【物理】2018届二轮复习分子动理论理想气体状态方程学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习分子动理论理想气体状态方程学案（全国通用）

‎【命题意图】‎ 以图象的形式呈现气体参量的变化，考查气体实验定律和理想气体状态方程，意在考查考生的理解能力。‎ ‎【专题定位】‎ ‎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.‎ ‎【考试方向】‎ 选修3—3模块包含的考点较为固定，命题重点主要集中在分子动理论、热力学定律和气体实验定律的理解和应用等方面。对气体状态变化的考查一般涉及气体多个变化过程，每一过程只发生一种变化，如先发生等压变化，再发生等容变化。‎ ‎【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.‎ ‎【得分要点】‎ 理解气体实验定律和理想气体状态方程：‎ 玻意耳定律：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，p1V1=p2V2。‎ 查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，。‎ 盖·吕萨克定律：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，。‎ 理想气体状态方程：对于一定质量的理想气体，。‎ 应用气体状态方程解题的一般步骤：①明确研究对象，即某一定质量的理想气体；②确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；③由状态方程列式求解；④讨论结果的合理性。‎ ‎【2016年高考选题】‎ ‎【2016·上海卷】（8分）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动，管长0.5‎ ‎ m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270 K时，用一段水银将长度为0.3 m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图（b）所示（实验中大气压强不变）。‎ ‎（1）管内水银柱长度为 m，为保证水银不溢出，该温度计能测得的最高温度为 K。‎ ‎（2）若气柱初始长度大于0.3 m，该温度计能测量的最高温度将 （选填：“增大”，“不变”或“减小”）。‎ ‎（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将 （选填：“偏高”，“不变”或“偏低”）。‎ ‎【答案】（1）0.1；360 （2）减小（3）偏低 ‎（2）根据上题结论，从公式可以看出，后来温度与原来的气体长度有反比关系，所以该温度计能够测量的最大温度将会减小。‎ ‎（3）实验过程中大气压强增加，公式， 得到，温度会增加，但如果仍然用计算的话，会出现测量值偏低。‎ ‎【考点定位】力矩、气体状态方程 ‎【方法技巧】根据力矩的平衡计算水银长度，根据公式计算气体温度，根据公式判断测量值温度的变化。‎ ‎【高频考点】‎ 高频考点一：分子动理论 固体和液体的性质 ‎【解题方略】‎ ‎1．高考考查特点 ‎(1)本部分知识点多，考查点也多，高考常以多选题的形式考查．‎ ‎(2)考查点主要集中于分子动理论、分子力和物体的内能．‎ ‎2.分子动理论 ‎(1)分子大小 ‎①阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1.‎ ‎②分子体积：V0＝(占有空间的体积).‎ ‎③分子质量：m0＝.‎ ‎④油膜法估测分子的直径：d＝.‎ ‎(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.‎ ‎3.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.‎ ‎★必须掌握的三个要点 ‎1．估算问题 ‎(1)油膜法估算分子直径：d＝ V为纯油体积，S为单分子油膜面积 ‎(2)分子总数：N＝nNA＝·NA＝NA 注意：对气体而言，N≠。‎ ‎(3)两种模型：‎ 球模型：V＝πR3(适用于估算液体、固体分子直径)‎ 立方体模型：V＝a3(适用于估算气体分子间距)‎ ‎2．反映分子运动规律的两个实例 ‎(1)布朗运动：‎ ‎①研究对象：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。‎ ‎②运动特点：无规则、永不停息。‎ ‎③相关因素：颗粒大小、温度。‎ ‎(2)扩散现象 ‎①产生原因：分子永不停息的无规则运动。‎ ‎②相关因素：温度。‎ ‎3.对晶体、非晶体特性的理解 ‎(1)只有单晶体，才可能具有各向异性。‎ ‎(2)各种晶体都具有固定熔点，晶体熔化时，温度不变，吸收的热量全部用于分子势能增加。‎ ‎(3)晶体与非晶体可以相互转化。‎ ‎(4)有些晶体属于同素异构体，如金刚石和石墨。‎ ‎【例题1】‎ 高频考点二：热力学定律 ‎【解题方略】‎ ‎1.物体内能变化的判定：温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化.‎ ‎2.热力学第一定律 ‎(1)公式：ΔU＝W＋Q；‎ ‎(2)符号规定：外界对系统做功，W>0；系统对外界做功，W<0.系统从外界吸收热量，Q>0；系统向外界放出热量，Q<0.系统内能增加，ΔU>0；系统内能减少，ΔU<0.‎ ‎3.热力学第二定律的表述：(1)热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述).(2)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(按机械能和内能转化的方向性表述).(3)第二类永动机是不可能制成的.‎ ‎【例题2】‎ 高频考点三：理想气体状态方程 ‎【解题方略】‎ ‎1.气体实验定律 ‎(1)等温变化：pV＝C或p1V1＝p2V2；‎ ‎(2)等容变化：＝C或＝；‎ ‎(3)等压变化：＝C或＝；‎ ‎(4)理想气体状态方程：＝C或＝.‎ ‎2.应用气体实验定律的三个重点环节 ‎(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.‎ ‎(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.‎ ‎(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.‎ ‎【例题3】‎ ‎【近三年高考题精选】‎ ‎1．【2016·全国 课标Ⅰ卷】（5分）关于热力学定律，下列说法正确的是________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ 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 ‎【答案】BDE ‎【考点定位】热力学定律、理想气体的性质 ‎【名师点睛】本题主要考查了热力学定律、理想气体的性质。此题考查了热学中的部分知识点，都比较简单，但是很容易出错，解题时要记住热力学第一定律E=W+Q、热力学第二定律有关结论以及气体的状态变化方程等重要的知识点。‎ ‎2．【2016·上海卷】（10分）如图，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内气体分隔为上下两部分A和B，上下两部分气体初始温度相等，且体积VA＞VB。‎ ‎（1）若A、B两部分气体同时升高相同的温度，水银柱将如何移动？‎ 某同学解答如下：‎ 设两部分气体压强不变，由，…，，…，所以水银柱将向下移动。‎ 上述解答是否正确？若正确，请写出完整的解答；若不正确，请说明理由并给出正确的解答。‎ ‎（2）在上下两部分气体升高相同温度的过程中，水银柱位置发生变化，最后稳定在 的平衡位置，A、B两部分气体始末状态压强的变化量分别为ΔpA和ΔpB，分析并比较二者的大小关系。 ‎ ‎【答案】（1）不正确 水银柱向上移动 （2）‎ 因为，pA

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