关于“3-3”模块相应要求

关于“3-3”模块相应要求,朱建廉,一、基本知识的识记,对于下面所给出的判断题，同学们先行做出自主判断，接着对照文本所提供的参考答案而作统计性评价，最后由老师对各小题作评析。,判断题自主解答：1、在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小（）2、用N表示阿伏伽德罗常数，M表示铜的摩尔质量，表示铜的密度，那么一个铜原子所占空间的体积可表示为M/N（）3、容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁而产生的（）4、悬浮在水面上的花粉小颗粒所作的布朗运动，反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动（）5、即使没有漏气，也没有摩擦引起的能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能（）6、雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力（）,7、晶体一定具有规则的形状，而且具有各向异性的特征（）8、温度较高的物体热量较多（）9、悬浮于水面的花粉颗粒越小，其布朗运动越明显。这表明水分子的热运动与悬浮微粒的大小有关（）10、由氢气的摩尔体积和每个氢分子的体积可估算出阿伏加德罗常数（）11、一定质量的理想气体，当分子间的平均距离不变而分子的热运动变的更加剧烈时，其压强一定变大（）12、物体吸收热量，其内能一定增大（）13、热量只能从高温物体传到低温物体（）14、能量耗散说明能量是不守恒的（）15、用手捏面包其体积会缩小，这说明分子之间有间隙（）16、温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同（）17、夏天荷叶上的小水珠呈扁球状，这是由于液体表面张力使其表面积具有收缩趋势的缘故（）18、自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性（）19、在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和汽的密度不变，压强也不变（）,20、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降（）21、满足能量守恒定律的客观过程并不都是可以自发进行的（）22、从单一热源吸取热量，并使之全部变成有用的机械功是不可能的（）23、从单一热源吸取热量，并使之全部变成有用的机械功而不产生其他影响，这是不可能的（）24、浸润和不浸润现象，反映的不是液体的某种属性，而是液体与固体的某种关系（）25、当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少（）,参考答案：,2、用N表示阿伏伽德罗常数，M表示铜的摩尔质量，表示铜的密度，那么一个铜原子所占空间的体积可表示为M/N（正）评析：铜的摩尔体积（即：总量为1mol的铜所具有的体积）为而1mol的铜所具有的原子总数为所以，一个铜原子所占空间的体积为所以对此题的判断为：正确。注意：与间的区别；“铜原子所占空间的体积”与“铜原子的体积”间的区别。,3、容器中的气体对器壁的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁而产生的（正）评析：动撞压。即：由于气体分子的无规则运动，而使得气体分子频繁撞击容器壁；由于气体分子频繁撞击容器壁，而使得气体对容器壁产生压强。事实上，气体内部的压强其产生原因也可以归结为“大量气体分子频繁撞击”所致。所以对此题的判断为：正确。注意：若单位体积内的分子数为n，分子热运动的平均动能为Ek，则注意到于是有,4、悬浮在水面上的花粉小颗粒所作的布朗运动，反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动（误）评析：悬浮在水面上的花粉小颗粒所作的布朗运动，其动力学原因是：由于水分子热运动的撞击不均衡所致。悬浮在水面上的花粉小颗粒所作的布朗运动，反映的是水分子的无规则运动。所以对此题的判断为：错误。注意：无规则“大”则“多”，“多”则“均衡”；“小”则“少”，“少”则“不均衡”。,5、即使没有漏气，也没有摩擦引起的能量损失，内燃机也不可能把内能全部转化为机械能（正）评析：内燃机的效率总小于100%。所以对此题的判断为：正确。注意：如果没有涉及到具体的装置（内燃机）而仅仅是泛泛的表述为：“不可能把内能全部转化为机械能”，则应该被认为是错误的。因为热力学第二定律中有一个非常重要的制约：不引起其他变化。,6、雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力（正）评析：布雨伞的经纬线形成了一个个小孔，雨水与经纬线间的附着力、雨水表面张力的收缩作用，使得雨水不会透过布雨伞而从小孔中滴下。所以对此题的判断为：正确。注意：“表面层”分子稀疏分子力表现为引力表面层收缩表面张力。,7、晶体一定具有规则的形状，而且具有各向异性的特征（误）评析：晶体的分类及各类晶体的特性如下表所示所以对此题的判断为：错误。注意：同学们课后可以针对晶体的微观结构进行精细的剖析。,8、温度较高的物体热量较多（误）评析：热量是过程量而不是状态量，热量只在涉及能量传递时才有意义，而温度则是描述物体热运动状态的状态参量。所以对此题的判断为：错误。注意：即使将两个温度不同的物体降低至同一温度，也不一定是原来温度较高的物体放出的热量多。,9、悬浮于水面的花粉颗粒越小，其布朗运动越明显。这表明水分子的热运动与悬浮微粒的大小有关（误）评析：液体表面的悬浮颗粒所做的布朗运动其动力学原因是液体分子由于无规则运动而撞击所致，如果悬浮颗粒较大，同一时刻撞击的液体分子较多，由于液体分子运动的无规则特性，较多的液体分子其撞击效果就会趋于平衡，这与“抛硬币的次数越多，着地时两个面向上的机会就会越接近”的道理事相同的。由此可见：“悬浮于水面的花粉颗粒越小其布朗运动越明显”的现象反映的应该是水分子运动的“无规则”特性，而并不能表明“水分子的热运动与悬浮微粒的大小有关”。所以对此题的判断为：错误。注意：布朗引动不是分子的运动，只是由于分子运动撞击不平衡所致，所以能够反映分子运动的特征：布朗运动永不停，表明分子运动用不停；布朗运动无规则，表明分子运动无规则；布朗运动随温度升高而加剧，表明分子运动随温度升高而加剧；布朗运动的明显程度随悬浮颗粒减小而加剧，进一步表明分子运动无规则。,10、由氢气的摩尔体积和每个氢分子的体积可估算出阿伏加德罗常数（误）评析：注意到“每个氢气分子的体积”和“每个氢气分子所占空间的体积”间的差异、并注意到各自的含义，不难得出对此题的判断。所以对此题的判断为：错误。注意：对于气体，“每个分子所占空间的体积”应远大于“每个分子的体积”，通常情况下其间的比值约为1000左右。,11、一定质量的理想气体，当分子间的平均距离不变而分子的热运动变的更加剧烈时，其压强一定变大（正）评析：一定质量的理想气体，当分子间的平均距离不变时，单位体积内的分子数n将保持不变；当分子的热运动变的更加剧烈时，分子热运动的平均动能Ek将增大。考虑到所以对此题的判断为：正确。注意：温度描述了物体的冷热程度；温度反映了物体分子热运动的剧烈程度；温度是物体分子热运动平均平动动能的标志物体分子热运动平均平动动能与热力学温度成正比。即,12、物体吸收热量，其内能一定增大（误）评析：由于物体内能的改变有两个途径：做功和热传递。热力学第一定律为所以对此题的判断为：错误。注意：其他形式的能的改变必须通过做功来完成，而内能的改变却有两个途径。13、热量只能从高温物体传到低温物体（误）评析：空调、冰箱等电器的功能实际上就是使热量从高温物体传到低温物体。所以对此题的判断为：错误。注意：热量在自然条件下只能从高温物体传到低温物体。,14、能量耗散说明能量是不守恒的（误）评析：能量耗散与能量守恒并不矛盾。能量守恒的实际含义是指：在能量的转移和转化过程中，能量的总量保持不变。能量耗散的实际含义是指：在能量的转移和转化的现场中，能量的总量有所减少。所以对此题的判断为：错误。注意：能量是运动的状态参量；运动是物质的存在形式。物质不灭则运动不灭；运动不灭则能量守恒。15、用手捏面包其体积会缩小，这说明分子之间有间隙（误）评析：面包内部的空隙并非是分子间的空隙。所以对此题的判断为：错误。注意：面包分子间有间隙，但手捏面包使其缩小的体积并非是分子间的间隙。,16、温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同（误）评析：温度相同，分子热运动的平均平动动能相等。但由于氢气分子和氧气分子的质量不同，所以不能保证氢气分子和氧气分子的平均速率相同。所以对此题的判断为：错误。注意：实际上还应该关注到“气体分子的速率分布情况”。17、夏天荷叶上的小水珠呈扁球状，这是由于液体表面张力使其表面积具有收缩趋势的缘故（正）评析：液体表面张力将使其表面积具有收缩趋势，而体积确定的水珠以球状的表面积为最小。所以对此题的判断为：正确。注意：荷叶上的小水珠呈扁球状，其中的“扁”，实际上是由于重力作用继而引发的弹力所致。,18、自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性（正）评析：这正是热力学第一定律的具体内容。所以对此题的判断为：正确。注意：对宏观热过程的制约因素，一个是“量”，一个是“序”。热力学第一定律是从“量”的角度制约宏观热过程；热力学第二定律是从“序”的角度制约宏观热过程。19、在温度不变的情况下，增大液面上方饱和汽的体积，待气体重新达到饱和时，饱和汽的密度不变，压强也不变（正）评析：对于确定的液体，其液面上方的饱和汽压只与温度相关；由于温度不变、压强不变，而由可推知：饱和汽的密度不变。所以对此题的判断为：正确。注意：液面上方形成饱和汽的微观解释是：汽化和液化达到了动态平衡。,20、在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降（正）评析：瞬间爆裂，未及吸热；爆裂膨胀，对外做功；内能减少，温度下降。所以对此题的判断为：正确。注意：气体在常温、常压下可视为理想气体；理想气体的内能只与温度相关（与热力学温度成正比）。21、满足能量守恒定律的客观过程并不都是可以自发进行的（正）评析：宏观热过程具有方向性，对于逆向的宏观热过程，即使不违背能量守恒，但若不符合热力学第二定律所制约的发展方向，也是不能自发进行的。所以对此题的判断为：正确。注意：仍应注意到宏观热过程必将受到“量”与“序”的双重制约。,22、从单一热源吸取热量，并使之全部变成有用的机械功是不可能的（误）评析：与热力学第二定律得准确表述相悖。所以对此题的判断为：错误。注意：应该关注到规律的精细表达：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成功而不产生其它影响。23、从单一热源吸取热量，并使之全部变成有用的机械功而不产生其他影响，这是不可能的（正）评析：与热力学第二定律得准确表述相符。所以对此题的判断为：正确。注意：应该关注到“不产生其他影响”的相关制约。,24、浸润和不浸润现象，反映的不是液体的某种属性，而是液体与固体的某种关系（正）评析：对于玻璃，水银是不浸润液体；而对于铝，水银又是浸润液体。可见：浸润和不浸润现象反映的是液体与固体的某种关系。所以对此题的判断为：正确。注意：25、当气体膨胀时，气体分子之间的势能减小，因而气体的内能减少（误）评析：如果将气体视为理想气体，则由于不计分子间的力，所以在气体膨胀而分子间距离增大时就不会因为分子力做功而改变分子势能；如果将气体视为真实气体，则由于分子间距离大于r0（约为10r0）而使分子力表现为引力，这样在气体膨胀而分子间距离增大时就会因为分子力做负功而使分子势能增大。所以对此题的判断为：错误。注意：不仅气体分子势能不会因为气体膨胀而减小（理想气体膨胀分子势能不变，真实气体膨胀分子势能增大），而且气体的内能也不一定会因为气体膨胀而减小（理想气体等温膨胀内能不变，真实气体等温膨胀内能增大）。,二、高考试题的剖析,这里针对2008年、2009年、2010年江苏高考试卷中相应的模块选做题作出剖析，其目的在于让同学们从中体会模块选做题的命题风格。,1、2008年江苏高考试卷模块选做题12：A（选修模块3-3）（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸中的气体做功为2.0105J，同时气体的内能增加了1.5105J。试问：此压缩过程中，气体（填“吸收”或“放出”）的热量等于J。解答：由题设条件知根据热力学第一定律可解得其中：负号表明是“放热”。所以应依次填充“放出”、“5104”。小结：此例考查的是：功、热的判断；热力学第一定律的计算。,（3）设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子？（已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为51014m2，结果保留一位有效数字）解答：根据特设条件及相应关系得：地球的1cm2表面上的水分子数为小结：此例考查微观量的计算。另外应注意到“有效数字的位数”问题。,2、2009年江苏高考试卷模块选做题12：A（选修模块3-3）（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是。（填写选项前的字母）（A）气体分子间的作用力增大（B）气体分子的平均速率增大（C）气体分子的平均动能减小（D）气体组成的系统的熵增加解答：“等温”气体分子的平均速率和气体分子的平均动能均不变，选项B、C错误；“上升”气体压强减小而体积膨胀，气体分子间的作用力不可能增大，选项A错误。由此即可判断：此例应选D。小结：若针对选项D作正面判断：此过程为自发过程，故熵增大D项正确。,（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡（填“吸收”或“放出”）的热量是J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了J。解答：“气泡等温上升”内能不变；“对外界做功0.6J”由热力学第一定律知：必须“吸收”热量“0.6J”。“对外界做功0.1J并吸收热量0.3J”仍然由热力学第一定律知：气体内能增加“0.2J”。所以应依次填充“吸收”、“0.6”、“0.2”。小结：此例考查的是：功、热的判断；热力学第一定律的计算。,（3）已知气泡内气体的密度为=1.29kg/m3，平均摩尔质量为m=0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为d=，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）解答：设气体体积为V0，液体体积为V，则：气泡内气体分子数为将液体近似的视为“球型分子紧密排列”，则气体完全变为液体后其体积为于是可得,小结：在这样的估算中，液体