（通用版）2020版高考物理二輪復習專題七第一講熱學課件.pptx

1、第一講熱學,-2-,考情分析備考定向縱覽考題,洞悉命題規(guī)律,-3-,-4-,網(wǎng)絡構建,策略指導 近幾年內考查的知識點有:阿伏加德羅常數(shù)、液晶的微觀結構、液體的表面張力現(xiàn)象、飽和蒸汽、未飽和蒸汽、飽和蒸汽壓;題型為一個多項選擇題和一個計算題。 在2020年的備考過程中要重視氣體實驗定律、熱力學第一定律的復習。,-5-,高考真題 1.(2019全國卷)(1)如p-V圖所示,1、2、3三個點代表某容器中一定量理想氣體的三個不同狀態(tài),對應的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個狀態(tài)下氣體分子在單位時間內撞擊容器壁上單位面積的平均次數(shù),則N1N2,T1T3,N2N3。(選填“大于”

2、“小于”或“等于”),-6-,(2)如圖,一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成,容器平放在水平地面上,汽缸內壁光滑。整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分,分別充有氫氣、空氣和氮氣。平衡時,氮氣的壓強和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強為p?，F(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變,活塞沒有到達兩汽缸的連接處,求,抽氣前氫氣的壓強;抽氣后氫氣的壓強和體積。,-7-,考點定位:壓強的微觀解釋、氣體實驗定律 解題思路與方法:(2)對兩活塞進行受力分析,列平衡方程。對氫氣和氮氣分別依據(jù)玻意耳定律列方程。,解析: (1)從“1”到“2”是等容

3、變化,根據(jù)查理定理可知“2”狀態(tài)溫度低,分子平均動能小,所以單位時間內撞擊器壁上單位面積的平均次數(shù)少,即N1大于N2;從“1”到“3”,因為1點狀態(tài)壓強與體積的積與2點狀態(tài)壓強與體積的積相等,說明T1等于T3;從“2”到“3”是等壓膨脹,氣體分子在單位時間內撞擊四壁單位面積的個數(shù)減少,即N2大于N3。,-8-,設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1,氮氣的壓強和體積分別為p2和V2。,-9-,2.(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(jīng)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

4、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,-10-,(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?，F(xiàn)將K打開,容器內的液體緩慢地流入汽缸,當流,-11-,考點定位:氣體實驗定律、內能、熱力學第一定律 解題思路與方法:(2)先對氣體進行狀態(tài)分析,再對活塞進行受力分析。,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

5、,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,-12-,-13-,3.(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

6、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0400 m/s區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大,-14-,(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,

7、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。,-15-,考點定位:分子運動速率的統(tǒng)計分布、氣體實驗定律 解題思路與方法:(2)打開K2后,被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。打開K3后,活塞必定上升。,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

8、速率出現(xiàn)在0400 m/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。,-16-,(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(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律,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(V22V)時,活塞下方氣體壓強為p2。由玻意耳定律得,-17-,-18-,4.(2016全國卷)(1)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)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

9、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,-19-,(2)一氧氣瓶的容積為0.08 m3,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0.36 m3。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 解題思路與方法:(2)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,

10、另一部分是瓶中2個大氣壓的氧氣。,-20-,答案: (1)ABE(2)4天 解析: (1)ac延長后過原點,所以ac是等容線,A選項正確;根據(jù)圖象,TaTc,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(jù)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,U0即W+Q0,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

11、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。,-21-,-22-,考點一,考點二,考點三,分子動理論、內能及熱力學定律(H),歸納總結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(chǎn)生原因:分子永不停息地無規(guī)則運動。 相關因素:溫度。,

12、-23-,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。,-24-,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,W0;系統(tǒng)對外界做

13、功,W0;系統(tǒng)向外界放出熱量,Q0;系統(tǒng)內能減少,U0。 (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(chǎn)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。,-25-,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(jù)分子動理

14、論、內能及熱力學定律知識綜合判斷。 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。,答案,解析,-26-,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,答案,解析,-27-,考點一,考點二,考點三,2.(多選)(2019甘肅重點中學協(xié)作體聯(lián)考)下列說法中正確的是() A.一個絕熱容器中盛有氣體,假設把氣體中分子速率很大的如大于v的分子全部取走,則短時間內氣體的溫度會下降,此后氣體中不再存在速率大于v的分子

15、 B.溫度高的物體分子平均動能一定大,內能也一定大 C.氣體壓強的大小跟氣體分子的平均動能、分子的密集程度有關 D.分子勢能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大 E.熱力學第二定律指出:在任何自然的過程中,一個孤立的系統(tǒng)的總熵不會減小,答案,解析,-28-,考點一,考點二,考點三,3.(多選)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,答案,解析,-29-,考點一,考點二,考點三

16、,固體、液體和氣體(M),歸納總結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。,-30-,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

17、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(jù)濕度溫度計的原理和熱力學第一定律判斷。 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。,答案,解析,-31-,考點一,考點二,考點三,4.(多選)(2019遼寧遼陽高考物理二模)下列說法正確的是 () A.食鹽晶體中的鈉離子氯離子按一定規(guī)律分布,具有空間上的周期性 B.液晶既有液體的流動性,又有晶

18、體的各向異性 C.功可以全部轉化為熱量,但熱量不能全部轉化為功 D.水黽能停在水面上,是因為液體表面張力的作用 E.外界對物體做功時,物體的內能一定增加,答案,解析,-32-,考點一,考點二,考點三,5.(多選)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,答案,解析,-33-,考點一,考點二,考點三,6.(多選)下列

19、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,答案,解析,-34-,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),歸納總結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

20、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。 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。,-35-,考點一,考點二,考點三,【典例3】(2019全國卷)熱等靜壓設備廣泛應用于材料加工中。該設備工作時,先在室溫下把惰性氣體用壓縮機壓入到一個預抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺熱等靜壓設備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容

21、積為0.13 m3,爐腔抽真空后,在室溫下用壓縮機將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.210-2 m3,使用前瓶中氣體壓強為1.5107 Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強為2.0106 Pa;室溫溫度為27 。氬氣可視為理想氣體。 (1)求壓入氬氣后爐腔中氣體在室溫下的壓強; (2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ,求此時爐腔中氣體的壓強。,思維點撥合理選擇氣體為研究對象,利用氣體實驗定律求解。,-36-,考點一,考點二,考點三,答案: (1)3.2107 Pa(2)1.6108 Pa 解析: (1)設初始時每瓶氣體的體積為V0,壓強為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強為p1。假設體積為V0、壓強為p0的氣體壓強變?yōu)閜1時,其體積膨脹為V1。由玻意耳定律,-37-,考點一,考點二,考點三,-38-,考點一,考點二,考點三,7.一熱氣球體積為V,內部充有溫度為Ta的熱空氣,氣