1單元綜合提升

第4課時單元綜合提升●知識網絡構建●經典方法指導1.分子動理論是人們對微觀世界的科學認識，是熱學的基礎知識，千變萬化的熱現象都能用分子動理論的觀點認識.教學中要注意引導學生應用分子動理論的觀點分析解釋熱現象.3.由于阿伏加德羅常數是宏觀量和微觀量之間聯系的紐帶，因此，有很多已知宏觀量由阿伏加德羅常數來估算微觀量(分子質量、分子體積、分子直徑、單位體積內的分子數等)的問題.要加強對估算問題的訓練.一是要教給學生如何根據實際問題抽象出一個簡約模型；再是要求學生理解并能熟練地運用宏觀量與微觀量之間的關系；三是要求學生計算這些繁雜數據時要細心、有耐心，具有良好的心理品質.4.分子力的變化規(guī)律也是本單元中的熱點問題.要向學生強調：(1)引力和斥力同時存在；(2)引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨距離的減小而增大.5.內能是熱學的又一重要物理量，要使學生從微觀和宏觀兩個方面加深對內能的理解，搞清內能與內能的變化、內能與機械能的區(qū)別，理解內能與熱、功之間的聯系(熱一律).6.能量守恒定律是自然界的一條基本定律，復習時可打破章、節(jié)界限，多舉些綜合性的實例，讓學生分析其中的運動形式的轉化關系及對應的能量的轉化關系，使學生加深對該定律的認識.7.能、功、熱量、溫度等物理量學生往往認識不清楚，在教學中要注意講清它們之間的區(qū)別和聯系.8.氣體部分的內容是新大綱和考綱調整幅度最大的內容之一，復習中要深刻領會大綱和考綱精神，把握好復習的深、廣度，可參考調整后的新教材中涉及的教學內容組織復習.●高考真題賞析1.（2022·福建理綜·T28（1））如圖所示，曲線、分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程，圖中橫軸表示時間，縱軸表示溫度。從圖中可以確定的是_______。（填選項前的字母）A.晶體和非晶體均存在固定的熔點B.曲線的段表示固液共存狀態(tài)C.曲線的段、曲線的段均表示固態(tài)D.曲線的段、曲線的段均表示液態(tài)【答案】選B.【詳解】由圖像可知曲線M表示晶體，bc段表示晶體熔化過程，處于固液共存狀態(tài)，B對；N表示非晶體，沒有固定熔點，A錯；由于非晶體沒有一定熔點逐步熔化，因此C、D錯.2.（2022·上海高考物理·T4）如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過程中，其壓強(A)逐漸增大(B)逐漸減小(C)始終不變(D)先增大后減小【答案】選A.【詳解】因為，從圖像上看，，所以，選項A正確.2.（2022·江蘇物理·）如題12A-1圖所示，一演示用的“永動機”轉輪由5根輕桿和轉軸構成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉輪后，進入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉輪轉動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復，轉輪因此能較長時間轉動。下列說法正確的是A．轉輪依靠自身慣性轉動，不需要消耗外界能量B．轉輪轉動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高D．葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量(2)如題12A-2圖所示，內壁光滑的氣缸水平放置。一定質量的理想氣體被活塞密封在氣缸內，外界大氣壓強為P0?，F對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2。則在此過程中，氣體分子平均動能_________(選填“增大”、“不變”或“減小”)，氣體內能變化了_____________。(3)某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數據手冊得知：油酸的摩爾質量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=×103kg·m-3.若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA=×1023mol-1.球的體積V與直徑D的關系為【答案】(1)D(2)增大，（3）【詳解】（1）該永動機葉片進入水中，吸收熱量而伸展劃水，推動轉輪轉動，離開水面后向空氣中放熱，葉片形狀迅速恢復，所以轉動的能量來自熱水，由于不斷向空氣釋放熱量，所以水溫逐漸降低，ABC錯，D對。（2）氣體做等壓變化，體積變大，溫度升高，平均動能增大，內能的變化為（3）一個油酸分子的體積分子直徑為D=最大面積帶入數據得：S=●精彩模擬演練1．如圖1所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的關系如圖1中曲線所示．圖中分子勢能的最小值為－E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是()A．乙分子在P點(x＝x2)時加速度最大B．乙分子在P點(x＝x2)時，其動能為E0C．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài)D．乙分子的運動范圍為x≥x1解析：分子處于平衡位置時分子勢能最小，所以在x2位置上有最大的速度，根據題中“總能量為0”知BD正確．答案：BD2．一滴油酸酒精溶液含質量為m的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數為NA，下列表達式正確的有()A．油酸分子的直徑d＝eq\f(M,ρS)B．油酸分子的直徑d＝eq\f(m,ρS)C．油酸所含的分子數n＝eq\f(m,M)NAD．油酸所含的分子數n＝eq\f(M,m)NA解析：考查分子動理論，設油酸分子的直徑為d，則有dS＝eq\f(m,ρ)?d＝eq\f(m,ρS)，故選項B正確；設油酸所含的分子數為n，則有n＝eq\f(m,M)NA，故選項C正確．答案：BC3．分子動理論較好地解釋了物質的宏觀熱力學性質．據此可判斷下列說法中錯誤的是()A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素解析：題目涉及了分子的無規(guī)則運動、分子間的相互作用力和分子勢能的知識，明確分子動理論的內容是解題的關鍵．分子間相互作用力隨距離的變化而變化，若r＞r0，隨分子間距離r的增大，分子力可能先增大而后減小，故B項是錯誤的．答案：B4．下列現象哪些是由于表面張力的作用而發(fā)生的()A．身體纖細的小蟲在平靜的水面上可以自由活動B．小船浮在水面上C．把毛巾的一端放入水中，過一段時間另一端也會濕潤D．打濕的鞋襪不容易脫下來解析：小船浮在水面上，是由于浮力的原因；毛巾的另一端濕潤是由于毛細現象；濕鞋襪不容易脫下來是由于分子間存在著相互作用力的結果．答案：A5．(2022·重慶高考)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程中瓶內空氣(不計分子勢能)()A．內能增大，放出熱量B．內能減小，吸收熱量C．內能增大，對外界做功D．內能減小，外界對其做功解析：本題考查熱力學第一定律，意在考查考生對基本的定律的掌握情況．氣體的溫度降低，則內能減小，又外界對氣體做了功，由熱力學第一定律知，氣體要向外放出熱量．答案：D6．(2022·四川高考)關于熱力學定律，下列說法正確的是()A．在一定條件下物體的溫度可以降到0KB．物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功C．吸收了熱量的物體，其內能一定增加D．壓縮氣體總能使氣體的溫度升高解析：本題考查熱力學溫標、熱力學第一定律、熱力學第二定律，意在考查考生對熱學基礎知識的理解.0K是低溫的極限，任何物體的溫度只能接近而不能達到，所以A項錯誤；根據熱力學第二定律，物體不可能從單一熱源吸收熱量全部用來對外做功而不產生其他影響，但在“產生其他影響的情況”下，也可以從單一熱源吸收熱量全部用來做功，所以B項正確；內能的改變與熱傳遞和做功同時有關，所以C、D錯誤．答案：B7．(2022·福建高考)現代科學技術的發(fā)展與材料科學、能源的開發(fā)密切相關，下列關于材料、能源的說法正確的是()A．化石能源為清潔能源B．納米材料的粒度在1～100μm之間C．半導體材料的導電性能介于金屬導體和絕緣體之間D．液晶既有液體的流動性，又有光學性質的各向同性解析：選項A錯誤：化石能源是指煤炭、石油和天然氣，這些能源在燃燒時要產生大量的廢氣、粉塵等會對環(huán)境帶來污染．選項B錯誤：納米材料指的是直徑在1～100nm的顆粒或直徑在1～100nm的細纖維構成的材料．選項C正確：半導體就是指導電性能介于導體和絕緣體之間的材料．選項D錯誤：液晶介于液體和晶體之間，既具有液體的流動性又具有晶體的某些物理性質的各向異性．答案：C8．(2022·福建高考)一定質量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功×104J，氣體內能減少×105J，則此過程()A．氣體從外界吸收熱量×105JB．氣體向外界放出熱量×105JC．氣體從外界吸收熱量×104JD．氣體向外界放出熱量×104J解析：由熱力學第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝－×105J－×104J＝－×105J，負號表示放出熱量，所以B正確，其他選項錯誤．答案：B圖29．(2022·遼寧/寧夏高考)帶有活塞的氣缸內封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)a，然后經過過程ab到達狀態(tài)b或經過過程ac到達狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V—T圖所示．設氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強分別為pb和pc，在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，則()A．pb>pc，Qab>Qac B．pb>pc，Qab<QacC．pb<pc，Qab>Qac D．pb<pc，Qab<Qac解析：本題主要考查理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律、V—T圖象，意在考查考生綜合應用理想氣體狀態(tài)方程和熱力學第一定律的能力.根據eq\f(pV,T)＝nR，且Vb>Vc，所以Pb<Pc，A、B錯；根據熱力學第一定律W＋Q＝ΔU得：Qab>Qac，C對D錯．答案：C10．(2022·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市一模)下列說法正確的是()A．機械能和內能的轉化具有方向性B．大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體C．第二類永動機雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的D．當溫度由20℃變?yōu)?0解析：細鹽是單晶體，選項B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，T＝αEk，T是熱力學溫度，α是比例常數，選項D錯誤．答案：AC圖311．(2022·廣東高考)(1)遠古時代，取火是一件困難的事，火一般產生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進步，出現了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過________方式改變物體的內能，把________轉變成內能．(2)某同學做了一個小實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，一小時后取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊密地套在瓶頸上，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖3.這是因為燒瓶里的氣體吸收了水的________，溫度________，體積________．解析：(1)本題主要考查了熱力學第一定律和能量守恒定律，意在考查考生對熱力學第一定律的理解．熱力學第一定律是對能量守恒定律的一種表述方式．熱力學第一定律指出，熱能可以從一個物體傳遞給另一個物體，也可以與機械能或其他能量相互轉換，在傳遞和轉換過程中，能量的總值不變．所以鉆木取火是通過做功把機械能轉化為內能．(2)本題主要考查熱力學第一定律和氣體的等壓變化，意在考查考生利用物理規(guī)律分析實際問題的能力．內能可以從一個物體傳遞給另一個物體(高溫到低溫)，使物體的溫度升高；一定質量的氣體，當壓強保持不變時，它的體積V隨溫度T線性地變化．所以從冰箱里拿出的燒瓶中的空氣(低溫)吸收水(高溫)的熱量溫度升高，體積增大．答案：(1)做功機械能(2)熱量升高增大12．一定量的理想氣體與兩種實際氣體Ⅰ、Ⅱ在標準大氣壓下做等壓變化時的V—T關系如圖4(a)所示，圖中eq\f(V－V0,V0－V′)＝eq\f(1,2).用三份上述理想氣體作為測溫物質制成三個相同的溫度計，然后將其中兩個溫度計中的理想氣體分別換成上述實際氣體Ⅰ、Ⅱ.在標準大氣壓下，當環(huán)境溫度為T0時，三個溫度計的示數各不相同，如圖4(b)所示，溫度計(ⅱ)中的測溫物質應為實際氣體________(圖中活塞質量忽略不計)；若此時溫度計(ⅱ)和(ⅲ)的示數分別為21℃和24℃，則此時溫度計(ⅰ)的示數為________℃；可見用實際氣體作為測溫物質時，會產生誤差．為減小在T1～T2范圍內的測量誤差，現針對T0進行修正，制成如圖4(c)所示的復合氣體溫度計，圖中無摩擦導熱活塞將容器分成兩部分，在溫度為T1時分別裝入適量氣體Ⅰ和Ⅱ，則兩種氣體體積之比VⅠ∶VⅡ應為________．圖4解析：本實驗是在教材探索性實驗的基礎上，考查考生綜合運用所學知識分析、處理實驗數據等能力，從而突出了對創(chuàng)新能力的考查．從V—T圖象可看出，溫度為T1時，氣體的體積相同；溫度為T0時，ⅱ的體積要小，所以溫度計ⅱ中的測溫物質應為實際氣體Ⅱ，在溫度為T0時，Tⅱ＝21℃，Tⅲ＝24℃，由于eq\f(V－V0,V0－V′)＝eq\f(Tⅲ－T0,T0－Tⅱ)＝eq\f(1,2)，代入數據可得T0＝23℃，對T0校正，在溫度T1時裝入氣體體積比為2∶1.答案：Ⅱ232∶1三、計算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數值計算的要注明單位)13．利用所學的熱學知識，回答下列問題：(1)我們知道分子熱運動的速率是比較大的，常溫下能達到幾百米每秒，生活中一些污染企業(yè)排放刺激性廢氣，同時發(fā)出噪聲，聲波在空氣中傳播速度約為340m/s.按說離得較遠的人聞到氣味和聽到噪聲應差不多同時發(fā)生，而實際上往往是聽到噪聲較長時間后才會聞到氣味，(2)隨著科學技術的不斷發(fā)展，近幾年來，出現了許多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的兩個接觸面高速地向相反方向旋轉，同時加上很大的壓力(約每平方厘米加幾千到幾萬牛頓的力)，瞬間就焊成一個整體了．試用所學知識分析摩擦焊接的原理．解析：(1)分子熱運動速率雖然較大，但分子之間的碰撞是很頻繁的，由于頻繁的碰撞使分子的運動不再是勻速直線運動，分子到鼻孔前走過了一段曲折的路程，況且引起人的嗅覺需要一定量的分子；聲波傳播速率與分子熱運動速率差不多，傳播距離也相等，但聲波在空氣中沿直線傳播，到達接收者的時間較短，所以聽到噪聲較長時間后，才會聞到發(fā)出的氣味．(2)摩擦焊接是利用分子引力作用．焊件的兩個接觸面高速地向相反方向旋轉且加上很大的壓力，就可以使兩個接觸面發(fā)生熔化使大多數分子之間的距離達到分子力發(fā)生明顯作用的范圍，靠摩擦熔化使大量的分子距離達到表現引力的距離范圍，使兩個焊件成為一個整體．答案：見解析14．新華社北京2008年11月12日電：在中國探月工程一期即“嫦娥一號”圓滿成功的同時，中國探月工程二期也已啟動．其中，嫦娥二號衛(wèi)星將于2022年底前完成發(fā)射．已知大氣壓強是由于大氣的重力而產生的，某學校興趣小組的同學，通過查資料知道：月球半徑R＝×106m，月球表面重力加速度g＝1.6m/s2.為開發(fā)月球的需要，設想在月球表面覆蓋一層厚度為h的大氣，使月球表面附近的大氣壓達到p0＝×105Pa，已知大氣層厚度h＝×10(1)應在月球表面添加的大氣層的總質量m；(2)月球大氣層的分子數為多少？(3)分子間的距離為多少？(空氣的平均摩爾質量M＝×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數NA＝×1023mol解析：(1)月球的表面積S＝4πR2，月球大氣的重力與大氣壓力大小相等mg＝p0S，所以大氣的總質量m＝eq\f(4πR2p0,g)代入數據可得m＝eq\f(4×××1062,××105kg≈×1018(2)月球大氣層的分子數為N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f×1018,×10－2)××1023個≈×1043個．(3)可以認為每一個氣體分子占據空間為一個立方體，小立方體緊密排列，其邊長即為分子間的距離．設分子間距離為a，大氣層中氣體的體積為V，則有V＝4πR2h，a＝eq\r(3,\f(V,N))a＝eq\r(3,\f(4πR2hMg,p0SNA))＝eq\r(3,\f(ghM,p0NA))≈×10－9m.答案：(1)×1018kg(2)×1043個(3)×10－9m15．噴霧器內有10L水，上部封閉有1atm的空氣2L．關閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內再充入1atm的空氣3