2019屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 專題九 熱學(xué)課件.ppt

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◆專題九熱學(xué)(選修3-3模塊),高考領(lǐng)航,真題剖析,備考跨越,高考領(lǐng)航過真題做筆記,真題在線,1.(2018全國Ⅰ卷,33)(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程①,②,③,④到達(dá)狀態(tài)e.對此氣體,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B.過程②中氣體對外界做正功C.過程④中氣體從外界吸收了熱量D.狀態(tài)c,d的內(nèi)能相等E.狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小,,解析:過程①中,氣體由a到b,體積V不變、T升高,則壓強(qiáng)增大,A錯誤;過程②中,氣體由b到c,體積V變大,對外界做正功,B正確;過程④中,氣體由d到e,溫度T降低,內(nèi)能ΔU減小,體積V不變,氣體不做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W得Qpc,由c到d的過程,溫度不變,Vcpd,故pb>pc>pd,E正確.答案:BDE,內(nèi)容排查:T-V圖像□氣體實(shí)驗(yàn)定律□熱力學(xué)第一定律□理想氣體的內(nèi)能□心得筆記:,,2.(2018全國Ⅱ卷,33)(多選)對于實(shí)際的氣體,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢能B.氣體的內(nèi)能包括分子之間相互作用的勢能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動的動能D.氣體的體積變化時,其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動的動能,,解析:氣體的內(nèi)能不考慮氣體自身重力的影響,故氣體的內(nèi)能不包括氣體分子的重力勢能,選項(xiàng)A錯誤;實(shí)際氣體的內(nèi)能包括氣體的分子動能和分子勢能兩部分,選項(xiàng)B,E正確;氣體整體運(yùn)動的動能屬于機(jī)械能,不是氣體的內(nèi)能,選項(xiàng)C錯誤;氣體體積變化時,分子勢能發(fā)生變化,氣體溫度也可能發(fā)生變化,即分子勢能和分子動能的和可能不變,選項(xiàng)D正確.答案:BDE,內(nèi)容排查:實(shí)際氣體的內(nèi)能□心得筆記:,,,3.(2018北京卷,14)關(guān)于分子動理論,下列說法正確的是()A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān)B.布朗運(yùn)動是液體分子的無規(guī)則運(yùn)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,解析:在其他條件不變的情況下,溫度越高,氣體擴(kuò)散得越快,選項(xiàng)A錯誤;布朗運(yùn)動是顆粒的運(yùn)動,從側(cè)面反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動,選項(xiàng)B錯誤;分子間同時存在著引力和斥力,選項(xiàng)C正確;分子間的引力總是隨著分子間距的增大而減小,選項(xiàng)D錯誤.答案:C,內(nèi)容排查:布朗運(yùn)動與擴(kuò)散現(xiàn)象□分子力□,,心得筆記:,4.(2018全國Ⅲ卷,33)在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一段水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣.當(dāng)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(qiáng)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.,,解析:設(shè)U形管兩端豎直朝上時,左、右兩邊氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2.U形管水平放置時,兩邊氣體壓強(qiáng)相等,設(shè)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+ρg(l1-l2),式中ρ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′,由各式和題給條件得l1′=22.5cm,l2′=7.5cm.答案:22.5cm7.5cm,內(nèi)容排查:封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算□玻意耳定律□,,心得筆記:,,內(nèi)容排查:力的平衡條件□玻意耳定律□,,心得筆記:,真題剖析析真題得技法,考向一分子動理論固體液體,【典例1】(2018湖南長沙4月模擬)(多選)下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C.單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性,而多晶體和非晶體是各向同性的D.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時,分子間的距離越大,分子勢能越小E.溫度升高時,分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大,是指所有分子的速率都增大,,解析:根據(jù)分子動理論知識可知,布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象均表明分子做無規(guī)則熱運(yùn)動,故A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B正確;單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的,而多晶體和非晶體是各向同性的,故C正確;當(dāng)兩分子間距大于平衡位置的間距r0時,分子間的距離越大,分子勢能越大,故D錯誤;溫度升高時,分子熱運(yùn)動的平均動能一定增大,但并非所有分子的速率都增大,故E錯誤.答案:ABC,1.解決估算類問題的三點(diǎn)注意(1)固體、液體分子可認(rèn)為緊靠在一起,可看成球體或立方體;氣體分子只能按立方體模型計(jì)算所占的空間.(2)狀態(tài)變化時分子數(shù)不變.(3)阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁,計(jì)算時要注意抓住與其有關(guān)的三個量:摩爾質(zhì)量、摩爾體積和物質(zhì)的量.2.分子動理論的三個核心要點(diǎn)(1)分子模型、分子數(shù)①分子模型:球模型:V=πR3,立方體模型:V=a3.,規(guī)律總結(jié),,(2)分子運(yùn)動:分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動,溫度越高,分子的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈,即平均速率越大,但某個分子的瞬時速率不一定大.(3)分子勢能、分子力與分子間距離的關(guān)系.,,3.固體和液體的主要特點(diǎn)(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同,表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同.晶體具有確定的熔點(diǎn).單晶體表現(xiàn)出各向異性,多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性.晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化.(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)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(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性.(3)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.,,【預(yù)測練1】(2018吉林省吉林市三模)(多選)下列說法中正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距B.功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程C.用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中,把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上,待測油酸面擴(kuò)散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊后凹陷又恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮D.液晶具有液體的流動性又具有晶體的各向異性,從某個方向看其分子排列比較整齊,但從另一方向看,分子的排列是雜亂無章的E.溫度高的物體分子平均動能和內(nèi)能一定大,,解析:空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距影響蒸發(fā)快慢以及人們對干爽與潮濕的感受,故A正確;機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能無法全部用來做功以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,而不產(chǎn)生其他影響,故B錯誤;用油膜法估測分子直徑的實(shí)驗(yàn)中,把用酒精稀釋過的油酸滴在水面上,待測油酸面擴(kuò)散后又收縮的原因是水面受油酸滴沖擊凹陷后恢復(fù)以及酒精揮發(fā)后液面收縮,故C正確;液晶具有液體的流動性,同時具有晶體的各向異性,故D正確;物體的內(nèi)能由物體的體積、溫度和物質(zhì)的量共同決定,故溫度高的物體內(nèi)能不一定大,但溫度越高分子的平均動能一定越大,故E錯誤.答案:ACD,【預(yù)測練2】(2018河南濮陽三模)(多選)關(guān)于固體、液體和物態(tài)變化,下列說法正確的是.(填正確答案標(biāo)號)A.當(dāng)人們感到潮濕時,空氣的絕對濕度一定較大B.當(dāng)分子間距離增大時,分子間的引力減小,斥力增大C.一定量的理想氣體,在壓強(qiáng)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.各種晶體中的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的,,解析:相對濕度越大,人就感受到越潮濕,故A錯誤;當(dāng)分子間距離增大時,分子間引力和斥力同時減小,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(qiáng)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;水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大,故D正確;各種晶體中的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的,從而在宏觀上表現(xiàn)為各向異性,故E正確.答案:CDE,考向二氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用,【典例2】(2018全國Ⅱ卷,33)如圖,一豎直放置的汽缸上端開口,汽缸壁內(nèi)有卡口a和b,a,b間距為h,a距缸底的高度為H;活塞只能在a,b間移動,其下方密封有一定質(zhì)量的理想氣體.已知活塞質(zhì)量為m,面積為S,厚度可忽略;活塞和汽缸壁均絕熱,不計(jì)它們之間的摩擦.開始時活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),上、下方氣體壓強(qiáng)均為p0,溫度均為T0.現(xiàn)用電熱絲緩慢加熱汽缸中的氣體,直至活塞剛好到達(dá)b處.求此時汽缸內(nèi)氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功.重力加速度大小為g.,,審題突破,,應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個重點(diǎn)環(huán)節(jié),規(guī)律總結(jié),,【預(yù)測練3】(2018重慶模擬)如圖所示,一下端開口的豎直固定圓筒,導(dǎo)熱性良好圓筒內(nèi)橫截面積為S,內(nèi)有甲、乙兩活塞,甲、乙質(zhì)量分別為m,M,豎立的勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定在水平地面上,上端與活塞乙連接,圓筒上端與下端開口均與大氣相通.兩活塞間密閉一定質(zhì)量的理想氣體,兩活塞間距為h,均處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對活塞甲施加向下的壓力,使其緩慢下移.已知甲、乙都可沿圓筒無摩擦地上下滑動且不漏氣,大氣壓強(qiáng)為p0,環(huán)境溫度不變,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則當(dāng)施加的壓力為F時,求:,,解析:(1)活塞甲受力平衡,則有pS=p0S+mg+F解得p=p0+.答案:(1)p0+,(1)氣體的壓強(qiáng)p;,,(2)整個過程活塞甲下移的距離x.,,(1)給左管的氣體加熱,則當(dāng)U形管兩邊水銀面等高時,左管內(nèi)氣體的溫度為多少?,答案:(1)342.9K,,,解析:(2)設(shè)氣柱恢復(fù)原長時壓強(qiáng)為p3,初狀態(tài):壓強(qiáng)p2=76cmHg,體積V2=80cmS,末狀態(tài):壓強(qiáng)p3=?,體積V3=V1=76cmS,根據(jù)玻意耳定律可得p2V2=p3V3解得p3=80cmHg>76cmHg,故右側(cè)水銀柱比左側(cè)高,根據(jù)平衡可得p3=pΔh′+p0解得pΔh′=4cmHg所以高度差為4cm.答案:(2)4cm,(2)在(1)問的條件下,保持溫度不變,往右管緩慢加入水銀直到左管氣柱恢復(fù)原長,問此時兩個水銀面的高度差.,考向三氣體狀態(tài)變化與熱力學(xué)定律的綜合應(yīng)用,【典例3】(2018河南濮陽二模)一截面積為S的汽缸豎直倒放,汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),氣柱的長度為L,活塞與汽缸壁無摩擦,氣體處于平衡狀態(tài),如圖1所示,現(xiàn)保持溫度不變,把汽缸傾斜,使汽缸側(cè)壁與豎直方向夾角為θ=37,重新達(dá)到平衡后,如圖2所示,設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0,汽缸導(dǎo)熱良好.已知sin37=0.60,cos37=0.80,重力加速度為g,求:,,(1)此時理想氣柱的長度;,,(2)分析說明汽缸從豎直倒放到傾斜過程,理想氣體吸熱還是放熱.,解析:(2)由(1)得出氣體體積減小,外界對氣體做功,由熱力學(xué)第一定律有ΔU=W+Q,氣體等溫變化ΔU=0,故氣體放出熱量.,答案:(2)放熱,,理想氣體相關(guān)三量ΔU,W,Q的分析思路1.內(nèi)能變化量ΔU的分析思路(1)由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化.溫度升高,內(nèi)能增加;溫度降低,內(nèi)能減少.(2)由公式ΔU=W+Q分析內(nèi)能變化.2.做功情況W的分析思路(1)由體積變化分析氣體做功情況.體積膨脹,氣體對外界做功;體積被壓縮,外界對氣體做功.(2)由公式W=ΔU-Q分析氣體做功情況.3.氣體吸、放熱Q的分析思路:一般由公式Q=ΔU-W分析氣體的吸、放熱情況.,規(guī)律總結(jié),【預(yù)測練5】(2018江蘇鹽城二模)如圖所示,一圓柱形絕熱汽缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體,活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與汽缸底部相距h,此時封閉氣體的溫度為T,現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)氣體吸收熱量Q時,氣體溫度上升到1.5T,已知大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g,不計(jì)活塞與汽缸的摩擦,求:,,(1)加熱后活塞到汽缸底部的距離;,,(2)加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量.,解析:(2)根據(jù)受力平衡可得封閉氣體的壓強(qiáng)p=p0+氣體體積膨脹對外做功,故W=-p(h′-h)S根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q聯(lián)立可得ΔU=Q-0.5h(p0S+mg).答案:(2)Q-0.5h(p0S+mg),【預(yù)測練6】(2018吉林三模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B再變化到狀態(tài)C,其p-V圖像如圖所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃,求:,,(1)該氣體在狀態(tài)B和C時的溫度分別為多少K?,答案:(1)600K300K,,(2)該氣體從狀態(tài)A經(jīng)B再到C的全過程中是吸熱還是放熱?傳遞的熱量是多少?,答案:(2)放熱1000J,備考跨越構(gòu)網(wǎng)絡(luò)練培優(yōu),網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,培優(yōu)精練,【培優(yōu)練1】(2018全國Ⅲ卷,33)(多選)如圖,一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中從a到b的直線所示.在此過程中.(填正確答案標(biāo)號)A.氣體溫度一直降低B.氣體內(nèi)能一直增加C.氣體一直對外做功D.氣體一直從外界吸熱E.氣體吸收的熱量一直全部用于對外做功,,答案:BCD,【培優(yōu)練2】(2018第二次全國大聯(lián)考)某型號汽車輪胎的容積為25L,輪胎內(nèi)氣壓安全范圍為2.5～3.0atm.胎內(nèi)氣體27℃時胎壓顯示為2.5atm.(1atm表示一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)(1)假設(shè)輪胎容積不變,若胎內(nèi)氣體的溫度達(dá)到57℃,輪胎內(nèi)氣壓是否在安全范圍?,,答案:(1)在安全范圍,(2)已知阿伏加德羅常數(shù)為NA=61023mol-1,1atm,0℃狀態(tài)下,1mol任何氣體的體積為22.4L.求輪胎內(nèi)氣體的分子數(shù)為多少?(保留2位有效數(shù)字),,答案:(2)1.51024個,【培優(yōu)練3】(2018上海二模)如圖所示,用細(xì)管連接A,B兩個絕熱的汽缸,細(xì)管中有一可以自由移動的絕熱活塞M,細(xì)管容積不計(jì).A,B中分別裝有完全相同的理想氣體,初狀態(tài)的體積均為V1=1.010-2m3,壓強(qiáng)均為p1=1.0105Pa,溫度和環(huán)境溫度相同且均為t1=27℃,A中導(dǎo)熱活塞N的橫截面積SA=500cm2.現(xiàn)緩緩加熱B中氣體,保持A中氣體的溫度不變,同時給N施加水平向右的推力,使活塞M的位置始終保持不變.穩(wěn)定時,推力F=103N,外界大氣壓p0=1.0105Pa,不計(jì)活塞與缸壁間的摩擦.求:,,(1)A中氣體的壓強(qiáng);(2)活塞N向右移動的距離;,答案:(1)1.33105Pa(2)5cm,,(3)B中氣體的溫度.,答案:(3)127℃,