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1、专题八 选考部分,高考试题统计与命题预测,第18讲 分子动理论、热力学定律,1,2,3,4,5,1.(2019全国卷)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好。空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界压强。现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界压强相同。此时,容器中空气的温度 (填“高于”“低于”或“等于”)外界温度,容器中空气的密度 (填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。 解析:根据热力学第一定律可知,容器中的空气无热传递、做负功,内能必减少,容器中空气的温度降低,低于外界温度。 压强取决于分子密集程度与温度,同样的压强,温度低的空气,分
2、子密集程度大,密度大。 答案:低于 大于,1,2,3,4,5,2.(2019全国卷)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 N2,T1 T3,N2 N3。(填“大于”“小于”或“等于”),1,2,3,4,5,解析:从“1”到“2”是等容变化,根据查理定理可知“2”状态温度低,分子平均动能小,所以单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数少,即N1大于N2;从“1”到“3”,因为“1”状态压强与体积的积与“3”状态压强与体积的积相等,说
3、明T1等于T3;从“2”到“3”是等压膨胀,气体分子在单位时间内撞击器壁单位面积的次数减少,即N2大于N3。 答案:大于 等于 大于,1,2,3,4,5,3.(2019全国卷)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是 。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以 。 为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是 。,1,2,3,4,5,答案:使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积,1,2,3,4,5,4.(2
4、018全国卷)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程、到达状态e,对此气体,下列说法正确的是 。(填正确答案的标号) A.过程中气体的压强逐渐减小 B.过程中气体对外界做正功 C.过程中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小,1,2,3,4,5,解析:过程是等容变化,温度升高,由查理定理可知压强增大,故A项错误。过程中,体积增大,气体对外做功,故B项正确。过程是等容变化,温度降低,放出热量,故C项错误。过程是等温变化,温度不变,故状态c、d的内能相等,故D项正确。连接Ob,并延长,交cd所在直线于f点,则由盖吕萨克定律可知,由b到f,压强不变;
5、由f到d是等温变化,体积增大,由玻意耳定律可知压强减小,故E项正确。 答案:BDE,1,2,3,4,5,5.(2018全国卷)对于实际的气体,下列说法正确的是 。(填正确答案的标号) A.气体的内能包括气体分子的重力势能 B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C.气体的内能包括气体整体运动的动能 D.气体的体积变化时,其内能可能不变 E.气体的内能包括气体分子热运动的动能 解析:气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其
6、内能可能不变,选项D正确。 答案:BDE,考点1,考点2,考点3,分子动理论 例1(2019河北石家庄模拟)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知油酸的摩尔质量M=0.3 kgmol-1,密度=0.9103 kgm-3,则油酸的分子直径约为 m。将2 cm3的油酸溶于酒精,制成400 cm3的油酸酒精溶液,已知2 cm3溶液有100滴,则1滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成的最大面积约为 m2。(取NA=61023 mol-1,结果保留一位有效数字),考点1,考点2,考点3,审题,考点1,考点2,考点3,答案:110-9 0.1,考点1,考点2,考点3,方法归纳必须掌
7、握的三个问题 (1)必须掌握微观量估算的两个模型 球模型:V= R3(适用于估算液体、固体分子直径)。 立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)。 (2)必须明确反映分子运动规律的两个实例 布朗运动 研究对象:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。 运动特点:无规则、永不停息。 影响因素:颗粒大小、温度。 扩散现象 产生原因:分子永不停息地无规则运动。 影响因素:温度。,考点1,考点2,考点3,(3)分子力和分子势能 分子力:分子间引力与斥力的合力。分子间距离增大,引力和斥力均减小;分子间距离减小,引力和斥力均增大。但斥力总比引力变化得快。 分子势能:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,
8、分子势能增大;当分子间距为r0(分子间的距离为r0时,分子间作用的合力为0)时,分子势能最小。,考点1,考点2,考点3,对应训练 1.(2019北京东城二模)已知铜的摩尔质量为M,铜的密度为,阿伏加德罗常数为NA,下列说法正确的是( ) 答案:B,考点1,考点2,考点3,2.(2019北京丰台二模)关于布朗运动,下列说法中正确的是( ) A.布朗运动反映了花粉颗粒内部分子的无规则运动 B.悬浮在水中的花粉颗粒越大,布朗运动就越明显 C.温度升高,布朗运动和分子热运动都会变得剧烈 D.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同引起的 解析:布朗运动是花粉颗粒的无规则运动,表明了液体分子的无规则运动,选
9、项A错误;悬浮在水中的花粉颗粒越小,布朗运动就越明显,选项B错误;温度升高,布朗运动和分子热运动都会变得剧烈,选项C正确;布朗运动是由于液体分子对悬浮在液体表面的花粉颗粒撞击的不平衡引起的,选项D错误。 答案:C,考点1,考点2,考点3,固体和液体的性质 例2(2019山东潍坊二模)关于固体、液体的性质,下列说法正确的是 。(填正确答案的标号) A.非晶体不可能转化为晶体 B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点 D.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体表面张力的作用 E.唐诗观荷叶露珠中有“霏微晓露成珠颗”,诗中荷叶和露水
10、表现为不浸润,考点1,考点2,考点3,解析:有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体,则A错误;单晶体和多晶体都有确定的熔点,选项B错误;彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点,选项C正确;玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体表面张力的作用,选项D正确;唐诗观荷叶露珠中有“霏微晓露成珠颗”,诗中荷叶和露水表现为不浸润,选项E正确。 答案:CDE,考点1,考点2,考点3,方法归纳1.对晶体、非晶体特性的理解 (1)只有单晶体才可能具有各向异性。 (2)各种晶体都具有固定熔点,晶体熔化时,温度不变,吸收的热量全部用于分子势能的增加。 (3)晶体与非晶体可以相互转化。 (4)有些晶
11、体属于同素异形体,如金刚石和石墨。 2.对液晶特性的理解 (1)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。 (2)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切。,考点1,考点2,考点3,对应训练 3.(2019重庆模拟)关于固体和液体,下列说法正确的是 。(填正确答案的标号) A.晶体一定有确定的熔点 B.晶体一定有确定的几何形状 C.有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 D.所有物质都具有液晶态 E.在液体表面任意画一条线,线两侧的液体间的作用力是引力,考点1,考点2,考点3,解析:晶体有确定的熔点
12、,故A正确;单晶体有一定几何形状,多晶体没有确定的几何形状,故B错误;晶体和非晶体区别在于内部分子排列,有些通过外界干预可以相互转化,如把晶体硫加热熔化(温度超过300 )再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体硫,故C正确;并不是所有物质都具有液晶态,故D错误;液体表面层分子距离大于液体内部分子距离,在液体表面任意画一条线,线两侧的液体间的作用力是引力,故E正确。故选ACE。 答案:ACE,考点1,考点2,考点3,热力学定律 例3(2019广东深圳二模)恒温环境中,在导热良好的注射器内,用活塞封闭了一定质量的理想气体。用力缓慢向外拉活塞,此过程中 。(填正确答案的标号)
13、A.封闭气体分子间的平均距离增大 B.封闭气体分子的平均速率减小 C.活塞对封闭气体做正功 D.封闭气体的内能不变 E.封闭气体从外界吸热,考点1,考点2,考点3,审题,考点1,考点2,考点3,解析:对于一定质量的理想气体,气体的内能和分子平均速率只取决于温度,由题目可知,温度不变,则封闭气体的内能不变,封闭气体分子的平均速率也不变,故B错误,D正确;用力向外缓慢拉动活塞过程中,气体体积增大,则分子间的平均距离增大,气体对活塞做正功,则活塞对气体做负功,故A正确,C错误;根据U=W+Q可知,温度不变,则内能U不变,即U=0,用力向外缓慢拉动活塞,则W0,即气体从外界吸收热量,故E正确。 答案:
14、ADE,考点1,考点2,考点3,方法归纳1.热力学第一定律U=W+Q中正、负号法则 2.热力学第二定律的两种表述 (1)克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体。 (2)开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。,考点1,考点2,考点3,对应训练 4.(2019山西二模)如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,经历ab、be、cd、de四个过程到达状态e,其中ba的延长线经过原点,bc连线与横轴平行,de连线与纵轴平行。下列说法正确的是 。(填正确答案的标号) A.ab过程中气体从外界吸热 B.bc过程中气体内能
15、不变 C.cd过程中气体从外界吸热 D.de过程中外界对气体做功 E.状态a的气体体积比状态d的气体体积小,考点1,考点2,考点3,解析:由理想气体状态方程: ,图线斜率代表体积的倒数,ab过程中图线斜率不变,故气体的体积不变,不做功,又温度升高,内能增大,由W+Q=U,故A正确;bc过程为等压过程,热力学温度升高,气体体积增大,内能增大,故B错误;cd过程 减小,则气体体积增大,气体对外做功,气体温度升高内能增大,由热力学第一定律W+Q=U可知,Q为正值,即气体要从外界吸热,故C正确;de段为等温过程,压强降低,气体体积增大,对外做功,D错误;由于图线斜率代表体积的倒数,由图可知,Oa的斜率
16、大于Od的斜率,则状态a的体积小于状态d的体积,故E正确。 答案:ACE,考点1,考点2,考点3,5.(多选)(2019南昌模拟)下列叙述和热力学定律相关,其中正确的是( ) A.第一类永动机不可能制成,是因为违背了能量守恒定律 B.电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,违背了热力学第二定律 C.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功,且不产生其他影响,考点1,考点2,考点3,解析:第一类永动机不消耗能量却源源不断对外做功,违背了能量守恒定律,所以不可能制成,A正确;电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是压缩机做功的结果,不违背热力学第二定律,B错误;能量耗散说明宏观热现象的发生具有方向性,C正确;物体从单一热源吸收热量可以全部用于做功,但一定引起其他影响,D错误。 答案:AC,