高考物理復(fù)習(xí)第十二章選修模塊總結(jié)提升

選修3－3模塊總結(jié)提升01/312/311.進(jìn)行微觀量估算時(shí)，要把握以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)借助正確模型．(2)NA是聯(lián)絡(luò)宏觀和微觀橋梁．(3)ρ是聯(lián)絡(luò)質(zhì)量和體積紐帶．(4)N＝nNA是估算或計(jì)算根本．分子微觀量估算3/312.阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)絡(luò)微觀物理量與宏觀物理量橋梁，所以包括分子動(dòng)理論中相關(guān)分子大小計(jì)算時(shí)，常慣用到阿伏加德羅常數(shù)及其相關(guān)公式，高考也常在這個(gè)問(wèn)題上設(shè)置題目，所以有必要把阿伏加德羅常數(shù)相關(guān)公式歸納一下．以下各式中：m：物質(zhì)質(zhì)量；M：摩爾質(zhì)量；m0：分子質(zhì)量；V：物質(zhì)體積；Vmol：摩爾體積；V0分子體積或氣體分子所占據(jù)平均空間；NA：阿伏加德羅常數(shù)；n：物質(zhì)量；N：分子總個(gè)數(shù)；ρ：物質(zhì)密度；d：分子直徑或氣體分子之間平均距離．4/315/31典題演示1在標(biāo)準(zhǔn)情況下，有體積為V水和體積為V可認(rèn)為是理想氣體水蒸氣，已知水密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水摩爾質(zhì)量為MA，在標(biāo)準(zhǔn)情況下水蒸氣摩爾體積為VA，求：(1)它們中各有多少水分子．(2)它們中相鄰兩個(gè)水分子之間平均距離．6/317/318/31變式訓(xùn)練1空調(diào)在制冷過(guò)程中，室內(nèi)空氣中水蒸氣接觸蒸發(fā)器(銅管)液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來(lái)越少，人會(huì)感覺(jué)干燥．某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水體積V＝1.0×103cm3.已知水密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.求：(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)該液化水中含有水分子總數(shù)N.【答案】3×1025個(gè)(2)一個(gè)水分子直徑d.【答案】4×10－10m9/3110/311.封閉氣體壓強(qiáng)(1)液體封閉氣體壓強(qiáng)確實(shí)定．平衡法：選與氣體接觸液柱為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，利用它受力平衡，求出氣體壓強(qiáng)．取等壓面法：依據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強(qiáng)相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強(qiáng)相等建立方程求出壓強(qiáng)．液體內(nèi)部深度為h處總壓強(qiáng)為p＝p0＋ρgh.氣體壓強(qiáng)計(jì)算11/31(2)固體(活塞或汽缸)封閉氣體壓強(qiáng)確實(shí)定．因?yàn)樵摴腆w必定受到被封閉氣體壓力，所以可經(jīng)過(guò)對(duì)該固體進(jìn)行受力分析，由平衡條件建立方程來(lái)找出氣體壓強(qiáng)與其它各力關(guān)系．2.氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)(1)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)不一樣，大氣壓強(qiáng)由重力而產(chǎn)生，隨高度增大而減小，氣體壓強(qiáng)由大量氣體分子頻繁碰撞器壁而產(chǎn)生，大小不隨高度而改變．(2)求解液體內(nèi)部深度為h處總壓強(qiáng)時(shí)，不要忘記液面上方氣體壓強(qiáng)．(3)封閉氣體對(duì)器壁壓強(qiáng)處處相等．12/31典題演示2(·新課標(biāo)Ⅱ卷)如圖，一粗細(xì)均勻U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上側(cè)與大氣相通，下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度為l＝10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)高h(yuǎn)＝3.0cm，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi)，從U形管中放出部分水銀，當(dāng)兩側(cè)高度差為h1＝10.0cm時(shí)，將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉，已知大氣壓強(qiáng)p0＝75.0cmHg.13/31(1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度．【答案】12.0cm(2)今后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)水銀到達(dá)同一高度，求注入水銀在管內(nèi)長(zhǎng)度．【答案】13.2cm14/31【解析】(1)以cmHg為壓強(qiáng)單位，設(shè)A側(cè)空氣長(zhǎng)度l＝10.0cm時(shí)壓強(qiáng)為p；當(dāng)兩側(cè)水銀面高度差為h1＝10.0cm時(shí)，空氣柱長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1，由力學(xué)平衡條件得p＝p0＋h.打開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀過(guò)程中，B側(cè)水銀面處壓強(qiáng)一直為p0，而A側(cè)水銀面處壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度增加逐步減小，B、A兩側(cè)水銀面高度差也隨之減小，直至B側(cè)水銀低于A側(cè)水銀面h1為止，由力學(xué)平衡有p1＝p0－h(huán)1，并代入數(shù)據(jù)得l1＝12.0cm15/31(2)當(dāng)A、B兩側(cè)水銀面到達(dá)同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2，由力學(xué)平衡條件可知p2＝p0，代入數(shù)據(jù)得l2＝10.4cm，設(shè)注入水銀柱在管內(nèi)長(zhǎng)度Δh1，依題意得Δh＝2(l1＋l2)＋h1＝13.2cm.16/31變式訓(xùn)練2如圖所表示為均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開(kāi)口且足夠長(zhǎng)，管截面積為S，內(nèi)裝有密度為ρ液體．右管內(nèi)有一質(zhì)量為m活塞擱在固定卡口上，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無(wú)摩擦且不漏氣．溫度為T0時(shí)，左、右管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0，重力加速度為g.現(xiàn)使左右兩管溫度同時(shí)遲緩升高，在活塞離開(kāi)卡口上升前，左右兩管液面保持不動(dòng)．求：17/31(1)右管活塞剛離開(kāi)卡口上升時(shí)，右管封閉氣體壓強(qiáng)p1.(2)溫度升高到T1為多少時(shí)，右管活塞開(kāi)始離開(kāi)卡口上升．(3)溫度升高到T2為多少時(shí)，兩管液面高度差為L(zhǎng).18/3119/3120/31氣體等溫改變、等容改變和等壓改變規(guī)律，不但能夠用數(shù)學(xué)表示式表示，也能夠用圖象表示．氣體圖象分pV、pT和VT圖象三種．不論哪一個(gè)圖象，圖象上一“點(diǎn)”都表示氣體一個(gè)狀態(tài)，一段線段都代表氣體一個(gè)改變過(guò)程．做題時(shí)要了解圖象物理意義，看清楚橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別表示什么含義；看圖象上特殊點(diǎn)和走勢(shì)，即坐標(biāo)軸上截距和曲線怎樣改變；看圖象中其它含義，如斜率表示含義、橫縱坐標(biāo)聯(lián)絡(luò)等．氣體狀態(tài)改變圖象問(wèn)題21/31典題演示3(·江蘇卷)如圖所表示，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過(guò)程，B→C和D→A為絕熱過(guò)程(氣體與外界無(wú)熱量交換)．這就是著名“卡諾循環(huán)”．22/31(1)該循環(huán)過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確是()A.A→B過(guò)程中，外界對(duì)氣體做功B.B→C過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能增大C.C→D過(guò)程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁分子數(shù)增多D.D→A過(guò)程中，氣體分子速率分布曲線不發(fā)生改變(2)該循環(huán)過(guò)程中，內(nèi)能減小過(guò)程是________(填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若氣體在A→B過(guò)程中吸收63kJ熱量，在C→D過(guò)程中放出38kJ熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做功為_(kāi)___kJ.CB→C2523/3124/31【解析】(1)A→B過(guò)程為等溫過(guò)程，內(nèi)能不變，體積增大，氣體對(duì)外界做功，A錯(cuò)誤．B→C為絕熱過(guò)程，沒(méi)有與外界熱交換，體積增大，氣體對(duì)外界做功，內(nèi)能減小，所以B→C過(guò)程中，氣體分子平均動(dòng)能減小，B錯(cuò)誤．C→D為等溫過(guò)程，體積減小，壓強(qiáng)增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁分子數(shù)增多，C正確．D→A為絕熱過(guò)程，體積減小，外界對(duì)氣體做功，氣體溫度升高，所以D→A過(guò)程中，氣體分子速率分布曲線向速度大方向移動(dòng)，發(fā)生改變，D錯(cuò)誤．25/3126/31變式訓(xùn)練3一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A改變到狀態(tài)B，再改變到狀態(tài)C，其狀態(tài)改變過(guò)程pV圖象如圖所表示．已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)溫度為27℃，求：(1)該氣體在狀態(tài)B時(shí)溫度．【答案】－173℃(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C過(guò)程中與外界交換熱量．【答案】200J27/3128/31變式訓(xùn)練4一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖A→B→C→D→A所表示循環(huán)過(guò)程，該過(guò)程每個(gè)狀態(tài)視為平衡態(tài)．已知狀態(tài)A溫度為27℃.(1)求狀態(tài)B溫度TB.【答案】400K(2)一次循環(huán)過(guò)程氣體與外界熱交換Q為多少？是吸熱還是放熱？【答案】25J吸熱29/3130/31(2)