高考物理二轮复习 第一部分 （专题突破+破译命题密码）专题十三 选修33课件.ppt

1 2012 全国高考 下列关于布朗运动的说法 正确的是 a 布朗运动是液体分子的无规则运动b 液体温度越高 悬浮粒子越小 布朗运动越剧烈c 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的d 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的解析 选布朗运动是悬浮粒子的无规则运动 不是液体分子的运动 选项a错 液体的温度越高 悬浮粒子越小 布朗运动越剧烈 选项b正确 布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的 选项c错 选项d正确 bd 2 2012 江苏高考 下列现象中 能说明液体存在表面张力的有 a 水黾可以停在水面上b 叶面上的露珠呈球形c 滴入水中的红墨水很快散开d 悬浮在水中的花粉做无规则运动解析 选水黾可以停在水面上 是由于水的表面张力 a正确 由于水的表面张力的作用 使水滴表面积收缩到最小 故叶面上的露珠呈球形 b正确 滴入水中的墨水很快散开是扩散现象 c错误 悬浮在水中的花粉由于水分子撞击的不平衡性做布朗运动 d错误 ab 3 2012 全国新课标 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 为了增加物体的内能 必须对物体做功或向它传递热量b 对某物体做功 必定会使该物体的内能增加c 可以从单一热源吸收热量 使之完全变为功d 不可能使热量从低温物体传向高温物体e 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程解析 选由热力学第一定律w q u 知a正确 b错误 由热力学第二定律知 c d这些过程在借助于外界帮助的情况下是可以实现的 所以c正确 d错误 由自然界中一切与热现象有关的过程都是不可逆的 所以e正确 ace 图13 1 4 2012 山东高考 如图13 1所示 粗细均匀 导热良好 装有适量水银的u型管竖直放置 右端与大气相通 左端封闭气柱长l1 20cm 可视为理想气体 两管中水银面等高 现将右端与一低压舱 未画出 接通 稳定后右管水银面高出左管水银面h 10cm 环境温度不变 大气压强p0 75cmhg 1 求稳定后低压舱内的压强 用 cmhg 作单位 2 此过程中左管内的气体对外界 填 做正功 做负功 或 不做功 气体将 填 吸热 或 放热 解析 1 设u型管横截面积为s 右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1 右端与一低压舱接通后 左管中封闭气体的压强为p2 气柱长度为l2 稳定后低压舱内的压强为p 左管中封闭气体发生等温变化 根据玻意耳定律得p1v1 p2v2 p1 p0 p2 p ph v1 l1s v2 l2s 由几何关系得h 2 l2 l1 联立 式 代入数据得p 50cmhg 2 在管内气体膨胀 气体对外界做正功 温度不变 u 0 根据热力学第一定律得 u q w且w0 气体将吸热 答案 1 50cmhg 2 做正功吸热 由以上高考试题可以看出 本专题的高频考点主要集中在分子动理论 液体的表面张力 热力学定律 气体实验定律等方面 难度中等偏下 题型有选择 填空 计算等 另外 阿伏加德罗常数的应用 固体 液体的性质 理想气体状态方程等知识点也是高考的重要考点 复习时 要加强对概念和规律的理解及应用 涉及到计算的问题 要注意公式的灵活应用 1 必须精通的几种方法 1 油膜法测分子直径 2 分子微观量的估算方法 3 热力学第一定律的符号规定及应用方法 4 气体实验定律和状态方程的应用步骤 5 应用图象分析气体状态变化的过程 6 判断晶体和非晶体的方法 2 必须明确的易错易混点 1 分子力是分子引力和斥力的合力 分子间距离增大时 分子引力和反力均减小 分子力可能增大 也可能减小 2 布朗运动是固体小颗粒的运动 而非液体分子的运动 3 温度升高时 分子平均动能增大 每个分子的动能不一定增大 4 分子间距增大时 分子势能不一定增大 5 第二类永动机不违背能量守恒定律 但它不能实现 6 某种物理性质具有各向同性的固体不一定是非晶体 7 应用气体实验定律和状态方程时 要注意 质量不变 理想气体 例1 1 在 用单分子油膜法估测分子大小 实验中 某同学操作步骤如下 a 取一定量的无水酒精和油酸 制成一定浓度的油酸酒精溶液 b 在量筒中滴入一滴该溶液 测出它的体积 c 在蒸发皿内盛一定量的水 再滴入一滴油酸酒精溶液 待其散开稳定 d 在蒸发皿上覆盖透明玻璃 描出油膜形状 用透明方格纸测量油膜的面积 改正其中的错误 若油酸酒精溶液体积浓度为0 10 一滴溶液的体积为4 8 10 3ml 其形成的油膜面积为40cm2 则估测出油酸分子的直径为 m 2 已知气泡内气体的密度为1 29kg m3 平均摩尔质量为0 029kg mol 阿伏加德罗常数na 6 02 1023mol 1 取气体分子的平均直径为2 10 10m 若气泡内的气体能完全变为液体 请估算液体体积与原来气体体积的比值 结果保留一位有效数字 答案 1 b 在量筒中滴入n滴溶液 测出它的体积 c 在水面上先撒上痱子粉 1 2 10 9 2 1 10 4 c 例2 下列说法正确的是 a 布朗运动是液体分子的运动 所以它能说明分子永不停息地做无规则运动b 分子间的距离r增大 分子间的作用力做负功 分子势能增大c 两分子之间同时存在着引力和斥力 引力和斥力都随分子间距离的增大而减小 但斥力比引力减小得更快d 由阿伏加德罗常数 气体摩尔质量和气体密度 就可以估算理想气体分子间的平均距离 解析 布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动 不是液体分子的运动 所以a错误 分子间距离r增大时 分子间作用力不一定表现为引力 所以分子力可能做正功 也可能做负功 b错误 根据分子力的特点知c正确 根据气体摩尔质量和气体密度可以求出气体摩尔体积 再根据阿伏加德罗常数计算出每个分子的占有空间的体积 从而计算出气体分子间的平均距离 d正确 答案 cd 1 说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例 1 布朗运动 研究对象 悬浮在液体或气体中的小颗粒 运动特点 无规则 永不停息 相关因素 颗粒大小 温度 物理意义 说明液体或气体分子做永不停息地无规则的热运动 2 扩散现象 相互接触的物体分子彼此进入对方的现象 产生原因 分子永不停息地做无规则运动 2 分子间的相互作用力与分子势能 1 分子力 定义 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 分子力是引力和斥力的合力 分子力与分子间距离的关系如图13 2所示 规律 引力和斥力均随分子间距离的增大而减小 但斥力减小得更快 都随分子间距离的减小而增加 但斥力增加得更快 图13 2 2 分子势能 分子力做功与分子势能变化的关系 当分子力做正功时 分子势能减小 当分子力做负功时 分子势能增加 分子势能变化曲线如图13 3所示 r r0时分子势能具有最小值 图13 3 2 以下说法正确的是 a 水的饱和汽压随温度的升高而增大b 扩散现象表明 分子在永不停息地运动c 当分子间距离增大时 分子间引力增大 分子间斥力减小d 一定质量的理想气体 在等压膨胀过程中 气体分子的平均动能减小 ab 图13 4 例3 1 如图13 4所示 曲线m n分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程 图中横轴表示时间t 纵轴表示温度t 从图中可以确定的是 填选项前的字母 a 晶体和非晶体均存在固定的熔点t0b 曲线m的bc段表示固液共存状态c 曲线m的ab段 曲线n的ef段均表示固态d 曲线m的cd段 曲线n的fg段均表示液态 2 一定量的理想气体在某一过程中 从外界吸收热量2 5 104j 气体对外界做功1 0 104j 则该理想气体的 填选项前的字母 a 温度降低 密度增大b 温度降低 密度减小c 温度升高 密度增大d 温度升高 密度减小 解析 1 晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔点 固液共存态时吸热且温度不变 而非晶体没有 b正确 2 理想气体从外界吸热大于对外做功 所以内能增大 对外做功则说明体积增大 温度是理想气体内能的标志 内能增大 温度一定升高 气体对外做功 体积膨胀 质量不变 所以密度要减小 d正确 答案 1 b 2 d 1 晶体和非晶体 2 热力学第一定律的灵活应用 1 应用热力学第一定律时 要注意各符号正负的规定 并要充分考虑改变内能的两个因素 做功和热传递 不能认为物体吸热 或对物体做功 物体的内能一定增加 2 若研究物体为气体 对气体做功的正负由气体的体积决定 气体体积增大 气体对外做功 w为负值 气体的体积减小 外界对气体做功 w为正值 3 热力学第二定律的两种表述 1 不可能使热量由低温物体传递到高温物体 而不引起其他变化 2 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功 而不引起其他变化 3 下列说法中正确的是 a 水可以浸润玻璃 但是不能浸润石蜡 这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系b 扩散现象就是布朗运动c 蔗糖受潮后会粘在一起 没有确定的几何形状 它是非晶体d 对任何一类与热现象有关的宏观自然过程进行方向的说明 都可以作为热力学第二定律的表述 解析 选一种液体是否浸润某种固体与它们的性质都有关系 选项a正确 扩散现象是分子彼此进入对方的现象而布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动的现象 所以选项b错误 蔗糖受潮后会粘在一起 虽然没有确定的几何形状 但有确定的熔点 是多晶体 选项c错误 热力学第二定律揭示了大量分子参与宏观过程的方向性 进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性 选项d正确 ad 例4 2012 上海高考 如图13 5 长l 100cm 粗细均匀的玻璃管一端封闭 水平放置时 长l0 50cm的空气柱被水银柱封住 水银柱长h 30cm 将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置 然后竖直插入水银槽 插入后有 h 15cm的水银柱进入玻璃管 设整个过程中温度始终保持不变 大气压强p0 75cmhg 求 1 插入水银槽后管内气体的压强p 2 管口距水银槽液面的距离h 图13 5 设当管转至竖直位置时 管内水银柱长度为x 由玻意耳定律得 p0sl0 p0 gx s l x 整理并代入数值后得 75 50 75 x 100 x 解得 x 25cm设插入水银槽后管内气柱长度为l 由题设条件得 l l x h 100 25 15 60cm 答案 1 62 5cmhg 2 27 5cm 1 应用气体实验定律或气体状态方程解题的步骤 1 选对象 根据题意 选出所研究的某一部分气体 这部分气体在状态变化过程中 其质量必须保持一定 2 找参量 找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p v t数值或表达式 压强的确定往往是个关键 常需结合力学知识 如力的平衡条件或牛顿运动定律 才能写出表达式 3 认过程 过程表示两个状态之间的一种变化方式 除题中条件已直接指明外 在许多情况下 往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析才能确定 认清变化过程是正确选用物理规律的前提 4 列方程 根据研究对象状态变化的具体方式 选用气体方程或某一实验定律 代入具体数值 最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义 2 解决汽缸问题两个或多个汽缸封闭着几部分气体 并且汽缸之间相互关联的问题 解答时应分别研究各部分气体 找出它们各自遵循的规律 并写出相应的方程 还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式 最后联立求解 3 灵活处理变质量问题在分析打气 抽气 灌气 漏气等变质量问题时 可以通过巧妙地选择合适的研究对象 使这类问题转化为一定质量的气体问题 用气态方程求解 4 如图13 6 由u形管和细管连接的玻璃泡a b和c浸泡在温度均为0 的水槽中 b的容积是a的3倍 阀门s将a和b两部分隔开 a内为真空 b和c内都充有气体 u形管内左边水银柱比右边的低60mm 打开阀门s 整个系统稳定后 u形管内左右水银柱高度相等 假设u形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积 图13 6 1 求玻璃泡c中气体的压强 以mmhg为单位 2 将右侧水槽的水从0 加热到一定温度时 u形管内左右水银柱高度差又为60mm 求加热后右侧水槽的水温 解析 1 在打开阀门s前 两水槽水温均为t0 273k 设玻璃泡b中气体的压强为p1 体积为vb 玻璃泡c中气体的压强为pc 依题意有p1 pc p 式中 p 60mmhg 打开阀门s后 两水槽水温仍为t0 设玻璃泡b中气体的压强为pb 依题意 有pb pc 玻璃泡a和b中气体的体积为v2 va vb 根据玻意耳定律得p1vb pbv2 联立 式 并代入题给数据得pc p 180mmhg 2 当右侧水槽的水温加热到t 时 u形管左右水银柱高度差为 p 玻璃泡c中气体的压强为pc pb p 答案 1 180mmhg 2 364k 图13 7 选修3 3常见易错点例析易错点一对分子力和分子势能的理解不准确 例1 甲分子固定在坐标原点o 乙分子位于x轴上 若选无限远处为分子势能的零点 分子势能与两分子间距离的关系如图13 7中的曲线所示 a b c d为x轴上四个特定的位置 现将乙分子从a点处由静止释放 oa间距稍小于10r0 则 a 乙分子从a到b做加速运动 从b到c做减速运动b 乙分子从a到c做加速运动 运动到c时速度最大c 乙分子由a到b的过程中 两分子间的作用力表现为斥力d 乙分子由a到c的过程中 两分子间的作用力表现为引力 错因分析 本题容易将题图与分子力与分子间距离的关系图相混淆 认为由b到c分子力虽减小 但仍然是引力 故分子力做正功 分子动能增大 速度增大 故不选a错选b c d 解析 乙分子从a处由静止释放运动到b处 分子势能减小 分子力做正功 表明分子间作用力表现为引力 乙分子在b处分子力为零 分子势能最小 从a处到b处做加速运动 同理乙分子从b处到c处 分子势能增加 分子力做负功 表明分子间作用力表现为斥力 乙分子做减速运动 故答案为a 答案 a 易错点二对内能等基本概念和热力学定律缺乏深入理解 例2 若某种实际气体分子的作用力表现为引力 则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是 如果保持其体积不变 温度升高 内能增大 如果保持其体积不变 温度升高 内能减小 如果保持其温度不变 体积增大 内能增大 如果保持其温度不变 体积增大 内能减少a b c d 错因分析 一些同学出现这样的错解 对于 如果保持其温度不变 则不吸热也不放热 当体积增大时 气体对外做功 根据热力学第一定律 w q u u 0 内能减少 正确 错解原因是认为温度不变时不吸热也不放热 其实 温度变化与吸放热无确定关系 解析 内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和 对于一定质量的实际气体 当体积不变 温度