【金版学案】2017年高考物理一轮复习 习题：第十一章 热 学 第2课时 固体、液体与气体.doc

第3讲热力学定律考纲下载：1.热力学第一定律(Ⅰ) 2.能量守恒定律(Ⅰ) 3.热力学第二定律 (Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能1．热力学第一定律(1)(2)热力学第一定律①内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

②表达式：ΔU ＝Q ＋W 。

③符号法则2.热力学第二定律(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”。

3．能量守恒定律(1)内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总和保持不变。

(2)能源的利用①存在能量耗散和品质降低。

②重视利用能源时对环境的影响。

③要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水流能等)。

巩固小练判断正误(1)做功和热传递的实质是相同的。

(×)(2)绝热过程中，外界压缩气体，对气体做功，气体的内能可能减少。

(×)(3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变。

(√)(4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为外界对气体做功。

(√)(5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量并没有消失。

(√)(6)热量可以从低温物体传到高温物体。

(√)(7)热机中，燃气的内能可以全部变为机械能而不引起其他变化。

(×)核心考点·分类突破——析考点讲透练足1．热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系。

此定律是标量式，应用时功、内能、热量的单位应统一为国际单位焦耳。

2．三种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加；(2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加；(3)若过程的始、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量。

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热力学定律与能量守恒定律1．如图所示,一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b或者经过ac过程到达状态c.设气体在状态b和状态c的温度分别为T b和T c，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Q ab和Q ac.则（）A．T b>T c，Q ab>Q ac B．T b>T c，Q ab<Q acC．T b＝T c，Q ab>Q ac D．T b＝T c，Q ab〈Q ac答案：C解析：根据理想气体状态方程有：错误!＝错误!＝错误!,所以有T a<T b＝T c，在ab过程中,吸收的热量Q ab＝ΔU＋W，在ac过程中，吸收的热量Q ac＝ΔU，所以Q ab〉Q ac,所以C项正确，A、B、D项错误．2．（2014·重庆卷）重庆出租车常以天然气作为燃料．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中,若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( ) A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小答案：B解析：储气罐中气体体积不变,气体不做功，当温度升高时,气体压强增大，气体内能增大,分子平均动能增大；由热力学第一定律可知，气体一定吸热，故选项B正确．3．一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量2。

第十一章热学第1节分子动理论内能[精题对点诊断]1．[布朗运动的轨迹]如图11－1－1所示，在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次连图11－1－1接，则微粒在75 s末时的位置( )A．一定在cd的中点B．一定在cd的连线上，但不一定在cd的中点C．一定不在cd连线的中点D．可能在cd连线以外的某点【解析】因为这个图象是每隔30 s记下微粒的一个位置的连线，所以不是微粒的轨迹，那么微粒在75 s末时的位置就无法确定，可以在任何位置．故选D.【答案】 D2．[分子间的引力和斥力]下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是( )A．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B．分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关．当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用；当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用C．分子间的引力和斥力总是同时存在的D．温度越高，分子间的相互作用力就越大【解析】分子间的相互作用力是分子之间的作用力，称为范德华力，不是由原子内带电粒子间的相互作用引起的，A错；分子间引力与斥力是同时存在的，B错，分子间作用力与分子间的距离有关，而与温度无关，D错．【答案】 C3．[温度和内能]有关分子的热运动和内能，下列说法不正确的是( )A．一定质量的气体，温度不变，分子的平均动能不变B．物体的温度越高，分子热运动越剧烈C．物体的内能是物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和D．布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的【解析】温度是物体分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，而内能是物体内所有分子的动能和势能之和；布朗运动是悬浮在液体中小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动对小颗粒的撞击不平衡引起的．【答案】 D[基础知识回顾]一、分子运动论的基本内容1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为10－10_m.②质量数量级为10－27～10－26_kg.(2)分子数目特别大，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－1.2．分子的热运动(1)布朗运动①永不停息、无规则运动．②颗粒越小，运动越明显．③温度越高，运动越激烈．④运动轨迹不确定，只能用位置连线确定微粒做无规则运动．⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动．(2)热运动：物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，常称做热运动．3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随距离的增大而减小，斥力变化更快．(2)分子力的特点①r＝r0时(r0的数量级为10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0；图11－1－2②r<r0时，F引<F斥，分子力F表现为斥力；③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为引力；④r>10r0时，F引、F斥迅速减为零，分子力F＝0.(3)分子力随分子间距离的变化图象(如图11－1－2)二、温度和物体的内能1．温度：两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度．一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．2．两种温标：摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15_K.3．分子的动能(1)分子动能是分子热运动所具有的动能．(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志．(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和．4．分子的势能(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能．(2)分子势能的决定因素．微观上——决定于分子间距离；宏观上——决定于物体的体积．5．物体的内能(1)等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量．(2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定．(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关．[基本能力提升]一、判断题(1)分子质量的数量级一定为10－26kg.(×)(2)布朗运动的激烈程度与温度有关．(√)(3)分子间斥力随分子间距的增大而增大．(×)(4)－33 ℃＝240 K．(√)(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能．(×)(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．(√)(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．(×)二、选择题下列有关温度的各种说法中正确的是( )A．温度低的物体内能小B．温度低的物体，其分子运动的平均速率也必然小C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大D．0 ℃的铁和0 ℃的冰，它们的分子平均动能相同【答案】 D第2节固体液体和气体[精题对点诊断]1．[晶体、非晶体的不同](多选)下列关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是 ( )A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B．单晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度【解析】考查晶体、非晶体、多晶体和单晶体的特点及区别．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，单晶体有天然规则外形，多晶体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点．【答案】BD2．[液体表面张力的理解](多选)(2012·江苏高考)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( )A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动【解析】红墨水散开和花粉的无规则运动直接或间接说明分子的无规则运动，选项C、D错误；水黾停在水面上、露珠呈球形均是因为液体存在表面张力，选项A、B正确．【答案】AB3．[液晶的性质]关于液晶，下列说法中正确的是( )A．液晶是一种晶体B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的光学性质不随温度的变化而变化【解析】液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，A、B错误．外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，如温度、压力、外加电压等因素的变化，都会引起液晶光学性质的变化，C正确、D错误．【答案】 C4．[气体性质的微观解释](多选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是 ( ) A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减少D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多【解析】封闭气体的体积不变，温度升高时，气体分子的平均动能增大，压强增大，而分子的密集程度不变，所以气体分子的密度不变．压强增大，每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多，故A、C错误，B、D正确．【答案】BD[基础知识回顾]一、固体和液体1．晶体与非晶体(1)固体分为晶体和非晶体两类．晶体分单晶体和多晶体．(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体无一定的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体无确定的熔点．(3)单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性．2．液体(1)液体的表面张力．①概念：液体表面各部分间互相吸引的力．②作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势．③方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直．④大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．(2)液晶．①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性；②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体；③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的；④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变．(3)毛细现象．浸润液体在细管中上升的现象以及不浸润液体在细管中下降的现象．二、饱和汽、饱和汽压和湿度1．饱和汽与饱和汽压(1)饱和汽与未饱和汽①饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．②未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．(2)饱和汽压①定义：饱和汽所具有的压强．②特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．2．湿度(1)定义：空气的干湿程度．(2)描述湿度的物理量①绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．②相对湿度：某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时饱和水汽压的百分比，即：B＝pps×100 %.三、气体分子动理论和气体压强1．气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计．2．气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律．3．气体分子向各个方向运动的机会均等．4．温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大．5．气体压强(1)产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．(2)决定气体压强大小的因素①宏观上：决定于气体的温度和体积．②微观上：决定于分子的平均动能和分子数密度． 四、气体实验定律和理想气体状态方程 1．气体的三个实验定律 (1)等温变化——玻意耳定律①内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比． ②公式：p 1V 1＝p 2V 2或pV ＝C(常量)． (2)等容变化——查理定律①内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比． ②公式：p 1p 2＝T 1T 2或pT ＝C(常数)．(3)等压变化——盖—吕萨克定律①内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比． ②公式：V 1V 2＝T 1T 2或VT ＝C(常数)．2．理想气体及其状态方程 (1)理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体．实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间． (2)状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pVT＝C(常数)．[基本能力提升]一、判断题(1)大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体. (×) (2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的. (×)(3)晶体有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的.(√) (4)液晶是液体和晶体的混合物. (×) (5)船浮于水面上是由于液体的表面张力. (×) (6)气体的压强由气体的自身重力产生的. (√) 二、非选择题(2013·重庆高考)汽车未装载货物时，某个轮胎内气体的体积为V 0，压强为p 0；装载货物后，该轮胎内气体的压强增加了Δp.若轮胎内气体视为理想气体，其质量、温度在装载货物前后均不变，求装载货物前后此轮胎内气体体积的变化量．【解析】 轮胎内气体做等温变化，根据玻意耳定律得p 0V 0＝(p 0＋Δp)(V 0＋ΔV) 解得：ΔV＝－ΔpV 0p 0＋Δp【答案】 －ΔpV 0p 0＋Δp第3节 热力学定律与能量守恒[精题对点诊断]1．[热力学第一定律的理解]对于一定量的气体，下列说法正确的是( )A．在体积缓慢地不断增大的过程中，气体一定对外界做功B．在压强不断增大的过程中，外界对气体一定做功C．在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加D．在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变【解析】气体体积增大，一定对外界做功，A对．压强不断增大，体积不一定减小，故B错．在气体不断被压缩的过程中外界对气体做功，但还可能有热传递，故内能不一定增加，C错．没有热交换Q＝0，但做功情况未知，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知内能可能变化，故D错．【答案】 A2．[热力学第二定律与能源]下列说法中正确的有( )A．第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B．热机的效率从原理上讲可达100%C．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的D．自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源【解析】第二类永动机是指从单一热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化的机器，它并不违背能量守恒定律，却违背了热力学第二定律；第一类永动机是不消耗能量却可以源源不断地对外做功的机器，它违背能量守恒定律，所以选项A错误．从热力学第二定律的表述可知，任何热机的效率都达不到100%，因此B错误．关于“能源危机”必须明确以下几点：(1)能源是提供能量的资源，如煤、石油等．(2)人们在消耗能源时，放出热量，部分转化为内能，部分转化为机械能，但最终基本上都转化成了内能，人们无法把这些内能全部收集起来重新利用(能量耗散)，而可供利用的能源是有限的．因此，“能源危机”并非说明能量不守恒，故C选项错误、D选项正确．【答案】 D3．[能量的转化和守恒定律]假设在一个完全密封绝热的室内，放一台打开门的电冰箱，然后遥控接通电源，令电冰箱工作一段较长的时间后再遥控断开电源，等室内各处温度达到平衡时，室内气温与接通电源前相比( )A．一定升高B．一定降低C．一定不变D．可能升高，可能降低，也可能不变【解析】完全密封绝热的室内得到了输入的电能，并没有向外界输出能量，除了电能转化为内能外，没有其他能量之间的转化，根据能量守恒定律，内能增加，温度升高．【答案】 A[基础知识回顾]一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递．2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．(2)表达式：ΔU＝Q＋W.3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则1．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．”2．用熵的概念表示热力学第二定律在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(填“增大”或“减小”)．3．热力学第二定律的微观意义一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．三、能量守恒定律和两类永动机1．能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．能源的利用(1)存在能量耗散和品质下降．(2)重视利用能源时对环境的影响．(3)要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水流能等)．3．两类永动机(1)第一类永动机：不消耗任何能量，却源源不断地对外做功的机器．违背能量守恒定律，因此不可能实现．(2)第二类永动机：从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化的机器．违背热力学第二定律，不可能实现．[基本能力提升]一、判断题(1)做功和热传递的实质是相同的．(×)(2)绝热过程中，外界压缩气体做功20 J，气体的内能可能不变．(×)(3)物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变．(√)(4)在给自行车打气时，会发现打气筒的温度升高，这是因为打气筒从外界吸热．(×)(5)自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，能量正在消失．(×)(6)做成一条船利用河水的能量逆水航行的设想，符合能量守恒定律．(√)二、选择题夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂．关于这一现象的描述(暴晒过程中内胎容积几乎不变)，正确的是( )A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在车胎突然爆裂前的瞬间，气体内能增加D．在车胎突然爆裂后的瞬间，气体内能减少【解析】分析题意得：车胎在阳光下暴晒，爆裂前内能增加，气体的温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强变大，所以选项B和C是正确的，易知选项A是错误的．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，温度也会有所下降，所以气体内能减少，选项D正确．【答案】BCD。

第1讲分子动理论内能考纲下载：1.分子动理论的基本观点和实验依据(Ⅰ) 2.阿伏加德罗常数(Ⅰ)3．气体分子运动速率的统计分布(Ⅰ) 4.温度是分子平均动能的标志、内能(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1．分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数(1)物体是由大量分子组成的①分子的大小a．分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m；b．分子的质量：数量级为10－26kg。

②阿伏加德罗常数a．1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。

通常可取N A＝6.02×1023mol－1；b．阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁。

(2)分子永不停息地做无规则运动①扩散现象a．定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；b．实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显。

②布朗运动a．定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动；b．实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；c．特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈。

③热运动a．分子永不停息地做无规则运动叫做热运动；b．特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈。

(3)分子间同时存在引力和斥力①物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；②分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力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，但斥力比引力变化得快；③分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图所示)可知：a．当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；b．当r>r0时，F引>F斥，分子力表现为引力；c．当r<r0时，F引<F斥，分子力表现为斥力；d．当分子间距离大于10r0(约为10－9m)时，分子力很弱，可以忽略不计。

第2课时固体、液体和气体【考纲解读】1•知道晶体、非晶体的区别2理解表面张力，会解释有关现象.3•掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题.考点一固体与液体的性质2. 液体的表面张力(1) 作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.(2) 方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直. ______3. 液晶的物理性质(1) 具有液体的流动性.⑵具有晶体的光学各向异性(3) 从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的.【例1下列有关物质属性及特征的说法中，正确的是()A •液体的分子势能与液体的体积有关B .晶体的物理性质都是各向异性的C.温度升高，每个分子的动能都增大D .分子间的引力和斥力同时存在E.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体的物理性质具有各向同性，故B错误;温度升高时，分子的平均动能增大，而非每个分子的动能都增大，故C错误.答案ADE【变式题组】1. ［晶体、非晶体的理解］在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图1（a）、（b）、（c）所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图（d）所示•则由此可判断出甲为_______ ，乙为_____ ，丙为_______ •（填“单晶体”、“多晶体”或“非晶体” ）图1答案多晶体非晶体单晶体解析晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点. 单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体的物理性质具有各向同性.2. ［固体和液体的理解］关于固体和液体，下列说法中正确的是（）A .金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B .单晶体和多晶体的物理性质没有区别，都有固定的熔点和沸点C.液体的浸润与不浸润均是分子力作用的表现D .液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点答案CD解析玻璃属于非晶体，A错误；单晶体和多晶体的物理性质有区别，如单晶体在物理性质上表现为各向异性，多晶体在物理性质上表现为各向同性，B错误.3. ［液体表面张力的理解］对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图2所示.对此有下列几种解释，正确的是（）图2A .表面层I内分子的分布比液体内部疏B .表面层n内分子的分布比液体内部密C.附着层I内分子的分布比液体内部密D .附着层n内分子的分布比液体内部疏答案ACD解析表面层内的分子比液体内部稀疏，分子间表现为引力，这就是表面张力，A正确，B错误；浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子密集，不浸润液体的附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏，而附着层I为浸润液体，附着层n为不浸润液体，故c、D均正确.4. ［对饱和汽、湿度的理解］关于饱和汽压和相对湿度，下列说法中正确的是（）A .温度相同的不同饱和汽的饱和汽压都相同B •温度升高时，饱和汽压增大C.在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大D •饱和汽压和相对湿度都与体积无关答案BCD解析在一定温度下，饱和汽压是一定的，饱和汽压随温度的升高而增大，饱和汽压与液体的种类有关，与体积无关.空气中所含水蒸气的压强，称为空气的绝对湿度；相对湿度=水蒸气的实际压强，夏天的饱和汽压大，在相对湿度相同时，夏天的绝对湿度大.同温度下的饱和汽压考点二气体压强的产生与计算1. 产生的原因由于大量分子无规则运动而碰撞器壁, 形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.2. 决定因素（1）____________________________ 宏观上：决定于气体的温度和体（2）微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.3. 平衡状态下气体压强的求法（1）液片法：选取假想的液体薄片（自身重力不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强.（2）力平衡法：选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象进行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得气体的压强.（3）等压面法：在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一深度处压强相等•液体内深h处的总压强p=p o + p gh p o为液面上方的压强.4. 加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解. 【例2】如图3所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.（已知外界大气压为P o）图3解析选取汽缸和活塞整体为研究对象，相对静止时有：F = (M + m)a再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有:解得：mFp= P o+SM + m)答案-i mFP o+ SM + m【递进题组】5. ［液体封闭气体压强的求解］若已知大气压强为p o,在图4中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为p,求被封闭气体的压强.图4答案甲：p o—p gh 乙：p o—p gh 丙：p o—号3p gh丁：P o+ p gh解析在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p 甲S=— p gh$ p o S所以p甲=p o—p gh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上=F下有：P A S+ p gh= p o Sp 乙=P A= p o— p gh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有P A' + p ghin 60 °P B' = p o所以p丙=p A' = p o—p gh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p 丁S= (p o+ p g1)S所以p 丁= p o+ p gh6. ［活塞封闭气体压强的求解］如图5中两个汽缸质量均为M ,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下. 两个汽缸内分别圭寸闭有一定质量的空气A、B,大气压为p o,求圭寸闭气体A、B的压强各多大？图5答案p o+mg P o—Mg解析题图甲中选m为研究对象.pS—p o S= maP A S= p o S+ mg 得P A = P o + mSg题图乙中选M为研究对象得P B= p o—M S g.7. ［关联气体压强的计算］竖直平面内有如图6所示的均匀玻璃管，内用两段水银柱封闭两段空气柱a、b,各段水银柱高度如图所示，大气压为p o,求空气柱a、b的压强各多大.图6答案P a= P o+ p (h2—h i —h3)p b= P o+ p (h2 —h i)解析从开口端开始计算：右端为大气压p o,同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为P b= P o+ p(h2 —h i)，而 a 气柱的压强为p a= P b—pgh3= P o+ p(h2—h i—h3).此类题求气体压强的原则就是从开口端算起(一般为大气压)，沿着液柱在竖直方向上，向下加p gh向上减p gl即可(h为高度差).考点三气体实验定律的应用1.2. 理想气体的状态方程(1) 理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体.②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能.(2) 理想气体的状态方程一定质量的理想气体状态方程：罕=抒也或罕=C.I 1 I 2 I气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例.【例3】如图7所示，容器A和汽缸B都能导热，A放置在127 C的恒温槽中，B处于27 C的环境中，大气压强为p o= 1.0X 105pa,开始时阀门K关闭，A内为真空，其容积V A= 2.4 L , B内活塞横截面积S= 100 cm2、质量m= 1 kg,活塞下方充有理想气体，其体积V B = 4.8 L , 活塞上方与大气连通，A与B间连通细管体积不计，打开阀门K后活塞缓慢下移至某一位置(未触及汽缸底部).g取10 N/kg.试求：图7(1) 稳定后容器A内气体的压强；(2) 稳定后汽缸B内气体的体积.p o S+ mg 5解析(1)P A=P B=S= 1.01 x105 Pa(2)B气体做等压变化，排出汽缸的气体体积为V B'根据盖—吕萨克定律有V一 =単，所以V B' = 3°°X 2.4 L = 1.8 LT B T A400留在汽缸内的气体体积为V B〃 = 4.8 L — 1.8 L = 3 L.答案(1)1.01 x 105 Pa (2)3 L【递进题组】& ［等温、等容变化的应用］如图8,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0 C的水槽中，B的容积是A的3倍.阀门S将A和B两部分隔开，A内为真空，B和C 内都充有气体.U 形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门S,整个系统稳定后，U形管内左右水银柱高度相等.假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积.图8(1) 求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);(2) 将右侧水槽的水从0 C加热到一定温度时，U形管内左右水银柱高度差又为60 mm，求加热后右侧水槽的水温.答案(1)180 mmHg (2)364 K解析(1)在打开阀门S前，两水槽水温均为T0= 273 K.设玻璃泡B中气体的压强为P1,体积为V B，玻璃泡C中气体的压强为p c，依题意有P1= P c + 4)①式中4p= 60mmHg.打开阀门S后，两水槽水温仍为T。

《金版教程(物理）》2024导学案必修第册人教版新第十一章电路及其应用1.电源和电流1．了解电流的形成，知道什么是电源，知道电源的作用。

2.了解导体中的恒定电场，知道什么是恒定电流，知道导体中恒定电流是如何形成的。

3.知道表示电流强弱程度的物理量——电流，知和I＝nqSv。

道它的单位和方向，并能理解和应用它的两种计算公式I＝qt一电源二恒定电流1．恒定电场(1)01稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。

(2)形成：电源正、02电源、03导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

(3)04时间变化，基本性质与05静电场相同。

(4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。

2．恒定电流06大小、07方向都不随时间变化的电流。

3．电流的强弱程度——电流(1)定义：电流的08强弱程度用电流这个物理量表示。

单位时间内通过导体横截面的09电荷量越多，电流就越大。

(2)大小：如果用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，则有I＝10q t 。

(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是11安培，简称12安，符号是A。

1 13C＝1 A·s。

常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 mA＝1410－3__A，1 μA＝1510－6__A。

(4)方向：16正电荷定向移动的方向，或17负电荷定向移动的反方向。

1．判一判(1)恒定电场与静电场的基本性质相同。

()(2)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。

()(3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。

()(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。

()提示：(1)√(2)×(3)×(4)√2．想一想(1)恒定电场就是静电场吗？提示：不是，静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的电场，但二者基本性质相同。

(2)电流有方向，所以电流是矢量吗？提示：不是，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量。

第十一章热学第1节分子动理论内能[真题回放]1．(2013·课标全国卷Ⅰ)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变【解析】当距离较远时，分子力表现为引力，靠近过程中分子力做正功，动能增大，势能减小；当距离减小至分子平衡距离时，引力和斥力相等，合力为零，动能最大，势能最小；当距离继续减小时，分子力表现为斥力，继续靠近过程中，斥力做负功，势能增大，动能减小，因为只有分子力做功，所以动能和势能之和不变，选项B、C、E正确．【答案】BCE2．(2013·福建高考)下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是( )【解析】当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小．当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大．当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故选项B正确．【答案】 B3．(2013·北京高考)下列说法正确的是( )A ．液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动B ．液体分子的无规则运动称为布朗运动C ．物体从外界吸收热量，其内能一定增加D ．物体对外界做功，其内能一定减少【解析】 根据布朗运动的定义及热力学第一定律来判断．布朗运动是指液体中悬浮微粒的无规则运动，而不是指液体分子的运动，选项A 正确、选项B 错误；改变物体内能的方式有做功和传热，当仅知道物体从外界吸收热量或者物体对外界做功时无法判断物体内能的变化，选项C 、D 错误．【答案】 A[考向分析]考点一 分子直径、质量、数目等微观量的估算 一、宏观量与微观量的相互关系1．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.2．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. 3．相互关系(1)一个分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A.(2)一个分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A.(注：对气体，V 0为分子所占空间体积)(3)物体所含的分子数：n ＝VV m ·N A ＝mρV m·N A或n ＝m M·N A ＝ρVM·N A .(4)单位质量中所含的分子数：n ′＝N A M. 二、求解分子直径时的两种模型1．把分子看做球形，d ＝36V 0π.2．把分子看做小立方体，d ＝3V 0.对于气体，按上述思路算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．【例1】 (2014·长沙模拟)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2克，则( )A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．每个钻石分子直径的表达式为6MN A ρπ(单位为m) 【解析】 a 克拉钻石物质的量为n ＝0.2a M ，所含分子数为n ′＝nN A ＝0.2aN A M ，钻石的摩尔体积为V ＝M ×10－3ρ(单位为m 3/mol)，每个钻石分子体积为V 0＝V N A ＝M ×10－3N A ρ，设钻石分子直径为d ，则V 0＝43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23，联立解得d ＝36M ×10－3N A ρπ(单位为m)．故C 正确．【答案】 C 【反思总结】微观量的求解方法(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量，直接测量它们的数值非常困难，可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量，其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带．(2)建立合适的物理模型，通常把固体、液体分子模拟为球形或小立方体形．气体分子所占据的空间则建立立方体模型． 突破训练 1(多选)一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S .已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有( )A ．油酸分子的直径d ＝M ρSB ．油酸分子的直径d ＝mρSC ．油酸所含的分子数N ＝mM N A D ．油酸所含的分子数N ＝M mN A【解析】 设油酸分子的直径为d ，则有dS ＝m ρ得d ＝m ρS ；B 对．设油酸所含的分子数为N ，则有N ＝mM N A .C 对．【答案】 BC考点二 布朗运动与分子热运动【例2】 做布朗运动实验，得到某个观测记录如图11­1­1.图中记录的是( )图11­1­1A ．分子无规则运动的情况B ．某个微粒做布朗运动的轨迹C ．某个微粒做布朗运动的速度—时间图线D ．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【解析】 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A 项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B 项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，也就无法描绘其速度—时间图线，故C 项错误、D 项正确．【答案】 D 突破训练 2关于布朗运动，下列说法中正确的是( ) A ．布朗运动只能在液体中发生B ．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动C ．布朗研究悬浮在水中的花粉颗粒时，用放大镜看到了花粉颗粒的无规则运动D ．我们把墨汁滴在水中，不能用肉眼看到碳粒做布朗运动【解析】 布朗运动的产生原因是周围液体(或气体)分子对小悬浮颗粒撞击的不均衡造成的，在气体中也能发生，A 错．从阳光中看到的尘埃，其尺寸往往比布朗运动中固体微粒的尺寸大得多，空气分子对它们的碰撞的不均匀性已不甚明显，它们在空中的无序翻滚主要是在重力、浮力和气流的共同影响下形成的，不是布朗运动，B 错．要观察布朗运动必须借助于显微镜，不能直接看到，也不能用放大镜看到，所以C 错、D 正确．【答案】 D考点三 分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力与分子势能的比较的横坐标为r 0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )图11­1­2A ．在r >r 0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小B ．在r <r 0阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小C ．在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大D ．在r ＝r 0时，分子势能为零E ．分子动能和势能之和在整个过程中不变 【解析】 由E p ­r 图可知：在r >r 0阶段，当r 减小时F 做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A 正确．在r <r 0阶段，当r 减小时F 做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B 错误． 在r ＝r 0时，分子势能最小，动能最大，故选项C 正确． 在r ＝r 0时，分子势能最小，但不为零，故选项D 错误．在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E 正确． 【答案】 ACE 突破训练 3(多选)下列说法正确的是( )A ．分子a 从远处趋近固定不动的分子b ，当a 、b 间作用力为零时，a 的动能一定最大B ．用力压缩气球，气球会产生反抗压缩的弹力，说明分子间存在斥力C ．温度高的物体内能不一定大D ．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大 【解析】 分子间同时存在引力和斥力的作用，当分子间距离较大时，分子间作用力表现为引力，故分子a 从远处趋近固定不动的分子b 时，分子间作用力做正功，分子的动能增大，当a 、b 间作用力为零时，a 的动能达到最大，A 正确；用力压缩气球，气球会产生反抗压缩的弹力是由气体压强造成，B 错误；物体的内能等于所有分子的动能和势能之和，温度高，所有分子的平均动能大，但物体的内能不一定大，C 正确；气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，若单位体积分子的个数减少，则气体的压强有可能减小，D 错误．【答案】 AC考点四 实验：用油膜法估测分子的大小 1.实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V S计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径．图11­1­32．实验器材：盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 3．实验步骤(1)取1 mL(1 cm 3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL 的油酸酒精溶液．(2)往边长为30～40 cm 的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上．(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n 滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为1 mL ，算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0＝1nmL.(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜． (5)待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上． (6)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积．(7)据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，据一滴油酸的体积V 和薄膜的面积S ，算出油酸薄膜的厚度d ＝V S，即为油酸分子的直径．比较算出的分子直径，看其数量级(单位为m)是否为10－10，若不是10－10需重做实验．4．实验时应注意的事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于11000.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀．(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差减小．(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直． (5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓．(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个． 5．可能引起误差的几种原因 (1)纯油酸体积的计算引起误差．(2)油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面： ①油膜形状的画线误差；②数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．【例4】在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图11­1­4所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.则图11­1­4(1)油酸薄膜的面积是________cm 2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL.(取一位有效数字) (3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为________m ．(取一位有效数字)【解析】 (1)根据数方格数的原则“多于半个的算一个，不足半个的舍去”可查出共有115个方格，故油膜的面积：S ＝115×1 cm 2＝115 cm 2.(2)一滴油酸酒精溶液的体积：V ′＝175 mL ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积：V ＝6104V ′＝8×10－6mL.(3)油酸分子的直径：d ＝V S ＝8×10－12115×10－4 m ＝7×10－10m. 【答案】 (1)115±3 (2)8×10－6(3)7×10－10【反思总结】解决油膜法估测分子大小问题的思路(1)理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直径． (2)明确溶质和溶剂的关系，正确求出纯油酸的体积V . (3)准确“数”出油膜的面积S . (4)利用d ＝V S求得分子直径．思想方法13 用统计规律法理解温度的概念对微观世界的理解离不开统计的观点．单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布．宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志．但要注意：统计规律的适用对象是大量的微观粒子，若对“单个分子”谈温度是毫无意义的．【例5】关于温度的概念，下列说法中正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则物体的分子平均动能越大B．物体温度高，则物体每一个分子的动能都大C．某物体内能增大时，其温度一定升高D．甲物体温度比乙物体温度高，则甲物体的分子平均速率比乙物体的大【解析】分子由于不停地运动而具有的能叫分子动能．分子的运动是杂乱的，同一物体内各个分子的速度大小和方向是不同的．从大量分子的总体来看，速率很大和速率很小的分子数都比较少，具有中等速率的分子数比较多．在研究热现象时，有意义的不是一个分子的动能，而是大量分子的平均动能．从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同．【答案】 A1．(2014·上海高考)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小 D.引力减小，斥力增加【解析】分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增加时，分子间的引力和斥力同时减小．【答案】 C2．(2012·广东高考)清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的( )A．引力消失，斥力增大 B.斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．【答案】 D3. 如图11­1­5所示，用F表示两分子间的作用力，E p表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )图11­1­5A．F不断增大，E p不断减小B．F先增大后减小，E p则不断减小C．F不断增大，E p先增大后减小D．F、E p都是先增大后减小【解析】分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知F先增大后变小，E p则不断减小，B正确．【答案】 B4. (2014·河北石家庄质检)如图11­1­6所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是( )图11­1­6A．水分子做无规则热运动B．玻璃板受到大气压力作用C．水与玻璃间存在万有引力作用D．水与玻璃间存在分子引力作用【解析】在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确．【答案】 D5．(2014·云南昭通质检)(多选)下列说法中正确的是( ) A．温度高的物体比温度低的物体热量多B．温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多C．温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大D．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等E．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大【解析】热量是在热传递过程中传递的能量，不是状态量，选项A错误．物体的内能与物体的温度、体积等有关，温度高的物体不一定比温度低的物体的内能多，温度是分子平均动能的标志，温度高的物体比温度低的物体分子热运动的平均动能大，选项B、C正确．相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，内能不一定相等，选项D错误．由分子势能与分子间距的关系曲线图可知，分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项E正确．【答案】BCE6．已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为N A(mol－1)．下列判断错误的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN AρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为MρN A(m 3)【解析】 1 kg 铜所含的原子数N ＝1M N A ＝N A M ，A 正确；同理1 m 3铜所含的原子数N ＝ρM N A ，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A(kg)，C正确；1个铜原子的体积V 0＝M ρN A(m 3)，D 正确． 【答案】 B7．(多选)下列说法正确的是( )A ．布朗运动虽然不是液体分子的运动，但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动B ．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数C ．在使两个分子间的距离由很远(r >10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D ．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素【解析】 布朗运动是指固体小颗粒的无规则运动，但它间接说明了分子在永不停息地做无规则运动，A 正确．物质的摩尔质量除以物质分子的质量即为一摩尔物质所含的分子数，即阿伏加德罗常数，B 正确．在使两个分子间的距离由很远(r >10－9m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，C 错误．扩散现象是指不同物质的分子彼此进入对方的现象，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，D 正确．【答案】 ABD8．(1)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的( )A ．温度和体积 B.体积和压强 C ．温度和压强D.压强和温度(2)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下列说法是否正确？ ①分子的平均动能和分子的总动能都相同． ②它们的内能相同．【解析】 (1)由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的，宏观上取决于气体的体积．因此选项A 正确．(2)①温度相同，则说明它们的分子平均动能相同；又因为1 g 水和1 g 水蒸气的分子数相同，因而它们的分子总动能相同，所以①说法正确；②当100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气时，该过程吸收热量，内能增加，所以1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，故②说法错误．【答案】 (1)A (2)见解析9．首先在显微镜下研究悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动的科学家是英国植物学家________，他进行了下面的探究： ①把有生命的植物花粉悬浮在水中，观察到了花粉在不停地做无规则运动；②把保存了上百年的植物标本微粒悬浮在水中，观察到了微粒在不停地做无规则运动； ③把没有生命的无机物粉末悬浮在水中，观察到了粉末在不停地做无规则运动； 由此可说明___________________． (2)(多选)下列说法中正确的是________ A ．布朗运动是分子无规则运动的反映B ．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大C ．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体D ．机械能不可能全部转化为内能【解析】 (1)英国植物学家布朗在显微镜下研究了液体中花粉的运动，通过这些研究可以证明微小颗粒的运动不是生命现象． (2)布朗运动是分子无规则运动的反映，A 正确．气体分子间距减小，分子间引力和斥力都增大，B 正确．单晶体具有各向异性，但并不是在各种物理性质上都表现为各向异性，C 错误．机械能可以全部转化为内能，D 错误．【答案】 (1)布朗 微小颗粒的运动不是生命现象 (2)AB10．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中， (1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积． 改正其中的错误：______________________(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.【解析】 (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d ＝V S ＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4m ＝1.2×10－9m. 【答案】 (1)②在量筒中滴入N 滴溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－911．(2014·内蒙古包头模拟)用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、分度值为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的45×50 cm 2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤CA ．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数NB ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC ．_______________D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小________(单位：cm)． 【解析】 (1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为0.05 %N mL ，向浅盘中共滴入油酸的体积V ＝0.05%n N cm 3，所以单个油酸分子的直径为d ＝V S ＝0.05%nNS.【答案】 见解析12．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V ＝1.6 L ，氙气密度ρ＝6.0 kg/m 3.已知氙气摩尔质量M ＝0.131 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023mol －1.试估算：(结果保留一位有效数字)(1)灯头中氙气分子的总个数N ； (2)灯头中氙气分子间的平均距离． 【解析】 (1)设氙气的物质的量为n ， 则n ＝ρV M，氙气分子的总数N ＝ρVMN A ≈4×1022个．(2)每个分子所占的空间为V 0＝V N设分子间平均距离为a ， 则有V 0＝a 3，即a ＝3VN≈3×10－9m.【答案】 (1)4×1022个 (2)3×10－9m第2节 固体 液体和气体[真题回放]1．(2013·课标全国卷Ⅱ)(1)(多选)关于一定量的气体，下列说法正确的是________． A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和 B ．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低 C ．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D ．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E ．气体在等压膨胀过程中温度一定升高(2)如图11­2­1，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l 1＝25.0 cm 的空气柱，中间有一段长l 2＝25.0 cm 的水银柱，上部空气柱的长度l 3＝40.0 cm.已知大气压强为p 0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l 1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．。

《金版新学案》高考物理一轮复习 第10章第2讲变压器 电能的输送课下作业 新人教版必修1(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1.如右图所示，理想变压器的a 、b 端加上一交流电压(电压有效值保持不变)，副线圈c 、d 端所接灯泡L 恰好正常发光 .此时滑动变阻器的滑片P 位于图示位置．现将滑片下移(导线电阻不计)，则以下说法中正确的是( )A ．灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小B ．灯不能正常发光，原线圈输入功率变大C ．灯不能正常发光，原线圈输入电压变大D ．灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变解析： 因为副线圈两端的电压没发生变化，所以灯仍能正常发光．当滑片下移时，由于滑动变阻器的电阻增大，所以副线圈中的电流减小，原线圈中输入的电流也变小，且输入的功率变小，A 正确．答案： A2.如图所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析： 根据P ＝I 2R 可知，在电流I 一定的情况下，减小电阻R 可以减少电路上的电能损失，而R ＝ρL S，所以增大输电线横截面积S 有利于减少输电过程中的电能损失，A 对；由公式P ＝I 2R 可得，若设输送的电功率为P ′，则P ＝P ′2U 2R ，可见，在输送电压U 一定时，输送的电功率P ′越大，输电过程中的电能损失越大，C 错误．答案： ABD3.如右图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形，原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A ，下列说法中错误的是( )A ．副线圈交流电的表达式u ＝2002sin(100πt )B ．变压器的输出功率为200 WC ．变压器输出端的交流电的频率为50 HzD ．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为202n 2Wb/s 解析： 由图象可知，A 是原线圈中的电压的表达式，A 错；原线圈中电压的有效值为200 V ，电流表示数为1 A ，则变压器的输入功率为P ＝UI ＝200 W ，由能量守恒知B 对；图象中的周期为0.02 s ，则交流电的频率为50 Hz ，C 对；由E ＝n ΔΦΔt 可推出ΔΦΔt ＝U m1n 1(或U m2n 2)，D 对． 答案： A4.(2011·东北三省四市联考)一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R ，触头P 与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )A ．若通过电路中A 、C 两处的电流分别为I A 、I C 则I A >I CB ．若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大C ．若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大D ．若在使电阻R 增大的同时，将触头P 向A 端滑动，则通过A 处的电流一定增大解析： 自耦变压器是指它的绕组是初级和次级在同一绕组上的变压器．通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈两端电压，实现电压的变换．原、副线圈两端电压与其匝数成正比．理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，若仅将触头P 向A 端滑动，电阻R 两端的电压增大，则电阻R 消耗的电功率增大，选项B 正确．答案： B5．(2011·临沂模考)随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是( )A ．输电线上损耗的功率为P 02R U 22 B ．输电线上损耗的功率为P 02R U 12 C ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率解析： 设发电厂输出功率为P ，则输电线上损耗的功率ΔP ＝P －P 0，ΔP ＝I 2R ＝P 2R U 12，A 、B 项错误；采用更高的电压输电，可以减小导线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C 项正确人；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，则发电厂输出的总功率减少，故可提高输电的效率，D 项错误．答案： C6.(2011·湖南衡阳高三联考)如右图所示，水平铜盘半径为r ，置于磁感应强度为B ，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R 1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n ∶1，变压器的副线圈与电阻为R 2的负载相连，则( )A ．变压器原线圈两端的电压为Br 2ω/2B ．若R 1不变时，通过负载R 2的电流强度为0C ．若R 1不变时，变压器的副线圈磁通量为0D ．若R 1变化时，通过负载R 2的电流强度为通过R 1电流的1n解析： 水平铜盘做匀速圆周运动，半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源．当R 1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压，副线圈中的磁通量一定，磁通量的变化量为零，故其输出电压为零，分析可知A 、C 错，B 对；当R 1变化时，原线圈所加的不是交流电压，其原、副线圈的电流关系不确定，故D 错 .答案： B7.(2010·海南卷)如右图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( )A ．若电压表读数为6 V ，则输入电压的最大值为24 2 VB ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来2倍D ．若保持负载电阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 解析： 因为电压表的读数为6 V ，则变压器的输出电压的有效值为6 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故U 1＝4U 2＝24 V ，所以输入电压的最大值为U m ＝2U 1＝24 2 V ，所以选项A 正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U 2增大，由I 2＝U 2R 可知，电流表示数增大，所以选项B 不对；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R 变大时，则I 2＝U 2R，电流变小，故P 1＝P 2＝U 2I 2，所以输入功率也减小，所以选项C 错；若负载电阻R 不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I 2＝U 2R则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P 2＝U 2I 2变为原来的4倍，所以选项D 正确．答案： AD8．(2011·山东三市四县学习诊断)正弦交流电源与变压器的原线圈相连，变压器的原、副线圈匝数比为22∶1，变压器副线圈与电阻R 、交流电压表按如图甲所示的方式连接，R ＝10 Ω，交流电压表的示数是10 V ．图乙是电阻R 两端电压u 随时间t 变化的图象，则( )A ．图乙中U 0＝10 2 VB ．R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R ＝52cos 50πt VC ．交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝2202sin 100πt VD ．变压器原线圈中电流i 随时间t 变化的规律是i ＝22cos 50πt A解析： 交流电压表的示数是10 V ，最大值为102，图乙中U 0＝10 2 V ，所以选项A 正确，B 错误；原线圈电压为220 V ，交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝2202sin100πt V ，选项C 正确；副线圈电流为1 A ，则原线圈电流为122 A ，最大值为222A ，选项D错误．答案： AC9．“5·12”汶川大地震发生后，山东省某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机．该柴油发电机说明书的部分内容如下表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是( ) 型号 AED6500S 最大输出功率 60 kW 输出电压范围220 V ～300 V A.B ．输电线路损失的电功率为8 000 WC ．发电机实际输出电压是300 VD ．如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V 解析： I 线＝I 0＝P 0U 0＝4.4×104220 A ＝200 A ；线路损失功率P 线＝I 线2R 线＝8 000 W ，线路两端电压U ＝I 线R 线＝40 V ，所以发电机输出电压为260 V ；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 2 V.答案： B10.图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连．P 为滑动头．现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L 两端的电压等于其额定电压为止．用I 1表示流过原线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两端的电压，P 2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )解析： 当滑动头P 匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝n 2n 1U 1，U 2随时间均匀增大，C 项正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以当电压均匀增加时，由欧姆定律I ＝U R 知灯泡中电流并非均匀增加，而是增加的越来越慢，其I 2－t 图线的斜率逐渐减小，B 项正确；灯泡消耗的功率N 2＝U 2I 2，N 2随时间并不是均匀增加的D 项错误；变压器的输入功率与输出功率相等，当灯泡功率增大时，输入功率也在增大，原线圈中电流增大，A 项错误．答案： BC11.如右图所示，导体棒ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c 、d 相接．c 、d 两个端点接在匝数比n 1∶n 2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R 0.匀强磁场的磁感应强度为B ，方向竖直向下，导体棒ab 长为l (电阻不计)，绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO ′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R 时，通过电流表的电流为I ，则( )A ．滑动变阻器上消耗的功率为P ＝10I 2RB ．变压器原线圈两端的电压U 1＝10IRC ．取ab 在环的最低端时t ＝0，则导体棒ab 中感应电流的表达式是i ＝2I sin ωtD ．ab 沿环转动过程中受到的最大安培力F ＝2BIl解析： 由于电流表示数为有效值，由I I 2＝n 2n 1可知I 2＝10I ，故P ＝100I 2R ，选项A 错误；变压器原线圈两端电压为U 1＝n 1n 2×10IR ＝100IR ，选项B 错误；从最低点开始计时，则导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i ＝2I cos ωt ，选项C 错误；导体棒中电流最大值为2I ，所以F ＝2BIl ，选项D 正确．答案： D二、非选择题12．某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失， 这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解析： 用500 V 电压送电时示意图如右图所示，50 kW 的电功率在输电线上的电流 I 0＝P /U 0＝50×103/500 A ＝100 A.用户获得电压U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3)V＝200 V ，用户获得的功率P 1＝I 0U 1＝2×104W.改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P 损＝0.6%P ，即P 损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I ＝P 损/R ＝300/3 A ＝10 A.发电站升压后输电电压U ＝P I ＝50×10310V ＝5 000 V ， 升压变压器匝数比n 1/n 2＝U 0/U ＝500/5 000＝1/10，输电线上损失的电压U ′＝I ·R ＝10×3 V＝30 V.到达用户输入变压器电压U 2＝U －U ′＝(5 000－30)V ＝4 970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. 答案： 220 V 2×104 W 1∶10 497∶22。