《预测一本通》2012年高考物理 高频考点讲解总结 选考题1 新人教版

选考题
典例1 （上海市徐汇区2012届高三第一学期期末考试）分子甲和乙相距较远（此时它们的分子力近似为零），如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近。在整个过程中（ ）
A.先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功
B.先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功
C.两分子间的斥力不断减小
D.两分子间的引力不断减小
解析：乙逐渐向甲靠近到达平衡位置的过程中，分子力表现为引力，分子力对乙做正功，然后越过平衡位置后，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功，即乙克服分子力做功，选项A错误，B正确；分子间距逐渐减小时，两分子间的引力和斥力均逐渐增大，但是斥力变化得快，选项CD错误。本题答案为B。
点评：本题主要考查考生对分子间的相互作用力的理解能力，需要考生知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子力指的是它们的合力，在某些情况下分子力表现为引力（r＞r0），在某些情况下分子力表现为斥力（r＜r0）；引力和斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但斥力变化得更快。
典例2 （云南省部分名校2012届高三上学期期末统考）以下说法正确的是（ ）
A．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小
B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径
D．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
解析：当两个分子间的距离r=r0（平衡位置）时，分子力为0，分子势能最小，选项A正确；布朗运动是悬浮在液体中的花粉小颗粒的无规则运动，它是液体分子不停地撞击花粉小颗粒造成的，反映了液体内部分子运动的无规则性，而不是花粉小颗粒内部分子的无规则运动，选项B错误；计算油酸分子直径的公式中的V指的应该是一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积，所以选项C错误；气体的压强不仅与气体的温度有关，还和气体的体积有关，选项D错误。本题答案为A。
点评：本题四个选项所考查内容都是高考命题的热点和重点，需要考生特别注意。
备考必知：（1）分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子力指的是它们的合力，在某些情况下分子力表现为引力（r＞r0），在某些情况下分子力表现为斥力（r＜r0）。
（2）引力和斥力都随分子间距的增大而减小，随分子间距的减小而增大，但斥力变化得更快。
（3）在平衡位置处即r=r0时，分子力为零，分子势能最小；分子间距r＞r0时，分子力表现为引力，随着间距增大，分子力做负功，分子势能增大（分子动能减小）；分子间距r＜r0时，分子力表现为斥力，随着间距减小，分子力做负功，分子势能增大（分子动能减小）。
产生原因：气体对器壁的压强即气体压强是大量气体分子不断地碰撞器壁产生的（产生原因）；
压强大小：气体的压强等于（或就是）大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力（或者器壁单位面积上的压力），或者说成是大量气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积上的总冲量。
（9）大气压强与气体压强不同，大气压强（即大气压）是由于气体自身重力产生的。
预测题1 （云南省部分名校2012届高三联考理综卷）如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0表示斥力，F<0表示引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A.乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D.乙分子由a到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
C．气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少
D．在相同时间内，气体分子对活塞的冲量不变
2.C 解析：虽然A为真空，但气体膨胀时会推动活塞使其向右加速运动而获得动能，即气体对外做了功，所以选项A错误；由于气体膨胀，压强减小，活塞受到的推力减小，所以加速度减小，选项B错误；缸内理想气体对外做功，内能减小，温度降低，而体积增大，压强减小，气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少，在相同时间内，气体分子对活塞的冲量也减小，选项C正确，D错误。本题答案为C。
预测题3 （四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题）下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．气体体积增大时，其内能一定减少
C．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内的分子数和温度有关
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间斥力大于引力的缘故
高频考点30 热力学定律
典例1 （广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）下列关于热学的知识叙述正确的是（ ）
A．分子间的作用力表现为引力时，若分子间的距离增大，则分子力减小，分子势能增大
B．对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占百分比是确定的
C．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
D．气体的状态变化时，若温度升高，则每个气体分子的平均动能增加
解析：当分子力表现为引力时，随着分子间距增大，分子力先增大后减小，但分子力始终做负功，分子动能减小，分子势能增大，选项A错误；根据气体分子的速率和统计规律可知，选项B正确；热力学第二定律揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性，或者说自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，能量耗散和热传递都具有方向性，如机械能可以完全转化为内能，内能却不能全部转化为机械能而不引起其他变化，选项C错误；气体的温度升高，表示气体的平均分子动能增大，而不是每个气体分子的平均动能增加，选项D错误。本题答案为B。
点评：本题考查热学基础知识，重在考查考生的理解能量。需要特别的是选项B涉及到了气体分子的速率和统计规律，虽然该考点不是热点，但也在命题范围内，对应该考点，考生需要知道：大量气体分子的热运动中，分子速率按照一定规律分布，呈现“中间多，两头少”，当温度升高时，速率小的分子数减小，速率大的分子数最多，仍然呈现“中间多，两头少”，只是分子的平均速率增加了；对于一定种类的大量气体分子，在一定温度时，处于一定速率范围内的分子数所占百分比是确定的。
典例2 （广西区南宁市2012届高三上学期期末测试理综卷）下列说法中正确的是（ ）
A．在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低
B．从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到-274℃
C．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律
D．机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化
点评：热力学第二定律也算是新增内容，考纲要求是Ⅰ级（重在理解），要求考生熟记两种表述，理解其等效性，抓住热力学第二定律的实质，即自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
备考必知：（1）热力学第一定律ΔE=W+Q能的转化与守恒定律第一类永动机不可能制成。
（2）热力学第二定律的两种表述：
热传递方向表述 不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（热传导具有方向性）
机械能与内能转化表述 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其它变化（机械能与内能转化具有方向性）
（3）热力学第二定律的实质：自然界中涉及热现象的宏观过程都具方向性，是不可逆的。
热学第二定律第二类永动机不能制成
（4）热量只能自发地从高温物体传到低温物体，低到高也可以，但要引起其它变化（热力学第二定律）
（5）热力学第三定律：热力学零度不可达到
预测题1 （重庆市西南大学附属中学2012届高三第五次月考试题）如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体（分子与分子之间存在着微弱的引力），Q为真空。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则（ ）
A．气体温度降低，内能减少
B．气体分子势能减少，内能不变
C．气体分子势能增加，压强可能不变
D．Q中气体不可能全部自发地退回到P中
1.D 解析：气体自由膨胀，对外不做功，整个系统与外界又没有热交换，所以气体内预测题2 （四川省成都市新都一中2012届高三下学期2月份月考理综试题）下列说法中正确的是(　　)
A. 布朗运动是液体分子的运动，故分子永不停息地做无规则运动
B. 热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的一切宏观过程都具有方向性，是不可逆的
C. 用油膜法测出油分子的直径后，只要再知道油滴的摩尔质量，就能计算出阿伏加德罗常数
D. 满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行
预测题3 （河北省唐山一中等五校2012届高三下学期2月联考理综卷）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动
B．热量可以从低温物体传递到高温物体
C．一定质量的理想气体体积减小温度不变时，气体内能一定增大
D．摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K
3.BD 解析：布朗运动是悬浮固体小微粒的无规则运动，它是液体分子碰撞微粒造成的，证明的是液体内部分子运动的无规则性，而不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动，所以选项A错误；在外界的影响下，热量可以从低温物体传递到高温物体，选项B正确；一定质量的理想气体的内能只与其温度有关，气体体积减小而温度不变时，内能也不变，选项C错误；热力学温度与摄氏温度之间的关系是T=273+t，可见，摄氏温度变化1℃，热力学温度变化1K，选项D正确。本题答案为BD。
高频考点3 选修3-3计算题
典例1 （河北省唐山市2012届高三上学期期末统一考试试题）如图所示，由两段粗细不同的圆筒组成的容器竖直固定，粗圆筒横截面积是细圆筒的4倍，粗圆筒中有A、B两活塞，其间封闭一定质量的理想气体，被封气柱长L=20cm。活塞A上方储有水银，水银柱高H=10cm，且上端恰好与两圆筒结合处相平。现缓慢向上推动活塞B，使活塞A向上移动5cm后保持静止，不计活塞与筒壁之间的摩擦。（设在整个过程中气体的温度不变，大气压强p0=75cmHg）求：
（1）再次静止后，被封气体的压强； （2）活塞B向上移动的距离。
解析：（1）根据两圆筒的截面积之比，可判断出进入细圆筒中水银柱高应为h=20cm，所以，被封气体的压强为：=100cmHg。
（2）设再次静止时气柱长为L2，根据玻意耳定律，得：，利用几何关系可得活塞B移动的距离为：，代入数值后可得：cm。
点评：本题考查气体状态变化规律中的玻意耳定律。
典例2 （山东省潍坊市2012届高三上学期期末考试理综卷）如图所示，气缸A与导热气缸B均固定在地面上，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦，开始时两形状相同的长方体气缸内装有理想气体，压强均为p0、体积均为V0。缓慢加热A中气体，使A中气体体积变为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变。
（1）求此时气缸A中气体的压强pA。
（2）此过程B中气体吸热还是放热？试分析说明。
解析：（1）因为此时活塞处于平衡状态，根据平衡条件可知，pA=pB，选取气缸B中气体为研究对象，初始状态压强为p0，B中气体等温变化，变化后B中气体体积VB=0.8V0，根据根据玻意耳定律有p0V0=pB0.8V0，可得，pB=1.25p0，所以pA=1.25p0。
（2）放热；B中气体温度不变，所以内能不变，活塞对B中气体做正功，由热力学第一定律可知，气体肯定放热。
点评：本题综合考查气体变化规律和热力学第一定律等知识点。气体变化规律和热力学第一定律是分析气体的两大规律体系，在新课标高考模式题量减少的形势下，两大规律相结合命题是一种趋势，它们的结合点是温度和体积。
备考必知：（1）气体的研究对象：气体的研究对象一般为“一定质量”的“理想气体”，理想气体具备以下特点：气体分子可以认为是质点；气体分子间没有作用力；没有分子势能，只有分子动能，气体的热力学能是分子动能；满足三个实验定律和理想气体状态方程。
盖·吕萨克定律：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，。
理想气体状态方程：对于一定质量的理想气体，。
热力学第一定律：它表示了功、热量跟内能改变之间的定量关系：ΔU=W+Q。
（4）常用解题思路：应用气体状态方程解题的一般步骤：①明确研究对象，即某一定质量的理想气体；②确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；③由状态方程列式求解；④讨论结果的合理性。
预测题1 （江苏省淮安市2012届高三第一次调研测试）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水管排走，空气中水份越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V=1.0×103 cm3。已知水的密度=1.0×103 kg/m3、摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1。试求：（结果均保留一位有效数字）
（1）该液化水中含有水分子的总数N；
（2）一个水分子的直径d。
（2）由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由．
2.解析：（1）由理想气体的状态方程：，代入数据，可得，气体在状态B的温度。
（2）由状态B到状态C，气体做等容变化，由查理定律得：，则，故气体由状态B到状态C为等容变化，不做功，但温度降低，内能减小。根据热力学第一定律ΔU=W+Q，ΔU＜0，W=0，故Q＜0，可知气体要放热。
预测题3 （上海市嘉定区2012届高三上学期第一次质量调研物理试题）如图所示，大气压强为p0，气缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动。初始时气缸内被封闭气体温度T，A、B两部分容积相同。加热气体，使A、B两部分体积之比为1∶2。
（1）气体应加热到多少温度？
（2）将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强。
高频考点4 用油膜法估测分子的大小
典例1 （广西宾阳中学2012届高三下学期2月月考理综试题）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，
（1）某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误：
。
（2）若油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为4.8×10-3ml，其形成的油膜面积为40cm2，则估测出油酸分子的直径为 m。
解析：（1）步骤②应改为：在量筒中滴入N滴该溶液，测出它的体积；步骤③应改为：在蒸发皿内盛一定量的水，先在水面上撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定。
（2）1滴该溶液含有纯油酸的体积为，已知油膜的面积是S=40cm2=0.004 m2，所以=1.2×10-9m。
答案：（1）②在量筒中滴入N滴该溶液；③在水面上先撒上痱子粉 （2）1.2×10-9
点评：本题考查实验步骤和实验数据的处理方法。
典例2 （上海市吴淞中学2012届高三第一学期期中考试）某同学在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，计算出的分子直径结果明显偏大，可能是由于（ ）
A．油酸未完全散开 B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多计了10滴
备考必知：（1）大致操作步骤：先按照比例配制溶液→利用量筒测量1滴溶液的体积→往浅盘中加水，并在水面撒上痱子粉→再往水面滴一滴溶液→将玻璃板放在浅盘上，并绘出油膜的形状→将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，利用数格子法计算出油膜的面积S→根据溶液的配制比例计算出1滴溶液中含有的纯油酸的体积V，并代入公式算出油酸分子直径的大小d。
（2）注意事项：从盘的中央撒痱子粉，使粉自动扩散至均匀；计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个。
（3）估算分子直径的大小：先根据实验数据计算出1滴溶液的体积V溶液，再计算出1滴溶液中含有的纯油酸的体积V油酸，找出或估算出1滴溶液形成的油膜面积S，最后代入公式算出油酸分子直径的大小d。
预测题1 （河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题、河南许昌市2012届高三上学期四校联考理综卷）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL溶液含250滴，那么一滴溶液中纯油酸体积为V油酸=_____cm3；该实验中油膜厚度d与油酸分子直径D的关系是 。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前面的数字）
（2）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。（结果保留l位有效数字）
2．（1）④①②⑤③ （2）5×10-10
解析：（1）操作步骤：先配制溶液→利用量筒测量1滴溶液的体积（步骤④）→往浅盘中加水，并在水面撒上痱子粉（步骤①）→再往水面滴一滴溶液（步骤②）→将玻璃板放在浅盘上，并绘出油膜的形状（步骤⑤）→计算出油膜的面积和油酸分子直径的大小（步骤③）。
（2）1滴该油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为，已知油膜的面积是S=0.13 m2，所以=5×10-10m。
预测题3 （四川省成都市新都一中2012届高三2月月考理综试题）下列说法中正确的是(　　)
A.布朗运动是液体分子的运动，故分子永不停息地做无规则运动
B.热力学第二定律使我们认识到：自然界中进行的一切宏观过程都具有方向性，是不可逆的