
1.命題角度:(1)分子動(dòng)理論、固體和液體;(2)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程;(3)熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的結(jié)合.2.常用方法:分析法,圖像法.3.常考題型:選擇題、計(jì)算題.
考點(diǎn)一 分子動(dòng)理論 固體和液體
考點(diǎn)二 氣體實(shí)驗(yàn)定律 理想氣體狀態(tài)方程
考點(diǎn)三 熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律相結(jié)合
分子動(dòng)理論 固體和液體
1.估算問(wèn)題(1)分子總數(shù):特別提醒:對(duì)氣體而言,V0= 不等于一個(gè)氣體分子的體積,而是表示一個(gè)氣體分子占據(jù)的空間.(2)兩種分子模型:①球體模型:V= (d為球體直徑);②立方體模型:V=a3.2.分子熱運(yùn)動(dòng):分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,即平均速率越大,但某個(gè)分子的瞬時(shí)速率不一定大.
3.分子間作用力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系(如圖)
4.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋
6.液體(1)表面張力:使液體表面積收縮到最小.(2)液晶:既具有液體的流動(dòng)性又具有晶體的光學(xué)各向異性.
例1 (2022·江蘇揚(yáng)州市期末)2021年12月9日,在“天宮課堂”中王亞平往水球中注入一個(gè)氣泡,如圖所示,氣泡靜止在水中,此時(shí)A.氣泡受到浮力B.氣泡內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)停止C.氣泡內(nèi)氣體在界面處對(duì)水產(chǎn)生壓力D.水在氣泡界面處,水分子間作用力表現(xiàn)為斥力
在失重狀態(tài)下,氣泡不會(huì)受到浮力,A錯(cuò)誤;氣泡內(nèi)分子一直在做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;由于在失重狀態(tài)下,氣泡內(nèi)氣體在界面處存在壓力差,所以對(duì)水產(chǎn)生壓力,C正確;
水在氣泡界面處,水分子較為稀疏,水分子間作用力表現(xiàn)為引力,D錯(cuò)誤.
例2 (多選)(2022·江西南昌市一模)分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖所示(取無(wú)窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep=0),下列說(shuō)法正確的是A.在圖中的A位置,分子勢(shì)能最小B.在圖中的B位置,分子間斥力大于引力C.兩分子從無(wú)窮遠(yuǎn)處靠近的過(guò)程中分子勢(shì)能先減小后增大D.分子間距從圖中的A點(diǎn)變化到B點(diǎn)的過(guò)程中,分子間的 引力和斥力都在不斷減小
由題圖可知,在圖中的A位置,分子勢(shì)能最小,選項(xiàng)A正確;在題圖中的B位置,r0;溫度降低,內(nèi)能減少,ΔU0,吸熱;QV甲>V0,甲、乙氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)分別為p甲和p乙,現(xiàn)把甲、乙兩氣球以及一個(gè)容積為VG的鋼瓶用帶閥門(mén)的三通細(xì)管(容積可忽略)連接,如圖(b)所示.初始時(shí),鋼瓶?jī)?nèi)為真空,閥門(mén)K1和K2均為關(guān)閉狀態(tài).所有過(guò)程,氣體溫度始終保持不變.
(1)打開(kāi)閥門(mén)K1,甲氣球體積將_____(選填“變大”“變小”或“不變”);
由題意可知V乙>V甲>V0,由題圖(a)可知p甲>p乙,所以打開(kāi)K1后,甲內(nèi)氣體向乙中流動(dòng),V甲變小.
(2)打開(kāi)閥門(mén)K1和K2,把甲、乙兩氣球內(nèi)的所有氣體壓入鋼瓶,求壓入后鋼瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng).
11.(2022·江蘇南通市三模)如圖所示,高為L(zhǎng),橫截面積為S的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)有一不規(guī)則物體,厚度不計(jì)的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞正好在汽缸的頂部.在活塞上放置質(zhì)量為m的物體后,活塞緩慢下移,并靜
止在與缸底的間距為0.8L的高度.已知外界大氣壓強(qiáng)p0= ,忽略缸內(nèi)氣體溫度的變化,不計(jì)活塞和汽缸的摩擦,重力加速度為g.求:(1)不規(guī)則物體的體積V;
放置物體后,假設(shè)缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1,根據(jù)受力平衡可得p1S=p0S+mg
根據(jù)玻意耳定律可得p0(LS-V)=p1(0.8LS-V)解得V=0.2LS
(2)缸內(nèi)氣體向外界放出的熱量Q.
外界對(duì)氣體做功為W=(p0S+mg)·Δh=(p0S+mg)·0.2L=0.8mgL根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得ΔU=W-Q又ΔU=0解得氣體向外界放出的熱量為Q=0.8mgL
12.(2022·山東卷·15)某些魚(yú)類(lèi)通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)魚(yú)鰾的體積實(shí)現(xiàn)浮沉.如圖所示,魚(yú)鰾結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為通過(guò)閥門(mén)相連的A、B兩個(gè)密閉氣室,A室壁厚、可認(rèn)為體積恒定,B室壁簿,體積可變;兩室內(nèi)氣體視為理想氣體,可通過(guò)閥門(mén)進(jìn)行交換.質(zhì)量為M的魚(yú)靜止在水面下H處.B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為m;設(shè)B室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與魚(yú)體外壓強(qiáng)相等、魚(yú)體積的變化與B室氣體體積的變化相等,魚(yú)的質(zhì)量不變,魚(yú)鰾內(nèi)氣體溫度不變.水的密度為ρ,重力加速度為g.大氣壓強(qiáng)為p0,求:
(1)魚(yú)通過(guò)增加B室體積獲得大小為a的加速度,需從A室充入B室的氣體質(zhì)量Δm;
由題知開(kāi)始時(shí)魚(yú)靜止在水面下H處,設(shè)此時(shí)魚(yú)的體積為V0,有Mg=ρgV0且此時(shí)B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為m,則m=ρ氣V
魚(yú)通過(guò)增加B室體積獲得大小為a的加速度,則有ρg(V0+ΔV)-Mg=Ma聯(lián)立解得需從A室充入B室的氣體質(zhì)量
(2)魚(yú)靜止于水面下H1處時(shí),B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1.
開(kāi)始時(shí)魚(yú)靜止在水面下H處時(shí),B室內(nèi)氣體體積為V,質(zhì)量為m,且此時(shí)B室內(nèi)的壓強(qiáng)為p1=ρgH+p0魚(yú)靜止于水面下H1處時(shí),有p2=ρgH1+p0此時(shí)體積也為V;設(shè)該部分氣體在壓強(qiáng)為p1時(shí),體積為V2,由于魚(yú)鰾內(nèi)氣體溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有p2V=p1V2
13.(2022·湖南衡陽(yáng)市一模)某物理學(xué)習(xí)興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定水深的深度計(jì),如圖所示,導(dǎo)熱性能良好的圓柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ內(nèi)徑分別為D和2D,長(zhǎng)度均為L(zhǎng),內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B,活塞密封性良好且可無(wú)摩擦地左右滑動(dòng),汽缸Ⅰ左端開(kāi)口,外界大氣壓強(qiáng)為p0,汽缸Ⅰ內(nèi)通過(guò)A封有壓強(qiáng)為p0的氣體,汽缸Ⅱ內(nèi)通過(guò)B封有壓強(qiáng)為4p0的氣體,兩汽缸通過(guò)一細(xì)管相連,初始狀態(tài)A、B均位于汽缸最左端,該裝置放入水下后,通過(guò)A向右移動(dòng)的距離可測(cè)定水的深度,
已知p0相當(dāng)于10 m高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),不計(jì)水溫隨深度的變化,被封閉氣體視為理想氣體,求:(1)當(dāng)B剛要向右移動(dòng)時(shí),A向右移動(dòng)的距離;
設(shè)Ⅰ的橫截面積為S,則Ⅱ的橫截面積為4S.當(dāng)B剛要向右移動(dòng)時(shí),Ⅰ中氣體壓強(qiáng)為4p0,設(shè)A向右移動(dòng)x,對(duì)Ⅰ內(nèi)氣體分析,由玻意耳定律得p0SL=4p0S(L-x)
(2)該深度計(jì)能測(cè)量水的最大深度hm.
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