第四单元理想气体状态方程
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．)
1．某驾驶员发现中午时车胎内的气压高于清晨时的，且车胎体积增大．若这段时间胎内气体质量不变且可视为理想气体，那么()
A．外界对胎内气体做功，气体内能减小
B．外界对胎内气体做功，气体内能增大
C．胎内气体对外界做功，内能减小
D．胎内气体对外界做功，内能增大
2．如图所示是理想气体经历的两个状态的p－T图象，对应的p－V图象应是()
3．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体的压强增大，从分子微观角度来分析，这是因为()
A．气体分子的平均动能增大
B．单位时间内器壁单位面积上分子碰撞的次数增多
C．气体分子数增加
D．气体分子对器壁的碰撞力变大
4．一定质量的某种理想气体的压强为p，热力学温度为T，单位体积内的气体分子数为n，则()
A．p增大，n一定增大B．T减小，n一定增大
C.p
T增大时，n一定增大 D.p
T增大时，n一定减小
5.一定质量的某种理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和
da这四个过程在p－T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O，bc垂直于ab，cd平行于ab，由图可以判断()
A．ab过程中气体体积不断减小
B．bc过程中气体体积不断减小
C．cd过程中气体体积不断增大
D．da过程中气体体积不断增大
6.一定质量的理想气体做等压变化时，其V－t图象如图所示，若保
持气体质量不变，使气体的压强增大后，再让气体做等压变化，则其等
压线与原来相比，下列可能正确的是()
A．等压线与t轴之间夹角变大
B．等压线与t轴之间夹角变小
C．等压线与t轴交点的位置不变
D．等压线与t轴交点的位置一定改变
7．一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则下列说法正确的是()
A．因气体温度与机械运动的速度无关，故容器中温度不变
B．因容器是绝热的，故容器中气体温度不变
C．因容器突然停止运动，气体分子运动的速度亦随之减小，故容器中温度降低
D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，机械运动的动能转化为分子热运动的动能，故容器中气体温度将升高
8．一钢筒内装有压缩空气，当打开阀门后气体迅速从筒内逸出，很快筒内气体的压强与大气压强p0相同，然后立即关闭阀门．如果钢瓶外部环境保持温度不变，经较长的时间后筒内的气体压强()
A．等于p0B．大于p0
C．小于p0D．无法判定
9.如图中A、B两点代表一定质量的理想气体的两个不同的状态，状
态A的温度为T A，状态B的温度为T B；由图可知()
A．T B＝2T A B．T B＝4T A
C．T B＝6T A D．T B＝8T A
10．已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ＝1.0×103 kg/m3)()
A．12.8倍B．8.5倍
C．3.1倍D．2.1倍
11．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10时的温度为15 ℃，下午2时的温度为25 ℃，假设大气压强无变化，则下午2时与上午10时相比较，房间内的() A．空气分子密集程度增大B．空气分子的平均动能增大
C．空气分子的速率都增大D．空气质量增大
12.如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行于纵轴的直线变化到状
态B，则它的状态变化过程是()
A．气体的温度不变
B．气体的内能增加
C．气体分子的平均速率减小
D．气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数不变
明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
13．(10分)如图，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，
一定质量的理想气体被质量为 2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为
________Pa(大气压强取1.01×105 Pa，g取10 m/s2)．若从初温27 ℃开始加热
气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m，则此时气体的
温度为________℃(取T＝t＋273 K)．
14．(10分)一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p－T和V－T 图各记录了其部分变化过程．
(1)试求温度600 K时气体的压强；
(2)在p－T图象上将温度从400 K升高到600 K的变化过程补充完整．
15.(10分)有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A 点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B 点齐平，此时筒中气体长度减为原来的23.若测得A 点压
强为1.2×105Pa ，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏．
(1)求液体中B 点的压强；
(2)从微观上解释气体压强变化的原因．
16.(10分)如图所示为一均匀薄壁U 形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的横截面积为S ，内装有密度为ρ的液体．右管内有一质量为m 的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为T 0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱(可视为理想气体)长度均为L ，压强均为大气压强p 0，重力加速度为g ，现使左、右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动．求：
(1)温度升高到T 1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升； (2)温度升高到T 2为多少时，两管液面高度差为L .
参考答案与解析
1．[49] 解析：选D.中午，车胎内气体温度升高，内能增大，车胎体积增大，气体对外做功．选项D 正确．
2．[50] 解析：选C.由p －T 图象可知，气体先经历等容变化，后经历等温变化，所以对应的p －V 图象是C ，所以C 正确，A 、B 、D 错误．
3．[51] 解析：选B.温度不发生变化，分子的平均动能不变，分子对器壁的碰撞力不变，故A 、D 错；质量不变，分子总数不变，C 错误；体积减小，气体分子密集程度增大，单位时间内器壁单位面积上分子碰撞次数增多，故B 正确．
4．[52] 解析：选C.只有p 或T 变化时，不能得出体积的变化情况，A 、B 错误；p
T 增
大，V 一定减小，单位体积内的分子数一定增大，C 正确，D 错误．
5．[53] 解析：选BCD.四条直线段只有ab 是等容过程，A 错误；连接
Ob 、Oc 和Od ，则Ob 、Oc 、Od 都是一定质量的理想气体的等容线，依据p －T 图中等容线的特点(斜率越大，气体体积越小)，比较这几条图线的斜率，即可得出V a ＝V b >V d >V c ，故B 、C 、D 都正确．
6．[54] 解析：选BC.对于一定质量气体的等压线，其V －t 图线的延长线一定过t 轴上－273.15 ℃的点，故C 项正确，D 项错误；气体压强增大后，温度还是0 ℃时，由理想气体状态方程pV
T
＝C 可知，V 0减小，等压线与t 轴夹角减小，A 项错误，B 项正确．
7．[55] 解析：选D.只有与分子微观热运动所对应的动能才能包括在气体的内能之中，而与气体宏观运动所对应的动能，应属于气体的机械能中的动能．当容器在高速运输途中突然停下来时，气体分子与器壁撞击，使气体分子的定向运动转化为分子的无规则运动，于是气体整体的宏观运动的动能就转化成气体分子微观热运动的动能，即机械能转化为内能，使气体的温度升高．
8．[56] 解析：选B.气体迅速膨胀时温度降低，刚关闭阀门时，筒内温度低，当和环境温度达到热平衡后，筒内压强变大．
9．[57] 解析：选C.对于A 、B 两个状态应用理想气体状态方程p A V A T A ＝p B V B T B 可得：T B
T A
＝
p B V B p A V A ＝3p 0×4V 0
2p 0×V 0
＝6，即T B ＝6T A ，C 项正确． 10．[58] 解析：选C.对气泡内气体：在湖底处p 1＝p 0＋ρgh ，V 1，T 1＝277 K ； 在水面时，p 2＝p 0，V 2，T 2＝290 K. 由理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2，
代入数据得V 2V 1＝p 1T 2
p 2T 1
＝3.1，故C 对．
11．[59] 解析：选B.温度升高，气体分子的平均动能增大，平均每个分子对器壁的冲力将变大，但气压并未改变，可见单位体积内的分子数一定减少，故A 、D 项错误，B 项正确；温度升高，并不是所有空气分子的速率都增大，C 项错误．
12．[60] 解析：选B.从p －V 图象中的AB 图线知，气体状态由A 变到B 为等容升压，根据查理定律，一定质量的气体，当体积不变时，压强跟热力学温度成正比．选项A 中温度不变是不正确的，应该是压强增大，温度升高．气体的温度升高，内能增加，选项B 正确．气体的温度升高，分子平均速率增加，故选项C 错误．气体压强增大，则气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，故选项D 是错误的．
13．[61]
解析：活塞的受力情况如图， 由平衡条件得，pS ＝p 0S ＋mg ， 则p ＝p 0S ＋mg S ＝p 0＋mg S
＝1.01×105 Pa ＋2.0×105×10－3 Pa ＝1.05×105
Pa.
由盖—吕萨克定律V 1T 1＝V 2
T 2
得T 2＝V 2T 1V 1＝h 2T 1h 1＝0.51×300
0.5 K ＝306 K
t 2＝T 2－273 K ＝33 ℃. 答案：1.05×105 33
14．[62] 解析：(1)p 1＝1.0×105Pa ，V 1＝2.5 m 3，T 1＝400 K ， p 2＝？，V 2＝3 m 3，T 2＝600 K ，p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2
p 2＝p 1V 1T 2
T 1V 2
＝1.25×105 Pa.
(也可以利用图象来解，但要有必要的说明) (2)图象如图所示．
答案：(1)1.25×105 Pa (2)见解析图
15．[63] 解析：(1)由题意知气体做等温变化 则有p A V ＝p B 2
3
V
代入数据得p B ＝1.8×105Pa.
(2)在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大．
答案：(1)1.8×105Pa (2)见解析
16．[64] 解析：(1)活塞刚离开卡口时，对活塞mg ＋p 0S ＝p 1S 得：p 1＝p 0＋mg
S
两侧气体体积不变，对右管气体p 0T 0＝p 1
T 1
得：T 1＝T 0???
?1＋mg p 0S . (2)左管内气体，V 2＝3L 2S ，p 2＝p 0＋mg
S ＋ρgL
应用理想气体状态方程：p 0LS T 0＝p 2V 2
T 2
得T 2＝3T 02p 0p 2＝3T 0
2p 0????p 0＋mg S ＋ρgL . 答案：(1)T 0????1＋mg p 0S (2)3T
02p 0????p 0＋mg S ＋ρgL
选修3—3考点汇编 一、分子动理论 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同231 6.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） Ⅰ.球体模型直径d ＝ 36V 0 π. Ⅱ.立方体模型边长d ＝ 3V 0. ◆ （2013考试说明新要求）： ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 Ⅰ．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. a.分子质量：A mol N M m = 0＝A mol N V ρ b.分子体积：A mol N V v = 0＝M ρN A （气体分子除外） c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积V 0＝V m N A ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。 2、对于气体分子，d ＝3 V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离. 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 ◆ （2013考试说明新考点）： （2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒．．．．．．各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈
选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度 越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子 间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线 所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子 力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力) 随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时， 分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为 1010-m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十 分微弱，可以忽略不计了 4、温度
1．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用 力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的 压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动 的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝ cmHg.环境温度不变． 1．【解析】设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的 压强为p2＝p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强p1′，长度为 l ′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′.以cmHg为压强单位．由题给条1 件得 p ＝p0＋－ cmHg ① 1 l ′＝错误! cm＝ cm ② 1 由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′③联立①②③式和题给条件得p1′＝144 cmHg ④ 依题意p2′＝p1′⑤l ′＝ cm＋错误! cm－h＝－h) cm ⑥ 2 由玻意耳定律得p2l2＝p2′l2′⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h＝ cm ⑧【答案】144 cmHg cm 2．[2016·全国Ⅱ，33(2)，10分]一氧气瓶的容积为 m3，开始时瓶中氧气的压 强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气 m3.当氧气瓶中的压强 降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充 气前可供该实验室使用多少天．
2．【解析】设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ① 重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积V3＝V2－V1 ②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有 p 2V 3 ＝p0V0 ③ 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数N＝ V ΔV ④ 联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天) ⑤【答案】4天 3．[2016·全国Ⅰ，33(2)，10分]在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧 水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σ r ，其中σ＝ N/m. 现让水下10 m处一半径为 cm的气泡缓慢上升，已知大气压强p0＝×105Pa，水的密度ρ＝×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2. (1)求在水下10 m处气泡内外的压强差； (2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值． 3．【解析】(1)当气泡在水下h＝10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差 为Δp1，则Δp1＝2σr 1 ① 代入题给数据得Δp1＝28 Pa ②
电磁感应现象愣次定律 一、电磁感应 1．电磁感应现象 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。 产生的电流叫做感应电流． 2．产生感应电流的条件：闭合回路中磁通量发生变化 3. 磁通量变化的常见情况(Φ改变的方式)： ①线圈所围面积发生变化，闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S 增大或减小 ②线圈在磁场中转动导致Φ变化。线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。 ③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数；或闭合回路变化导致Φ变化 (Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．4.产生感应电动势的条件: 无论回路是否闭合,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就有感应电动势产生,产生感应电动势的那部分导体相当于电源. 电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,如果回路不闭合，则只能出现感应电动势， 而不会形成持续的电流．我们看变化是看回路中的磁通量变化，而不是看回路外面的磁通量变化 二、感应电流方向的判定 1.右手定则:伸开右手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，手 掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指指向导线运动的方向, 四指所指的方向即 为感应电流方向(电源). 用右手定则时应注意： ①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定， ②右手定则仅在导体切割磁感线时使用，应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直． ③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时，拇指应指向切割磁感线的分速度方向． ④若形成闭合回路，四指指向感应电流方向；若未形成闭合回路，四指指向高电势． ⑤“因电而动”用左手定则．“因动而电”用右手定则． ⑥应用时要特别注意：四指指向是电源内部电流的方向(负→正)．因而也是电势升高的方向；即：四指指向正极。 导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例．用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定，只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便． 2.楞次定律 (1)楞次定律(判断感应电流方向)：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化． (感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果；结果阻碍原因。 (定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语 (2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。阻碍磁通量变化指： 磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)； 磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)，简称“增反减同”． (3)楞次定律另一种表达：感应电流的效果总是要阻碍 ．．．)．产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻 ．．(．或反抗
选修3—3期末复习知识点汇总 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径-V=Sd V 是滴入浅水盘中纯油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。S 是单分子油膜在水面上形成的面积。 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成 立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N =【固体和液体-分子体积，气体--分子平均占有空间体积】 c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= ===【M-任意质量；v--任意体积】 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同 时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，但颗粒很小，是在显微镜下才能观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显； 温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞 击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，扩散现象的产生原因是物体分子 做无规则热运动。两者都有力地说明分子在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。 布朗运动不是分子热运动，扩散现象是分子热运动。 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间 斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。 分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力，随距 离的增加，分子力先减小，后增加，再减小。。在图1图象中实 线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横 坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010-m ， 相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志，不同分子温度相同，平均速率不一定相同。热力学温度与摄氏温度的关系： 273.15T t K =+。热力学温度是国际单位制中的基本单位。 5、分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分 子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小）固体分子和液体内部分子通常处于平衡位置， 势能最小。分子势能随距离增加，先减小，再增加。 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加
高中物理选修3-3 气体计算题 1．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一U 形玻璃管竖直 放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变． 1．【解析】 设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强p 1′，长度为l 1′；左管中空气柱的压强为p 2′，长度为l 2′.以cmHg 为压强单位．由题给条件得 p 1＝p 0＋(20.0－5.00) cmHg Ⅲ l 1′＝? ? ???20.0－ 20.0－5.002 cm ＝12.5 cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 1l 1＝p 1′l 1′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢ式和题给条件得p 1′＝144 cmHg Ⅲ 依题意p 2′＝p 1′ Ⅲ l 2′＝4.00 cm ＋20.0－5.00 2 cm －h ＝(11.5－h ) cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 2l 2＝p 2′l 2′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢⅢ式和题给条件得h ＝9.42 cm Ⅲ 【答案】 144 cmHg 9.42 cm 2．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一氧气瓶的容积为0.08 m 3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m 3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天． 2．【解析】 设氧气开始时的压强为p 1，体积为V 1，压强变为p 2(2个大气压)时，体积为V 2，根据玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2 Ⅲ
高中物理选修3-3复习 专题定位本专题用三讲时分别解决选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查的重点和热点有： 选修3－3：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题； ④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容． 选修3－4：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质． 选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等． 应考策略选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆． 选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象、光的折射定律这两条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力． 选修3－5涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力． 第1讲热学 高考题型1热学基本知识 解题方略 1．分子动理论 (1)分子大小 ①阿伏加德罗常数：N A＝6.02×1023 mol－1. ②分子体积：V0＝V mol N A(占有空间的体积)．
③分子质量：m0＝M mol N A. ④油膜法估测分子的直径：d＝V S. (2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动． ①扩散现象特点：温度越高，扩散越快． ②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈． (3)分子间的相互作用力和分子势能 ①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． ②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，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． 2．固体和液体 (1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化． (2)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． (3)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．
高中物理选修3-3知识点 第一章分子动理论 第二章固体、液体和气体 第三章热力学定律及能量守恒 2012年8月
第1课时分子动理论 一、要点分析 1.命题趋势 本部分主要知识有分子热运动及内能，在09年高考说明中，本课时一共有五个考点，分别是：1.物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数;2.用油膜法估测分子的大小（实验、探究）;3.分子热运动布朗运动;4.分子间作用力;5.温度和内能.这五个考点的要求都是I级要求，即对所列的知识点要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接应用。由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变化，江苏省近几年的考题中涉及到了几乎所有的考点,试题多为低档题，中档题基本没有。分子数量、质量或直径（体积）等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力。分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点。2.题型归纳 随着物理高考试卷结构的变化，所以估计今后的高考试题中，考查形式与近几年大致相同：多以选择题、简答题出现。 3.方法总结 （1）对应的思想：微观结构量与宏观描述量相对应，如分子大小、分子间距离与物体的体积相对应；分子的平均动能与温度相对应等；微观结构理论与宏观规律相联系，如分子热运动与布朗运动、分子动理论与热学现象。 （2）阿伏加德罗常数在进行宏观和微观量之间的计算时起到桥梁作用；功和热量在能量转化中起到量度作用。 （3）通过对比理解各种变化过程的规律与特点，如布朗运动与分子热运动、分子引力与分子斥力及分子力随分子间距离的变化关系、影响分子动能与分子势能变化的因素、做功和热传递等。 4.易错点分析 （1）对布朗运动的实质认识不清 布朗运动的产生是由于悬浮在液体中的布朗颗粒（即固体小颗粒）不断地受到液体分子的撞击，是小颗粒的无规则运动。布朗运动实验是在光学显微镜下观察到的，因此，只能看到固体小颗粒而看不到分子，它是液体分子无规则运动的间接反映。布朗运动的剧烈程度与颗粒大小、液体的温度有关。布朗运动永远不会停止。 （2）对影响物体内能大小的因素理解不透彻 内能是指物体里所有的分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和。分子动能取决于分子个数和温度；分子势能微观上由分子间相对位置决定，宏观上取决于物体的体积。同时注意内能与机械能的区别和联系。 二、典型例题 例1、铜的摩尔质量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3 。求（1）铜原子的质量和体积； （2）铜1m3所含的原子数目；（3）估算铜原子的直径。 例2、下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里。 (1) 大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，有时在室内也能看到飘浮在空气中的尘埃的
选修3-3《气体》复习 一、气体压强的计算 （一）.液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h 处产生的压强：P gh h =ρ（式中ρ表示液体的密度）。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等； 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A （设 大气压强P cmHg 076=）。 练习:1如图所示，粗细均匀的竖直倒置的U 型管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知h 1=15cm ，h 2=12cm ，外界大气压强p 0=76cmHg ，求空气柱1和2的压强。 2. 有一段12cm 长汞柱，在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。如 图所示。若管中向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上。在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为P 0=76cmHg ）为（ ） A. 76cmHg B. 82cmHg C. 88cmHg D. 70cmHg （二）.活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0，则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于（ ） A . P Mg S 0+ cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C . P Mg S 02+ cos θ D. P Mg S 0+ 练习:3如图所示，活塞质量为m ，缸套质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S ，则下列说法正确的是( ) (P 0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C 、气缸内空气压强为P 0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P 0+mg/S 4. 如图7，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成。活塞A 、B 被轻刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动。A 、B 的质量分别为m A =12kg ，m B =8.0kg ，横截面积分别为S A =4.0×10－2 m2， S B =2.0×10 －2 m 2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间。活塞外侧大气压强 P 0=1.0×105Pa 。 （1）气缸水平放置达到如图7所示的平衡状态，求气体的压强。 （2）现将气缸竖直放置，达到平衡后。求此时气体的压强。取重力加速度g=10m/s 2。
高中物理3-３知识点总结 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成的 微观量：分子体积Ｖ0、分子直径d 、分子质量m ０ 宏观量：物质体积V 、摩尔体积V Ａ、物体质量ｍ、摩尔质量Ｍ、物质密度ρ。 联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A ＝6．02×10２3 ｍol －1 ） A V M V m ==ρ （1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ=== (2）分子体积:A A 0N M N V N V V A ρ＝＝= (对气体,V ０应为气体分子占据的空间大小) （３）分子大小：(数量级1０-１ 0m) 球体模型．30)2 (34d N M N V V A A A πρ=== 直径3 06πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：S V d = S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积 错误!立方体模型．3 0=V d （气体一般用此模型；对气体,ｄ应理解为相邻分子间的平均距离) 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)； 气体分子间距很大,大小可忽略,不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。 （4)分子的数量:A A N M V N M m nN N A ρ== = 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、分子永不停息地做无规则运动 （1）扩散现象:不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。 （2）布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。
发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接 ．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动. 错误!布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动. ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小,布朗运动越明显；温度越高,布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力 ①分子间引力和斥力一定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快,实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力 ②分子力的表现及变化,对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－１0m)与10r０。 （ⅰ)当分子间距离为r0时，引力等于斥力,分子力为零。 （ⅱ）当分子间距r>r０时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小 (ⅲ)当分子间距r<ｒ０时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由ｒ０减小时，分子力不断增大 二、温度和内能 1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多,两头少”的分布规律。 ２、分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值。 ①温度是分子平均动能大小的标志。 ②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同). 3、分子势能 （1)一般规定无穷远处分子势能为零, (2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。 (3)分子势能与分子间距离r0关系（类比弹性势能） ①当r>r0时，r增大,分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。 x 0 E P r0
选修3-3 气体压强计算专项练习 一、计算题 1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体 在状态A时的温度为27℃．则： ①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃？ ②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？ 2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，T A＝300 K，气体从C→A的过程中做功为100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。求： （i）气体处于C状态时的温度T C； （i i）气体处于C状态时内能U C。 3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量 为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2，大气压强为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度． （i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积． （ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高， 要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？
4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体， 活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另 一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸 底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求： ①物块A开始移动时，汽缸内的温度； ②物块B开始移动时，汽缸内的温度. 5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与 气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定 连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0×105Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s2 求：（1）活塞与气缸底部之间的距离； （2）加热到675K时封闭气体的压强． 6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移 动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力 F = 500 N。求活塞A下移的距离。
热学知识点复习→制作人：湄江高级中学：吕天鸿 一、固、液、气共有性质 1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能。 注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。 扩散现象：相互渗透的反应 2、分子运动的表现 布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越 3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而。 (1)分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图 当r=r0时,F引=F斥,分子力为0; 当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为 当r 非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则 2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨 3、有些晶体与非晶体可以相互转化。 4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。 三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体 1、热力学第一定律：ΔU =W+Q 表达式中正、负号法则:如下图 2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点: (1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T ↑，则内能增加，ΔU >0 (2)等容过程:W=0。若体积V ↑，则气体对外界做功，W 取“—”负号计算。反之亦然 (3)绝热过程:Q=0。 3、再次强调：温度T 决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化 四、气体实验定律→ 理想气体→P 、V 、T=t 0c+273 三个物理量关系 1、三条特殊线 （等温线：P 1V 1=p 2V 2 ） 2、液体柱模型 （1）明确点：P 液=egh 一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm 时，P 液=h .计算气 选修3—3期末复习知识点汇总 一、分子动理论 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径-V=Sd V 是滴入浅水盘中纯油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。S 是单分子油膜在水面上形成的面积。 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N =【固体和液体-分子体积，气体--分子平均占有空间体积】 c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= ===【M-任意质量；v--任意体积】 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，但颗粒很小，是在显微镜下才能观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，扩散现象的产生原因是物体分子做无规则热运动。两者都有力地说明分子在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。 布朗运动不是分子热运动，扩散现象是分子热运动。 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间 斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。 分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力，随距 离的增加，分子力先减小，后增加，再减小。。在图1图象中实 线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当 两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平 衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010-m ，相当于0r 位置叫 高二物理选修3—3知识点检测 1、物质是由大量组成的 （1）分子大小数量级 （2）1mol任何物质含有的微粒数相同N A= （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） 球模型分子大小： 立方体模型分子大小： ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 已知物体的体积V、摩尔体积V mol ，物体的质量M、摩尔质量M mol 、物体的密度ρ、阿伏伽 德罗常数N A a. 分子数量： b. 分子质量： c.分子体积：特别提醒： 固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积V 0＝V mol /N A ，仅适用 于，对气体不适用，对气体其表示。 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在，同时还说明分子间有，越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：；； 。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的性造成的。 ③布朗运动间接地反映了，布朗运动、扩散现象都有力地 说明物体内大量的分子都在。 （3）热运动：的无规则运动与有关，简称热运动，越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 （1）分子间 存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。 （2）画出分子间作用力与分子间距离关系图： （3）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而 ，随分子间距离的减小而 。但总是斥力变化得 。 （4）r 0位置叫做 ，r 0的数量级为 m 。 （5）假定甲分子固定在坐标原点，乙分子从远处由静止释放，在乙分子向甲分子靠近的过程中：a.乙分子的运动状态 b.乙分子动能和分子势能如何变化 4、温度 宏观上的温度表示 ，微观上的温度是物体大量分子热运动 的标志。热力学温度与摄氏温度的关系： 5、内能 在右边方框中画出分子势能与分子间距离的关系图 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与 有关，分子势能的大小变化可通过宏观量 来反映。 当0r r >时，分子力为 ，当r 增大时，分子力做 ，分子势能 当0r r <时，分子力为 ，当r 减少时，分子力做 ，分子是能 当r ＝r 0时，分子势能最 ，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时分子势能为零 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的 和 的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此 物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于 ） ③改变内能的方式： 与 （两种方式是 的） 特别提醒： (1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 ℃的水结成0 ℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了． (2)理想气体分子间相互作用力为 ，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气 AB的中点，则(). 通过对物理图像的分析，根据图像提供的物理信息，我们可以将图像反映的物理过程成数学公式，而达到快捷、准确的解题目的。理想气体状态变化的过程，可以用不 三、综合提升 例6 ：上端开口、竖直放置的玻璃管，内横截面积为 0.10 cm 2 ，管中有一段15 cm 长的水银柱将一些空气封闭在管中，如右图所示，此时气体的温度为27℃.当温度升高到30℃时，为了使气体体积不变，需要再注入多少克水银？设大气压强为p 0＝75 cmHg 且不变，水银密度ρ＝13.6 g/cm 3. 例7：如图所示U 形管左端开口、右端封闭，左管水银面到管口为18.6 cm ，右端封闭的空气柱长为10cm ，外界大气压强Po ＝75cmHg ，在温度保持不变的情况下，由左管开口处慢慢地向管内灌入水银，试求再灌入管中的水银柱长度最多为多少厘米？ 例8：放在光滑水平面上的气缸，如图7所示，缸体的质量为M ，活塞的质量为m ，静止时活塞距缸底L 0，活塞面积为S ，外界大气压强为p 0，现水平推力向左推活塞，使活塞和气缸以共同加速度向左加速运动时，活塞到气缸底的距离变为L ，求向左的加速度多大？水平推力多大？(假设气体的温度不变) 例9. 如图8—7，粗细均匀，两端开口的U 型管竖直放置，管的内径很小，水 平部分BC 长为14cm ，一空气柱将管内水银分割成左右两段，大气压强相当与高为76cmHg 的压强。 （1）当空气柱温度为T0=273K ，长为L0=8cm 时BC 管内左边水银柱长2cm ，AB 管内水银柱长也是2cm ，则右边水银柱总是长多少？ （2）当空气柱温度升高到多少时，左边的水银恰好全部进入竖直管AB 内？（3）当空气柱温度为490K 时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？ 第1课时分子动理论 一、要点分析 1.命题趋势 本部分主要知识有分子热运动及内能，在09年高考说明中，本课时一共有五个考点，分别是：1.物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数;2.用油膜法估测分子的大小（实验、探究）;3.分子热运动布朗运动;4.分子间作用力;5.温度和内能.这五个考点的要求都是I级要求，即对所列的知识点要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接应用。由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变化，江苏省近几年的考题中涉及到了几乎所有的考点,试题多为低档题，中档题基本没有。分子数量、质量或直径（体积）等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力。分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点。2.题型归纳 随着物理高考试卷结构的变化，所以估计今后的高考试题中，考查形式与近几年大致相同：多以选择题、简答题出现。 3.方法总结 （1）对应的思想：微观结构量与宏观描述量相对应，如分子大小、分子间距离与物体的体积相对应；分子的平均动能与温度相对应等；微观结构理论与宏观规律相联系，如分子热运动与布朗运动、分子动理论与热学现象。 （2）阿伏加德罗常数在进行宏观和微观量之间的计算时起到桥梁作用；功和热量在能量转化中起到量度作用。 （3）通过对比理解各种变化过程的规律与特点，如布朗运动与分子热运动、分子引力与分子斥力及分子力随分子间距离的变化关系、影响分子动能与分子势能变化的因素、做功和热传递等。 4.易错点分析 （1）对布朗运动的实质认识不清 布朗运动的产生是由于悬浮在液体中的布朗颗粒（即固体小颗粒）不断地受到液体分子的撞击，是小颗粒的无规则运动。布朗运动实验是在光学显微镜下观察到的，因此，只能看到固体小颗粒而看不到分子，它是液体分子无规则运动的间接反映。布朗运动的剧烈程度与颗粒大小、液体的温度有关。布朗运动永远不会停止。 （2）对影响物体内能大小的因素理解不透彻 内能是指物体里所有的分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和。分子动能取决于分子个数和温度；分子势能微观上由分子间相对位置决定，宏观上取决于物体的体积。同时注意内能与机械能的区别和联系。 二、典型例题 例1、铜的摩尔质量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3 。求（1）铜原子的质量和体积； （2）铜1m3所含的原子数目；（3）估算铜原子的直径。 例2、下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里。 学员姓名：科目：物理年级：高三时间：2017年12月27日共课时 授课教师： 黄勋强 总课时：已上课时：教学标题模块训练，征服3-3 考点、教学重点重点： 掌握3-3的一些常见题型以及概念，深入了解并且学会举一反三，在考场上更加得心应手，从而让辅导对象在理综上更胜一筹。 难点： 变质量气体的处理方法以及高二衔接高三的物理思维的培养和训练。 教学过程 1.（10分）如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。当大气压为、外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的1/4，活塞b在气缸正中间。 （i）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度； （ⅱ）继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的1/16时，求氧气的压强。2.如图甲，水银柱长度h=10cm，外界大气压强P0=76cm，求封闭气体的压强。 3.如图乙，一端封闭的U形管内封闭了一段气柱A，已知水银柱长度h=6cm，外界大气压强P0=76cmHg，求封闭气体A的压强。 4.如图所示，横截面积为S的粗细均匀的一端封闭一端开口的直玻璃管，内有长为h的水银柱封有一部分气体A，玻璃管在竖直方向有向下的加速度a，设水银的密度为ρ，大气压压强为P0，求被封气体的压强。 5.如图，托里折利实验装置中，玻璃管长=1米，玻璃管截面积S=1cm2,外界大气压强P0=75cmHg，玻璃管中混入V=2cm3气体，求水银柱的高度h。高中物理选修3-3知识点整理75592
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