江蘇省高三物理一輪復(fù)習(xí)8：分子熱

1、17第八章 分子熱運動 能量守恒 氣體考點34 分子動理論 考綱要求物質(zhì)是由大量分子組成的。阿伏加德羅常量。分子的熱運動、布朗運動。分子間的作用力（）熱力學(xué)第一定律（）熱力學(xué)第二定律（）永動機不可能（）考點透視一、分子動理論 宏觀物體是由大量分子組成的宏觀物體是由大量分子組成的，分子間有間隙，分子體積很小，一般分子直徑的數(shù)量級是1010m。分子的熱運動分子總是永不停息地做無規(guī)則運動，擴散現(xiàn)象和布朗運動等實驗證實了分子的無規(guī)則運動。分子間存在著相互作用力分子間同時存在著相互作用的引力和斥力，其合力叫分子力。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

2、。rr0時（約幾個埃，1埃1010 m），F(xiàn)引F斥，分子力F0。rr0時，F(xiàn)引F斥，分子力F表現(xiàn)為斥力。rr0時，F(xiàn)引F斥，分子力F表現(xiàn)為引力。r10r0后，F(xiàn)引、F斥迅速減為零，分子力F0。2分子間的相互作用力圖8-34-1分子力是鄰近的分子間原子核的正電荷和核外電子之間的相互作用引起的有復(fù)雜規(guī)律的力分子力的變化可由圖8-34-1所示分子距離r在0r0間合力F表現(xiàn)為斥力；在rr0后合力表現(xiàn)為引力，且引力先增大后減??；當r達到十幾個埃時，分子力減為零。由分子間的相對位置和相互作用而決定的能叫分子勢能當物體被拉伸時，rr0，外力克服分子引力做功，分子勢能增加；當物體被壓縮時，rr0，外力克服分子

3、斥力做功，分子勢能增加，通常狀態(tài)下，分子距離rr0，分子力為零，分子勢能最小。分子力的作用使分子聚集在一起，而分子的無規(guī)則運動使它們趨于分散，正是這兩個因素決定了物體的氣、液、固三種不同的狀態(tài)。 二、阿伏伽德羅常數(shù) 1mol的任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)NA，NA6.02×1023mol1。阿伏伽德羅常數(shù)把摩爾質(zhì)量M或摩爾體積V這種宏觀物理量跟分子質(zhì)量m或分子體積v這種微觀物理量聯(lián)系起來了，即mM/NA。 三、擴散現(xiàn)象與布朗運動 1.擴散現(xiàn)象不同物體互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散。擴散是物質(zhì)分子的彼此遷移和物質(zhì)分子運動的結(jié)果。擴散的結(jié)果是使物質(zhì)分布趨與均勻，這說明分子

4、運動的一條規(guī)律：分子的運動就是要打破一切不均衡性，使之均衡，擴散的快慢與溫度的高低密度相關(guān)，溫度升高，擴散加快，擴散快慢還與物質(zhì)本身結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)系，分子結(jié)構(gòu)緊密，相互作用力大，擴散就慢；分子結(jié)構(gòu)松散，相互作用力弱，擴散就快。這就是固體不易擴散而氣體極易擴散的原因。2.布朗運動布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的運動。布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性。四、熱力學(xué)第一定律 1公式：UQ+W2符號規(guī)定：U正值：內(nèi)能增加，負值：內(nèi)能減少；Q正值：系統(tǒng)吸收熱量，負值：系統(tǒng)向外界放熱；W正值：外界對系統(tǒng)做功，負值：系統(tǒng)對外界做功。五、熱力學(xué)第二定律 1.不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，

5、而不引起其他變化。由熱傳導(dǎo)的方向性表述的。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。由機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述的。從而得出第二類永動機是不可能制成的。命題趨勢高考對本部分命題熱點多集中在分子動理論、分子大小與個數(shù)估算和熱力學(xué)兩大定律上，題型多為選擇題，命題特點一般為本章內(nèi)容單獨命題。該部分考查試題不回避舊題。因此，針對本章復(fù)習(xí)應(yīng)精選一組符合考試大綱、貼近高考熱點的選擇題，通過對本組題目的強化訓(xùn)練，鞏固本章的基本概念與規(guī)律，提高分析問題與解決問題的能力。典型例析【例1】金剛石的密度為3500kg/m3，有一塊金剛石，其體積為5.7×108 m3的金剛石，

6、求：該金剛石所含碳原子數(shù)；如果金剛石中碳原子是緊密堆在一起的，試估算碳原子的直徑?！窘馕觥坑珊暧^量去計算微觀量，或由微觀量去計算宏觀量，都要通過阿伏加德羅常數(shù)，所以阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀世界與微觀世界的橋梁。此金剛石的質(zhì)量為mV3.5×103×5.7×108kg2×104 kg由于金剛石的摩爾質(zhì)量是12g/mol，所以金剛石所含碳原子數(shù)為：nNAm/M6.02×1023×2×104×103÷121.0×1022(個)每個碳原子的體積為v0V/n5.7×108÷(1.0

7、15;1022) m35.7×1030 m3碳原子的直徑為d2.2×1010 m【例2】下列關(guān)于擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中，正確的是A擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在永不停息的運動B擴散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別C擴散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運動突出說明了分子運動的無規(guī)則性D擴散現(xiàn)象與布朗運動都與溫度有關(guān)。【解析】兩個實驗現(xiàn)象從不同側(cè)面說明了分子運動的的規(guī)律，A 、C正確。擴散是物質(zhì)分子的遷移，布朗運動是宏觀顆粒的運動，是兩種完全不同的運動，則B錯誤。兩種運動都隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)，則D正確?！纠?】關(guān)于分子間的作用力，下列說法正確的有(r0為分

8、子的平衡位置)A兩個分子間距離小于r0時，分子間只有斥力。B兩個分子間距離大于r0時，分子間只有引力。C兩個分子間距離由較遠逐漸減小到r r0的過程中，分子力先增大，后減小，為引力。D兩個分子間距離由極小逐漸增大到r r0的過程中，引力和斥力都同時減少，分子力表現(xiàn)為斥力?！窘馕觥慨攔r0時引力和斥力的合力表現(xiàn)為引力，而當rr0時合力表現(xiàn)為斥力，所以答案A、B均不正確；分子間距離r r0時，合力等于0，而當rr0時表現(xiàn)為引力，且r很大即兩個分子較遠時，分子間相互作用力亦趨于0，可知由較遠至r r0的過程中，分子力先增大，后減小，即C答案正確；而分子間距離由極小逐漸增大到r r0時，分子間的引力和

9、斥力都逐漸減小，分子力表現(xiàn)為斥力，故D答案正確?！纠?】下列關(guān)于分子勢能的說法中，正確的是( )A分子間距離增大，分子勢能也增大B分子間距離減小，分子勢能增大C當分子間距離rr0時分子勢能為零D當分子間距離rr0時分子勢能最小【解析】分子勢能的變化與分子力做功密切相關(guān)，分子力做正功分子勢能減小，分子力做負功分子勢能增大。當分子間距離增大或減小時，分子力會做功，是做正功還是做負功，這與分子間的距離密切相關(guān)。若r>r0，分子間表現(xiàn)為引力，增大r，斥力做負功若r<r0，分子間表現(xiàn)為引力，增大r，斥力做正功，只知道增大或減小r，而不知道r是大于r0還是小于r0就不能判定是做正功還是做負功，

10、即不能確定勢能是增大還是減小。則A、B錯，當rr0時分子勢能最小，其值只有在確定零點后才能確定。所以C錯，D正確。過關(guān)檢測1.以下觀察到的運動中，哪些是布朗運動( )A射來的陽光束中，可以看到空氣中的微粒在上下飛舞B上升的水蒸氣的運動C用顯微鏡觀察懸浮在水中的小碳粒，小碳粒不停地做無規(guī)則運動D一杯清水中滴入幾滴紅墨水，紅墨水向周圍擴散運動2.水和酒精混合后的體積小于原來總體積，這說明( )A分子是在不停息地運動著B分子之間有空隙的C水分子和酒精分子之間有相互作用的吸引力D混合后水分子和酒精分子體積減小3.從下列哪一組數(shù)據(jù)可以算出阿伏伽德羅常數(shù)( )A水分子的質(zhì)量，水的摩爾質(zhì)量B水的密度，水的摩

11、爾質(zhì)量C水分子的體積，水的摩爾質(zhì)量D水分子的體積，水分子的質(zhì)量4.通常把腌制蘿卜成咸菜需要幾天，而炒熟蘿卜，使之具有相同的咸味，只需幾分鐘，造成這種差別的主要原因是( ) A鹽的分子太小了，很容易進入蘿卜中B鹽分子間有相互作用的斥力C蘿卜分子間有間隙、易擴散D炒菜時溫度高，分子熱運動激烈5.下列過程可能發(fā)生的是( ) A物體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能增加B物體吸收熱量，對外做功，內(nèi)能減少C外界對物體做功，同時物體吸熱，內(nèi)能減少D外界對物體做功，同時物體放出熱量，內(nèi)能增加6.已知鐵的摩爾質(zhì)量M5.6×102kg/mol，密度7.8×103kg/m3，阿伏伽德羅常數(shù)NA6.0&#

12、215;1023mol1，則1g鐵中含有 個鐵原子，1cm3的鐵中含有 個鐵原子。(保留兩位有效數(shù)字)7.下列現(xiàn)象，說明分子之間存在相互作用力的是( )A氣體容易被壓縮B高壓密閉的鋼筒中的油沿筒壁滲出C拉斷一根繩子需要用一定大小的力D滴入水中的微粒向不同的方向運動8.在下列敘述中，正確的是（）A物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大B布朗運動就是液體分子的熱運動C對一定質(zhì)量的氣體加熱，其內(nèi)能一定增加D分子間的距離r存在某一值r0，當rr0時，斥力大于引力，當rr0時，斥力小于引力9. 若以 表示水的摩爾質(zhì)量，表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積， 為表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為

13、阿伏加德羅常數(shù)，m、分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個關(guān)系式 NA = = A m = A = A 其中A和都是正確的； B和都是正確的；C和都是正確的； D和都是正確的。10.把質(zhì)量為m1的0的冰放進質(zhì)量為m2的100的水中，最后得到溫度是10的水。如果容器吸熱和熱量損失均可忽略，那么m1和m2的關(guān)系是( )A.m19m2 B.m117m2C.6.1 m1 m2 D.m1m211.一顆質(zhì)量為m的子彈，以水平速度v0射入放置在光滑水平桌面上質(zhì)量為M、長為L的木塊，子彈從木塊中穿出時的速度v。設(shè)子彈在穿過木塊過程所受阻力不變，求此過程中子彈和木塊共獲得多少內(nèi)能?考點35實驗用油膜法估測分

14、子的大小考綱要求知道本實驗的實驗原理及所需的器材，了解實驗注意事項。會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積。會計算分子的大小，處理好實驗數(shù)據(jù)?？键c透視一、實驗?zāi)康?學(xué)習(xí)一種估測分子大小的方法 二、實驗原理 圖8-35-1把一滴油酸(油酸的分子式為C17H33COOH)滴到水面上，油酸的一個分子可以看成由兩部分組成，一部分是C17H33，另一部分是COOH。COOH對水有很強的親合力，當把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成一層純油酸薄膜。其中C17H33部分冒出水面，而COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成

15、一個單分子層油膜。如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可以認為等于油酸分子的直徑，如圖8-35-1所示是單分子油膜側(cè)面的示意圖。如果事先測出油酸液滴的體積V，再測出油膜的面積S，就可以估算出油酸分子的直徑。三、油膜法測分子大小的理想化條件 把在水面上盡可能充分散開的油膜視為單分子油膜；把形成單分子油膜的分子視為緊密排列的球形分子。 四、實驗步驟 往邊長約為3040cm的淺盤里倒入約2cm深的水，然后將痱子料或石膏料均勻地撒在水面上。用注射器或滴管將事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)增加1mL時的滴數(shù)。用注射器或滴管將事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，油酸就在水面上

16、散開，其中的酒精溶于水中，并很快揮發(fā)，在水面上形成圖8-35-1所示形狀的一層純油酸薄膜。待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的有機玻璃板放在淺盤上，然后將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃上。將畫有油酸薄膜輪廊的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時以坐標紙上邊長為1cm)的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個)根據(jù)配制的酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶淮中純油酸的體積V。根據(jù)一滴油酸的體積V的薄膜的面積S，即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大小。五、注意事項 在水面上撒石膏粉時，注意不要觸動淺盤中的水在有機玻璃板上描繪輪廊時動作輕而迅速，眼睛視線要始

17、終與玻璃垂直命題趨勢1.用選擇題的形式對實驗原理考查2.用填空題形式考查實驗步驟3.根據(jù)圖估測分子直徑典型例析【例1】用油膜法測定油分子的直徑的實驗中，體積為V的油滴，在水面上形成近似圓形的單分子油膜，油膜直徑為D，測油分子的直徑大約為 ( )A4V/D2 BD2/4VC2V/D2 DD2/2V 【解析】由于形成的是單分子油膜，油膜的厚度就等于油分子的直徑d，VS·d(D/2)2·d所以dV/(D/2)2)4V/D2，所以選項A正確?！纠?】一滴油在水面上形成的油膜最大面積是1.25m2,若油滴原來的體積是1.0mm3,密度為0.86×103kg/m3,此種油的摩

18、爾質(zhì)量為131.3g/mol,試估算阿伏加德羅常數(shù)(取兩位有效數(shù)字)。 【解析】先由油膜分子直徑求出分子數(shù)為再由摩爾數(shù)為求出分子數(shù)為聯(lián)立上兩式得過關(guān)檢測1用油膜法測分子大小的實驗中，用到的器材有 、量筒 、淺盤、 、 、酒精稀釋過的油酸、痱子粉(石膏粉)、彩筆、水。2若將1cm3的油酸溶于100cm3的酒精中，在實驗中，用注射器滴10滴這樣的溶液體積是1mL，則1滴這樣的溶液中含有 cm3的油酸。3用滴管滴一滴體積為4×105cm3的油滴在水面上，形成的單分子油膜的面積為2×103cm2，油分子的直徑是 cm。 4在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度

19、為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得lmL上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴人盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸膜的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖8-35-2所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm，試求：圖8-35-2 油酸膜的面積是 cm2 每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 mL 按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑 m （、小題答案取一位有效數(shù)字）5利用油膜法可以粗略測出阿伏伽德羅常數(shù)，把密度=0.8×103kg/m3的某種油用滴管滴出一點在水面上形成油膜，已知這油滴體積為V=0.3×10-3cm3，形成

20、的油膜面積為S=0.5m2，油的摩爾質(zhì)量為=0.1kg/mol，把油膜看成單分子層，每個分子看成球形，那么油分子直徑是多少?由以上數(shù)據(jù)可粗測出阿伏加德羅常數(shù)NA是多少?先列出文字計算式，再代入數(shù)據(jù)計算，只要求1位有效數(shù)字?？键c36 物體內(nèi)能 能量守恒 能源和環(huán)境考綱要求分子熱運動的動能。溫度是物體分子熱運動平均動能的標志。物體分子間的相互作用、勢能。物體的內(nèi)能（）做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。熱量。能量守恒定律（）絕對零度不可達到（）能源的開發(fā)和利用，能源的利用與環(huán)境保護（）考點透視一、物體的內(nèi)能分子動能做無規(guī)則運動的分子具有動能。在熱現(xiàn)象的研究中，單個分子的動能是無研究意義的，重要的

21、是分子熱運動的平均動能，即物體內(nèi)分子動能的平均值。溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大，不管分子的質(zhì)量如何，只要溫度相同，分子的平均動能就相同。分子勢能由于分子間具有相互作用，由它們的相對位置決定的能叫分子勢能，分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)。當分子間距離r>r0時，分子力顯引力，分子勢能隨分子間距離的增大而增大；當分子間距離r<r0時，分子力顯斥力，分子勢能隨分子間距離的減小而增大；當rr0時，分子力為零，分子勢能最小。圖8-36-1對氣體來說，分子間的距離較大，顯引力，因此，體積增大，分子勢能增加；體積縮小，分子勢能減小。對于理想氣體，由于分子間無相互作用力，因

22、此分子勢能為零(即不存在分子勢能)。在發(fā)生物態(tài)變化時(如熔解、汽化、凝固和液化)，分子勢能的作用特別明顯。物體的內(nèi)能物體里所有分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。任何物體都有內(nèi)能，物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān)。理想氣體無分子勢能，所以理想氣體的內(nèi)能只跟溫度有關(guān)。物體的內(nèi)能和物體的機械能有著本質(zhì)的區(qū)別，物體具有內(nèi)能，同時可以具有機械能，也可以不具有機械能。 二、物體內(nèi)能的變化 改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功：其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過程。熱傳遞：是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程。熱傳遞的方式：傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞的條件：溫度不同，熱量自發(fā)從高溫物體向低溫物體傳遞，當溫度相等時達到動態(tài)平衡即熱

23、平衡。熱和功的區(qū)別做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但本質(zhì)有區(qū)別通過做功改變物體的內(nèi)能，是使物體的內(nèi)能和其他形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化通過熱傳遞改變物體內(nèi)能，是使內(nèi)能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。三、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律 能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。四、能源 所謂“能源”，指的就是能夠提供可利用能量的物質(zhì)。能源可分為：常規(guī)能源(煤、石油、天然氣等)；可再生能源(水流能、風能等)；不可再生能源(石油、煤炭等)；清潔能源(太陽能)等。命題趨勢1.物體內(nèi)能與體積、溫度的關(guān)系易通過選擇題考

24、查2.功與能的關(guān)系，可出大的綜合性題目以考查學(xué)生綜合運用知識解決問題的能力典型例析【例1】0的冰放在太陽光下溶化成0的水，在這一過程中，下面的幾種說法正確的是 （ ）A因為溫度不變，所以內(nèi)能不變B吸收的能量等于對外做的功，所以溫度不變C吸收能量，使內(nèi)能增加D因為溫度不變，所以既不吸收內(nèi)能也不放出內(nèi)能【解析】0°C的冰放在陽光下，太陽光的能量傳遞給0的冰，使0的冰吸收能量而內(nèi)能增加。溫度是組成物體分子平均動能的標志，溫度不變，只能說明物體分子的平均動能不變，不一定是內(nèi)能不變。事實上0的冰溶化成0的水，分子的勢能增加了，因此它的內(nèi)能也增加了。A、B、D都錯，答C?！纠?】關(guān)于物體內(nèi)能的變

25、化，以下說法中正確的是( )A物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大B物體對外做功，內(nèi)能一定減少 C物體吸收熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變D物體放出熱量，同時對外做功，內(nèi)能可能不變 【解析】本題主要考查熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UW+Q，物體的內(nèi)能的變化與外界對物體做功(或物體對外界做功)，物體從外界吸熱(或向外界放熱)這兩種因素有關(guān)。物體吸收熱量，但有可能同時對外做功，故內(nèi)能有可能不變甚至減小，故A項不正確。同理，物體對外做功的同時有可能吸熱，故內(nèi)能不一定減小，故B項不正確。若物體吸收的熱量與對外做功相等，則內(nèi)能不變，故C正確。因放熱和對外做功都會使物體內(nèi)能減小，故D項不正確。 【例3】

26、下列說法中，正確的是( )A從甲物體自發(fā)傳遞Q熱量給乙物體，說明甲物體的內(nèi)能比乙物體多QB熱機的效率從原理上講可達100% C因為能量守恒，所以“能源危機”是不可能的 D以上說法均不正確 【解析】自發(fā)的熱傳遞的條件是存在溫度差，而不是內(nèi)能差，甲物體傳遞熱量給乙物體，說明甲物體的溫度比乙物體高，所以A項錯。熱力學(xué)第二定律：“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?！笨芍魏螣釞C的效率都不可能達100%，因此B項錯。關(guān)于能源危機，必須明白：能源是提供能量的資源，如煤、石油等；人們在消耗能源時，放出的能量，有的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有的轉(zhuǎn)化為機械能等等，但最終基本上都轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，人們

27、無法把這些內(nèi)能收集起來再利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的，不可能或在短時間內(nèi)不可能再生，因此“能源危機”并非說明能量不守恒，所以C項錯，正確答案是D。 【例4】一定量的氣體從外界吸收了2.6×105 J的熱量，內(nèi)能增加了4.2×105 J。是氣體對外界做了功，還是外界對氣體做了功？做了多少焦耳的功？【解析】引起物體內(nèi)能變化的物理過程有兩種，做功和熱傳遞；物體內(nèi)能增加量大于物體從外界吸收的熱量，一定是外界對氣體做了功。根據(jù)熱力學(xué)第一定律UW+Q，代入4.2×1052.6×105WW(4.22.6)×105 J1.6×105 J

28、， W為正值，說明是外界對氣體做了1.6×105 J功。圖8-36-2【例5】如圖8-36-2，有兩個同樣的球，其中a球放在不導(dǎo)熱的水平面上，b球用細線懸掛起來。現(xiàn)供給a、b兩球相同的熱量，則兩球升高的溫度AtatbBtatbCta=tbD無法比較【解析】兩球受熱后，體積都要膨脹。a球因球的重心稍微升高（圖8-36-2），克服重力做功而耗費一部分熱量，使提高球體溫度的熱量減少了一些。因此a球升高的溫度將稍低于b球。故本題答案為B?！纠?】用質(zhì)量M0.5kg的鐵錘，去打擊質(zhì)量m2kg的鐵塊鐵錘以v=12ms的速度與鐵塊接觸，打擊以后鐵錘的速度立即變?yōu)榱阍O(shè)每次打擊產(chǎn)生的熱量中有50被鐵塊

29、吸收，共打擊n50次，則鐵塊溫度升高多少?已知鐵的比熱c460Jkg·?！窘馕觥胯F錘打擊n50次產(chǎn)生的熱量為：。設(shè)鐵塊的溫度升高t，由，得 過關(guān)檢測1.（2004四川、吉林卷）一定量的氣體吸收熱量，體積膨脹并對外做功，則此過程的末態(tài)與初態(tài)相比A氣體內(nèi)能一定增加B氣體內(nèi)能一定減小C氣體內(nèi)能一定不變D氣體內(nèi)能是增是減不能確定2（2004廣東卷）下列說法正確的是：A機械能全部變成內(nèi)能是不可能的B第二類永動機不可能制造成功的原因是因為能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式。C根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D一

30、熱源吸收的熱量全部變成功是可能的3.下列說法中，正確的是( )A熱力學(xué)第二定律是熱力學(xué)第一定律的另一表達方式B熱力學(xué)第二定律實質(zhì)上就是能量守恒定律C內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機械能D機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能4.子彈的質(zhì)量為m，以速度v水平射入放在光滑水平地面上質(zhì)量為M的木塊，子彈未穿出木塊，則A子彈克服阻力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加B子彈動能的減少等于子彈克服阻力做的功C子彈機械能的損失等于木塊獲得的動能與系統(tǒng)增加的內(nèi)能D阻力對子彈做的功與阻力對木塊做的功相等圖8-36-3A5. 圖8-36-3中容器A、B各有一個可自由移動的活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定，A、B的底部由帶有閥門K的管道相連

31、，整個裝置與外界絕熱。原先A中水面比B中的高，打開閥門，使A中的水逐漸向B中流，最后達到平衡，在這個過程中A大氣壓力對水做功，水的內(nèi)能增加B水克服大氣壓力做功，水的內(nèi)能減少C大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能不變D大氣壓力對水不做功，水的內(nèi)能增加6下列說法正確的是A熱傳導(dǎo)過程是可逆過程B不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C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D人們可以把流散的內(nèi)能重新收集再利用7有一封閉的絕熱容器，中間用隔板分成兩部分，左側(cè)有理想氣體，右側(cè)是真空；現(xiàn)將隔板抽掉，讓左側(cè)的氣體自由膨脹到右側(cè)，直到平衡，在此過程中A氣體對外做功，溫度降低，內(nèi)能減少B氣體對外做功，

32、溫度不變，內(nèi)能不變C氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能不變D氣體不做功，溫度不變，內(nèi)能減少8. 在標準大氣壓下，質(zhì)量100 g，溫度為100 的水變?yōu)?00 的水蒸氣時，體積由1.04×102 cm3變?yōu)?.68×105 cm3。試計算水蒸氣的內(nèi)能增加了多少？（已知水在100時的汽化熱為2.26×106 J/kg。）圖8-36-49如圖8-36-4木球A連同鑲著的鐵釘總質(zhì)量為100 g，用長0.5 m的細線懸于天花板O點?，F(xiàn)把線拉至水平無初速釋放，擺至最低點時與一質(zhì)量為100 g的木球B相碰，由于鐵釘作用并粘合在一起。假定鐵釘?shù)馁|(zhì)量為1 g，假設(shè)損失的機械能全部被鐵釘吸收

33、，求鐵釘升高的溫度。已知c鐵4.62×102 J/kg0C，g取10 m/s2。10如圖8-36-5所示，在質(zhì)量為M的細玻璃管中盛有少量乙醚液體，用質(zhì)量為m的軟木塞將管口封閉加熱玻璃管使軟木塞在乙醚蒸氣的壓力下水平飛出，玻璃管懸于長為的輕桿上，細桿可繞上端O軸無摩擦轉(zhuǎn)動欲使玻璃管在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在忽略熱量損失的條件下，乙醚最少要消耗多少內(nèi)能? 圖836511.正在開發(fā)的新能有_、_、_、_、按污染物形態(tài)分環(huán)境污染有_、_、_、_、輻射污染，光污染等。考點37 氣體壓強氣體壓強、體積、溫度間的關(guān)系考綱要求氣體的狀態(tài)和狀態(tài)參量，熱力學(xué)（）溫度氣體的體積、溫度、壓強之間的關(guān)系（）氣

34、體分子運動的特點（）氣體壓強的微觀意義（）考點透視一、溫度(T或t) 意義：宏觀上表示物體的冷熱程度，微觀上標志物體內(nèi)分子熱運動的激烈程度，是物體大量分子熱運動平均動能的標志。兩種溫標攝氏溫標t：單位，在一個標準大氣壓下，冰水混合物的溫度作為0，水的沸點作為100。熱力學(xué)溫標T：單位K，把273作為0K。絕對零度(0K)是低溫的極限，只能接近不能達到。就每一度的大小來說，兩種溫標是相同的，只是零值的起點不同。兩者關(guān)系：T(t+273)K或t(T273) 二、體積(V)氣體分子所占據(jù)的空間，也就是氣體所充滿的容器的容積。單位：m3、L、mL1m3103L106mL 三、壓強(P)壓強是指氣體作用

35、在器壁單位面積上的壓力數(shù)值上等于單位時間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量。產(chǎn)生原因：大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力而產(chǎn)生。決定因素：一定氣體的壓強大小，微觀上決定于分子的運動速率和分子密度；宏觀上決定于氣體的溫度T和體積V。單位及換算單位：帕斯卡(Pa)、大氣壓(atm)、厘米高汞柱(cmHg)換算：1atm76cmHg1.013×105PA。氣體壓強微觀解釋 氣體分子每碰撞一次器壁，就給器壁2mv的沖量，碰撞時間t，氣體分子對器壁的作用力為： 圖8-37-1若取圖8-37-1中虛線框表示的柱體橫截面積為單位面積，則在這單位時間內(nèi)，柱體內(nèi)

36、的氣體分子(個數(shù)為n)都碰撞到器壁上，氣體的壓強可表示為p=n·2mv。上式表明氣體的壓強跟兩個因素有關(guān)：一是氣體分子的平均動能，二是分子的密集程度?！菊f明】1.大氣壓強：大氣壓強由氣體的重力而產(chǎn)生，如果沒有地球引力的作用，地球表面上就沒有大氣，也就沒有大氣壓。由于地球引力與距離的平方成反比，所以大氣壓與氣體的高度、密度有關(guān)，在地面上空不同高度處，大氣壓強不相等。2.氣體壓強的計算由液體或固體(活塞)封閉在靜止容器中氣體壓強的計算，一般以液柱或活塞為研究對象，進行受力分析，列出平衡方程，求解氣體壓強。容器加速運動時，由液柱或固體(活塞)封閉氣體壓強的計算，一般以液柱或活塞或系統(tǒng)為研究

37、對象進行受力分析，列出牛頓第二定律F合ma的方程求解氣體壓強。四、氣體壓強、體積溫度之間的關(guān)系平衡狀態(tài)當一定質(zhì)量氣體的三個狀態(tài)參量P、V、T均不改變，為確定的值時，我們說氣體處在一定的狀態(tài)，稱為氣體的平衡狀態(tài)； 狀態(tài)改變氣體壓強和體積的關(guān)系：氣體的體積減小，壓強增大；體積增大，壓強減小。因為器壁受氣體分子的頻繁碰撞與氣體分子數(shù)的密度有關(guān)。氣體體積和溫度的關(guān)系：氣體的溫度升高，體積增大；氣體的溫度降低，體積減小。這是“熱脹冷縮”的現(xiàn)象。氣體壓強和溫度的關(guān)系：氣體的溫度升高，壓強增大；氣體的溫度降低，壓強減小。氣體溫度升高，氣體分子熱運動的平均速率增大，壓強增大，反之減小。 【說明】1.理想氣體三

38、個狀態(tài)參量在狀態(tài)變化中遵循理想氣體狀態(tài)方程PV/T常數(shù)2.三個狀態(tài)參量同時發(fā)生變化或者其中有兩個發(fā)生變化，我們就說氣體的狀態(tài)改變了。對一定質(zhì)量的氣體來說，只有一個參量改變而其他兩個參量都不改變的情況是不會發(fā)生的。命題趨勢近年高考對氣體部分的要求大幅度降低，意味著高考取消了一個大難點，同時，高中新教材“氣體”內(nèi)容也作了較大調(diào)整。有關(guān)氣體的幾個實驗定律都只要求概念性、定性地了解與掌握。在高考中氣體將不再作為考試的重點和難點，考生重點要理解氣體的幾個狀態(tài)參量的概念及意義，了解氣體壓強的產(chǎn)生機理和影響因素，定性地了解壓強與溫度、體積的變化關(guān)系。能運用初中所學(xué)液體壓強的有關(guān)知識與氣體壓強結(jié)合，加以牛頓運

39、動學(xué)規(guī)律進行定量分析。典型例析圖8-37-2【例1】如圖8-37-2所示，U型管豎直靜止放置，左端封閉，右端開口向上，用水銀柱封有一部分氣體A，左側(cè)水銀面比右側(cè)水銀面高h，外界大氣壓為P0，水銀密度為，求被封閉氣體A的壓強?！窘馕觥坑捎陟o止液體同一深度壓強相等， B、C在同一深度，PBPC 。以高為h的水銀柱為研究對象，它受到豎直方向的三個力作用而處于靜止狀態(tài)， 故有：PB SmgPA S其中mgSh PAPBgh PBPCP0 PAP0gh 圖8-37-3圖8-37-4A【例2】如圖8-37-3所示，直玻璃管豎直靜止放置，開口向上，高為h的水銀柱把玻璃管下端的氣體封閉，外界大氣壓強P0，水銀

40、密度為，求被封閉氣體A的壓強。【解析】以水銀柱為研究對象，它受到豎直方向的三個力作用，如圖8-37-4所示，依平衡條件， PA SP0 Smg，其中：mgShg， PAP0gh圖8-37-5上式中各物理量使用國際單位。如果液柱為水銀，壓強單位為cmHg或mmHg，則上式簡化為PAP0h【例3】如圖8-37-5所示，開口向上粗細均勻的玻璃管內(nèi)有一段H高的水銀柱封閉了一段氣體。當玻璃管向上做加速度為a的勻加速運動時，求管內(nèi)封閉氣體的壓強。【解析】如果玻璃管靜止不動，水銀柱對氣體的壓強為gH。當水銀柱隨管一起做加速運動時，由牛頓第二定律得：pspossHg=sHa解得：p=p0H（ga)。其中H（g

41、a)是水銀柱對氣體的壓強，顯然不再是gH，而且隨加速度的增大而增大。假如玻璃管向下做勻加速運動，同理可得，管內(nèi)空氣柱的壓強為：p=p0+H（ga)?？梢钥闯觯y柱產(chǎn)生的壓強H（ga)隨加速度a增大而減少。當玻璃管做自由落體運動時a=g，此時水銀柱處在失重狀態(tài)，產(chǎn)生的壓強為零，故對管內(nèi)氣體的壓強p=p0 【例4】兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中裝有與容器容積相等體積的水，乙中充滿空氣。試討論：兩容器各側(cè)壁壓強的大小取決于哪些因素(容器容積恒定)？若讓兩容器同時做自由落體運動，容器側(cè)壁上受到的壓強將怎樣變化？解析甲容器的側(cè)壁壓強大小與液體的密度和液體的深度有關(guān)：pgh?，F(xiàn)在甲容器中盛的是水，則

42、其側(cè)壁的壓強大小只與液體的深度有關(guān)，深度越深，壓強越大乙容器里是氣體，其壓強取決于溫度。若讓兩容器同時做自由落體運動，甲容器中的水處于完全失重狀態(tài)，甲容器的側(cè)壁不受水的附加壓強；乙容器中氣體的壓強沒有變化，因溫度和體積沒變。【例5】從微觀領(lǐng)域解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，在狀態(tài)發(fā)生變化時，至少有兩個狀態(tài)參量同時發(fā)生變化，而不可能只有一個參量發(fā)生變化，其他兩個參量不變?！窘馕觥繌奈⒂^領(lǐng)域分析，氣體的壓強由氣體分子的密度和氣體分子的平均動能決定，而溫度是平均動能的標志。對一定質(zhì)量的理想氣體，若體積變化，分子的密度必然發(fā)生變化；若溫度變化，則分子平均動能發(fā)生變化，那么氣體的壓強或體積必然發(fā)生變化。若氣體

43、的壓強發(fā)生變化，必然是決定氣體壓強的因素變化，即氣體分子密度或氣體分子的平均動能發(fā)生變化，所以說氣體的狀態(tài)發(fā)生變化時，不可能只有一個參量發(fā)生變化而其他兩個因素不變。過關(guān)檢測1. （2004江蘇）甲、乙兩個相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知甲、乙容器中氣體的壓強分別為p甲、p乙，且p甲<p乙，則 （ ）A甲容器中氣體的溫度高于乙容器中氣體的溫度B甲容器中氣體的溫度低于乙容器中氣體的溫度C甲容器中氣體分子的平均動能小于乙容器中氣體分子的平均動能D甲容器中氣體分子的平均動能大于乙容器中氣體分子的平均動能2當大氣壓為76cmHg時，做托里拆利實驗，托里拆利管內(nèi)內(nèi)水銀面高出槽外水銀面7

44、4cm，其原因是 （ ）A托里拆利管的管徑太大B托里拆利管不是直立的C托里拆利管上端有空氣D由于水銀槽內(nèi)的水銀太少3對于地面所受到的大氣壓強，甲說：“這個壓強就是地面上每平方米面積的上方整個大氣柱對地面的壓力，它等于地面上方的這一大氣柱的重力?！币艺f：“這個壓強是由地面附近那些做無規(guī)則運動的空氣分子對每平方米地面的碰撞造成的?！蹦膫€說的對？ （ ）A甲說的對B 乙說的對C甲、乙都對D甲、乙都不對4下列說法中，錯誤的是A氣體的體積等于氣體分子體積之和B氣體的壓強是由大量氣體分子對器壁的頻繁碰撞而產(chǎn)生的C溫度越高，氣體分子的平均速率越大D熱力學(xué)溫度的每一度大小比攝氏溫度的每一度大小大5關(guān)于熱力學(xué)溫

45、標，下列說法中正確的是 （ ）A熱力學(xué)溫度的零度是273.15，叫絕對零度B熱力學(xué)溫度每一度大小和攝氏溫度是相同的C絕對零度是低溫的極限，永遠達不到D氣體在趨近絕對零度時，體積也為零圖8-37-66. 如圖8-37-6所示，在一個圓柱形導(dǎo)熱的氣缸中，用活塞封閉了一部分空氣，活塞與氣缸壁間是密封而光滑的，一彈簧秤掛在活塞上，將整個氣缸懸吊在天花板上。當外界氣溫升高（大氣壓不變）時， （ ）A彈簧秤示數(shù)變大B彈簧秤示數(shù)變小C彈簧秤示數(shù)不變D條件不足，無法判斷圖8-37-77.如圖8-37-7所示，一個橫截面積為S的圓筒型容器豎直放置，金屬圓板A的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角

46、為，圓板的質(zhì)量為M，不計圓板A與容器內(nèi)壁之間的摩擦，若大氣壓強為P0，則被圓板封閉在容器中氣體的壓強p等于 （）ABCD分子熱運動 能量守恒 氣體檢測題說明：本試卷分為第、卷兩部分,請將第卷選擇題的答案填入題后括號內(nèi),第卷可在各題后直接作答.共100分,考試時間90分鐘.第卷(選擇題 共40分)一、本題共10小題,每小題4分,共40分.在每個小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分.1.已知銅的密度為8.9×103 kg/m3,相對原子質(zhì)量為64,通過估算可知銅中每個銅原子所占的體積為A.7

47、5;106 m3 B.1×1029 m3C.1×1026 m3D.8×1024 m32.某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M,密度為,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA,則每個分子的質(zhì)量和單位體積所含的分子數(shù)分別是A.B.C.D.3.分子之間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成,則A.F引和F斥是同時存在的B.F引總是大于F斥,其合力表現(xiàn)為引力C.分子之間的距離越小,F引越小,F斥越大D.分子之間的距離越小,F引越大,F斥越小4.兩個分子從靠近得不能再靠近的位置開始,使二者之間的距離逐漸增大,直到大于分子直徑的10倍以上.這一過程中下列關(guān)于分子間相互作用力的說法正確的是A.分子間的引力

48、和斥力都在減小B.分子間的斥力在減小,引力在增大C.分子間相互作用的合力在逐漸減小D.分子間相互作用的合力先減小后增大,再減小到零5.物體的內(nèi)能的大小A.只取決于溫度B.只取決于質(zhì)量C.只取決于狀態(tài)D.取決于溫度、體積6.比較100 時,18 g的水蒸氣和32 g氧氣可知A.分子數(shù)相同,分子的平均動能相同B.分子數(shù)相同,分子的內(nèi)能也相同C.分子數(shù)相同,分子的平均動能不相同D.分子數(shù)不同,分子的平均動能相同7.下列說法中,正確的是A.做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,它們是等效的B.功和熱量都可以量度物體內(nèi)能的改變,所以它們沒有區(qū)別C.功和熱都可以用焦耳作單位D.功的單位只能用焦耳,而熱量的單位

49、則只能用卡8.設(shè)想一間與外界絕熱(即無熱交換)的房間里,有一臺正在工作的電冰箱,如果電冰箱的門是敞開的,那么室內(nèi)的溫度將A.降低B.升高 C.不變D.上述三種情況都有可能9.有關(guān)物體的內(nèi)能,下列說法正確的是A.1 g 0 水的內(nèi)能比1 g 0 冰的內(nèi)能大B.電流通過電阻后電阻發(fā)熱,它的內(nèi)能增加是通過熱傳遞方式實現(xiàn)的C.氣體膨脹,它的內(nèi)能一定減少D.橡皮筋被拉伸時,分子間勢能增加10.關(guān)于布朗運動的下列說法中,正確的是A.布朗運動就是分子的運動B.布朗運動雖然不是分子的運動,但它能反映出分子運動的無規(guī)則性C.布朗運動的劇烈程度與懸浮顆粒的大小有關(guān),這說明分子的運動與懸浮顆粒的大小有關(guān)D.布朗運動

50、的劇烈程度與溫度有關(guān),這說明分子的運動與溫度有關(guān)第卷(非選擇題 共60分)二、本題共5小題,每小題4分,共20分.把答案填在題中的橫線上.11.在用“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,需測量和已知的物理量有：_;_;_.12.一熱水瓶中水的質(zhì)量約為2.2 kg,它所含的水分子數(shù)目約為_.(取兩位有效數(shù)字,取NA=6.0×1023 mol1)13.金剛石的密度是3.5×103 kg/m3,由此可以估算出其中每個碳原子所占的空間體積約為_m3.14.某系統(tǒng)在初狀態(tài)具有內(nèi)能J,在外界對它做了J/2的功后,它放出了J/5的熱量.系統(tǒng)在這一過程中內(nèi)能的增量是_.15.兩個質(zhì)量分別是m

51、1=0.4 kg和m2=0.2 kg的小球,分別以v1=3 m/s和v2=12 m/s的速度相向運動,則兩球發(fā)生完全非彈性碰撞時產(chǎn)生的熱量Q=_.三、本題共4小題,每小題10分,共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.16.氫氣的摩爾質(zhì)量為M=2×103 kg/mol,標準狀況下1 g氫氣所占體積為11.2 L.試計算：(1)每個氫分子的質(zhì)量;(2)標準狀況下氫氣的摩爾體積;(3)標準狀況下氫氣分子的平均間距.17.同學(xué)們,你們做過這樣的實驗嗎？把兩段小鉛柱用刀切平斷面,然后把兩個斷面對接,比較容

52、易就能使兩段鉛柱接合起來,一端掛幾千克的重物,也不會把鉛柱拉開,而玻璃碎了卻不能重新接合,為什么？18.瀑布從10 m高處落下,如果下落中減少的機械能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,水升高的溫度是多少？水的比熱容是4.2×103 J/(kg·)19. 如圖所示,在質(zhì)量為M的細玻璃管中盛有少量乙醚液體,用質(zhì)量為m的軟木塞將管口封閉.加熱玻璃管使軟木塞在乙醚蒸氣的壓力作用下水平飛出,玻璃管懸于長為l的輕桿上,細桿可繞上端O軸無摩擦轉(zhuǎn)動.欲使玻璃管在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在忽略熱量損失的條件下,乙醚最少要消耗多少內(nèi)能？第八章 分子熱運動 能量守恒 氣體考點34分子動理論、熱力學(xué)定律1.C

53、2.B 3.A 4.D 5.A B D6.1.1×1022 8.4×10227.C 8.AD9.B 10. A 11.D12.解析：子彈和木塊組成的系統(tǒng)在水平方向不受外力，動量守恒，可以求出子彈穿出后木塊的速度.系統(tǒng)初動能與子彈穿過后系統(tǒng)動能的差，是克服摩擦阻力做的功，等于轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量，子彈和木塊組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，設(shè)子彈穿出后木塊的速度為v根據(jù)mv0=mv0/2+Mv木塊的末速度為v=子彈和木塊組成的系統(tǒng)由能量守恒可得子彈和木塊共同獲得內(nèi)能U=Q=mv02mv2Mv2=考點35 實驗用油膜法估測分子的大小1.注射器 玻璃板 坐標紙2. 1×1033. 2×1084. 110(100125都對) ； (2)8×106 ； (3)7×1010(6×10108×1010都對)5. 解：將油膜看做