高考物理复习第十二章选修模块总结提升

选修3－3模块总结提升01/312/311.进行微观量估算时，要把握以下几个关键点：(1)借助正确模型．(2)NA是联络宏观和微观桥梁．(3)ρ是联络质量和体积纽带．(4)N＝nNA是估算或计算根本．分子微观量估算3/312.阿伏加德罗常数是联络微观物理量与宏观物理量桥梁，所以包括分子动理论中相关分子大小计算时，常惯用到阿伏加德罗常数及其相关公式，高考也常在这个问题上设置题目，所以有必要把阿伏加德罗常数相关公式归纳一下．以下各式中：m：物质质量；M：摩尔质量；m0：分子质量；V：物质体积；Vmol：摩尔体积；V0分子体积或气体分子所占据平均空间；NA：阿伏加德罗常数；n：物质量；N：分子总个数；ρ：物质密度；d：分子直径或气体分子之间平均距离．4/315/31典题演示1在标准情况下，有体积为V水和体积为V可认为是理想气体水蒸气，已知水密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水摩尔质量为MA，在标准情况下水蒸气摩尔体积为VA，求：(1)它们中各有多少水分子．(2)它们中相邻两个水分子之间平均距离．6/317/318/31变式训练1空调在制冷过程中，室内空气中水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水体积V＝1.0×103cm3.已知水密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子总数N.【答案】3×1025个(2)一个水分子直径d.【答案】4×10－10m9/3110/311.封闭气体压强(1)液体封闭气体压强确实定．平衡法：选与气体接触液柱为研究对象进行受力分析，利用它受力平衡，求出气体压强．取等压面法：依据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强．液体内部深度为h处总压强为p＝p0＋ρgh.气体压强计算11/31(2)固体(活塞或汽缸)封闭气体压强确实定．因为该固体必定受到被封闭气体压力，所以可经过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其它各力关系．2.气体压强与大气压强(1)气体压强与大气压强不一样，大气压强由重力而产生，随高度增大而减小，气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生，大小不随高度而改变．(2)求解液体内部深度为h处总压强时，不要忘记液面上方气体压强．(3)封闭气体对器壁压强处处相等．12/31典题演示2(·新课标Ⅱ卷)如图，一粗细均匀U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧高h＝3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧高度差为h1＝10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0＝75.0cmHg.13/31(1)求放出部分水银后A侧空气柱长度．【答案】12.0cm(2)今后再向B侧注入水银，使A、B两侧水银到达同一高度，求注入水银在管内长度．【答案】13.2cm14/31【解析】(1)以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l＝10.0cm时压强为p；当两侧水银面高度差为h1＝10.0cm时，空气柱长度为l1，压强为p1，由玻意耳定律得pl＝p1l1，由力学平衡条件得p＝p0＋h.打开开关K放出水银过程中，B侧水银面处压强一直为p0，而A侧水银面处压强随空气柱长度增加逐步减小，B、A两侧水银面高度差也随之减小，直至B侧水银低于A侧水银面h1为止，由力学平衡有p1＝p0－h1，并代入数据得l1＝12.0cm15/31(2)当A、B两侧水银面到达同一高度时，设A侧空气柱长度为l2，压强为p2.由玻意耳定律得pl＝p2l2，由力学平衡条件可知p2＝p0，代入数据得l2＝10.4cm，设注入水银柱在管内长度Δh1，依题意得Δh＝2(l1＋l2)＋h1＝13.2cm.16/31变式训练2如图所表示为均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管截面积为S，内装有密度为ρ液体．右管内有一质量为m活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g.现使左右两管温度同时迟缓升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动．求：17/31(1)右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体压强p1.(2)温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升．(3)温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为L.18/3119/3120/31气体等温改变、等容改变和等压改变规律，不但能够用数学表示式表示，也能够用图象表示．气体图象分pV、pT和VT图象三种．不论哪一个图象，图象上一“点”都表示气体一个状态，一段线段都代表气体一个改变过程．做题时要了解图象物理意义，看清楚横坐标和纵坐标分别表示什么含义；看图象上特殊点和走势，即坐标轴上截距和曲线怎样改变；看图象中其它含义，如斜率表示含义、横纵坐标联络等．气体状态改变图象问题21/31典题演示3(·江苏卷)如图所表示，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就是著名“卡诺循环”．22/31(1)该循环过程中，以下说法中正确是()A.A→B过程中，外界对气体做功B.B→C过程中，气体分子平均动能增大C.C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁分子数增多D.D→A过程中，气体分子速率分布曲线不发生改变(2)该循环过程中，内能减小过程是________(填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若气体在A→B过程中吸收63kJ热量，在C→D过程中放出38kJ热量，则气体完成一次循环对外做功为____kJ.CB→C2523/3124/31【解析】(1)A→B过程为等温过程，内能不变，体积增大，气体对外界做功，A错误．B→C为绝热过程，没有与外界热交换，体积增大，气体对外界做功，内能减小，所以B→C过程中，气体分子平均动能减小，B错误．C→D为等温过程，体积减小，压强增大，单位时间内碰撞单位面积器壁分子数增多，C正确．D→A为绝热过程，体积减小，外界对气体做功，气体温度升高，所以D→A过程中，气体分子速率分布曲线向速度大方向移动，发生改变，D错误．25/3126/31变式训练3一定质量理想气体从状态A改变到状态B，再改变到状态C，其状态改变过程pV图象如图所表示．已知该气体在状态A时温度为27℃，求：(1)该气体在状态B时温度．【答案】－173℃(2)该气体从状态A到状态C过程中与外界交换热量．【答案】200J27/3128/31变式训练4一定质量理想气体经历如图A→B→C→D→A所表示循环过程，该过程每个状态视为平衡态．已知状态A温度为27℃.(1)求状态B温度TB.【答案】400K(2)一次循环过程气体与外界热交换Q为多少？是吸热还是放热？【答案】25J吸热29/3130/31(2)