《2019版高考物理二輪復習 專題七 選考模塊 第1講 熱學課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考物理二輪復習 專題七 選考模塊 第1講 熱學課件.ppt（53頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第1講熱學 網絡構建 要點必備 網絡構建 要點必備 1 分子動理論 分子直徑的數(shù)量級是m 分子永不停息地做運動 分子間存在著相互作用的引力和 2 氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程 3 熱力學定律 1 熱力學第一定律 U 2 熱力學第二定律 自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有 10 10 無規(guī)則 斥力 p2V2 W Q 方向性 1 2 3 1 2018全國 卷 1 多選 如圖 一定質量的理想氣體從狀態(tài)a開始 經歷過程 到達狀態(tài)e 對此氣體 下列說法正確的是 A 過程 中氣體的壓強逐漸減小B 過程 中氣體對外界做正功C 過程 中氣體從外界吸收了熱量D 狀態(tài)c d的內能相等E 狀態(tài)d的壓強比狀態(tài)b的壓強小 1 2 3 2 如圖 容積為V的汽缸由導熱材料制成 面積為S的活塞將汽缸分成容積相等的上下兩部分 汽缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連 細管上有一閥門K 開始時 K關閉 汽缸內上下兩部分氣體的壓強均為p0 現(xiàn)將K打開 容器內的液體緩慢地流入汽缸 當流入的液體體積為時 將K關閉 活塞平衡時其下方氣體的體積減小了 不計活塞的質量和體積 外界溫度保持不變 重力加速度大小為g 求流入汽缸內液體的質量 1 2 3 考點定位 氣體實驗定律 內能 熱力學第一定律命題能力點 側重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 物理觀念 科學思維解題思路與方法 先對氣體進行狀態(tài)分析 再對活塞進行受力分析 1 2 3 解析 1 過程 是等容變化 溫度升高 由查理定理可知壓強增大 故A項錯誤 過程 中 體積增大 氣體對外做功 故B項正確 過程 是等容變化 溫度降低 放出熱量 故C項錯誤 過程 是等溫變化 溫度不變 故狀態(tài)c d的內能相等 故D項正確 連接Ob 并延長 交cd所在直線于f點 則由蓋 呂薩克定律可知 由b到f 壓強不變 由f到d是等溫變化 體積增大 由玻意耳定律可知壓強減小 故E項正確 2 設活塞再次平衡后 活塞上方氣體的體積為V1 壓強為p1 下方氣體的體積為V2 壓強為p2 在活塞下移的過程中 活塞上下方氣體的溫度保持不變 由玻意耳定律得 1 2 3 1 2 3 2 2017全國 卷 1 多選 氧氣分子在0 和100 溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示 下列說法正確的是 A 圖中兩條曲線下面積相等B 圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較小的情形C 圖中實線對應于氧氣分子在100 時的情形D 圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E 與0 時相比 100 時氧氣分子速率出現(xiàn)在0 400m s區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 1 2 3 2 如圖 容積均為V的汽缸A B下端有細管 容積可忽略 連通 閥門K2位于細管的中部 A B的頂部各有一閥門K1 K3 B中有一可自由滑動的活塞 質量 體積均可忽略 初始時 三個閥門均打開 活塞在B的底部 關閉K2 K3 通過K1給汽缸充氣 使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1 已知室溫為27 汽缸導熱 打開K2 求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強 接著打開K3 求穩(wěn)定時活塞的位置 再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20 求此時活塞下方氣體的壓強 1 2 3 考點定位 分子運動速率的統(tǒng)計分布 氣體實驗定律命題能力點 側重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 打開K2后 被活塞分開的兩部分氣體都經歷等溫過程 打開K3后 活塞必定上升 1 2 3 解析 1 由歸一化知圖中兩條曲線下的面積相等均為1 A正確 虛線對應的氧氣分子速率較小的占的比例大 故平均動能較小 B正確 實線對應的氧氣分子速率較大的占的比例大 故熱運動劇烈 為100 的情形 C項正確 曲線只給出了各速率區(qū)間分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比 沒有給出分子數(shù)目 故D項錯誤 100 時分子速率出現(xiàn)在0 400m s區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小 E項錯誤 1 2 3 2 設打開K2后 穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1 體積為V1 依題意 被活塞分開的兩部分氣體都經歷等溫過程 由玻意耳定律得p0V p1V1 3p0 V p1 2V V1 聯(lián)立 式得V1 p1 2p0 打開K3后 由 式知 活塞必定上升 設在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2 V2 2V 時 活塞下方氣體壓強為p2 由玻意耳定律得 3p0 V p2V2 由 式得 由 式知 打開K3后活塞上升直到B的頂部為止 此時p2為p2 p0 1 2 3 設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3 氣體溫度從T1 300K升高到T2 320K的等容過程中 由查理定律得 將有關數(shù)據代入 式得p3 1 6p0 1 2 3 3 2016全國 卷 1 多選 一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始 經歷等溫或等壓過程ab bc cd da回到原狀態(tài) 其p T圖象如圖所示 其中對角線ac的延長線過原點O 下列判斷正確的是 A 氣體在a c兩狀態(tài)的體積相等B 氣體在狀態(tài)a時的內能大于它在狀態(tài)c時的內能C 在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功D 在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功E 在過程bc中外界對氣體做的功等于在過程da中氣體對外界做的功 1 2 3 2 一氧氣瓶的容積為0 08m3 開始時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓 某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0 36m3 當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時 需重新充氣 若氧氣的溫度保持不變 求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天 考點定位 熱力學定律 氣體實驗定律命題能力點 側重考查理解能力和分析綜合能力物理學科素養(yǎng)點 科學思維解題思路與方法 開始時瓶中壓強為20個大氣壓的氧氣分成了兩部分 一部分是1個大氣壓的氧氣 另一部分是瓶中2個大氣壓的氧氣 答案 1 ABE 2 4天 1 2 3 解析 1 ac延長后過原點 所以ac是等容線 A選項正確 根據圖象 Ta Tc 一定量的理想氣體的內能只與溫度有關 溫度越高 內能越大 B選項正確 cd過程中 溫度不變 內能不變 根據熱力學第一定律 U Q W 向外界放出的熱量等于外界對氣體做的功 C選項錯誤 在過程da中 U 0即W Q 0 吸收的熱量應大于氣體對外界做的功 D選項錯誤 在過程da中 外界對氣體做的功為W1 pd Va Vd pdVa pdVd d和a壓強相等 所以W1 paVa pdVd bc過程中氣體對外界做功W2 pc Vb Vc b c壓強相同 所以W2 pbVb pcVc c和d a和b溫度相同 所以paVa pbVb pdVd pcVc W1 W2 E選項正確 1 2 3 2 設氧氣開始時的壓強為p1 體積為V1 壓強變?yōu)閜2 2個大氣壓 時 體積為V2 根據玻意耳定律得p1V1 p2V2 重新充氣前 用去的氧氣在p2壓強下的體積為V3 V2 V1 設用去的氧氣在p0 1個大氣壓 壓強下的體積為V0 則有p2V3 p0V0 設實驗室每天用去的氧氣在p0下的體積為 V 則氧氣可用的天數(shù)為 聯(lián)立 式 并代入數(shù)據得N 4天 1 2 3 命題規(guī)律研究及預測 分析近年的高考試題可以看出 氣體實驗規(guī)律 理想氣體 熱力學第一定律是近年來的必考點 題型為一個多項選擇題和一個計算題 在2019年的備考過程中要重視氣體實驗規(guī)律 理想氣體 熱力學第一定律的復習 考點一 考點二 考點三 分子動理論 內能及熱力學定律 H 規(guī)律方法1 必須掌握的三個問題 1 必須掌握微觀量估算的兩個模型球模型 V R3 適用于估算液體 固體分子直徑 立方體模型 V a3 適用于估算氣體分子間距 2 必須明確反映分子運動規(guī)律的兩個實例 布朗運動研究對象 懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒 運動特點 無規(guī)則 永不停息 相關因素 顆粒大小 溫度 擴散現(xiàn)象產生原因 分子永不停息地無規(guī)則運動 相關因素 溫度 考點一 考點二 考點三 3 必須弄清的分子力和分子勢能 分子力 分子間引力與斥力的合力 分子間距離增大 引力和斥力均減小 分子間距離減小 引力和斥力均增大 但斥力總比引力變化得快 分子勢能 分子力做正功 分子勢能減小 分子力做負功 分子勢能增大 當分子間距為r0 分子間的距離為r0時 分子間作用的合力為0 時 分子勢能最小 考點一 考點二 考點三 2 物體的內能與熱力學定律 1 物體內能變化的判定 溫度變化引起分子平均動能的變化 體積變化 分子間的分子力做功 引起分子勢能的變化 2 熱力學第一定律 公式 U W Q 符號規(guī)定 外界對系統(tǒng)做功 W 0 系統(tǒng)對外界做功 W0 系統(tǒng)向外界放出熱量 Q0 系統(tǒng)內能減少 U 0 3 熱力學第二定律的表述 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 按熱傳遞的方向性表述 或不可能從單一熱庫吸收熱量 使之完全變成功 而不產生其他影響 按機械能和內能轉化的方向性表述 第二類永動機是不可能制成的 考點一 考點二 考點三 典例1 多選 2018全國 卷 對于實際的氣體 下列說法正確的是 A 氣體的內能包括氣體分子的重力勢能B 氣體的內能包括氣體分子之間相互作用的勢能C 氣體的內能包括氣體整體運動的動能D 氣體的體積變化時 其內能可能不變E 氣體的內能包括氣體分子熱運動的動能思維點撥根據分子動理論 內能及熱力學定律知識綜合判斷 BDE 解析氣體的內能是指所有氣體分子熱運動的動能和相互作用的勢能之和 不包括分子的重力勢能和氣體整體運動的動能 選項A C錯誤 B E正確 氣體體積變化時 其分子勢能可能增加 可能減小 而分子的動能可能增加 可能減小 其內能可能不變 選項D正確 考點一 考點二 考點三 方法技巧不僅要知道內能是什么 還要知道改變內能的方式是什么 考點一 考點二 考點三 1 2018北京卷 關于分子動理論 下列說法正確的是 A 氣體擴散的快慢與溫度無關B 布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動C 分子間同時存在著引力和斥力D 分子間的引力總是隨分子間距增大而增大 C 解析氣體擴散的快慢與溫度有關 溫度越高 擴散越快 A錯誤 布朗運動是懸浮在液體 或氣體 中的固體顆粒的運動 而不是液體分子的運動 B錯誤 分子間同時存在著引力和斥力 C正確 在分子力作用范圍內 分子間的引力隨著分子間距的增大而減小 當超出分子力作用范圍時 分子間的引力為零 不再變化 D錯誤 考點一 考點二 考點三 2 多選 2017全國 卷 如圖 用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分 隔板左側充有理想氣體 隔板右側與絕熱活塞之間是真空 現(xiàn)將隔板抽開 氣體會自發(fā)擴散至整個汽缸 待氣體達到穩(wěn)定后 緩慢推壓活塞 將氣體壓回到原來的體積 假設整個系統(tǒng)不漏氣 下列說法正確的是 A 氣體自發(fā)擴散前后內能相同B 氣體在被壓縮的過程中內能增大C 在自發(fā)擴散過程中 氣體對外界做功D 氣體在被壓縮的過程中 外界對氣體做功E 氣體在被壓縮的過程中 氣體分子的平均動能不變 ABD 考點一 考點二 考點三 解析由于隔板右側是真空 隔板抽開后 氣體自發(fā)擴散至整個汽缸 并不做功也沒有熱量交換 所以自發(fā)擴散前后內能相同 故選項A正確 選項C錯誤 氣體被壓縮過程中 外界對氣體做功 沒有熱量交換 根據 U W Q 氣體的內能增大 故選項B D正確 氣體被壓縮過程中 溫度升高 分子平均動能增大 故選項E錯誤 考點一 考點二 考點三 3 多選 2018廣東佛山一質檢 下列說法正確的是 A 擴散現(xiàn)象說明分子總在做無規(guī)則熱運動B 物體吸熱 物體分子平均動能必定增大C 內能可以全部轉化為機械能而不引起其他變化D 分子間距等于分子間平衡距離時 分子勢能最小E 一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過程總是向分子熱運動的無序性增大的方向進行 ADE 考點一 考點二 考點三 解析不同的物質相互接觸時 彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散 擴散的實質是分子的相互滲入 表明一切物質的分子都在永不停息地做無規(guī)則運動 故A正確 改變物體溫度的方法有兩個 做功 熱傳遞 物體吸熱的同時又對外做功 分子平均動能未必增大 故B錯誤 根據熱力學第二定律 內能不可以全部轉化為機械能而不引起其他變化 故C錯誤 分子間距等于分子間平衡距離時 若增大距離分子力表現(xiàn)為引力做負功 其分子勢能增加 若減小距離時表現(xiàn)為斥力做負功 其分子勢能增加 則分子間距等于分子間平衡距離時 分子勢能最小 故D正確 熱力學第二定律的微觀意義是 一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運動無序性增大的方向進行 故E正確 綜上分析 正確選項為ADE 考點一 考點二 考點三 固體 液體和氣體 M 規(guī)律方法1 對晶體 非晶體特性的理解 1 只有單晶體才可能具有各向異性 2 各種晶體都具有固定熔點 晶體熔化時 溫度不變 吸收的熱量全部用于分子勢能的增加 3 晶體與非晶體可以相互轉化 4 有些晶體屬于同素異構體 如金剛石和石墨 2 對液晶特性的理解 1 液晶是一種特殊的物質狀態(tài) 所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間 液晶具有流動性 在光學 電學物理性質上表現(xiàn)出各向異性 2 液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢 表面張力的方向跟液面相切 考點一 考點二 考點三 典例2 2018江蘇卷 如圖甲所示 一支溫度計的玻璃泡外包著紗布 紗布的下端浸在水中 紗布中的水在蒸發(fā)時帶走熱量 使溫度計示數(shù)低于周圍空氣溫度 當空氣溫度不變 若一段時間后發(fā)現(xiàn)該溫度計示數(shù)減小 則 A 空氣的相對濕度減小B 空氣中水蒸氣的壓強增大C 空氣中水的飽和氣壓減小D 空氣中水的飽和氣壓增大思維點撥根據濕度溫度計的原理和熱力學第一定律判斷 解析溫度計示數(shù)減小 說明紗布中的水蒸發(fā)變快 空氣的相對濕度減小 故A正確 B C D錯誤 A 考點一 考點二 考點三 方法技巧解題的關鍵是要理解濕度溫度計的原理 熱力學的基本概念 弄清熱力學第一定律各物理量的含義 考點一 考點二 考點三 4 多選 2018河北唐山期末 大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體 這些晶體不僅美麗 而且由于化學成分和結構各不相同而呈現(xiàn)出千姿百態(tài) 高貴如鉆石 平凡如雪花 都是由無數(shù)原子嚴謹而有序地組成 關于晶體與非晶體 正確的說法是 A 固體可以分為晶體和非晶體兩類 晶體 非晶體是絕對的 是不可以相互轉化的B 多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的 所以多晶體沒有確定的幾何形狀C 晶體沿不同的方向的導熱或導電性能相同 但沿不同方向的光學性質一定相同D 單晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點E 有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體 是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布 BDE 考點一 考點二 考點三 解析固體可以分為晶體和非晶體兩類 晶體 非晶體不是絕對的 是可以相互轉化的 例如天然石英是晶體 熔融過的石英卻是非晶體 把晶體硫加熱熔化 溫度超過300 再倒進冷水中 會變成柔軟的非晶硫 再過一段時間又會轉化為晶體硫 所以選項A錯誤 多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的 所以多晶體沒有確定的幾何形狀 選項B正確 晶體沿不同方向的導熱或導電性能不相同 沿不同方向的光學性質也不相同 選項C錯誤 單晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點 選項D正確 有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體 是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布 選項E正確 故選BDE 考點一 考點二 考點三 5 多選 2018河南濮陽三模 關于固體 液體和物態(tài)變化 下列說法正確的是 A 當人們感到潮濕時 空氣的絕對濕度一定較大B 當分子間距離增大時 分子間的引力減少 斥力增大C 一定量的理想氣體 在壓強不變時 氣體分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少D 水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大E 葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 CDE 考點一 考點二 考點三 解析在一定氣溫條件下 大氣中相對濕度越大 水分蒸發(fā)也就越慢 人就感受到越潮濕 故當人們感到潮濕時 空氣的相對濕度一定較大 但絕對濕度不一定大 故A錯誤 分子間距離增大時 分子間的引力和斥力均減小 故B錯誤 溫度升高 分子對器壁的平均撞擊力增大 要保證壓強不變 分子單位時間對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)必減少 故C正確 飽和汽壓與液體種類和溫度有關 水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大 故D正確 葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 故E正確 故選CDE 考點一 考點二 考點三 6 多選 2018山東日照二模 下列關于熱現(xiàn)象的說法正確的是 A 小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力B 液體與大氣相接觸時 表面層內分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引C 熱量不可能從低溫物體傳到高溫物體D 空氣的相對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示E 有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體 ABE 考點一 考點二 考點三 解析小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力 選項A正確 液體與大氣相接觸時 表面層內分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引 這就是表面張力的成因 選項B正確 根據熱力學第二定律 熱量也可能從低溫物體傳到高溫物體 但要引起其他的變化 選項C錯誤 空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強表示 選項D錯誤 有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體 例如石墨和金剛石 選項E正確 故選ABE 考點一 考點二 考點三 氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程 H 規(guī)律方法1 壓強的計算 1 被活塞 汽缸封閉的氣體 通常分析活塞或汽缸的受力 應用平衡條件或牛頓第二定律列式計算 2 被液柱封閉的氣體的壓強 若應用平衡條件或牛頓第二定律求解 得出的壓強單位為Pa 2 合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程 1 若氣體質量一定 p V T均發(fā)生變化 則選用理想氣體狀態(tài)方程列方程求解 2 若氣體質量一定 p V T中有一個量不發(fā)生變化 則選用對應的實驗定律列方程求解 考點一 考點二 考點三 3 多個研究對象的問題由活塞 液柱相聯(lián)系的 兩團氣 問題 要注意尋找 兩團氣 之間的壓強 體積或位移關系 列出輔助方程 最后聯(lián)立求解 考點一 考點二 考點三 典例3 2018全國 卷 在兩端封閉 粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱 水銀柱的兩端各封閉有一段空氣 當U形管兩端豎直朝上時 左 右兩邊空氣柱的長度分別為l1 18 0cm和l2 12 0cm 左邊氣體的壓強為12 0cmHg 現(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上 沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊 求U形管平放時兩邊空氣柱的長度 在整個過程中 氣體溫度不變 思維點撥對左 右兩邊氣體分別分析 找到二者之間的壓強 體積的聯(lián)系 答案22 5cm7 5cm 考點一 考點二 考點三 解析設U形管兩端豎直朝上時 左 右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2 U形管水平放置時 兩邊氣體壓強相等 設為p 此時原左 右兩邊氣柱長度分別變?yōu)閘1 和l2 由力的平衡條件有p1 p2 g l1 l2 式中 為水銀密度 g為重力加速度大小 由玻意耳定律有p1l1 pl1 p2l2 pl2 兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1 l1 l2 l2 由 式和題給條件得l1 22 5cm l2 7 5cm 考點一 考點二 考點三 7 2017全國 卷 一熱氣球體積為V 內部充有溫度為Ta的熱空氣 氣球外冷空氣的溫度為Tb 已知空氣在1個大氣壓 溫度T0時的密度為 0 該氣球內 外的氣壓始終都為1個大氣壓 重力加速度大小為g 1 求該熱氣球所受浮力的大小 2 求該熱氣球內空氣所受的重力 3 設充氣前熱氣球的質量為m0 求充氣后它還能托起的最大質量 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 8 2018山東棗莊二調 如圖所示 右端開口 橫截面積為S的絕熱圓柱形汽缸水平放置在地面上 汽缸左邊有加熱裝置 內部被質量為m的絕熱活塞A和質量也為m 導熱性能良好的活塞B分成長度相等的三個部分 兩活塞厚度均不計且與汽缸接觸良好 汽缸左邊兩部分分別封閉有理想氣體P和Q 初始狀態(tài)溫度均為T0 外界大氣壓強大小為且保持恒定 忽略一切摩擦 1 現(xiàn)對氣體P緩慢加熱 求當活塞B恰好到達汽缸右端時 氣體P的溫度 2 將汽缸豎直放置 繼續(xù)給氣體P加熱 求當活塞B再次到達汽缸上端時 氣體P的溫度 答案 1 2T0 2 3 3T0 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 考點一 考點二 考點三 9 2018甘肅蘭州一中模擬 一定質量的理想氣體 其狀態(tài)變化過程如圖中箭頭順序所示 AB平行于縱軸 BC平行于橫軸 CA段是以縱軸和橫軸為漸近線的雙曲線的 部分 已知氣體在A狀態(tài)的壓強 體積 熱力學溫度分別為p V T 且氣體在A狀態(tài)的壓強是B狀態(tài)壓強的3倍 試求 1 氣體在B狀態(tài)的熱力學溫度和C狀態(tài)的體積 2 從B到C過程中 是氣體對外做功還是外界對氣體做功 做了多少功 考點一 考點二 考點三