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年高考物理大二轮复习课件:专题七第一讲选修3-3(共70张PPT)
(2)(ⅰ)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=2rσ1 ①
代入题给数据得 Δp1=28 Pa②
(ⅱ)设气泡在水下 10 m 处时,气泡内空气的压强为 p1,气泡体积为 V1;气泡到达水面附近时,气泡内空气 的压强为 p2,气泡内外压强差为 Δp2,其体积为 V2,半 径为 r2.气泡上升过程中温度不变,根据玻意耳定律有
解题要领 由于本讲内容琐碎,考查点多,因此在复习中应注意 抓好四大块知识:一是分子动理论;二是从微观角度分析 固体、液体、气体的性质;三是气体实验三定律;四是热 力学定律.以四块知识为主干,梳理出知识点,进行理解 性记忆.
考点 1 分子动理论 固体、液体性质
1.分子动理论 (1)分子大小. ①阿伏加德罗常数:NA=6.02×1023mol-1. ②分子体积:V0=VNmAol(占有空间的体积). ③分子质量:m0=MNmAol. ④油膜法估测分子的直径:d=VS.
解析:(1)根据热力学第一定律,气体吸热的同时若 对外做功,则内能不一定增大,温度不一定升高,选项 A 错误;对气体做功可以改变其内能,选项 B 正确;理想 气体等压膨胀过程,对外做功,
由理想气体状态方程可知,气体温度升高,内能增 大,故气体一定吸热,选项 C 错误;根据热力学第二定 律,热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,选项 D 正确;根据热平衡定律,如果两个系统分别与状态确定 的第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也 必定达到热平衡,选项 E 正确.
由理想气体状态方程pTV=C 可知,状态 d 的压强比 状态 b 的压强小,选项 E 正确.
(2)设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为 V1, 压强为 p1;下方气体的体积为 V2,压强为 p2.在活塞下移 的过程中,活塞上、下方气体的温度均保持不变,由玻 意耳定律得
p0V2 =p1V1,①
p0V2 =p2V2,② 由已知条件得 V1=V2+V6-V8=1234V,③ V2=V2 -V6 =V3 .④ 设活塞上方液体的质量为 m,由力的平衡条件得 p2S =p1S+mg,⑤ 联立以上各式得 m=1256pg0S.⑥ 答案:(1)BDE (2)m=1256pg0S
(2)如图,容积均为 V 的汽缸 A、B 下端 有细管(容积可忽略)连通,阀门 K2 位于细管 的中部,A、B 的顶部各有一阀门 K1、K3;B 中有一可自 由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).
初始时,三个阀门均打开,活塞在 B 的底部;关闭 K2、K3,通过 K1 给汽缸充气,使 A 中气体的压强达到大 气压 p0 的 3 倍后关闭 K1.已知室温为 27 ℃,汽缸导热.
A.气体吸热后温度一定升高 B.对气体做功可以改变其内能 C.理想气体等压膨胀过程一定放热 D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到 热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
(2)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=2rσ, 其中 σ=0.070 N/m.现让水下 10 m 处一半径为 0.50 cm 的 气泡缓慢上升.已知大气压强 p0=1.0×105 Pa,水的密度 ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度大小 g=10 m/s2.
A.当 r=r0 时,分子力为零,Ep=0 B.当 r=r0 时,分子力为零,Ep 为最小
C.当 r0<r<10r0 时,Ep 随着 r 的增大而增大 D.当 r0<r<10r0 时,Ep 随着 r 的增大而减小 E.当 r<r0 时,Ep 随着 r 的减小而增大 [题眼点拨] ①“r0 表示分子引力与分子斥力平衡时 的分子间距”在平衡位置时分子力为 0,分子势能最小; ②“设 r→∞时,Ep=0”说明无穷远时分子势能为 0(即 分子间距大于等于 10r0,分子势能为 0). 解析:由 Epr 图象可知,r=r0 时,Ep 最小,再结合 Fr 图象知此时分子力为 0,则 A 项错误,B 项正确;
说明两曲线的面积均等于 1,分子数率呈现中间多两 头少,虚线代表 0 ℃分子速率的变化曲线实线代表 100 ℃分子速率的变化曲线;②“容积均为 V 的汽缸 A、B 下端有细管(容积可忽略)连通”说明两部分气体压强通过 细管建立了联系;③“关闭 K2、K3,通过 K1 给汽缸充气, 使 A 中气体的压强达到大气压 p0 的 3 倍后关闭 K1”说明 打开 K2 时活塞上升.
答案:(1)BDE (2)见解析
命题特点与趋势 1.本讲主要考查对物理概念和物理规律的理解以及 简单的应用,比如热学的基本概念、气体实验定律、热 力学定律等知识,对于热学的基本概念和热力学定律往 往以选择题的形式出现,而气体实验定律往往以玻璃管 或汽缸等为载体通过计算题的形式考查.
2.2019 年高考命题形式仍会以一道选择题和一道计 算题形式出现,仍以基础知识为主,综合性不会太强.另 外,油膜法估测分子大小、分子力等内容近几年没有涉及, 是高考冷考点,复习中也要引起重视,可能会成为新的命 题点.
解析:(1)过程①中,体积不变,温度升高,由理想 气体状态方程pTV=C 可知,气体的压强逐渐增大,选项 A 错误;过程②中气体体积增大,气体对外做功,选项 B 正确;过程④中气体体积不变,不做功,温度降低,内 能减小,根据热力学第一定律,气体放出热量,选项 C 错误;状态 c、d 的温度相等,理想气体的内能相等,选 项 D 正确;
(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)如图所示,容积为 V 的汽缸由导热材料 制成,面积为 S 的活塞将汽缸分成容积相等的 上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液 体的容器相连,细管上有一阀门 K.开始时,K 关闭,汽 缸内上下两部分气体的压强均为 p0.现将 K 打开,容器内 的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为V8时,将 K 关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6 .
结合 Fr 图象可知,在 r0<r<10r0 内分子力表现为引 力,在间距增大过程中,分子引力做负功,分子势能增 大,则 C 项正确,D 项错误;结合 Fr 图象可知,在 r< r0 时分子力表现为斥力,在间距减小过程中,分子斥力做 负功,分子势能增大,则 E 项正确.
答案:BCE
分子力曲线与分子势能曲线的对比
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
(多选)分子力比重力、引力等要复杂得多,分 子势能跟分子间的距离的关系也比较复杂.图示为分子势 能与分子间距离的关系图象,用 r0 表示分子引力与分子 斥力平衡时的分子间距,设 r→∞时,Ep=0,则下列说 法正确的是( )
(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为 p3,气体温度从 T1=300 K 升高到 T2=320 K 的等容过程中,由查理定律得
pT21′=Tp32,⑦ 将有关数据代入⑦式得 p3=1.6 p0.⑧ 答案:(1)ABC (2)见解析
3.(2016·全国卷Ⅰ)(1)关于热力学定律,下列说法正 确的是________.
由分子速率分布图可知,与 0℃时相比,100℃时氧 气分子速率出现在 0~400 m/s 区间内的分子数占总分子 数的百分比较小,选项 E 错误.
(2)(ⅰ)设打开 K2 后,稳定时活塞上方气体的压强为 p1,体积为 V1.依题意,被活塞分开的两部分气体都经历 等温过程.由玻意耳定律得
p0V=p1V1,① 3p0V=p1(2V-V1),② 联立①②式得
(ⅰ)打开 K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; (ⅱ)接着打开 K3,求稳定时活塞的位置; (ⅲ)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 20 ℃,求 此时活塞下方气体的压强. [题眼点拨] ①“氧气分子在 0 ℃和 100 ℃温度下 单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子 速率的变化分别如图中两条曲线所示”
解析:(1)根据气体分子单位速率间隔的分子数占总 分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可 知,题图中两条曲线下面积相等,选项 A 正确;
题图中虚线占百分比较大的分子速率较小,所以对 应于氧气分子平均动能较小的情形,选项 B 正确;题图 中实线占百分比较大的分子速率较大,分子平均动能较 大,根据温度是分子平均动能的标志,可知实际对应于 氧气分子在 100℃时的情形,选项 C 正确;根据分子速率 分布图可知,题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分 子数目占总分子数的百分比,不能得出任意速率区间的 氧气分子数目,选项 D 错误;
项目 分子力曲线
分子势能曲线
图线
横轴:分子间距离 r 横轴:分子间距离 r 坐标轴
p1V1=p2V2③ 由力学平衡条件有 p1=p0+ρgh+Δp1④ p2=p0+Δp2⑤ 气泡体积 V1 和 V2 分别为 V1=43πr31⑥
V2=43πr32⑦ 联立③④⑤⑥⑦式得rr123=ρghp+0+p0Δ+p2Δp1⑧
由②式知,Δpi≪p0,i=1,2,故可略去⑧式中的 Δpi 项.代入题给数据得rr21=3 2≈1.3⑨
专题七 选修模块பைடு நூலகம்
第一讲 选修 3-3
[高考必备知识概览]
1.(2018·全国卷Ⅰ)(1)如图所示,一定质量的理想气 体从状态 a 开始,经历过程①、②、③、④到达状态 e. 对此气体,下列说法正确的是________.
A.过程①中气体的压强逐渐减小 B.过程②中气体对外界做正功 C.过程④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