物理備課資料 九 熱學(xué) 選修3-3

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1、專題九熱學(xué)專題九熱學(xué)( (選修選修3 33 3模塊模塊) )定位定位 五年考情分析五年考情分析2017年年2016年年2015年年2014年年2013年年卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (氣體分子氣體分子速率分布規(guī)律及速率分布規(guī)律及圖像圖像) )選擇選擇( (熱力學(xué)熱力學(xué)定 律 、 熱 平定 律 、 熱 平衡定律衡定律) )選擇選擇( (晶體晶體的性質(zhì)的性質(zhì)) )選擇選擇( (熱力熱力學(xué)定律、學(xué)定律、p-Tp-T圖像圖像) )選擇選擇( (分子分子力 、 分 子力 、 分 子勢(shì) 能 、 分勢(shì) 能 、 分子動(dòng)能子動(dòng)能) )T33(2)T33(2)計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)驗(yàn)氣體實(shí)驗(yàn)定律定律等溫

2、等溫、等容變化、等容變化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)氣體實(shí)驗(yàn)定律驗(yàn)定律等溫變化等溫變化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體氣體實(shí)驗(yàn)定律實(shí)驗(yàn)定律等壓等壓、等溫變、等溫變化化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體氣體實(shí)驗(yàn)定律實(shí)驗(yàn)定律等壓等壓、等溫變、等溫變化化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體氣體實(shí) 驗(yàn) 定 律實(shí) 驗(yàn) 定 律等溫等溫、 等 壓 變、 等 壓 變化化) )卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (熱力學(xué)熱力學(xué)定律、氣體定律、氣體的內(nèi)能的內(nèi)能) )選擇選擇( (熱力學(xué)定熱力學(xué)定律、理想氣體律、理想氣體狀態(tài)方程、狀態(tài)方程、p-p-T T圖像圖像) )選擇選擇( (擴(kuò)散現(xiàn)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解象的理解) )選擇選擇( (分子分子動(dòng)理論

3、、液動(dòng)理論、液晶、液體的晶、液體的性質(zhì)性質(zhì)) )選擇選擇( (熱力學(xué)熱力學(xué)定律、氣體定律、氣體的性質(zhì)的性質(zhì)) )T33(2)T33(2)計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)氣體實(shí)驗(yàn)定律、物驗(yàn)定律、物體的平衡體的平衡) )計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)驗(yàn)氣體實(shí)驗(yàn)定律定律充氣充氣問(wèn)題問(wèn)題) )計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)氣體實(shí)驗(yàn)定律驗(yàn)定律兩次等溫變兩次等溫變化化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體氣體實(shí)驗(yàn)定律實(shí)驗(yàn)定律兩部分氣兩部分氣體等壓、等體等壓、等溫變化溫變化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)氣體實(shí)驗(yàn)定律驗(yàn)定律兩部分氣體兩部分氣體的等溫變化的等溫變化) )卷卷T33(1)T33(1)選擇選擇( (熱力學(xué)熱力學(xué)定律、定律、p- p- V V圖像圖像

4、) )選擇選擇( (氣體的內(nèi)氣體的內(nèi)能能) )T33(2)T33(2)計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)氣體實(shí)驗(yàn)定律驗(yàn)定律等溫變化等溫變化) )計(jì)算計(jì)算( (氣體實(shí)驗(yàn)氣體實(shí)驗(yàn)定律定律兩部?jī)刹糠謿怏w的等溫分氣體的等溫變化變化) )專題專題定位定位縱覽近幾年高考縱覽近幾年高考, ,該模塊一般考兩個(gè)題該模塊一般考兩個(gè)題, ,一個(gè)選擇題一個(gè)選擇題, ,一個(gè)計(jì)算題一個(gè)計(jì)算題. .選選擇題知識(shí)點(diǎn)瑣碎擇題知識(shí)點(diǎn)瑣碎, ,考查點(diǎn)多考查點(diǎn)多; ;計(jì)算題一般考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣計(jì)算題一般考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用體狀態(tài)方程的應(yīng)用 應(yīng)考應(yīng)考建議建議縱覽近幾年高考縱覽近幾年高考, ,該模塊一般考兩個(gè)題該模塊一般考

5、兩個(gè)題, ,一個(gè)選擇題一個(gè)選擇題, ,一個(gè)計(jì)算題一個(gè)計(jì)算題. .選選擇題知識(shí)點(diǎn)瑣碎擇題知識(shí)點(diǎn)瑣碎, ,考查點(diǎn)多考查點(diǎn)多; ;計(jì)算題一般考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣計(jì)算題一般考查氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用體狀態(tài)方程的應(yīng)用 整整 合合突突 破破實(shí)實(shí) 戰(zhàn)戰(zhàn)整合整合 網(wǎng)絡(luò)要點(diǎn)重溫網(wǎng)絡(luò)要點(diǎn)重溫【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】 【要點(diǎn)重溫要點(diǎn)重溫】 1.1.分子動(dòng)理論分子動(dòng)理論: :分子直徑的數(shù)量級(jí)是分子直徑的數(shù)量級(jí)是 m; m;分子永不停息地做分子永不停息地做 運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng); ;分子間存在著相互作用的引力和分子間存在著相互作用的引力和 . .2.2.氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程10

6、10-10-10無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則斥力斥力p p2 2V V2 2 3.3.熱力學(xué)定律熱力學(xué)定律(1)(1)熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律:U=:U= . .(2)(2)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律: :自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過(guò)程都具有 . .Q+WQ+W方向性方向性熱點(diǎn)考向一分子動(dòng)理論固體液體熱點(diǎn)考向一分子動(dòng)理論固體液體【核心提煉核心提煉】 1.1.解決估算類問(wèn)題的三點(diǎn)注意解決估算類問(wèn)題的三點(diǎn)注意(1)(1)固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起, ,可看成球體或立方體可看成球體或立方體; ;氣體分子只能氣體分子只能按立方體模型計(jì)

7、算所占的空間按立方體模型計(jì)算所占的空間. .(2)(2)狀態(tài)變化時(shí)分子數(shù)不變狀態(tài)變化時(shí)分子數(shù)不變. .(3)(3)阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁, ,計(jì)算時(shí)要注意抓住與其有關(guān)的計(jì)算時(shí)要注意抓住與其有關(guān)的三個(gè)量三個(gè)量: :摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量. .突破突破 熱點(diǎn)考向聚焦熱點(diǎn)考向聚焦2.2.分子動(dòng)理論的三個(gè)核心要點(diǎn)分子動(dòng)理論的三個(gè)核心要點(diǎn)(1)(1)分子模型、分子數(shù)分子模型、分子數(shù)(2)(2)分子運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng): :分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng), ,溫度越高溫度越高, ,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)

8、動(dòng)越劇烈動(dòng)越劇烈, ,即平均速率越大即平均速率越大, ,但某個(gè)分子的瞬時(shí)速率不一定大但某個(gè)分子的瞬時(shí)速率不一定大. .(3)(3)分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系. .3.3.固體和液體的主要特點(diǎn)固體和液體的主要特點(diǎn)(1)(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同, ,表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同. .晶體具有確定的晶體具有確定的熔點(diǎn)熔點(diǎn). .單晶體表現(xiàn)出各向異性單晶體表現(xiàn)出各向異性, ,多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性. .晶體和非晶晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化. .

9、(2)(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài), ,所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間. .液晶具有液晶具有流動(dòng)性流動(dòng)性, ,在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性. .(3)(3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì), ,表面張力的方向跟液表面張力的方向跟液面相切面相切. .【典例典例1 1】 ( (20172017湖南長(zhǎng)沙一模湖南長(zhǎng)沙一模)()(多選多選) )下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)則排列同

10、種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)則排列B.B.無(wú)論什么物質(zhì)無(wú)論什么物質(zhì), ,只要它們的物質(zhì)的量相同就含有相同的分子數(shù)只要它們的物質(zhì)的量相同就含有相同的分子數(shù)C.C.懸浮在液體中的微粒越小懸浮在液體中的微粒越小, ,在某一瞬時(shí)與它相碰撞的液體分子數(shù)越少在某一瞬時(shí)與它相碰撞的液體分子數(shù)越少, ,布朗布朗運(yùn)動(dòng)越明顯運(yùn)動(dòng)越明顯D.D.在理想氣體的等壓壓縮過(guò)程中在理想氣體的等壓壓縮過(guò)程中, ,外界可能對(duì)氣體做功使氣體的內(nèi)能增加外界可能對(duì)氣體做功使氣體的內(nèi)能增加E.E.當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí), ,水中還會(huì)有水分子飛出水面水中還會(huì)有水分子飛出水面BC

11、EBCE解析解析: :同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒不一定都按相同的規(guī)則同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒不一定都按相同的規(guī)則排列排列, ,例如金剛石和石墨例如金剛石和石墨, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤;1 mol;1 mol任何物質(zhì)都含有阿伏加德羅常任何物質(zhì)都含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)分子數(shù)個(gè)分子, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確; ;懸浮在液體中的微粒越小懸浮在液體中的微粒越小, ,在某一瞬時(shí)與它相碰撞在某一瞬時(shí)與它相碰撞的液體分子數(shù)越少的液體分子數(shù)越少, ,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯, ,因而布朗運(yùn)動(dòng)越因而布朗運(yùn)動(dòng)越明顯明顯, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確正確

12、; ;在理想氣體的等壓壓縮過(guò)程中在理想氣體的等壓壓縮過(guò)程中, ,由氣體實(shí)驗(yàn)定律知由氣體實(shí)驗(yàn)定律知, ,氣體氣體的溫度降低的溫度降低, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,但氣體向外放熱但氣體向外放熱, ,氣體的內(nèi)能減少氣體的內(nèi)能減少, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D錯(cuò)錯(cuò)誤誤; ;液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí)液面上部的蒸汽達(dá)到飽和時(shí), ,液體分子從液面飛出液體分子從液面飛出, ,同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)同時(shí)有蒸汽分子進(jìn)入液體中入液體中; ;從宏觀上看從宏觀上看, ,液體不再蒸發(fā)液體不再蒸發(fā), ,故故E E正確正確. .【預(yù)測(cè)練習(xí)預(yù)測(cè)練習(xí)1 1】 ( (20172017陜西寶雞一模陜西寶雞一模)()(多選多選) )下列說(shuō)法

13、正確的是下列說(shuō)法正確的是( ( ) )A.A.懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)B.B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果C.C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D.D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低, ,這是高原地區(qū)溫度較低的緣故這是高原地區(qū)溫度較低的緣故E.E.干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度, ,這是濕泡外紗布中這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸

14、熱的結(jié)果的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果BCEBCE解析解析: :由于花粉是由大量花粉分子組成的由于花粉是由大量花粉分子組成的, ,所以花粉的布朗運(yùn)動(dòng)不能反映所以花粉的布朗運(yùn)動(dòng)不能反映花粉分子的熱運(yùn)動(dòng)花粉分子的熱運(yùn)動(dòng), ,故故A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;空中的小雨滴呈球形空中的小雨滴呈球形, ,是水的表面張力使雨是水的表面張力使雨滴表面有收縮的趨勢(shì)的結(jié)果滴表面有收縮的趨勢(shì)的結(jié)果, ,故故B B正確正確; ;液晶像液體一樣具有流動(dòng)性液晶像液體一樣具有流動(dòng)性, ,而其而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性光學(xué)性質(zhì)具有各向異性, ,彩色液晶顯示器利用了液晶的此特點(diǎn)彩色液晶顯示器利用了液晶的此特點(diǎn), ,故故C C正確正確; ;高原地區(qū)水

15、的沸點(diǎn)較低高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低, ,這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故這是高原地區(qū)氣壓較低的緣故, ,故故D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;干濕泡干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度, ,是因?yàn)闈衽萃饧啿贾械乃且驗(yàn)闈衽萃饧啿贾械乃舭l(fā)吸熱蒸發(fā)吸熱, ,故故E E正確正確. .熱點(diǎn)考向二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用熱點(diǎn)考向二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 【核心提煉核心提煉】應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)1.1.正確選擇研究對(duì)象正確選擇研究對(duì)象: :對(duì)于變質(zhì)量問(wèn)題要通過(guò)恰當(dāng)選取研究對(duì)象對(duì)于變質(zhì)量問(wèn)題要通過(guò)恰當(dāng)選取研究對(duì)象, ,變成質(zhì)量變成質(zhì)量不變的問(wèn)題不變的

16、問(wèn)題; ;對(duì)于多部分氣體問(wèn)題對(duì)于多部分氣體問(wèn)題, ,要各部分獨(dú)立研究要各部分獨(dú)立研究, ,各部分之間一般通過(guò)各部分之間一般通過(guò)壓強(qiáng)找聯(lián)系壓強(qiáng)找聯(lián)系. .2.2.列出各狀態(tài)的參量列出各狀態(tài)的參量: :氣體在初、末狀態(tài)氣體在初、末狀態(tài), ,往往會(huì)有兩個(gè)往往會(huì)有兩個(gè)( (或三個(gè)或三個(gè)) )參量發(fā)生參量發(fā)生變化變化, ,把這些狀態(tài)參量羅列出來(lái)會(huì)比較準(zhǔn)確、快速地找到規(guī)律把這些狀態(tài)參量羅列出來(lái)會(huì)比較準(zhǔn)確、快速地找到規(guī)律. .3.3.認(rèn)清變化過(guò)程認(rèn)清變化過(guò)程: :準(zhǔn)確分析變化過(guò)程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律準(zhǔn)確分析變化過(guò)程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律. .【典例典例2 2】 ( (20172017百校聯(lián)盟沖刺卷百校

17、聯(lián)盟沖刺卷) )如圖所示如圖所示, ,一圓柱形絕熱容器豎直放置一圓柱形絕熱容器豎直放置, ,通過(guò)絕熱活塞封閉著通過(guò)絕熱活塞封閉著27 27 理想氣體理想氣體, ,活塞的質(zhì)量為活塞的質(zhì)量為m m0 0, ,橫截面積為橫截面積為S;S;質(zhì)量為質(zhì)量為2m2m0 0的一沙桶的一沙桶( (里面沒(méi)有沙里面沒(méi)有沙) )通過(guò)細(xì)繩與活塞相連通過(guò)細(xì)繩與活塞相連, ,當(dāng)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)當(dāng)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí), ,活活塞與容器底部相距塞與容器底部相距h h0 0, ,已知大氣壓強(qiáng)為已知大氣壓強(qiáng)為p p0 0, ,重力加速度為重力加速度為g.g.求求: :(1)(1)理想氣體的壓強(qiáng)理想氣體的壓強(qiáng)p;p;(2)(2)通過(guò)

18、電熱絲緩慢給氣體加熱一段時(shí)間通過(guò)電熱絲緩慢給氣體加熱一段時(shí)間, ,使活塞緩慢移動(dòng)使活塞緩慢移動(dòng), ,且使理想氣體的且使理想氣體的溫度上升到溫度上升到77 ;77 ;再保持理想氣體的溫度不變?cè)俦３掷硐霘怏w的溫度不變, ,不停地向沙桶中加沙子不停地向沙桶中加沙子, ,使活使活塞緩慢移動(dòng)塞緩慢移動(dòng), ,當(dāng)沙子、桶的質(zhì)量和為當(dāng)沙子、桶的質(zhì)量和為4m4m0 0時(shí)時(shí), ,活塞離容器底部的高度活塞離容器底部的高度. .【預(yù)測(cè)練習(xí)預(yù)測(cè)練習(xí)2 2】 ( (20172017安徽蕪湖二模安徽蕪湖二模) )如圖所示如圖所示, ,在一圓形管道內(nèi)封閉有理在一圓形管道內(nèi)封閉有理想氣體想氣體, ,用一固定活塞用一固定活塞K

19、K和不計(jì)質(zhì)量可自由移動(dòng)的活塞和不計(jì)質(zhì)量可自由移動(dòng)的活塞A A將管內(nèi)氣體分割成體將管內(nèi)氣體分割成體積相等的兩部分積相等的兩部分, ,溫度都為溫度都為T(mén) T0 0=300 K,=300 K,壓強(qiáng)都為壓強(qiáng)都為p p0 0=1.0=1.010105 5 Pa. Pa.現(xiàn)保持下部現(xiàn)保持下部分氣體溫度不變分氣體溫度不變, ,只對(duì)上部分氣體緩慢加熱只對(duì)上部分氣體緩慢加熱, ,當(dāng)活塞當(dāng)活塞A A移動(dòng)到最低點(diǎn)移動(dòng)到最低點(diǎn)B B時(shí)時(shí)( (不計(jì)不計(jì)摩擦摩擦),),求求: : (1)(1)下部分氣體的壓強(qiáng)下部分氣體的壓強(qiáng); ;答案答案: :(1)2(1)210105 5 Pa Pa(2)(2)上部分氣體的溫度上部分氣

20、體的溫度. .答案答案: :(2)900 K (2)900 K 熱點(diǎn)考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用熱點(diǎn)考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用【核心提煉核心提煉】1.1.內(nèi)能變化量?jī)?nèi)能變化量UU的分析思路的分析思路(1)(1)由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化. .溫度升高溫度升高, ,內(nèi)能增加內(nèi)能增加; ;溫度降低溫度降低, ,內(nèi)能內(nèi)能減少減少. .(2)(2)由公式由公式U=W+QU=W+Q分析內(nèi)能變化分析內(nèi)能變化. .2.2.做功情況做功情況W W的分析思路的分析思路(1)(1)由體積變化分析氣體做功情況由體積變化分析氣體做功情況. .體積膨脹體積膨脹

21、, ,氣體對(duì)外界做功氣體對(duì)外界做功; ;體積被壓縮體積被壓縮, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功. .(2)(2)由公式由公式W=U-QW=U-Q分析氣體做功情況分析氣體做功情況. .3.3.氣體吸、放熱氣體吸、放熱Q Q的分析思路的分析思路: :一般由公式一般由公式Q=U-WQ=U-W分析氣體的吸、放熱情況分析氣體的吸、放熱情況. .【典例【典例3 3】 ( (20172017安徽蕪湖一模安徽蕪湖一模) )如圖所示如圖所示, ,豎直放置的豎直放置的U U形玻璃管與容積為形玻璃管與容積為V V0 0=15 cm=15 cm3 3的球形容器連通的球形容器連通, ,玻璃管左側(cè)橫截面積為右側(cè)橫截面積的

22、玻璃管左側(cè)橫截面積為右側(cè)橫截面積的4 4倍倍. .右側(cè)右側(cè)玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體. .開(kāi)始時(shí)開(kāi)始時(shí),U,U形玻璃管形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h h1 1=15 cm,=15 cm,右側(cè)玻璃管內(nèi)水銀柱上方空氣柱長(zhǎng)右側(cè)玻璃管內(nèi)水銀柱上方空氣柱長(zhǎng)h h0 0=9 cm.=9 cm.現(xiàn)緩慢向左管中加入水銀現(xiàn)緩慢向左管中加入水銀, ,使兩邊水銀柱達(dá)到同一高度使兩邊水銀柱達(dá)到同一高度, ,玻璃管和玻璃管和球形容器導(dǎo)熱良好球形容器導(dǎo)熱良好.(.(已知大氣壓已知大氣壓p p0 0=75 cmHg,U=7

23、5 cmHg,U形玻璃管的右側(cè)橫截面積為形玻璃管的右側(cè)橫截面積為S=1 cmS=1 cm2 2).).求求: : (1)(1)此過(guò)程中被封氣體內(nèi)能如何變化此過(guò)程中被封氣體內(nèi)能如何變化? ?吸熱還是放熱吸熱還是放熱? ?(2)(2)需要加入的水銀體積需要加入的水銀體積. .審題突破審題突破 解析解析: :(1)(1)氣體溫度不變氣體溫度不變, ,則內(nèi)能不變則內(nèi)能不變; ;向左管中加入水銀時(shí)向左管中加入水銀時(shí), ,外界對(duì)氣體外界對(duì)氣體做功做功, ,根據(jù)熱力學(xué)第一定律根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+WU=Q+W可知可知, ,封閉氣體要放熱封閉氣體要放熱. .答案答案: :(1)(1)內(nèi)能不變放熱內(nèi)能不變放

24、熱(2)84 cm(2)84 cm3 3【預(yù)測(cè)練習(xí)預(yù)測(cè)練習(xí)3 3】 ( (20172017廣西柳州二模廣西柳州二模) )在一絕熱密閉容器中安裝一電阻為在一絕熱密閉容器中安裝一電阻為R R的的電熱絲電熱絲, ,開(kāi)始時(shí)容器中封閉有理想氣體開(kāi)始時(shí)容器中封閉有理想氣體, ,其壓強(qiáng)為其壓強(qiáng)為p p0 0=1.0=1.010105 5 Pa, Pa,當(dāng)電熱絲與當(dāng)電熱絲與電壓為電壓為U U的電源連接的電源連接t t時(shí)間后時(shí)間后, ,氣體溫度由氣體溫度由T T0 0=280 K=280 K升高到升高到T T1 1=420 K.=420 K.(1)(1)求氣體增加的內(nèi)能和此時(shí)容器中氣體的壓強(qiáng)求氣體增加的內(nèi)能和此

25、時(shí)容器中氣體的壓強(qiáng). .(2)(2)若保持氣體溫度不變?nèi)舯３謿怏w溫度不變, ,緩慢抽出部分氣體緩慢抽出部分氣體, ,使氣體壓強(qiáng)降低到使氣體壓強(qiáng)降低到p p0 0, ,則此時(shí)容則此時(shí)容器中氣體質(zhì)量是原來(lái)氣體質(zhì)量的幾分之幾器中氣體質(zhì)量是原來(lái)氣體質(zhì)量的幾分之幾? ?實(shí)戰(zhàn)實(shí)戰(zhàn) 高考真題演練高考真題演練1.(1.(20172017全國(guó)全國(guó)卷卷,33,33)(1)(1)氧氣分子在氧氣分子在0 0 和和100 100 溫度下單位速率間隔的溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示示. .下列說(shuō)法正確的

26、是下列說(shuō)法正確的是( (填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào)).). A.A.圖中兩條曲線下面積相等圖中兩條曲線下面積相等B.B.圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形圖中虛線對(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形C.C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 100 時(shí)的情形時(shí)的情形D.D.圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E.E.與與0 0 時(shí)相比時(shí)相比,100 ,100 時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0 0400 m/s400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大占總分子數(shù)的百分比較大解析解析: :( (1)

27、1)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志, ,溫度升高分子的平均動(dòng)能增加溫度升高分子的平均動(dòng)能增加, ,不不同溫度下相同速率的分子所占比例不同同溫度下相同速率的分子所占比例不同, ,溫度越高溫度越高, ,速率大的分子占比例速率大的分子占比例越高越高, ,故虛線為故虛線為0 0 對(duì)應(yīng)的曲線對(duì)應(yīng)的曲線, ,實(shí)線是實(shí)線是100 100 對(duì)應(yīng)的曲線對(duì)應(yīng)的曲線, ,曲線下的面曲線下的面積都等于積都等于1,1,選項(xiàng)選項(xiàng)A,B,CA,B,C正確正確; ;由圖像可知選項(xiàng)由圖像可知選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤;0 ;0 時(shí)時(shí)300300 400 m/s400 m/s速率的分子最多速率的分子最多,100,100

28、時(shí)時(shí)400400500 m/s500 m/s速率的分子最多速率的分子最多, ,選項(xiàng)選項(xiàng)E E錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案答案: :(1)ABC(1)ABC(2)(2)如圖如圖, ,容積均為容積均為V V的汽缸的汽缸A,BA,B下端有細(xì)管下端有細(xì)管( (容積可忽略容積可忽略) )連通連通, ,閥門(mén)閥門(mén)K K2 2位于細(xì)管位于細(xì)管的中部的中部,A,B,A,B的頂部各有一閥門(mén)的頂部各有一閥門(mén)K K1 1,K,K3 3,B,B中有一可自由滑動(dòng)的活塞中有一可自由滑動(dòng)的活塞( (質(zhì)量、體積質(zhì)量、體積均可忽略均可忽略).).初始時(shí)初始時(shí), ,三個(gè)閥門(mén)均打開(kāi)三個(gè)閥門(mén)均打開(kāi), ,活塞在活塞在B B的底部的底部; ;關(guān)閉關(guān)

29、閉K K2 2,K,K3 3, ,通過(guò)通過(guò)K K1 1給汽缸給汽缸充氣充氣, ,使使A A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p p0 0的的3 3倍后關(guān)閉倍后關(guān)閉K K1 1. .已知室溫為已知室溫為27 ,27 ,汽缸汽缸導(dǎo)熱導(dǎo)熱. .打開(kāi)打開(kāi)K K2 2, ,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng); ;接著打開(kāi)接著打開(kāi)K K3 3, ,求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置; ;再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ,20 ,求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng). .2.(2.(20172017全國(guó)全國(guó)卷卷,33

30、,33)(1)(1)如圖如圖, ,用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分, ,隔板左側(cè)充隔板左側(cè)充有理想氣體有理想氣體, ,隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空. .現(xiàn)將隔板抽開(kāi)現(xiàn)將隔板抽開(kāi), ,氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸至整個(gè)汽缸. .待氣體達(dá)到穩(wěn)定后待氣體達(dá)到穩(wěn)定后, ,緩慢推壓活塞緩慢推壓活塞, ,將氣體壓回到原來(lái)的體積將氣體壓回到原來(lái)的體積. .假假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( (填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào)).). A.A.氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B.B.氣體在被壓縮

31、的過(guò)程中內(nèi)能增大氣體在被壓縮的過(guò)程中內(nèi)能增大C.C.在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中在自發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中, ,氣體對(duì)外界做功氣體對(duì)外界做功D.D.氣體在被壓縮的過(guò)程中氣體在被壓縮的過(guò)程中, ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功E.E.氣體在被壓縮的過(guò)程中氣體在被壓縮的過(guò)程中, ,氣體分子的平均動(dòng)能不變氣體分子的平均動(dòng)能不變解析解析: :(1)(1)氣體向真空自由擴(kuò)散的過(guò)程中氣體向真空自由擴(kuò)散的過(guò)程中, ,對(duì)外不做功對(duì)外不做功; ;又汽缸和活塞都絕又汽缸和活塞都絕熱熱, ,不吸熱也不放熱不吸熱也不放熱, ,由熱力學(xué)第一定律由熱力學(xué)第一定律U=Q+W,Q=0,W=0,U=Q+W,Q=0,W=0,所以所以U=0,U=0,內(nèi)內(nèi)

32、能不變能不變, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A正確正確,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;氣體被壓縮時(shí)氣體被壓縮時(shí), ,外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體做功, ,又絕熱又絕熱, ,所以所以內(nèi)能增大內(nèi)能增大, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B,DB,D正確正確; ;理想氣體分子勢(shì)能為零理想氣體分子勢(shì)能為零, ,內(nèi)能表現(xiàn)為分子動(dòng)能內(nèi)能表現(xiàn)為分子動(dòng)能, ,內(nèi)能增大內(nèi)能增大, ,則分子動(dòng)能增大則分子動(dòng)能增大, ,分子平均動(dòng)能也增大分子平均動(dòng)能也增大, ,選項(xiàng)選項(xiàng)E E錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .(2)(2)一熱氣球體積為一熱氣球體積為V,V,內(nèi)部充有溫度為內(nèi)部充有溫度為T(mén)aTa的熱空氣的熱空氣, ,氣球外冷空氣的溫度為氣球外冷空氣的溫度為T(mén)b.Tb.已知空氣在已知空氣在

33、1 1個(gè)大氣壓、溫度個(gè)大氣壓、溫度T0T0時(shí)的密度為時(shí)的密度為0,0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為為1 1個(gè)大氣壓個(gè)大氣壓, ,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.求該熱氣球所受浮力的大小求該熱氣球所受浮力的大小; ;求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力; ;設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量. .3.(3.(20172017全國(guó)全國(guó)卷卷,33,33)(1)(1)如圖如圖, ,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a a出發(fā)出發(fā), ,經(jīng)過(guò)等容經(jīng)過(guò)等容過(guò)程過(guò)程abab

34、到達(dá)狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)b,b,再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bcbc到達(dá)狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)c,c,最后經(jīng)等壓過(guò)程最后經(jīng)等壓過(guò)程caca回到初態(tài)回到初態(tài)a.a.下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( (填正確答案標(biāo)號(hào)填正確答案標(biāo)號(hào)).). A.A.在過(guò)程在過(guò)程abab中氣體的內(nèi)能增加中氣體的內(nèi)能增加B.B.在過(guò)程在過(guò)程caca中外界對(duì)氣體做功中外界對(duì)氣體做功C.C.在過(guò)程在過(guò)程abab中氣體對(duì)外界做功中氣體對(duì)外界做功D.D.在過(guò)程在過(guò)程bcbc中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量E.E.在過(guò)程在過(guò)程caca中氣體從外界吸收熱量中氣體從外界吸收熱量答案答案: :(1)ABD(1)ABD(2)(2)一種測(cè)量稀薄氣

35、體壓強(qiáng)的儀器如圖一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖(a)(a)所示所示, ,玻璃泡玻璃泡M M的上端和下端分別連的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管通兩豎直玻璃細(xì)管K K1 1和和K K2 2.K.K1 1長(zhǎng)為長(zhǎng)為l,l,頂端封閉頂端封閉,K,K2 2上端與待測(cè)氣體連通上端與待測(cè)氣體連通;M;M下端經(jīng)下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器橡皮軟管與充有水銀的容器R R連通連通. .開(kāi)始測(cè)量時(shí)開(kāi)始測(cè)量時(shí),M,M與與K K2 2相通相通; ;逐漸提升逐漸提升R,R,直到直到K K2 2中水銀面與中水銀面與K K1 1頂端等高頂端等高, ,此時(shí)水銀已進(jìn)入此時(shí)水銀已進(jìn)入K K1 1, ,且且K K1 1中水銀面比頂端低中水銀面比頂端低h,h,如圖如圖(b)(b)所示所示. .設(shè)測(cè)量過(guò)程中溫度、與設(shè)測(cè)量過(guò)程中溫度、與K K2 2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變. .已知已知K K1 1和和K K2 2的內(nèi)徑均為的內(nèi)徑均為d,Md,M的容積為的容積為V V0 0, ,水銀的密度為水銀的密度為,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.求求: :待測(cè)氣體的壓強(qiáng)待測(cè)氣體的壓強(qiáng); ;該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng). .