2019屆高考物理二輪復習 專題七 物理選考 考點1 熱學課件.ppt

《2019屆高考物理二輪復習 專題七 物理選考 考點1 熱學課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019屆高考物理二輪復習 專題七 物理選考 考點1 熱學課件.ppt（75頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

考點1熱學 選考 高考定位 1 考查內(nèi)容 1 分子動理論 油膜法測分子直徑 阿伏伽德羅常數(shù)的應用與分子數(shù)的計算 2 熱力學定律 固體和液體的性質(zhì) 3 氣體實驗定律 理想氣體狀態(tài)方程 P V P T V T圖象 氣缸類 關聯(lián)氣體 2 題型 難度高考考查形式為一選擇題 5選3 5分 計算題 10分 難度中檔 1 1 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7 1中兩條曲線所示 下列說法正確的是 圖7 1 A 圖中兩條曲線下面積相等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0 400m s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大 2 如圖7 2所示 容積均為V的氣缸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(zhì)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給氣缸充氣 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 氣缸導熱 圖7 2 打開K2 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 再緩慢加熱氣缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 求此時活塞下方氣體的壓強 解析 1 溫度是分子平均動能的標志 溫度升高分子的平均動能增加 不同溫度下相同速率的分子所占比例不同 溫度越高 速率大的分子占比例越高 故虛線為0 實線是100 對應的曲線 曲線下的面積都等于1 故相等 所以ABC正確 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 被活塞分壓的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程 由玻意耳定律得p0V p1V1 3p0 V p1 2V V 聯(lián)立 式得V1 p1 2p0 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 V2 2V 時 活塞下氣體壓強為p2由玻意耳定律得 3p0 V p2V2 由 式得p2 p0 由 式知 打開K3后活塞上升直到B的頂部為止 此時p2為p 2 p0 答案 1 ABC 2 v 22p0 頂部 1 6p0 2 1 如圖7 3 用隔板將一絕熱氣缸分成兩部分 隔板左側充有理想氣體 隔板右側與絕熱活塞之間是真空 現(xiàn)將隔板抽開 氣體會自發(fā)擴散至整個氣缸 待氣體達到穩(wěn)定后 緩慢推壓活塞 將氣體壓回到原來的體積 假設整個系統(tǒng)不漏氣 下列說法正確的是 圖7 3 A 氣體自發(fā)擴散前后內(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)擴散過程中 氣體對外界做功D 氣體在被壓縮的過程中 外界對氣體做功E 氣體在被壓縮的過程中 氣體分子的平均動能不變 2 一熱氣球體積為V 內(nèi)有充有溫度為Ta的熱空氣 氣球外冷空氣的溫度為Tb 已知空氣在1個大氣壓 溫度為T0時的密度為 0 該氣球內(nèi) 外的氣壓始終都為1個大氣壓 重力加速度大小為g 求該熱氣球所受浮力的大小 求該熱氣球內(nèi)空氣所受的重力 設充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0 求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量 考點一分子動理論 內(nèi)能 2 反映分子運動規(guī)律的兩個實例 1 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 2 擴散現(xiàn)象 產(chǎn)生原因 分子永不停息的無規(guī)則運動 相關因素 溫度 3 對熱力學定律的理解 1 改變物體內(nèi)能的方式有兩種 只敘述一種改變方式是無法確定內(nèi)能變化的 2 熱力學第一定律 U Q W中W和Q的符號可以這樣確定 只要此項改變對內(nèi)能增加有正貢獻的即為正 3 對熱力學第二定律的理解 熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體 也可以從單一熱源吸收熱量全部轉化為功 但不引起其他變化是不可能的 例1 1 分子力比重力 引力等要復雜得多 分子勢能跟分子間的距離的關系也比較復雜 圖7 4所示為分子勢能與分子間距離的關系圖象 用r0表示分子引力與分子斥力平衡時的分子間距 設r 時 Ep 0 則下列說法正確的是 圖7 4 A 當r r0時 分子力為零 Ep 0B 當r r0時 分子力為零 Ep為最小C 當r0 r 10r0時 Ep隨著r的增大而增大D 當r0 r 10r0時 Ep隨著r的增大而減小E 當r r0時 Ep隨著r的減小而增大 2 空調(diào)在制冷過程中 室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器 銅管 液化成水 經(jīng)排水管排走 空氣中水份越來越少 人會感覺干燥 某空調(diào)工作一段時間后 排出液化水的體積V 1 0 103cm3 已知水的密度 1 0 103kg m3 摩爾質(zhì)量M 1 8 10 2kg mol 阿伏加德羅常數(shù)NA 6 0 1023mol 1 試求 結果均保留一位有效數(shù)字 該液化水中含有水分子的總數(shù)N 一個水分子的直徑d 解析 1 分子力是分子間引力和斥力的合力 分子力隨r的變化曲線如下圖所示 由Ep r圖象可知 r r0時 Ep最小 再結合F r圖象知此時分子力為0 則A項錯誤 B項正確 結合F r圖象可知 在r0 r 10r0內(nèi)分子力表現(xiàn)為引力 當間距增大過程中 分子引力做負功分子勢能增大 則C項正確 D項錯誤 結合F r圖象可知 在r r0內(nèi)分子力表現(xiàn)為斥力 當間距減小過程中 分子斥力做負功 分子勢能增大 則E項正確 答案 1 BCE 2 3 1025個 4 10 10m 規(guī)律總結1 四種方法 判斷分子動能和分子勢能的變化方法一 根據(jù)分子力做功與分子勢能變化的關系判斷分子勢能變化 分子力做正功時 分子勢能減小 分子力做負功時 分子勢能增大 方法二 根據(jù)分子勢能與分子間距的關系判斷分子勢能變化 rr0時 r越大 分子勢能越大 方法三 若分子只受分子間作用力 根據(jù)分子力做功情況應用動能定理可判斷分子動能變化 分子力做正功時 分子動能增大 分子力做負功時 分子動能減小 方法四 分子只受分子間作用力時 分子勢能和動能相互轉化 它們的和守恒 據(jù)此可判斷分子勢能和動能的變化情況 題組訓練 1 多選 分子力做功 分子勢能 兩個相距較遠的分子僅在分子力作用下由靜止開始運動 直至不再靠近 在此過程中 下列說法正確的是A 分子力先增大 后一直減小B 分子力先做正功 后做負功C 分子動能先增大 后減小D 分子勢能先增大 后減小E 分子勢能和動能之和不變 解析分子力F與分子間距r的關系是 當r r0時F為斥力 當r r0時F 0 當r r0時F為引力 綜上可知 當兩分子由相距較遠逐漸達到最近過程中分子力是先變大再變小后又變大 A項錯誤 分子力為引力時做正功 分子勢能減小 分子力為斥力時做負功 分子勢能增大 故B項正確 D項錯誤 因僅有分子力作用 故只有分子動能與分子勢能之間發(fā)生轉化 即分子勢能減小時分子動能增大 分子勢能增大時分子動能減小 其總和不變 C E項均正確 答案BCE 2 多選 物體的內(nèi)能 2018 鄭州調(diào)考 下列說法正確的是A 顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地作無規(guī)則運動 這反映了液體分子運動的無規(guī)則性B 分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大 一定先減小后增大C 分子勢能隨著分子間距離的增大 可能先減小后增大D 在真空 高溫條件下 可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素E 當溫度升高時 物體內(nèi)每一個分子熱運動的速率一定都增大 解析布朗運動是固體顆粒在液體中的運動 反應液體分子的運動 故顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地作無規(guī)則運動 這反映了液體分子運動的無規(guī)則性 故選項A正確 分子間的相互作用力隨著分子間距離由很小逐漸增大 r r0 分子力隨r增大減小 分子勢能減小 當r r0時 分子力等于零 分子勢能最小 然后隨r增大分子力先增大再減小 分子勢能逐漸增大 故選項B錯誤 選項C正確 分子之間存在間隙 在真空 高溫條件下 可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素 故D正確 溫度升高 分子平均動能增大 但單個分子運動不確定 故E錯誤 答案ACD 答案ABC 例2 2018 大連檢測 如圖7 5 一個固定的水平氣缸由一大一小兩個同軸絕熱圓筒形成 小圓筒右端開口且足夠長 大圓筒左端封閉且絕熱 長L 15cm 在兩個圓筒中各有一個活塞 大活塞絕熱 小活塞導熱良好且其橫截面面積為大活塞的一半 兩活塞用剛性細輕桿連接 桿長l 15cm 大活塞與大圓筒 大活塞與小活塞間均封閉一定量的理想氣體 初始時A B兩部分氣體的壓強均與外界大氣壓相同 為p0 溫度均為300K 且大活塞距大圓筒底部h 10cm 不計所有摩擦 活塞厚度不計 現(xiàn)緩慢加熱A氣體 使大活塞剛好要與小圓筒相接觸 求此時B氣體的壓強和A氣體的溫度 考點二氣體實驗定律 圖7 5 規(guī)律總結氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程解題四步曲1 選對象 根據(jù)題意 選出所研究的某一部分氣體 這部分氣體在狀態(tài)變化過程中 其質(zhì)量必須保持一定 2 找參量 找出作為研究對象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p V T數(shù)值或表達式 壓強的確定往往是個關鍵 常需結合力學知識 如力平衡條件或牛頓運動定律 才能寫出表達式 3 認過程 過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化方式 除題中條件已直接指明外 在許多情況下 往往需要通過對研究對象與周圍環(huán)境的相互關系的分析才能確定 認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提 4 列方程 根據(jù)研究對象狀態(tài)變化的具體方式 選用氣態(tài)方程或某一實驗定律 代入具體數(shù)值 最后分析討論所得結果的合理性及其物理意義 圖7 6 1 在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間 氣缸內(nèi)封閉氣體的溫度 2 缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時 缸內(nèi)封閉氣體的壓強 答案 1 330K 2 1 01 105Pa 2 液柱 類題型 如圖7 7所示 兩端開口 粗細均勻的長直U形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長度為15cm的空氣柱 氣體溫度為300K時 空氣柱在U形管的左側 圖7 7 1 若保持氣體的溫度不變 從左側開口處緩慢地注入25cm長的水銀柱 管內(nèi)的空氣柱長為多少 2 為了使空氣柱的長度恢復到15cm 且回到原位置 可以向U形管內(nèi)再注入一些水銀 并改變氣體的溫度 應從哪一側注入長度為多少的水銀柱 氣體的溫度變?yōu)槎嗌?大氣壓強P0 75cmHg 圖中標注的長度單位均為cm 解析 1 由于氣柱上面的水銀柱的長度是25cm 所以右側水銀柱的液面的高度比氣柱的下表面高25cm 所以右側的水銀柱的總長度是25cm 5cm 30cm 玻璃管的下面與右側段的水銀柱的總長為45cm 所以在左側注入25cm長的水銀后 設有長度為x的水銀處于底部水平管中 則50cm x 45cm 解得x 5cm即5cm水銀處于底部的水平管中 末態(tài)壓強為75cm 25 25 cm 5cm 120cmHg 由玻意耳定律p1V1 p2V2代入數(shù)據(jù) 解得 L2 12 5cm 答案 1 12 5cm 2 從右側注入25cm長水銀柱375K 3 圖象 類題型 一粗細均勻的J形玻璃管豎直放置 短臂端封閉 長臂端 足夠長 開口向上 短臂內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體 初始狀態(tài)時管內(nèi)各段長度如圖7 8甲所示 密閉氣體的溫度為27 大氣壓強為75cmHg 求 圖7 8 1 若沿長臂的管壁緩慢加入5cm長的水銀柱并與下方的水銀合為一體 為使密閉氣體保持原來的長度 應使氣體的溫度變?yōu)槎嗌?2 在第 1 問的情況下 再使玻璃管沿繞過O點的水平軸在豎直平面內(nèi)逆時針轉過180 穩(wěn)定后密閉氣體的長度為多少 3 在圖乙所給的p T坐標系中畫出以上兩個過程中密閉氣體的狀態(tài)變化過程 3 p3 48cmHg 變化過程如圖所示 例3 多選 一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始 經(jīng)歷三個過程ab bc ca回到原狀態(tài) 其p T圖象如圖7 9所示 下列判斷正確的是A 過程ab中氣體一定吸熱B 過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C 過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱D a b和c三個狀態(tài)中 狀態(tài)a分子的平均動能最小 考點三氣體狀態(tài)變化與熱力學定律的綜合應用 E b和c兩個狀態(tài)中 容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同 圖7 9 答案 ADE 規(guī)律總結理想氣體相關三量 U W Q的分析思路1 內(nèi)能變化量 U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 U 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 U 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 U W分析氣體的吸 放熱情況 題組訓練 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7 10所示 其中對角線ac的延長線過原點O 下列判斷正確的是 圖7 10 A 氣體在a c兩狀態(tài)的體積相等B 氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時的內(nèi)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 答案ABE 2 多選 氣體狀態(tài)變化與熱力學定律 2018 岳陽二模 對于一定質(zhì)量的理想氣體 下列說法正確的是A 保持氣體的壓強不變 改變其體積 可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變B 保持氣體的壓強不變 改變其溫度 可以實現(xiàn)其內(nèi)能不變C 若氣體的溫度逐漸升高 則其壓強可以保持不變D 氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關E 當氣體體積逐漸增大時 氣體的內(nèi)能一定減小答案CD 3 多選 氣體狀態(tài)變化圖象與熱力學定律 2018 龍巖質(zhì)檢 如圖7 11所示 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B C和D后再回到狀態(tài)A 其中 A B和C D為等溫過程 B C和D A為絕熱過程 該循環(huán)過程中 下列說法正確的 圖7 11 A A B過程中 氣體對外界做功 吸熱B B C過程中 氣體分子的平均動能增加C C D過程中 單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D D A過程中 氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化E 該循環(huán)過程中 氣體放熱 解析A B過程中 體積增大 氣體對外界做功 吸熱 選項A正確 B C過程中 絕熱膨脹 氣體對外做功 溫度降低 氣體分子的平均動能減小 選項B錯誤 C D過程中 等溫壓縮 單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 選項C正確 D A過程中 絕熱壓縮 外界對氣體做功 溫度升高 氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化 選項D正確 該循環(huán)過程 氣體在A B過程中對外做功 吸熱 在C D過程中外界對氣體做功放熱 整個過程氣體對外界做功比外界對氣體做功多 內(nèi)能變化為零 循環(huán)過程中氣體吸熱 故選項E錯誤 答案ACD