-專題復(fù)習(xí)篇 專題7 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律-2021屆高三物理二輪新高考復(fù)習(xí)講義

word版

高中物理[建體系·知關(guān)]考情分析

[析考情·明策]縱覽2020部分省市等考物理題，恰當(dāng)選背景素，將“立樹人”的要融入到理解題過程。相關(guān)知由選考變?yōu)榭?，考題型可能為擇題或算題。1.子動(dòng)理論、想化模素養(yǎng)呈2.固體、液、氣體性質(zhì)、熱力定律現(xiàn)素養(yǎng)落實(shí)

3.想氣體狀態(tài)程、氣實(shí)驗(yàn)定律4.缸模型、液模型1.子動(dòng)理論2.微觀角度分固體、體和氣體的質(zhì)3.體實(shí)驗(yàn)三定及理想體狀態(tài)方程4.力學(xué)定律考點(diǎn)1|分子動(dòng)理論

內(nèi)能新儲(chǔ)備等級(jí)考提能一、突三個(gè)重點(diǎn)1．觀量的算/

AAword版AA

高中物理(1)油法估算子直徑：d＝

VS為純油酸體，S為單分子油面積。(2)分總數(shù)：N＝nN＝

mV·N＝N。MmVm注意]對(duì)氣體而言N≠

VV

。(3)兩模型：4球模型VR3(適于估算體、固體分直徑3立方體型：＝3

(適于估算氣體子間距2．子熱運(yùn)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)擴(kuò)散現(xiàn)和布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象活動(dòng)主體區(qū)別

擴(kuò)散現(xiàn)分子分子的動(dòng)，發(fā)生在體、液體、氣體之

布朗運(yùn)微小固顆粒比分子得多的微粒運(yùn)動(dòng)，能在液體、氣體中生

熱運(yùn)動(dòng)分子分子的動(dòng)，不能通光學(xué)顯微鏡接觀察共同點(diǎn)①都是無規(guī)則動(dòng)；②隨溫度的升而更加烈聯(lián)系

擴(kuò)散現(xiàn)、布朗運(yùn)動(dòng)反映無則的熱運(yùn)動(dòng)3.體的內(nèi)能(1)等物體中有分子的熱動(dòng)動(dòng)能分子勢(shì)能的和，是態(tài)量。(2)對(duì)給定的體，其內(nèi)能小由物的溫度和體決定。(3)物的內(nèi)能物體的位置低、運(yùn)速度大小無。二、掌兩個(gè)關(guān)系(1)分力與分間距的關(guān)系分子勢(shì)與分子間距關(guān)系。(2)分力做功分子勢(shì)能變的關(guān)系阿伏加羅常數(shù)是聯(lián)宏觀與觀的橋梁，握宏觀微觀的聯(lián)系新案例等級(jí)考評(píng)價(jià)[例1]物體的體積變時(shí)，分間距離會(huì)隨變化，子勢(shì)能也會(huì)生變化已知兩子間的斥力引力的力F與分子距離r的關(guān)系如圖中曲所示，有、/

000000000pppword版000000000ppp

高中物理B兩個(gè)分子，分子固定O，r為其平位置，現(xiàn)使B分由靜止放，并在分力的作用下距分子0.5r處開始沿r軸正方向運(yùn)動(dòng)到無窮處

，則分子的加度如何化：

。

分子力做功情如何：

。分子勢(shì)如何變化：________題眼點(diǎn)撥①B分子由靜止放”說v。②B分由距A分0.5r”處動(dòng)到無遠(yuǎn)，給出B分子與子之間距離與的關(guān)系，一步可以確分子力斥力還是引。解析]由圖象可知曲線與r交點(diǎn)的坐標(biāo)為，分子到的分力先小，位于平位置時(shí)，分力為零過平衡置后，子力先變大變小，B分子加速度先變?cè)俜聪蜃兇笤僮冃?。小于r時(shí)，子間的用力表現(xiàn)為力，正功，分子動(dòng)增大，分子能減小當(dāng)r等于r時(shí)，子動(dòng)能最大分子勢(shì)最小；當(dāng)r大于時(shí)，分子的作用力表為引力分子力做負(fù)，分子能減小，分勢(shì)能增，故分子先做正功再負(fù)功，子勢(shì)能先減后增大[答]

B分子的加速先變小反向變大，變小

分子力做正功再做功分子勢(shì)先減小后增反思感：分子力與子勢(shì)能圖象比較分子力F圖象

分子勢(shì)

p隨分子間距離的變

r<r>

00

F隨r大而減，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)先增大后小，表現(xiàn)為力

r增大，F(xiàn)做正功，減小r增大，F(xiàn)做負(fù)功，增大化情

r＝

0

F＝F，F(xiàn)＝引斥

E最小，但不為/

p2word版p2

高中物理況

rr

0

引力和力都很微弱F＝0

E＝0[進(jìn)訓(xùn)練]1．濱州市點(diǎn)中學(xué)高考擬)氣溶膠粒子是浮在大中的微小顆，云、霧菌塵塵等氣膠中的子具有很多力學(xué)性學(xué)性質(zhì)如布朗動(dòng)，光的反、散射等。于封閉境中的氣溶粒子，列說法正確是()A．空氣中緩慢下沉到面B．在空氣中緩慢上升到中C．空氣中無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．到的空分子作用力合力始等于其所受的重力C

由于氣溶粒子是浮在大氣中微小顆，據(jù)布朗動(dòng)的規(guī)律可，溶膠粒子受到空氣分的不斷撞而做無規(guī)運(yùn)動(dòng)不會(huì)緩下沉到地面，也會(huì)緩慢上升到中由于氣分子對(duì)它撞的不平性氣溶膠子受到的空分子作力的合力不定始終等于所受到重力，只有項(xiàng)C正確。]2．(2020·北試·T)對(duì)一定質(zhì)的理想氣體，下列說正確的是()A．體積不、溫度升高則每個(gè)體分子熱運(yùn)的速率增大B．若體積減、溫度不變則器壁位面積受氣分子的均作用力不C．體積不、溫度降低則氣體子密集程度變，壓可能不變D．體積減、溫度不變則氣體子密集程度大，壓一定增大D

溫度升高分子的均動(dòng)能增大不是每氣體子運(yùn)動(dòng)速率都增加A錯(cuò)誤；溫不變，分子運(yùn)動(dòng)的均動(dòng)能不變體積減，分子密集度增大故氣體分子在單時(shí)間內(nèi)作用器壁單面積的平均用力一增大，氣體壓強(qiáng)一增大，錯(cuò)誤，正確；如果體積不變那么分密集程度不，由于度降低，分熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)減小，故氣分子在位時(shí)間內(nèi)作于器壁位面積的平作用力定減小，氣體的強(qiáng)一定減小錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2|固體新儲(chǔ)備等級(jí)考提能

液體

氣體分的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)/

33(1)123123123333(1)12312312331．體和液(1)晶和非晶。

高中物理比較形狀熔點(diǎn)特性

單晶體規(guī)則固定各向異

晶體

多晶體不規(guī)則固定各向同

非晶體不規(guī)則不固定各向同(2)液是一種殊的物質(zhì)狀處的狀介于固態(tài)和態(tài)之間晶具有動(dòng)性在光學(xué)電學(xué)物理性上表現(xiàn)各向異性。(3)液的表面力使液體表具有收到最小的趨表面張的方向跟液相切。2．體分子動(dòng)特點(diǎn)

，3．氣體壓的理解(1)氣對(duì)容器的壓強(qiáng)是氣分子頻碰撞的結(jié)果，氣體分?jǐn)?shù)密度越大氣體對(duì)器壁因碰撞產(chǎn)生的強(qiáng)就越大。(2)地表面大壓強(qiáng)可認(rèn)為由于大重力產(chǎn)生的新案例等級(jí)考評(píng)價(jià)

溫度越，[

案

例

2]

全

國

卷

Ⅱ·T)如-V所示，

1

、

2

、3三點(diǎn)代表容器中一定理想氣的三個(gè)不同態(tài)，對(duì)的溫度分別T、T、T。用

、

N

、N分別示這三狀態(tài)下氣體子在單時(shí)間內(nèi)撞擊器壁上位面積的平次數(shù)，則________N，T________T，N。(填“大”“小”或“等于)/

12231121312231121332323

高中物理題眼點(diǎn)撥①“想氣體”示滿足個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)律。②“擊器壁單面積的均次數(shù)”確考查影響體壓強(qiáng)微觀因素。[解]

根據(jù)理氣體狀態(tài)方

p′1V′1p′2V′2p′3V＝＝，可TT，T1T2T3TTT＝；由于T>T，狀氣體分子運(yùn)動(dòng)的均動(dòng)能大，運(yùn)動(dòng)的均速率大，子密度相等故單位積的平均碰次數(shù)多即N>；對(duì)于態(tài)23，由于VV，故分子密度n<，>T，故態(tài)3分子運(yùn)動(dòng)的均動(dòng)能大，運(yùn)動(dòng)的平均速大，而且′＝p，因狀態(tài)單位面積的平均撞次數(shù)，即N。答案]大于等于

大于反思感：氣體壓強(qiáng)理解宏觀：體作用在器單位面上的壓力，小取決體積和度。微觀大量氣分子規(guī)則熱動(dòng)對(duì)器壁碰產(chǎn)生的，小取決單位體積內(nèi)分子數(shù)分子數(shù)度)和分子平均速。[進(jìn)訓(xùn)練1

．

多選

山

東

名

校

聯(lián)

考

信

息卷)玻璃皿的制過程中玻璃的形成重要環(huán)節(jié)，當(dāng)溫度達(dá)到1200

℃時(shí)，大量的泡分布在玻液中

，

經(jīng)過一列工藝后獲澄清的璃液，之后可通過降溫到適溫度然后選合適大小的璃液進(jìn)吹泡(即玻璃液吹氣制造玻璃器皿下列與璃有關(guān)的物學(xué)問題說法正確的()A．為分子存在著斥力所以破的玻璃不能單地拼在一起B(yǎng)．玻璃從開熔化到形成璃液的程中，溫度固定C．璃內(nèi)部原子是無序布的，有各向異性特點(diǎn)D．200℃的玻璃液續(xù)升溫可能使其中氣泡減

，，

破碎的玻不能拼在一起，是為分子距達(dá)到分子用力的范圍錯(cuò)誤；璃是非晶體熔化時(shí)固定溫度，確；玻是非晶體，璃內(nèi)部原子是無序排的，具有各同性的點(diǎn)，C錯(cuò)誤；度繼續(xù)高，氣泡內(nèi)體升溫膨脹，/

word版氣體的度變小，上，從玻液中排出，正確。]

高中物理2．(多氧氣分在℃和1℃溫下各速率區(qū)的分子占總分子數(shù)百分比隨氣體子的速率的化分別圖中兩條曲所示。列說法正確是()A．中兩條線下面積相B．圖中實(shí)線應(yīng)氧氣分子1℃時(shí)的情形C．中曲線出了任意速區(qū)間的氣分子數(shù)目D

．

與

℃時(shí)相，

100

℃時(shí)氧分子速率出在～400m/s區(qū)間內(nèi)的分?jǐn)?shù)占總子數(shù)的百分較大[由圖知，在0℃種不同況下各速率間的分?jǐn)?shù)占總分子的百分與分子速率的關(guān)系線與橫軸所面積都該等于1即相等，故A正確；實(shí)線對(duì)的最大比例速率區(qū)內(nèi)分子速率大，明實(shí)線對(duì)應(yīng)溫度大，為℃時(shí)的情，確；圖曲線給出了意速率間的氧氣分占總分?jǐn)?shù)的百分比但無法確分子具體數(shù)，C錯(cuò)誤由題圖知，～內(nèi)，100℃應(yīng)的氧氣分子占總子數(shù)的百分小于℃時(shí)的，因℃時(shí)氧氣子速率現(xiàn)在0區(qū)間內(nèi)分子數(shù)占總子數(shù)的分比較小，錯(cuò)誤。]考點(diǎn)3|熱力學(xué)定律新儲(chǔ)備等級(jí)考提能1．熱力學(xué)律的理解(1)對(duì)力學(xué)第定律U＝QW理解①U僅由度決定升溫時(shí)為正降溫時(shí)負(fù)；②W僅由體積決定壓縮時(shí)正，膨脹時(shí)負(fù)；③Q由ΔU和W同決定。(2)對(duì)力學(xué)第定律的理解熱量可由低溫物體遞到高物體，也可從單一源吸收熱量部轉(zhuǎn)化功，但不引其他變化是可能的/

word版2．熱力學(xué)一定律的考有定性斷和定量計(jì)兩種方定性判斷

高中物理利用題的條件和符法則對(duì)、QΔ中的其中個(gè)量做準(zhǔn)確的符號(hào)斷然后利U＝＋Q第三個(gè)做出斷。(2)定計(jì)算一般計(jì)等壓變化過的功

，

即Wp·Δ

，

然后結(jié)其他條件，利用ΔU＝W＋Q進(jìn)行相計(jì)算。3．量守恒律(1)內(nèi)：能量不會(huì)憑空產(chǎn)

，

也不會(huì)空消失，它只能一種形式轉(zhuǎn)為另一形式，

或者是一個(gè)物體轉(zhuǎn)到別的體

，在轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移的過程，能量總量保持不。(2)條性：能守恒定律是然界的遍規(guī)律某一種式的能量是守恒是條件的。(3)第類永動(dòng)是不可能制的，它背了能量守定律。新案例等級(jí)考評(píng)價(jià)

，[案例

3]全國卷Ⅰ·T)某器中的氣被光滑活封住，容器和塞絕熱性能好空氣可為理想氣體初始時(shí)器中空的溫度與外相同，壓強(qiáng)大外界。現(xiàn)活塞緩慢移，直至容器中的空壓強(qiáng)與界相同此時(shí)，容器中氣的溫度填“高”“低于”“等于)外界溫容器中氣的密度填“大”“小于”“等于)外界空的密度

，解析]

容器與塞絕熱性能好，容中空氣與外不發(fā)生交換(＝，活塞移動(dòng)的程中容器中空氣強(qiáng)減小，則容器空氣正膨脹體積增大對(duì)外界功，即W<0。根據(jù)力學(xué)第定律ΔU＝Q＋W可：容器中空內(nèi)能減，溫度降低容器中空的溫度低于界溫度根據(jù)理想氣狀態(tài)方有

pVm＝，又＝，聯(lián)立解得：TVρ

mpCT

。對(duì)容外與容器內(nèi)量均為m的氣，因容中空氣壓強(qiáng)容器外氣壓強(qiáng)相同，容內(nèi)溫度低于界溫度則容器中空的密度于外界空氣密度。答案]低于大于反思感：熱學(xué)第一律的三種特情況/

word版

高中物理(1)若程是絕的則＝WΔU，外界對(duì)體做的等于物體內(nèi)的增加，或物體外界做的功于物體能的減少量(2)若程中不功，則＝，＝ΔU物體吸的熱量等于體內(nèi)能增加，或物體出的熱量等物體內(nèi)的減少量。(3)①過程的、

末狀態(tài)體的內(nèi)能不，

則WQ0

，即物體收的熱量全用來對(duì)做功，或外界對(duì)體做的等于物體放的熱量。②做功熱傳遞都可改變物的內(nèi)能，則內(nèi)能改變可由熱學(xué)第一律Δ＝W＋Q定。

如果兩過程同時(shí)發(fā)，[進(jìn)訓(xùn)練1(多選)氣閘是載人天器中供航員進(jìn)入空或由太空回時(shí)用氣密性裝置；其理圖如圖所。座艙與氣閘艙B之裝有閥K，座艙中充滿氣，氣閘艙B內(nèi)真空。航天員太空返氣閘艙時(shí)，打開閥K，中的氣進(jìn)入B中最終達(dá)平衡假設(shè)此過中系統(tǒng)外界沒有熱換，艙內(nèi)氣體視為理氣體，下列說正確的是()A．體并沒對(duì)外做功，體內(nèi)能變B．B中氣可自發(fā)全部退回到A中C．體體積脹，對(duì)外做，內(nèi)能小D．體溫度變，體積增，壓強(qiáng)小AD[氣體由擴(kuò)，有對(duì)外功又因?yàn)閭€(gè)系統(tǒng)與外沒有熱換根據(jù)Δ＝WQ可知內(nèi)不變，正確，錯(cuò)誤根據(jù)熵加原理可知切宏觀現(xiàn)象均具有方向，故氣體不能自地全部回到A中故B錯(cuò)誤；因?yàn)槟懿蛔児蕼囟炔?，平均?dòng)能變，氣艙B內(nèi)真空，據(jù)玻意耳定可知：pV＝(定值)，可知擴(kuò)后體積增大壓強(qiáng)小，故正確。]2．(2020·天級(jí)試·T)水槍是孩們喜愛玩具常見的壓式水槍儲(chǔ)罐示意圖。儲(chǔ)水罐氣口充入氣達(dá)到一壓強(qiáng)后，關(guān)閉充口。動(dòng)扳機(jī)閥門M打即從槍噴出在水不噴出的過程罐內(nèi)氣溫度始終保不變，氣體)/

001word版001

高中物理A．強(qiáng)變大C．外界放

B．對(duì)外界做D．分平均動(dòng)能變B在水向外斷噴出過程中，罐氣體體增大，則氣對(duì)外做，根據(jù)玻意耳定律知，罐內(nèi)氣的壓強(qiáng)小，選項(xiàng)錯(cuò)誤確；由罐內(nèi)氣體溫不變，對(duì)外放，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)溫是分子平均能的標(biāo)可知，溫度變，分平均動(dòng)能不，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]考點(diǎn)4|氣體實(shí)驗(yàn)律和理氣體的狀態(tài)程新儲(chǔ)備等級(jí)考提能1．體壓強(qiáng)計(jì)算(1)力衡法：取與氣體接的液柱(或塞)為研究象進(jìn)受力分得到液(或活塞的受力平衡程，求氣體的壓強(qiáng)

，(2)等面法：連通器中，同一種液體中間不斷)同一深處壓強(qiáng)相等，液體內(nèi)處的總壓強(qiáng)p＝＋，為液面上方的大氣強(qiáng)。說明：體密封的氣一般用平衡法，液密封的體一般用等面法。2．體實(shí)驗(yàn)律玻意耳律：V＝pVp1p2p1T1查理定：＝或＝T1T2p2T2蓋—呂克定律

V1V2V1T1＝或＝T1T2V2T23．想氣體狀態(tài)方程(1)理氣體是在任何條件始終遵氣體實(shí)驗(yàn)定的氣體一定質(zhì)的理想氣體內(nèi)能只溫度有關(guān)。

，p1V1p2V2pV(2)狀方程：＝或＝。T1T2T4．用氣體驗(yàn)定律的三重點(diǎn)環(huán)(1)正選擇研對(duì)象：對(duì)于質(zhì)量問要研究質(zhì)量變的部；對(duì)于多部氣體問題，對(duì)各部分獨(dú)研究，部分之間一通過壓(液柱或活塞受力找聯(lián)系/

1511220111015112201110220

高中物理(2)列各狀態(tài)參量：氣體初、末態(tài)，往往會(huì)兩個(gè)(或三個(gè)參量發(fā)生化，把這些態(tài)參量羅列來能夠較準(zhǔn)確、快的找到律。(3)認(rèn)變化過：準(zhǔn)確分析化過程便正確選用體實(shí)驗(yàn)律。新案例等級(jí)考評(píng)價(jià)[

案

例

4]

山

東

學(xué)

業(yè)

水

平

等

級(jí)

考試

·T)中醫(yī)罐的物原理是利用璃罐內(nèi)的氣壓差使吸附在體穴位上

，進(jìn)而治某些疾病

。

常見拔有兩種，

如圖所，

左側(cè)為罐

，下端開；右側(cè)為抽拔罐，下端開口，上端有抽氣門。使用火罐時(shí)，先加熱中氣體，后迅速按到膚上，然降溫火罐內(nèi)部氣低于外大氣壓，使火罐緊吸附在皮上。

抽氣拔是先把罐體在皮膚，再通過氣降低罐內(nèi)體壓強(qiáng)次使用罐時(shí)罐內(nèi)氣體始?jí)簭?qiáng)外部氣壓相，溫度為50K，最降到3K，因膚凸起，內(nèi)部氣體體變?yōu)楣薹e的

2021

。若換用氣拔罐，

抽氣后內(nèi)剩余氣體積變?yōu)闅獍喂奕莘e

2021

，罐內(nèi)氣與火罐降溫的內(nèi)部壓相同

。

罐內(nèi)氣均可視為理氣體

，忽略抽過程中氣體度的變。求應(yīng)抽出體的質(zhì)與抽氣前罐氣體質(zhì)的比值。解析]設(shè)火罐內(nèi)氣初始狀參量分別為p、、V，溫度降低后態(tài)參分別為、、，罐的容為，由題意知p＝p、＝K、＝、＝300K、V＝

20V021

①由理想體狀態(tài)方程p0V0T1

＝

20V021T2

②代入數(shù)得p＝p

③/

34403042004034403042004040

高中物理對(duì)于抽罐，設(shè)初態(tài)體狀態(tài)量分別為、，末態(tài)氣狀態(tài)參分別為p、V，罐的容積為V，由題意知p＝p、V＝V、p＝p由玻意定律得p′＝V聯(lián)立⑤，代入據(jù)得

④⑤V＝

107

V

⑥設(shè)抽出氣體的體積ΔV由題知ΔV＝V－

2021

V

⑦故應(yīng)抽氣體的質(zhì)量抽氣前內(nèi)氣體質(zhì)量比值為ΔmΔV＝mV4聯(lián)立⑦⑧，代入數(shù)據(jù)Δm1＝。m3

⑧⑨答案]

13[進(jìn)訓(xùn)練1．(2020·山東膠東示范校高三質(zhì)量檢測(cè))如圖所，導(dǎo)熱性良好的柱形屬容器直放置，

容器上的輕質(zhì)塞子容器密，內(nèi)有質(zhì)為m的塞將容分為、B兩個(gè)氣，、兩個(gè)氣室體積均