物理大十 选考部分 第1讲 热学 .ppt

《物理大十 选考部分 第1讲 热学 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理大十 选考部分 第1讲 热学 .ppt（51页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1讲热学专题十选考部分(3-3 3-4)高考题型2气体实验定律的应用高考题型3热学中的综合问题高考题型1热学基本知识高考题精选精练热学基本知识高考题型1例例1(2017全国卷33(1)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图1中两条曲线所示.下列说法正确的是_.A.图中两条曲线下的面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s 区间内的分 子数占总分子数的百分比较大答案解析图1技巧点

2、技巧点拨拨1.分子动理论(1)分子大小阿伏加德罗常数：NA6.021023 mol1.分子体积：V0 (占有空间的体积).分子质量：m0.油膜法估测分子的直径：d .(2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动.扩散现象特点：温度越高，扩散越快.布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈.(3)分子间的相互作用力和分子势能分子力：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；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快.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(分子间的距离为r0时，分

3、子间作用力的合力为0)时，分子势能最小.2.固体、液体和气体(1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同.晶体具有确定的熔点.单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性.晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化.(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性.(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切.(4)饱和汽压的特点液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关.(5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的百分比.即B

4、 100%.3.热力学定律(1)热力学第一定律UQW(2)热力学第二定律热量不能自发地由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化；不可能从单一热源吸收热量并使之完全转化为功，而不引起其他变化.1.(2017山东淄博市模拟)关于热学知识，下列叙述中正确的是_.A.温度降低，物体内所有分子运动的速度不一定都变小B.布朗运动就是液体分子的热运动C.将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体D.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的E.在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加对点拓展练答案12342.(2017广西南宁市模拟)关于液体和固体，下列说法正确的是_.A.液体的温度越低，其饱和汽压

5、越小B.酒精灯中的酒精能沿灯芯向上升，这与毛细现象有关C.纳米材料的粒径一定是1 nmD.具有各向同性的固体一定是非晶体E.第一类永动机违反了能量守恒定律答案12343.(2017云南昆明市二统)下列说法中正确的是_.A.布朗运动是悬浮在气体或液体中固体颗粒分子的无规则运动B.分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小C.温度相同的不同物体，它们分子的平均动能一定相同D.在潮湿的天气里，空气的相对湿度小，有利于蒸发E.一定质量的理想气体分别经等容过程和等压过程，温度均由T1升高 到T2，等压过程比等容过程吸收的热量多答案12344.(2017全国卷33(1)如图2，用隔板将一绝热汽缸分成两部分

6、，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空.现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸.待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积.假设整个系统不漏气.下列说法正确的是_.A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中，气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变答案解析图21234气体实验定律的应用高考题型2例例2(2017全国卷33(2)如图3，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞(质

7、量、体积均可忽略).初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1.已知室温为27，汽缸导热.图3解析解析设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1.依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程.由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)联立式得V1p12p0答案()打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；解析解析解析打开K3后，由式知，活塞必定上升.设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2由式得p2 p0由式知，

8、打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2 p0答案()接着打开K3，求稳定时活塞的位置；解析答案答案B的顶部解解析析设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1300 K升高到T2320 K的等容过程中，由查理定律得 将有关数据代入式得p31.6p0 答案()再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20，求此时活塞下方气体的压强.解析答案答案1.6p0技巧点技巧点拨拨1.气体实验定律(1)等温变化：pVC或p1V1p2V2；2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2

9、)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速地找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.5.(2017安徽合肥市第二次检测)图4为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管，管内有一段被水银密闭的气体，下管足够长，图中管的截面积分别为S12 cm2，S21 cm2，管内水银长度为h1h22 cm，封闭气体长度L10 cm，大气压强为p076 cmHg，气体初始温度为300 K，若缓慢升高气体温度，试求：对点拓展练答案65解析图4(1)当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度；答案答案350 K(2)当气体温度

10、为525 K时，水银柱上端距玻璃管底部的距离.答案65解析答案答案24 cm解得V336 cm3设水银又下移了h3，则S1(Lh1)S2h336 cm3，解得h312 cm，因此水银柱上端距玻璃管底部的距离为hh3h1L24 cm.6.(2017云南昆明市二统)内径相同、导热良好的“”型细管竖直放置，管的水平部分左、右两端封闭，竖直管足够长并且上端开口与大气相通.管中有水银将管分成三部分，A、B两部分封有理想气体，各部分长度如图5所示.将水银缓慢注入竖直管中直到B中气柱长度变为8 cm，取大气压p076 cmHg，设外界温度不变.求：(1)此时，A、B两管中气柱长度之比；65答案解析图5答案答

11、案21(2)注入管中水银柱的长度.65答案解析答案答案30 cm解析解析据题意：pB196 cmHg，LB110 cm，LB28 cm可得：pB2120 cmHg由几何关系可得注入水银柱的长度：L120 cm76 cm20 cm(LA1LA2)(LB1LB2)解得：L30 cm热学中的综合问题高考题型3例例3(2017全国卷33(2)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.()求该热气球所受浮力的大小；答案解析()求该热气球内空气所受的重力；答案解析解析解析气

12、球内热空气所受的重力为G(Ta)Vg 联立式得GVg0 ()设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量.答案解析解析解析设该气球还能托起的最大质量为M，由力的平衡条件得MgFGm0g 联立式得MV0T0()m0 技巧点技巧点拨拨1.多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.2.对于打气(放气)等变质量问题要用假想的口袋将打入(或放出)的气体装起来与原有气体(剩余气体)整体分析，变为总质量不变的状态变化问题.7.(2017湖南

13、省十三校第一次联考)如图6所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C，已知状态A的温度为480 K，求：(1)气体在状态C时的温度；对点拓展练答案87解析图6答案答案160 K解析解析A、C两状态体积相同，故有所以TC160 K.87(2)试着分析从状态A变化到状态B的过程中，气体是从外界吸收热量还是放出热量.答案答案见解析解析解析根据理想气体状态方程：，则TB480 K.由此可知，A、B两状态温度相同，故A、B两状态内能相等，而该过程体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知：该过程中气体吸收热量.答案解析8.(2017陕西西安市二检)如图7所示，在竖直放置的圆柱

14、形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S.开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0.现将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，当气体从外界吸答案87解析收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，重力加速度为g.求：(1)外界空气的温度；图7(2)在此过程中密闭气体增加的内能.答案87解析答案答案Q(mgp0S)d解解析析活塞上升过程中，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功W(mgp0S)d根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能UQWQ(mgp0S)d.高考题精选精练题组全国卷真题精选题组全国卷真题精选1.(2016全国卷33

15、(1)关于热力学定律，下列说法正确的是_.A.气体吸热后温度一定升高B.对气体做功可以改变其内能C.理想气体等压膨胀过程一定放热D.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两 个系统彼此之间也必定达到热平衡答案123解析2.(2016全国卷33)(1)关于气体的内能，下列说法正确的是_.A.质量和温度都相同的气体，内能一定相同B.气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C.气体被压缩时，内能可能不变D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加答案解析123(2)一U形玻璃管竖直放置，

16、左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图8所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积答案解析处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg.环境温度不变.(结果保留三位有效数字)图8答案答案144 cmHg9.42 cm1233.(2015新课标全国33(2)如图9，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg，横截面

17、积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距为l40.0 cm；汽缸外大气的压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距 ，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2.求：图9123在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；答案解析答案答案330 K解解析析大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖吕萨克定律得初状态V1 (S1S2)，T1495 K末状态V2lS2代入可得T2 T1330 K123解析解析对大、小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2可得p11.1105 Pa缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得T3T303 K解得p21.01105 Pa缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.答案解析答案答案1.01105 Pa123