2024屆物理一輪復(fù)習(xí)講義第1講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能

2024屆物理一輪復(fù)習(xí)講義第1講分子動(dòng)理論內(nèi)能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道阿伏加德羅常數(shù)，會(huì)進(jìn)行微觀物理量的計(jì)算。2.理解擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)。3.知道分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系，理解物體的內(nèi)能的概念。eq\a\vs4\al(,1.)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(3.)1.思考判斷(1)布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒中固體分子的運(yùn)動(dòng)。(×)(2)分子間同時(shí)存在引力與斥力，分子力是二者合力的表現(xiàn)。(√)(3)溫度、分子動(dòng)能、分子勢(shì)能或內(nèi)能只對(duì)大量分子才有意義。(√)(4)任何物體都有內(nèi)能。(√)(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大。(√)2.關(guān)于溫度和內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是()A.分子質(zhì)量不同的物質(zhì)如果溫度相同，物體分子的平均動(dòng)能也相同B.物體的內(nèi)能變化時(shí)，它的溫度一定改變C.同種物質(zhì)，溫度高的內(nèi)能肯定比溫度低的內(nèi)能大D.物體的內(nèi)能等于物體的勢(shì)能和動(dòng)能的總和答案A3.兩個(gè)分子由距離很遠(yuǎn)(r＞10－9m)逐漸靠攏到很難再靠近的過(guò)程中，分子間作用力的大小將()A.先減小后增大B.先增大后減小C.先增大后減小再增大D.先減小后增大再減小答案C4.(多選)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A.若已知?dú)怏w的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，可求出一個(gè)氣體分子的體積B.氣體溫度升高時(shí)，速率較大的分子占總分子數(shù)的比例升高C.布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，但它能間接反映液體分子在做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)D.兩個(gè)分子甲和乙距離變化過(guò)程中，只要兩分子克服分子力做功，則分子勢(shì)能一定增加答案BCD考點(diǎn)一微觀量的估算eq\a\vs4\al(1.)eq\a\vs4\al(2.,,)例1(2023·河北衡水專題訓(xùn)練)鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉＝0.2克，則()A.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(0.2aNA,M)B.a克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(aNA,M)C.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(3,\f(9M×10－3,NAρπ))(單位為m)D.每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(\f(6M,NAρπ))(單位為m)答案A解析a克拉鉆石物質(zhì)的量(摩爾數(shù))為n＝eq\f(0.2a,M)，所含分子數(shù)為N＝nNA＝eq\f(0.2aNA,M)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；鉆石的摩爾體積V＝eq\f(M×10－3,ρ)(單位為m3/mol)，每個(gè)鉆石分子體積為V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M×10－3,ρNA)，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)，聯(lián)立解得d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練1.(2023·山東淄博模擬)某潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。若潛水員呼吸一次吸入2L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)約為()A.3×1021 B.3×1022C.3×1023 D.3×1024答案B解析設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，在海底和在岸上分別吸入的空氣分子個(gè)數(shù)為n海和n岸，則有n海＝eq\f(ρ海VNA,M)，n岸＝eq\f(ρ岸VNA,M)，多吸入的空氣分子個(gè)數(shù)為Δn＝n海－n岸，代入數(shù)據(jù)得Δn＝3×1022個(gè)，故B正確。2.(多選)已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)。下列判斷正確的是()A.1kg銅所含的原子數(shù)為NAB.1m3銅所含的原子數(shù)為eq\f(MNA,ρ)C.1個(gè)銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)(kg)D.銅原子的直徑為eq\r(3,\f(6M,πρNA))(m)答案CD解析1kg銅所含的原子數(shù)為N＝eq\f(1,M)NA，故A錯(cuò)誤；1m3銅所含的原子數(shù)為N＝nNA＝eq\f(ρNA,M)，故B錯(cuò)誤；1個(gè)銅原子的質(zhì)量m＝eq\f(M,NA)(kg)，故C正確；1個(gè)銅原子的體積為V＝eq\f(M,ρNA)(m3)，又V＝eq\f(4,3)π·(eq\f(d,2))3，聯(lián)立解得d＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))(m)，故D正確。考點(diǎn)二擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)(1)都是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)跟蹤訓(xùn)練3.(多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻。下列關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是()A.混合均勻主要是炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的B.混合均勻的過(guò)程中，水分子和炭粒都在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.適當(dāng)加熱可以使混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速D.使用炭粒更大的墨汁，混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速答案BC解析混合均勻主要是懸浮微粒受到的來(lái)自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用不平衡導(dǎo)致的，不是炭粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的，故A錯(cuò)誤；混合均勻的過(guò)程中，水分子做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，炭粒的布朗運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的，故B正確；溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以適當(dāng)加熱可以使混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速，故C正確；做布朗運(yùn)動(dòng)的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，所以要使混合均勻的過(guò)程進(jìn)行得更迅速，需要使用炭粒更小的墨汁，故D錯(cuò)誤。4.研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播。氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)，這些固態(tài)或液態(tài)顆粒在氣體介質(zhì)中做布朗運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)B.在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C.在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡D.在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈答案D解析布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，可以間接反映氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，氣體分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故A、B錯(cuò)誤；在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒本身并不是分子，而是很多分子組成的，所以顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡不是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡，故C錯(cuò)誤；在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，固態(tài)或液態(tài)顆粒受到氣體分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊的程度越劇烈，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D正確。5.以下關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A.水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈B.水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)停止C.水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈D.水的溫度升高，每個(gè)水分子的運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大答案C解析分子熱運(yùn)動(dòng)與宏觀運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，只與溫度有關(guān)，故A錯(cuò)誤；溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)更劇烈，分子平均動(dòng)能增大，并不是每一個(gè)分子運(yùn)動(dòng)速率都會(huì)增大，故C正確，D錯(cuò)誤；水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動(dòng)不會(huì)停止，故B錯(cuò)誤。考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能和內(nèi)能1.分子力與分子勢(shì)能的比較分子力F分子勢(shì)能Ep圖像隨分子間距離的變化情況r＜r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r＞r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負(fù)功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝02.分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、內(nèi)能、機(jī)械能的比較分子動(dòng)能分子勢(shì)能內(nèi)能機(jī)械能定義分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定因素溫度(決定分子平均動(dòng)能)分子間距溫度、體積、物質(zhì)的量跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和參考平面的選取有關(guān)說(shuō)明溫度、內(nèi)能等物理量只對(duì)大量分子才有意義，對(duì)單個(gè)或少量分子沒(méi)有實(shí)際意義例2(多選)如圖1所示的甲、乙兩幅圖像分別表示兩分子間的作用力、分子勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系。假定兩個(gè)分子的距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)它們的分子勢(shì)能為0，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.分子間距r＝r0表示平衡位置，此位置分子間的引力、斥力都等于0B.當(dāng)分子間距無(wú)限大時(shí)，分子勢(shì)能最小C.當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，隨著r的增大，F(xiàn)先增大后減小，Ep增大D.當(dāng)分子間距r<r0時(shí)，隨著r的減小，F(xiàn)增大，Ep增大答案CD解析分子間距r＝r0表示平衡位置，此位置分子間的引力、斥力的合力等于0，但引力、斥力并不等于0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距無(wú)限大時(shí)，分子勢(shì)能為0，但不是最小值，當(dāng)分子間距r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能才是最小值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距r>r0時(shí)，隨著r的增大，F(xiàn)先增大后減小，Ep一直增大，選項(xiàng)C正確；當(dāng)分子間距r<r0，隨著r的減小，F(xiàn)增大，Ep增大，選項(xiàng)D正確。跟蹤訓(xùn)練6.(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是()A.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的分子溫度高B.兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同C.質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能不同D.溫度高的物體不一定比溫度低的物體內(nèi)能大答案CD解析溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀體現(xiàn)，單個(gè)分子不能比較溫度高低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；質(zhì)量不確定，只知道溫度的關(guān)系，不能確定內(nèi)能的大小，選項(xiàng)D正確。7.如圖2所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力。A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項(xiàng)中四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()圖2答案B解析經(jīng)過(guò)C點(diǎn)前后乙分子的運(yùn)動(dòng)方向不變，A錯(cuò)誤；加速度大小與力的大小成正比，方向與力相同，故B正確；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故C錯(cuò)誤；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢(shì)能不可能增大到正值，故D錯(cuò)誤。A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1微觀量的估算1.(多選)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，m0、V0分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下列關(guān)系式中正確的有()A.NA＝eq\f(ρV,m0) B.ρ＝eq\f(μ,NAV0)C.ρ＜eq\f(μ,NAV0) D.m0＝eq\f(μ,NA)答案ACD解析由于μ＝ρV，則NA＝eq\f(μ,m0)＝eq\f(ρV,m0)，變形得m0＝eq\f(μ,NA)，故A、D正確；由于水蒸氣中水分子之間有空隙，所以NAV0＜V，則水蒸氣的密度為ρ＝eq\f(μ,V)＜eq\f(μ,NAV0)，故B錯(cuò)誤，C正確。2.(多選)(2023·河北衡水高三月考)浙江大學(xué)高分子系高超教授的課題組制備出了一種超輕氣凝膠——它刷新了目前世界上最輕材料的紀(jì)錄，彈性和吸油能力令人驚喜。這種被稱為“全碳?xì)饽z”的固態(tài)材料密度僅是空氣密度的eq\f(1,6)。設(shè)氣凝膠的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為kg/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說(shuō)法正確的是()A.a千克氣凝膠所含分子數(shù)為n＝eq\f(a,M)NAB.氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝eq\f(M,ρ)C.每個(gè)氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(M,NAρ)D.每個(gè)氣凝膠分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(NAρ,M))答案ABC解析a千克氣凝膠的摩爾數(shù)為eq\f(a,M)，所含分子數(shù)為n＝eq\f(a,M)NA，選項(xiàng)A正確；氣凝膠的摩爾體積為Vmol＝eq\f(M,ρ)，選項(xiàng)B正確；每個(gè)氣凝膠分子的體積為V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,NAρ)，選項(xiàng)C正確；根據(jù)V0＝eq\f(1,6)πd3，則每個(gè)氣凝膠分子的直徑為d＝eq\r(3,\f(6M,πNAρ))，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練2擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)和熱運(yùn)動(dòng)3.乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精。下列說(shuō)法正確的是()A.酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，分子間距不變B.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果C.在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，每一個(gè)酒精分子運(yùn)動(dòng)速率都變快了D.使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體分子擴(kuò)散到了空氣中答案D解析酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，但是分子之間的距離變大，A錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子擴(kuò)散的結(jié)果，證明了酒精分子在不停地運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，大部分分子運(yùn)動(dòng)速率都增大，但可能有部分分子速率減小，C錯(cuò)誤；因?yàn)橐磺形镔|(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以使用免洗洗手液時(shí)，手部很快就干爽了，是擴(kuò)散現(xiàn)象，D正確。4.把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察，可以看到懸浮在液體中的小炭粒在不同時(shí)刻的位置，每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來(lái)，最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行連線，得到如圖1所示的圖像，對(duì)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.炭粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的B.越小的炭粒，受到撞擊的分子越少，作用力越小，炭粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯C.觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中D.將水的溫度降至零攝氏度，炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)答案C解析圖中的折線是每隔一定的時(shí)間炭粒的位置的連線，是由于水分子撞擊做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而形成的，說(shuō)明水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無(wú)規(guī)則的，A錯(cuò)誤；炭粒越小，在某一瞬間跟它相撞的水分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯，B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象可發(fā)生在液體和固體之間，故觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中，C正確；將水的溫度降低至零攝氏度，炭粒的運(yùn)動(dòng)會(huì)變慢，但不會(huì)停止，D錯(cuò)誤。5.(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和分子的熱運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)B.布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與懸浮微粒的大小有關(guān)，說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)與懸浮微粒的大小有關(guān)C.布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng)，但它能反映分子的運(yùn)動(dòng)特征D.布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)，這說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)答案CD解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，間接反映了液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，C正確；懸浮微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，這是由于懸浮微粒周圍的液體分子對(duì)懸浮微粒撞擊的不平衡引起的，不能說(shuō)明分子的運(yùn)動(dòng)與懸浮微粒的大小有關(guān)，B錯(cuò)誤；溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，說(shuō)明溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈，D正確。對(duì)點(diǎn)練3分子力分子勢(shì)能和內(nèi)能6.(2022·北京石景山區(qū)一模)分子勢(shì)能的大小是由分子間的相對(duì)位置決定的。分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系如圖2所示，r0為分子間的平衡位置。下列說(shuō)法正確的是()圖2A.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小B.當(dāng)r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能最小C.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力最大D.當(dāng)r＝r1時(shí)，分子力為0答案A解析由r0為分子間的平衡位置可知，當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間的作用力是零，分子勢(shì)能最小，A正確；由題圖可知，當(dāng)r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能是零，B錯(cuò)誤；r0為分子間的平衡位置，所以當(dāng)r＝r0時(shí)，分子的引力與斥力平衡，所以分子力是零，C錯(cuò)誤；當(dāng)r＝r1時(shí)，分子勢(shì)能是零，分子力不是零，D錯(cuò)誤。7.(多選)1g100℃的水與1g100℃的水蒸氣相比較，下述說(shuō)法中正確的是()A.分子的平均動(dòng)能與分子的總動(dòng)能相同B.分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同C.分子的總動(dòng)能相同，但分子的勢(shì)能總和不同D.內(nèi)能相同答案AC解析溫度相同則它們的分子平均動(dòng)能相同，又因?yàn)?g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動(dòng)能相同，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)100℃水變成100℃的水蒸氣時(shí)，要吸收熱量，內(nèi)能增加，由于分子的總動(dòng)能相同，所以分子的勢(shì)能總和變大，C正確，D錯(cuò)誤。8.(多選)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是()A.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B.物體的內(nèi)能不可能為零C.內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能一定相同D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同答案BD解析溫度高低反映分子平均動(dòng)能的大小，但由于物體分子數(shù)目等其他影響內(nèi)能的因素可能不同，故無(wú)法反映內(nèi)能的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子都在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此任何物體的內(nèi)能都不可能為零，選項(xiàng)B正確；內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能不一定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；內(nèi)能不同的兩個(gè)物體，它們的溫度可以相同，即它們的分子平均動(dòng)能可以相同，選項(xiàng)D正確。B級(jí)綜合提升練9.(多選)在外力作用下兩分子間的距離達(dá)到不能再靠近時(shí)，固定甲分子不動(dòng)，乙分子可自由移動(dòng)，去掉外力后，當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到很遠(yuǎn)時(shí)，速度為v，則在乙分子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(乙分子的質(zhì)量為m)()A.乙分子的動(dòng)能變化量為eq\f(1,2)mv2B.分子力表現(xiàn)為引力時(shí)比表現(xiàn)為斥力時(shí)多做的功為eq\f(1,2)mv2C.分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)比表現(xiàn)為引力時(shí)多做的功為eq\f(1,2)mv2D.乙分子克服分子力做的功為eq\f(1,2)mv2答案AC解析當(dāng)甲、乙兩分子間距離最小時(shí)，兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到分子力的作用范圍之外時(shí)，乙分子不再受力，此時(shí)速度為v，故在此過(guò)程中乙分子的動(dòng)能變化量為eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)A正確；在此過(guò)程中，分子斥力做正功，分子引力做負(fù)功，即W合＝W斥－W引，由動(dòng)能定理得W斥－W引＝eq\f(1,2)mv2，故分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)比表現(xiàn)為引力時(shí)多做的功為eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；分子力對(duì)乙分子做的功等于乙分子動(dòng)能的變化量，為eq\f(1,2)mv2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從圖中A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)P、B兩點(diǎn)。兩分子間的分子勢(shì)能Ep與分子間距離x的變化關(guān)系如圖3所示。下列說(shuō)法正確的是()圖3A.乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能B.乙分子在P點(diǎn)的分子勢(shì)能大于B點(diǎn)的分子勢(shì)能C.乙分子在B點(diǎn)的加速度為0D.乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中兩分子間的作用力減小答案A解析乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，由能量守恒定律可知，分子的動(dòng)能最大，所以乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能，乙分子在P點(diǎn)的分子勢(shì)能小于B點(diǎn)的分子勢(shì)能，故A正確，B錯(cuò)誤；由圖像可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，分子引力與分子斥力大小相等，合力為零，加速度為零，則乙分子在B點(diǎn)的加速度不為0，故C錯(cuò)誤；由圖像可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離減小，兩分子間的作用力增大，故D錯(cuò)誤。11.(2023·河北衡水月考)轎車中的安全氣囊能有效保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，疊氮化鈉(亦稱“三氮化鈉”，化學(xué)式NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮?dú)舛淙霘饽摇Ｈ舫淙氲獨(dú)夂蟀踩珰饽业娜莘eV＝56L，氣囊中氮?dú)獾拿芏圈眩?.25kg/m3，已知氮?dú)獾哪栙|(zhì)量M＝28g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，請(qǐng)估算：(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)圖4(1)一個(gè)氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量m；(2)氣囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；(3)氣囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離r。答案(1)5×10－26kg(2)2×1024(3)3×10－9m解析(1)一個(gè)氮?dú)夥肿拥馁|(zhì)量m＝eq\f(M,NA)解得m≈5×10－26kg。(2)設(shè)氣囊內(nèi)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為n，則有n＝eq\f(ρV,M)N＝nNA解得N≈2×1024(個(gè))。(3)氣體分子間距較大，可以認(rèn)為每個(gè)分子占據(jù)一個(gè)邊長(zhǎng)為r的立方體，則有r3＝eq\f(V,N)解得r≈3×10－9m。第2講固體、液體和氣體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解固體的微觀結(jié)構(gòu)，知道晶體和非晶體的特點(diǎn)，了解液晶的主要性質(zhì)。2.了解表面張力現(xiàn)象和毛細(xì)現(xiàn)象，知道它們的產(chǎn)生原因。3.掌握氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法及氣體壓強(qiáng)的微觀解釋。4.能用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決實(shí)際問(wèn)題，并會(huì)分析氣體圖像問(wèn)題。一、固體和液體1.固體(1)分類：固體分為晶體和非晶體兩類。晶體又分為單晶體和多晶體。(2)晶體和非晶體的比較分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形有規(guī)則的幾何形狀沒(méi)有確定的幾何形狀沒(méi)有確定的幾何外形熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性典型物質(zhì)石英、云母、明礬、食鹽各種金屬玻璃、橡膠、蜂蠟、松香、瀝青轉(zhuǎn)化晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化2.液體(1)液體的表面張力①作用效果：使液面具有收縮的趨勢(shì)。②方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直。(2)毛細(xì)現(xiàn)象：指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象。毛細(xì)管越細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯。二、氣體3.氣體實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋－呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)圖像4.理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C。1.思考判斷(1)氣體的壓強(qiáng)是由氣體的自身重力產(chǎn)生的。(×)(2)有無(wú)確定的熔點(diǎn)是區(qū)分晶體和非晶體比較準(zhǔn)確的方法。(√)(3)液晶具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的光學(xué)各向異性。(√)(4)船浮于水面上不是由于液體的表面張力。(√)(5)壓強(qiáng)極大的氣體不再遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律。(√)2.(多選)下列現(xiàn)象中，主要是液體表面張力作用的是()A.水黽可以停在水面上B.小木船漂浮在水面上C.荷葉上的小水珠呈球形D.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不會(huì)流下來(lái)答案ACD3.對(duì)一定質(zhì)量的氣體來(lái)說(shuō)，下列幾點(diǎn)能做到的是()A.保持壓強(qiáng)和體積不變而改變它的溫度B.保持壓強(qiáng)不變，同時(shí)升高溫度并減小體積C.保持溫度不變，同時(shí)增加體積并減小壓強(qiáng)D.保持體積不變，同時(shí)增加壓強(qiáng)并降低溫度答案C4.如圖1為一定質(zhì)量理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖像，它由狀態(tài)A經(jīng)等容過(guò)程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過(guò)程到狀態(tài)C。設(shè)A、B、C狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度分別為TA、TB、TC，則下列關(guān)系式中正確的是()圖1A.TA＜TB，TB＜TCB.TA＞TB，TB＝TCC.TA＞TB，TB＜TCD.TA＝TB，TB＞TC答案C考點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)氣體分子動(dòng)理論1.對(duì)晶體和非晶體的理解(1)凡是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。(2)凡是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。(3)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2.對(duì)液體表面張力的理解形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線表面張力的效果表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，在體積相同的條件下，球形的表面積最小3.氣體的分子動(dòng)理論(1)氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑，氣體分子之間的作用力十分微弱，可以忽略不計(jì)。(2)氣體分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無(wú)章的，但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。(4)溫度一定時(shí)，某種氣體分子的速率分布是確定的，速率的平均值也是確定的，溫度升高，氣體分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大。跟蹤訓(xùn)練1.在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點(diǎn)，石蠟熔化區(qū)域的形狀如圖甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，則下列說(shuō)法中正確的是()A.甲一定是單晶體B.乙可能是金屬薄片C.丙在一定條件下可能轉(zhuǎn)化成乙D.甲內(nèi)部的微粒排列是規(guī)則的，丙內(nèi)部的微粒排列是不規(guī)則的答案C解析由于單晶體是各向異性的，熔化在單晶體表面的石蠟應(yīng)該是橢圓形，而非晶體和多晶體是各向同性，則熔化在表面的石蠟是圓形，因此丙是單晶體，根據(jù)溫度隨加熱時(shí)間變化關(guān)系可知，甲是多晶體，乙是非晶體，金屬屬于晶體，故乙不可能是金屬薄片，故A、B錯(cuò)誤；一定條件下，晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化，故C正確；甲和丙都是晶體，所以其內(nèi)部的微粒排列都是規(guī)則的，故D錯(cuò)誤。2.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上。這是由于水表面存在表面張力的緣故B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸引力C.將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟?，表面要收縮到最小的緣故D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性的緣故答案AC解析把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上，這是由于水表面存在表面張力的緣故，A正確；在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w表面張力的作用形成的，B錯(cuò)誤；將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟?，表面要收縮到最小的緣故，C正確；漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是由油滴液體的表面張力導(dǎo)致的，D錯(cuò)誤。3.(多選)氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖2所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知()圖2A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低答案AD解析由題圖可知，同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，A正確；隨著溫度的升高，絕大部分氧氣分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能減小，B錯(cuò)誤；隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例減小，C錯(cuò)誤；①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低，D正確?？键c(diǎn)二氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(溫度不變：p1V1＝p2V2（玻意耳定律）,體積不變：\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)（查理定律）,壓強(qiáng)不變：\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)（蓋－呂薩克定律）))2.兩個(gè)重要的推論(1)查理定律的推論：Δp＝eq\f(p1,T1)ΔT(2)蓋－呂薩克定律的推論：ΔV＝eq\f(V1,T1)ΔT3.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問(wèn)題的基本思路例1(2023·安徽蕪湖高三期末)如圖3所示，一端封閉粗細(xì)均勻的U形導(dǎo)熱玻璃管豎直放置，封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L＝50cm，管兩側(cè)水銀面的高度差為h＝19cm，大氣壓強(qiáng)恒為76cmHg。圖3(1)若初始環(huán)境溫度為27℃，給封閉氣體緩慢加熱，當(dāng)管兩側(cè)水銀面齊平時(shí)，求封閉氣體的溫度；(2)若保持環(huán)境溫度27℃不變，緩慢向開(kāi)口端注入水銀，當(dāng)管兩側(cè)水銀面平齊時(shí)，求注入水銀柱的長(zhǎng)度x。答案(1)203℃(2)44cm解析(1)封閉氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)p1＝p0－ph＝(76－19)cmHg＝57cmHg設(shè)玻璃管的橫截面積為S，體積V1＝LS＝50S溫度T1＝(273＋27)K＝300K封閉氣體末狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝p0＝76cmHg體積V2＝(L＋eq\f(h,2))S＝(50＋eq\f(19,2))S＝59.5S對(duì)封閉氣體，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)代入數(shù)據(jù)解得T2＝476K即溫度為203℃。(2)設(shè)注入水銀后空氣柱的長(zhǎng)度為H，對(duì)氣體，由玻意耳定律得p1V1＝p2HS代入數(shù)據(jù)解得H＝37.5cm注入水銀柱的長(zhǎng)度x＝2(L－H)＋h＝2×(50－37.5)cm＋19cm＝44cm。跟蹤訓(xùn)練4.(2023·河北石家莊月考)徒手潛水是一項(xiàng)挑戰(zhàn)人類極限的運(yùn)動(dòng)，潛水員不借助任何裝備，可以徒手下潛到海面下一百多米處。潛水員進(jìn)行徒手潛水練習(xí)時(shí)，經(jīng)常使用“潛水鐘”應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，潛水鐘可以簡(jiǎn)化為如圖4所示的開(kāi)口向下的重金屬圓筒，內(nèi)部存有空氣。在某次練習(xí)時(shí)，潛水鐘被吊放至深度H1＝50m的水下，此時(shí)潛水鐘內(nèi)的空氣體積V＝0.5m3，已知海水的密度ρ＝1.025×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，大氣壓強(qiáng)p0相當(dāng)于10m海水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，忽略溫度的變化和海水密度隨深度的變化，現(xiàn)將潛水鐘緩慢提升至深度H2＝20m處。圖4(1)潛水鐘的高度遠(yuǎn)小于潛水鐘所在處的海水深度，求潛水鐘在深度H2處時(shí)，鐘內(nèi)氣體的體積；(2)求潛水鐘在深度H1、H2兩處時(shí)，繩子拉力大小的差值。答案(1)1m3(2)5125N解析(1)潛水鐘在H1處時(shí)鐘內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1＝p0＋ρgH1在H2處時(shí)鐘內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p2＝p0＋ρgH2由玻意耳定律可知p1V＝p2V2解得V2＝1m3。(2)設(shè)潛水鐘的質(zhì)量為m，深度H1時(shí)有T1＋ρgV＝mg深度H2時(shí)有T2＋ρgV2＝mg拉力的變化量T1－T2＝ρg(V2－V)解得T1－T2＝5125N。5.(2021·湖南卷，16)小贊同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用電子天平測(cè)量環(huán)境溫度的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖5所示。導(dǎo)熱汽缸開(kāi)口向上并固定在桌面上，用質(zhì)量m1＝600g、截面積S＝20cm2的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸壁間無(wú)摩擦。一輕質(zhì)直桿中心置于固定支點(diǎn)A上，左端用不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛活塞，右端用相同細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)質(zhì)量m2＝1200g的鐵塊，并將鐵塊放置到電子天平上。當(dāng)電子天平示數(shù)為600.0g時(shí)，測(cè)得環(huán)境溫度T1＝300K。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。圖5(1)當(dāng)電子天平示數(shù)為400.0g時(shí)，環(huán)境溫度T2為多少？(2)該裝置可測(cè)量的最高環(huán)境溫度Tmax為多少？答案(1)297K(2)309K解析(1)整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，汽缸內(nèi)的氣體發(fā)生等容變化，當(dāng)電子天平的示數(shù)為600.0g時(shí)，細(xì)繩對(duì)鐵塊的拉力大小F1＝m2g－FN1，根據(jù)牛頓第三定律可知右端細(xì)繩對(duì)輕桿的拉力大小為F1，對(duì)輕桿根據(jù)平衡條件可得左端細(xì)繩對(duì)輕桿的拉力大小也為F1，左端細(xì)繩對(duì)活塞向上的拉力大小為F1，對(duì)活塞根據(jù)平衡條件有F1＋p1S＝p0S＋m1g解得p1＝p0當(dāng)電子天平的示數(shù)為400.0g時(shí)，右端細(xì)繩對(duì)鐵塊的拉力大小F2＝m2g－FN2同理，對(duì)活塞有F2＋p2S＝p0S＋m1g解得p2＝0.99×105Pa由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得T2＝297K。(2)分析可知，氣體的溫度越高繩的張力越小，當(dāng)繩中的張力為零時(shí)，系統(tǒng)的溫度最高，此時(shí)對(duì)活塞有p3S＝p0S＋m1g解得p3＝1.03×105Pa由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p3,Tmax)解得最高環(huán)境溫度Tmax＝309K。

考點(diǎn)三氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題1.一定質(zhì)量的氣體四種圖像的比較等溫變化等容變化等壓變化圖像p－V圖像p－eq\f(1,V)圖像p－T圖像V－T圖像特點(diǎn)pV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高p＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小V＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2.處理氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題的技巧(1)首先應(yīng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的一個(gè)過(guò)程?？创诉^(guò)程屬于等溫、等容還是等壓變化，然后用相應(yīng)規(guī)律求解。(2)在V－T圖像(或p－T圖像)中，比較兩個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)(或體積)時(shí)，可比較這兩個(gè)狀態(tài)到原點(diǎn)連線的斜率的大小，斜率越大，壓強(qiáng)(或體積)越??；斜率越小，壓強(qiáng)(或體積)越大。例2一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p－eq\f(1,V)圖像如圖6所示，變化順序?yàn)閍→b→c→d→a，圖中ab線段延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與eq\f(1,V)軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過(guò)程中()圖6A.a→b過(guò)程，壓強(qiáng)減小，溫度不變，體積增大B.b→c過(guò)程，壓強(qiáng)增大，溫度降低，體積減小C.c→d過(guò)程，壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積減小D.d→a過(guò)程，壓強(qiáng)減小，溫度升高，體積不變答案A解析由題圖可知，a→b過(guò)程，氣體發(fā)生等溫變化，氣體壓強(qiáng)減小而體積增大，故A正確；由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，連接O、b的直線比連接O、c的直線的斜率小，所以b狀態(tài)的溫度低，b→c過(guò)程，溫度升高，壓強(qiáng)增大，且體積也增大，故B錯(cuò)誤；c→d過(guò)程，氣體壓強(qiáng)不變而體積變小，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度降低，故C錯(cuò)誤；d→a過(guò)程，氣體體積不變，壓強(qiáng)變小，由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，氣體溫度降低，故D錯(cuò)誤。跟蹤訓(xùn)練6.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)一系列變化過(guò)程，p－T圖像如圖7所示，下列說(shuō)法正確的是()圖7A.a→b過(guò)程中，氣體體積增大，溫度降低B.b→c過(guò)程中，氣體溫度降低，體積減小C.c→a過(guò)程中，氣體體積減小，壓強(qiáng)增大D.c→a過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積增大答案B解析a→b過(guò)程為等溫變化，有paVa＝pbVb，壓強(qiáng)減小，則氣體體積增大，故A錯(cuò)誤；b→c過(guò)程為等壓變化，溫度減小，根據(jù)eq\f(Vb,Tb)＝eq\f(Vc,Tc)，知體積減小，故B正確；由圖可知，c→a過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增大，溫度升高，根據(jù)eq\f(pV,T)＝C，可得eq\f(p,T)＝eq\f(C,V)，可知c→a過(guò)程中體積不變，發(fā)生等容變化，故C、D錯(cuò)誤。

A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1固體、液體的性質(zhì)氣體分子動(dòng)理論1.(多選)關(guān)于晶體和非晶體的性質(zhì)說(shuō)法正確的是()A.可以利用有無(wú)固定熔點(diǎn)來(lái)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體B.晶體在熔化時(shí)要吸熱，說(shuō)明晶體在熔化過(guò)程中分子動(dòng)能增加C.單晶體和多晶體都表現(xiàn)為各向異性，非晶體則表現(xiàn)為各向同性D.液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和單晶體相似，具有各向異性答案AD解析晶體和非晶體的區(qū)別就是有無(wú)固定熔點(diǎn)，因此可以利用有無(wú)固定熔點(diǎn)來(lái)判斷物質(zhì)是晶體還是非晶體，故A正確；晶體在熔化時(shí)要吸熱，是分子勢(shì)能增加，而晶體在熔化過(guò)程中溫度不變，分子動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；多晶體表現(xiàn)為各向同性，故C錯(cuò)誤；液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)和單晶體相似，具有各向異性，故D正確。2.正確佩戴口罩是日常預(yù)防飛沫傳播和呼吸道感染的有效途徑之一。取一個(gè)新的醫(yī)用防護(hù)口罩貼近皮膚的一面朝上，平鋪在桌面上，往口罩上滴幾滴水，水滴沒(méi)有浸濕口罩，呈橢球形，如圖1所示。下列說(shuō)法正確的是()圖1A.水滴形狀的成因與水的表面張力有關(guān)，與重力無(wú)關(guān)B.水滴不浸潤(rùn)口罩，換另一種液體，也不會(huì)浸潤(rùn)該口罩C.若處于完全失重的環(huán)境中，水滴將浸濕口罩D.水滴與口罩附著層內(nèi)水分子間距比水滴內(nèi)部分子間距大答案D解析水滴形狀的成因與水的表面張力有關(guān)，因水滴呈現(xiàn)橢球形，則與重力也有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；水滴不浸潤(rùn)口罩，換另一種液體，可能會(huì)浸潤(rùn)該口罩，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；能否浸潤(rùn)是由水與口罩的材料決定的，與是否處于完全失重的環(huán)境無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水滴與口罩附著層內(nèi)水分子間距比水滴內(nèi)部分子間距大，產(chǎn)生表面張力，使液體表面繃緊即減小表面積，選項(xiàng)D正確。3.(2023·江蘇泰州高三期末)2021年12月9日，我國(guó)航天員在空間站成功進(jìn)行了太空授課。實(shí)驗(yàn)時(shí)宇航員從注射器中擠出一滴水，水滴在空中的形狀是()答案A解析空間站中水滴處于完全失重狀態(tài)，則在水的表面張力作用下，水滴在空中應(yīng)該呈現(xiàn)球形，故A正確。4.(多選)密閉容器內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，如果保持氣體的壓強(qiáng)不變，氣體的溫度升高，下列說(shuō)法中正確的是()A.氣體分子的平均速率增大B.器壁單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力變大C.氣體分子對(duì)器壁的平均作用力變大D.該氣體的密度減小答案ACD解析氣體的溫度升高，氣體分子的平均速率增大，氣體分子對(duì)器壁的平均作用力變大，故A、C正確；氣體壓強(qiáng)是器壁單位面積上受到大量氣體分子頻繁地碰撞而產(chǎn)生的平均作用力的結(jié)果，氣體壓強(qiáng)不變，單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力不變，故B錯(cuò)誤；氣體的溫度升高，氣體分子平均動(dòng)能增大，壓強(qiáng)不變，則氣體分子的密集程度減小，故體積增大，密度減小，故D正確。對(duì)點(diǎn)練2氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程5.(多選)中醫(yī)拔火罐的物理原理是利用火罐內(nèi)、外的氣壓差使罐吸附在人體上，進(jìn)而可以養(yǎng)療。如圖2所示，是治療常用的一種火罐，使用時(shí)，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部，從而吸附在皮膚上，某次使用時(shí)，先將氣體由300K加熱到400K，按在皮膚上后，又降至300K，由于皮膚凸起，罐內(nèi)氣體體積變?yōu)楣奕莘e的eq\f(15,16)，以下說(shuō)法正確的是()圖2A.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的eq\f(3,4)B.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的eq\f(3,7)C.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(3,4)D.溫度降至300K時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(4,5)答案AD解析加熱過(guò)程由等壓變化得eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，解得V2＝eq\f(T2V1,T1)＝eq\f(400×V1,300)＝eq\f(4,3)V1，氣體總體積變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(4,3)，總質(zhì)量不變，則火罐內(nèi)氣體的密度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(3,4)，所以加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的eq\f(3,4)，A正確，B錯(cuò)誤；由理想氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p3V3,T3)＝eq\f(p2V2,T2)，即eq\f(p3×\f(15,16)V0,300)＝eq\f(p2×V0,400)，則罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(4,5)，C錯(cuò)誤，D正確。6.登山隊(duì)員在攀登高峰的時(shí)候必須帶上專業(yè)的登山裝備，某隊(duì)員戴了登山手表攀登珠穆朗瑪峰，手表是密封的，表內(nèi)溫度27℃時(shí)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa(常溫下的大氣壓強(qiáng)值)，當(dāng)他登上峰頂時(shí)，峰頂氣壓為4.0×104Pa，表內(nèi)溫度為－23℃，則此登山手表表面玻璃可以承受的內(nèi)外壓強(qiáng)差至少為()A.8.3×104Pa B.8.3×105PaC.4.3×104Pa D.1.23×105Pa答案C解析取表內(nèi)封閉氣體為研究對(duì)象，初狀態(tài)的壓強(qiáng)為p1＝1.0×105Pa，溫度為T1＝(273＋27)K＝300K，末狀態(tài)的溫度為T2＝[273＋(－23)]K＝250K，根據(jù)查理定律有eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)，解得p2＝eq\f(5,6)×105Pa，所以此登山手表表面玻璃可以承受的內(nèi)外壓強(qiáng)差至少為Δp＝p2－p′＝eq\f(5,6)×105Pa－4.0×104Pa≈4.3×104Pa，故C正確。對(duì)點(diǎn)練3氣體狀態(tài)變化的圖像問(wèn)題7.(2023·山東日照模擬)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷兩個(gè)不同過(guò)程，分別由壓強(qiáng)—體積(p－V)圖上的兩條曲線Ⅰ和Ⅱ表示，如圖3所示，曲線均為反比例函數(shù)曲線的一部分。a、b為曲線Ⅰ上的兩點(diǎn)，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)分別為pa、pb，溫度分別為Ta、Tb。c、d為曲線Ⅱ上的兩點(diǎn)，氣體在狀態(tài)c和d的壓強(qiáng)分別為pc、pd，溫度分別為Tc、Td。下列關(guān)系式正確的是()圖3A.eq\f(Ta,Tb)＝eq\f(1,3) B.eq\f(Ta,Tc)＝eq\f(1,2)C.eq\f(pa,pd)＝eq\f(2,3) D.eq\f(pd,pb)＝eq\f(1,2)答案B解析曲線Ⅰ為等溫變化，a、b兩點(diǎn)的溫度相同，A錯(cuò)誤；根據(jù)理想氣體的氣態(tài)方程，a到c為等壓變化，即有eq\f(Ta,Tc)＝eq\f(Va,Vc)＝eq\f(1,2)，B正確；由圖像可知pa＝pc，又eq\f(pd,pc)＝eq\f(Vc,Vd)＝eq\f(2,3)，故eq\f(pa,pd)＝eq\f(3,2)，C錯(cuò)誤；由圖像可知pa＝pc，又eq\f(pa,pd)＝eq\f(3,2)，eq\f(pa,pb)＝3，故eq\f(pd,pb)＝2，D錯(cuò)誤。8.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖4所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中bc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行，則氣體體積在()圖4A.ab過(guò)程中不斷減小 B.bc過(guò)程中保持不變C.cd過(guò)程中不斷增加 D.da過(guò)程中保持不變答案B解析因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在bc過(guò)程中保持不變，B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，A錯(cuò)誤；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯(cuò)誤；連接aO交cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因?yàn)閂d<Ve，所以Vd<Va，所以da過(guò)程中氣體體積發(fā)生變化，D錯(cuò)誤。B級(jí)綜合提升練9.(2023·安徽宣城高三期末)如圖5所示，一端封閉、一端開(kāi)口且粗細(xì)均勻的直角細(xì)玻璃管，在直角處用一段水銀柱封閉了一定質(zhì)量的空氣，開(kāi)始時(shí)，封閉端處于豎直狀態(tài)直角處水銀柱的豎直部分與水平部分長(zhǎng)度均為h＝10cm。開(kāi)口端空氣柱的長(zhǎng)度h＝10cm。保持溫度不變。以玻璃管的封閉端為轉(zhuǎn)軸。將玻璃管在豎直平面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)θ＝30°。管內(nèi)水根柱恰好到達(dá)開(kāi)口端。已知大氣壓強(qiáng)為p0＝76cmHg。封閉端空氣柱的初始溫度t0＝27℃。求：圖5(1)封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L；(2)若保持封閉端處于豎直狀態(tài)，加熱封閉端空氣，當(dāng)管內(nèi)水根柱恰好到達(dá)開(kāi)口端時(shí)，此時(shí)管內(nèi)空氣柱的溫度t(結(jié)果保留1位小數(shù))。答案(1)33cm(2)72.5℃解析(1)設(shè)細(xì)