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分子运动论选修3-3 选修3-3 分子运动论固体、液体和气体热力学基础分子运动论分子热运动　能量守恒，近年高考主要考查布朗运动、内能、内能的改变、能的转化和守恒定律及微观物理概念．纵观近年高考试题，与本章内容相关的试题主要为选择题，难度属中档及以下。核心内容课标解读物体是由大量分子组成 1 知道物体是由大量分子组成的，知道分子大小的数量级 2 知道阿伏加伽德罗常数的意义，会进行有关的计算和估算分子的热运动 3 了解扩散现象是分子热运动的实验依据 4 知道什么是布朗运动，产生原因及影响因素分子间相互作用力 5 知道分子间...

选修3-3 选修3-3 分子运动论固体、液体和气体热力学基础分子运动论分子热运动　能量守恒，近年高考主要考查布朗运动、内能、内能的改变、能的转化和守恒定律及微观物理概念．纵观近年高考试题，与本章内容相关的试题主要为选择题，难度属中档及以下。核心内容课标解读物体是由大量分子组成 1 知道物体是由大量分子组成的，知道分子大小的数量级 2 知道阿伏加伽德罗常数的意义，会进行有关的计算和估算分子的热运动 3 了解扩散现象是分子热运动的实验依据 4 知道什么是布朗运动，产生原因及影响因素分子间相互作用力 5 知道分子间相互作用力，引力和斥力同时存在 6 知道平衡位置，及分子力如何随分子间距离变化。 7 知道分子力是短程力，当分子间距大于分子大小的10倍时，分子力可忽略。专题一.分子运动论 ◎ 知识梳理 ◎ ⒈物质由大量分子组成，物质由原子、分子、离子组成，在这里我们把原子、分子、离子统统看成分子、分子的线度（直径），分子的质量等微观量都很小。除一些有机物大分子外，一般分子的线度（直径）的数量级是10－10m；质量的数量级是10－27～10－26kg，1摩尔任何物质都含有6.02×1023个分子，我们把6.02×1023mol－1叫阿伏伽德罗常数，阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，由于分子的线度（直径），质量都很小，无法用常规方法直接测量，但可以通过测出相应的宏观量，应用阿伏伽德罗常数间接求出有关分子的微观量，设单个分子的体积为Vo，分子线度（直径）为d，分子质量为mo；物质的体积为V、摩尔体积是Vm，物质的质量为M、摩尔质量为Mm，物质的密度为，物质所含分子数为n，则可用阿伏伽德罗常数N进行以下计算。①计算分子质量mo=Mm/N。②计算分子体积Vo=Vm/N=Mn/N。③计算物质所含的分子数。由于M=V的公式不适应于气体，所以上述导出式子中凡用过的公式的均不适应于气体，只适用于固体和液体。④计算分子的线度（直径），分子的模型有两种：球模型和立方体模型，前者常用来讨论分子间的相互作用及分子的运动，后者常用来讨论分子占有的空间及分子的线度（直径），当分子看为球体模型时，分子线度（直径）；立方体模型时。 ◎ 例题评析【例1】利用油膜法可以粗略测定油酸分子的直径，把纯的油酸配置成1/500的油酸酒精溶液，用注射器滴出油酸酒精液滴，已知1毫升油酸酒精溶液可以滴出150滴，取其中的一滴滴在平静的水面上，测出其面积为225平方厘米，试计算油酸分子的直径。【

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与解答】一滴油酸酒精滴的体积是1/125毫升，其中含有纯油酸的体积为液滴体积的1/500，此体积再除以油膜的面积即为油层的厚度（即油酸分子的直径）【例2】试估算地球表面附近空气分子间的平均间距。【分析与解答】已知在

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状态下任何一摩尔的气体的体积是22.4升，含有的分子数为平均一个分子占有的体积是，所以空气分子的平均间距为【例3】从下列哪一组数据可以计算出阿伏加德罗常数（） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水的摩尔质量和水分子体积 C.水分子的体积和水分子质量 D.水分子的质量和水的摩尔质量【分析与解答】：阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁，所以计算它必然是性质相同的两个物理量，且其中一个是宏观量，另一个是微观量。如已知物质分子的体积和物质的摩尔体积，物质的分子质量和物体的摩尔质量均可计算出阿伏加德罗常数，据此可以排除选项A、B、C，而D选项两个量性质相同，且一个是宏观量，另一个微观量，D选项正确。练习：水的密度=1.0×103kg/m3，水的摩尔质量Mm=1.8×10－2kg/mol，试求：(1)1cm3的水中有多少个水分子。(2)用立方体模型估算水分子的直径。注意：为估算分子大小或间距而建立以下两种模型： ⑴．球体模型：由于固体和液体分子间距离很小，因此可近似看作分子是紧密排列着的球体，若分子直径为d，则其体积为： ⑵．正方体模型：设想固体和液体分子（原子或离子）是紧密排列着的正立方体，那么分子间距离分子（即分子线度）就是正立方体的边长L，因此一个分子的体积就是。需要注意的是，对气体来说，由于其在一般情况下分子不是紧密排列，所以上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求一个分子所占的空间或分子间距。两个基本模型主要是用于微观量的估算。固体、液体分子微观量的估算方法：（1）分子数 n mol—摩尔数；m—质量； —体积；M—摩尔质量；V—摩尔体积； —阿伏加德罗常数（2）分子质量的估算方法：（3）分子体积（分子所占空间）的估算方法：，为密度。（4）分子直径的估算方法：球体模型，分子直径立方体模型，气体分子微观量的估算方法：（1）摩尔数估算方法为标况下气体体积（2）分子数估算方法：（3）分子质量估算方法：（4）分子间距的估算方法：每个分子所占体积： V mol求法：可求出V mol 【例4】氯化钠的单位晶胞为立方体，黑点为钠离子位置，圆圈为氯离子位置，食盐的整体就是由这些单位晶胞组成的。食盐的摩尔质量为58.5g/mol，密度为，试确定氯离子之间的最短间距。【分析与解答】由图可知，相邻氯离子的间距等于立方体表面对角线的长度，先求食盐的摩尔体积，已知1mol食盐中含有2摩尔的离子（氯离子和钠离子各一摩尔），则每个离子平均占有的空间体积是，每个离子平均占有一个立方体，故立方体边长为最邻近的两个氯离子的间距等于【例5】房间地面表面积为15m2，高为3m，空气的平均密度ρ=1.29kg/m3, 空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol,求该房间内空气的质量和空气分子间的平均距离？（保留二位有效数字）【分析与解答】由m=ρv可知，房间内空气的质量m=1.29×15×3 kg=58 kg。房间中空气的总分子数n=(m/M)*NA=1.2×1027个。每个分子占据的空间体积v0=V/n=37.5×10-27 m3.则分子间的平均距离 d≈v01/3=3.3×10-9m。点评：本题要求考生理解空气的分子结构模型，会根据总分子数来计算每个分子占据的空间体积。 ⒉分子永不停息地做无

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运动，扩散和布朗运动都是说明分子永不停息地做无规则运动的典型实验现象，布朗运动是指悬浮在液体中的极小固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动，液体分子的无规则运动是产生布朗运动的原因。影响布朗运动的因素是：液体的温度和悬浮颗粒的大小，液体温度越高，悬浮颗粒越小布朗运动越明显，由于分子的无规则运动与温度有关，因而把大量分子的无规则运动叫热运动，而布朗运动、扩散现象是热运动的反映。【例6】花粉在水中做布朗运动的现象说明（） A.花粉的分子在做无规则热运动 B.水分子在做无规则的热运动 C.水分子之间是有空隙的 D.水分子之间有分子力作用【分析与解答】：布朗运动是小颗粒的运动，而不是分子的运动，物体小颗粒的布朗运动的起因是液体分子无规则运动撞击小颗粒的结果，它只能间接说明水分子在做无规则的热运动，并不能说明花粉分子在做无规则热运动。另外，花粉颗粒的布朗运动的直接原因并不是水分子之间有空隙和分子之间的作用力所致，所以A、C、D选项错，B选项正确。 ⒊分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子间相互作用力情况与分子间距离有关，当分子间的距离为ro时，F引=F斥，合力f=0，ro一般在10－10m左右。当r>ro时，分子间的引力、斥力都减小，但斥力减小的快，f引>f斥，分子力的合力表现为引力。当r10ro时，分子间的引力斥力都趋近于零，分子力也认为是零，分子间相互作用力随分子间距离变化的关系如图所示，虚线分别代表引力和斥力，实线表示二者的合力。【例7】．分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，则 [　　　 ] A．f引和f斥是同时存在的． B．f引总是大于f斥，其合力总表现为引力． C．分子之间的距离越小，f引，越小，f斥越大． D．分子之间的距离越小，f引越大，f斥越小．【分析与解答】：分子之间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小和合力都与分子间距有关．分子间距越小时，引力和斥力都越大．当r＜r0时，斥力的增大更快，合力表现为斥力；反之，当r＞r0时，斥力的减小更快，合力才表现为引力．所以B、C、D都错． ◎ 能力训练 1关于布朗运动，下列说法中正确的是( BD ) A．悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动 B．布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动 C．温度越低时，布朗运动就越明显 D．悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显 2下列说法正确的是（A ） A引力和斥力是同时存在的 B引力总是大于斥力，其合力总表现为引力 C分子间的距离减小，引力减小，斥力增大 D分子间的距离越小，引力越大，斥力越小 3当两个分子从相距很远处逐渐靠拢直到不能再靠拢的全过程中，分子力作功和分子势能的变化情况是（C） A分子力一直做正功，分子势能一直减小 B分子力一直做负功，分子势能一直增加 C先是分子力做正功，分子势能减小，后是分子力做负功，分子势能增加 D先是分子力做负功，分子势能增加，后是分子力做正功，分子势能减小 4．下面关于分子数量的说法中正确的是（Ｃ　）Ａ．１g的氢气和１g的氦气含有相同的分子数　　Ｂ．体积相等的固体和液体相比较，固体中的分子数多Ｃ．无论什么物质，只要它们的摩尔数相同就含有相同的分子数Ｄ．无论什么物质，只要它们的体积相同就含有相同的分子数 5．分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，则（Ａ　　） A．f引和f斥是同时存在的 B．f引总是大于f斥，其合力总是表现为引力 C．分子间的距离越小，f引越小，f斥越大 D．分子间的距离越小，f引越大，f斥越小 6．下列说法中正确的是（ＢＣＤ　　） A．用手捏面包，面包体积缩小了，证明分子之间有间隙 B．煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在不断扩散 C．打开香水瓶后，很远的地方能闻到香味，证明分子在不停地运动 D．封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力 7．关于分子质量，下列说法正确的是（　BC　　）　Ａ．质量相同的任何物质，分子数相同Ｂ．摩尔质量相同的物体，分子质量一定相同Ｃ．分子质量之比一定等于它们的摩尔质量之比Ｄ．密度大的物质，分子质量一定大 8．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离？（ＢＣ） A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔体积 D．该气体的密度、体积和质量 10．在标准状态下，对于气体用μ表示摩尔质量，ρ表示物质密度，ν表示摩尔体积，n表示分子数，N表示阿伏加德罗常数，m表示质量，则反映这些量之间关系的下列各式中正确的是（ＡＢＣ） A． B． C．V=22.4L D．ν=μρ 11．A、B两分子相距较远，此时它们之间的分子力可忽略，设A固定不动，B逐渐向A 靠近，直到很难再靠近的整个过程中 ( Ｄ ) A.力总是对B做正功 B.B总是克服分子力做功 C.B先克服分子力做功，然后分子力对B做正功 D.分子力先对B做正功，然后B克服分子力做功 12．已知铜的摩尔质量为63.5×10-3kg/mol,密度为8.9×103kg/m3,阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1。若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中每立方米体积中的自由电子数？（保留两位有效数字）（8.4×1028个/m3） 13．食盐晶体由钠离子与氯离子组成,这两种离子在空间三个互相垂直的方向上都是等距交错排列的。已知μ=58.5克/摩,ρ=2.2克/厘米，N0 =6.0×1023个/摩,求食盐晶体中两个距离最近的钠离子的中心间的距离．（取一位有效数字）４×10－１０m 14．一块天然金刚石约175克拉(1克拉=200毫克),已知金刚石的密度是3.5×10３千克/米３.试求这块金刚石中有多少碳原子?每个碳原子的直径大约是多少? （保留两位有效数字）　　　 1.７×102４个，2.2×10-１０m 固体、液体和气体核心知识课标解读晶体的宏观特征 1 能从外形、物理性质等方面区分晶体和非晶体 2 能区分单晶体和多晶体 3 能认识一些生产和生活中的晶体和非晶体晶体的微观结构 4 了解固体的微观结构 5 知道晶体和非晶体在物理性质上的区别在于微粒排列不同造成的。 6 能比较石墨与金刚石的微观结构，知道它们的特性固体新

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7 了解材料科学技术的有关知识 8 了解新材料的基本特征 9 知道半导体的一些特性，了解纳米材料的特性液体的特性液化晶 10 知道液体分子的排列情况 11 知道液体分子热运动的特点，了解液晶微观结构 12 了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用气体状态参量 13 理解温度、体积和压强的物理意义 14 理解绝对零度，掌握绝对温度和摄氏温度的换算关系 15 知道压强的微观解释及影响压强的因素气体实验定律 16 理解玻意耳定律的内容，理解P—V图线的物理意义 17 能用分子运动论的观点解释玻意耳定律 18 掌握玻意耳定律的简单应用 19 理解查理定律和盖吕萨克定律 20 知道理想气体模型，能用分子动理论和统计观点解释实验定律 21 掌握气体实验定律的简单应用饱和蒸气空气的湿度 22 知道饱和蒸气，未饱和蒸气和饱和蒸气压的概念 23 了解相对湿度的概念和含义，认识空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响 ◎ 知识梳理 1．固体（1）固体分晶体和非晶体；晶体又分单晶体和多晶体（2）.固体特性类别天然几何外形物理性质的方向性固定的熔点特点原因特点原因特点原因单晶体有物体微粒排列有规则各向异性物体微粒排列有规则有需破坏点阵结构多晶体无内部结构无规则各向同性内部结构无规则有需破坏点阵结构非晶体无物质微粒排列无规则各向同性物体微粒排列无规则无无点阵结构需破坏（3）.空间点阵：组成晶体的物质微粒是有规则的、周期性的。这些物质微粒所在的点称为结点，结点的总称为空间点阵。空间点阵的理论解释晶体特性产生的原因，晶体外形的有规则和它在各向异性的特点都是由于晶体内部结构有规则的缘故，而非晶体内部的物质微粒的排列是不规则的，由于微粒的数目非常多，平均起来，各个方向的物理性质就相同了。二．液体 1.液体的表面性质（1）表面张力；（2）在表面张力作用下液体表面有收缩到最小的趋势。 2.浸润和不浸润：是讲液体表面的分子与接触的固本分子作用的情况。（1）浸润：液体表面的分子与接触的固体的分子相互吸引，使液体有附着在固体表面上的现象。（2）不浸润：与浸润相反。 3.毛细现象：浸润液体在细管内升高的现象和不浸润液体在细管内降低的现象。 4.熔化和凝固：物体从固态变成液态的过程叫熔化，反之则叫凝固。 ◎ 例题评析【例1】在下列物质中，是晶体；是非晶体；其中属于单晶体，而属于多晶体。 1 塑料；②明矾；③松香；④玻璃；⑤CuSO4·10H2O；⑥冰糖；⑦糖果；⑧单晶硅； ⑨铝块；⑩橡胶。【分析与解答】：明矾是A1K（SO4）2·5H2O，而CuSO4·10H2O是硫酸铜的水合物，又称为绿矾（胆矾），冰糖、单晶硅；铝块是晶体、塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体。在晶体中明矾、胆矾、单晶硅是单晶。【例2】晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有而非晶体，另外它们在的性质上也有所不同。【分析与解答】：晶体是具有规则几何形状的物体，而非晶体则是没有规则几何形状的物体。晶体还具有各向异性的性质，有的晶体导热性各向不一样，有的晶体导电性各向不一样。总之晶体和非晶体的物理性质不同。【例3】关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是：（1）单晶体具有各向异性；（2）多晶体具有各向同性；（3）非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的；（4）晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的。【分析与解答】：以上4条都是正确的，但是要注意具体到某种晶体了，它可能只是某种物理性质各向异性较明显。例云母片就是导热性明显，方解石则是透光性上明显，方铅矿则在导电性上明显。但笼统提晶体就说各种物理性质是各向异性。【例4】在以下事例中，能用液体表面张力来解释的是： A草叶上的露珠呈圆球形； B油滴在水面上会形成一层油膜； C用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘； D油瓶外总是附有一层薄薄的油。【分析与解答】：要抓住表面张力产生的原因，再结合实例的具体现象去分析。液体的表面层由于与空气接触，所以表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力，结合四个例子看，只有B中油膜不是收缩而是扩散，所以B不能用表面张力的理论来解释。【例5】若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管时，则： A附着层分子密度大于液体内分子的密度； B附着层分子的作用力表现为引力； C管中的液面一定是凹弯月面的； D液面跟固体接触的面积有扩大的趋势。【分析与解答】：这首先是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布就比液体内部更密，这样就会使液体间出现了相互推力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势。 ∴A、C、D正确。【例6】液体和固体接触时，附着层表面具有缩小的趋势是因为：（1）附着层里液体分子比液体内部分子稀疏；（1）附着层里液体分子相互作用表现为引力；（1）附着层里液体分子相互作用表现为斥力；（1）固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子之间的引力强【分析与解答】：首先从题设中看出液体对固体来说是不浸润的，而后再对附着层液体分子的作用进行研究。在出现不浸润现象时，在附着层里出现了跟表面张力相似的收缩力，即引力。并且附着层里分子的分布，虽比起表面层要密一些，但比起液内还是要稀疏，所以附着层分子受引力比液内分子受引力要大些。因此，本题答案为B、D。【例7】下列叙述中哪点是正确的？ A液体表面张力随温度升高而增大； B液体尽可能在收缩它的表面积； C液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能； D液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布来得紧密些。【分析与解答】：这是有关液体表面分子相互作用的问题。液体的表面层由于和气体接触与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏。这样分子间就表现为引力了，即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势。随温度的升高，表面层分子距离更要增大，引力作用随之而减小，所以表面张力要减小。而在液内，分子间的引力基本等于斥力，当r≈r0时，分子势能最小。在表面层，r>r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大。答案：B、C。【例8】200g—10℃的冰投入到500g4℃的水中（冰的比热为2.1×103J/kg·℃，熔化热为3.36×105J/kg）平衡后，（1）系统的温度； A大于℃； B小于0℃； C等于0℃，有冰熔化； D等于0℃，有水结冰； E等于0℃，没有熔化和结冰。（1）系统中冰的质量有 A．0g；B.100g；C.187.5g；D.200g；E.225g。【分析与解答】：（1）一般这样的题都选0℃为参考点，先比较200g—10℃的冰变成0℃的冰需多少热？ 500g4℃的水为成0℃的水能放出多少热？二者进行比较，如果Q吸>Q热，则可进一步看能熔化多少冰，如果冰能全部熔化所需热量还不足水变成0℃放出的热，则再计算熔化成的水温度还能升到多高？若Q吸=Q热则冰升温到0℃，水降温到0℃后，既没有冰熔化，也没有水结成冰。若Q吸>Q热，说明水降成0℃后，有水结成了冰，这时就要看水凝固了多少冰，若水全部凝固放出的热还小于冰变成0℃冰所吸收的热，则需再计算水凝固成冰后，降了多少温度。解：（1）先计算200g—10℃的冰升温到0℃需吸收的热量： ∵Q=CmΔt ∴Q吸=2.1×103J/kg·℃×0.2kg×[0℃-（-10℃）]=4.2×103J 再计算500g4℃的水降温到0℃，要放出的热量： Q放=4.2×103J/kg·℃×0.5×（4℃-0℃）=8.4×103J ∵Q吸10r0 　　（2）除碰撞瞬间之外，分子间的作用力可以忽略不计; 　　（3）分子之间、分子与器壁之间的碰撞是弹性碰撞. 由于理想气体的分子力忽略不计，所以理想气体没有分子势能，故理想气体的内能就等于其分子的平均动能，即理想气体的内能由温度决定，温度不变，我们可以认为一定量的理想气体的内能不变． 3．气体实验定律：（1）等温变化---玻意耳定律PV=恒量（2）等容变化---查理定律P/T=恒量（3）等压变化---盖吕萨克定律V/T=恒量。 4.理想气体状态方程： (1)理想气体状态方程：对一定质量的理想气体有PV/T＝恒量或P1V1/T1=P2V2/T2 （2）克拉珀珑方程：对给定状态下的理想气体，P、V、T遵循下列规律PV＝nRT，式中P、V、T为确定状态下气体的压强、体积、温度，m为气体质量，M为摩尔质量，为物质的量。R为摩尔恒量 5.气体分子运动的特点 (1)气体分子间的距离较大：气体很容易压缩，说明气体分子的间距较大。气体分子的平均间距的数量级为10-9m，是分子直径数量级10-10m的10倍，故气体分子间的作用力十分微弱。 (2)分子间的碰撞频繁：在标准状态下，1立方厘米气体中含有2.7×1019个分子。大量分子永不停息地运动，分子间不断地发生碰撞。在标准状态下，一个空气分子在1 秒内与其它空气分子的碰撞竟达65亿次之多。故分子间的碰撞频繁。通常假定分子之间或分子与器壁之间的碰撞为完全弹性碰撞。 (3)分子沿各方向运动的机会均等：由于大量分子作无规则的热运动，在某一时刻向任一方向运动的分子都有，就某一个分子在某一时刻，它向哪一方向运动，完全是偶然的。因此，在任一时刻分子沿各方向运动的机会是均等的。 (4)分子速率按一定规律分布：大量分子做无规则热运动，速率有大、有小。但分子的速率却按照一定的规律分布。即“中间多，两头少”的正态分布规律。当气体温度升高时，速率大的分子数增加，分子平均速率增大，因此，温度越高，分子的热运动越激烈。 6.气体压强的微观解释气体压强的微观解释：气体分子与器壁碰撞时对器壁产生瞬时冲量，大量分子对器壁的频繁碰撞则对器壁产生持续的压力，单位面积上的压力即为压强。由此可见，气体的压强是大量的气体分子频繁的碰撞器壁的结果。 ◎ 例题评析【例10】．如图所示，一个横截面积为的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面水平，下表面是倾斜的，与水平面的夹角为，圆板的质量为，不计圆板与容器之间的摩擦，若大气压强为，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( ) A．　 B． C．　 D．答案：Ｂ．解析：考虑一个与Ａ质量相同圆板，其上、下表面若均水平，以圆板为研究对象，在竖直方向列平衡方程，可得：，得，与此类比，对质量相同的圆板，不管其下表面是否水平或规则，气缸内气体的压强均相同，所以圆板是如图的形状时，内部压强也同样为，所以应选Ｂ． ◎ 能力训练 1．有一个气泡由水底向水面上运动，如果水的阻力可以不计，那么它将做 [ ] A匀速运动　　　　　　　　　B匀加速运动 C加速度加大的加速运动　　　D加速度减小的加速运动 2．一根足够长的均匀玻璃管开口向下竖直，用一段水银封闭着一定质量的理想气体，如图所示，能使管内水银柱逐渐沿管壁向管口移动的 [ ] A外界大气压增大，温度不变； B外界大气压不变，温度升高； C温度不变、大气压不变时将管子逐渐转到水平位置； D外界大气压不变，温度降低。 3．下列各图中，不能正确表示一定质量气体的等压变化的过程的图像是[ ] A B C D 4．如图所示，玻璃侧壁有三个木塞分别塞住A、B、C三个小孔，通过瓶口的软木塞有一根两端开口的管子，上端与大气连通，管中的液面与B孔等高，瓶内的液面超过A孔的高度。下面叙述中不正确的是[ ] A如果先拔出A孔木塞，水流不出，反而吸入空气； B如果先拔出B孔木塞，水流不出，也不吸入空气； C如果先拔出C孔木塞，水流出； D如果同时拔出A、B、C的木塞，情况照旧；A孔吸入空气；B孔没有水进入，也不吸入空气，C孔有水流出。 5．如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管AB，管内灌有水银，两管内水银面高度相等，闭管A内封有一定质量的理想气体，气体压强为9.6×104Pa。今将开口端B接到抽气机上，抽尽B管上面的空气，结果两水银柱产生18cm的高度差，则A管内原来空气柱长度为[ ] A18cm B12cm C6cm D3cm 6．在压强不变的情况下，将一定质量的空气从77℃升高到84℃，用热力学温标来表示，则空气的温度升高了 K，此时空气的体积是原来的倍。 7．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C的三个变化过程，则通过图像可以判断A、B、C三个状态，气体的体积VA、VB、VC的大小关系是。 8．如图所示，气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用轻绳经轻滑轮跟气缸中的活塞相连接，不计绳与滑轮间的摩擦，重物和活塞都处于平衡状态，这时活塞离气缸底的高度为10cm。如果缸内空气降为50℃，则重物将上升 cm。 9．当大气压强P0＝760mmHg时，把热水瓶中的热水倒掉后随手将瓶塞盖上，如果这时热水瓶内的气体的温度为90℃。过了一段时间，由于散热，瓶内温度降为15℃。若瓶塞是不漏气的轻质软木塞制作的，瓶塞截面的直径为3.6cm，则至少需要 N的力才能把瓶塞拔出。 10．在日常生活中假定人每分钟需吸入的空气质量是一定的，每次呼吸的空气体积也是一定的。如果平地上大气压为75cmHg，温度为27℃，每分钟吸气次数为60次，山顶上大气压为60cmHg，温度为-3℃。试估计人在山顶上每分钟吸气次数为多少？ 11．有一根两端开口的玻璃管长75cm，把它竖直插入水银中48cm，封闭上口后慢慢将它提起，当玻璃管的下端离开水银面时，管内留住的水银有多长？已知此时的大气压是750 mmHg。 12．如图所示，竖直放置的U形管，左端封闭右端开口，管内水银将长19cm的空气柱封在左管内，此时两管内水银面的高度差为4cm，大气压强为标准大气压75mmHg。现向右管内再注入水银，使空气柱长度减少1cm，若温度保持不变，则需注入水银柱的长度为多少? 1、C ；2、B；3、B；4、D；5、D； 6、7；1.02 7、 8、1.34cm 9、20N 10、68次 11、30cm 12、14.4cm ● 模拟测试 1. 如果物体具有各向同性的性质，则它可能是：（A、B） A非晶体；B晶体；C单晶体；D多晶体。 2. 有一固体，外形呈规则的六面体，则它：（D） A一定是晶体；B一定是多晶体；C一定是非晶体； D可能是晶体，也可能是非晶体。 3. 所谓“晶体的多形性”，反映的是（A） A同一种物质能够生成几种不同的晶体； B晶体在各方向上的物理性质是不同的； C晶体内部物质微粒间的相互作用较强； D晶体在一定条件下可转化成非晶体。 4. 比较金刚石和石墨的结果是：（AB） A它们是同一种物质，只是内部微粒的空间点阵不同。 B它们的物理性质有很大的差异； C由于它们空间点阵不同，所以金刚石为晶体，石墨是非晶体。 D金刚石是单晶体，石墨是多晶体。 5．毛细现象包括：（AD） A浸润液体在细管内液面会升高； B浸润液体在细管内液面会降低； C不浸润液体在细管内液面会升高； D不浸润液体在细管内液面会降低。 6液体表面有收缩到最小面积趋势的原因是：（BD） A由于液体的流动性； B由于液体表面张力的作用； C由于液体表面层分子的斥力大于引力； D由于液体表面层分子的引力大于斥力。 7下列现象，哪些是因液体的表面张力所造成所：（BD） A使用洗洁粗易清除餐具上的油渍； B融化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形。 C熔融的玻璃中制成各种玻璃器皿； D树叶能飘浮在水面上。 8将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是：（C） A水的浮力； B水的表面张力； C水的浮力和表面张力的合力； D水的浮力和空气的浮力的合力。 9下列现象中，哪些现象是由于液体的表面张力而引起的？（BCD） A液体与固体、气体不同，它在不同容器内，尽管形状不同，但体积相同； B两滴水银相接触，立即会合并成一滴； C新的棉织品水洗后都要收缩； D小昆虫能在水面上自由走动。 10．设冰的比热为2×103J/(kg℃),水的比热为4×103J/(kg℃)，冰的熔化热迷4× 105J/kg，那么把30℃的水0.2kg和-20℃的冰0.2kg混合，则最终温度和混合物最后含冰多少应是下列答案的：A A． t=0，0.16kg； B。-20Lb>Lc D．La方案

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：将多余排放的二氧化碳气体通过管道送入地球区的深海底贮存起来．在将二氧化碳送入深海底的过程中，以下说法正确的是 (ABCD ) A．二氧化碳气体分子的平均动能会减小 B．二氧化碳气体分子的间距会减小 C．二氧化碳气体放出热量，内能减小 D．二氧化碳气体有可能会转化为固体二、计算题 21．在一密封的啤酒瓶中，下方为溶有CO2的啤酒，上方为纯CO2气体，在20℃时，溶解于啤酒中的CO2的质量为mA=1.050×10-3kg，上方气体状态CO2质量为mB=0.137×10-3kg，压强为p0=1atm，当温度升高到40℃时，啤酒中溶解的CO2的质量减少，变为，瓶中气体CO2的压强上升到pl，已知啤酒的体积不因溶人CO2而变化，且不考虑容器体积和啤酒体积随温度发生的变化，又知对同种气体，在体积不变的情况下p/T与m成正比，试计算P1等于多少标准大气压(结果保留两位有效数字) 21．p1=1.6标准大气压．在40℃时，溶入啤酒的CO2的质量为m’A = mA一△m 因质量守恒，气态C02的质量为 m’B = mB + △m 题设 mA’／mA = 0.06 × p1／p0 对同种气体体积不变时，p／T与m成正比，得P1／p0 = (mB’ × 313)／(mB×293) 由以上各式解得Pl = (1+mA／mB)／[0.6 (mA / mB) + 293／313]p0 解得：pl = 1.6标准大气压 22．1679年法国物理学家帕平发明了高压锅，现在高压锅在我国城乡被广泛使用，高压锅与普通铝锅不同，锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅体镶嵌旋紧，加上锅盖与锅体之间的橡皮制的密封圈，所以锅体与锅盖之间不会漏气，在锅盖中间有一个排气孔，上面再盖上类似砝码的限压阀，将排气孔堵住，当加热高压锅，锅内气体压强增大到一定程度时，气体就把限压阀顶起来，这时高压蒸汽就从排气孔向外排出，由于高压锅内压强大，温度高，食物易煮烂，若已知某高压锅的限压阀质量为0.05kg．排气孔直径为0.4 cm，则锅内气体的压强可达多少?设压强每增加3.6×l03Pa，水的沸点增加1℃，则锅内最高温度可达到多少?(P0=1.0×l05Pa) 22．高压锅内压强可达到，锅内水最高温度可达到热力学基础核心内容课标解读内能、功、热量 1 了解改变内能的两种方式 2 了解内能改变可以分别用功和热量来量度 3 理解热量的概念 4 了解做功和改变内能的等效性及本质区别热力学第一定律 5 理解热力学第一定律，并能进行简单计算 6 会用热力学定律分析、解释有关问题能量守恒定律 7 理解能量守恒定律及其意义 8 知道第一类永动机不可能成功的原因 9 会用能量转化和守恒的观点分析解决有关问题热力学第二定律 10 了解自然界中宏观过程的方向性 11 了解什么是第二类永动机，为什么制不成 12 了解热力学第二定律的微观实质 13 了解熵是反映系统无序程度的物理量能量与可持续发展 14 了解能源与人类生存和社会发展的关系 15 知道温室效尖的成因、危害和控制措施 16 知道酸雨的成因，危害和控制措施 17 知道什么是能量降退 ◎ 知识梳理 1．物体的内能物体内所有分子的动能与分子势能的总和为物体的内能（⒈）分子动能：分子动能是指大量分子无规则运动的动能，在研究热现象时，单个分子的功能没有意义，分子的平均动能是指所有分子动能的平均值，宏观物理量温度是分子平均动能的标志，分子运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它与分子热运动的平均动能和物体的分子数有关，从宏观角度去看是与温度和物体的摩尔数有关。（⒉）分子势能：分子热能是指由分子间相互作用和相对位置决定的能，分子势能从微观上看与分子间距离和分子排列情况有关，宏观上决定于物体的体积和物态，分子势能的变化与分子力做功情况有关，分子力做正功，分子势能减小；克服分子力做功，分子势能增加。当分子间距离r>10ro时，分子力为零，分子势能也一直减小，当r=ro时分子势能最小，且为负值，分子势能随分子间距离变为关系如图2所示。（⒊）决定内能的因素是：物质的量、温度、体积。（4）．改变内能的两种方式：做功和热传递，做功改变物体的内能时是内能和其它形式的能相互转化；热传递改变物体内能时，是内能在物体之间转移（或在物体的一端转移到另一端）（5）热量热量是热传递过程中内能变化的量度，因此说热量是一个过程量，不能说成物体含有多少热量。同理功也是一个过程量，不能数物体含有多少功。 2．热力学第一定律（1）内容：物体内能的增量等于外界对物体所做的功和物体吸收的热量的总和，表达式为E=W+Q，应用比式要注意式中各量符号，外界对物体做功，W取正值；物体对外做功，W取负值，物体吸收热量，Q取正值；物体放出热量，Q取负值，物体内能增加，E取正值；物体内能减小，E取负值。（2）能的转化和守恒定律：能量即不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其它的形式，或者从一个物体转移到别的物体，而能的总量保持不变。（3）第一类永动机是指不消耗能量，能够源源不断地对外做功，它不能实现，因为它违背了能的转化和守恒定律。注意：几个小问题一个物体的机械能为零，内能就为零吗？辨析：物体的内能不同于物体的机械能，机械能是物体整体做机械运动具有的动能和势能的总和，而内能是微观上说明构成物体的所有分子的动能和势能的总和．一个物体具有内能的同时也可以具有机械能．一个静止在零势面上的物体，其机械能为零，但其内部分子的无规运动并没有停止，即内能不为零．所以一个物体的机械能可以为零，但内能永远不能为零．压缩气体要用力,是因为气体分子间存在斥力的缘故吗？辨析：我们知道，固、液体分子间距为．若分子间总体作用力呈现斥力，需，而气体分子间距远大于，即使将气体压缩到一定程度，仍是时，分子间总体分子力仍呈现引力．压缩气体要用力，是因为气体分子撞击的结果，是气体存在压强，压强变大的表现，而不是存在斥力的缘故热量是从内能大的物体传向内能小的物体吗？辨析：发生热传递的条件是两个物体之间有温度差，并不是取决于物体内能的多少，传递的是热量并不是温度．例如从炼钢炉中拿出一个火红的小钢球放入一大缸冷水中，尽管小钢球的内能小于一大缸冷水的内能，但热量还是从温度较高的小钢球传向温度较低的水．物体吸收热量，物体的温度就一定升高吗？辨析：比如常见到的气体吸收热量，但如果对外做功，且吸收的热量等于对外做的功，由热力学第一定律可知，气体的内能不变，而气体（气体一般视为理想气体）的内能由温度决定，即温度不变．如果对外做的功多，气体的内能可能减少，温度反而有可能降低．所以物体吸收热量，物体的温度不一定升高，也有可能不变，也有可能降低．物体温度升高，物体一定吸收了热量吗？辨析：做功和热传递是改变物体内能的两个方式，它们对改变物体的内能是等效的．比如理想气体温度升高，内能增加了，但可能是外界对气体做功造成的，不一定吸热．所以物体温度升高，物体不一定吸收热量． 3．热力学第二定律不可能使热量由低温物体传向高温物体，而不引起其它变化，这是按照热传递的方向性来表达的。不可能从单一热吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化。热机是借助于机器把内能转化为机械能的机器，热机的效率不可能达到100% 第二类永动机是指热可以从低温热源自发的传到高温热源，因违背了热力学第二定律所以不可能制成。 ◎ 例题评析【例1】：两个分子甲和乙相距较远（此时分子力可以忽略），设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是（） A.分子力总对乙做正功，分子势能不断减小 B.乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大 C.乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后增小 D.先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大【分析与解答】：分子势能是由分子间相互作用力和分子间距决定的能量。本题所给出的甲、乙两分子相距较远时，分子力可忽略，此时分子力为零，分子势能也为零，甲固定不动，乙向甲靠近直到r=ro的过程中，由于r>ro，分子力合力为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且比零小，为负值。r=ro时分子势能最小，乙分子从r=ro到不能再靠近甲的过程中，由于r

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