別晶體和非晶體看有無固定熔點，而區(qū)分單晶體和多晶體看是否能表現(xiàn)出各向異性。 2．液體的表面張力有使液體的表面積收縮到最小的趨勢。 3．氣體的壓強是由氣體分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的，其大小由分子平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)共同決定。 4．氣體的壓強可通過分析與氣體接觸的液柱或活塞的受力，利用平衡條件或牛頓第二定律列式求解。 5．氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的適用條件為一定質(zhì)量的理想氣

43、體。　　 突破點(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

44、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 [題點全練] 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 解析：選BCD　將一晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，故選項A錯誤。單晶體具有各向異性，有些單晶體沿不同

45、方向上的光學(xué)性質(zhì)不同，故選項B正確。例如金剛石和石墨由同種元素構(gòu)成，但由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，故選項C正確。晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如天然水晶是晶體，熔融過的水晶(即石英玻璃)是非晶體，也有些非晶體在一定條件下可轉(zhuǎn)化為晶體，故選項D正確。熔化過程中，晶體的溫度不變，但內(nèi)能改變，故選項E錯誤。 2．[多選](2018·馬鞍山一模)下列說法正確的是(　　) A．單晶體和多晶體都有確定的熔點 B．氣體絕熱膨脹對外做功，內(nèi)能一定增大 C．溫度低的物體分子運動的平均速率小 D．液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 E．液體表面存在張力是因為液體表面層分子間的距離大于

46、液體內(nèi)部分子間的距離 解析：選ADE　單晶體和多晶體都是晶體，都有確定的熔點，故A正確；氣體絕熱膨脹的過程中與外界沒有熱量交換，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能一定減小，故B錯誤；溫度是分子的平均動能的標志，溫度低的物體分子運動的平均動能一定小，而平均速率不一定小，還與分子的質(zhì)量有關(guān)，故C錯誤；液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故D正確；液體表面存在張力是因為液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子之間表現(xiàn)為引力，故E正確。 3．[多選](2018·安慶模擬)下列說法正確的是(　　) A．液面上方的蒸汽達到飽和時就不會有液體分子從液面飛出 B

47、．萘的熔點為80 ℃，質(zhì)量相等的80 ℃的液態(tài)萘和80 ℃的固態(tài)萘具有不同的分子勢能 C．車輪在潮濕的地面上滾過后，車轍中會滲出水，屬于毛細現(xiàn)象 D．液體表面層分子的勢能比液體內(nèi)部分子的勢能大 E．液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性 解析：選BCD　液面上方的蒸汽達到飽和時，液體分子從液面飛出，同時有蒸汽分子進入液體中，從宏觀上看，液體不再蒸發(fā)，故A錯誤；80 ℃時，液態(tài)萘凝固成固態(tài)萘的過程中放出熱量，溫度不變，則分子的平均動能不變，萘放出熱量的過程中內(nèi)能減小，而分子平均動能不變，所以一定是分子勢能減小，故B正確；由毛細現(xiàn)象的定義可知，C正確；液體表面層

48、的分子間距離比液體內(nèi)部的分子間距離大，故液體表面層分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子之間的距離有縮小的趨勢，可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能，故D正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，E錯誤。 突破點(二)　氣體壓強的產(chǎn)生與計算 1．產(chǎn)生的原因 由于大量氣體分子無規(guī)則運動而碰撞器壁，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做氣體的壓強。 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能和分子的密集程度。 3．平衡狀態(tài)下氣體壓強的求法 力平衡法 選取與氣體接觸的液柱

49、(或活塞)為研究對象進行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強 等壓面法 在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強相等。液體內(nèi)深h處的總壓強p＝p0＋ρgh，p0為液面上方的壓強 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)壓強相等方程，求得氣體的壓強 4．加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法 選取與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。 [典例]　如圖所示，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

50、活塞與汽缸底相距為L?，F(xiàn)讓小車以一較小的水平恒定加速度向右運動，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；整個過程溫度保持不變。求小車加速度的大小。 [解析]　設(shè)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： F1＝p1S，F(xiàn)0＝p0S 由牛頓第二定律得：F1－F0＝ma 小車靜止時，在平衡狀態(tài)下，汽缸內(nèi)氣體的壓強應(yīng)為p0。 由玻意耳定律得：p1V1＝p0V0 式中V0＝SL，V1＝S(L－d) 聯(lián)立以上各式得：a＝。 [答案]　 [方法規(guī)律]　封閉氣體

51、壓強的求解方法 封閉氣體的壓強，不僅與氣體的狀態(tài)變化有關(guān)，還與相關(guān)的水銀柱、活塞、汽缸等物體的受力情況和運動狀態(tài)有關(guān)。解決這類問題的關(guān)鍵是要明確研究對象，然后分析研究對象的受力情況，再根據(jù)運動情況，列出關(guān)于研究對象的力學(xué)方程，然后解方程，就可求得封閉氣體的壓強。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(2018·臨沂質(zhì)檢)如圖所示兩個汽缸質(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，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。不計活塞與汽缸壁間的摩擦，兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的氣體A、B，大氣壓為p0，求封閉氣體A、B的壓強各多大？ 解析：題圖甲中選活塞m為研究對象。

52、pAS＝p0S＋mg 得pA＝p0＋ 題圖乙中選汽缸M為研究對象，pBS＋Mg＝p0S，得 pB＝p0－。 答案：p0＋　p0－ 2．若已知大氣壓強為p0，如圖所示各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強。 解析：在題圖甲中，以高為h的液柱為研究對象，由二力平衡知 p氣S＋ρghS＝p0S 所以p氣＝p0－ρgh 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氣S＋ρghS＝p0S p氣＝p0－ρgh 在題圖丙中，以B液面為研究對象，有 p氣S＋ρghSsin 60°＝p0S 所以p氣＝p0－ρgh 在題圖丁中，以液面A為研

53、究對象，由二力平衡得 p氣S＝(p0＋ρgh1)S 所以p氣＝p0＋ρgh1。 答案：甲：p0－ρgh　乙：p0－ρgh　丙：p0－ρgh ?。簆0＋ρgh1 突破點(三)　氣體實驗定律的應(yīng)用 1．三大氣體實驗定律 (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)： ＝或＝C(常數(shù))。 2．利用氣體實驗定律解決問題的基本思路 [典例]　(2017·全國卷Ⅰ)如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細管的中部，A、B的頂部各有一閥

54、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給汽缸充氣，使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ℃，汽缸導(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。 [審題指導(dǎo)] (1)初始時，三個閥門均打開，說明A、B汽缸內(nèi)氣體的壓強均為p0，溫度為27 ℃。 (2)汽缸導(dǎo)熱，說明給汽缸A充氣過程中及打開K2、K3時，A、B中氣體的溫度保持不變。 (3)活塞質(zhì)

55、量、體積均可忽略，說明活塞平衡時，活塞上、下兩部分氣體的壓強相等。 [解析]　(1)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1，體積為V1。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得 p0V＝p1V1① (3p0)V＝p1(2V—V1)② 聯(lián)立①②式得 V1＝③ p1＝2p0。④ (2)打開K3后，由④式知，活塞必定上升。設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時，活塞下氣體壓強為p2。由玻意耳定律得 (3p0)V＝p2V2⑤ 由⑤式得 p2＝p0⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時p2為p2′＝p0。 (3)設(shè)加熱

56、后活塞下方氣體的壓強為p3，氣體溫度從T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容過程中，由查理定律得 ＝⑦ 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入⑦式得 p3＝1.6p0。⑧ [答案]　(1)　2p0　(2)在汽缸B的頂部 (3)1.6p0 [方法規(guī)律]　處理“兩團氣”問題的技巧 (1)分析“兩團氣”初狀態(tài)和末狀態(tài)的壓強關(guān)系。 (2)分析“兩團氣”的體積及其變化關(guān)系。 (3)分析“兩團氣”狀態(tài)參量的變化特點，選取合適的實驗定律列方程。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.(2018·寶雞一模)如圖所示，兩端開口的汽缸水平固定，A、B是兩個厚度不計的活塞，面積分別為S1＝20 cm2，S2＝10 cm2，它們之間

57、用一根細桿連接，B通過水平細繩繞過光滑的定滑輪與質(zhì)量為M的重物C連接，靜止時汽缸中的空氣壓強p＝1.3×105 Pa，溫度T＝540 K，汽缸兩部分的氣柱長均為L。已知大氣壓強p0＝1×105 Pa，取g＝10 m/s2，缸內(nèi)空氣可看作理想氣體，不計一切摩擦。求： (1)重物C的質(zhì)量M； (2)逐漸降低汽缸中氣體的溫度，活塞A將向右緩慢移動，當(dāng)活塞A剛靠近D處而處于平衡狀態(tài)時缸內(nèi)氣體的溫度。 解析：(1)活塞整體受力處于平衡狀態(tài)，則有： pS1＋p0S2＝p0S1＋pS2＋Mg 代入數(shù)據(jù)解得：M＝3 kg。 (2)當(dāng)活塞A靠近D處時，活塞整體受力的平衡方程沒變，氣體壓強不變，根據(jù)氣

58、體的等壓變化有： ＝ 解得：T′＝360 K。 答案：(1)3 kg　(2)360 K 2．(2017·全國卷Ⅲ)一種測量稀薄氣體壓強的儀器如圖(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細管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，此時水銀已進入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖 (b)所示。設(shè)測量過程中溫度、與K2相通的待測氣體的壓強均保持不變。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

59、體的壓強； (2)該儀器能夠測量的最大壓強。 解析：(1)水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣體恰好被封住，設(shè)此時被封閉的氣體的體積為V，壓強等于待測氣體的壓強p。提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高時，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時封閉氣體的壓強為p1，體積為V1，則 V＝V0＋πd2l① V1＝πd2h② 由力學(xué)平衡條件得 p1＝p＋ρhg③ 整個過程為等溫過程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1④ 聯(lián)立①②③④式得 p＝。⑤ (2)由題意知 h≤l⑥ 聯(lián)立⑤⑥式有 p≤⑦ 該儀器能夠測量的最大壓強為 pmax＝。⑧ 答案：(1)　(2) 突破點(四)　理想氣

60、體狀態(tài)方程的應(yīng)用 1．理想氣體 宏觀描述 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。 微觀描述 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(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。 [典例]　(2018·北京朝陽區(qū)模擬)如圖所示，有兩個不計質(zhì)量和厚度的活塞M、N，將

61、兩部分理想氣體A、B封閉在絕熱汽缸內(nèi)，溫度均是27 ℃。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿汽缸無摩擦地滑動，已知活塞的橫截面積均為S＝2 cm2，初始時M活塞相對于底部的高度為h1＝27 cm，N活塞相對于底部的高度為h2＝18 cm?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m＝1 kg的小物體放在M活塞的上表面上，活塞下降。已知大氣壓強為p0＝1.0×105 Pa。(g＝10 m/s2) (1)求下部分氣體的壓強多大； (2)現(xiàn)通過加熱絲對下部分氣體進行緩慢加熱，使下部分氣體的溫度變?yōu)?27 ℃，求穩(wěn)定后活塞M、N距離底部的高度。 [審題指導(dǎo)] (1)M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，保證上部分氣體溫度不變。

62、 (2)在放上小物體m，又對下部分氣體加熱的過程中，下部分氣體溫度、壓強、體積均變化，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程求解。 [解析]　(1)以兩個活塞和重物作為整體進行受力分析得： pS＝mg＋p0S 得p＝p0＋＝1.0×105 Pa＋ Pa ＝1.5×105 Pa。 (2)對下部分氣體進行分析，初狀態(tài)壓強為p0，體積為h2S，溫度為T1，末狀態(tài)壓強為p，體積設(shè)為h3S，溫度為T2 由理想氣體狀態(tài)方程可得：＝ 得：h3＝h2＝×18 cm＝16 cm 對上部分氣體進行分析，根據(jù)玻意耳定律可得： p0(h1－h(huán)2)S＝pLS 得：L＝6 cm 故此時活塞M距離底端的距離為 h4

63、＝16 cm＋6 cm＝22 cm。 [答案]　(1)1.5×105 Pa　(2)22 cm　16 cm [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.[多選](2018·蘭州一中月考)如圖所示，密閉容器內(nèi)可視為理想氣體的氫氣溫度與外界空氣的溫度相同，現(xiàn)對該容器緩慢加熱，當(dāng)容器內(nèi)的氫氣溫度高于外界空氣的溫度時，則(　　) A．氫分子的平均動能增大 　 B．氫分子的勢能增大 C．氫氣的內(nèi)能增大 D．氫氣的內(nèi)能可能不變 E．氫氣的壓強增大 解析：選ACE　溫度是分子的平均動能的標志，氫氣的溫度升高，則分子的平均動能一定增大，故A正確；氫氣視為理想氣體，氣體分子勢能忽略不計，B錯誤；密閉容器內(nèi)氣體的內(nèi)能由分子

64、動能決定，氫氣的分子動能增大，則內(nèi)能增大，故C正確，D錯誤；根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程：＝C可知，氫氣的體積不變，溫度升高則壓強增大，故E正確。 2．(2018·商丘一中押題卷)如圖所示，用絕熱光滑活塞把汽缸內(nèi)的理想氣體分A、B兩部分，初態(tài)時已知A、B兩部分氣體的熱力學(xué)溫度分別為330 K和220 K，它們的體積之比為2∶1，末態(tài)時把A氣體的溫度升高70 ℃，把B氣體溫度降低20 ℃，活塞可以再次達到平衡。求氣體A初態(tài)的壓強p0與末態(tài)的壓強p的比值。 解析：設(shè)活塞原來處于平衡狀態(tài)時A、B的壓強相等為p0，后來仍處于平衡狀態(tài)壓強相等為p。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，對于A有：＝① 對于B有：＝②

65、化簡得：＝③ 由題意設(shè)VA＝2V0，VB＝V0，④ 汽缸的總體積為V＝3V0⑤ 所以可得：VA′＝V＝V0⑥ 將④⑥代入①式得：＝。⑦ 答案： 3．(2017·蘭州一中月考)容器內(nèi)裝有1 kg的氧氣，開始時，氧氣壓強為1.0×106 Pa，溫度為57 ℃，因為漏氣，經(jīng)過一段時間后，容器內(nèi)氧氣壓強變?yōu)樵瓉淼模瑴囟冉禐?7 ℃，求漏掉多少千克氧氣？ 解析：由題意知，氣體質(zhì)量：m＝1 kg，壓強p1＝1.0×106 Pa，溫度T1＝(273＋57)K＝330 K， 經(jīng)一段時間后溫度降為：T2＝(273＋27)K＝300 K， p2＝p1＝×1×106 Pa＝6.0×105 Pa，

66、 設(shè)容器的體積為V，以全部氣體為研究對象， 由理想氣體狀態(tài)方程得：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：V′＝＝＝V， 所以漏掉的氧氣質(zhì)量為： Δm＝×m＝×1 kg＝0.34 kg。 答案：0.34 kg 突破點(五)　氣體狀態(tài)變化的圖像問題 一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較 等溫變化 等容變化 等壓變化 示例 p -V圖像 p -圖像 p -T圖像 V -T圖像 特點 pV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，體積越小 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，壓強越小 [典例]　(2018·吉林大學(xué)附中模擬)一定質(zhì)量的理想氣體，其狀態(tài)變化過程如圖中箭頭順序所示，AB平行于縱軸，BC平行于橫軸，CA段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線的一部分。已知氣體在A狀態(tài)的壓強、體積、熱力學(xué)溫度分別為pA、VA、TA，且氣體在A狀態(tài)的壓強是B狀態(tài)壓強的3倍。試求： (1)氣體在B狀態(tài)的熱力學(xué)溫度和C狀態(tài)的體積。 (2)從B到C過程中，是氣體對外做功還是外界對