第1章 分子动理论与气体实验定律 本章复习提升（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

本章复习提升 易混易错练 易错点1　混淆气体分子直径与气体分子间距离的含义 1.绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气,其燃烧时只产生水,从源头上实现了二氧化碳零排放,是纯正的绿色新能源,在全球能源转型中扮演着重要角色。已知标准状况下,该气体的摩尔体积为22.4 L/mol,摩尔质量为2 g/mol,阿伏伽德罗常数为6.02×1023 mol-1,由以上数据不能估算出 (　　) A.每个气体分子的质量 B.每个气体分子的体积 C.每个气体分子占据的空间体积 D.气体分子之间的平均距离 易错点2　涉及热力学温度与摄氏温度的计算问题出错 2.一定质量的理想气体,在压强不变的情况下,温度由5 ℃升高到10 ℃,体积的增量为ΔV1;温度由283 K升高到288 K,体积的增量为ΔV2,则 (　　) A.ΔV1=ΔV2　　　　　　B.ΔV1>ΔV2 C.ΔV1<ΔV2　　　　　　D.无法确定 易错点3　解决变质量问题时不能精准选取研究对象 3.一同学制造了一个便携气压千斤顶,其结构如图所示,直立圆筒形气缸导热良好,长度为L0,活塞面积为S,活塞通过连杆与上方的顶托相连接,连杆长度大于L0,在气缸内距缸底处有固定限位装置A、B,以避免活塞运动到缸底。开始活塞位于气缸顶端,现将重为3p0S的物体放在顶托上,已知大气压强为p0,活塞、连杆及顶托重力忽略不计,求: (1)稳定后活塞下降的高度; (2)为使重物升高到原位置,需用气泵加入多大体积的压强为p0的气体。 易错点4　应用气体实验定律时气体状态变化分析不全面 4.如图所示,用绝热细管连接A、B两个绝热的气缸,细管中有一可以自由移动的绝热活塞M,细管容积不计。A、B中分别装有完全相同的理想气体,初态的体积均为V1=1.0×10-2 m3,压强均为p1=1.0×105 Pa,温度和环境温度相同且均为t1=27 ℃,A中导热活塞N的横截面积SA=500 cm2。现缓缓加热B中气体,保持A中气体的温度不变,同时给N施加水平向右的推力,使活塞M的位置始终保持不变。稳定时,推力F=×103 N,外界大气压p0=1.0×105 Pa,不计活塞与缸壁间的摩擦。求: (1)A中气体的压强(结果保留2位小数); (2)活塞N向右移动的距离; (3)B中气体的温度。 思想方法练 思想方法一　数形结合思想 方法概述 　　物理图像能够直观、形象、简洁、生动地展现两个物理量之间的关系,清楚地表达物理过程和物理规律。若巧妙运用图像法, 将烦琐问题化为简易模型,可快速解决实际问题。 1.如图,固定于水平地面上的气缸开口向右,活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,气缸中间位置有小挡板。开始时,外界大气压为p0,活塞紧压于小挡板右侧,不计小挡板与气缸间的摩擦。缓慢升高封闭气体的温度T,则封闭气体的压强p随T变化图像可能正确的是 (　　) A B C D 2.如图,一定质量的理想气体由状态a开始,经等压变化到状态b,再由等容变化到状态c,则下列说法正确的是 (　　) A.气体在a状态的分子平均动能大于b状态的分子平均动能 B.气体在a状态的分子平均动能小于c状态的分子平均动能 C.若气体由a状态沿直线变化至c状态,其过程为等温变化 D.若气体由a状态沿直线变化至c状态,温度先升高后降低 思想方法二　极限法 方法概述 　　极限法即将问题推到极端状态或在极限条件下分析问题的方法。利用极限法可将非理想物理模型转化成理想物理模型,从而避免了不必要的详尽的物理过程分析和烦琐的数学推导运算,使问题的隐含条件暴露,陌生模型变得熟悉,难以判断的结论变得一目了然。 3.如图所示,粗细均匀竖直放置的玻璃管中,P为一小活塞,有一段水银柱将封闭在玻璃管中的空气分成上、下两部分,活塞和水银柱都静止不动。现在用力向下压活塞,使得活塞缓慢向下移动一段距离L,同时水银柱将缓慢向下移动一段距离H,在此过程中温度不变,则有 (　　) A.L>H　　　　　　B.L<H C.L=H　　　　　　D.无法判断 答案与分层梯度式解析 本章复习提升 易混易错练 1.B　每个气体分子的质量等于摩尔质量与阿伏伽德罗常数之比,两个量都已知,故能求出每个气体分子的质量;由于气体分子间的距离较大,气体的体积远大于气体分子体积之和,故不能求出每个气体分子的体积;将气体分子占据的空间看成立方体,而且这些立方体一个挨着一个紧密排列,则每个气体分子占据的空间体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比,两个量都已知,故能求出每个气体分子占据的空间体积V;由d=即可求出气体分子之间的平均距离。符合题意的只有B。错解分析　不能理解气体的微观结构特点,弄不清气体分子的直径与气体分子之间距离的区别,导致解答本题出错。解题时要深刻理解气体、液体、固体分子微观结构的差异,知道气体分子之间的距离远大于气体本身直径这一特点。 2.A　由盖—吕萨克定律=C得ΔV=V,所以ΔV1=V1、ΔV2=V2,因为V1、V2分别是气体在5 ℃和283 K时的体积,由盖—吕萨克定律得=,联立可得ΔV1=ΔV2,故A正确。 错解分析　不用热力学温度表示初始温度,而将摄氏温度代入盖—吕萨克定律公式中导致计算出错。在应用盖—吕萨克定律公式=时,T是热力学温度,不是摄氏温度,而ΔT用热力学温度或摄氏温度都可以。 3.答案　(1)　(2)3L0S 解析　(1)取密封气体为研究对象,初状态压强为p0,体积为L0S,假设没有A、B限位装置,设末状态(稳定)时压强为p,气柱长度为L,则p=p0+=4p0 气体发生等温变化,由玻意耳定律有p0L0S=pLS 解得L= 因<,故活塞停在A、B限位装置处,活塞下降的高度为。 (2)以活塞回到初始位置时气缸内的气体为研究对象,气体发生等温变化,由玻意耳定律有4p0L0S=p0V 加入的压强为p0的气体体积为ΔV=V-L0S 解得ΔV=3L0S。 错解分析　对于有限位装置的气缸问题,要利用假设法,并对计算结果进行讨论;对充气的变质量问题,往往选取充气完毕后所有气体为研究对象求解较为方便。 4.答案　(1)1.33×105 Pa　(2)5 cm　(3)127 ℃ 解析　(1)A中气体的压强为 p2=p0+= Pa=1.33×105 Pa。 (2)对A中气体由玻意耳定律有p1V1=p2V2 解得V2== m3=7.5×10-3 m3 活塞N向右移动的距离为 ΔL== m=5 cm。 (3)B中气体的初态温度T1=273 K+t1=(273+27) K=300 K,末态温度T2=273 K+t2 由查理定律有= 解得T2=T1=×300 K=400 K 所以t2=T2-273 ℃=127 ℃。 错解分析　计算A中气体的压强时未考虑大气压强,没有考虑A中气体体积的变化量与活塞N移动距离关系都会导致计算出错。解题时,要仔细分析气体在不同状态下各个参量的值,再应用气体实验定律和理想气体状态方程求解。 思想方法练 1.B　当缓慢升高缸内气体温度时,气体先发生等容变化,根据查理定律知,缸内气体的压强p与热力学温度T成正比,图线是过原点的倾斜直线;当缸内气体的压强等于外界的大气压时,气体发生等压膨胀,图线是平行于T轴的直线。故选B。 方法点津　对活塞运动前后分别分析,抓住不变量,运用气体实验定律得到物理量间关系,运用图像体现变化特点。 2.D　气体从a状态到b状态压强不变,体积增大,由理想气体状态方程知温度升高,所以分子平均动能增大,即气体在a状态的分子平均动能小于b状态的分子平均动能,故A错误;气体在a状态和c状态的p、V乘积相等,则温度相等,即分子平均动能相等,故B错误;若气体由a状态沿直线变化至c状态,p、V乘积先增大后减小,则温度先升高后降低,故C错误,D正确。 3.A　题目没说压力多大,可以采用极限法分析,不妨设其为无穷大,这时空气柱的体积几乎被压缩为零。显然,活塞移动的距离要比水银柱移动的距离多出A部分空气柱的长度,即L比H大,故选项A正确。 方法点津　在单调函数的变化过程中,可以应用极限法定性分析物理量之间的变化关系。例如,本题中,压强与体积之间的变化关系是减函数,可以采用极限法分析当压强为无穷大时对应的体积情况;活塞移动距离与气体体积减小量之间的变化关系是增函数,可以采用极限法分析当体积为零时对应的活塞移动的距离。 7 学科网（北京）股份有限公司 $