专题11 分子动理论 气体及热和学定律-备战2021届高考物理二轮复习题型专练

专题11　分子动理论 气体及热和学定律 【要点提炼】 一、分子动理论及热力学定律 1.估算问题 (1)油膜法估算分子直径：d＝eq \f(V,S)(V为纯油酸体积，S为单分子油膜面积)。 (2)分子总数：N＝nNA＝eq \f(m,Mmol)·NA＝eq \f(V,Vmol)NA(注：对气体而言，N≠eq \f(V,V分子)NA)。 2.反映分子热运动规律的两个实例 (1)布朗运动：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒做无规则、永不停息的运动，与颗粒大小、温度有关。 (2)扩散现象：产生原因是分子永不停息地做无规则运动，与温度有关。 3.对热力学定律的理解 (1)热力学第一定律ΔU＝Q＋W，其中W和Q的符号可以这样确定：只要对内能增加有正贡献的就为正值。 (2)对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但这些过程不可能自发进行而不产生其他影响。 二、气体实验定律和理想气体状态方程 【方法指导】 一、两种模型 1.球体模型：一个分子体积V＝eq \f(4,3)πR3＝eq \f(1,6)πd3，d为分子的直径，适于估算液体、固体分子直径。 2.立方体模型：一个分子占据的平均空间V＝d3，d为分子的间距，适于估算气体分子间距。 二、宏观量与微观量的转换桥梁 三、应用热力学第一定律的看到与想到 1.看到“绝热过程”，想到Q＝0，则W＝ΔU。 2.看到“等容过程”，想到W＝0，则Q＝ΔU。 3.看到“等温过程”，想到ΔU＝0，则W＋Q＝0。 命题点一：热学基础知识 考向一　分子动理论 【典例1】 关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A.气体扩散的快慢与温度无关 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.分子间同时存在着引力和斥力 D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大 【解析】　在其他条件不变的情况下，温度越高，气体扩散得越快，故A错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故B错误；分子间同时存在着引力和斥力，故C正确；分子间的引力总是随着分子间距增大而减小，故D错误。 【答案】　C 考向二　固体和液体 【典例2】 (多选)下列说法正确的是(　　) A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 【解析】　晶体敲碎为小颗粒，仍是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上光学性质不同，表现为晶体具有各向异性，选项B正确；同种元素可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；晶体的分子排列结构如果遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确。 【答案】　BCD 考向三　气体分子的速率分布 【典例3】 (多选)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1中两条曲线所示。下列说法正确的是(　　) 图1 A.图中两条曲线下面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 【解析】　根据图线的物理意义可知，曲线下的面积表示总分子数，所以图中两条曲线下面积相等，选项A正确；温度是分子平均动能的标志，且温度越高，速率大的分子比例较大，所以图中实线对应于氧气分子平均动能较大的情形，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项B、C正确；根据曲线不能求出任意区间的氧气分子数目，选项D错误。 【答案】　ABC 考向四　热力学第二定律 【典例4】 (多选)下列说法中正确的是(　　) A.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等 B.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入火罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。其原因是火罐内的气体体积不变时，温度降低，压强减小 C.空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热传递可以逆向 D.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大方向进行的 【解析】　达到热平衡的两个物体的温度相同，即两物体的分子平均动能相同，但两物体的物质的量不一定相同，则内能不一定相等，故A错误；气体等容变化时，温度降低，压强减小，故B正确；空调制冷就是在强制措施下热量由低温物体向高温物体传递，故C正确；热传递的方向性是熵增加的过程，故D正确。 【答案】　BCD 【拓展练习】 1.(多选)下列说法正确的是(　　) A.水由液态变为气态，分子势能增加 B.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变