5.1分子動理論氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律（講義）（8考點(diǎn)6題型）

5.1分子動理論、氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律TOC\o"13"\h\z\u考點(diǎn)一微觀量的估算 1考點(diǎn)二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 2考點(diǎn)三分子間的作用力與分子勢能 2考點(diǎn)四固體與液體的性質(zhì) 3考點(diǎn)五氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 4考點(diǎn)六理想氣體實(shí)驗(yàn)定律微觀解釋 4考點(diǎn)七熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用 5考點(diǎn)八熱力學(xué)第二定律的理解 5TOC\o"44"\h\z\u題型1微觀量估算 6題型2布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動 9題型3分子動能、分子勢能和內(nèi)能 11題型4固體和液體性質(zhì)的理解 14題型5氣體狀態(tài)變化的圖像問題 16題型6氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋 19考點(diǎn)一微觀量的估算1．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.2．宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.3．關(guān)系(1)分子的質(zhì)量：m0＝eq\f(M,NA)＝eq\f(ρVmol,NA).(2)分子的體積：V0＝eq\f(Vmol,NA)＝eq\f(M,ρNA).(3)物體所含的分子數(shù)：N＝eq\f(V,Vmol)·NA＝eq\f(m,ρVmol)·NA或N＝eq\f(m,M)·NA＝eq\f(ρV,M)·NA.4．兩種模型(1)球體模型直徑為d＝eq\r(3,\f(6V0,π)).(適用于：固體、液體)(2)立方體模型邊長為d＝eq\r(3,V0).(適用于：氣體)特別提醒1.固體和液體分子都可看成是緊密堆積在一起的．分子的體積V0＝eq\f(Vmol,NA)，僅適用于固體和液體，對氣體不適用．2．對于氣體分子，d＝eq\r(3,V0)的值并非氣體分子的大小，而是兩個相鄰的氣體分子之間的平均距離．考點(diǎn)二布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動布朗運(yùn)動和熱運(yùn)動的比較布朗運(yùn)動熱運(yùn)動活動主體固體小顆粒分子區(qū)別是固體小顆粒的運(yùn)動，較大的顆粒不做布朗運(yùn)動，能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到是指分子的運(yùn)動，分子不論大小都做熱運(yùn)動，熱運(yùn)動不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)都是永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，都隨溫度的升高而變得更加激烈，都是肉眼所不能看見的聯(lián)系布朗運(yùn)動是由于小顆粒受到周圍分子做熱運(yùn)動的撞擊作用不平衡而引起的，它是分子做無規(guī)則運(yùn)動的反映考點(diǎn)三分子間的作用力與分子勢能1．分子間的相互作用力分子力是引力與斥力的合力．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但總是斥力變化得較快，如圖1所示．圖1(1)當(dāng)r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0；(2)當(dāng)r<r0時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大，但F引＜F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力；(3)當(dāng)r＞r0時，F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小，但F引＞F斥，F(xiàn)表現(xiàn)為引力；(4)當(dāng)r＞10r0(10－9m)時，F(xiàn)引和F斥都已經(jīng)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力(F＝0)．2．分子勢能分子勢能是由分子間相對位置而決定的勢能，它隨著物體體積的變化而變化，與分子間距離的關(guān)系為：(1)當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子引力做負(fù)功，分子勢能增大；(2)r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子斥力做負(fù)功，分子勢能增大；(3)當(dāng)r＝r0時，分子勢能最小，但不一定為零，可為負(fù)值，因?yàn)榭蛇x兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零；(4)分子勢能曲線如圖2所示．考點(diǎn)四固體與液體的性質(zhì)1．晶體與非晶體單晶體多晶體非晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(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、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香形成與轉(zhuǎn)化有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體.2.液體的表面張力(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢．(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直．3．液晶的物理性質(zhì)(1)具有液體的流動性．(2)具有晶體的光學(xué)各向異性．(3)從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．考點(diǎn)五氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用1．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，其體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p1,p2)＝eq\f(T1,T2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V1,V2)＝eq\f(T1,T2)圖象2.理想氣體的狀態(tài)方程(1)理想氣體①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體．②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能．(2)理想氣體的狀態(tài)方程一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)或eq\f(pV,T)＝C.氣體實(shí)驗(yàn)定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例．考點(diǎn)六理想氣體實(shí)驗(yàn)定律微觀解釋1．等溫變化一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變．在這種情況下，體積減小時，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)增大．2．等容變化一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時，分子的平均動能增大，氣體的壓強(qiáng)增大．3．等壓變化一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大．只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變．考點(diǎn)七熱力學(xué)第一定律的理解及應(yīng)用1．熱力學(xué)第一定律的理解不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．2．對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定符號WQΔU＋外界對物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加－物體對外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少3.幾種特殊情況(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量．(2)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量．(3)若過程的初、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量．考點(diǎn)八熱力學(xué)第二定律的理解1．熱力學(xué)第二定律的理解(1)“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量的幫助．(2)“不產(chǎn)生其他影響”的涵義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響．如吸熱、放熱、做功等．2．熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向性，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性．特別提醒熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但在有外界影響的條件下，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體，如電冰箱；在引起其他變化的條件下內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，如氣體的等溫膨脹過程．3．熱力學(xué)過程方向性實(shí)例：①高溫物體eq\o(,\s\up7(熱量Q能自發(fā)傳給),\s\do5(熱量Q不能自發(fā)傳給))低溫物體②功eq\o(,\s\up7(能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為),\s\do5(不能自發(fā)地且不能完全轉(zhuǎn)化為))熱③氣體體積V1eq\o(,\s\up7(能自發(fā)膨脹到),\s\do5(不能自發(fā)收縮到))氣體體積V2(較大)④不同氣體A和Beq\o(,\s\up7(能自發(fā)混合成),\s\do5(不能自發(fā)分離成))混合氣體AB4．兩類永動機(jī)的比較第一類永動機(jī)第二類永動機(jī)不需要任何動力或燃料，卻能不斷地對外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成題型1微觀量估算（2023春?章貢區(qū)校級期末）我國最新研制出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(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16。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NAA．a(chǎn)千克氣凝膠所含的分子數(shù)N=aB．氣凝膠的摩爾體積VmolC．每個氣凝膠分子的直徑d=3D．每個氣凝膠分子的體積V【解答】解：A．a(chǎn)千克氣凝膠的摩爾數(shù)為n=則a千克氣凝膠所含有的分子數(shù)為N=n故A正確；B．氣凝膠的摩爾體積為V故B正確；D．1mol氣凝膠中包含NA個分子，故每個氣凝膠分子的體積為V0=V故D正確；C．設(shè)每個氣凝膠分子的直徑為d，則有V0=43π聯(lián)立①②式可得d=3故C錯誤。本題選不正確的，故選：C。（2022秋?青島期末）利用油膜法可粗略地測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。若已知n滴油酸的總體積為V，一滴油酸形成的油膜面積為S，油酸的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則每個油酸分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為（球的體積公式V=4A．d=VnS，NAB．d=VnS，NAC．d=VS，NAD．d=VS，N【解答】解：一滴油酸體積為Vn，故直徑油酸的摩爾體積為V一個油酸分子的體積為V故NA=VmolV故選：B。（多選）（2023春?吉安期末）我國最新研制出了一種超輕氣凝膠，它刷新了目前世界上最輕的固體材料的紀(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16。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NAA．1kg氣凝膠所含的分子數(shù)N=NB．1m3氣凝膠所含的分子數(shù)N=ρC．每個氣凝膠分子的體積V0D．每個氣凝膠分子的直徑d=【解答】解：A．1kg氣凝膠的摩爾數(shù)為n=則1kg氣凝膠所含有的分子數(shù)為N=n故A正確；B．1m3氣凝膠的摩爾數(shù)為n=則1m3氣凝膠所含有的分子數(shù)為N=n故B正確，CD．1mol氣凝膠中包含NA個分子，故每個氣凝膠分子的體積為V設(shè)每個氣凝膠分子的直徑為d，根據(jù)體積的計算公式有V解得d=故C正確，D錯誤。故選：ABC。（2023春?吉安期末）水是人體正常生理代謝所必需的物質(zhì)，許多成年人每天要喝2000mL左右的水。已知水的摩爾質(zhì)量M＝18×10﹣3kg/mol，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，小偉同學(xué)一口氣喝了90mL的水，阿伏加德羅常數(shù)取NA＝6.0×1023mol﹣1。（1）求小偉同學(xué)本次喝下的水的分子個數(shù)N；（2）設(shè)想水分子是一個挨著一個排列的球體，忽略水分子的間隙，試估算水分子的直徑R。（結(jié)果可保留π和根號）【解答】解：（1）由題意可知小偉同學(xué)本次喝下的水的質(zhì)量為：m＝ρV對應(yīng)的物質(zhì)的量為：n=則小偉同學(xué)本次喝下水的分子數(shù)為：N＝nNA聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：N＝3×1024（個）；（2）水的摩爾體積為：V則單個水分子的體積為：V又，V聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得：R=題型2布朗運(yùn)動與分子熱運(yùn)動（2023春?五華區(qū)校級期中）下列說法正確的是（）A．布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動 B．同一時刻與固體小顆粒相碰的液體分子數(shù)越少，布朗運(yùn)動越不明顯 C．布朗運(yùn)動的無規(guī)則性，反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性 D．固體小顆粒的體積越小，布朗運(yùn)動越明顯，液體分子熱運(yùn)動越激烈【解答】解：AC．布朗運(yùn)動時懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，是因?yàn)橐后w分子無規(guī)則運(yùn)動過程中撞擊固體顆粒的不平衡性造成的，不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動運(yùn)動的反映，故A錯誤，C正確；B．固體顆粒越小，同一時刻與固體小顆粒相碰的液體分子數(shù)越少，固體顆粒的不平衡性越明顯，固體顆粒的運(yùn)動狀態(tài)越容易改變，因而布朗運(yùn)動越明顯，故B錯誤；D．液體分子熱運(yùn)動激烈程度取決于液體的溫度，當(dāng)液體溫度不變時，固體小顆粒的體積越小，運(yùn)動狀態(tài)容易改變，從而布朗運(yùn)動越明顯，因此固體小顆粒的體積越小，布朗運(yùn)動越明顯，但不能反映液體分子熱運(yùn)動越激烈，故D錯誤。故選：C。（2023春?碑林區(qū)校級期中）圖甲和圖乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同，下列說法中正確的是（）A．炭粒的運(yùn)動即布朗運(yùn)動，也就是分子的運(yùn)動 B．炭粒的運(yùn)動是由于其內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的 C．若水溫相同，則甲中炭粒的顆粒較大 D．若炭粒大小相同，則甲中水分子的熱運(yùn)動較劇烈【解答】解：A．布朗運(yùn)動是固體顆粒的運(yùn)動，是由于液體分子的熱運(yùn)動，無規(guī)則，導(dǎo)致懸浮固體顆粒受力不平衡，因此描述的固體顆粒的運(yùn)動是無規(guī)則的，但我們看到的是固體顆粒的機(jī)械運(yùn)動，故A錯誤；B．炭粒的運(yùn)動是由于熱運(yùn)動的水分子分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，水分子與炭粒不停發(fā)生碰撞，炭粒受力不平衡產(chǎn)生的運(yùn)動，因此炭粒的運(yùn)動并不是由于其內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的，故B錯誤；C．若水溫相同，則炭粒的越小，布朗運(yùn)動越劇烈，根據(jù)圖像炭粒的活動范圍可知，圖乙中炭粒的運(yùn)動劇烈一些，即圖乙中炭粒的顆粒較小，可知，若水溫相同，則甲中炭粒的顆粒較大，故C正確；D．若炭粒大小相同，則溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈，根據(jù)圖像炭粒的活動范圍可知，圖乙中炭粒的劇烈一些，即圖乙中的溫度較高，則乙中水分子的熱運(yùn)動較劇烈，故D錯誤。故選：C。（2023春?陵水縣校級期末）以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是（）A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止 C．水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈 D．水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大【解答】解：A、分子的熱運(yùn)動是內(nèi)部分子的運(yùn)動，只與溫度有關(guān)，與水流速度無關(guān)，故A錯誤；B、水凝結(jié)成冰后，水分子仍然在進(jìn)行無規(guī)則運(yùn)動，故B錯誤；C、分子熱運(yùn)動與溫度有關(guān)，水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈，故C正確；D、水的溫度升高，分子的平均動能增大，但是并不是每個分子的運(yùn)動速率都增大，可能有些分子運(yùn)動速率減小，故D錯誤。故選：C。（多選）（2023春?定遠(yuǎn)縣校級期中）我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其在空中做無規(guī)則運(yùn)動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。燃燒礦物燃料是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是（）A．PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多 B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動屬于分子熱運(yùn)動 C．PM2.5的運(yùn)動軌跡只是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡決定的 D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度【解答】解：A、由題意可知，PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，直徑的數(shù)量級為10﹣6m，氧分子直徑的數(shù)量級為10﹣10m，則PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，故A正確；B、PM2.5的尺寸比分子的尺寸大的多，則在空氣中的運(yùn)動不屬于分子熱運(yùn)動，故B錯誤；C、PM2.5的運(yùn)動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動決定的，故C錯誤；D、倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故D正確。故選：AD。題型3分子動能、分子勢能和內(nèi)能（2023春?五華區(qū)校級期中）如圖所示為分子間作用力隨分子間距離變化的圖像，取分子間距離無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，下列說法正確的是（）A．分子間距離大于r0時，分子間只存在著相互作用的引力 B．分子力表現(xiàn)為引力時，隨著分子間距離增大，分子勢能變小 C．當(dāng)分子間距離為r0時，分子間的引力和斥力都為0 D．分子間距離0＜r＜2r0時，分子勢能為零時分子間距小于r0【解答】解：A、分子間距離大于r0時，分子間同時存在相互作用的引力和斥力，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力，故A錯誤；C、當(dāng)分子間距離為r0時，分子間的引力和斥力大小相等，方向相反，分子力為0，故C錯誤；B、分子力表現(xiàn)為引力時，隨著分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，故B錯誤；D、由于取分子間距離無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，當(dāng)分子從無窮遠(yuǎn)向r＝r0靠近時，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，分子勢能逐漸減小，直到r＝r0時分子勢能達(dá)到最小值，為負(fù)值，當(dāng)分子間距0＜r＜r0，且繼續(xù)靠近時，分子力變現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，因此分子間距離0＜r＜2r0時，分子勢能為零時分子間距小于r0，故D正確。故選：D。1（2023春?渾南區(qū)校級期中）用電腦軟件模擬兩個相同分子在僅受分子力作用下的運(yùn)動。將兩個質(zhì)量均為m的A、B分子從x軸上的﹣x0和x0處由靜止釋放，如圖1所示。其中B分子的速度v隨位置x的變化關(guān)系如圖2所示。取無限遠(yuǎn)處勢能為零，下列說法正確的是（）A．A、B間距離為x1時分子力為零 B．A、B間距離為2（x1﹣x0）時分子力為零 C．A、B系統(tǒng)的分子勢能最小值為12D．釋放時A、B系統(tǒng)的分子勢能為mv【解答】解：AB、由圖乙可知，B分子在x0～x1過程中做加速運(yùn)動，說明開始時兩分子間作用力為斥力，在x1處速度最大，加速度為0，即兩分子間的作用力為0，根據(jù)運(yùn)動的對稱性可知，此時A、B分子間的距離為2x1，故AB錯誤；C、由能量守恒可知，當(dāng)兩分子速度最大即動能最大時，分子勢能最小，則最小分子勢能為：Epmin=mv22-2D、由圖乙可知，兩分子運(yùn)動到無窮遠(yuǎn)處的速度為v2，在無窮遠(yuǎn)處的總動能為：2×12mv22=mv22，由題意可知，無窮遠(yuǎn)處的分子勢能為0故選：D。（2023春?石屏縣校級期末）分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示.將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個分子間的作用，下列說法正確的是（）A．從r＝r2到r＝r0，分子間作用力表現(xiàn)為斥力 B．從r＝r2到r＝r1，分子力的大小先減小后增大 C．從r＝r2到r＝r0，分子勢能先減小后增大 D．從r＝r2到r＝r1，分子動能先增大后減小【解答】解：A、從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在增加，但斥力增加的更快，故A錯誤；B、由圖可知，在r＝ro時分子力為零，故從r＝r2到r＝r1分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯誤；C、分子勢能在r＝ro時最小，故從r＝r2到r＝r0分子勢能一直在減小，故C錯誤；D、從r＝r2到r＝r1分子力先做正功后做負(fù)功，故分子動能先增大后減小，故D正確；故選：D。（2023春?焦作期末）圖1、2中，一個是分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖像，另一個是分子間作用力與分子間距離的關(guān)系圖像，r0為平衡位置。現(xiàn)讓相距較遠(yuǎn)的兩分子僅在相互間分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時分子勢能為零，則在兩分子相互接近過程中，由圖像分析可知（）A．分子間的作用力先增大后減小再增大 B．分子勢能先增大后減小再增大 C．分子運(yùn)動的加速度先增大后減小 D．分子的動能先減小后增大【解答】解：A、當(dāng)r＝r0時分子力表現(xiàn)為零，可知圖1為分子間作用力與分子間距離的關(guān)系圖像，由圖1可知，當(dāng)兩分子相互接近過程中，分子間的作用力先增大后減小再增大，故A正確；B、當(dāng)兩分子相互接近過程中，由圖2可知，分子勢能先減小后增大，故B錯誤；C、因?yàn)榉肿娱g的作用力先增大后減小再增大，則分子運(yùn)動的加速度先增大后減小再增大，故C錯誤；D、因分子力先做正功后做負(fù)功，則分子的動能先增大后減小，故D錯誤。故選：A。題型4固體和液體性質(zhì)的理解（2023秋?羅湖區(qū)期末）我們在夜晚點(diǎn)亮蠟燭，可以看到蠟燭火焰呈向上升起的“錐形”，如圖所示。如果在我國夢天實(shí)驗(yàn)艙中演示點(diǎn)亮蠟燭的實(shí)驗(yàn)，則可以看到（）A．蠟燭不能點(diǎn)燃，因?yàn)樘张撎幱谕耆е貭顟B(tài)，氧氣分子幾乎不動 B．蠟燭能點(diǎn)燃但瞬時熄滅，因?yàn)槿紵a(chǎn)生的二氧化碳隔斷了氧氣的供給 C．如果氧氣充足，點(diǎn)燃的蠟燭火焰也呈向上升起的“錐形” D．如果氧氣充足，點(diǎn)燃的蠟燭火焰沒有呈向上升起的“錐形”，而是向四周一樣的“球形”【解答】解：因?yàn)樵诘孛嫔先紵蟮臒釟馍仙⒗錃庀陆?，所以火焰呈錐形。而在空間站里，空氣分子完全失重，幾乎消除冷熱空氣對流，燃燒后的氣體向各個方向運(yùn)動的趨勢相同，所以它的火焰呈近似球形。故ABC錯誤，D正確；故選：D。（2022秋?河?xùn)|區(qū)期末）下面是教材中的四幅插圖，下列說法正確的是（）A．圖甲是顯微鏡下三顆小炭粒的運(yùn)動位置連線圖，連線表示小炭粒的運(yùn)動軌跡 B．圖乙是封閉在容器中的一定質(zhì)量的理想氣體，若溫度升高，其內(nèi)能一定增大 C．圖丙是一定質(zhì)量的理想氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則T2＜T1 D．圖丁中一只水黽能停在水面上，主要是靠水對水黽的浮力作用【解答】解：A、每隔一段時間把觀察到的炭粒的位置記錄下來，然后用直線把這些位置依次連接成折線，所以布朗運(yùn)動圖像反映每隔一段時間固體微粒的位置，而不是運(yùn)動軌跡，故A錯誤；B、理想氣體不計分子勢能，所以溫度升高時，分子平均動能增大，則內(nèi)能一定增大，故B正確；C、由理想氣體狀態(tài)方程可判斷，一定質(zhì)量的理想氣體，不同溫度下對應(yīng)的等溫線是不同的，且越靠近原點(diǎn)等溫線所表示的溫度就越低，即T1＜T2，故C錯誤；D、水黽停在水面上的原因是水黽受到了水的表面張力的作用，故D錯誤。故選：B。（2023春?河池期末）固體是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)，與液體和氣體相比固體有比較固定的體積和形狀，質(zhì)地比較堅硬。關(guān)于固體，下列說法正確的是（）A．食鹽、玻璃和水晶都是晶體，非晶體和單晶體都沒有確定的幾何形狀 B．固體可以分為單晶體和多晶體，多晶體沒有確定的幾何形狀 C．布朗運(yùn)動是固體分子無規(guī)則熱運(yùn)動的反映 D．晶體具有各向異性，組成晶體的物質(zhì)微粒在空間整齊排列成“空間點(diǎn)陣”【解答】解：A.食鹽和水晶都是晶體，玻璃是非晶體，非晶體和多晶體都沒有確定的幾何形狀，單晶體具有確定的幾何形狀，故A錯誤；B.固體可以分為單晶體和多晶體，多晶體沒有確定的幾何形狀，單晶體具有確定的幾何形狀故B正確；C.布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的顆粒受到液體分子撞擊受力不平衡而做的無規(guī)則運(yùn)動，是液體分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，故C錯誤；D.單晶體具有各向異性，多晶體具有各向同性，組成晶體的物質(zhì)微粒在空間整齊排列成“空間點(diǎn)陣”，故D錯誤。故選：B。（2023春?宿遷期末）碳納米管是管狀的納米級石墨。關(guān)于碳納米管，下列說法正確的是（）A．碳原子之間的化學(xué)鍵屬于強(qiáng)相互作用 B．碳納米管具有固定的熔點(diǎn) C．碳納米管的所有物理性質(zhì)都是各向異性 D．碳納米管上所有的碳原子都是靜止不動的【解答】解：A．碳原子之間的化學(xué)鍵屬于電磁相互作用，故A錯誤；B．碳納米管是管狀的納米級石墨是晶體，有固定的熔點(diǎn)，故B正確；C．碳納米管的部分物理性質(zhì)具有各向異性，并非所有物理性質(zhì)都是各向異性，故C錯誤；D．碳納米管上所有的碳原子并不是靜止不動的，由分子動理論可知它們在不停地振動，故D錯誤。故選：B。題型5氣體狀態(tài)變化的圖像問題（2023秋?大連期末）一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)B、C狀態(tài)后，又回到初始狀態(tài)A，對應(yīng)的p﹣V圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）A．狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體分子的平均動能不變 B．狀態(tài)B和狀態(tài)C的熱力學(xué)溫度之比為2：1 C．狀態(tài)C到狀態(tài)A，氣體對外界做功為2p0V0 D．整個循環(huán)過程中，氣體吸收的熱量為p0V0【解答】解：A.根據(jù)圖像可知，A狀態(tài)的pV乘積小于B狀態(tài)，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，pVT=C，故A溫度低于B，故氣體分子的平均動能減小，故B.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，pVT=C，代入B和C的數(shù)據(jù)有，狀態(tài)B和狀態(tài)C的熱力學(xué)溫度之比為4：3，故C.狀態(tài)C到狀態(tài)A，氣體體積減小，外界對氣體做功為2p0V0，故C錯誤；D.p﹣V圖像面積代表做功，故從狀態(tài)A經(jīng)B、C狀態(tài)后，又回到初始狀態(tài)A，氣體對外做功為△ABC面積W=12（3V0﹣V0）×p0＝p0V0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q﹣W＝0，所以Q＝p0V0，整個循環(huán)過程中，氣體吸收的熱量為p0V0，故故選：D。（2022秋?鐵嶺期末）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如p﹣V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說法中不正確的是（）A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)的內(nèi)能相同 B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的溫度之比為3：4 C．a(chǎn)→c過程中氣體對外界做正功 D．a(chǎn)→c過程中氣體向外界放熱【解答】解：A、根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程pVpapbpc由paVaTa=pcVcTc，可得B、由paVaTa=pbVbTb，可得C．a(chǎn)→c過程中，氣體體積變大，則氣體對外界做正功，故C正確；D．a(chǎn)c兩狀態(tài)氣體溫度相同，則氣體內(nèi)能不變（實(shí)際上先增大后減?。?，即ΔU＝0；氣體體積變大，氣體對外界做正功（W＜0）；根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q，可知Q＞0，即氣體從外界吸熱，故D錯誤。本題選不正確選項，故選：D。（2023春?圖木舒克校級期末）圖示為一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V﹣T圖像。已知?dú)怏w在狀態(tài)A時的壓強(qiáng)是1.5×105Pa。關(guān)于氣體的狀態(tài)，下列說法正確的是（）A．氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)為2.0×105Pa B．氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)為1.0×105Pa C．從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體的壓強(qiáng)增大 D．從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體的壓強(qiáng)減小【解答】解：CD．在V﹣T圖像中，AB為過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，由理想氣體狀態(tài)方程：pVT=C，可知從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體做等壓變化，故AB．氣體質(zhì)量不變，從B到C，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得pBVBTB=pCVCTC代入數(shù)據(jù)解得：pC=2×105Pa故選：A。（2023秋?未央?yún)^(qū)校級期末）如圖甲所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用橫截面積S＝50cm2的質(zhì)量不計且光滑的活塞密封一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體），活塞上靜止一質(zhì)量為m的物塊。圖乙是密閉氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的V﹣T圖像，密閉氣體在A點(diǎn)的壓強(qiáng)pA=1.05×105Pa，從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中吸收熱量Q＝200J。已知外界大氣壓強(qiáng)p0（i）物塊的質(zhì)量；（ii）氣體在狀態(tài)B的體積。【解答】解：（i）在狀態(tài)A時，對活塞受力分析，根據(jù)平衡條件得：mg+p0S＝pAS，（其中S＝50cm2＝5×10﹣3m2）代入已知數(shù)據(jù)解得：m＝2kg（ii）根據(jù)V﹣T圖像可知：V即氣體做等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得：V由圖像知：TA＝300K，TB＝400K，V代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得：V答：（i）物塊的質(zhì)量為2kg；（ii）氣體在狀態(tài)B的體積為3.2×10﹣3m3。題型6氣體實(shí)驗(yàn)定律的微觀解釋（2023秋?石家莊期末）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)a→b、b→c、c→a三個過程后回到初始狀態(tài)a，其p—V圖像如圖所示。已知初始狀態(tài)氣體的溫度為T，三個狀態(tài)的坐標(biāo)分別為a（V0，5p0）、b（5V0，p0）、c（V0，p0），下列說法正確的是（）A．在a→b過程中，封閉氣體的溫度一定不變 B．氣體在a狀態(tài)的溫度可能與b狀態(tài)的溫度不相等 C．氣體在c狀態(tài)的溫度為T5D．氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體向外界放出的熱量為4p0V0【解答】解：AB．對狀態(tài)a分析有paVa＝5p0V0對狀態(tài)b分析有pbVb＝5p0V0＝paVa所以Tb＝Ta但不知道曲線ab變化的規(guī)律，所以氣體從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中不一定溫度不變，故AB錯誤；C．氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體的壓強(qiáng)不變，由蓋—呂薩克定律V解得T故C正確；D．氣體從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體的壓強(qiáng)不變，外界對氣體做功W＝p0ΔV＝4p0V0由熱力學(xué)第一定律有ΔU＝W+Q＝4p0V0+Q解得Q＝ΔU﹣4p0V0由Tc=15T可知從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體溫度降低，則氣體的內(nèi)能減少，所以氣體向外界放出的熱量大于4p0故選：C。（多選）2（2023秋?太原期末）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)a→狀態(tài)b→狀態(tài)c→狀態(tài)a的循環(huán)過程中，氣體壓強(qiáng)p隨熱力學(xué)溫度T變化的關(guān)系。ab的延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，bc平行于P軸，下列說法正確的是（）A．氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能最大 B．狀態(tài)a→狀態(tài)b，氣體分子數(shù)密度增大 C．狀態(tài)b→狀態(tài)c，氣體向外界放熱 D．狀態(tài)c→狀態(tài)a，氣體對外做的功大于氣體吸收的熱量【解答】解：A、ab延長線過原點(diǎn)，在ab過程中，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比，氣體溫度降低，內(nèi)能減小，bc過程氣體溫度不變，內(nèi)能不變，ca過程溫度升高，內(nèi)能增大，所以氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能最大，故A正確；B、在ab過程中氣體體積不變，氣體不對外界做功，外界也不對氣體做功，氣體分子數(shù)密度不變，故B錯誤；C、在bc過程中氣體溫度不變，內(nèi)能不變，壓強(qiáng)增大，體積減小，外界對氣體做功，氣體向外放出熱量，故C正確；D、在ca過程中氣體溫度升高，內(nèi)能增大，壓強(qiáng)減小，體積增大，所以氣體對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q+W可知，氣體對外做的功小于氣體吸收的熱量，故D錯誤；故選：AC。2（2023秋?武昌區(qū)期末）如圖所示為氣壓式升降椅和簡易結(jié)構(gòu)切面圖，在氣缸和氣缸桿之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸密封性和導(dǎo)熱性良好，忽略一切摩擦。設(shè)無人坐椅時，氣缸內(nèi)氣體的初始狀態(tài)為A；有人慢慢地坐到座椅上后，雙腳離地，椅面下降，氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為B；空調(diào)開啟，室內(nèi)溫度下降至某值并保持恒溫，氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為C；最后此人離開座椅，氣缸內(nèi)氣體穩(wěn)定后的狀態(tài)為D。關(guān)于氣缸內(nèi)氣體的描述，下列說法正確的是（）A．狀態(tài)A到B，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能一直增大 B．狀態(tài)B到C，氣體分子熱運(yùn)動的平均動能保持不變 C．狀態(tài)C到D，氣體對外界做功，氣體從外吸收熱量 D．狀態(tài)A與狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動的平均動能相等【解答】解：A.狀態(tài)A到B，外界對氣體做功，同時氣體向外界放出熱量，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W+Q，可知?dú)怏w內(nèi)能不一定增大，故A錯誤；B.依題意，狀態(tài)B到C，氣缸內(nèi)氣體溫度降低，則氣體分子熱運(yùn)動的平均動能也隨之減小，故B錯誤；C.依題意，狀態(tài)C到D，氣體對外界做功，內(nèi)能保持不變，由Δ