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1、选考部分专题八分子动理论气体及热力学定律1.1.分子分子动动理理论论：（1 1）分子的大小。）分子的大小。分子很小，其直径的数量分子很小，其直径的数量级为级为_。如果用如果用V V表示一滴酒精油酸溶液中表示一滴酒精油酸溶液中纯纯油酸的体油酸的体积积，用，用S S表示表示单单分子油膜的面分子油膜的面积积，用，用D D表示分子的直径，表示分子的直径，则则D=_D=_。阿伏伽德阿伏伽德罗罗常数表示常数表示1mol1mol任何物任何物质质中含有相同的微粒个数中含有相同的微粒个数N NA A=_=_。1010-10-10m m6.026.0210102323molmol-1-1（2 2）估算微）估算微观
2、观量的两种模型。量的两种模型。球体模型：球体模型：对对固体、液体、气体均适用，固体、液体、气体均适用，认为认为分子分子为为一个一个球体，直径球体，直径为为d=_d=_。立方体模型：一般适用于气体，立方体模型：一般适用于气体，认为认为一个分子占据的空一个分子占据的空间间为为一个立方体，一个立方体，边长为边长为d=_d=_。（3 3）说说明分子永不停息地做无明分子永不停息地做无规则热规则热运运动动的两个的两个实实例。例。扩扩散散现现象的特点：温度越高，象的特点：温度越高，_。布朗运布朗运动动的特点：永不停息、的特点：永不停息、_运运动动；颗颗粒越小，运粒越小，运动动越越_；温度越高，运；温度越高，
3、运动动越越_；运；运动轨动轨迹不确定。迹不确定。扩扩散越快散越快无无规则规则剧剧烈烈剧剧烈烈（4 4）分子间的相互作用力和分子势能。）分子间的相互作用力和分子势能。分子力：分子分子力：分子间间同同时时存在引力和斥力，分子存在引力和斥力，分子间间距增大，引力和斥力均距增大，引力和斥力均_，且，且_比引比引力力变变化更快。化更快。分子分子势势能：能：a.a.分子力做正功，分子分子力做正功，分子势势能能_；b.b.分子力做分子力做负负功，分子功，分子势势能能_；c.c.当分子当分子间间距距为为r r0 0时时，分子，分子势势能能_，但不一定是零。但不一定是零。减小减小斥力斥力减小减小增大增大最小最小
4、2.2.固体、液体和气体：固体、液体和气体：（1 1）晶体和非晶体。）晶体和非晶体。（2 2）理想气体状态方程：）理想气体状态方程：_。比比较较晶体晶体非晶体非晶体单单晶体晶体多晶体多晶体形状形状_熔点熔点_特性特性_规则规则不不规则规则不不规则规则固定固定固定固定不固定不固定各向异性各向异性各向同性各向同性各向同性各向同性1.1.（20132013福建高考）下列四幅福建高考）下列四幅图图中，能正确反映分子中，能正确反映分子间间作用作用力力f f和分子和分子势势能能E Ep p随分子随分子间间距离距离r r变变化关系的化关系的图线图线是（）是（）【解析解析】选选B B。当。当r=rr=r0 0
5、时引力与斥力的合力为零，即分子力为零，时引力与斥力的合力为零，即分子力为零，A A、D D错；当分子间的距离大于或小于错；当分子间的距离大于或小于r r0 0时，分子力做负功，分时，分子力做负功，分子势能增加，子势能增加，r=rr=r0 0时分子势能最小，时分子势能最小，B B对，对，C C错。错。2.2.（20132013福建高考）某自行福建高考）某自行车轮车轮胎的容胎的容积为积为V V，里面已有，里面已有压压强强为为p p0 0的空气，的空气，现现在要使在要使轮轮胎内的气胎内的气压压增大到增大到p p，设设充气充气过过程程为为等等温温过过程，空气可看作理想气体，程，空气可看作理想气体，轮轮
6、胎容胎容积积保持不保持不变变，则还则还要向要向轮轮胎内充入温度相同，胎内充入温度相同，压压强强也是也是p p0 0，体，体积为积为（）的空气。（）的空气。【解析解析】选选C C。设将要充入的气体的体积为。设将要充入的气体的体积为VV，据玻意耳定律，据玻意耳定律有有p p0 0(V+V)=(V+V)=pVpV,解得解得V=(-1)VV=(-1)V，故选，故选C C。3.3.（20122012福建高考）关于福建高考）关于热热力学定律和分子力学定律和分子动动理理论论，下列，下列说说法正确的是（）法正确的是（）A.A.一定量气体吸收一定量气体吸收热热量，其内能一定增大量，其内能一定增大B.B.不可能使
7、不可能使热热量由低温物体量由低温物体传递传递到高温物体到高温物体C.C.若两分子若两分子间间距离增大，分子距离增大，分子势势能一定增大能一定增大D.D.若两分子若两分子间间距离减小，分子距离减小，分子间间引力和斥力都增大引力和斥力都增大【解析解析】选选D D。据热力学第一定律。据热力学第一定律U=W+QU=W+Q可知，气体吸收热量可知，气体吸收热量对外做功，内能不一定增大，对外做功，内能不一定增大，A A错；热量可以由低温物体传递错；热量可以由低温物体传递到高温物体但要引起其他变化，到高温物体但要引起其他变化，B B错；两分子间距离减小，分错；两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大，子间引力
8、和斥力都增大，D D对；当分子间作用力表现为斥力时，对；当分子间作用力表现为斥力时，距离增大，分子势能减小，距离增大，分子势能减小，C C错。错。4.4.（20122012福建高考）空气福建高考）空气压缩压缩机的机的储储气罐中气罐中储储有有1.0 1.0 atmatm的的空气空气6.0 L6.0 L，现现再充入再充入1.0 1.0 atmatm的空气的空气9.0 L9.0 L。设设充气充气过过程程为为等等温温过过程，空气可看作理想气体，程，空气可看作理想气体，则则充气后充气后储储气罐中气体气罐中气体压压强强为为（）（）A.2.5 A.2.5 atmatm B.2.0 B.2.0 atmatmC
9、.1.5 C.1.5 atmatm D.1.0 D.1.0 atmatm【解析解析】选选A A。依题可知。依题可知p p1 1=1=1 atmatm，V V1 1=15.0 L=15.0 L，V V2 2=6 L=6 L，据，据p p1 1V V1 1=p=p2 2V V2 2得得p p2 2=2.5=2.5 atmatm，故选，故选A A。5.5.（20112011福建高考）如福建高考）如图图所示，曲所示，曲线线M M、N N分分别别表示晶体和非表示晶体和非晶体在一定晶体在一定压压强强下的熔化下的熔化过过程，程，图图中横中横轴轴表示表示时间时间t t，纵轴纵轴表表示温度示温度T T，从，从图
10、图中可以确定的是（）中可以确定的是（）A.A.晶体和非晶体均存在固定的熔点晶体和非晶体均存在固定的熔点T T0 0B.B.曲曲线线M M的的bcbc段表示固液共存状段表示固液共存状态态C.C.曲曲线线M M的的abab段、曲段、曲线线N N的的efef段均表示固段均表示固态态D.D.曲曲线线M M的的cdcd段、曲段、曲线线N N的的fgfg段均表示液段均表示液态态【解析解析】选选B B。由图像可知曲线。由图像可知曲线M M表示晶体，表示晶体，bcbc段表示晶体熔化段表示晶体熔化过程，处于固液共存状态，过程，处于固液共存状态，B B对；对；N N表示非晶体，没有固定的熔表示非晶体，没有固定的熔
11、点，点，A A错；由于非晶体没有一定的熔点而是逐步熔化，因此错；由于非晶体没有一定的熔点而是逐步熔化，因此C C、D D错。错。6.6.（20112011福建高考）一定量的理想气体在某一福建高考）一定量的理想气体在某一过过程中，从外程中，从外界吸收界吸收热热量量2.52.510104 4J J，气体，气体对对外界做功外界做功1.01.010104 4J J，则该则该理想理想气体的（）气体的（）A.A.温度降低，密度增大温度降低，密度增大B.B.温度降低，密度减小温度降低，密度减小C.C.温度升高，密度增大温度升高，密度增大D.D.温度升高，密度减小温度升高，密度减小【解析解析】选选D D。由热
12、力学第一定律。由热力学第一定律E=W+QE=W+Q，Q=2.5Q=2.510104 4J J，W=W=-1.0-1.010104 4J J可知可知EE大于零，气体内能增加，温度升高，大于零，气体内能增加，温度升高，A A、B B错；错；气体对外做功，体积增大，密度减小，气体对外做功，体积增大，密度减小，C C错，错，D D对。对。7.7.（20132013新新课标课标全国卷全国卷改改编编）两个相距）两个相距较远较远的分子的分子仅仅在分在分子力作用下由静止开始运子力作用下由静止开始运动动，直至不再靠近。在此，直至不再靠近。在此过过程中，下程中，下列列说说法正确的是（）法正确的是（）A.A.分子力
13、先增大，后一直减小分子力先增大，后一直减小B.B.分子力先做分子力先做负负功，后做正功功，后做正功C.C.分子分子势势能先增大，后减小能先增大，后减小D.D.分子分子势势能和能和动动能之和不能之和不变变【解析解析】选选D D。两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止。两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先表现为分子引力开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先表现为分子引力后表现为分子斥力，分子间距离后表现为分子斥力，分子间距离rrrr0 0时分子力表现为引力，随时分子力表现为引力，随着距离着距离r r的减小，分子力先增大后减小，分子间距离的减小，分子力
14、先增大后减小，分子间距离rrr0U=600J0，故温度一定升高，选项，故温度一定升高，选项A A正确。正确。【变变式式训练训练】根据根据热热力学定律和分子力学定律和分子动动理理论论，可知下列，可知下列说说法中法中正确的是（）正确的是（）A.A.可以将流散到周可以将流散到周围环围环境中的内能重新全部收集起来加以利用境中的内能重新全部收集起来加以利用而不引起其他而不引起其他变变化化B.B.只要只要对对内燃机不断改内燃机不断改进进，就可以把内燃机得到的全部内能，就可以把内燃机得到的全部内能转转化化为为机械能机械能C.C.当分子力表当分子力表现为现为斥力斥力时时，随着分子，随着分子间间距离减小，分子距
15、离减小，分子势势能能变变大大D.D.当分子力表当分子力表现为现为引力引力时时，随着分子，随着分子间间距离距离变变大，分子大，分子势势能减能减小小【解析解析】选选C C。由热力学第二定律可知，从单一热源吸收热量。由热力学第二定律可知，从单一热源吸收热量使其完全转化为机械能而不引起其他变化是不可能的，即热机使其完全转化为机械能而不引起其他变化是不可能的，即热机效率总小于效率总小于1 1，A A、B B错；当分子力表现为斥力时，随着分子间错；当分子力表现为斥力时，随着分子间距离减小，分子力做负功，分子势能变大，距离减小，分子力做负功，分子势能变大，C C正确；当分子力正确；当分子力表现为引力时，随着
16、分子间距离变大，分子力做负功，分子势表现为引力时，随着分子间距离变大，分子力做负功，分子势能增大，能增大，D D错。故选错。故选C C。【总结提升总结提升】分析理想气体内能变化的思路分析理想气体内能变化的思路（1 1）由体积变化分析气体做功情况：体积膨胀，气体对外做）由体积变化分析气体做功情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功；功；气体被压缩，外界对气体做功；（2 2）由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增）由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小；大；温度降低，气体内能减小；（3 3）由热力学第一定律）由热力学第一定律U=W+QU
17、=W+Q判断气体是吸热还是放热。判断气体是吸热还是放热。【变变式式备选备选】给给旱区送水的消防旱区送水的消防车车停在水平地面上，在停在水平地面上，在缓缓慢放慢放水水过过程中，若程中，若车车胎不漏气，胎内气体温度不胎不漏气，胎内气体温度不变变，不，不计计分子分子间势间势能，能，则则胎内气体（）胎内气体（）A.A.从外界吸从外界吸热热 B.B.对对外界做外界做负负功功C.C.分子平均分子平均动动能减小能减小 D.D.内能增加内能增加【解析解析】选选A A。该题考查了热力学定律。由于车胎内温度保持。该题考查了热力学定律。由于车胎内温度保持不变，故分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中体积增不变，故
18、分子的平均动能不变，内能不变。放水过程中体积增大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热。大，对外做功，由热力学第一定律可知，胎内气体吸热。A A选选项正确。项正确。热热点考向点考向3 3 气体气体实验实验定律的定律的应应用用【典例典例3 3】（20132013莆田二模）如莆田二模）如图图所示，某种自所示，某种自动动洗衣机洗衣机进进水水时时，与洗衣缸相，与洗衣缸相连连的的细细管中会封管中会封闭闭一定一定质质量的空气，通量的空气，通过压过压力力传传感器感知感器感知细细管中的空气管中的空气压压力，从而控制力，从而控制进进水量。水量。设设温度不温度不变变，洗衣缸内水位升高，洗衣缸内水位升高，则
19、细则细管中被封管中被封闭闭的空气（）的空气（）A.A.体积不变，压强变小体积不变，压强变小B.B.体积变小，压强变大体积变小，压强变大C.C.体积不变，压强变大体积不变，压强变大D.D.体积变小，压强变小体积变小，压强变小【解解题题探究探究】（1 1）细细管中被封管中被封闭闭的空气的哪些量是不的空气的哪些量是不变变的？的？提示：提示：气体被封闭，质量不变。根据题意，其温度不变。气体被封闭，质量不变。根据题意，其温度不变。（2 2）洗衣缸内水位升高）洗衣缸内水位升高时时，细细管中被封管中被封闭闭的空气的空气压压强强如何如何变变化？如何化？如何讨论讨论空气的体空气的体积变积变化？化？提示：提示：水
20、位升高，气体的压强变大，其体积变化可由玻意耳定水位升高，气体的压强变大，其体积变化可由玻意耳定律得出。律得出。【解析解析】选选B B。由题图可知空气被封闭在细管内，水位升高时，。由题图可知空气被封闭在细管内，水位升高时，温度不变，气体压强增大，根据玻意耳定律，气体体积减小，温度不变，气体压强增大，根据玻意耳定律，气体体积减小，选项选项B B正确。正确。【总结提升总结提升】应用气体实验定律的解题思路应用气体实验定律的解题思路（1 1）选择对象）选择对象即某一定质量的理想气体；即某一定质量的理想气体；（2 2）找出参量）找出参量气体在始末状态的参量气体在始末状态的参量p p1 1、V V1 1、T
21、 T1 1及及p p2 2、V V2 2、T T2 2；（3 3）认识过程）认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；认清变化过程是正确选用物理规律的前提；（4 4）列出方程）列出方程选用某一实验定律或气态方程，代入具体选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。数值求解，并讨论结果的合理性。【变变式式训练训练】在冬季，剩有半瓶在冬季，剩有半瓶热热水的暖水瓶水的暖水瓶经过经过一个夜晚后，一个夜晚后，第二天拔瓶口的第二天拔瓶口的软软木塞木塞时觉时觉得很得很紧紧，不易拔出来。其中主要原，不易拔出来。其中主要原因是（）因是（）A.A.软软木塞受木塞受热热膨膨胀胀B.B.瓶口
22、因温度降低而收瓶口因温度降低而收缩变缩变小小C.C.白天气温升高，大气白天气温升高，大气压压强强变变大大D.D.瓶内气体因温度降低而瓶内气体因温度降低而压压强强减小减小【解析解析】选选D D。暖水瓶内密闭气体体积不变，经过一个夜晚后。暖水瓶内密闭气体体积不变，经过一个夜晚后气体温度降低，由气体温度降低，由 为恒量可知密闭气体压强减小，内外压强为恒量可知密闭气体压强减小，内外压强差变大，软木塞受到的压力变大，差变大，软木塞受到的压力变大，C C错，错，D D对。软木塞和瓶口的对。软木塞和瓶口的体积不变，因此体积不变，因此A A、B B错。故选错。故选D D。1.1.（20132013漳州二模）漳
23、州二模）r r、f f、E Ep p分分别别表示分子表示分子间间距、分子力和距、分子力和分子分子势势能，而当能，而当r=rr=r0 0时时，f=0f=0，于是有（），于是有（）A.A.当当rrrr0 0时时，f f越大，越大，E Ep p越大越大B.B.当当rrrr0 0时时，f f越大，越大，E Ep p越小越小C.C.当当rrrr0 0时时，f f越大，越大，E Ep p越大越大D.D.当当rrrrrr0 0时，时，f f随随r r的变化呈非单调变化，而的变化呈非单调变化，而E Ep p随随r r的增大则单调增大，这表明：在的增大则单调增大，这表明：在rrrr0 0的区域内，的区域内，E
24、Ep p随随f f的变化呈的变化呈非单调变化，所以选项非单调变化，所以选项A A、B B均错误。当均错误。当rrrr0 0时，时，f f随随r r增大呈单增大呈单调减小的变化，调减小的变化，E Ep p随随r r增大呈单调减小的变化，这表明：在增大呈单调减小的变化，这表明：在rrrr0 0的区域内，的区域内，E Ep p随随f f的增大呈单调增大的变化，所以选项的增大呈单调增大的变化，所以选项C C正确，正确，D D错误。错误。2.2.（20132013漳州二模）漳州二模）为为了将空气装入气瓶内，了将空气装入气瓶内，现现将一定将一定质质量量的空气等温的空气等温压缩压缩，空气可，空气可视为视为理
25、想气体。下列理想气体。下列图图像能正确表示像能正确表示该过该过程中空气的程中空气的压压强强p p和体和体积积V V关系的是（）关系的是（）【解析解析】选选B B。等温变化时，根据。等温变化时，根据pVpV=C=C，p p与与 成正比，所以成正比，所以p-p-图像是一条通过原点的直线，故正确选项为图像是一条通过原点的直线，故正确选项为B B。3.3.若一气泡从湖底上升到湖面的若一气泡从湖底上升到湖面的过过程中温度保持不程中温度保持不变变，则则在此在此过过程中关于气泡中的气体，下列程中关于气泡中的气体，下列说说法正确的是（）法正确的是（）A.A.气体分子气体分子间间的作用力增大的作用力增大B.B.
26、气体分子的平均速率增大气体分子的平均速率增大C.C.气体分子的平均气体分子的平均动动能减小能减小D.D.气体气体组组成的系成的系统统的的熵熵增加增加【解析解析】选选D D。掌握分子动理论和热力学定律才能准确解答本。掌握分子动理论和热力学定律才能准确解答本题。气泡在上升过程中气泡内的压强减小，温度不变，由玻意题。气泡在上升过程中气泡内的压强减小，温度不变，由玻意耳定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，耳定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小。温度不变，所以气体分子的平均动能、平均分子间引力减小。温度不变，所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为
27、自发过程，故熵增大。速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D D项正确。项正确。4.4.下列关于分子下列关于分子动动理理论论和和热现热现象的象的说说法中正确的是（）法中正确的是（）A.A.雨水没有透雨水没有透过过布雨布雨伞伞是因是因为伞为伞布太厚布太厚B.B.分子分子间间的距离的距离r r增大，分子增大，分子间间的作用力一定做的作用力一定做负负功，分子功，分子势势能增大能增大C.C.自然界中自然界中进进行的涉及行的涉及热现热现象的宏象的宏观过观过程都具有方向性程都具有方向性D.D.悬悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间间撞撞击击它的液体分子数它的液体分子数越多，布朗
28、运越多，布朗运动动越明越明显显【解析解析】选选C C。雨水没有透过布雨伞是因为液体表面张力造成。雨水没有透过布雨伞是因为液体表面张力造成水与雨伞布表面不浸润，水与雨伞布表面不浸润，A A错；分子间的作用力为斥力，则随错；分子间的作用力为斥力，则随着着r r增大，分子势能减小，增大，分子势能减小，B B错；据热力学第二定律可知，涉及错；据热力学第二定律可知，涉及热现象的宏观过程都具有方向性，热现象的宏观过程都具有方向性，C C正确；悬浮微粒越大，撞正确；悬浮微粒越大，撞击的液体分子数越多，则相互作用减弱越多，微粒受到的合力击的液体分子数越多，则相互作用减弱越多，微粒受到的合力越小，运动状态改变越小，布朗运动越不明显，越小，运动状态改变越小，布朗运动越不明显，D D错误。故选错误。故选C C。5.5.如如图图所示，一定所示，一定质质量的理想气体，从状量的理想气体，从状态态a a变变化到状化到状态态b b，则则气体在状气体在状态态a a和状和状态态b b的温度之比是（）的温度之比是（）A.35 B.11A.35 B.11C.65 D.53C.65 D.53【解析解析】选选A A。由。由pVpV=CT=CT可知可知 A A对，对，B B、C C、D D错。错。