2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 第十一章 熱學(xué)（備考指南，選修3-3） 考 點 內(nèi) 容 要求 考 點 內(nèi) 容 要求 一、分子動理論內(nèi)能 分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù) Ⅰ 二、固體、液體和氣體 固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體 Ⅰ 阿伏加德羅常數(shù) Ⅰ 液晶的微觀結(jié)構(gòu) Ⅰ 氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布 Ⅰ 液體的表面張力現(xiàn)象 Ⅰ 溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能 Ⅰ 氣體實驗定律 Ⅰ 理想氣體 Ⅰ 飽和蒸氣、未飽和蒸氣和飽和蒸氣壓 Ⅰ 相對濕度 Ⅰ 中學(xué)物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位 Ⅰ 三、熱力學(xué)定律與能量守恒定律 熱力學(xué)第一定律 Ⅰ 能量守恒定律 Ⅰ 熱力學(xué)第二定律 Ⅰ 　實驗十三 用油膜法測分子的大小 把 握 考 情 找規(guī)律：高考考查的知識不會面面俱到，重點考查分子動理論、阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用、氣體實驗定律及熱力學(xué)第一定律等知識。題型一般以選擇、計算為主。 明熱點：預(yù)計在xx高考中，對本部分內(nèi)容的考查仍將以分子動理論、熱力學(xué)定律及氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用為重點，分值為8～15分。 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1111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1111 (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1112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1112 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直徑d、分子質(zhì)量m、每個分子的體積V0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。 [典例]　空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水份越來越少，人會感覺干燥。某空調(diào)工作一段時間后，排出液化水的體積V＝1.0103 cm3。已知水的密度ρ＝1.0103 kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1。試求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) (1)該液化水中含有水分子的總數(shù)N； (2)一個水分子的直徑d。 [解析]　(1)水的摩爾體積為 Vm＝＝m3/mol＝1.810－5 m3/mol 水分子數(shù)N＝＝≈31025個 (2)建立水分子的球模型有＝ πd3 得水分子直徑d＝＝ m＝410－10 m [答案]　(1)31025個　(2)410－10 m [針對訓(xùn)練] 1．冬天到了，很多人用熱水袋取暖?，F(xiàn)有一中號熱水袋，容積為1 000 cm3，正常使用時，裝水量為80%，請估算該熱水袋中水分子的數(shù)目約為多少個？(計算結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知1 mol水的質(zhì)量為18 g，水的密度取1.0103 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)取61023 mol－1) 解析：熱水袋內(nèi)水的物質(zhì)的量為n＝＝ 熱水袋內(nèi)水分子數(shù)為N＝nNA 代入數(shù)值得N＝31025個 答案：31025個 2．已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023mol－1。若潛水員呼吸一次吸入2 L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字) 解析：設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的空氣密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，則有Δn＝NA，代入數(shù)據(jù)得Δn＝31022。 答案：31022 3．(xx常州模擬)已知汞的摩爾質(zhì)量M＝0.20 kg/mol，密度ρ＝1.36104 kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1，將體積V0＝1.0 cm3的汞變?yōu)閂＝3.4103 cm3的汞蒸氣，則1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為多少？ 解析：體積V0＝1.0 cm3的汞的質(zhì)量m＝ρV0＝1.3610－2kg，物質(zhì)的量n＝m/M＝6.810－2mol,1.0 cm3的汞蒸氣所含的分子數(shù)為N＝nNA/V＝1.21019。 答案：1.21019 要點二　布朗運動與分子熱運動 布朗運動與分子熱運動的比較如下 布朗運動 分子熱運動 共同點 都是無規(guī)則運動，都隨溫度的升高而變得更加劇烈 不同點 小顆粒的運動 分子的運動 使用光學(xué)顯微鏡觀察 使用電子顯微鏡觀察 聯(lián)系 布朗運動是由于小顆粒受到周圍分子熱運動的撞擊力而引起的，反映了分子做無規(guī)則運動 [多角練通] 1．(多選)(xx全國卷)下列關(guān)于布朗運動的說法，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，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈 C．布朗運動是由于液體各個部分的溫度不同而引起的 D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬? 解析：選BD　布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，A錯誤；溫度越高，顆粒越小，布朗運動越劇烈，B正確；布朗運動是液體分子撞擊的不平衡引起的，間接反映了液體分子的無規(guī)則運動，C錯誤，D正確。 2．做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖1113所示。圖中記錄的是(　　) 圖1113 A．分子無規(guī)則運動的情況 B．某個微粒做布朗運動的軌跡 C．某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線 D．按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線 解析：選D　微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下，做布朗運動，軌跡是無規(guī)則的，實際操作中不易描繪出微粒的實際軌跡；按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線的無規(guī)則性，也能反映微粒做布朗運動的無規(guī)則性。記錄描繪的正是按等時間間隔記錄的某個運動微粒位置的連線，故D正確。 3．(xx山西四校聯(lián)考)下列敘述正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動 B．布朗運動就是液體分子的運動 C．分子間距離增大，分子間作用力一定減小 D．物體的溫度較高，分子運動越激烈，每個分子的動能都一定越大 解析：選A　擴散現(xiàn)象說明了分子在不停地做無規(guī)則運動，選項A正確；布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映，不是液體分子的運動，選項B錯誤；在分子之間距離從平衡位置開始增大時，分子間作用力先增大后減小，選項C錯誤；物體的溫度越高，分子運動越激烈，分子平均動能增大，并非每個分子的動能都一定越大，選項D錯誤。 要點三　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1114所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep＝0) 圖1114 (1)當(dāng)r＞r0時，分子力為引力，當(dāng)r增大時，分子力做負(fù)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(fù)功，分子勢能增加。 (3)當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小。 [典例]　(多選)(xx全國卷Ⅰ)兩個相距較遠(yuǎn)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(fù)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]　兩個分子相距較遠(yuǎn)時表現(xiàn)為引力，相互靠近時分子力先增大后減小，減小到零后分子力變?yōu)槌饬Γ肿訙p速至不再靠近，因此分子力經(jīng)歷了增大、減小再反向增大的過程，故A錯誤。分子不斷靠近，分子力先做正功后做負(fù)功，分子動能先增大后減小，B、C正確。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，故D錯誤。整個過程中只有分子力做功，動能和勢能之和不變，E正確。 [答案]　BCE [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。 [針對訓(xùn)練] 1．(xx福建高考)下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力f和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是(　　) 圖1115 解析：選B　本題考查分子間作用力以及分子勢能隨分子間距離變化關(guān)系，意在考查考生對該部分知識的了解情況。當(dāng)r＝r0時，分子間作用力f＝0，分子勢能Ep最小，排除A、C、D，選B。 2.(多選)(xx海南高考)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1116中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標(biāo)為r0。相距很遠(yuǎn)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(yuǎn)時分子勢能為零，下列說法正確的是(　　) 圖1116 A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小 B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動能減小，勢能也減小 C．在r＝r0時，分子勢能最小，動能最大 D．在r＝r0時，分子勢能為零 E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變 解析：選ACE　由Epr圖可知：在r>r0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<r0階段，當(dāng)r減小時F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故B錯誤；在r＝r0時，分子勢能最小，但不為零，動能最大，故C正確，D錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故E正確。 要點四　物體的內(nèi)能 能量 定義 決定 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 與物體宏觀運動狀態(tài)、參考系和零勢能面選取有關(guān)，和物體內(nèi)部分子運動情況無關(guān) 可以為零 可以測量 [典例]　(xx北京高考)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]　根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)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。理想氣體的溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減小，選項C錯誤。晶體熔化或凝固時溫度不變，但是內(nèi)能變化，熔化時吸收熱量，內(nèi)能增大；凝固時放出熱量，內(nèi)能減小，選項D錯誤。 [答案]　B [針對訓(xùn)練] 1．(多選)(xx吉林省吉林市質(zhì)量檢測)下列各種說法中正確的是(　　) A．溫度低的物體內(nèi)能小 B．分子運動的平均速度可能為零，瞬時速度不可能為零 C．液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引 D．0 C的鐵和0C的冰，它們的分子平均動能相同 E．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度有關(guān) 解析：選CDE　物體的內(nèi)能為所有分子的動能和分子勢能之和，物體的內(nèi)能不僅與溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量、體積有關(guān)，A錯誤。分子在永不停息地做無規(guī)則運動，所以瞬時速度可能為0，B錯誤。當(dāng)液體與大氣相接觸，表面層內(nèi)分子所受其他分子的斥力和引力，其中引力大于斥力表現(xiàn)為相互吸引，故C項正確。因為溫度是分子平均動能的標(biāo)志，故D項正確。根據(jù)氣體壓強的定義可知，單位體積內(nèi)的分子數(shù)和溫度決定氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，所以E項正確。 2．(多選)(xx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：選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，若散熱，物體內(nèi)能不一定增加，選項B錯誤；溫度越高，布朗運動越顯著，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。 對點訓(xùn)練：微觀量的估算 1．(多選)(xx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不可表示為(　　) A．NA＝　　　　　　 B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ 解析：選CD　阿伏加德羅常數(shù)NA＝＝＝，其中V應(yīng)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。 2．(xx江蘇四校聯(lián)考)水的密度ρ＝1.0103 kg/m3，水的摩爾質(zhì)量M＝1.810－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1。求：1 cm3的水中有多少個水分子？(結(jié)果保留1位有效數(shù)字) 解析：V＝1 cm3的水的物質(zhì)的量n＝ 其中含有分子個數(shù)N＝nNA 由以上兩式解得N＝≈31022個。 答案：31022 對點訓(xùn)練：布朗運動與擴散現(xiàn)象 3．下列關(guān)于分子動理論的說法中正確的是(　　) A．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大 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．物體溫度越高，該物體內(nèi)所有分子運動的速率都一定越大 D．顯微鏡下觀察到墨水中的小顆粒在不停地做無規(guī)則運動，這就是液體分子的運動 解析：選A　分子勢能的變化由分子力做功決定，當(dāng)分子間距從小于r0增大時，分子間作用力先表現(xiàn)為斥力，后表現(xiàn)為引力，分子勢能則先減小后增大，A正確。分子間距從r0開始增大時，分子力先增大后減小，B錯誤。物體溫度越高，物體分子平均動能越大，但并不是所有分子的運動速率都增大，C錯誤。顯微鏡下觀察到的墨水中小顆粒的無規(guī)則運動是布朗運動，不是液體分子的運動，D錯誤。 4．(多選)(xx河北保定期末)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的運動軌跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的 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DE　PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，A錯誤；PM2.5在空氣中的運動不屬于分子熱運動，B錯誤；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的運動決定的，C錯誤。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，PM2.5必然有內(nèi)能，D、E正確。 對點訓(xùn)練：分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 5．(xx北京101中學(xué)月考)如果將兩個分子看成質(zhì)點，當(dāng)這兩個分子之間的距離為r0時分子力為零，則分子力F及分子勢能Ep隨著分子間距離r的變化而變化的情況是(　　) A．當(dāng)r＞r0時，隨著r變大，F(xiàn)變小，Ep變小 B．當(dāng)r＞r0時，隨著r變大，F(xiàn)變大，Ep變大 C．當(dāng)r＜r0時，隨著r變小，F(xiàn)變大，Ep變小 D．當(dāng)r＜r0時，隨著r變小，F(xiàn)變大，Ep變大 解析：選D　據(jù)題意，當(dāng)r＞r0時，r變大，則分子力F先變大后變小，而分子勢能增大，所以A、B錯誤。當(dāng)r＜r0時，r變小，則分子力F變大而分子勢能也一直在變大，所以D正確。 6.(xx浙江寧波十校聯(lián)考)如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力，a、b、c、d為x軸上四個特定的位置?，F(xiàn)把乙分子從a處靜止釋放，則(　　) 圖1 A．乙分子從a到b做加速運動，由b到c做減速運動 B．乙分子由a到c做加速運動，到達(dá)c時速度最大 C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直增加 D．乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增加 解析：選B　乙分子由a運動到c的過程中，分子力F＜0，表示分子力表現(xiàn)為引力，即乙分子在引力作用下做加速運動，該過程中分子力始終做正功，分子動能增大，分子勢能減??；由c到d的過程中，F(xiàn)＞0表示分子力表現(xiàn)為斥力，即乙分子在斥力作用下做減速運動，該過程中分子力始終做負(fù)功，分子動能減小，分子勢能增大。綜上，只有B正確。 7.(多選)(xx河北唐山一模)如圖2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。下列說法正確的是(　　) 圖2 A．當(dāng)r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力 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等于r1時，分子間勢能Ep最小 D．當(dāng)r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做正功 解析：選BD　由圖像可知分子間距離為r2時分子勢能最小，r2是分子的平衡距離，當(dāng)0＜r＜r2時，分子力為斥力，當(dāng)r＞r2時分子力為引力，A錯誤；當(dāng)r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，B正確；當(dāng)r等于r2時，分子間的作用力為零，故C錯誤；在r由r1變到r2的過程中，分子力為斥力，分子間距離增大，分子間的作用力做正功，D正確。 8.(xx上海松江區(qū)一模)如圖3所示，縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點，則下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m C．若兩個分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，則分子間作用力的合力表現(xiàn)為斥力 D．若兩個分子間距離越來越大，則分子勢能亦越來越大 解析：選B　e點橫坐標(biāo)等于分子平衡距離r0，其數(shù)量級應(yīng)為10－10 m。因平衡距離之內(nèi)，分子斥力大于分子引力，分子力表現(xiàn)為斥力，故ab為引力曲線，cd為斥力曲線，A錯誤，B正確。當(dāng)兩分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，即r＞r0時，作用力的合力表現(xiàn)為引力，C錯誤。若r＜r0，當(dāng)兩分子間距離增大時，合力做正功，分子勢能減小，D錯誤。 對點訓(xùn)練：物體的內(nèi)能 9．(xx山東濰坊一模)下列說法正確的是(　　) A．0 C的冰與0 C的水分子的平均動能相同 B．溫度高的物體內(nèi)能一定大 C．分子間作用力總是隨分子間距離的增大而減小 D．隨著制冷技術(shù)的不斷提高，絕對零度一定能在實驗室中達(dá)到 解析：選A　溫度是分子平均動能的標(biāo)志，A正確；物體的內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的量相聯(lián)系，B錯誤；當(dāng)r＜r0時，分子間作用力隨分子間距離的增大而減小，當(dāng)r＞r0時，分子間作用力隨分子間距離的增大先增大后減小，C錯誤；絕對零度不可能達(dá)到，D錯誤。 10．(xx廣州二模)子彈射入靜止于光滑水平地面上的木塊，則(　　) A．做功使木塊的內(nèi)能增大 B．熱傳遞使木塊的動能增大 C子彈損失的機械能等于木塊增加的內(nèi)能 D．子彈損失的機械能等于木塊增加的動能 解析：選A　子彈與木塊之間的摩擦力做功，使子彈和木塊的內(nèi)能都增大，A項正確、B項錯；子彈損失的能量轉(zhuǎn)化為木塊的動能以及系統(tǒng)的內(nèi)能，故C、D項錯。 11．(多選)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸氣相比較，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(fù)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。 考點綜合訓(xùn)練 12．以下說法正確的是(　　) A．無論什么物質(zhì)，只要它們的摩爾數(shù)相同就含有相同的分子數(shù) B．分子引力不等于分子斥力時，違背了牛頓第三定律 C．1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)相同，都是6.021023個 D．陽光從縫隙射入教室，從陽光中看到的塵埃的運動就是布朗運動 解析：選A　一摩爾任何物質(zhì)都含有阿伏加德羅常數(shù)個分子，A正確；分子引力與分子斥力不是一對作用力和反作用力，它們的大小不一定相等，B錯誤；氫氣分子和氧氣分子的質(zhì)量不同，所以1 g氫氣和1 g氧氣含有的分子數(shù)不同，C錯誤；布朗運動只有在顯微鏡下才能看到，人的肉眼是看不到的，從陽光中看到的塵埃的運動是物體的機械運動，D錯誤。 13．已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29 kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.029 kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.021023 mol－1，取氣體分子的平均直徑為210－10 m。若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液體體積與原來氣體體積的比值。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字) 解析：設(shè)氣體體積為V0，變?yōu)橐后w后體積為V1，氣體分子數(shù)n＝NA，V1＝n(或V1＝nd3) 則＝πd3NA(或＝d3NA) 解得≈110－4(910－5～210－4都對)。 答案：110－4(910－5～210－4皆可) 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)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)。() (7)壓強極大的氣體不遵從氣體實驗定律。(√) 要點一　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)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。 2．液體表面張力 (1)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。 (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： 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。 [多角練通] 1．(xx上海高考)液體與固體具有的相同特點是(　　) A．都具有確定的形狀 B．體積都不易被壓縮 C．物質(zhì)分子的位置都確定 D．物質(zhì)分子都在固定位置附近振動 解析：選B　液體與固體具有共同的特點是體積不易被壓縮。 2．(多選)(xx山東高考)人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程，以下說法正確的是(　　) A．液晶的分子勢能與體積有關(guān) B．晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的 C．溫度升高，每個分子的動能都增大 D．露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 解析：選AD　液體和固體的體積與分子間相對位置有關(guān)，分子間距接近平衡位置r0時，分子間距變化，分子力做功顯著，導(dǎo)致分子勢能變化顯著，A正確。多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性，因此B錯誤。溫度升高，分子的平均動能增大，由于分子速率遵循統(tǒng)計規(guī)律，故并不是每個分子的動能都增大，C錯誤。液體表面張力的作用是使其表面繃緊，表面積收縮到最小，呈球狀，D正確。 要點二　氣體壓強的產(chǎn)生與計算 1．產(chǎn)生的原因：由于大量分子無規(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 (1)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。 (2)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。 (3)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。 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(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解。 [典例]　(xx海南高考)如圖1121所示，一氣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氣缸內(nèi)，平衡時活塞與氣缸底相距L。現(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)活塞相對于氣缸移動了距離d。已知大氣壓強為p0，不計氣缸和活塞間的摩擦；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。 圖1121 [解析]　設(shè)小車加速度大小為a，穩(wěn)定時氣缸內(nèi)氣體的壓強為p1，則活塞受到氣缸內(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，在平衡情況下，氣缸內(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]　 [針對訓(xùn)練] 1．如圖1122所示，光滑水平面上放有一質(zhì)量為M的氣缸，氣缸內(nèi)放有一質(zhì)量為m的可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動的活塞，活塞面積為S?，F(xiàn)用水平恒力F向右推氣缸，最后氣缸和活塞達(dá)到相對靜止?fàn)顟B(tài)，求此時缸內(nèi)封閉氣體的壓強p。(已知外界大氣壓為p0) 圖1122 解析：選取氣缸和活塞整體為研究對象。 相對靜止時有：F＝(M＋m)a 再選活塞為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有： pS－p0S＝ma 解得：p＝p0＋。 答案：p0＋ 2．若已知大氣壓強為p0，在圖1123中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強。 圖1123 解析：在甲圖中，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＋pghS＝p0S p氣＝p0－ρgh 在圖丙中，仍以B液面為研究對象，有 p氣＋ρghsin 60＝pB＝p0 所以p氣＝p0－ρgh 在圖丁中，以液面A為研究對象，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 丁：p0＋ρgh1 要點三　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．利用氣體實驗定律及氣態(tài)方程解決問題的基本思路 [典例1]　(xx新課標(biāo)Ⅱ)如圖1124，兩氣缸A、B粗細(xì)均勻、等高且內(nèi)壁光滑，其下部由體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩氣缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余部分均絕熱。兩氣缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣。當(dāng)大氣壓為p0、外界和氣缸內(nèi)氣體溫度均為7 ℃且平衡時，活塞a離氣缸頂?shù)木嚯x是氣缸高度的，活塞b在氣缸正中間。 圖1124 (1)現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當(dāng)活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度； (2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升。當(dāng)活塞a上升的距離是氣缸高度的時，求氧氣的壓強。 [解析]　(1)活塞b升至頂部的過程中，活塞a不動，活塞a、b下方的氮氣經(jīng)歷等壓過程。設(shè)氣缸A的容積為V0，氮氣初態(tài)體積為V1，溫度為T1；末態(tài)體積為V2，溫度為T2。按題意，氣缸B的容積為，由題給數(shù)據(jù)和蓋呂薩克定律有 V1＝V0＋＝V0① V2＝V0＋V0＝V0② ＝③ 由①②③式和題給數(shù)據(jù)得T2＝320 K④ (2)活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開始向上移動，直至活塞a上升的距離是氣缸高度的時，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫過程。設(shè)氧氣初態(tài)體積為V1′，壓強為p1′；末態(tài)體積為V2′，壓強為p2′。由題給數(shù)據(jù)和玻意耳定律有 V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0⑤ p1′V1′＝p2′V2′⑥ 由⑤⑥式得p2′＝p0⑦ [答案]　(1)320 K　(2)p0 [典例2]　(xx新課標(biāo)Ⅰ)一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)。氣缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿氣缸壁無摩擦地滑動。開始時氣體壓強為p，活塞下表面相對于氣缸底部的高度為h，外界的溫度為T0?，F(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時，活塞下降了h/4。若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積。已知外界大氣的壓強始終保持不變，重力加速度大小為g。 [解析]　設(shè)氣缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對氣體產(chǎn)生的壓強為Δp，由玻意耳定律得 phS＝(p＋Δp)S① 解得Δp＝p② 外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h′。根據(jù)蓋呂薩克定律，得＝③ 解得h′＝h④ 根據(jù)題意可得Δp＝⑤ 氣體最后的體積為V＝Sh′⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝⑦ [答案]　 [方法規(guī)律] 分析氣體狀態(tài)變化的問題要抓住三點 (1)階段性：即弄清一個物理過程分為哪幾個階段。 (2)聯(lián)系性：即找出幾個階段之間是由什么物理量聯(lián)系起來的。 (3)規(guī)律性：即明確哪個階段應(yīng)遵循什么實驗定律。 [針對訓(xùn)練] 1．(xx山東高考)一種水下重物打撈方法的工作原理如圖1125所示。將一質(zhì)量M＝3103 kg、體積V0＝0.5 m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上。向浮筒內(nèi)充入一定量的氣體，開始時筒內(nèi)液面到水面的距離h1＝40 m，筒內(nèi)氣體體積V1＝1 m3。在拉力作用下浮筒緩慢上升。當(dāng)筒內(nèi)液面到水面的距離為h2時，拉力減為零，此時氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動上浮。求V2和h2。 圖1125 已知大氣壓強p0＝1105Pa，水的密度ρ＝1103 kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2。不計水溫變化，筒內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略。 解析：當(dāng)F＝0時，由平衡條件得 Mg＝ρg(V0＋V2)① 代入數(shù)據(jù)得V2＝2.5 m3② 設(shè)筒內(nèi)氣體初態(tài)、末態(tài)的壓強分別為p1、p2，由題意得 p1＝p0＋ρgh1③ p2＝p0＋ρgh2④ 在此過程中筒內(nèi)氣體溫度和質(zhì)量不變，由玻意耳定律得 p1V1＝p2V2⑤ 聯(lián)合②③④⑤式，代入數(shù)據(jù)得 h2＝10 m。⑥ 答案：見解析 2．(xx重慶高考)如圖1126為一種減震墊，上面布滿了圓柱狀薄膜氣泡，每個氣泡內(nèi)充滿體積為V0，壓強為p0的氣體，當(dāng)平板狀物品平放在氣泡上時，氣泡被壓縮。若氣泡內(nèi)氣體可視為理想氣體，其溫度保持不變，當(dāng)體積壓縮到V時氣泡與物品接觸面的面積為S，求此時每個氣泡內(nèi)氣體對接觸面處薄膜的壓力。 圖1126 解析：設(shè)壓力為F，壓縮后氣體壓強為p 由p0V0＝pV和F＝pS 得F＝p0S。 答案：p0S 要點四　理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 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：＝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]　如圖1127所示，有兩個不計質(zhì)量的活塞M、N將兩部分理想氣體封閉在絕熱氣缸內(nèi)，溫度均是27 ℃。M活塞是導(dǎo)熱的，N活塞是絕熱的，均可沿氣缸無摩擦地滑動，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H＝27 cm，N活塞相對于底部的高度為h＝18 cm?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m＝400 g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＝1.0105Pa， 圖1127 (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(jìn)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。 [解析]　(1)對兩個活塞和重物作為整體進(jìn)行受力分析得： pS＝mg＋p0S p＝1.2105Pa (2)對下部分氣體進(jìn)行分析，由理想氣體狀態(tài)方程可得： ＝ 得：h2＝20 cm，故活塞N距離底部的距離為h2＝20 cm 對上部分氣體進(jìn)行分析，根據(jù)玻意耳定律可得： p0(H－h(huán))S＝pLS 得：L＝7.5 cm 故此時活塞M距離底端的距離為 H2＝20＋7.5＝27.5 cm。 [答案]　(1)1.2105Pa　(2)27.5 cm　20 cm [針對訓(xùn)練] 1.如圖1128所示，透熱的氣缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M＝200 kg，活塞質(zhì)量m＝10 kg，活塞面積S＝100 cm2?；钊c氣缸壁無摩擦且不漏氣。此時，缸內(nèi)氣體的溫度為27 ℃，活塞位于氣缸正中，整個裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0＝1.0105Pa，重力加速度為g＝10 m/s2。求： 圖1128 (1)缸內(nèi)氣體的壓強p1； (2)缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少℃時，活塞恰好會靜止在氣缸缸口AB處？ 解析：(1)以氣缸為對象(不包括活塞)列氣缸受力平衡方程： p1S＝Mg＋p0S 解之得：p1＝3105Pa (2)當(dāng)活塞恰好靜止在氣缸缸口AB處時，缸內(nèi)氣體溫度為T2，壓強為p2，此時仍有p2S＝Mg＋p0S，即缸內(nèi)氣體為等壓變化。 對這一過程研究缸內(nèi)氣體，由狀態(tài)方程得：＝ 所以T2＝2T1＝600 K 故t2＝(600－273) ℃＝327 ℃ 答案：(1)p1＝3105Pa　(2)327 ℃ 2.如圖1129所示，在一端封閉的U形管中用水銀柱封閉一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為27 ℃時，左管水銀柱的長度h1＝10 cm，右管水銀柱長度h2＝7 cm，氣柱長度L＝13 cm；當(dāng)空氣柱的溫度變?yōu)?27 ℃時，h1變?yōu)? cm。求：當(dāng)時的大氣壓強和末狀態(tài)空氣柱的壓強(單位用cmHg)。 圖1129 解析：設(shè)大氣壓強為p0，橫截面積為S，以左側(cè)封閉氣體為研究對象， 初狀態(tài)：氣體壓強為： p1＝p0－(h1－h(huán)2) cmHg＝p0－3 cmHg 體積為：V1＝LS＝13S　溫度為：T1＝273＋27 K＝300 K 末狀態(tài)：氣體壓強為： p2＝p0＋(h2－h(huán)1) cmHg＝p0＋3 cmHg 體積為：V2＝(L＋3)S＝16S　溫度為：T2＝273＋127 K＝400 K 由理想氣體狀態(tài)方程得： ＝即：＝ 解得：p0＝75 cmHg 末狀態(tài)空氣柱的壓強為： p2＝p0＋3＝(75＋3) cmHg＝78 cmHg 答案：75 cmHg　78 cmHg 要點五　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 過程 類別 圖線 特點 示例 等溫過程 pV 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(yuǎn) p p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高 等容過程 pT p＝T，斜率k＝，即斜率越大，體積越小 等壓過程 VT V＝T，斜率k＝，即斜率越大，壓強越小 [典例]　(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖11210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且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在(　　) 圖11210 A．a(chǎn)b過程中不斷增加 B．bc過程中保持不變 C．cd過程中不斷增加 D．da過程中保持不變 [解析]　因為bc的延長線通過原點，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強減小則體積增大，A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯誤；連接aO交cd于e點，如圖所示，則ae是等容線，即Va＝Ve，因為Vd<Ve，所以Vd<Va，所以da過程中體積不是保持不變，D錯誤。 [答案]　AB [方法規(guī)律] 氣體狀態(tài)變化圖像問題的分析技巧 (1)圖像上的一個點表示一定質(zhì)量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或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個過程。 (2)在VT或pT圖像中，比較兩個狀態(tài)的壓強或體積大小，可以用這兩個狀態(tài)到原點連線的斜率大小來判斷。斜率越大，壓強或體積越?。恍甭试叫?，壓強或體積越大。 [針對訓(xùn)練] 1．(xx福建高考)圖11211為一定質(zhì)量理想氣體的壓強p與體積V關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C，設(shè)A、B、C狀態(tài)對應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是________。(填選項前的字母) 圖11211 A．TA＜TB，TB＜TC　　　　 B. TA＞TB，TB＝TC C. TA＞TB，TB＜TC D. TA＝TB，TB＞TC 解析：選C　由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體體積不變，由查理定律可知，隨壓強減小，溫度降低，故TA＞TB，A、D項錯；由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體壓強不變，由蓋呂薩克定律可知，隨體積增大，溫度升高，即TB＜TC，B項錯，C項對。 2.某同學(xué)利用DIS實驗系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化，實驗后計算機屏幕顯示如圖11212所示的pt圖像。已知在狀態(tài)B時氣體的體積VB＝3 L，求： 圖11212 (1)氣體在狀態(tài)A的壓強； (2)氣體在狀態(tài)C的體積。 解析：(1)由圖像可知，TB＝(273＋91)K＝364 K，pB＝l atm，TA＝273 K，B到A過程為等容過程，由查理定律得：＝，pA＝＝atm＝0.75 atm； (2)由圖示圖像可知，pC＝1.5 atm，已知：VB＝3 L，由B到C過程是等溫變化，由玻意耳定律得：pBVB＝pCVC， 即：13＝1.5VC， 解得：VC＝2 L。 答案：(1)0.75 atm　(2)2 L 對點訓(xùn)練：固體、液體的性質(zhì) 1．(多選)下列說法中正確的有(　　) A．懸浮在液體中的固體分子所做的無規(guī)則運動叫做布朗運動 B．金屬鐵有固定的熔點 C．液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性 D．由于液體表面分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力 E．隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小 解析：選BCE　懸浮在液體中的固體微粒所做的無規(guī)則運動叫做布朗運動，A錯誤；金屬鐵有固定的熔點，B正確；液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，C正確；由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，故液體表面存在表面張力，D錯誤；隨著高度的增加，大氣壓和溫度都在減小，一個正在上升的氫氣球內(nèi)的氫氣內(nèi)能減小，E正確。 2．液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大(　　) A．其規(guī)律遵循查理定律 B．是因為飽和汽的質(zhì)量隨溫度的升高而增大 C．是因為飽和汽的體積隨溫度的升高而增大 D．是因為飽和汽密度和蒸汽分子的平均速率都隨溫度的升高而增大 解析：選D　當(dāng)溫度升高時，蒸汽分子的平均動能增大，導(dǎo)致飽和汽壓增大；同時，液體中平均動能大的分子數(shù)增多，從液面飛出的分子數(shù)將增多，在體積不變時，將使飽和汽的密度增大，也會導(dǎo)致飽和汽壓增大，故選D。 對點訓(xùn)練：氣體壓強及實驗定律 3.(xx山東德州模擬)如圖1所示，導(dǎo)熱良好的薄壁氣缸放在光滑水平面上，用橫截面積為S＝1.010－2m2的光滑活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)，活塞桿的另一端固定在墻上。外界大氣壓強p0＝1.0105Pa。當(dāng)環(huán)境溫度為27 ℃時，密閉氣體的體積為2.010－3m3。 圖1 (1)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高到87 ℃時，氣缸移動的距離是多少？ (2)在上述過程中封閉氣體________(填“吸熱”或“放熱”)，傳遞的熱量________(填“大于”或“小于”)氣體對外界所做的功。 解析：(1)氣體等壓變化＝ V2＝＝2.010－3 m3＝2.410－3m3 氣缸移動的距離為 Δl＝＝ m＝0.04 m (2)環(huán)境溫度升高，封閉氣體吸熱，氣體體積增大，對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，傳遞的熱量大于氣體對外界所做的功。 答案：(1)Δl＝0.04 m　(2)吸熱　大于 4．(xx河南洛陽模擬)如圖2所示，一帶有活塞的氣缸通過底部的水平細(xì)管與一個上端開口的豎直管相連，氣缸與豎直管的橫截面面積之比為3∶1，初始時，該裝置的底部盛有水銀；活塞與水銀面之間有一定量的氣體，氣柱高度為l(以cm為單位)；豎直管內(nèi)的水銀面比氣缸內(nèi)的水銀面高出l；現(xiàn)使活塞緩慢向上移動l，這時氣缸和豎直管內(nèi)的水銀面位于同一水平面上，求初始時氣缸內(nèi)氣體的壓強(以cmHg 為單位)。 圖2 解析：設(shè)氣缸的橫截面積為S，活塞處于初始位置時氣缸內(nèi)氣體的壓強為p，大氣壓強為p0。有p＝p0＋l 在活塞上移l后，氣缸內(nèi)氣體的壓強變?yōu)閜0。設(shè)氣體的體積為V′，由玻意耳定律得p0V′＝pSl 設(shè)氣缸內(nèi)水銀面上升Δx，有Δx＝l－3Δx V′＝S 聯(lián)立以上各式，解得p＝l。 答案：p＝l 5.(xx杭州模擬)如圖3，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0 ℃的水槽中，B的容積是A的3倍。閥門S將A和B兩部分隔開。A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體。U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm。打開閥門S，整個系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。 圖3 (1)求玻璃泡C中氣體的壓強(以mmHg為單位)； (2)將右側(cè)水槽的水從0 ℃加熱到一定溫度時，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。 解析：(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0＝237 K。設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強為pC，依題意有p1＝pC＋Δp① 式中Δp＝60 mmHg。打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強為pB。 pB＝pC② 玻璃泡A和B中氣體的體積為　V2＝VA＋VB③ 根據(jù)玻意耳定律得　p1VB＝pBV2④ 聯(lián)立①②③④式，pC＝Δp＝180 mmHg。⑤ (2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時，U形管左右水銀柱高度差為Δp。玻璃泡C中氣體的壓強為pC′＝pB＋Δp⑥ 玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定理得＝⑦ 聯(lián)立②⑤⑥⑦式，T′＝364 K。⑧ 答案：(1)180 mmHg　(2)T′＝364 K 對點訓(xùn)練：氣體狀態(tài)變化的圖像問題 6．(多選)(xx新課標(biāo)Ⅰ)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其p T圖像如圖4所示。下列判斷正確的是________。(填正確答案標(biāo)號。) 圖4 A．過程ab中氣體一定吸熱 B．過程bc中氣體既不吸熱也不放熱 C．過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱 D．a(chǎn)、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小 E．b和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 解析：選ADE　過程ab，理想氣體等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，A正確；過程bc，理想氣體等溫變化，壓強減小，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，E正確；而體積變大，氣體對外做功，氣體一定吸熱，B錯誤；過程ca，理想氣體的壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，氣體對外放出的熱量大于外界對氣體做的功，C錯誤；根據(jù)上述三過程可知：在a、b、c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，其分子的平均動能最小，D正確。 7．(xx上海高考)在“用DIS研究在溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)將注射器活塞置于刻度為10 mL處，然后將注射器連接壓強傳感器并開始實驗，氣體體積V每增加1 mL測一次壓強p，最后得到p和V的乘積逐漸增大。 圖5 (1)由此可推斷，該同學(xué)的實驗結(jié)果可能為圖________。 (2)圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中(　　) A．注射器中有異物　　　　　 B．連接軟管中存在氣體 C．注射器內(nèi)氣體溫度升高 D．注射器內(nèi)氣體溫度降低 解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程＝k，V 圖像的斜率的物理意義為kT，隨著壓縮氣體，對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，斜率變大，圖線向上彎曲，故第(1)題中選圖a，第二題選(C) 答案：(1)a　(2)C 對點訓(xùn)練：理想氣體狀態(tài)方程 8．(多選)(xx大綱卷)對于一定量的稀薄氣體，下列說法正確的是(　　) A．壓強變大時，分子熱運動必然變得劇烈 B．保持壓強不變時，分子熱運動可能變得劇烈 C．壓強變大時，分子間的平均距離必然變小 D．壓強變小時，分子間的平均距離可能變小 解析：選BD　根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程＝C，當(dāng)壓強變大時，氣體的溫度不一定變大，分子熱運動也不一定變得劇烈，選項A錯誤；當(dāng)壓強不變時，氣體的溫度可能變大，分子熱運動也可能變得劇烈，選項B正確；當(dāng)壓強變大時，氣體的體積不一定變小，分子間的平均距離也不一定變小，選項C錯誤；當(dāng)壓強變小時，氣體的體積可能變小，分子間的平均距離也可能變小，選項D正確。 9.如圖6所示，在左端封閉右端開口的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為14 ℃時，左臂水銀柱的長度h1＝10 cm，右臂水銀柱長度h2＝7 cm，氣柱長度L＝15 cm；將U形管左臂放入100 ℃水中且狀態(tài)穩(wěn)定時，左臂水銀柱的長度變?yōu)? cm。求出當(dāng)時的大氣壓強(單位用 cmHg)。 圖6 解析：對于封閉的空氣柱(設(shè)大氣壓強為p0) 初態(tài)：p1＝p0＋h2－h(huán)1＝(p0－3) cmHg；V1＝LS＝15S cm3　T1＝287 K 末態(tài)：h