2011屆高考物理二輪專題復習學案專題8(選修3-3)分子(精)

1、-1 -【核心要點突破】知識鏈接一、分子動理論1 1 微觀物理量的估算問題:M摩m m分=NANV摩M摩m分固、液：球形-=-=-NApNAp氣體：立方體N = nNA(n：摩爾數(shù))2 2 分子力與分子勢能(1 1)分子間存在著相互作用的分子力。分子力有如下幾個特點：分子間同時存在引力和斥力；分子間的引力和斥力都隨分子間的 距離增大而減小，隨分子距離的減小而增大，但斥力比引力變化更快。實際表現(xiàn)出來的是引 力和斥力的合力。(2 2)分子勢能(1) 分子間由于存在相互作用而具有的，大小由分子間相對位置決定的能叫做分子勢能。(2) 分子勢能改變與分子力做功的關系：分子力做功，分子勢能減少；克服分子力

2、做功, 分子勢能增加；且分子力做多少功，分子勢能就改變多少。分子勢能與分子間距的關系(如 右圖示)：、熱力學定律專題八(選修 3-3 )分子動理論氣體及熱力學定律mMmolV分-2 -1 1、 熱力學第一定律 E=Q+WE=Q+W2 2、 熱力學第二定律表述：（1 1） 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化（按熱傳導的方向性表述）。（2 2）不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化（按機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述）。或第二類永動機是不可能制成的。3 3、 熱力學第三定律：熱力學零度不可達到宇宙溫度下限：273.15273.15 攝氏度（熱力學零度） 三

3、、氣體實驗定律1 1、 等溫過程：piVi=p2V2=kpiVi=p2V2=k （玻馬定律）Pt PoPot 2732 2、 等容過程：t（查理定律）T1T23 3、 等壓過程：（蓋呂薩克定律）4 4、 理想氣體狀態(tài)方程：pV/T=pV/T=恒量或= =p2V2T1T2深化整合一、實驗：用油膜法估測分子的大小1.1.悼:理:用 v 蘇 滴油酸；n 蒂溶液小純油峻的休枳.用示屮仆子汕戍的詢憶川 D 左示分子的 1 詫 7 肌 D 二2.2.汪忌撲頂：I）求跡汕酸的休里 v 時k 意滴到 Mi 的不是純汕M * ift（是油酒精溶被決意換算成純汕腹的休積.（2求釉膜的咖砂!時+ HJ 坐標紙I I

4、/格的數(shù)H 來估笄.彩于半個格的按整格 i I，數(shù)不足半個格的希幾【典例訓練 1 1】一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m m 的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為S.S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為 M M 密度為p，阿伏加德羅常數(shù)為 N NA. .下列表達式正確的有()-3 -八.油酸分子的直輕 L=抽酸分子的點徑 L= * psC. 一滴油酸所伶的分子數(shù)卄為X、4 IJU。尋滴油酸所含的分子數(shù) n= N.【鯉il】選一滴油酸酒椅濬誡醬有純油酸的體叔為V=空油酸分子的茫徑即油腹的厚度為L = P5選項A錯鎂11正確一一滴油酸所夯的分子牛就n ph=晉N *工：項正確.二、溫度、內(nèi)能、熱量、功的理解毗

5、念溫度內(nèi)膛(熱能)功畏示枸體的內(nèi) 熱桿1楚樣岸 分子平EJ動能 人小的麻忠+它 是人蛙分子熱 運動的債體a M, t個別分子 來說*溫度泣fj* 甘MX物體內(nèi)斯右 分子動能和 特能的& 和+它繪由 大量分子的熱迄動和分 子的相対位 匱所決足的竝埶 3 遞 過程+內(nèi) 能的改變 址熱燉用 來整度熱 馬遞過程 屮內(nèi)徒轉(zhuǎn) 移的姜少澈功過程 是機械施 或其他形 式的斃和 內(nèi)能之何的轉(zhuǎn)化過tv溫度和內(nèi)攤是狀態(tài)量+熟繪和功卿是過程繪.熱傳遞的前 提條件是存亦溫總傳遞的是熱宦而不是溫度，實噴上藝 內(nèi)施的轉(zhuǎn)移【典例訓練 2 2】(2010.2010.海南理綜 T17T17) (1)(1)下列說法正確的是

6、(填入正確選項前的字母，每選錯 一個扣 2 2 分，最低得分為 0 0 分)。(A)(A) 當一定質(zhì)量的氣體吸熱時，其內(nèi)能可能減小(B)(B) 玻璃、石墨和金剛石都是晶體，木炭是非晶體(C)(C) 單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒有固定的熔點(D)(D) 當液體與大氣相接觸時，液體表面層內(nèi)的分子所受其它分子作用力的合力總是指向液體內(nèi)（E 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)氣體的分子數(shù)和氣體溫度 有關【命題立意】考查內(nèi)能、晶體、表面張力氣體的壓強等【規(guī)范解答】選 ADEADE, 定質(zhì)量的氣體吸熱時， 如果同時對外做功，且做的功大于吸收的熱量，則內(nèi)能減小，（A A）正

7、確；玻璃是非晶體，（B B）錯；多晶體也有固定的熔點，（C C）錯；液體表面層內(nèi)的分子液體內(nèi)部分子間距離的密度都大于大氣，因此分子力的合力指向液體內(nèi)部，（D D）正確;-4 -氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)， 決定氣體的壓強， 因此與單位體積內(nèi)分子 數(shù)和氣體的溫度有關，（E E）對。三、對熱力學定律的誹析】.熾力學第喘il用第晁律的岡別（I）wasft時建宦律呷窣擦h曲功時-機M傕M以全霽轉(zhuǎn)婕為內(nèi)能血山熱h學第:t律4如這_A施不町能在不引起it it變化前惦況卜怎令變成inH住.QWQ 絕熱活塞，則 Q=0Q=0。由熱力學第一定律知理想氣體內(nèi)能增大，T T 升高，再根據(jù) PV/T

8、=CPV/T=C, V V 減小，P P 增大，故選 CoCo3.3.（20102010 廣東理綜 T14T14）圖是密閉的氣缸，外力推動活塞P P 壓縮氣體，對缸內(nèi)氣【高考真題探究】-7 -體做功 800J800J,同時氣體向外界放熱 200J,200J,缸內(nèi)氣體的A A.溫度升高，內(nèi)能增加600J600JB B.溫度升高，內(nèi)能減少200J200JC.C.溫度降低，內(nèi)能增加600J600JD D.溫度降低，內(nèi)能減少200J200J【命題立意】 本題主要考查熱力學第一定律、理想氣體及內(nèi)能的決定因素。【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析:【規(guī)范解答】 選 B B。由圖可知空氣被封閉在細管內(nèi)，水

9、面升高時，根據(jù)玻馬定律，氣體壓強增大，氣體體積減小，B B 選項正確。5.5. （20102010 江蘇物理卷T12T12） A A.（選修模塊 3-33-3 ） （1212 分）（1 1）為了將空氣裝入氣瓶內(nèi)，現(xiàn)將一定質(zhì)量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體。下列圖 象能正確表示該過程中空氣的壓強p p 和體積 V V 關系的是。熱力學第一定決定內(nèi)能的因素【規(guī)范解答】 選 A A。由熱力學第一定律知：由W Q #.U得:U =800J（-200J） =600J, 一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能大小只與溫度有關，U =600J0，故溫度一定升高，選 A A 選項正確。4.4.（20102010 廣東理

10、綜T15T15）如圖所示，某種自動洗衣機進水時，與洗衣缸相連的細管中會封閉一定質(zhì)量的空氣，通過壓力傳感器感知管中的空氣壓力，從而控制進水量。設溫度不變，洗衣缸內(nèi)水位升高， 則細管中被封閉的空氣A.A.體積不變，壓強變小 B.B.體積變小，壓強變大C.C.體積不變，壓強變大 D.D.體積變小，壓強變小【命題立意】本題主要考查理想氣體狀態(tài)方程及玻馬定律?！舅悸伏c撥】解答本題時可按以下思路分析:理想氣體狀態(tài)方程，T T 不變* 玻馬定律-8 -（2 2）在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24KJ24KJ 的功。現(xiàn)潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質(zhì)量保持不變，

11、且放出了5KJ5KJ 的熱量。在上述兩個過程中，空氣的內(nèi)能共減小 K KJ,J,空氣 （選填“吸收”或“放出”）（3 3）已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/1.3kg/m3和 2.1kg/2.1kg/m3，空氣的摩爾23_1質(zhì)量為 0.029kg/mol0.029kg/mol ,阿伏伽德羅常數(shù)NA=6.02=6.0210 mol。若潛水員呼吸一次吸入 2L2L 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)果保留一位有效數(shù)字）。11【規(guī)范解答】（1 1 ）選 B B。由 PV=CPV=C P P 與 成正比，本題考查 P P圖象。VV（2 2）根據(jù)熱力學

12、第一定律WU，第一階段W,=24J，：U0，所以Q!- -24J，放熱。第二階段W2=0，厶U2= =5J5J，所以Q2二5J，兩過程共放熱Q = Q1 Q2- -29J，內(nèi)能變化- -5J，即減少 5J5J。（3 3）設空氣的摩爾質(zhì)量為 M,M,在海底和岸上的密度分別為海和岸，一次吸入空氣的體積為V,則有衍mNA=（海陸空岸VNA，代入數(shù)據(jù)得巾=3 1022。MM【答案】（1 1）B;B;（ 2 2）-5J-5J，放出；（3 3）計=3 1022。6.6. （20102010 山東理綜T36T36） （8 8 分）一太陽能空氣集熱器，底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻璃板，集熱器容積為 V

13、V。，開始時內(nèi)部封閉氣體的壓強為P P。經(jīng)過太陽暴曬，氣體溫度由 T T0=300K=300K 升至=350K350K。（1 1）求此時氣體的壓強。（2 2）保持 T=350KT=350K 不變，緩慢抽出部分氣體，使氣體壓強再變回到(A)(B)(C)(D)-9 -氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。判斷在抽氣過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并 簡述原因?！久}立意】 本題以封閉氣體為研究對象，結(jié)合變質(zhì)量問題，突出了高考對理解能力、推理 能力的要求。主要考查查理定律、玻意耳定律、熱力學第一定律等知識點?！舅悸伏c撥】解答本題時可按以下思路分析:【規(guī)范解答】（1 1 ）設升溫后氣體的壓強為Pl，由查理定律得

14、 目To久代入數(shù)據(jù)得 R R = =7 7P Po6（2 2）抽氣過程可視為等溫膨脹過程，設膨脹后的總體積為 V,V,由玻意耳定律得RV0二P0V聯(lián)立式解得V= 7vo6設剩余氣體的質(zhì)量與原來氣體的總質(zhì)量之比為K K 由題意得K =VoV聯(lián)立式解得 K K = =7吸熱。因為抽氣過程中剩余氣體溫度不變，故內(nèi)能不變，而剩余氣體膨脹對外做功，所以根據(jù)熱力學第一定律可知剩余氣體要吸熱。7o【答案】（1 1）7p0； （ 2 2）一，吸熱7【備課資源】1.1.對一定量的氣體，下列說法正確的是（）A.A. 氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B.B. 氣體分子的熱運動越劇烈，氣體溫度就越高C.C. 氣體對

15、器壁的壓強是由大量氣體分子對器壁不斷碰撞而產(chǎn)生的D.D. 當氣體膨脹時，氣體分子之間的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能減小【解析】選 B B C.C.氣體分子距離遠大于分子大小，所以氣體的體積遠大于所有氣體分子體積之和，A A 項錯；溫度是物體分子平均動能的標志，是表示分子熱運動劇烈程度的物理量，B B 項正確；氣體壓強的微觀解釋是大量氣體分子頻繁撞擊產(chǎn)生的，C C 項正確；氣體膨脹，說明氣體對對象的選取初末狀態(tài)的確定將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題求解-10 -外做功，但不能確定吸、放熱情況，故不能確定內(nèi)能變化情況,2.2.(1)(1)以下說法正確的是()A.A. 用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之

16、間有間隙B.B. 溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同C.C. 夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故D.D. 自然界中進行的一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都具有方向性(2)(2)如圖所示是用導熱性能良好的材料制成的氣體實驗裝置，開始時封閉的空氣柱長度為2222cm,cm,現(xiàn)用豎直向下的外力 F F 以適當?shù)乃俣葔嚎s氣體，使封閉的空氣柱長度變?yōu)? 2 cmcm,已知人對活塞做功 5050 J J，壓縮過程中氣體向外散失的熱量為1515 J J，求氣體的內(nèi)能增加多少？(大氣壓強為 po=1po=1x10105PaPa,活塞的橫截面積 S=1S=

17、1 cmcm2不計活塞重力)【解析】(1 1) C C D DW|=pW|=p0S S (l l0-l-l ) =2=2 J J，人做功 W2=50W2=50 J J，由熱力學第一定律: u=vy+W2+Qu=vy+W2+Q將 Q=-15Q=-15 J J 等代入，解出 U=37U=37 J.J.答案：(1 1) C C、D D (2 2) 3737 J J3.3. (20102010 江西理綜T19T19)右圖3為兩分子系統(tǒng)的勢能r r 的關系曲線。下列說法正確的是A.A. 當 r r 大于 n n 時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.B. 當 r r 小于 n n 時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

18、C.C. 當 r r 等于匕時，分子間的作用力為零D.D.在 r r 由 r r1變到 r r2的過程中，分子間的作用力做負功【命題立意】本題以兩分子系統(tǒng)勢能與距離的關系曲線圖象為題意，要考生根據(jù)圖象判斷兩分子距離為哪個值時，它們之間的作用力表現(xiàn)為引力還是斥力，本題的圖象很容易與教材中分子D D 項錯 (2(2)大氣壓力對活塞做功EpEp 與兩分子間距離I1-11 -作用力與它們之間距離關系的曲線圖混淆，是道中等難度的試題，主要考查分子間距與分子力、 分子勢能的關系【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析:【規(guī)范解答】 選EC,分子間距等于 r ro時分子勢能最小，即 r ro= =2。當 r

19、r 小于 r ri時分子力表現(xiàn) 為斥力；當 r r大于 r ri小于2時分子力表現(xiàn)為斥力；當 r r 大于耳時分子力表現(xiàn)為引力，所以 A A 錯 BCBC 正確。在 r r 由 r ri變到 Q Q 的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D D 錯誤。4.4. （20102010 四川理綜 T14T14）下列現(xiàn)象中不能說明分子間存在分子力的是A A.兩鉛塊能被壓合在一起B(yǎng).B.鋼繩不易被拉斷C.C.水不容易被壓縮D D.空氣容易被壓縮【命題立意】考察分子間力的特點及宏觀表現(xiàn) 【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析：【規(guī)范解答】 選 D D,兩鉛塊能被壓合在一起、鋼繩不易被拉斷說明分子之間存在引

20、力；而水 不容易壓縮是因為分子間距小輕微壓縮都使分子力表現(xiàn)為斥力，因此ABCABC 正確?？諝馊菀妆粔嚎s是因為分子間距大的原因，而不是因為分子間存在分子力的原因，因此D D 錯誤.5.5. （2010.2010.重慶理綜 T15T15）.給旱區(qū)送水的消防車停于水平面，在緩緩放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內(nèi)氣體溫度不變，不計分子勢能，則胎內(nèi)氣體A.A.從外界吸熱 B B 對外界做負功B.B. 分子平均動能減少D.D.內(nèi)能增加【命題立意】考查熱力學第一定律【思路點撥】 在緩緩放水的過程中，壓強減小，體積膨脹，對外做功。【規(guī)范解答】選 A A,胎內(nèi)氣體經(jīng)歷了一個溫度不變，壓強減小，體積增大的過程。溫度不變，-12 -分子平均動能和內(nèi)能不變。體積增大氣體對外界做正功。根據(jù)熱力學第一定律氣體一定從外 界吸熱。A A 正確。6.6.（2010.2010.上海物理卷 T10T10）. .如圖，玻璃管內(nèi)封閉了一段氣體，氣柱長度為 水銀面高度差為h，若溫度保守不變，把玻璃管稍向上提起一段距離，則（A A）h,l均變大（B B）h,l均變?。– C）h變大丨變小（D D）h變小丨變大【命題立意】本題考查氣體狀態(tài)方程。【思路點撥】 首先以氣體為研究對象，判斷氣體壓強的變化情況，然后再以水銀柱為研究對象，判斷液柱高度的變化【規(guī)范解答】 選 D D,根據(jù)pl = c，l變大，p變小，根據(jù)p = P