高中物理分子动理论 气体与热力学定律专题讲练.doc

内部资料分子动理论 气体与热力学定律专题讲练一、考纲要求六.分子动理论、热和功、气体内容要求说明42物质是由大量分子组成的阿伏伽德罗常数分子的热运动.布朗运动.分子间的相互作用力43分子热运动的动能温度是物体的热运动平均动能的标志物体分子间的相互作用势能物体的内能44做功和热传递是改变物体内能的两种方式热量能量守恒定律45热力学第一定律46热力学第二定律47永动机不可能48绝对零度不可达到49能源的开发和利用能源的利用与环境保护50气体的状态和状态参量热力学温度51气体的体积、温度、压强之间的关系52气体分子运动的特点53气体压强的微观意义 全部是级内容热学部分在高考理综中仅仅以一道选择题的形式出现，分值：分。知识要点是分子动理论、内能、热力学三定律及能量守恒定律和气体的性质。二、典例分类评析1、分子的两种模型及宏观量、微观量的计算（1）分子的两种模型球体模型：常用于固体、液体分子。V=1/6d3立方体模型：常用于气体分子。V=d3（2）宏观量、微观量的计算在此所指的微观量为:分子体积，分子的直径，分子的质量宏观物理量为：物质的体积、摩尔体积、物质的质量m、摩尔质量M、物质的密度。阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁。由宏观量去计算微观量，或由微观量去计算宏观量，都要通过阿伏加德罗常数建立联系所以说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁计算分子的质量：计算分子的体积：，进而还可以估算分子的直径(线度) ，把分子看成小球，由，得（注意：此式子对固体、液体成立）计算物质所含的分子数：例1、下列可算出阿伏加德罗常数的一组数据是 （ ）A水的密度和水的摩尔质量B水的摩尔质量和水分子的体积C水分子的体积和水分子的质量D水分子的质量和水的摩尔质量例2、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离 （ ）A.阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和质量B阿伏加德罗常数，气体摩尔质量和密度C阿伏加德罗常数，气体质量和体积D该气体的密度、体积和摩尔质量例3、某固体物质的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则每个分子的质量和单位体积内所含的分子数分别是 （ ）A 、 B、 C、 D、 例4、若以 表示水的，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， 为表示在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式中正确的是 （ ） A NA = B = A C m = A D= A 例5、已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2910-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为 （ ）A.41016 m3 B.41018 m3C. 41030 m3 D. 41022 m32、分子热运动和布朗运动(1)布朗运动布朗运动是指悬浮小颗粒的运动，布朗运动不是一个单一的分子的运动单个分子是看不见的，悬浮小颗粒是千万个分子组成的粒子，形成布朗运动的原因是悬浮小颗粒受到周围液体、气体分子紊乱的碰撞和来自各个方向碰撞效果的不平衡，因此，布朗运动不是分子运动，但它间接证明了周围液体、气体分子在永不停息地做无规则运动，布朗运动与扩散现象是不同的现象布朗运动是悬浮在液体中的微粒所做的无规则运动其运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关扩散现象是两种不同物质在接触时，没有受到外力影响。而能彼此进到对方里去的现象气、液、固体都有扩散现象，扩散快慢除和温度有关外，还和物体的密度差、溶液的浓度有关物体的密度差(或浓度差)越大，温度越高，扩散进行的越快布朗运动的激烈程度与微粒的大小和液体的温度有关。颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。（2）分子热运动物理上把分子的无规则运动叫热运动，因为分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动的越剧烈。例1、在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度 ( )A. 与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈B与悬浮颗粒中的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈C与温度有关，温度越高布朗运动越激烈D与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓例2、如图是观察记录做布朗运动的一个微粒的运动路线。从微粒在A点开始记录，每隔30秒记录下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则微粒在75秒末时的位置 ( )A一定在CD连线的中点 B一定不在CD连线的中点C可能在CD连线上，但不一定在CD连线的中点D可能在CD连线以外的某点例3、关于布朗运动的激烈程度，下列说法正确的是 （ ）A固体微粒越小，布朗运动越显著 B液体的温度越高，布朗运动越显著 C与固体微粒相碰撞的液体分子数目越多，布朗运动越显著 D与固体微粒相碰撞的液体分子数目越少，布朗运动越显著例4、用显微镜观察液体中的布朗运动，实验记录如图所示，下列说法中正确的是 ( )A、图中记录的是小颗粒分子做无规则运动的轨迹B、图中记录的是小颗粒做布朗运动的轨迹C、图中记录的是小颗粒运动的位置连线D、实验中可以看到，微粒越小，布朗运动越不明显E、实验中可以看到，温度越高，布朗运动越剧烈3、分子之间的相互作用力和分子势能（1）分子之间的作用力分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。分子间距离当rr0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力。当rr0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了。（2）分子势能分子势能与分子之间间距的关系分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时，取分子势能为零值，分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程，分子间的作用力表现为引力，而且距离减少，分子引力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r0以后再减小，分子作用力表现为斥力，在分子间距离减小过程中，克服斥力做功，使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在上图的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小。例1、有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中 （ ）A分子力总对乙做正功B乙总是克服分子力做功C先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功D乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功例2、以下关于分子力的说法，正确的是 ( )A.分子间既有引力作用又有斥力作用B.温度和质量都相同的水和水蒸气具有相同的分子势能C.当两分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小D.气体分子的平均动能越大，其压强一定越大例3、设物质分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力大小相等，则以下关于分子势能的说法中正确的是 （ ）A分子间距越大，分子势能越大，分子间距越小，分子势能越小B分子间距越大，分子势能越小，分子间距越小，分子势能越大C当分子距离为r0时，分子具有最大势能。距离增大或减小，分子势能都变小D当分子间距离为r0时，分子具有最小势能，距离增大或减小，分子势能都增大引力斥力分子力O例4、甲、乙两分子间作用力与距离的关系图象如图所示，现把甲分子固定在坐标原点，乙分子从轴上的处由静止释放，则乙分子 （ ）A. 从到一直加速B.从到加速，从到减速C.从到过程中，两分子间的分子势能一直减小D.从到过程中，两分子间的分子势能先减小后增加bcdaOFx例5、如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F0为斥力，F0为斥力，F W D.E W, Mgh + mgh = W. 如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是 （ ）若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大若气温升高，则活塞距地面的高度将减小若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大. 用两种不同的金属丝组成一个回路，接触点1插在热水中，接触2点插在冷水中，如图所示，电流计指针会发生偏转，这就是温差发电现象。关于这一现象，正确说法是 （ ）A这一实验过程不违反热力学第二定律；B在实验过程中，热水一定降温、冷水一定升温；C在实验过程中，热水内能全部转化成电能，电能则部分转化成冷水的内能。D在实验过程中，热水的内能只有部分转化成电能，电能则全部转化成冷水的内能。 一定质量的理想气体与外界没有热交换，在不考虑自由膨胀的情况下，下列说法中正确的是（ ） A.若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大B.若气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定减小C.若相邻气体分子的平均距离增大，则气体分子的平均动能一定减小D.若相邻气体分子的平均距离增大，则气体压强一定减小. 下面的表格是某年某地区16月份的气温与气压对照表：月 份123456平均气温/1.43.910.719.626.730.2平均大气压/105Pa1.0211.0191.0141.0081.0030.9984 根据上表数据可知：该年该地区从1月份到6月份 （ ）A空气分子无规则热运动呈增强的趋势B空气分子无规则热运动的情况一直没有变化C单位时间与单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势D单位时间与单位面积的地面撞击的空气分子数一直没有变化.如图，活塞将汽缸分成甲、乙两气室，汽缸、活塞（连同拉杆）都是绝热的，且不漏气. 分别以U甲、U乙表示甲、乙两部分理想气体（分子势能不计）的内能，在用一定的拉力将拉杆缓慢向左拉的过程中 （ ）AU甲不变，U乙减小BU甲减小，U乙增大CU甲与U乙之和不变DU甲与U乙之和增加. 如图所示，竖直放置的长直气缸内密封有一定质量的气体，质量不能忽略的活塞可在缸内无摩擦地滑动，活塞上方与大气相通，整个系统处于平衡状态，大气压强不变。现使缸内气体的温度缓慢升高T，则系统再次达到平衡状态时 （）A.活塞位置没有改变，缸内气体压强不变B.活塞位置没有改变，缸内气体压强增大C.活塞向上移动一些，缸内气体压强不变D.活塞向上移动一些，缸内气体压强增大. 在绝热的气缸内封闭着质量、体积和种类都相同的两部分气体A和B（不计气体分子之间的作用力），中间用导热的固定隔板P隔开。若不导热的活塞Q在外力作用下向外移动时，下列论述：（）气体B压强减小，内能减小；气体B压强减小，内能不变；ABPQF气体A压强减小，内能减小；气体A压强不变，内能不变。其中正确的是A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确. 一个带活塞的气缸内封闭有一定量的气体，对气缸内的气体，下列说法正确的是（）A.气体吸收热量，气体温度一定升高B.压缩气体，气体温度可能降低C.压缩气体，同时气体向外界放热，气体温度一定不变D.压缩气体，同时气体从外界吸热，气体温度一定不变. 下列说法中正确的是（）A.对于一定质量的理想气体，当分子的热运动变剧烈时，压强一定变大B.对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，压强一定变小C.物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变D.物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变在绝热的缸中封闭着两部分同种类的气体A和B，中间用绝热的活塞隔开，活塞用销钉K固定着。开始时两部分气体的体积和温度都相同，气体A的质量大于B的质量。撤去销钉后活塞可以自由移动，最后达到平衡.关于B部分气体的内能和压强的大小（）ABKA.内能增大，压强不变B.内能不变，压强不变C.内能增大，压强增大D.内能不变，压强增大PTOBA.如图所示，A、B两点表示一定质量的某种气体的两个状态.气体自状态A变化到状态B的过程中（）A.气体吸热，同时对外界做功B.气体吸热，同时外界对气体做功C.气体放热，同时对外界做功D.气体放热，同时外界对气体做功. 如图所示，一绝热的内壁光滑的厚壁容器装有一个大气压的空气，它的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针；另一端有一可移动的胶塞(用卡子卡住).用打气筒慢慢向容器内打气，当容器内的压强增大到一定程度时停止打气，读出灵敏温度计的示数，则下列说法中可能的是（）卡子灵敏温度计胶塞打气针A.打开卡子，胶塞向右移动，气体的压强减小，温度计的示数不变B.打开卡子，胶塞向右移动，气体的压强不变，温度计的示数减小C.打开卡子，胶塞向右移动，气体的压强减小，温度计的示数减小D.打开卡子，胶塞向右移动，气体的压强不变，温度计的示数增大. .如图所示，绝热隔板K把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的.两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用势能可忽略.现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡（）A.Kbaa的体积增大了，压强变小了B.b的温度升高了C.加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈D.a增加的内能大于b增加的内能. 已知某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，关于一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系，以下说法中正确的是()A.若保持其体积不变而温度升高，则内能增大B.若保持其体积不变而温度升高，则内能减小C.若保持其温度不变而体积增大，则内能减小D.若保持其温度不变而体积增大，则内能增