專題十 選考部分 專題定位本專題用三講時(shí)分別解決選修33、34中高頻考查問題，高考對(duì)本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有：選修33：分子大小的估算；對(duì)分子動(dòng)理論內(nèi)容的理解；物態(tài)變化中的能量問題；氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；熱力學(xué)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；用油膜法估測(cè)分子大小等內(nèi)容.選修34：波的圖象；波長(zhǎng)、波速和頻率及其相互關(guān)系；光的折射及全反射；光的干涉、衍射及雙縫干涉實(shí)驗(yàn)；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及振動(dòng)圖象；電磁波的有關(guān)性質(zhì).應(yīng)考策略選修33內(nèi)容瑣碎、考查點(diǎn)多，復(fù)習(xí)中應(yīng)以四塊知識(shí)(分子動(dòng)理論、從微觀角度分析固體、液體、氣體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)定律)為主干，梳理出知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行理解性記憶.選修34內(nèi)容復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播和圖象、光的折射定律這兩條主線，強(qiáng)化訓(xùn)練、提高對(duì)典型問題的分析能力.第1講熱學(xué)解題方略1.分子動(dòng)理論(1)分子大小阿伏加德羅常數(shù)：NA6.02×1023 mol1.分子體積：V0(占有空間的體積).分子質(zhì)量：m0.油膜法估測(cè)分子的直徑：d.(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng).擴(kuò)散現(xiàn)象特點(diǎn)：溫度越高，擴(kuò)散越快.布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：液體內(nèi)固體小顆粒永不停息、無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，顆粒越小、溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈.(3)分子間的相互作用力和分子勢(shì)能分子力：分子間引力與斥力的合力.分子間距離增大，引力和斥力均減?。环肿娱g距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快.分子勢(shì)能：分子力做正功，分子勢(shì)能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時(shí)，分子間作用的合力為0)時(shí)，分子勢(shì)能最小.2.固體和液體(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同.晶體具有確定的熔點(diǎn).單晶體表現(xiàn)出各向異性，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性.晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化.(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間.液晶具有流動(dòng)性，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具有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切.例1關(guān)于熱學(xué)基本知識(shí)的易錯(cuò)點(diǎn)辨析(正確的打“”號(hào)，錯(cuò)誤的打“×”號(hào))(1)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)()(2)布朗運(yùn)動(dòng)并不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)()(3)液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)越激烈()(4)布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒中分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性()(5)懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯()(6)懸浮在液體中的微粒越小，受到液體分子的撞擊就越容易平衡()(7)布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分溫度不同而引起的()(8)在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽(yáng)光柱”里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)()(9)布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)()(10)顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性()(11)懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)的PM2.5微粒，氣溫越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈()(12)擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)()(13)擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)都與溫度有關(guān)()(14)擴(kuò)散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中，固體中也可以()(15)“酒香不怕巷子深”與分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)()(16)水不容易被壓縮說(shuō)明分子間存在分子力()(17)用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，說(shuō)明此時(shí)分子間只存在引力而不存在斥力()(18)分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小()(19)將一個(gè)分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)限靠近另一個(gè)分子，則這兩個(gè)分子間的分子力先增大后減小最后再增大()(20)當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力減少，斥力增大()(21)若兩分子間距離減小，分子間斥力增大，引力減小，合力為斥力()(22)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()(23)分子間同時(shí)存在著引力和斥力，當(dāng)分子間距增加時(shí)，分子間的引力增大，斥力減小()(24)分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，先減小后增大()(25)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力、斥力都減小()(26)隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢(shì)能也減小()(27)分子間的距離為r0時(shí)，分子間作用力的合力為零，分子勢(shì)能最小()(28)同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)()(29)大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽，就變成了非晶體()(30)單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性，而多晶體和非晶體是各向同性的()(31)單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)()(32)晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同，體現(xiàn)為各向同性()(33)單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性()(34)太空中水滴成球形，是液體表面張力作用的結(jié)果()(35)漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面的觀察是圓形的，是油滴液體呈各向同性的緣故()(36)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()(37)由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間只有引力，沒有斥力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)()(38)液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部()(39)液體表面的分子距離大于分子間的平衡距離，使得液面有表面張力()(40)葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用()(41)肥皂水的水面能托住小的硬幣主要與液體的表面張力有關(guān)()(42)雨水沒有透過布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力()(43)液晶具有液體的流動(dòng)性，同時(shí)具有晶體的各向異性特征()(44)液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光具有各向異性的特點(diǎn)()(45)當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大()(46)空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越快()(47)只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)()(48)用阿伏加德羅常數(shù)和某種氣體的密度，就可以求出該種氣體的分子質(zhì)量()(49)已知某氣體的摩爾體積V，再知道阿伏加德羅常數(shù)NA，就可以求出一個(gè)氣體分子的體積()(50)只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積()(51)達(dá)到熱平衡的兩個(gè)物體具有相同的熱量()(52)物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能越大()(53)溫度升高時(shí)物體內(nèi)的每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定增大()(54)物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和叫做物體的內(nèi)能()(55)物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和()(56)溫度升高，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能一定增大()(57)相同質(zhì)量0 的水的分子勢(shì)能比0 的冰的分子勢(shì)能大()(58)氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力()(59)單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大()(60)氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的()(61)若氣體的溫度不變，壓強(qiáng)增大，說(shuō)明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多()(62)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變時(shí)，氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少()(63)從微觀角度看氣體壓強(qiáng)只與分子平均動(dòng)能有關(guān)()(64)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度都有關(guān)()(65)單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減少，氣體的壓強(qiáng)一定減小()答案(1)×(2)(3)(4)×(5)(6)×(7)×(8)(9)×(10)(11)(12)×(13)(14)(15)(16)(17)×(18)×(19)(20)×(21)×(22)×(23)×(24)×(25)(26)×(27)(28)(29)×(30)(31)(32)×(33)(34)(35)×(36)(37)×(38)×(39)(40)(41)(42)(43)(44)(45)×(46)×(47)(48)×(49)×(50)×(51)×(52)(53)×(54)×(55)(56)×(57)(58)(59)×(60)(61)(62)(63)×(64)(65)×預(yù)測(cè)1關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是_.A.在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力B.分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢(shì)能一定是零C.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間的距離越大，分子勢(shì)能越小D.分子間距離越大，分子間的斥力越小E.兩個(gè)分子間的距離變大的過程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢答案ADE解析在10r0距離范圍內(nèi)，分子間總存在著相互作用的引力和斥力，選項(xiàng)A正確；分子間作用力為零時(shí)，分子間的勢(shì)能最小，但不是零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí)，隨分子間的距離增大，克服分子力做功，故分子勢(shì)能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分子間距離越大，分子間的引力和斥力都是越小的，選項(xiàng)D正確；兩個(gè)分子間的距離變大的過程中，分子間引力變化總是比斥力變化慢，選項(xiàng)E正確；故選A、D、E.預(yù)測(cè)2分子在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它們之間存在著相互作用.這兩種相互的因素決定了分子的三種不同的聚集形態(tài)：固體、液體和氣體.下列說(shuō)法正確的是_.A.固體中的分子是靜止的，液體、氣體中的分子是運(yùn)動(dòng)的B.液體表面層中分子間的相互作用表現(xiàn)為引力C.液體的蒸發(fā)現(xiàn)象在任何溫度下都能發(fā)生D.汽化現(xiàn)象是液體分子間因相互排斥而發(fā)生的E.有的物態(tài)變化中雖然吸收熱量但溫度卻不升高答案BCE解析無(wú)論固體、液體和氣體，分子都在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò).當(dāng)分子間距為r0時(shí)，分子引力和分子斥力相等，液體表面層的分子比較稀疏，分子間距大于r0，所以分子間表現(xiàn)為引力，B正確.蒸發(fā)是液體表面分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況，C正確.汽化是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程，汽化分蒸發(fā)和沸騰.而不是分子間相互排斥而產(chǎn)生的，D錯(cuò).冰在融化的過程中吸收熱量溫度不升高，E正確.預(yù)測(cè)3下列說(shuō)法正確的是_.A.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的B.在完全失重的宇宙飛船中，水的表面存在表面張力C.脫脂棉脫脂的目的，在于使它從不能被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液D.土壤里有很多毛細(xì)管，如果要把地下的水分沿著它們引到地表，可以將地面的土壤鋤松E.人們可以利用某些物質(zhì)在水溶液中形成的薄片狀液晶來(lái)研究離子的滲透性，進(jìn)而了解機(jī)體對(duì)藥物的吸收等生理過程答案BCE解題方略1.物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢(shì)能的變化.2.熱力學(xué)第一定律(1)公式：UWQ；(2)符號(hào)規(guī)定：外界對(duì)系統(tǒng)做功，W>0；系統(tǒng)對(duì)外界做功，W<0.系統(tǒng)從外界吸收熱量，Q>0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0.系統(tǒng)內(nèi)能增加，U>0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，U<0.3.熱力學(xué)第二定律的表述：(1)熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述).(2)不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述).(3)第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的.例2關(guān)于熱力學(xué)定律的理解，下列說(shuō)法是否正確(正確的打“”號(hào)，錯(cuò)誤的打“×”號(hào))(1)外界對(duì)系統(tǒng)做功，其內(nèi)能一定增加()(2)系統(tǒng)從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加()(3)一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí)，其內(nèi)能不變()(4)一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大()(5)在輪胎爆裂這一短暫過程中，氣體膨脹，溫度下降()(6)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程外界對(duì)其做功，瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能增加()(7)熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳導(dǎo)到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳導(dǎo)到高溫物體()(8)利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的()(9)自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的()(10)功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程()(11)空調(diào)既能制熱又能制冷，說(shuō)明熱傳遞不存在方向性()(12)不斷改進(jìn)工藝，熱機(jī)的效率可能達(dá)到100%()(13)熱量不可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第一定律()(14)“第一類永動(dòng)機(jī)”不可能制成，是因?yàn)樗`反了能量守恒定律()(15)“第二類永動(dòng)機(jī)”不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律()答案(1)×(2)×(3)×(4)(5)(6)×(7)(8)(9)(10)×(11)×(12)×(13)×(14)(15)×預(yù)測(cè)4(2016·全國(guó)乙卷·33(1)關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法正確的是_.A.氣體吸熱后溫度一定升高B.對(duì)氣體做功可以改變其內(nèi)能C.理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體E.如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定達(dá)到熱平衡答案BDE解析氣體內(nèi)能的改變UQW，故對(duì)氣體做功可改變氣體內(nèi)能，B選項(xiàng)正確；氣體吸熱為Q，但不確定外界做功W的情況，故不能確定氣體溫度變化，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；理想氣體等壓膨脹，W<0，由理想氣體狀態(tài)方程C，p不變，V增大，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，U>0，由UQW，知Q>0，氣體一定吸熱，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；由熱力學(xué)第二定律，D選項(xiàng)正確；根據(jù)熱平衡性質(zhì)，E選項(xiàng)正確.預(yù)測(cè)5(2016·全國(guó)丙卷·33(1)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是_.A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B.氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C.氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D.一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E.一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加答案CDE解析質(zhì)量和溫度都相同的氣體，雖然分子平均動(dòng)能相同，但是不同的氣體，則其摩爾質(zhì)量不同，即分子個(gè)數(shù)不同，所以分子總動(dòng)能不一定相同，A錯(cuò)誤；宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系，所以宏觀運(yùn)動(dòng)速度大，內(nèi)能不一定大，B錯(cuò)誤；根據(jù)C可知，如果等溫壓縮，則內(nèi)能不變；等壓膨脹，溫度增大，內(nèi)能一定增大，C、E正確；理想氣體的分子勢(shì)能為零，所以理想氣體的內(nèi)能與分子平均動(dòng)能有關(guān)，而分子平均動(dòng)能和溫度有關(guān)，D正確.解題方略1.氣體實(shí)驗(yàn)定律(1)等溫變化：pVC或p1V1p2V2；(2)等容變化：C或；(3)等壓變化：C或；(4)理想氣體狀態(tài)方程：C或.2.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)(1)正確選擇研究對(duì)象：對(duì)于變質(zhì)量問題要保證研究質(zhì)量不變的部分；對(duì)于多部分氣體問題，要各部分獨(dú)立研究，各部分之間一般通過壓強(qiáng)找聯(lián)系.(2)列出各狀態(tài)的參量：氣體在初、末狀態(tài)，往往會(huì)有兩個(gè)(或三個(gè))參量發(fā)生變化，把這些狀態(tài)參量羅列出來(lái)會(huì)比較準(zhǔn)確、快速的找到規(guī)律.(3)認(rèn)清變化過程：準(zhǔn)確分析變化過程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律.例3(2016·全國(guó)丙卷·33(2)一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞.初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖1所示.用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止.求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離.已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng)的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg.環(huán)境溫度不變.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖1解析設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2p0，長(zhǎng)度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，長(zhǎng)度為l2.以cmHg為壓強(qiáng)單位.由題給條件得p1p0(20.05.00) cmHg90 cmHgl120.0 cml1(20.0) cm12.5 cm由玻意耳定律得p1l1Sp1l1S聯(lián)立式和題給條件得p1144 cmHg依題意p2p1l24.00 cm cmh11.5 cmh由玻意耳定律得p2l2Sp2l2S聯(lián)立式和題給條件得h9.42 cm答案144 cmHg9.42 cm預(yù)測(cè)6如圖2所示，容積為V0的光滑柱形汽缸豎直放置，用質(zhì)量不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體和一固體封閉在汽缸內(nèi).汽缸內(nèi)設(shè)有卡環(huán)ab，卡環(huán)位于汽缸深度一半的位置.開始時(shí)活塞位于汽缸頂部，將一小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面，活塞最終下降到汽缸深度五分之四的位置，再將相同質(zhì)量的九小盒沙子緩慢地倒在活塞的上表面，活塞最終剛好降至卡環(huán)處，又將同樣四小盒沙子倒在活塞的上表面，然后緩慢加熱汽缸.已知大氣壓強(qiáng)為p0，氣體初始溫度為T0.試求：圖2(1)汽缸內(nèi)固體的體積；(2)當(dāng)活塞剛好離開卡環(huán)ab時(shí)氣體的溫度.答案(1)V0(2)T0解析(1)設(shè)加一小盒沙子對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p，固體的體積為VA由玻意耳定律得：第一次加沙子后p0(V0VA)(p0p)(V0VA)第二次加沙子后p0(V0VA)(p010p)(V0VA)聯(lián)立解得：VAV0，p0.5p0(2)活塞恰好離開卡環(huán)ab時(shí)，理想氣體的壓強(qiáng)pp014p8p0氣體加熱過程體積不變，由蓋呂薩克定律得：解得TT0預(yù)測(cè)7如圖3所示，粗細(xì)均勻的L形細(xì)玻璃管AOB，OA、OB兩部分長(zhǎng)度均為20 cm，OA部分水平、右端開口，管內(nèi)充滿水銀，OB部分豎直、上端封閉.現(xiàn)將玻璃管在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)53°，此時(shí)被封閉氣體長(zhǎng)度為x.緩慢加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T，使管內(nèi)水銀恰好不溢出管口.已知大氣壓強(qiáng)為75 cmHg，室溫為27 ，sin 53°0.8，111.求：圖3(1)氣體長(zhǎng)度x；(2)溫度T.答案(1)17.1 cm(2)364 K解析(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程，溫度不變，設(shè)玻璃管的橫截面積為Sp175 cmHg，L120 cm；p275x·sin 53°(20x)cos 53°631.4xL2x由玻意耳定律得p1L1Sp2L2S得氣體長(zhǎng)度x17.1 cm(2)加熱管內(nèi)封閉氣體至溫度T時(shí)，T1(27327) K300 Kp37520sin 53° cmHg91 cmHg與初狀態(tài)比較，為等容變化，由得T364 K例4如圖4所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸頂部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞；汽缸內(nèi)密封有溫度為2.4T0、壓強(qiáng)1.2p0的理想氣體，p0與T0分別為大氣的壓強(qiáng)和溫度.已知：氣體內(nèi)能U與溫度T的關(guān)系為UT，為正的常量；容器內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢的.求：圖4(1)汽缸內(nèi)氣體與大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1；(2)在活塞下降過程中，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量Q.解析(1)在氣體由壓強(qiáng)p1.2p0下降到p0的過程中，氣體體積不變，溫度由T2.4T0變?yōu)門1，由查理定律得：，解得T12T0在氣體溫度由T1變?yōu)門0過程中，體積由V減小到V1，氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律得得V1V(2)在活塞下降過程中，活塞對(duì)氣體做的功為Wp0(VV1)在這一過程中，氣體內(nèi)能的減少為U(T1T0)由熱力學(xué)第一定律得，汽缸內(nèi)氣體放出的熱量為QWU解得Qp0VT0答案(1)V(2)p0VT0預(yù)測(cè)8如圖5所示，汽缸開口向右、固定在水平桌面上，汽缸內(nèi)用活塞(橫截面積為S)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁之間的摩擦忽略不計(jì).輕繩跨過光滑定滑輪將活塞和地面上的重物(質(zhì)量為m)連接.開始時(shí)汽缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同，均為大氣壓p0(mg<p0S)，輕繩處在伸直狀態(tài)，汽缸內(nèi)氣體的溫度為T0，體積為V.現(xiàn)使汽缸內(nèi)氣體的溫度緩慢降低，最終使得氣體體積減半，求：圖5(1)重物剛離地面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度T1；(2)氣體體積減半時(shí)的溫度T2；(3)在如圖6所示的坐標(biāo)系中畫出氣體狀態(tài)變化的整個(gè)過程，標(biāo)注相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)值.圖6答案(1)(2)(3)見解析圖解析(1)p1p0，p2p0等容過程：解得：T1(2)等壓過程：解得：T2(3)如圖所示預(yù)測(cè)9為適應(yīng)太空環(huán)境，去太空旅行的航天員都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系統(tǒng)，為航天員提供合適的溫度、氧氣和氣壓，讓航天員在太空中如同在地面上一樣.假如在地面上航天服內(nèi)氣壓為1 atm，氣體體積為2 L，到達(dá)太空后由于外部氣壓低，航天服急劇膨脹，內(nèi)部氣體體積變?yōu)? L，使航天服達(dá)到最大體積，假設(shè)航天服內(nèi)氣體的溫度不變，將航天服視為封閉系統(tǒng).(1)求此時(shí)航天服內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，并從微觀角度解釋壓強(qiáng)變化的原因.(2)若開啟航天服封閉系統(tǒng)向航天服內(nèi)充氣，使航天服內(nèi)的氣壓緩慢恢復(fù)到0.9 atm，則需補(bǔ)充1 atm的等溫氣體多少升？答案(1)0.5 atm在氣體體積變大的過程中，該氣體的分子密度變小，而溫度不變，即分子的平均動(dòng)能不變，故該氣體的壓強(qiáng)減小(2)1.6 L解析(1)氣體的狀態(tài)參量：p11 atm，V12 L，V24 L，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：p1V1p2V2，解得：p20.5 atm；由于氣體的壓強(qiáng)與分子密度和分子平均動(dòng)能有關(guān)，在氣體體積變大的過程中，該氣體的分子密度變小，而溫度不變，即分子的平均動(dòng)能不變，故該氣體的壓強(qiáng)減小.(2)設(shè)需要1 atm的等溫氣體V，以該氣體和航天服原有氣體為研究對(duì)象，p30.9 atm，V34 L，由玻意耳定律得：p1V1p1Vp3V3，解得：V1.6 L.專題強(qiáng)化練1.下列說(shuō)法正確的是()A.甲分子固定不動(dòng)，乙分子從很遠(yuǎn)處向甲靠近到不能再靠近的過程中，分子間的分子力先做正功后做負(fù)功B.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí)，隨分子間距離增大，引力與斥力都減小，引力減小的更快C.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.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)能越大E.氣體很容易充滿整個(gè)容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)答案ACD2.根據(jù)熱力學(xué)知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體中可以發(fā)生，在固體中不能發(fā)生B.液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象不是由于液體的對(duì)流形成的C.內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同D.布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)E.夏天中午時(shí)車胎內(nèi)的氣壓高于清晨時(shí)的氣壓，且車胎體積增大，則胎內(nèi)氣體內(nèi)能增大，對(duì)外界做功(胎內(nèi)氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體)答案BCE3.下列各種說(shuō)法中正確的是()A.露珠呈球形是由于表面張力所致B.布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒中分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性C.第二類永動(dòng)機(jī)不違背熱力學(xué)第一定律D.給自行車打氣時(shí)氣筒壓下后反彈，不是由于分子斥力造成的E.單晶體有固定的熔點(diǎn)，而多晶體沒有固定的熔點(diǎn)答案ACD4.下列說(shuō)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(dòng)能一定大B.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大C.一定質(zhì)量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，則氣體一定從外界吸熱D.在完全失重的情況下，氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)為零E.對(duì)氣體而言，盡管大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，速率有大有小，但分子的速率是按一定的規(guī)律分布的答案ACE5.關(guān)于晶體、液晶和飽和汽的理解，下列說(shuō)法正確的是()A.晶體的分子排列都是有規(guī)則的B.液晶顯示器利用了液晶對(duì)光具有各向異性的特點(diǎn)C.飽和汽壓與溫度和體積都有關(guān)D.相對(duì)濕度越大，空氣中水蒸氣越接近飽和E.對(duì)于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大答案BDE6.下列說(shuō)法正確的是()A.氣體的溫度升高時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)變得劇烈，分子的平均動(dòng)能增大，撞擊器壁時(shí)對(duì)器壁的作用力增大，從而氣體的壓強(qiáng)一定增大B.在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素C.在溫度不變的條件下，增大飽和汽的體積，就可減小飽和汽的壓強(qiáng)D.分子a從遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)a到達(dá)受b的作用力為零處時(shí)，a的動(dòng)能一定最大E.在冬季剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個(gè)夜晚后，第二天拔瓶口的軟木塞時(shí)覺得很緊，不易拔出，是因?yàn)橐雇須鉁亟档停績(jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)變小答案BDE7.關(guān)于分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律，下列說(shuō)法中正確的是()A.空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，水蒸發(fā)越快B.物體的溫度越高，分子平均動(dòng)能越大C.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第一定律D.兩個(gè)分子間的距離由大于109 m處逐漸減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先增大后減小到零，再增大E.若一定量氣體膨脹對(duì)外做功50 J，內(nèi)能增加80 J，則氣體一定從外界吸收130 J的熱量答案BDE解析 空氣相對(duì)濕度越大時(shí)，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近同溫度水的飽和汽壓，水蒸發(fā)越慢，故A錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)就越劇烈，分子平均動(dòng)能越大，故B正確；第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律，不違反熱力學(xué)第一定律，故C錯(cuò)誤；兩個(gè)分子間的距離由大于109 m處逐漸減小到很難再靠近的過程中，分子間作用力先表現(xiàn)為引力，引力先增大到最大值后減小到零，之后，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，從零開始增大，故D正確；若一定量氣體膨脹對(duì)外做功50 J，即W50 J，內(nèi)能增加80 J，即U80 J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW，得QUW130 J，即氣體一定從外界吸收130 J的熱量.故E正確.8.下列說(shuō)法中正確的是()A.氣體壓強(qiáng)的大小和單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動(dòng)能都有關(guān)B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)C.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響D.水黽可以停在水面上是因?yàn)橐后w具有表面張力E.溫度升高，物體所有分子的動(dòng)能都增大答案ACD解析氣體壓強(qiáng)的大小與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及氣體分子的平均動(dòng)能都有關(guān).故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)指懸浮在液體中的固體顆粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)反映的是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；熱力學(xué)第二定律的開爾文表述：不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響，C正確；因?yàn)橐后w表面張力的存在，水黽才能停在水面上，故D正確；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，并不是物體所有分子的動(dòng)能都增大，故E錯(cuò)誤.9.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列變化過程，如圖1所示，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.bc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大B.ab過程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小C.ca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積不變D.ca過程中，氣體內(nèi)能增大，體積變小E.ca過程中，氣體從外界吸熱，內(nèi)能增大答案BCE解析 bc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，根據(jù)蓋呂薩克定律C得知，體積應(yīng)減小.故A錯(cuò)誤.ab過程中，氣體的溫度保持不變，即氣體發(fā)生等溫變化，壓強(qiáng)減小，根據(jù)玻意耳定律pVC 得知，體積增大.故B正確.ca過程中，由圖可知，p與T成正比，則氣體發(fā)生等容變化，體積不變.故C正確，D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體與氣體溫度有關(guān)，并且溫度越高氣體的內(nèi)能增大，則知ca過程中，溫度升高，氣體內(nèi)能增大，而體積不變，氣體沒有對(duì)外做功，外界也沒有對(duì)氣體做功，所以氣體一定吸收熱量.故E正確.10.以下說(shuō)法正確的是()A.將0.02 mL濃度為0.05%的油酸酒精溶液滴入水中，測(cè)得油膜面積為200 cm2，則可測(cè)得油酸分子的直徑為109 mB.密閉容器中液體上方的飽和汽壓隨溫度的升高而增大C.一種溶液是否浸潤(rùn)某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系D.玻璃管的裂口燒熔后會(huì)變鈍是由于燒熔后表面層的表面張力作用引起的E.某氣體的摩爾體積為V，每個(gè)分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA答案BCD解析根據(jù)題意，一滴油酸酒精溶液含有的油酸體積為：V0.02×0.05% mL1×105 mL，所以油酸分子的直徑大?。篸 cm5×108 cm5×1010 m.故A錯(cuò)誤；液體的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，所以密閉容器中液體上方的飽和汽壓隨溫度的升高而增大.故B正確；水可以浸潤(rùn)玻璃，但是不能浸潤(rùn)石蠟，這個(gè)現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤(rùn)某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系.故C正確；由于熔融的液態(tài)玻璃存在表面張力，使表面收縮，表面積變小，因此玻璃管的裂口燒熔后會(huì)變鈍，與表面張力有關(guān).故D正確；氣體分子較小，而氣體的體積可以占據(jù)任意大的空間，故不能用摩爾體積求解分子體積.故E錯(cuò)誤.11.(2016·全國(guó)乙卷·33(2)在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng)，兩壓強(qiáng)差p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為p，其中0.070 N/m.現(xiàn)讓水下10 m處一半徑為0.50 cm的氣泡緩慢上升，已知大氣壓強(qiáng)p01.0×105 Pa，水的密度1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2.(1)求在水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差；(2)忽略水溫隨水深的變化，在氣泡上升到十分接近水面時(shí)，求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值.答案(1)28 Pa(2)解析(1)由公式p得p Pa28 Pa水下10 m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差是28 Pa.(2)氣泡上升過程中做等溫變化，由玻意耳定律得p1V1p2V2其中，V1rV2r由于氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差遠(yuǎn)小于10 m深處水的壓強(qiáng)，氣泡內(nèi)壓強(qiáng)可近似等于對(duì)應(yīng)位置處的水的壓強(qiáng)，所以有p1p0gh11×105 Pa1×103×10×10 Pa2×105 Pa2p0p2p0將代入得，2p0×rp0×r2rr12.(2016·全國(guó)甲卷·33)(1)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、bc、cd、da回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖2所示，其中對(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O.下列判斷正確的是_.圖2A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等B.氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對(duì)外界做的功E.在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功(2)一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓.某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，需重新充氣.若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天.答案(1)ABE(2)4 天解析(1)由理想氣體狀態(tài)方程C得，pT，由圖象可知，VaVc，選項(xiàng)A正確；理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，而Ta>Tc，故氣體在狀態(tài)a時(shí)的內(nèi)能大于在狀態(tài)c時(shí)的內(nèi)能，選項(xiàng)B正確；由熱力學(xué)第一定律UQW知，cd過程溫度不變，內(nèi)能不變，則QW，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；da過程溫度升高，即內(nèi)能增大，則吸收的熱量大于對(duì)外界做的功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程知：C，即paVaCTa，pbVbCTb，pcVcCTc，pdVdCTd.設(shè)過程bc中壓強(qiáng)為p0pbpc，過程da中壓強(qiáng)為p0pdpa.由外界對(duì)氣體做功Wp·V知，過程bc中外界對(duì)氣體做的功Wbcp0(VbVc)C(TbTc)，過程da中氣體對(duì)外界做的功Wdap0(VaVd)C(TaTd)，TaTb，TcTd，故WbcWda，選項(xiàng)E正確.(2)設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí)，體積為V2.根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3V2V1設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p2V3p0V0設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為N聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N4(天)