《600分考點(diǎn)-700分考法-A版-高考物理》第14章-熱學(xué)

第14章熱學(xué)考點(diǎn)42氣體，液體，固體考點(diǎn)43熱力學(xué)定律和能量守恒定律考點(diǎn)41分子動(dòng)理論考點(diǎn)41分子動(dòng)理論必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法1分子熱運(yùn)動(dòng)方法2分子間作用力和分子勢(shì)能考法例析成就能力考法1分子熱運(yùn)動(dòng)考法2分子力及分子運(yùn)動(dòng)

必備知識(shí)全面把握1．物質(zhì)是由大量分子組成的(1)分子的體積①分子的體積很小，它的直徑數(shù)量級(jí)約為10－10m.

②油膜法測分子的直徑：讓油酸液滴在水面上散開形成單分子油膜，如圖所

示，設(shè)油酸的體積為V，在水面鋪開的面積為S，則油酸分子的直徑(2)分子的質(zhì)量

分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是10－26kg.

(3)阿伏加德羅常數(shù)1mol任何物質(zhì)中所含的分子數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)，NA＝

.6.02×1023mol－12．分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象

兩種不同的物質(zhì)

后，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫擴(kuò)散現(xiàn)象．溫度越高，擴(kuò)散越快．(2)布朗運(yùn)動(dòng)

懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．

①特點(diǎn)：顆粒越

，溫度越

，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著．

②原因：小顆粒受周圍液體(或氣體)分子的撞擊而產(chǎn)生的．

③實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)是小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，但說明了分子運(yùn)動(dòng)的

性．

接觸小高無規(guī)則1．對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解(1)擴(kuò)散現(xiàn)象是從濃度

處向濃度

處擴(kuò)散．(2)擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用(例如：對(duì)流、重力作用等)，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果．(3)雖然分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度受到溫度影響，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，但分子的熱運(yùn)動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)停止．2．對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解(1)固體顆粒足夠小，很難直接用肉眼觀察，一般都是在顯微鏡下觀察．(2)觀察到的是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映了液體分子熱運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性．(3)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，說明溫度越高，液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈．分子的運(yùn)動(dòng)是看不見的，布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是分子的運(yùn)動(dòng)，卻可以間接證明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)．,注意：布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體或者液體中發(fā)生，擴(kuò)散現(xiàn)象可以在固體、液體、氣體中發(fā)生．大小3．分子間存在相互作用的引力和斥力

分子間的引力和斥力同時(shí)存在，通常分子力是指分子間引力和斥力的合力．

分子力與分子間距離的關(guān)系如圖所示，由圖可知，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減?。饬Ρ纫Φ淖兓欤?1)當(dāng)r＝r0(平衡位置)時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力合力為零．(2)當(dāng)r＞r0時(shí)，

，分子力表現(xiàn)為

．(3)當(dāng)r＜r0時(shí)，

，分子力表現(xiàn)為

．(4)當(dāng)r≥10r0(即r＞10－9m)時(shí)，分子力已經(jīng)變得十分微弱，可以忽略不計(jì)，可認(rèn)為分子間分子力為零．F引＞F斥F引＜F斥引力斥力4．分子勢(shì)能

分子間存在相互作用力．分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢(shì)能叫分子勢(shì)能．分子勢(shì)能的改變與分子力做功有關(guān)：分子力做正功，分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，且分子力做多少功，分子勢(shì)能就改變多少．

分子勢(shì)能與分子間距的關(guān)系：(1)當(dāng)r

＞r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨著r的增大，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．(2)當(dāng)r＜r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，為負(fù)值(選兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零)．核心方法重點(diǎn)突破方法1分子熱運(yùn)動(dòng)

[課標(biāo)全國Ⅱ2015·33(1)，5分](多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生E．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由于液體的對(duì)流形成的例1【注】對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)的考查主要集中在兩個(gè)方面：布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象．?dāng)U散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動(dòng)，而布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體(或氣體)中的固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，是液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映．【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，在氣體、液體、固體中都能發(fā)生；溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯；這是一種物理現(xiàn)象，不是化學(xué)反應(yīng)，所以選項(xiàng)A、C、D正確，選項(xiàng)B、E錯(cuò)誤．【答案】A、C、D突破點(diǎn)：要清楚擴(kuò)散現(xiàn)象反映了分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是因?yàn)閷?duì)流而形成的，更不是化學(xué)反應(yīng)，是一種物理現(xiàn)象。例1方法2

分子間作用力和分子勢(shì)能(1)分子力是分子間引力與斥力的合力，分子間的引力和斥力同時(shí)存在，且引力和斥力均隨分子間距的增大而減小，隨分子間距的減小而增大，但斥力變化比引力快．(2)判斷分子力隨分子間距離的變化情況時(shí)，可根據(jù)圖像來判斷，這樣比較直觀．(3)判斷分子勢(shì)能變化的兩種方法方法一：根據(jù)分子力做功判斷．分子力做正功，分子勢(shì)能減少；分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．方法二：利用分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖像判斷，如圖所示．圖中規(guī)定r＝∞處Ep＝0，由圖可知，當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小．需要注意的是此圖像和分子力與分子間距離的關(guān)系圖像形狀很相似，但意義不同，不要混淆[北京理綜2018·13，6分]關(guān)于分子動(dòng)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(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．分子間同時(shí)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例2【解析】例2氣體擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快，故A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)為懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性是液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性的間接反映，故B錯(cuò)誤；分子間斥力與引力是同時(shí)存在的，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增大而減小，故C正確，D錯(cuò)誤．【答案】C

突破點(diǎn)：(1)布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都說明了分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都與溫度有關(guān)；(2)兩分子從相距很遠(yuǎn)在互相靠近的過程中，分子力變化情況是：分子力先增大后減小再增大；分子力做功情況是：分子力先做正功后做負(fù)功．與重力勢(shì)能、電勢(shì)能一樣，分子勢(shì)能與分子力做功的關(guān)系為：分子力做正功，分子勢(shì)能減少，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加．考法例析成就能力考法1

分子熱運(yùn)動(dòng)例1【注】能夠說明分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的是布朗運(yùn)動(dòng)，高考題中常涉及對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的考查，關(guān)鍵是要弄清布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)．

[山東理綜2015·37(1)，5分](多選)墨滴入水，擴(kuò)而散之，徐徐混勻．關(guān)于該現(xiàn)象的分析正確的是(

)A．混合均勻主要是由于碳粒受重力作用B．混合均勻的過程中，水分子和碳粒都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．使用碳粒更小的墨汁，混合均勻的過程進(jìn)行得更迅速D．墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的【解析】墨滴入水，擴(kuò)而散之，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，主要是由于水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的，與碳粒所受重力無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)分子動(dòng)理論，任何分子都永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在混合均勻的過程中，水分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而碳粒的運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)是水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，故碳粒也做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；顆粒越小、水溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)C正確；墨汁的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是由于碳粒和水分子都做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】B、C

例1考法2

分子力及分子力做功[河北保定2018二模]給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”．在水反常膨脹的過程中，水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化導(dǎo)致體積減小，所有水分子間的總勢(shì)能是增大的．由此可知，反常膨脹時(shí)，水分子之間的作用力表現(xiàn)為________(填“斥力”或“引力”或“平衡”)，水分子的平均動(dòng)能________(填“增大”“減小”或“不變”)．例2【解析】水反常膨脹時(shí)，水分子間的距離減小，分子間表現(xiàn)為斥力，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；因?yàn)榉肿娱g表現(xiàn)為斥力，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功，所以分子勢(shì)能增大．【答案】斥力、增大例2考點(diǎn)42氣體，液體，固體必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法3氣體壓強(qiáng)的微觀意義的理解方法4氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡單應(yīng)用

方法5氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖像問題

方法6理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用

方法7固體和液體考法例析成就能力考法3氣體的狀態(tài)變化與微觀解釋考法4一定質(zhì)量的理想氣體問題

考法5一定質(zhì)量的理想氣體的多過程問題考法例析成就能力考法6氣體狀態(tài)變化中的圖像問題考法7兩部分氣體的狀態(tài)變化問題

必備知識(shí)全面把握1．氣體(1)氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)；分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布．(2)描述氣體的狀態(tài)參量

①溫度：T＝t＋273K，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．

②體積：氣體分子占據(jù)的空間，即氣體所充滿的容器的容積．

③壓強(qiáng)：微觀上取決于分子的平均動(dòng)能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)．宏觀上取決于氣體的溫度和體積．(3)三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律玻意耳定律查理定律蓋－呂薩克定律內(nèi)容一定質(zhì)量的理想氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)與體積成反比一定質(zhì)量的理想氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，體積與熱力學(xué)溫度成正比表達(dá)式p1V1＝p2V2或pV＝CP1/T1=P2/T2V1/V2=T1/T2圖像微觀解釋一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能一定．在這種情況下，體積減小時(shí)，分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)就增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度保持不變．在這種情況下，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)就增大一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能增大，只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強(qiáng)不變(4)理想氣體①在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從氣體實(shí)驗(yàn)定律的氣體叫理想氣體．②理想氣體狀態(tài)方程：(5)氣體分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．對(duì)確定的氣體而言，溫度與分子運(yùn)動(dòng)的平均速率有關(guān)，溫度越高，反映氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大．分子的速率按一定的規(guī)律分布，呈“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大，如圖所示．（氧氣分子的速率分布圖像)(6)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋①氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因(微觀解釋)大量分子頻繁地碰撞器壁，對(duì)器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，產(chǎn)生壓強(qiáng)．②影響氣體壓強(qiáng)的兩個(gè)因素a．氣體分子的平均動(dòng)能，從宏觀上看由氣體的溫度決定．b．單位體積內(nèi)的分子數(shù)，從宏觀上看與氣體的體積有關(guān)．2．固體(1)定義固體是指以固態(tài)形式存在的物質(zhì)的總稱，是物質(zhì)的一種凝聚態(tài)．(2)特點(diǎn)①有一定的體積和形狀，在外力作用下顯示出一定的剛性．②固體沒有流動(dòng)性，可壓縮性也很?。?3)晶體與非晶體分類比較晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)則不規(guī)則不規(guī)則熔點(diǎn)確定確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性各向同性原子排列規(guī)則多晶體的每個(gè)晶體間排列不規(guī)則不規(guī)則典型物質(zhì)石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香①要判斷一種物質(zhì)是晶體還是非晶體，關(guān)鍵是看有無確定的熔點(diǎn)，有確定熔點(diǎn)的是晶體，無確定熔點(diǎn)的是非晶體．②幾何外形是指自然生成的形狀，若形狀規(guī)則，是單晶體；若形狀不規(guī)則，有兩種可能，即為多晶體或非晶體，憑此一項(xiàng)不能最終確定物質(zhì)是否為晶體．③從導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性質(zhì)來看，物理性質(zhì)各向異性的是單晶體，各向同性的可能是多晶體，也可能是非晶體．3．液體液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間．液體一方面像固體，具有一定的體積，不易壓縮；另一方面又像氣體，沒有一定的形狀，具有流動(dòng)性．(1)液體表面張力①形成的原因：液體表面層中分子間距離比液體內(nèi)部分子間距離大，分子間作用力表現(xiàn)為引力．②表面特征：表面層中分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層張緊的彈性薄膜．③表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．④表面張力的效果：使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形表面積最?。?2)浸潤與不浸潤一種液體會(huì)潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫浸潤．一種液體不會(huì)潤濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體表面，這種現(xiàn)象叫不浸潤．(3)毛細(xì)現(xiàn)象浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象．(4)液晶有些化合物像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把這些化合物叫液晶．它是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)物質(zhì).4．實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中控制變量法的應(yīng)用的典型實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中要控制氣體溫度保持不變，從而探究壓強(qiáng)p與體積V的對(duì)應(yīng)變化規(guī)律，畫出探究氣體的p－V圖像以及p－1/V圖像．考慮到測量實(shí)際壓強(qiáng)的難度，本實(shí)驗(yàn)可采用數(shù)字化信息系統(tǒng)(DIS)來完成，參考圖如下．26核心方法重點(diǎn)突破方法3

氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡單應(yīng)用

[課標(biāo)全國Ⅱ2017·33(2)，10分]一熱氣球體積為V，內(nèi)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(gè)大氣壓、溫度T0時(shí)的密度為ρ0，該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個(gè)大氣壓，重力加速度大小為g.(1)求該熱氣球所受浮力的大??；(2)求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力；(3)設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0，求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量．例1理想氣體在狀態(tài)變化的過程中，p、V、T三個(gè)參量中有一個(gè)不發(fā)生變化，則氣體經(jīng)過等溫、等容或等壓變化，根據(jù)狀態(tài)變化過程合理地選用氣體實(shí)驗(yàn)定律，若涉及壓強(qiáng)問題一般會(huì)出現(xiàn)液柱模型或活塞模型，如果是活塞模型需要考慮質(zhì)量問題?！窘馕觥坷?突破點(diǎn)：(1)理想氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律是高考考查的主要內(nèi)容，考查的頻率很高，其中玻意耳定律考得最多，解決好此類問題應(yīng)注意以下幾點(diǎn)．①選定題意中的“一定量的氣體”為研究對(duì)象；②注意分析可能的臨界現(xiàn)象，確定其臨界點(diǎn)，并分析臨界點(diǎn)具有的物理意義，例如在臨界點(diǎn)的前后，氣體可能有不同的變化規(guī)律；③確定研究對(duì)象的“變化過程”，并確定始、末狀態(tài)的相應(yīng)參量(p1、V1、T1及p2、V2、T2)，分析其恒定不變的參量，在變化的參量中，確定已知量與待求量；④選用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律求解；⑤合理使用各物理量的單位，p、V的單位只要始、末狀態(tài)統(tǒng)一即可，但T的單位必須用“K”．(2)對(duì)三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律要有充分的理解①定律在氣體溫度不太低、壓強(qiáng)不太大的情況下適用；②一定質(zhì)量的理想氣體做等容變化時(shí)，氣體的壓強(qiáng)跟攝氏溫度不成正比；③氣體做等容變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)的變化量與溫度的變化量成正比，即

以上②和③對(duì)等壓變化同樣適用．29(3)封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算方法①“活塞模型”求活塞封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以活塞為研究對(duì)象(有時(shí)取汽缸為研究對(duì)象)，分析它受到的氣體壓力及其他各力，列出受力平衡的方程，求解壓強(qiáng)。如圖所示，活塞靜止于光滑的汽缸中，活塞質(zhì)量為m，面積為S，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p，大氣壓強(qiáng)為p0，活塞受力如圖所示，由平衡條件得pS＝p0S＋mg，解得p＝p0＋mg/S.②“液柱模型”求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以液柱為研究對(duì)象分析受力，要注意：Ⅰ.液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p＝ρgh(其中h為液柱底面至頂端的豎直高度)；Ⅱ.不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力；Ⅲ.有時(shí)直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；Ⅳ.當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等．30方法4

氣體實(shí)驗(yàn)定律的簡單應(yīng)用玻意耳定律、查理定律、蓋－呂薩克定律都對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體適用，并且可作出等壓線、等溫線、等容線等符合各自規(guī)律的圖線，根據(jù)不同的條件靈活選用適當(dāng)?shù)亩墒墙鉀Q氣體實(shí)驗(yàn)定律問題的關(guān)鍵，該考點(diǎn)常常與物體的內(nèi)能分析、熱力學(xué)第一定律等聯(lián)合起來考查．

[課標(biāo)全國Ⅰ2018·33(1)，5分]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(duì)此氣體，下列說法正確的是(

)A．過程①中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小B．過程②中氣體對(duì)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)小例2【解析】【答案】BDE例2突破點(diǎn)：求解氣體狀態(tài)變化的圖像問題，應(yīng)當(dāng)明確圖像上的點(diǎn)表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個(gè)平衡狀態(tài)，它對(duì)應(yīng)著三個(gè)狀態(tài)參量；圖像上的某一直線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體變化的一個(gè)過程．解決圖像問題，一是要準(zhǔn)確理解圖像所表達(dá)的狀態(tài)變化過程，二是要熟練掌握同一過程的p－V、V－T、p－T圖像之間的轉(zhuǎn)換，必要時(shí)還要能作出輔助的狀態(tài)變化圖線．(1)p－V圖像中，等溫線是一條雙曲線，一條雙曲線對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度，溫度越高，等溫線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)．若兩點(diǎn)的p與V的乘積相等，則兩點(diǎn)位于同一條等溫線上．平行于p軸的線段表示等容變化，平行于V軸的線段表示等壓變化．p－1/V圖像中，等溫線是過原點(diǎn)的傾斜直線，斜率越大，溫度越高．(2)p－T圖像中，等容線是過原點(diǎn)的傾斜直線，斜率越大，體積越??；平行于p軸的線段表示等溫變化，平行于T軸的線段表示等壓變化．(3)V－T圖像中，過原點(diǎn)的傾斜直線表示等壓變化，圖線斜率越大，壓強(qiáng)越?。黄叫杏赩軸的線段表示等溫變化，平行于T軸的線段表示等容變化．33方法5理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用例3[遼寧六校協(xié)作體2019屆期初考]圖中豎直圓筒是固定不動(dòng)的，粗筒橫截面積是細(xì)筒的4倍，細(xì)筒足夠長．在粗筒中用輕質(zhì)活塞密閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與筒壁間的摩擦不計(jì)．在6℃時(shí)，活塞上方的水銀深H＝10cm，水銀上表面與粗筒上端的距離y＝5cm，氣柱長L＝15cm.不計(jì)活塞的質(zhì)量和厚度，已知大氣壓強(qiáng)p0＝75cmHg，現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱．

(1)當(dāng)水銀上表面與粗筒上端相平時(shí)，求氣體的溫度T2(2)當(dāng)水銀的一半被推入細(xì)筒中時(shí)，求氣體的溫度T3(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)理想氣體狀態(tài)方程揭示了一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)、溫度、體積三者之間的關(guān)系，三個(gè)氣體實(shí)驗(yàn)定律是理想氣體狀態(tài)方程在不同條件下的三個(gè)特例，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程可以處理變質(zhì)量理想氣體的問題．【解析】例3【答案】(1)372K

(2)547K方法6固體和液體例4

[課標(biāo)全國Ⅰ2015·33(1)，5分](多選)下列說法正確的是(

)A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫wE．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變【解析】一個(gè)固體是否是晶體是由分子的空間排列結(jié)構(gòu)決定的，與體積大小無關(guān)，將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于單晶體具有各向異性的特點(diǎn)，所以有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)，選項(xiàng)B正確；有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體，原因是組成它們的原子能夠按照不同排列方式形成不同的空間分布，選項(xiàng)C正確；物質(zhì)是晶體還是非晶體并不是絕對(duì)的，在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，選項(xiàng)D正確；在熔化過程中，晶體要吸收熱量，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，分子勢(shì)能增加，內(nèi)能增加，選項(xiàng)E錯(cuò)誤．【答案】BCD例4

突破點(diǎn)：(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性；(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體；(3)只要具有確定熔點(diǎn)的固體必定是晶體，反之，必是非晶體；(4)單晶體具有規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，所以不能從形狀上區(qū)分晶體與非晶體；(5)晶體和非晶體不是絕對(duì)的，晶體與非晶體在某些條件下可以相互轉(zhuǎn)化；(6)液晶既不是晶體也不是液體．考法3氣體的狀態(tài)變化與微觀解釋題例1[海南儋州一中2019屆統(tǒng)測]關(guān)于氣體的壓強(qiáng)，下列說法中正確的是(

)A．氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力B．氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均作用力C．氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，氣體的壓強(qiáng)不一定減小D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大考法例析成就能力【解析】例1由于大量氣體分子都在不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，與器壁頻繁碰撞，使器壁受到一個(gè)平均持續(xù)的沖力，致使氣體對(duì)器壁產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)．根據(jù)壓強(qiáng)的定義得壓強(qiáng)等于作用力與受力面積之比，即氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力，故A正確，B錯(cuò)誤．影響氣體壓強(qiáng)的微觀因素是分子的密集程度和分子的平均動(dòng)能，平均動(dòng)能減小，密集程度可能增加，則壓強(qiáng)可能增大，故C正確．分子的密集程度增加，分子的平均動(dòng)能可能減小，則氣體壓強(qiáng)可能減小，故D錯(cuò)誤．【答案】AC考法4一定質(zhì)量的理想氣體問題例2[課標(biāo)全國Ⅱ2016·33(2)，10分]一氧氣瓶的容積為0.08m3，開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓．某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36m3.當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí)，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(shí)驗(yàn)室使用多少天．【解析】例2設(shè)氧氣開始時(shí)的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個(gè)大氣壓)時(shí)，體積為V2.設(shè)用去的氧氣在p0(1個(gè)大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p1V1＝p2V2＋Np0V0解得氧氣可用的天數(shù)為N＝4(天)【答案】4天考法5

一定質(zhì)量的理想氣體的多過程問題例3[課標(biāo)全國Ⅰ2015·33(2)，10分]如圖，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞．已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105

Pa，溫度為T＝303K．初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距1/2，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K．現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與汽缸之間的摩擦，重力加速度大小g取10m/s2.求：(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．【解析】例3【答案】(1)330K

(2)1.01×105

Pa考法6

氣體狀態(tài)變化中的圖像問題

例4[江蘇物理2018·12A(3)]如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2.0×105

Pa，經(jīng)歷A→B→C→A的過程，整個(gè)過程中對(duì)外界放出61.4J熱量．求該氣體在A→B過程中對(duì)外界所做的功．【解析】整個(gè)過程中，外界對(duì)氣體做功W＝WAB＋WCA，且WCA＝pA(VC－VA)．由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W，得WAB＝－(Q＋WCA)．代入數(shù)據(jù)得WAB＝－138.6J，即氣體對(duì)外界做的功為138.6J.例4【答案】138.6J考法7

兩部分氣體的狀態(tài)變化問題

例5[課標(biāo)全國Ⅰ2018·33(2)，10分]如圖，容積為V的汽缸由導(dǎo)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(xì)管與裝有某種液體的容器相連，細(xì)管上有一閥門K.開始時(shí)，K關(guān)閉，汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0.現(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸，當(dāng)流入的液體體積為V/8時(shí)，將K關(guān)閉，活塞平衡時(shí)其下方氣體的體積減小了V/6.不計(jì)活塞的質(zhì)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(nèi)液體的質(zhì)量．【解析】例4【答案】考法8對(duì)固體和液體的考查

例6[河北衡水中學(xué)2018模擬]以下對(duì)固體和液體的認(rèn)識(shí)，正確的有(

)

A．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體B．液體與固體接觸時(shí)，如果附著層內(nèi)分子比液體內(nèi)部分子稀疏，表現(xiàn)為不浸潤C(jī)．影響蒸發(fā)快慢以及人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一氣溫下水的飽和汽壓的差距D．液體汽化時(shí)吸收的熱量等于液體分子克服分了引力而做的功E．車輪在潮濕的地面上滾過后，車轍中會(huì)滲出水，屬于毛細(xì)現(xiàn)象【解析】燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母是晶體，故A錯(cuò)誤；液體與固體接觸時(shí)，如果附著層內(nèi)分子比液體內(nèi)部分子稀疏，分子力為引力，表現(xiàn)為不浸潤，故B正確；影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣的相對(duì)濕度，即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，故C正確；液體汽化時(shí)，液體分子離開液體表面成為氣體分子，要克服其他液體分子的吸引而做功，因此要吸收熱量．液體汽化過程中體積增大很多，體積膨脹時(shí)要克服外界氣壓做功，也要吸收熱量，故D錯(cuò)誤；車輪在潮濕的地面上滾過后，車轍中會(huì)滲出水，屬于毛細(xì)現(xiàn)象，選項(xiàng)E正確．例4【答案】BCE考點(diǎn)43熱力學(xué)定律和能量守恒定律必備知識(shí)全面把握核心方法重點(diǎn)突破方法8物理的內(nèi)能方法9熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用

方法10對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解考法例析成就能力考法9對(duì)熱力學(xué)定律的理解考法10內(nèi)能與熱力學(xué)第一定律的綜合性問題

考法11熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程相結(jié)合必備知識(shí)全面把握1．物體的內(nèi)能(1)分子的平均動(dòng)能物體內(nèi)部大量分子動(dòng)能的平均值叫分子的平均動(dòng)能．分子的平均動(dòng)能與物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速率無關(guān)．(2)物體的內(nèi)能①物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫物體的內(nèi)能．a(chǎn)．物體的內(nèi)能跟分子數(shù)、溫度和體積有關(guān)．b．理想氣體內(nèi)無分子力，無分子勢(shì)能，所以理想氣體的內(nèi)能只跟溫度和分子數(shù)有關(guān)．c．物體的內(nèi)能和機(jī)械能有著本質(zhì)的區(qū)別．物體具有內(nèi)能，同時(shí)可能具有機(jī)械能，也可能不具有機(jī)械能．②改變物體內(nèi)能有兩種方式：a．做功：其他形式的能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化的過程，外界對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少．b．熱傳遞：是物體間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程，只要兩物體存在溫度差，內(nèi)能就可由高溫物體轉(zhuǎn)移給低溫物體．做功與熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的．2．能量守恒定律(1)內(nèi)容能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量保持不變．(2)第一類永動(dòng)機(jī)不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對(duì)外做功的機(jī)器叫第一類永動(dòng)機(jī)．能量守恒定律使人們認(rèn)識(shí)到第一類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的．3．熱力學(xué)第一定律外界對(duì)物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體內(nèi)能的增加量．即W＋Q＝ΔU.應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)必須掌握的符號(hào)法則：(1)外界對(duì)物體做功W＞0，物體對(duì)外界做功W＜0；(2)物體吸熱Q＞0，物體放熱Q＜0；(3)物體內(nèi)能增加ΔU＞0，物體內(nèi)能減少ΔU＜0.4．熱力學(xué)第二定律(1)兩種表述①克勞修斯表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化．②開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，并把它全部用來做功，而不引起其他變化．（第一種表述是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表述的，第二種表述則是按照機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性來表述的．兩種表述是等價(jià)的，可以從一種表述推導(dǎo)出另一種表述，它們從不同的角度描述了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程是有方向的，是不可逆的，所以都稱為熱力學(xué)第二定律．)

(2)第二類永動(dòng)機(jī)能從單一熱源吸熱并把它全部用來做功，而不引起其他變化的熱機(jī)稱為第二類永動(dòng)機(jī)．第二類永動(dòng)機(jī)沒有違背能量守恒定律，但它違背了熱力學(xué)第二定律，也是不可能制成的，因?yàn)闄C(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化具有方向性，機(jī)械能可全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化，熱機(jī)效率不可能達(dá)到100%.核心方法重點(diǎn)突破方法8

物體的內(nèi)能

[課標(biāo)全國Ⅲ2016·33(1)，5分](多選)關(guān)于氣體的內(nèi)能，下列說法正確的是(

)A．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能一定相同B．氣體溫度不變，整體運(yùn)動(dòng)速度越大，其內(nèi)能越大C．氣體被壓縮時(shí)，內(nèi)能可能不變D．一定量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)E．一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，內(nèi)能一定增加例1【解析】例1物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)具有的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫內(nèi)能．質(zhì)量和溫度都相同的氣體，內(nèi)能不一定相同，其內(nèi)能還與氣體的體積有關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氣體內(nèi)能的大小與氣體的質(zhì)量和溫度等有關(guān)，而與氣體整體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氣體被壓縮時(shí)外界對(duì)氣體做功，若在此過程中同時(shí)放出熱量，根據(jù)ΔU＝W＋Q可知，內(nèi)能可能不變，選項(xiàng)C正確；理想氣體的內(nèi)能只考慮分子動(dòng)能，表現(xiàn)在宏觀上只與溫度有關(guān)，選項(xiàng)D正確；一定量的某種理想氣體在等壓膨脹過程中，溫度一定升高，內(nèi)能一定增加，選項(xiàng)E正確．【答案】CDE突破點(diǎn)：物體的內(nèi)能E＝NEk＋Ep，分子的平均動(dòng)能Ek只與溫度有關(guān)，分子勢(shì)能Ep與體積有關(guān)，而分子數(shù)N由物質(zhì)的量決定，所以內(nèi)能由以上三個(gè)因素決定．分析物體的內(nèi)能問題應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：(1)內(nèi)能是對(duì)物體的大量分子而言的，不存在“某個(gè)分子的內(nèi)能”的說法；(2)決定內(nèi)能大小的因素為溫度、體積、分子數(shù)；(3)通過做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能；(4)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，相同溫度的任何物體，分子的平均動(dòng)能相同，但分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率不一定相同，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，分子的平均速率增大，但并不是每一個(gè)分子的速率都變大；(5)物體的體積變化，分子勢(shì)能也變化，但是分子勢(shì)能隨體積如何變化，不同物體的情況不同；(6)對(duì)于理想氣體，由于分子間沒有相互作用力，所以沒有分子勢(shì)能，內(nèi)能只由溫度和分子數(shù)決定．58方法9

熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用例2

[課標(biāo)全國Ⅱ2017·33(1)，5分](多選)如圖，用隔板將一絕熱汽缸分成兩部分，隔板左側(cè)充有理想氣體，隔板右側(cè)與絕熱活塞之間是真空．現(xiàn)將隔板抽開，氣體會(huì)自發(fā)擴(kuò)散至整個(gè)汽缸．待氣體達(dá)到穩(wěn)定后，緩慢推壓活塞，將氣體壓回到原來的體積．假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)不漏氣．下列說法正確的是(

)A．氣體自發(fā)擴(kuò)散前后內(nèi)能相同B．氣體在被壓縮的過程中內(nèi)能增大C．在自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體對(duì)外界做功D．氣體在被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功E．氣體在被壓縮的過程中，氣體分子的平均動(dòng)能不變例2【解析】氣體向真空自發(fā)擴(kuò)散過程中，氣體不對(duì)外界做功，C錯(cuò)誤，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU知，W＝0，Q＝0，則內(nèi)能不變，A正確；氣體被壓縮的過程中，外界對(duì)氣體做功，W＞0，Q＝0，由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU可知ΔU＞0，B、D正確；由于理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，所以氣體被壓縮的過程中，溫度升高，氣體分子的平均動(dòng)能增大，E錯(cuò)誤．【答案】A、B、D【反思】熱力學(xué)第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種改變物體內(nèi)能的方式是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系．(1)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增量；(2)若過程中不做功，則W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增量；(3)若過程的始、末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q，外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量．做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，如果兩個(gè)過程同時(shí)發(fā)生，則內(nèi)能的改變可由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU確定．方法10

對(duì)熱力學(xué)第二定律的理解例3[河南安陽2018一模]下列關(guān)于熱力學(xué)定律的理解正確的是(

)A．熱量不可