1單元綜合提升

第4課時單元綜合提升●知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建●經(jīng)典方法指導(dǎo)1.分子動理論是人們對微觀世界的科學(xué)認(rèn)識，是熱學(xué)的基礎(chǔ)知識，千變?nèi)f化的熱現(xiàn)象都能用分子動理論的觀點認(rèn)識.教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用分子動理論的觀點分析解釋熱現(xiàn)象.3.由于阿伏加德羅常數(shù)是宏觀量和微觀量之間聯(lián)系的紐帶，因此，有很多已知宏觀量由阿伏加德羅常數(shù)來估算微觀量(分子質(zhì)量、分子體積、分子直徑、單位體積內(nèi)的分子數(shù)等)的問題.要加強(qiáng)對估算問題的訓(xùn)練.一是要教給學(xué)生如何根據(jù)實際問題抽象出一個簡約模型；再是要求學(xué)生理解并能熟練地運(yùn)用宏觀量與微觀量之間的關(guān)系；三是要求學(xué)生計算這些繁雜數(shù)據(jù)時要細(xì)心、有耐心，具有良好的心理品質(zhì).4.分子力的變化規(guī)律也是本單元中的熱點問題.要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)：(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(nèi)能是熱學(xué)的又一重要物理量，要使學(xué)生從微觀和宏觀兩個方面加深對內(nèi)能的理解，搞清內(nèi)能與內(nèi)能的變化、內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別，理解內(nèi)能與熱、功之間的聯(lián)系(熱一律).6.能量守恒定律是自然界的一條基本定律，復(fù)習(xí)時可打破章、節(jié)界限，多舉些綜合性的實例，讓學(xué)生分析其中的運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)化關(guān)系及對應(yīng)的能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，使學(xué)生加深對該定律的認(rèn)識.7.能、功、熱量、溫度等物理量學(xué)生往往認(rèn)識不清楚，在教學(xué)中要注意講清它們之間的區(qū)別和聯(lián)系.8.氣體部分的內(nèi)容是新大綱和考綱調(diào)整幅度最大的內(nèi)容之一，復(fù)習(xí)中要深刻領(lǐng)會大綱和考綱精神，把握好復(fù)習(xí)的深、廣度，可參考調(diào)整后的新教材中涉及的教學(xué)內(nèi)容組織復(fù)習(xí).●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(qiáng)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(qiáng)(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(jī)”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有用形狀記憶合金制成的葉片，輕推轉(zhuǎn)輪后，進(jìn)入熱水的葉片因伸展而“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是A．轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量B．轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身C．轉(zhuǎn)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(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強(qiáng)為P0。現(xiàn)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(nèi)能變化了_____________。(3)某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質(zhì)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(guān)系為【答案】(1)D(2)增大，（3）【詳解】（1）該永動機(jī)葉片進(jìn)入水中，吸收熱量而伸展劃水，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，離開水面后向空氣中放熱，葉片形狀迅速恢復(fù)，所以轉(zhuǎn)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(nèi)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(shù)據(jù)得：S=●精彩模擬演練1．如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子沿x軸運(yùn)動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的關(guān)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(yùn)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(jù)題中“總能量為0”知BD正確．答案：BD2．一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m的純油酸，滴在液面上擴(kuò)散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列表達(dá)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(shù)n＝eq\f(m,M)NAD．油酸所含的分子數(shù)n＝eq\f(M,m)NA解析：考查分子動理論，設(shè)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(shè)油酸所含的分子數(shù)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(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)．據(jù)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(yùn)動，這反映了液體分子運(yùn)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(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素解析：題目涉及了分子的無規(guī)則運(yùn)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(nèi)容是解題的關(guān)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(xiàn)象哪些是由于表面張力的作用而發(fā)生的()A．身體纖細(xì)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(xì)現(xiàn)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(jié)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(nèi)空氣(不計分子勢能)()A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，吸收熱量C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功解析：本題考查熱力學(xué)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(nèi)能減小，又外界對氣體做了功，由熱力學(xué)第一定律知，氣體要向外放出熱量．答案：D6．(2022·四川高考)關(guān)于熱力學(xué)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(nèi)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(xué)溫標(biāo)、熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律，意在考查考生對熱學(xué)基礎(chǔ)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(dá)到，所以A項錯誤；根據(jù)熱力學(xué)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(chǎn)生其他影響，但在“產(chǎn)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(nèi)能的改變與熱傳遞和做功同時有關(guān)，所以C、D錯誤．答案：B7．(2022·福建高考)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與材料科學(xué)、能源的開發(fā)密切相關(guān)，下列關(guān)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(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于金屬導(dǎo)體和絕緣體之間D．液晶既有液體的流動性，又有光學(xué)性質(zhì)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(chǎn)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?；蛑睆皆?～100nm的細(xì)纖維構(gòu)成的材料．選項C正確：半導(dǎo)體就是指導(dǎo)電性能介于導(dǎo)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(zhì)的各向異性．答案：C8．(2022·福建高考)一定質(zhì)量的理想氣體在某一過程中，外界對氣體做功×104J，氣體內(nèi)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(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，Q＝ΔU－W＝－×105J－×104J＝－×105J，負(fù)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(nèi)封閉一定量的理想氣體．氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或經(jīng)過過程ac到達(dá)狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V—T圖所示．設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)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(xué)第一定律、V—T圖象，意在考查考生綜合應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律的能力.根據(jù)eq\f(pV,T)＝nR，且Vb>Vc，所以Pb<Pc，A、B錯；根據(jù)熱力學(xué)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(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性B．大顆粒的鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體C．第二類永動機(jī)雖然不違反能量守恒定律，但它是制造不出來的D．當(dāng)溫度由20℃變?yōu)?0解析：細(xì)鹽是單晶體，選項B錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，T＝αEk，T是熱力學(xué)溫度，α是比例常數(shù)，選項D錯誤．答案：AC圖311．(2022·廣東高考)(1)遠(yuǎn)古時代，取火是一件困難的事，火一般產(chǎn)生于雷擊或磷的自燃．隨著人類文明的進(jìn)步，出現(xiàn)了“鉆木取火”等方法．“鉆木取火”是通過________方式改變物體的內(nèi)能，把________轉(zhuǎn)變成內(nèi)能．(2)某同學(xué)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(jìn)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(xué)第一定律和能量守恒定律，意在考查考生對熱力學(xué)第一定律的理解．熱力學(xué)第一定律是對能量守恒定律的一種表述方式．熱力學(xué)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(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值不變．所以鉆木取火是通過做功把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．(2)本題主要考查熱力學(xué)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(nèi)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(zhì)量的氣體，當(dāng)壓強(qiáng)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下做等壓變化時的V—T關(guān)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)環(huán)境溫度為T0時，三個溫度計的示數(shù)各不相同，如圖4(b)所示，溫度計(ⅱ)中的測溫物質(zhì)應(yīng)為實際氣體________(圖中活塞質(zhì)量忽略不計)；若此時溫度計(ⅱ)和(ⅲ)的示數(shù)分別為21℃和24℃，則此時溫度計(ⅰ)的示數(shù)為________℃；可見用實際氣體作為測溫物質(zhì)時，會產(chǎn)生誤差．為減小在T1～T2范圍內(nèi)的測量誤差，現(xiàn)針對T0進(jìn)行修正，制成如圖4(c)所示的復(fù)合氣體溫度計，圖中無摩擦導(dǎo)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(yīng)為________．圖4解析：本實驗是在教材探索性實驗的基礎(chǔ)上，考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析、處理實驗數(shù)據(jù)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(zhì)應(yīng)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(shù)據(jù)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(shù)值計算的要注明單位)13．利用所學(xué)的熱學(xué)知識，回答下列問題：(1)我們知道分子熱運(yùn)動的速率是比較大的，常溫下能達(dá)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(yuǎn)的人聞到氣味和聽到噪聲應(yīng)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來，出現(xiàn)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(zhuǎn)，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(xué)知識分析摩擦焊接的原理．解析：(1)分子熱運(yùn)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(yùn)動不再是勻速直線運(yùn)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(yùn)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(dá)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(zhuǎn)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(shù)分子之間的距離達(dá)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(dá)到表現(xiàn)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(qiáng)是由于大氣的重力而產(chǎn)生的，某學(xué)校興趣小組的同學(xué)，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(shè)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(dá)到p0＝×105Pa，已知大氣層厚度h＝×10(1)應(yīng)在月球表面添加的大氣層的總質(zhì)量m；(2)月球大氣層的分子數(shù)為多少？(3)分子間的距離為多少？(空氣的平均摩爾質(zhì)量M＝×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)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(zhì)量m＝eq\f(4πR2p0,g)代入數(shù)據(jù)可得m＝eq\f(4×××1062,××105kg≈×1018(2)月球大氣層的分子數(shù)為N＝eq\f(m,M)NA＝eq\f×1018,×10－2)××1023個≈×1043個．(3)可以認(rèn)為每一個氣體分子占據(jù)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(shè)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(nèi)有10L水，上部封閉有1atm的空氣2L．關(guān)閉噴霧閥門，用打氣筒向噴霧器內(nèi)再充入1atm的空氣3