《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（解析版）

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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＝(V为纯油酸体积，S为单分子油膜面积)。
(2)分子总数：N＝nNA＝·NA＝NA(注：对气体而言，N≠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＝πR3＝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。
1
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
2
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
C.已知水的摩尔质量和水分子的质量，可以计算出阿伏加德罗常数
D.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能都是随分子间距离的增大而增大
【解析】　水由液态变为气态，吸收热量，分子势能增加，选项 A正确；在晶体熔化
过程中，分子势能会发生改变，内能也会改变，选项 B错误；已知水的摩尔质量和水分子
的质量，可以计算出阿伏加德罗常数，选项 C正确；当分子力表现为引力时，分子势能都
是随分子间距离的增大而增大，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，选项 D错误。
【答案】　AC
2.下列说法正确的是(　　)
A.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C.气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D.气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变
【解析】　温度是分子平均动能的量度(标志)，A正确；内能是物体内所有分子的分
子动能和分子势能的总和，B错误；气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密
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