2020高考物理二轮复习课堂学案课件-选修3－3

,课时1选修33,第一部分专题十选考部分（3-33-4）,高考领航,01,考向一分子动理论1.(2019江苏卷13A(1)(2)(1)在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长的时间后，该气体_.A.分子的无规则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变D.分子的密集程度保持不变,CD,解析在没有外界影响的情况下，分子的无规则运动永不停息，分子的速率分布呈中间多两头少，不可能每个分子的速度大小均相等，选项A、B错误；根据温度是分子平均动能的标志可知，只要温度不变，分子的平均动能就保持不变，由于体积不变，所以分子的密集程度保持不变，选项C、D正确.,1,2,3,4,5,6,7,(2)由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的.在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力”或“斥力”).分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图1所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中_(选填“A”“B”或“C”)的位置.,引力,解析在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，水分子之间的作用力表现为引力.由于平衡位置对应的分子势能最小，在小水滴表面层中，分子之间的距离较大，所以能够总体上反映小水滴表面层中水分子势能Ep的是题图中C的位置.,1,2,3,4,图1,C,5,6,7,2.(2017江苏卷12A(2)图2甲和乙是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同.比较两张图片可知：若水温相同，_(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈.,解析对比题图甲、乙两图特点可知，乙图中的炭粒无规则运动剧烈，若水温相同，颗粒越小运动越剧烈，故甲中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，则水温越高，布朗运动越剧烈，故乙中水分子热运动剧烈.,1,2,3,4,图2,乙,甲,5,6,7,考向二固体、液体、气体基本概念3.(2018江苏卷12A(1)(2)(1)如图3所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中.纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度.空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_.A.空气的相对湿度减小B.空气中水蒸气的压强增大C.空气中水的饱和汽压减小D.空气中水的饱和汽压增大,图3,1,2,3,4,A,5,6,7,解析温度计示数减小说明水在蒸发，是因为空气中的相对湿度减小了，故A正确；水的饱和汽压与温度有关，温度不变，水的饱和汽压不变，故C、D错误；温度不变，水的饱和汽压不变，空气的相对湿度减小，所以空气中水蒸气的压强减小，故B错误.,1,2,3,4,5,6,7,(2)一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表.则T1_(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比_(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.,1,2,3,4,大于,等于,5,6,7,解析温度升高，速率大的分子比例较大，故T1T2.温度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于400500m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变.,1,2,3,4,5,6,7,考向三微观量估算4.(2017江苏卷12A(3)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子.资料显示，某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol，其分子可视为半径为3109m的球，已知阿伏加德罗常数为6.01023mol1.请估算该蛋白的密度.(计算结果保留一位有效数字),1,2,3,4,答案1103kg/m3,代入数据得1103kg/m3.,5,6,7,考向四气体实验定律与热力学定律的应用5.(2019江苏卷13A(3)如图4所示，一定质量理想气体经历AB的等压过程，BC的绝热过程(气体与外界无热量交换)，其中BC过程中内能减少900J.求ABC过程中气体对外界做的总功.,答案1500J,解析AB过程W1p(VBVA)BC过程，根据热力学第一定律W2U则对外界做的总功W(W1W2)代入数据得W1500J.,图4,1,2,3,4,5,6,7,6.(2018江苏卷12A(3)如图5所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0105Pa，经历ABCA的过程，整个过程中对外界放出61.4J的热量.求该气体在AB过程中对外界所做的功.,答案138.6J,解析整个过程中，外界对气体做功WWABWCA，且WCApA(VCVA)由热力学第一定律UQW，得WAB(QWCA)代入数据得WAB138.6J即气体对外界做的功为138.6J.,图5,1,2,3,4,5,6,7,7.(2017江苏卷12A(1)一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，其V-T图象如图6所示.下列说法正确的有_.A.AB的过程中，气体对外界做功B.AB的过程中，气体放出热量C.BC的过程中，气体压强不变D.ABC的过程中，气体内能增加,BC,解析由V-T图象知，从A到B的过程中，气体被等温压缩，外界对气体做正功，气体的内能不变，由热力学第一定律知，气体放出热量，A错误，B正确；从B到C的过程中气体做等压变化，温度降低，气体内能减少，故C正确，D错误.,图6,1,2,3,4,5,6,7,知识整合,02,一、分子动理论1.分子大小(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.(3)关系：,(4)两种模型：球体模型直径为d(适用于：固体、液体).立方体模型边长为d(适用于：气体)，并非气体分子的大小，而是两个相邻气体分子之间的平均距离.(5)油膜法估测分子的直径：.,2.分子热运动分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动.(1)扩散现象特点：温度越高，扩散.(2)布朗运动特点：固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒、温度，运动越剧烈.,越快,越小,越高,3.分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力.分子间距离增大，引力和斥力；分子间距离减小，引力和斥力，但斥力总比引力变化得快.Fr图象如图7.,图7,图8,(2)分子势能：分子力做正功，分子势能；分子力做，分子势能增大；当分子间距为r0(分子间的距离为r0时，分子间作用力的合力为0)时，分子势能.Epr图象如图8.,均减小,均增大,减小,负功,最小,二、固体和液体1.晶体和非晶体晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同.晶体确定的熔点.单晶体表现出各向性，多晶体和表现出各向同性.晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化.2.液晶：液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性.3.液体：液体的表面张力使液体表面具有的趋势，表面张力的方向跟液面相切.,具有,异,非晶体,收缩到最小,4.饱和汽和饱和汽压与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和汽.在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压，饱和汽压随温度升高而增大.5.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比.,三、气体1.理想气体：在任何温度、任何压强的条件下，其状态皆遵从气体实验定律的气体.理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在.2.分子热运动速率的统计分布规律在一定状态下，气体大多数分子的速率在某个值附近，速率离这个值越远，具有这种速率的分子就越少，即气体分子速率总体上呈现出“”的分布特征，如图9.,图9,中间多，两头少,3.气体压强的微观解释(1)作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.(2)气体压强产生的原因：由于大量分子频繁碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力.(3)气体压强的决定因素：宏观上：决定于气体的和体积.微观上：决定于分子的平均动能和.,分子的密集程度,温度,4.气体实验定律(1)等温变化：pVC或；,p1V1p2V2,5.一定质量气体的不同图象的比较,四、热力学定律1.热力学第一定律(1)公式：U；(2)符号规定：外界对系统做功，W0；系统对外界做功，W0.系统从外界吸收热量，Q0；系统向外界放出热量，Q0.系统内能增加，U0；系统内能减少，U0.2.气体做功特点(1)一般计算等压变化过程的功，即W，然后结合其他条件，利用UWQ进行相关计算.(2)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积，气体对外界做功，W0；气体体积，外界对气体做功，W0.,WQ,pV,增大,减小,3.两点注意(1)一定质量的理想气体的内能只与有关：与热力学温度成正比.(2)一定质量的理想气体状态变化与内能变化的关系：V增大，气体对外界做功(W0)V减小，外界对气体做功(W0)T升高，内能_T降低，内能.,温度,增大,减小,能力提升,03,高考题型1热力学基础知识,高考题型2微观量估算,高考题型3气体实验定律与热力学定律的综合应用,高考题型1热力学基础知识,例1(2019南通泰扬徐淮宿连七市二模)下列说法中正确的有_.A.扩散现象只能发生在气体和液体中B.制作半导体的硅是高纯度的单晶体C.电场可以改变某些液晶的光学性质D.干湿泡湿度计的两温度计温差越大，空气相对湿度越大,BC,解析固体、液体、气体都有扩散现象，是分子热运动的表现，故A错误；制作半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确；单晶体具有各向异性的特点，电场可以改变某些液晶的光学性质，故C正确；干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发越快，说明空气越干燥，空气的相对湿度越小，故D错误.,拓展训练1(2019南通市一模)下列说法中正确的有_.A.液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B.液体表面层分子间的平均距离等于液体内部分子间的平均距离C.用磙子压紧土壤，可以把地下的水引上来，这属于毛细现象D.在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成球形,解析液面上部的蒸汽达到饱和时，仍有液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中；从宏观上看，液体不再蒸发，A错误；液体表面层分子较为稀疏，分子间平均距离大于液体内部分子间的平均距离，B错误；用磙子压紧土壤，可以把地下的水引上来，属于毛细现象，C正确；完全失重情况下，熔化的金属由于表面张力的收缩作用，以及球表面积最小，金属最后能够收缩成标准的球形，D正确.,CD,拓展训练2(2019南京、盐城一模)根据固体不同的性质将它们分为晶体与非晶体，如果某固体对某个物理量呈现各向异性，则它一定是_；谚语“水缸穿裙子，老天要下雨”指的是盛水的水缸外表面，水面所在的位置往下出现了一层小水珠.形成小水珠时，水液化的速度_(选填“大于”“等于”或“小于”)水蒸发的速度.,解析晶体和非晶体最大的不同除了有无固定的熔点外，还在于单晶体有各向异性，而非晶体有各向同性；由于水缸中水的蒸发，水缸外表面的温度低于空气的温度，空气中水蒸气遇冷液化成小液滴附在缸的外表面，这个过程必须持续一段时间，才能在缸的外表面看到水珠.,晶体,大于,拓展训练3(2019南通市模拟)氧分子在0和100温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图10中两条曲线所示.图中实线对应于氧气分子在_时的情形；图中虚线下面积_实线下面积.(填“大于”“等于”或“小于”),解析由题图可知，具有最大比例的速率区间，0时对应的速率小，故说明虚线为0的分布图象，实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实线对应的温度大，故实线对应于氧气分子在100时的情形；在0和100两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等.,100,等于,图10,高考题型2微观量估算,例2(2019江苏省模拟)目前城乡家庭使用的液化天然气主要成分是甲烷(CH4)，常用的液化气钢瓶容积为V，充装标准为最大充装的85%.已知液化气的密度，平均摩尔质量M，阿伏加德罗常数为NA，则该瓶装液化天然气甲烷分子的总数N_，一个甲烷分子的直径d_.,拓展训练4某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验.已知每2500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，用注射器测得每100滴这样的溶液为1mL，把一滴这样的溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出的油酸膜轮廓如图11所示.图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积为_cm2，油酸分子直径为d_m(保留一位有效数字).,解析数出方格纸中被实线圈起来的部分，可知油酸膜的面积约40cm2；,40,图11,1109,拓展训练5(2019南京、盐城一模)2018年11月16日第26届国际计量大会确定用4个基本常数重新定义千克、安培、开尔文和摩尔，其中摩尔用阿伏加德罗常数(NA)定义.已知阿伏加德罗常数，则A.已知物质分子的数目就可以确定物质的量B.已知物质的体积就可以确定每个分子的体积C.已知物质的质量就可以确定每个分子的质量D.已知物质的摩尔体积就可以确定分子的直径,对于气体，知道物质的体积并不能确定分子体积，也就无法求解分子直径，故D错误.,高考题型3气体实验定律与热力学定律的综合应用,类型1气体状态变化图象问题例3(2019南京市三模)如图12所示，一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B，再经等压过程到状态C.在状态C时气体的体积VC3.0103m3，温度与状态A相同.求：(1)气体在状态B的体积；,图12,答案5103m3,(2)气体在ABC的过程中放出的热量.,解析由于TATC，得U0，AB：VAVB，所以W10BC：W2p(VBVC)，所以W2600J.由热力学第一定律WQU，解得Q600J，即放出600J的热量.,答案600J,拓展训练6(2019南通市模拟)如图13，一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c到达状态d，已知一定质量的理想气体的内能与温度满足UkT(k为常数).该气体在状态a时温度为T0，求：(1)气体在状态d时的温度；,图13,答案3T0,(2)气体从状态a到达状态d过程从外界吸收的热量.,答案2kT06p0V0,解析依题意可知：UakT0，Ud3kT0由热力学第一定律，有：UdUaQW其中：W3p0(VcVb)联立可得：Q2kT06p0V0,拓展训练7(2019宿迁市期末)一定质量理想气体的压强p随体积V的变化过程如图14所示.已知状态A的温度是300K，则状态C的温度是_K.在C到D过程中气体将_(选填“吸热”或“放热”).,图14,放热,900,类型2活塞移动问题例4(2019南京、盐城一模)如图15所示为大炮的一种复位装置示意图.开炮时，炮管反冲带动连杆活塞使油压缩空气，此过程空气跟外界没有热传递.反冲结束后，被压缩的空气推动活塞使炮管复位.设开炮前封闭的空气压强为p1，热力学温度为T1，体积为V1，炮管反冲使空气的热力学温度为T2，体积压缩为V2，空气内能增加U.空气可视为理想气体，求：(1)反冲后空气的压强；,图15,(2)反冲过程中油对空气做的功.,答案U,解析由题意可知：Q0，对空气，由热力学第一定律得：UQW，可得反冲过程中油对空气做的功为：WU.,拓展训练8(2019南通七市二模)某同学设计的气压升降机如图16所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力G，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T0，压强为大气压强p0.现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升.整个过程中封闭气体内能的变化为U，气体可视为理想气体，求：(1)气体的最高温度T；,答案2T0,图16,联立解得T2T0.,(2)整个过程中气体吸收的热量Q.,解析全过程中外界对气体做的功,由热力学第一定律有UQW,拓展训练9(2019南通市一模)如图17所示，密闭绝热容器内有一活塞，活塞的上部封闭着一定质量的理想气体，下部为真空.真空区域轻弹簧的一端固定在容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳(未画出)扎紧.绳突然绷断，活塞上升过程中，气体的内能_(选填“增加”“减少”或“不变”)，气体分子的平均速率_(选填“变大”“变小”或“不变”).,解析活塞上升过程中，位置升高，弹簧的部分弹性势能Ep将转化为活塞的重力势能与气体的内能，故气体的内能增加；理想气体内能增加，温度升高，则最后气体温度比绳绷断前的高，温度是分子平均动能的标志，所以温度高，分子平均动能变大，则气体分子的平均速率也变大.,变大,增加,图17,类型3生活情景类问题例5(2019南通市一模)如图18所示，空的饮料罐中插入一根粗细均匀的透明吸管，接口处密封，吸管内注入一小段油柱(长度可以忽略)，制成简易气温计，已知饮料罐的容积为V，吸管内部横截面积为S，接口外吸管长度为L0.当温度为T1时，油柱与接口相距L1，不计大气压的变化，饮料罐中气体可视为理想气体.,答案刻度是均匀的(理由见解析),图18,(1)简要说明吸管上标示的气温温度是否均匀；,即体积的变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均