选修3-3核心考点讲解

2017-12-13 09:36上海虞利刚
教学考试(高考物理) 2017年6期
关键词:理想气体势能考点

上海 虞利刚

(作者单位:上海市七宝中学)

追踪命题轨迹,探寻复习策略。

选修3-3核心考点讲解

在新课标考纲中,选修3-3部分共有15个考点,其中气体实验定律为Ⅱ要求,其余皆为Ⅰ要求,命题难度中等,从2017年的高考得分情况看,选修3-3情况较好,终于与选修3-4基本持平,这主要是广大师生的努力和科学备考所致,所以在2018年的复习中,我们还应该保持原有的经验更加科学规范,提高复习效率。为此,本文就核心考点一一梳理,希望对大家有所帮助。

核心考点一、对分子动理论的理解

【例1】(2017·湖南常德市高三模拟考试)下列说法正确的是

( )

A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动

B.液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离

C.扩散现象可以在液体、气体中进行,不能在固体中发生

D.随着分子间距增大,分子间引力和斥力均减小,分子势能不一定减小

E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多

【答案】BDE

【要点突破】关于分子动理论有以下两个难点。

(1)微观量的估算。

(2)与分子动理论有关的图象问题。

分子力分子势能统计规律ab线→引力,cd线→斥力,e点表示平衡位置c处为平衡位置(合力为0),c左方分子合力表现为斥力,c右方分子合力表现为引力P处为平衡位置对应势能最小,相当于左图中的c点,分子势能最小。偏离之分子势能增大大量气体分子的速率呈“中间多,两头少”的规律,温度升高时,平均速率会增大。但不是每个分子的动能都增大。图中两条曲线下面积相等

核心考点二、固体、液体

【例2】(2017·河北唐山统考)下列关于物态或物态变化中的现象,表述正确的是

( )

A.晶体在熔化过程中,温度保持不变,不需继续加热

B.非晶体与晶体的区别之一是非晶体都没有固定的熔点

C.不浸润液体在毛细管内下降,主要是附着层内部分子稀疏使液面凸起,凸起部分重力使液面下降

D.温度不变时,饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大

E.若干湿泡处于饱和汽压下,干湿泡湿度计上两支温度计的读数一定相同

【解析】晶体熔化时需要继续加热,A项错误;非晶体都没有固定的熔点,B项正确;不浸润液体在毛细管内下降是附着层分子的作用,C项正确;温度不变时饱和汽压与饱和汽体积无关,D项错误;饱和汽压下,干湿泡湿度计上两只温度计读数相同,E项正确。

【答案】BCE

【要点突破】(1)晶体与非晶体的比较

项目单晶体多晶体非晶体外形有天然规则的几何外形没有规则的几何外形没有规则的几何外形物理性质各向异性各向同性各向同性熔点有一定的熔点没有一定的熔点典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜等玻璃、蜂蜡、松香等

晶体与非晶体不仅涉及概念的比较,还有熔化图象,在图象中最大的区分点依然是熔点。

(2)表面张力的方向总是沿液面分布的,液体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间相互作用表现为引力,液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。表面张力方面与液面相切。

(3)液晶具有液体的流动性;具有晶体的光学各向异性;在某个方向上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。

核心考点三、物体的内能

【例3】在一个标准大气压下,1 g水在沸腾时吸收了2 260 J 的热量后变成同温度的水蒸气,对外做了170 J的功。已知阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1,水的摩尔质量M=18 g/mol。下列说法正确的是

( )

A.分子间的平均距离增大

B.水分子的热运动变得更剧烈了

C.水分子总势能的变化量为2 090 J

D.在整个过程中能量是不守恒的

E.1 g水所含的分子数约为3.3×1022个

【答案】ACE

【要点突破】(1)温度是物体分子平均动能大小的标志,对个别分子来说温度是没有意义的。

(2)分子的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关。分子动能由温度决定,分子势能与体积有关。

(3)理解内能时要注意两点。第一是任何物体都有内能,要注意内能与机械能的区别,第二是体积增大分子势能不一定增大。

核心考点四、热力学定律

【例4】(2016·全国卷Ⅰ)关于热力学定律,下列说法正确的是

( )

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

【要点突破】(1)热力学第一定律表达式为ΔU=W+Q,使用时注意符号法则(简记为:外界对系统取正,系统对外取负)。对理想气体,ΔU仅由温度决定,W仅由体积决定。绝热情况下,Q=0;等容变化中,W=0;初末状态不变,ΔU=0。

(2)在热力学第二定律的表述中,“自发地”“不产生其他影响”的涵义。

①“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助。

②“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。

(3)热力学第三定律:绝对零度只能接近不能到达。

(4)能源危机是指能量使用的品质降低而不是总能量减小等等。

核心考点五、理想气体状态变化中的图象问题

【例5】(2017·湖北部分重点高中联考)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其V-T图象如图1所示,pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列判断正确的是

( )

图1

A.过程ab中气体一定吸热

B.pc=pbgt;pa

C.过程bc中分子势能不断增大

D.过程bc中每一个分子的速率都减小

E.过程ca中气体吸收的热量等于对外做的功

【解析】由a到b,气体做等容变化,温度升高,内能增大,根据ΔU=Q+W,故气体一定吸热,A项正确;由a到b为等容变化,温度升高,压强变大,故pbgt;pa,由b到c是等压变化,故pc=pb,B项正确;理想气体没有分子势能,C项错误;由b到c,温度降低,分子的平均动能降低,平均速率减小,但不是每一个分子的速率都减小,D项错误;由c到a,气体发生等温膨胀,内能不变,气体对外做功,吸收热量,根据ΔU=Q+W,气体吸收的热量等于对外做的功,E项正确。

【答案】ABE

【要点突破】处理气体状态变化的图象问题时应用技巧:

(1)求解气体状态变化的图象问题,应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态量;图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。看此过程属于等温、等容还是等压变化,就用相应规律求解。

(2)在V-T图象(或p-T图象)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。

核心考点六、气体实验定律及其应用

图2

解得:T=281.25 K。

【答案】281.25 K

(2)解决理想气体的状态变化时按照步骤能最大限度地减少出错。

(3)决定压强大小的因素:从宏观来看,一定质量的气体其压强与气体的体积和温度有关;从微观角度说,决定气体压强大小的因素是分子的密集程度及气体分子的平均动能。

(作者单位:上海市七宝中学)

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