2019年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七鴨部分第17講分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律課件.ppt

1、專題整合突破,專題七選考部分,第17講分子動(dòng)理論氣體及熱力學(xué)定律,微 網(wǎng) 構(gòu) 建,高 考 真 題,1(2018北京，14)關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是() A氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān) B布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) C分子間同時(shí)存在著引力和斥力 D分子間的引力總是隨分子間距增大而增大 解析A錯(cuò)：在其他條件不變的情況下，溫度越高，氣體擴(kuò)散得越快。B錯(cuò)：布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的運(yùn)動(dòng)，從側(cè)面反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。C對(duì)：分子間同時(shí)存在著引力和斥力。D錯(cuò)：分子間的引力總是隨著分子間距的增大而減小。,C,2(2018全國(guó)，33)(1)如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷過程、到達(dá)狀態(tài)e。對(duì)此氣體

2、，下列說法正確的是_。 A過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小 B過程中氣體對(duì)外界做正功 C過程中氣體從外界吸收了熱量 D狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等 E狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小,BDE,解析(1)A錯(cuò)：過程中，氣體由a到b，體積V不變、T升高，則壓強(qiáng)增大。B對(duì)：過程中，氣體由b到c，體積V變大，對(duì)外界做功。C錯(cuò)：過程中，氣體由d到e，溫度T降低，內(nèi)能U減小，體積V不變，氣體不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW得Qpc， 由c到d的過程，溫度不變，Vcpd， 所以pbpcpd。,3(2018全國(guó)，33)(1)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是_。 A氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能 B氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互

3、作用的勢(shì)能 C氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 D氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變 E氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,BDE,(2)如圖，一豎直放置的汽缸上端開口，汽缸壁內(nèi)有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動(dòng)，其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體。已知活塞質(zhì)量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計(jì)它們之間的摩擦。開始時(shí)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0，溫度均為T0。現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體，直至活塞剛好到達(dá)b處。求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對(duì)外所做的功。重力加速度大小為g。,解析(1)A錯(cuò)：氣體的內(nèi)能不考慮氣體自身重力

4、的影響，故氣體的內(nèi)能不包括氣體分子的重力勢(shì)能。B、E對(duì)：實(shí)際氣體的內(nèi)能包括氣體的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能兩部分。C錯(cuò)：氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能屬于機(jī)械能，不是氣體的內(nèi)能。D對(duì)：氣體體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，氣體溫度也可能發(fā)生變化，即分子勢(shì)能和分子動(dòng)能的和可能不變。,4(2018全國(guó)，33)(1)如圖，一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如pV圖中從a到b的直線所示。在此過程中_。 A氣體溫度一直降低 B氣體內(nèi)能一直增加 C氣體一直對(duì)外做功 D氣體一直從外界吸熱 E氣體吸收的熱量一直全部用于對(duì)外做功,BCD,(2)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)

5、U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊空氣柱的長(zhǎng)度分別為l118.0cm和l212.0cm，左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0cmHg?，F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長(zhǎng)度。在整個(gè)過程中，氣體溫度不變。,解析(1)A錯(cuò)：在pV圖中理想氣體的等溫線是雙曲線的一支，而且離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)溫度越高，故從a到b溫度升高。B對(duì)：一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能由溫度決定，溫度越高，內(nèi)能越大。C對(duì)：氣體體積膨脹，對(duì)外做功。D對(duì)：根據(jù)熱力學(xué)第一定律UQW，得QUW，由于U0、W0，故Q0，氣體吸熱。E錯(cuò)：由QUW可知，氣體吸收的熱量一部分用來對(duì)外做功，一部分用來增加氣體的內(nèi)

6、能。,(2)設(shè)U形管兩端豎直朝上時(shí)，左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2。U形管水平放置時(shí)，兩邊氣體壓強(qiáng)相等，設(shè)為p。此時(shí)原左、右兩邊氣柱長(zhǎng)度分別變?yōu)閘1和l2。由力的平衡條件有 p1p2g(l1l2) 式中為水銀密度，g為重力加速度大小。 由玻意耳定律有 p1l1pl1 p2l2pl2,兩邊氣柱長(zhǎng)度的變化量大小相等 l1l1l2l2 由式和題給條件得 l122.5cm l27.5cm,5(2018江蘇，12A)(1)如題1圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中。紗布中的水在蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度?？諝鉁囟炔蛔?，若一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則_。

7、A空氣的相對(duì)濕度減小 B空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)增大 C空氣中水的飽和汽壓減小 D空氣中水的飽和汽壓增大,A,(題1圖),(2)一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見下表。則T1_(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比_(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。,大于,等于,(3)如題2圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0105Pa，經(jīng)歷ABCA的過程，整個(gè)過程中對(duì)外界放出61.4J熱量。求該氣體在AB過程中對(duì)外界

8、所做的功。,(題2圖),解析(1)A對(duì)：溫度計(jì)示數(shù)減小說明水在蒸發(fā)，是因?yàn)榭諝庵械南鄬?duì)濕度減小了。C、D錯(cuò)：水的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度不變，水的飽和汽壓不變。B錯(cuò)：溫度不變，水的飽和汽壓不變，空氣的相對(duì)濕度減小，所以空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)減小。 (2)溫度升高，速率大的分子比例較大，故T1T2。 溫度一定，氣體分子速率分布情況不變，故泄漏前后速率處于400500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比保持不變。,(3)整個(gè)過程中，外界對(duì)氣體做功WWABWCA， 且WCApA(VCVA) 由熱力學(xué)第一定律UQW，得WAB(QWCA) 代入數(shù)據(jù)得WAB138.6J， 即氣體對(duì)外界做的功為138.6J

9、。,熱 點(diǎn) 聚 焦,熱點(diǎn)一分子動(dòng)理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律,(2)必須明確反映分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩個(gè)實(shí)例 布朗運(yùn)動(dòng)： 研究對(duì)象：懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無規(guī)則、永不停息 相關(guān)因素：顆粒大小、溫度 擴(kuò)散現(xiàn)象 產(chǎn)生原因：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 相關(guān)因素：溫度,(3)必須弄清的分子力和分子勢(shì)能 分子力：分子間引力與斥力的合力。分子間距離增大，引力和斥力均減?。环肿娱g距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快。 分子勢(shì)能：分子力做正功，分子勢(shì)能減??；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時(shí)，分子間作用的合力為0)時(shí)，分子勢(shì)能最小。,2物體的內(nèi)能與熱力學(xué)定律

10、 (1)物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢(shì)能的變化。 (2)熱力學(xué)第一定律 公式：UWQ 符號(hào)規(guī)定：外界對(duì)系統(tǒng)做功，W0；系統(tǒng)對(duì)外界做功，W0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，U0。,(3)熱力學(xué)第二定律的表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述)。不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)。第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。,(多選)(2018海南省高三下學(xué)期高考?jí)狠S卷)我國(guó)已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5m的懸浮顆

11、粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后對(duì)人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關(guān)于PM2.5的說法中正確的是 () APM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng) BPM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng) CPM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)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 EPM2.5必然有內(nèi)能,典例 1,DE,解析PM2.5的尺寸比空氣中氧分子的尺寸大得多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)不屬于分子熱運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分

12、子對(duì)PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；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，PM2.5必然有內(nèi)能，選項(xiàng)D、E正確；故選DE.,類題演練1(多選)(2018山東省淄博、萊蕪市二模)健身球是一個(gè)充滿氣體的大皮球，現(xiàn)把健身球放在水平地面上。若在人體壓向健身球的過程中球內(nèi)氣體溫度保持不變，則() A氣體分子的平均動(dòng)能增大B氣體的密度增大 C氣體從外界吸收熱量D外界對(duì)氣體做功 解析在人壓向球的過程中，外界對(duì)球做功，氣體的體積減小，故氣體的密度增大；氣體溫度不變，故氣體分子的平均動(dòng)能不變；由于外界對(duì)氣體做功，但氣體溫度不變，故內(nèi)能不變；由熱力

13、學(xué)第一定律可知，氣體對(duì)外放熱；故AC錯(cuò)誤；BD正確。,BD,1固體和液體 (1)晶體和非晶體,熱點(diǎn)二固體、液體和氣體,(2)液晶的性質(zhì) 液晶是一種特殊的物質(zhì)，既可以流動(dòng)，又可以表現(xiàn)出單晶體的分子排列特點(diǎn)，在光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性。 (3)液體的表面張力 使液體表面有收縮到球形的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切。 (4)飽和汽壓的特點(diǎn) 液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)。,(2018江西省重點(diǎn)中學(xué)高三下學(xué)期聯(lián)考)如圖所示，勁度系數(shù)為k100N/m的輕質(zhì)彈簧與完全相同的導(dǎo)熱活塞A、B不拴接，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞A、B分成兩個(gè)部分封閉在可導(dǎo)熱的汽缸內(nèi)。

14、活塞A、B之間的距離與B到汽缸底部的距離均為l1.2m，初始時(shí)刻，氣體與外界大氣壓強(qiáng)相同，溫度為T1300K，將環(huán)境溫度緩慢升高至T2450K，系統(tǒng)再次達(dá)到穩(wěn)定，A已經(jīng)與彈簧分離，已知活塞A、B的質(zhì)量均為m2.0kg。橫截面積為S10cm2；外界大氣壓強(qiáng)恒為p01.0105Pa。不計(jì)活塞與汽缸之間的摩擦且密封良好，g取10m/s2，求活塞A相對(duì)初始時(shí)刻上升的高度。,典例 2,方法總結(jié) 1壓強(qiáng)的計(jì)算 (1)被活塞、汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律列式計(jì)算。 (2)被液柱封閉的氣體的壓強(qiáng)，通常分析液片或液柱的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解。,2合理選取氣體

15、變化所遵循的規(guī)律列方程 (1)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列方程求解。 (2)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化，則選用對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律列方程求解。 3多個(gè)研究對(duì)象的問題 由活塞、液柱相聯(lián)系的“兩團(tuán)氣”問題，要注意尋找“兩團(tuán)氣”之間的壓強(qiáng)、體積或位移關(guān)系，列出輔助方程，最后聯(lián)立求解。,BDE,解析絕對(duì)濕度指大氣中水蒸汽的實(shí)際壓強(qiáng)，空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸汽的壓強(qiáng)表示，單位是Pa；而空氣的相對(duì)濕度是空氣中水蒸氣的絕對(duì)濕度與同溫度水的飽和汽壓的比值，所以空氣的相對(duì)濕度沒有單位，故A錯(cuò)誤；多晶體有固定的熔點(diǎn)，單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，多晶體的物理性

16、質(zhì)是各向同性的，故選項(xiàng)B正確；液體的飽和汽壓與溫度和液體種類都有關(guān)，故C錯(cuò)誤；在分子間的距離rr0時(shí)，分子間的引力和斥力都不為零但大小相等，分子勢(shì)能最小，故選項(xiàng)D正確；由于液體表面層內(nèi)分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面層內(nèi)分子間作用力表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)，故E正確。,類題演練3(2018山東省煙臺(tái)市高三下學(xué)期模擬)如圖所示，一端開口的薄壁玻璃管開口朝下豎直立于圓柱形水銀槽的水銀中，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，玻璃管和水銀槽的橫截面積分別是1.0cm2和5.0cm2。開始時(shí)被封閉氣柱長(zhǎng)為10cm，現(xiàn)將玻璃管豎直向上緩慢提升9cm(開口仍在水銀槽液面以下)，使玻璃管內(nèi)外液面高度差增加了5cm。已知大氣壓強(qiáng)P075cmHg1.0105Pa。求： (1)開始時(shí)玻璃管內(nèi)外液面高度差； (2)大氣壓力對(duì)槽內(nèi)水銀面做的總功。,(2018江西省贛中南五校模擬)如圖所示，用質(zhì)量為m、面積為S的可動(dòng)水平活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封于懸掛在天花板上的氣缸中，當(dāng)環(huán)境的熱力學(xué)溫度為T0時(shí)，活塞與氣缸底部的高度差為h0，由于環(huán)境溫度逐漸降低，活塞緩慢向上移動(dòng)距離h。若外界大氣壓恒為p0，密封氣體的內(nèi)能U與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為UkT(k為取正值的常數(shù))，氣缸導(dǎo)熱良好，與活塞間的摩擦不計(jì)，重力加速度大小為g，求此過程中： (1)外界對(duì)密封氣體做的功W； (2)