高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題六 選考部分 第13講 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律課件.ppt

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第13講分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律 1 2013 江蘇單科 12A 如圖1所示 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B C和D后再回到狀態(tài)A 其中 A B和C D為等溫過程 B C和D A為絕熱過程 氣體與外界無熱量交換 這就是著名的 卡諾循環(huán) 圖1 該循環(huán)過程中 下列說法正確的是 A A B過程中 外界對(duì)氣體做功B B C過程中 氣體分子的平均動(dòng)能增大C C D過程中 單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D D A過程中 氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 該循環(huán)過程中 內(nèi)能減小的過程是 選填 A B B C C D 或 D A 若氣體在A B過程中吸收63kJ的熱量 在C D過程中放出38kJ的熱量 則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為 kJ 答案 C B C25 4 1025m 3 2 2014 江蘇單科 12A 一種海浪發(fā)電機(jī)的氣室如圖2所示 工作時(shí) 活塞隨海浪上升或下降 改變氣室中空氣的壓強(qiáng) 從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉 氣室先后經(jīng)歷吸入 壓縮和排出空氣的過程 推動(dòng)出氣口處的裝置發(fā)電 氣室中的空氣可視為理想氣體 圖2 1 下列對(duì)理想氣體的理解 正確的有 A 理想氣體實(shí)際上并不存在 只是一種理想模型B 只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體C 一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度 體積都有關(guān)D 在任何溫度 任何壓強(qiáng)下 理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律 2 壓縮過程中 兩個(gè)閥門均關(guān)閉 若此過程中 氣室中的氣體與外界無熱量交換 內(nèi)能增加了3 4 104J 則該氣體的分子平均動(dòng)能 選填 增大 減小 或 不變 活塞對(duì)該氣體所做的功 選填 大于 小于 或 等于 3 4 104J 3 上述過程中 氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27 體積為0 224m3 壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 已知1mol氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 0 時(shí)的體積為22 4L 阿伏加德羅常數(shù)NA 6 02 1023mol 1 計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù) 計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字 解析 1 理想氣體是一種理想化模型 忽略了氣體分子之間的相互作用 實(shí)際上并不存在 A對(duì) 只有當(dāng)氣體的溫度不太低 壓強(qiáng)不太高時(shí) 實(shí)際氣體才可視為理想氣體 B錯(cuò) 一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) 與體積無關(guān) C錯(cuò) 不論在何種溫度和壓強(qiáng)下 理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律 D對(duì) 2 氣體被壓縮 外界對(duì)氣體做功 內(nèi)能增大 溫度升高 氣體分子的平均動(dòng)能增大 由熱力學(xué)第一定律 U W 3 4 104J 答案 1 AD 2 增大等于 3 5 1024 或6 1024 3 2015 江蘇單科 12A 1 對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí) 正確的有 A 食鹽熔化過程中 溫度保持不變 說明食鹽是晶體B 燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面 熔化的蜂蠟呈橢圓形 說明蜂蠟是晶體C 天然石英表現(xiàn)為各向異性 是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D 石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同 是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 2 在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)?可以起到保質(zhì)作用 某廠家為檢測(cè)包裝袋的密封性 在包裝袋中充滿一定量的氮?dú)?然后密封進(jìn)行加壓測(cè)試 測(cè)試時(shí) 對(duì)包裝袋緩慢地施加壓力 將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w 則加壓測(cè)試過程中 包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力 選填 增大 減小 或 不變 包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能 選填 增大 減小 或 不變 3 給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?在室溫下 袋中氣體壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 體積為1L 將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí) 氣體的體積變?yōu)? 45L 請(qǐng)通過計(jì)算判斷該包裝袋是否漏氣 解析 1 若物體是晶體 則在熔化過程中 溫度保持不變 可見A正確 燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面 熔化的蜂蠟呈橢圓形 是由于云母片在不同方向上導(dǎo)熱性能不同造成的 說明云母片是晶體 所以B錯(cuò)誤 沿晶體的不同方向 原子排列的周期性和疏密程度不盡相同 由此導(dǎo)致晶體在不同方向的物理性質(zhì)不同 這就是晶體的各向異性 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 2 因?yàn)闇y(cè)試時(shí) 對(duì)包裝袋緩慢地施加壓力 外界對(duì)氣體所做的功等于氣體對(duì)外放出的熱量 由熱力學(xué)第一定律可知 氣體的溫度不變 即內(nèi)能不變 玻意耳定律可知 氣體體積變小 所以壓強(qiáng)變大 由于氣體的壓強(qiáng)是由于氣體分子對(duì)器壁的頻繁碰撞而產(chǎn)生的 所以包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大 3 若不漏氣 設(shè)加壓后的體積為V1 由等溫過程得 P0V0 P1V1 代入數(shù)據(jù)得V1 0 5L 因?yàn)? 45L 0 5L 故包裝袋漏氣 答案 1 AD 2 增大不變 3 見解析 近三年江蘇省高考選考部分的試題都是由三個(gè)小題組成 難度都不大 分值都是12分 命題熱點(diǎn) 分子動(dòng)理論 熱學(xué)基本知識(shí)的綜合應(yīng)用 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 考向一熱學(xué)基本知識(shí)與微觀量計(jì)算的組合 核心知識(shí) 1 1 1 如圖3所示 是氧氣在0 和100 兩種不同情況下 各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系 由圖可知 圖3 A 100 的氧氣 速率大的分子比例較多B 具有最大比例的速率區(qū)間 0 時(shí)對(duì)應(yīng)的速率大C 溫度越高 分子的平均速率越大D 在0 時(shí) 部分分子速率比較大 說明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域 2 如圖4所示 一定質(zhì)量的理想氣體的P V圖象中 A B為等溫過程 B C為絕熱過程 這兩個(gè)過程中 內(nèi)能減少的是 此過程中 填 氣體對(duì)外 或 外界對(duì)氣體 做功 圖4 3 1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都是22 4L 試估算溫度為0 壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下1立方米內(nèi)氣體分子數(shù)目 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 解析 1 由圖象得溫度越高 速率大的分子所占的比例較大 A正確 最大比例的速率區(qū)間溫度越高 速率的值越大 B錯(cuò)誤 溫度越高 分子的平均速率越大 C正確 氣體分子的速率分布特點(diǎn)為中間多 兩頭少 溫度越高 高速率區(qū)域?qū)?yīng)的速度越大 D錯(cuò)誤 答案 1 AC 2 B C氣體對(duì)外 3 5 4 1025個(gè) 2 2014 淮安市高三考前信息卷 1 下列說法中正確的有 A 氣缸內(nèi)的氣體具有很大的壓強(qiáng) 是因?yàn)闅怏w分子間表現(xiàn)為斥力B 液體表面具有張力是因?yàn)橐后w表面層的分子間表現(xiàn)為引力C 晶體的物理性質(zhì)具有各向異性是因?yàn)榫w內(nèi)部微粒按一定規(guī)律排列的D 溫度越高的物體 其內(nèi)能一定越大 分子運(yùn)動(dòng)越劇烈 2 如圖5所示 當(dāng)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a沿acb到達(dá)狀態(tài)b 氣體對(duì)外做功為126J 吸收熱量為336J 當(dāng)該氣體由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí) 外界對(duì)氣體做功為84J 則該過程氣體是 填 吸 或 放 熱 傳遞的熱量等于 J 圖5 3 已知地球到月球的平均距離為384400km 金原子的直徑為3 48 10 9m 金的摩爾質(zhì)量為197g mol 若將金原子一個(gè)接一個(gè)地緊挨排列起來 筑成從地球通往月球的 分子大道 試問 該 分子大道 需要多少個(gè)原子 這些原子的總質(zhì)量為多少 解析 1 氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子對(duì)器壁的碰撞而產(chǎn)生的 并非分子間的斥力所產(chǎn)生 液體表面層分子間距較大 分子間的引力大于斥力 分子力表現(xiàn)為引力 晶體 單晶體 的物理性質(zhì)具有各向異性 是因?yàn)榫w內(nèi)部微粒按一定規(guī)律排列 內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子勢(shì)能與動(dòng)能的總和 溫度越高 分子平均動(dòng)能越大 但內(nèi)能不一定越大 選項(xiàng)A D錯(cuò)誤 B C正確 答案 1 BC 2 放294 3 1 10 1017 3 6 10 8kg 核心知識(shí) 1 考向二熱學(xué)基本知識(shí)與氣體定律的組合 2 3 固體和液體 1 晶體和非晶體 2 液晶的性質(zhì)液晶是一種特殊的物質(zhì) 既可以流動(dòng) 又可以表現(xiàn)出單晶體的分子排列特點(diǎn) 在光學(xué) 電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性 3 液體的表面張力使液體表面有收縮到球形的趨勢(shì) 表面張力的方向跟液面相切 4 飽和汽壓的特點(diǎn)液體的飽和汽壓與溫度有關(guān) 溫度越高 飽和汽壓越大 且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān) 5 相對(duì)濕度 1 1 科學(xué)家在 哥倫比亞 號(hào)航天飛機(jī)上進(jìn)行了一次在微重力條件 即失重狀態(tài) 下制造泡沫金屬的實(shí)驗(yàn) 把鋰 鋁 鈦等輕金屬放在一個(gè)石英瓶內(nèi) 用太陽能將這些金屬熔化成液體 然后在熔化的金屬中充進(jìn)氫氣 使金屬內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡 金屬冷凝后就形成到處是微孔的泡沫金屬 下列說法中正確的是 A 失重條件下液態(tài)金屬呈現(xiàn)球狀是由于液體表面分子同存在引力作用B 失重條件下充人金屬液體的氣體氣泡不能無限地膨脹是因?yàn)橐后w表面張力的約束C 在金屬液體凝過程中 氣泡收縮變小 外界對(duì)氣體做功 氣體內(nèi)能增大D 泡沫金屬物理性質(zhì)各向同性 說明它是非晶體 2 某同學(xué)做了如圖6所示的探究性實(shí)驗(yàn) U形管左口管有一小氣球 管內(nèi)裝有水銀 當(dāng)在右管內(nèi)再注入一些水銀時(shí) 氣球?qū)⒐牡酶?假設(shè)封閉氣體與外界絕熱 則在注入水銀時(shí) 封閉氣體的體積 壓強(qiáng) 溫度 內(nèi)能 填 增大 減小 升高 降低 或 不變 圖6 圖7 解析 1 液態(tài)金屬呈現(xiàn)球狀是由于液體表面存在表面張力 A項(xiàng)錯(cuò)誤 B項(xiàng)正確 在金屬液體凝過程中 氣泡收縮變小的過程中 溫度降低 內(nèi)能減小 C項(xiàng)錯(cuò)誤 金屬屬于多晶體 D項(xiàng)錯(cuò)誤 2 注入水銀 封閉氣體的壓強(qiáng)變大 水銀對(duì)氣體做功 氣體體積減小 由于封閉氣體與外界幽絕熱 所以氣體內(nèi)能增大 溫度升高 2 1 下列說法正確的是 A 物體吸收熱量 其溫度一定升高B 橡膠無固定熔點(diǎn) 是非晶體C 做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式D 布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映 2 如圖8所示 導(dǎo)熱的氣缸開口向下 缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體 活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣 活塞下掛一個(gè)砂桶 砂桶裝滿砂子時(shí) 活塞恰好靜止 現(xiàn)將砂桶底部鉆一個(gè)小洞 讓細(xì)砂慢慢漏出 氣缸外部溫度恒定不變 則缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng) 內(nèi)能 選填 增大 減小 或 不變 圖8 3 在如圖9所示的氣缸中封閉著溫度為100 的空氣 一重物用繩索經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接 重物和活塞均處于平衡狀態(tài) 這時(shí)活塞離缸底的高度為10cm 設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦 如果缸內(nèi)空氣變?yōu)? 問 圖9 重物是上升還是下降 這時(shí)重物將人原處移動(dòng)多少厘米 答案 1 BC 2 增大不變 3 上升 2 7cm 高頻考點(diǎn)十四熱學(xué)基本規(guī)律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的組合 1 應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題思路 1 選擇對(duì)象 即某一定質(zhì)量的理想氣體 2 找出參量 氣體在始末狀態(tài)的參量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 認(rèn)識(shí)過程 認(rèn)清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提 4 列出方程 選用某一實(shí)驗(yàn)定律或氣態(tài)方程 代入具體數(shù)值求解 并討論結(jié)果的合理性 2 牢記以下幾個(gè)結(jié)論 1 熱量不能自發(fā)地由低溫物體傳遞給高溫物體 2 氣體壓強(qiáng)是由氣體分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生的 壓強(qiáng)大小與分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度和分子密集程度有關(guān) 3 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān) 4 溫度變化時(shí) 意味著物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能隨之變化 并非物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都隨之發(fā)生同樣的變化 12分 2015 蘇 錫 常 鎮(zhèn)四市高三調(diào)研 1 下列說法中正確的是 A 氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器的碰撞引起的 它跟氣體分子的密集程度以及氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)B 在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C 液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光具有各向同性的特點(diǎn)D 當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí) 分子間的距離越大 分子勢(shì)能越小 2 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過程I變至狀態(tài)B時(shí) 內(nèi)能增加120J 當(dāng)氣體從狀態(tài)B經(jīng)過程 回到狀態(tài)A時(shí) 外界壓縮氣體做功200J 則 過程中氣體 填 吸熱 或 放熱 熱量為 J 3 一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化如圖10所示 其中AB段與t軸平行 已知在狀態(tài)A時(shí)氣體的體積為1 0L 那么變到狀態(tài)B時(shí)氣體的體積為多少 從狀態(tài)A變到狀態(tài)C的過程中氣體對(duì)外做功為多少 圖10 解析 1 氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是由于氣體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 對(duì)容器壁頻繁的撞擊引起的 氣體分子越密集 單位時(shí)間內(nèi)撞擊的分子數(shù)越多 單位面積上的撞擊力越大 壓強(qiáng)就越大 分子的平均動(dòng)能越大 平均每個(gè)分子的撞擊力就越大 壓強(qiáng)就越大 故A正確 宇宙飛船中 水滴處于完全失重狀態(tài) 液體表面由于分子張力作用 使液體的表面積最小 相同的體積 球的表面積最小 故B正確 液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光的各向異性的特點(diǎn) 故C錯(cuò)誤 當(dāng)兩分子間距大于平衡距離時(shí) 分子力表現(xiàn)為引力 分子間距離增大 分子力做負(fù)功 分子勢(shì)能增大 故D錯(cuò)誤 答案 1 AB 2 放熱320 3 2 0L200J 2015 徐州市高三質(zhì)量檢測(cè) 1 下列說法正確的是 A 布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B 晶體規(guī)則外形是晶體內(nèi)部微粒在空間有規(guī)則排列的結(jié)果C 液體很難壓縮是因?yàn)橐后w分子間只有斥力沒有引力的緣故D 液體表面具有收縮的趨勢(shì)是由于液體存在表面張力的緣故 2 某同學(xué)從冰箱冷凍室中取出經(jīng)較長時(shí)間冷凍的空燒瓶后 迅速把一個(gè)氣球緊密地套在瓶口上 并將燒瓶放進(jìn)盛有熱水的燒杯里 氣球逐漸膨脹起來 如圖11所示 燒瓶和氣球里的氣體內(nèi)能 填 增大 不變 或 減小 外界對(duì)氣體 填 做正功 做負(fù)功 或 不做功 圖11 3 如圖12 一端開口 另一端封閉的細(xì)長薄壁玻璃管水平放置 內(nèi)有用水銀柱封閉的體積為10mL的某種理想氣體 外界大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 環(huán)境溫度為27 阿伏加德羅常數(shù)約為6 1023mol 1 標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol該氣體體積約為22 4L 求 圖12 當(dāng)環(huán)境溫度降為0 時(shí) 設(shè)大氣壓強(qiáng)不變 氣體的體積 估算管中氣體分子數(shù)目 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 BD 2 增大做負(fù)功 3 9 1mL2 4 1020個(gè)