（江蘇專用）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí)全冊學(xué)案（打包15套）.zip
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第13單元 熱學(xué)
高考熱點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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)
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(diǎn)、固體和液體的基本性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)定律及熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用是高考命題的熱點(diǎn).
2.擴(kuò)散和布朗運(yùn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)知識,應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)第一定律的解題方法是教學(xué)重點(diǎn).
第32講 分子動理論 內(nèi)能 用油膜法估測分子的大小
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(yùn)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(yùn)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(yùn)動.布朗運(yùn)動反映了 的無規(guī)則運(yùn)動,顆粒越 ,運(yùn)動越明顯;溫度越 ,運(yùn)動越劇烈.?
3.分子力
(1)分子間同時存在著 和 ,實(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動. ( )
(2)溫度越高,布朗運(yùn)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. ( )
【思維拓展】
分子的體積如何表示?
?
考點(diǎn)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(yùn)用無規(guī)則運(yùn)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6.0×1023 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(diǎn)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(qiáng)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(diǎn)撥
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(diǎn)二 分子動理論的應(yīng)用
考向一 布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動
項(xiàng)目
布朗運(yùn)動
分子熱運(yùn)動
活動主體
固體小顆粒
分子
區(qū)別
是固體小顆粒的運(yùn)動,能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到
是分子的運(yùn)動,分子不論大小都做熱運(yùn)動,熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到
共同點(diǎn)
都是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)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(yùn)動是小顆粒受到周圍做熱運(yùn)動的分子撞擊作用不平衡而引起的,它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映
3 (多選)[2016·江蘇漣水中學(xué)質(zhì)檢] 關(guān)于布朗運(yùn)動,下列說法不正確的是 ( )
A.布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動
B.布朗運(yùn)動就是懸浮的固體微粒分子的無規(guī)則運(yùn)動
C.氣體分子的運(yùn)動是布朗運(yùn)動
D.液體中的懸浮微粒越大,布朗運(yùn)動就越不明顯
E.布朗運(yùn)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(diǎn),另一個分子Q從圖中的A點(diǎn)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32-7
A.分子Q由A運(yùn)動到C的過程中,先加速再減速
B.分子Q在C點(diǎn)時分子勢能最小
C.分子Q在C點(diǎn)時加速度大小為零
D.分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動到C點(diǎn)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
內(nèi)能
機(jī)械能
定義
物體中所有分子熱運(yùn)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(yùn)動狀態(tài)、參考系和零勢能點(diǎn)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(yùn)動和相互作用的結(jié)果
宏觀物體的運(yùn)動和相互作用的結(jié)果
運(yùn)動形式
熱運(yùn)動
機(jī)械運(yùn)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,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(yùn)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(diǎn)O,乙分子位于x軸上,兩分子之間的相互作用力的合力F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(yùn)動,由b到c做減速運(yùn)動
B.乙分子從a到c做加速運(yùn)動,經(jīng)過c點(diǎn)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(diǎn)時,兩分子組成的系統(tǒng)的分子勢能最小
考點(diǎn)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,不便于測量,故實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),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(shí)驗(yàn)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;
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(shí)驗(yàn)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(xiàng)
(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(shí)驗(yàn)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 mL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(qiáng):氣體壓強(qiáng)是大量分子對器壁撞擊的宏觀表現(xiàn),其決定因素有 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(yùn)動的特點(diǎn)
(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(yùn)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(shí)驗(yàn)定律
定律
項(xiàng)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(qiáng)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(qiáng)與熱力學(xué)溫度成 比?
一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)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(qiáng)下都遵從 的氣體稱為理想氣體.在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低時,實(shí)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(yùn)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)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?yàn)樗`反了 ;第二類永動機(jī)也是不可能制成的,因?yàn)樗`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(qiáng)不再變化,這時水不再蒸發(fā)和凝結(jié). ( )
(4)壓強(qiáng)極大的氣體不遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律. ( )
(5)做功和熱傳遞的實(shí)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(qiáng)公式,并說明影響氣體壓強(qiáng)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(diǎn)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(diǎn)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?yàn)樗砻娲嬖诒砻鎻埩?
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?yàn)橛椭顾谋砻鎻埩υ龃?
C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中,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(shí)際壓強(qiáng)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(diǎn)二 氣體實(shí)驗(yàn)定律和氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
1.三大氣體實(shí)驗(yàn)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):
=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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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強(qiáng)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(qiáng);
(2)該儀器能夠測量的最大壓強(qiáng).
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(qiáng)為大氣壓強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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;
(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(diǎn)三 氣體實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(diǎn),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(diǎn)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V2r0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(xiàng)C錯誤;絕對零度永遠(yuǎn)不可能達(dá)到,選項(xiàng)D正確;用打氣筒向籃球內(nèi)充氣時,氣體壓強(qiáng)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(xiàng)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(yùn)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(xiàng)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(xiàng)B錯誤;溫度越高,布朗運(yùn)動越顯著,選項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)和實(shí)驗(yàn)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(yáng)起的塵埃在空氣中的運(yùn)動不是布朗運(yùn)動
C.懸浮在液體中的微粒越大,布朗運(yùn)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(xiàng)A正確;掃地時揚(yáng)起的塵埃比做布朗運(yùn)動的微粒大得多,而且揚(yáng)起的塵埃是空氣的流動造成的,不是布朗運(yùn)動,選項(xiàng)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(yùn)動就越不明顯,選項(xiàng)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(xiàng)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
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