第12讲 选修3-3

1、第十二讲 第十二讲 第十二讲 (1)常考知识内容常考知识内容本专题考查的主要内容有：本专题考查的主要内容有：分子大小、分子质量等微分子大小、分子质量等微观量的估算；观量的估算；对布朗运动的现象、实质的理解；分子力的对布朗运动的现象、实质的理解；分子力的特点、模型及宏观体现；特点、模型及宏观体现；内能及其变化规律、热力学第内能及其变化规律、热力学第一、二定律的理解与计算；一、二定律的理解与计算；固体、液体的性质；固体、液体的性质；气体状气体状态参量的微观解释，气态方程及气体实验定律态参量的微观解释，气态方程及气体实验定律第十二讲 (2)常考试题特点常考试题特点近几年选修试题的特点是每组选修试题都

2、是由一小一大近几年选修试题的特点是每组选修试题都是由一小一大组成，小题是选择题的形式，大题是计算题的形式热学部组成，小题是选择题的形式，大题是计算题的形式热学部分的小题一般考查分子动理论、热力学定律或晶体的知识，分的小题一般考查分子动理论、热力学定律或晶体的知识，往往在一个小题中包含多个知识点，大题考查气体性质和气往往在一个小题中包含多个知识点，大题考查气体性质和气体实验定律体实验定律第十二讲 (3)真题样板真题样板1(2013全国新课标全国新课标33)(1)两个相距较远的分子仅在两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此过程分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近在此

3、过程中，下列说法正确的是中，下列说法正确的是_A分子力先增大，后一直减小分子力先增大，后一直减小B分子力先做正功，后做负功分子力先做正功，后做负功C分子动能先增大，后减小分子动能先增大，后减小D分子势能先增大，后减小分子势能先增大，后减小E分子势能和动能之和不变分子势能和动能之和不变第十二讲 (2)如图，两个侧壁绝热、顶部和底如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门有阀门K.两汽缸的容积均为两汽缸的容积均为V0，汽缸中，汽缸中各有一个绝热活塞各有一个绝热活塞(质量不

4、同，厚度可忽质量不同，厚度可忽略略)开始时开始时K关闭，两活塞下方和右活关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体塞上方充有气体(可视为理想气体可视为理想气体)，压，压第十二讲 第十二讲 解析：解析：(1)当距离较远时，分子力表现为引力，靠近当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠近过程中，斥力做

5、负功，势能增大，动能减小，因为只有分近过程中，斥力做负功，势能增大，动能减小，因为只有分子力做功，所以动能和势能之和不变，选项子力做功，所以动能和势能之和不变，选项B、C、E正确正确第十二讲 第十二讲 第十二讲 第十二讲 2(2013全国新课标全国新课标33)(1)关于一定量的气体，下列关于一定量的气体，下列说法正确的是说法正确的是_A气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和积，而不是该气体所有分子体积之和B只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低就

6、可以降低C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高气体在等压膨胀过程中温度一定升高第十二讲 (2)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置玻璃管的下部封有长直放置玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空气柱，的空气柱，中间有一段长中间有一段长l225.0 cm的水银柱，上部空气柱的长的水银柱，上部空气柱的长度度l340.0 cm.已知大气压强为已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一现将一活塞活塞(

7、图中未画出图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为部空气柱长度变为l120.0 cm.假设活塞下推过程中没假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离有漏气，求活塞下推的距离第十二讲 第十二讲 (2)研究玻璃管上下两端封闭气体的初态和末态的状态参研究玻璃管上下两端封闭气体的初态和末态的状态参量，根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强，结合量，根据大气压强和水银柱长可求出封闭气体的压强，结合玻意耳定律求解玻意耳定律求解以以cmHg为压强单位在活塞下推前，玻璃管下部空气柱为压强单位在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为的压强为p1p0l2设活

8、塞下推后，下部空气柱的压强为设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1，由玻意耳定律，由玻意耳定律得得p1l1p1l1第十二讲 如图，设活塞下推距离为如图，设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱，则此时玻璃管上部空气柱的长度为的长度为l3l3l1l1l设此时玻璃管上部空气柱的压强为设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2，则，则p2p1l2由玻意耳定律得由玻意耳定律得p0l3p2l3由由至至式及题给数据解得式及题给数据解得l15.0 cm.答案：答案：(1)ABE(2)15.0 cm 第十二讲 (1)关于热力学定律和分子动理论，下列说法正关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是确的是_(填选项前的

9、字母填选项前的字母)A一定量气体吸收热量，其内能一定增大一定量气体吸收热量，其内能一定增大B不可能使热量由低温物体传递到高温物体不可能使热量由低温物体传递到高温物体C若两分子间距离增大，分子势能一定增大若两分子间距离增大，分子势能一定增大D若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大分子动理论与气体实验定律的组合分子动理论与气体实验定律的组合第十二讲 (2)空气压缩机的储气罐中储有空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm的空气的空气6.0 L，现再，现再充入充入1.0 atm的空气的空气9.0 L设充气过程为等温过程，空气可看设充气过程为等温过程，空气可看

10、作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为_(填选填选项前的字母项前的字母)A2.5 atmB2.0 atmC1.5 atmD1.0 atm第十二讲 解析：解析：(1)由热力学第一定律由热力学第一定律UWQ知，一定量气知，一定量气体吸收热量内能不一定增大，例如当气体对外做功，且体吸收热量内能不一定增大，例如当气体对外做功，且WQ时，那么内能将会减小，故时，那么内能将会减小，故A项错误；热力学第二定律的一种项错误；热力学第二定律的一种表述为：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引表述为：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，关键理解起其他

11、变化，关键理解“而不引起其他变化而不引起其他变化”，如果，如果“引起引起其他变化其他变化”，完全可以实现将热量从低温物体传递到高温物，完全可以实现将热量从低温物体传递到高温物体，故体，故B项错误；当项错误；当rr0时，分子力表现为斥力，当分子间距时，分子力表现为斥力，当分子间距增大时，分子势能减小，故增大时，分子势能减小，故C项错误；根据分子引力、斥力随项错误；根据分子引力、斥力随分子间距的变化规律知，分子间距的变化规律知，D项正确项正确第十二讲 答案：答案：(1)D(2)A第十二讲 利用三个实验定律及气态方程解决问题的基本思路利用三个实验定律及气态方程解决问题的基本思路第十二讲 1(1)下列

12、说法正确的是下列说法正确的是_(填入正确选项前的填入正确选项前的字母字母)()A两个分子之间的作用力会随着距离的增大而减小两个分子之间的作用力会随着距离的增大而减小B物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关物体的内能在宏观上只与其温度和体积有关C一定质量的气体经历等容过程，如果吸热则其内能一一定质量的气体经历等容过程，如果吸热则其内能一定增大定增大D分子分子a从远处趋近固定不动的分子从远处趋近固定不动的分子b，当，当a到达受到达受b的作的作用力为零处时，用力为零处时，a的动能一定最大的动能一定最大E物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过程中会

13、发生能量交换程中会发生能量交换第十二讲 (2)如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中开启上部连通左右水银的阀门闭在左右两侧的竖直管中开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为当温度为300 K时，水银的平衡位置如图时，水银的平衡位置如图 (h1h25 cm，L150 cm)，大气压为，大气压为 75 cmHg.求：求：右管内气柱的长度右管内气柱的长度L2；关闭阀门关闭阀门A，当温度升至，当温度升至405 K时，时， 左侧

14、竖直管内气柱的长度左侧竖直管内气柱的长度L3.第十二讲 解析：解析：(1)由分子动理论可知，当两个分子之间表现为由分子动理论可知，当两个分子之间表现为引力时，其作用力随分子间的距离增大先增大后减小，引力时，其作用力随分子间的距离增大先增大后减小，A错错误；物体的内能在宏观上与温度、体积以及物质的质量有误；物体的内能在宏观上与温度、体积以及物质的质量有关，关，B错误；等容变化过程中，外界与气体之间不做功，故吸错误；等容变化过程中，外界与气体之间不做功，故吸热内能一定增大，热内能一定增大，C正确；当分子从远处趋近于另一个固定不正确；当分子从远处趋近于另一个固定不动的分子时，分子力先做正功再做负功，

15、若两者的作用力为动的分子时，分子力先做正功再做负功，若两者的作用力为零，则此时分子力做的正功最多，对应的动能一定最大，零，则此时分子力做的正功最多，对应的动能一定最大，D正正确；物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过程确；物质的状态在一定的条件下可以相互转变，在转变过程中会涉及能量交换，中会涉及能量交换，E正确正确第十二讲 (2)本题考查了气体状态变化过程的分析，意在考查考生本题考查了气体状态变化过程的分析，意在考查考生对理想气体状态变化规律的理解对理想气体状态变化规律的理解左管内气体压强：左管内气体压强：p1p0h280 cmHg右管内气体压强：右管内气体压强：p2p1h185 cm

16、Hgp2p0h3，得右管内外液面高度差，得右管内外液面高度差h310 cm则则L2L1h1h2h350 cm.第十二讲 答案：答案：(1)CDE(2)50 cm60 cm第十二讲 (2013山东卷山东卷36)(1)下列关于热现象的描述正确下列关于热现象的描述正确的是的是()a根据热力学定律，热机的效率可以达到根据热力学定律，热机的效率可以达到100%b做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的的c温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同达到热平衡时两系统温度相同d物

17、体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的的，大量分子的运动也是无规则的热学基本知识与气体实验定律及热力学第一定律热学基本知识与气体实验定律及热力学第一定律的组合的组合第十二讲 (2)我国我国“蛟龙蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录在某次深潜实验中，创载人深潜新纪录在某次深潜实验中，“蛟龙蛟龙”号探测到号探测到990 m深处的海水温度为深处的海水温度为280 K某同学利用该数据来研究气某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化如图所示，导热良好的汽缸内封体状态随

18、海水深度的变化如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度面的温度T0300 K，压强，压强p01 atm，封闭气体的体积，封闭气体的体积V03 m3，如果将该汽缸下潜至，如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视深处，此过程中封闭气体可视为理想气体为理想气体第十二讲 求求990 m深处封闭气体的体积深处封闭气体的体积(1 atm相当于相当于10 m深的海深的海水产生的压强水产生的压强)下潜过程中封闭气体下潜过程中封闭气体_(填填“吸热吸热”或或“放放热热”)，传递的热量，传递的热量_(

19、填填“大于大于”或或“小于小于”)外界对外界对气体所做的功气体所做的功第十二讲 答案：答案：(1)c(2)2.8102 m3放热大于放热大于第十二讲 解决热学选择题的基础是：掌握分子动理论的物理模解决热学选择题的基础是：掌握分子动理论的物理模型，理解分子力的特点和分子运动的特点，掌握晶体和非型，理解分子力的特点和分子运动的特点，掌握晶体和非晶体的结构差异，理解表面张力现象、饱和蒸汽压，能运晶体的结构差异，理解表面张力现象、饱和蒸汽压，能运用热力学定律分析有关问题解决热学计算题的基础是：用热力学定律分析有关问题解决热学计算题的基础是：掌握理想气体模型，理解三个气体实验定律掌握理想气体模型，理解三

20、个气体实验定律第十二讲 2(2013海口市调研海口市调研)(1)下列说法正确的是下列说法正确的是()A液面中颗粒越大，撞击的分子越多，布朗运动越明显液面中颗粒越大，撞击的分子越多，布朗运动越明显B热传递是改变物体内能的方式之一，在这个过程中不热传递是改变物体内能的方式之一，在这个过程中不会发生内能与其他能量的转变会发生内能与其他能量的转变C单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点点第十二讲 D“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的实验中油酸分子直径的实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积等于纯油酸体积除以相应油酸膜

21、的面积E控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到控制液面上方饱和汽的体积不变，升高温度，则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强增大动态平衡后该饱和汽的质量增大，密度增大，压强增大F理想气体在体积不变的情况下，压强与热力学温度成理想气体在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比正比第十二讲 (2)如图所示，一定质量的理想气体如图所示，一定质量的理想气体从状态从状态A变化到状态变化到状态B，再从状态，再从状态B变化变化到状态到状态C.已知状态已知状态A的温度为的温度为480 K.求气体在状态求气体在状态C时的温度；时的温度；试分析从状态试分析从状态A变化到状态变化到状态B的整的整

22、个过程中气体是从外界吸收热量还是放个过程中气体是从外界吸收热量还是放出热量出热量第十二讲 第十二讲 由此可知由此可知A、B两状态温度相同，故两状态温度相同，故A、B两状态内能相两状态内能相等等即从即从AB，U0又因为从又因为从AB，体积增大，对外做功，体积增大，对外做功W0，由热力学第，由热力学第一定律：一定律：UWQ可知可知Q0，吸热，吸热答案：答案：(1)BDE(2)160 K吸热吸热第十二讲 1.一定质量的理想气体，从初始状态一定质量的理想气体，从初始状态A经状态经状态B、C、D再再回到状态回到状态A，其体积，其体积V与温度与温度T的关系如图所示图中的关系如图所示图中TA、VA和和TD为

23、已知量为已知量第十二讲 (1)从状态从状态A到到B，气体经历的是，气体经历的是_过程过程(填填“等等温温”“”“等容等容”或或“等压等压”)；(2)从从B到到C的过程中，气体的内能的过程中，气体的内能_(填填“增增大大”“”“减小减小”或或“不变不变”)；(3)从从C到到D的过程中，气体对外的过程中，气体对外_(填填“做正做正功功”“”“做负功做负功”或或“不做功不做功”)同时同时_(填填“吸热吸热”或或“放热放热”)；(4)气体在状态气体在状态D时的体积时的体积VD_.第十二讲 解析：解析：题目中给出了四个不同状态的体积和温度题目中给出了四个不同状态的体积和温度(1)AB过程，体积不变，是等

24、容过程过程，体积不变，是等容过程(2)BC过程，体积减小，说明外界对气体做功，但气体过程，体积减小，说明外界对气体做功，但气体的温度不变，所以气体的内能也不变，说明此过程放热的温度不变，所以气体的内能也不变，说明此过程放热(3)CD过程，气体的体积减小、温度降低，说明外界对过程，气体的体积减小、温度降低，说明外界对气体做正功气体做正功(或者说气体对外界做负功或者说气体对外界做负功)，且气体的内能减小，且气体的内能减小，是放热过程是放热过程第十二讲 第十二讲 2(1)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该某未密闭房间内的空气温度与室外的相同，现对该室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空

25、气温度时室内空气缓慢加热，当室内空气温度高于室外空气温度时()A室内空气的压强比室外的小室内空气的压强比室外的小B室内空气分子的平均动能比室外的大室内空气分子的平均动能比室外的大C室内空气的密度比室外的大室内空气的密度比室外的大D室内空气对室外空气做了负功室内空气对室外空气做了负功(2)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V0，压，压强为强为p0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了p，若轮，若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物

26、前后此轮胎内气体体积的变化量变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量第十二讲 第十二讲 3(1)下列表述正确的是下列表述正确的是_A用单分子油膜测分子的直径时，用量筒测得油酸酒精用单分子油膜测分子的直径时，用量筒测得油酸酒精溶液的体积溶液的体积V，计算油酸分子直径时要用到，计算油酸分子直径时要用到dV/SB物体的内能就是物体内部所有分子的平均动能和势能物体的内能就是物体内部所有分子的平均动能和势能的总和的总和C如果物体的温度升高，物体内所有分子的速率都一定如果物体的温度升高，物体内所有分子的速率都一定增大增大D第二类永动机遵循能量守恒定律第二类永动机遵循能量守恒定律E气体分子平均动能增大，气

27、体压强不一定增大气体分子平均动能增大，气体压强不一定增大第十二讲 (2)某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将某同学在研究气体的等容变化规律时，在实验室里将一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到一玻璃瓶开口向上竖直放入烧杯中的水里，缓慢加热到77 后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温缓慢降至后，用一个软木塞封住瓶口，当烧杯中水温缓慢降至42 时，若想向上拔出软木塞，至少需要施加多大外力？已知大时，若想向上拔出软木塞，至少需要施加多大外力？已知大气压强气压强p01.0105 Pa，瓶口面积，瓶口面积S1.0103 m2，软木塞的，软木塞的重量重量G0.50 N(软木塞与瓶口之

28、间的摩擦不计软木塞与瓶口之间的摩擦不计)第十二讲 第十二讲 4(1)根据热力学定律，下列说法中正确的是根据热力学定律，下列说法中正确的是()A电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递物体传递B空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量放出的热量C科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成“能源危机能源危机”第十二讲 (2)(2013辽宁省大连市高

29、三双基测试辽宁省大连市高三双基测试)如图所示，如图所示，A、B汽汽缸的长度和截面积均分别为缸的长度和截面积均分别为30 cm和和20 cm2，C是汽缸内可无是汽缸内可无摩擦滑动体积不计的活塞摩擦滑动体积不计的活塞D为阀门整个装置均由导热材料为阀门整个装置均由导热材料制成起初阀门关闭，制成起初阀门关闭，A内有压强内有压强pA2.0105 Pa的氮气，的氮气，B内有压强内有压强pB1.0105 Pa的氧气阀门打开后，活塞的氧气阀门打开后，活塞C向右移向右移动，最后达到平衡动，最后达到平衡(假定氧气和氮气均为理想气体，环境温假定氧气和氮气均为理想气体，环境温度不变，连接汽缸的管道体积可忽略度不变，连接汽缸的管道体积可忽略)求活塞求活塞C移动的距离及平衡后移动的距离及平衡后B中气体的压强；中气体的压强；简要说明活塞简要说明活塞C移动过程中移动过程中A中气体是吸热还是放热中气体是吸热还是放热第十二讲 解析：解析：(1)热力学第二定律有两种表述：第一是热量不热力学第二定律有两种表述：第一是热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向能自发地从低温物体传到高温物体，即自发热传递具有方向性，选项性，选项A中热量从低温物体传到高温物体是电冰箱工作的结中热量从低温物体传