2022届新高考物理二轮学案-专题八　第15讲　热学基础知识及热力学定律.docx

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1、专题八热学第15讲热学基础知识及热力学定律核心考点1热学基础知识【高考真题引领】1(2020全国卷)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，rr1时，F0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_(填“减小“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能_(填“大于”“等于”或“小于”)零。思维分析考查角度分子势能与分子间距r的关系解题关键根据分子间作用力F与分子间距r的关系，判断引力与斥力；分子力做正功，分子势

2、能减小；分子力做负功，分子势能增大解析：从距O点很远处向O点运动，两分子间距减小到r2的过程中，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在r2r1过程中，分子间仍然表现为引力，引力做正功，分子势能减小；在间距等于r1之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子势能为零，则在r1处分子势能小于零。答案：减小减小小于【知识方法深化】1两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V0d3，d为分子的直径。(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V0d3，d为分子间的距离。2分子力、分子势能及内能(1)分子力：分子间引力与斥力的合力。分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子

3、间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快。(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0时，分子势能最小。(3)物体内能变化的判断：温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化。3气体分子运动的特点【精选典题练透】2钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉0.2克，则()Aa克拉钻石所含有的分子数为Ba克拉钻石所含有的分子数为C每个钻石分子直径的表达式为 (单位为m)D每个钻石分子直径的表达式为

4、(单位为m)解析：a克拉钻石所含有的分子数为nNA，所以AB错误；每个钻石分子的体积为V0，由于钻石分子模型为球体，则V0d3，解得每个钻石分子直径d，所以C正确；D错误。答案：C3(多选)(2021山东青岛二模)我国古代历法中的“二十四节气”反映了古人的智慧，有人还将其写成了一首节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。下列与节气有关的物理现象，解释正确的是()A气体分子间的斥力是产生气体压强的原因B做自由落体运动的小水滴呈球形，是由于液体表面张力的作用C夏天感觉比冬天闷热是因为夏天同温度下的大气的绝对湿度比冬天的大D秋天夜晚温度降低，大气的饱和汽压减小，水蒸气

5、容易在草上形成露水解析：气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的，故A错误；液面由于蒸发会导致表面层分子较为稀疏，导致表面具有收缩的趋势，自由落下的小水滴呈球形，是由于液体表面张力的作用，故B正确；夏天感觉比冬天闷热是因为夏天同温度下的大气的相对湿度比冬天的大，故C错误；饱和汽压与温度有关，温度越低，饱和汽压越小，则水蒸气容易在草上形成露水，故D正确。答案：BD4(多选)(2021辽宁沈阳一模)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， 表示在标准状况下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，m0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式正确的是()A.V

6、0 BVCm0 D解析：对于水蒸气，由于分子间距的存在，摩尔体积V除以阿伏加德罗常数NA等于每个分子占据的空间体积，但并不等于分子体积，故A错误；M(表示摩尔质量)除以(标准状况下水蒸气的密度)等于标准状态下水蒸气的摩尔体积V，故B正确；单个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，故C正确；对于水蒸气，由于分子间距的存在，NAV0并不等于摩尔体积，故D错误。答案：BC核心考点2热力学定律的理解与应用【高考真题引领】1(2020山东卷)一定质量的理想气体从状态a开始，经ab、bc、ca三个过程后回到初始状态a，其pV图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为a(V0, 2p0)、 b(2V0，p0

7、)、c(3V0，2p0) 。以下判断正确的是()A气体在ab过程中对外界做的功小于在bc过程中对外界做的功B气体在ab过程中从外界吸收的热量大于在bc过程中从外界吸收的热量C在ca过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D气体在ca过程中内能的减少量大于bc过程中内能的增加量思维分析考查角度PV图像、热力学第一定律解题关键通过C判断温度的变化，确定内能的变化，由热力学第一定律UQW判断做功和吸、放热情况尝试解答_解析：根据气体做功的表达式WFxpSxpV可知pV图线和体积横轴围成的面积即为做功大小，所以气体在ab过程中对外界做的功等于bc过程中对外界做的功，A错误；气体从ab，满足玻意

8、尔定律pVC，所以TaTb，所以Uab0，根据热力学第一定律UQW可知0QabWab，气体从bc，温度升高，所以Ubc0，根据热力学第一定律可知UbcQbcWbc，结合A选项可知WabWbcQab，bc过程气体吸收的热量大于ab过程吸收的热量，B错误；气体从ca，温度降低，所以Uca0，根据热力学第一定律可知Qca0，外界温度不变，故气体内能不变，分子平均动能不变，根据热力学第一定律UQW可知，气体向外界放热。答案：C 考向2热力学第二定律的应用3(2021山东聊城一模)如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定

9、质量的理想气体，右边为真空，现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是()A气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少B气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小C气体在向真空膨胀的过程中，系统的熵不可能增加D若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空解析：由于活塞质量不计，右边为真空，气体膨胀时不做功，故A错误；气体在向真空膨胀的过程中，不做功，不交换热量，内能不变，故温度不变，分子平均动能不变，故B错误；气体在向真空膨胀的过程中，无序性在增加，系统的熵在增加，故C错误；若无外界的干预，气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为

10、真空，故D正确。答案：D 考向3热力学定律与气体实验定律的综合应用4.(2021山东省实验中学高三二模)一定质量理想气体的状态变化如图所示，dabc为圆弧，cd为半径相同的圆弧。气体从状态a沿经状态b、c、d，最终回到状态a，则()A从状态a到状态b是等温膨胀过程B从状态a到状态c，气体放出热量，内能增大C处于状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少D从状态a经b、c、d回到状态a，气体吸收热量解析：由图线可知从状态a到状态b是圆弧而不是双曲线，所以不是等温膨胀过程。故A错误；从状态a到状态c，气体压强相等，体积增大，根据理想气体状态方程可知其温度必定升高，且对外界做功，根据热力学第一定律，有UWQ，气体吸收热量。故B错误；根据上一选项分析，在状态c，气体体积较大，分子数密度较小，气体温度升高导致分子平均动能增加，在保持压强不变的情况下，单位时间撞击单位面积的次数一定较少。故C正确；从状态a经b、c、d回到状态a，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做功等于图形的面积，根据热力学第一定律，有UWQ，气体放出热量。故D错误。答案：C