2013高考物理二輪復(fù)習(xí)熱學(xué)專題

1、2013高考物理二輪復(fù)習(xí)熱學(xué)專題選考內(nèi)容范圍：模塊3-3主題內(nèi)容要求說明分子動理論與統(tǒng)計觀點分子動理論的基本觀點和實驗依據(jù)阿伏加德羅常數(shù)氣體分子運動速率的統(tǒng)計分布溫度所分子平均動能的標志、內(nèi)能定性了解固體、液體與氣體固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體液晶的微觀結(jié)構(gòu)液體的表面張力現(xiàn)象氣體實驗定律理想氣體飽和蒸氣、未飽和蒸氣和飽和蒸氣壓相對濕度熱力學(xué)定律與能量守恒熱力學(xué)第一定律能量守恒定律熱力學(xué)第二定律單位制要知道中學(xué)物理中涉及到的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位：包括攝氏度（）、標準大氣壓知道國際單位制中規(guī)定的單位符號實驗用油膜法估測分子的大小要求會正確使用的儀器有：溫度計【重點知識整合】一、固

2、體、液體、氣體微觀量的估算1固體、液體微觀量的估算(1)分子數(shù)、分子質(zhì)量的計算分子數(shù)NnNANANA分子質(zhì)量m，其中M0為摩爾質(zhì)量，V0為摩爾體積，NA為阿伏加德羅常數(shù)(2)分子體積(分子所占空間)的估算方法每個分子的體積V，其中為固體(或液體)的密度(3)分子直徑的估算方法如果把固體分子、液體分子看成球體，則分子直徑d；如果把固體、液體分子看成立方體，則d.利用油酸在水面上形成的單層分子膜，可得油酸分子的直徑d，其中V、S分別為油酸的體積和油膜的面積2氣體分子微觀量的估算(1)物質(zhì)的量n，V為氣體在標準狀況下的體積，其單位為L.(2)分子間距的估算方法：倘若氣體分子均勻分布，每個分子占據(jù)一定

3、的空間，假設(shè)為立方體，分子位于每個立方體的中心，則每個小立方體的邊長就是分子間距；假設(shè)氣體分子占有的體積為球體，分子位于球體的球心，則分子間距等于每個球體的直徑特別提醒：(1)分子直徑的數(shù)量級為1010 m，因此求出的數(shù)據(jù)只在數(shù)量級上有意義 (2)阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁 二、分子力做功及物體的內(nèi)能 1分子力的特點 分子間作用力(指引力和斥力的合力)隨分子間距離變化而變化的規(guī)律是： (1)rr0時表現(xiàn)為引力； (4)r10r0以后，分子力變得 十分微弱，可以忽略不計， 2分子力做功的特點及勢能的變化 分子力做正功時分子勢能減小;分子力做負功時

4、分子勢能增大.(所有勢能都有同樣結(jié)論:重力做正功重力勢能減小、電場力做正功電勢能減小.) 由上面的分子力曲線可以得出如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離而變化的圖象如圖.可見分子勢能與物體的體積有關(guān)，體積變化，分子勢能也變化 3物體的內(nèi)能及內(nèi)能變化 項目 內(nèi)容 備注 內(nèi)能分子 動能 分子動能各不相等 分子總動能由分子個數(shù)和溫度決定 溫度是分子 平均動能的標志 分子 勢能 rr0時,Ep最小 總Ep與分子個數(shù)、分子種類、物體體積有關(guān) 分子力做正功,Ep減小 分子力做負功,Ep增大 分子力做功時,Ek和Ep相互轉(zhuǎn)化,但二者之和不變 內(nèi)能的改變 做功 沒有熱傳遞時,WU 做

5、功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的 實質(zhì):其他形式的能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 熱傳遞 沒有做功時,QU 實質(zhì):內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移 三種方式:傳導(dǎo)、對流、輻射 特別提醒：內(nèi)能與機械能不同前者由物體內(nèi)分子運動和分子間作用決定，與物體的溫度和體積有關(guān)，具體值難確定，但永不為零；后者由物體的速度、物體間相互作用、物體質(zhì)量決定，可以為零；內(nèi)能和機械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 三、氣體性質(zhì)的比較 項目 內(nèi)容 備注 氣體分子運動的特點 分子間距很大,作用力很弱 對理想氣體,溫度TEk,內(nèi)能UT 分子間碰撞頻繁,分子運動混亂 向各個方向 運動的分子數(shù)相等 分子速率分布呈 “中間多,兩頭少” 項目 內(nèi)容 備注 氣體的

6、狀態(tài)參量 溫度 Tt273 K T與t間隔相等,起點不同 用于解釋氣體定律 壓強 產(chǎn)生原因:大量分子頻繁碰撞器壁 微觀決定因素:分子平均動能、分子密集程度 四、分子動理論1分子動理論的內(nèi)容：(1)物體是由大量分子組成的：分子直徑的數(shù)量級為1010 m分子的大小可用油膜法估測：將油酸分子看成一個個緊挨在一起的單分子層，若用V表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為一滴油酸酒精溶液中純油酸的油膜面積，則分子直徑(大小)d.(2)分子永不停息地做無規(guī)則運動：布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的運動，既不是固體分子的運動，也不是液體分子的運動；布朗運動現(xiàn)象說明液體分子在做無規(guī)則運動(3)分子間同時存在著

7、引力和斥力：二者均隨分子間距的增大而減小，且分子斥力隨分子間距變化得比較顯著分子力指引力和斥力的合力，當(dāng)rr0(數(shù)量級是1010m)時，分子力為零2氣體壓強的微觀解釋：氣體壓強是大量氣體分子作用在單位面積器壁上的平均作用力其微觀決定因素是分子平均動能和分子密集程度，宏觀決定因素是溫度和體積3內(nèi)能：物體內(nèi)所有分子的動能與分子勢能的總和從微觀上看，物體內(nèi)能的大小由組成物體的分子數(shù)、分子平均動能和分子間距決定；從宏觀上看，物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量(摩爾數(shù))、溫度和體積決定五、熱力學(xué)定律1熱力學(xué)第一定律：UQWUWQ正值負值正值負值正值負值內(nèi)能增加內(nèi)能減少外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)從外界吸收熱量

8、系統(tǒng)向外界放出熱量2.熱力學(xué)第二定律：反映了涉及內(nèi)能的宏觀過程的不可逆性(1)克勞修斯表述(熱傳導(dǎo)的方向性)：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(機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)：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(第二類永動機不可能制成)六、氣體實驗定律與理想氣體的狀態(tài)方程1氣體實驗定律：等溫變化玻意耳定律：p1V1p2V2；等容變化查理定律：；等壓變化蓋呂薩克定律：.只適用于一定質(zhì)量的氣體2理想氣體狀態(tài)方程：或C(恒量)適用于一定質(zhì)量的理想氣體六、物態(tài)和物態(tài)變化知識點晶體和非晶體晶體：石英、云母、食鹽、硫酸銅、味精、蔗糖等。單晶體：有

9、天然形成的 的幾何外形；在物理性質(zhì)上，晶體具有 性；如果一個物體就是一個完整的晶體，這樣的晶體叫單晶體。多晶體：多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的；在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為 性；無規(guī)則的幾何外形。單晶體和多晶體都 的熔點。晶體各向異性：指的是晶體在不同方向上 性質(zhì)不同。有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱（例如：云母）或?qū)щ娦阅懿煌?；有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同。而非晶體和多晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫做各向同性。（液體也表現(xiàn)為 性）非晶體：玻璃、蜂臘、松香、橡膠、瀝青等。無規(guī)則的幾何外形；在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為 性；無確定的熔點。同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體，在一定

10、條件下也可轉(zhuǎn)化為晶體。晶體的微觀結(jié)構(gòu)組成晶體的微粒按一定的規(guī)律在空間整齊地排列，所以晶體有規(guī)則的幾何外形。有的物質(zhì)的微粒能形成不同的晶體結(jié)構(gòu)；例如：碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金鋼石。固體是晶體還是非晶體要看其是否有確定的 ；區(qū)分單晶體和多晶體要看其物理性質(zhì)是 還是 性。液體的表面層定義：液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層叫做表面層。特點：分子間距要比液體內(nèi)部 ，分子間相互作用力表現(xiàn)為 力。表面張力定義：液體表面各部分之間相互吸引的力。作用效果：在液體表面張力的作用下，液體表面有收縮到最 的趨勢。說明：在體積相等的各種形狀的物體中，球形表面積最小，故液滴成球形。液體的附著層定義：當(dāng)液體和固

11、體接觸處形成一個液體薄層叫做附著層。浸潤和不浸潤定義：一種液體會潤濕某種固體并附在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤。一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫做不浸潤。分析：附著層里的分子既受到固體分子的吸引，又受到液體內(nèi)部分子的吸引當(dāng)固體分子的吸引較弱時，附著層里的液體分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢，這樣的液體和固體表現(xiàn)為不浸潤，在毛細管中液體下降呈凸形；當(dāng)受到固體分子的吸引相當(dāng)強時，附著層里的分子比液體內(nèi)部密，分子間力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴展的趨勢，這樣的液體和固體表現(xiàn)為浸潤，在毛細管中液體上升呈凹形同一種液體對一些固體是浸潤的，對另一些固體

12、可能不浸潤。例如：水能浸潤玻璃，但不能浸潤石蠟，水銀不能浸潤玻璃，但能浸潤鋅。毛細現(xiàn)象定義：浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：是浸潤或不浸潤與表面張力共同作用的結(jié)果。毛細管越細，毛細現(xiàn)象越明顯。用內(nèi)徑很細的玻璃管做成的水銀氣壓計，其讀數(shù)比實際氣壓偏 。液晶定義：有些些化合物像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把處于這種的物質(zhì)叫液晶。（在顯示器方面有廣泛的應(yīng)用）特點：液晶分子位置的無序使它像液體，而排列有序使它像固體，所以液晶是具有晶體結(jié)構(gòu)的液體。說明：液晶物質(zhì)都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子、碟狀分子、

13、平板狀分子。液晶的物理性質(zhì)很容易在外界的影響（如電場、溫度、壓力、光照）下發(fā)生變化。汽化蒸發(fā)：只發(fā)生在液體表面，在任何溫度都發(fā)生蒸發(fā)；沸騰：是在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象，沸騰只有達到液體沸點（大氣壓越高，沸點越 ）才會發(fā)生。注意：液體的汽化不是指沸騰。飽和汽與飽和汽壓飽和汽：與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，沒有達到飽和狀態(tài)的蒸汽叫未飽和汽。飽和汽壓：在一定溫度下，飽和汽的分子密度是一定的，因而壓強也是一定的，這個壓強叫做這種液體的飽和汽壓。說明：飽和汽壓隨溫度的升高而增大，與體積無關(guān)；當(dāng)溫度降到水蒸氣飽和時，就會有液態(tài)水出現(xiàn)（空氣中出現(xiàn)白霧或液態(tài)水出現(xiàn)在固體表面）；飽和汽壓指

14、的是空氣中水蒸氣的分氣壓，與其它氣體的壓強無關(guān)。濕度絕對濕度：空氣中所含水蒸氣的壓強。影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受的因素是相對濕度。相對濕度和絕對濕度都和溫度都有關(guān)系。在絕對濕度不變的情況下，溫度越高，相對濕度越小，人感覺越干燥；溫度越低，相對濕度越大，人感覺越潮濕。熔化熱熔化熱：某種晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比。一定質(zhì)量的晶體，熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等。晶體和非晶體的熔化晶體熔化過程中吸收的熱量全部用于破壞其空間排列的規(guī)律性，增加了分子的勢能，而分子的平均動能幾乎不變，所以晶體在熔化時有確定的熔點，雖然在熔化過程中不斷吸收熱量，但溫度并不升高。非晶體由于沒有

15、固定的結(jié)構(gòu)，在加熱時逐漸軟化，溫度持續(xù)升高，沒有確定的熔點。從物理性質(zhì)上看與液體沒有質(zhì)的不同，所以有時又稱非晶體為粘滯系數(shù)很大的液體。汽化熱定義：某種液體汽化成同溫度的氣體時所需能量與其質(zhì)量之比，稱作這種物質(zhì)在這個溫度下的汽化熱。（液體可以在任何溫度下汽化）影響因素：對應(yīng)溫度；氣體壓強。說明：液體汽化時體積會增大很多，分子吸收的能量不只用于掙脫其它分子的束縛，還用于體積膨脹時克服外界氣壓做功，所以汽化熱還與外界氣體壓強有關(guān)。練習(xí)：分子動理論12011年4月8日，在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強為2.5 atm，溫度為27 ，爆胎時胎內(nèi)氣體的溫度為87 ，

16、輪胎中的空氣可看作理想氣體(1)求爆胎時輪胎內(nèi)氣體的壓強；(2)從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)壓強變化的原因；(3)爆胎后氣體迅速外泄，來不及與外界發(fā)生熱交換，判斷此過程胎內(nèi)原有氣體內(nèi)能如何變化？簡要說明理由熱力學(xué)定律2(1)下列說法中正確的是_A物體自由下落時速度增大，所以物體內(nèi)能也增大B當(dāng)分子間距離從r0(此時分子間引力與斥力平衡)增大到r1時，分子力先減小后增大，分子勢能也先減小后增大C熱量一定從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞D根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(2)某同學(xué)做了如圖1所示的探究性實驗，U形管左口管套有一小氣球，管內(nèi)裝有水銀，當(dāng)在右管內(nèi)再注入一些水銀時，

17、氣球?qū)⒐牡酶蠹僭O(shè)封閉氣體與外界絕熱，則在注入水銀時，封閉氣體的體積_，壓強_，溫度_，內(nèi)能_(填“增大”、“減小”、“升高”、“降低”或“不變”)(3)一同學(xué)在游泳池中游泳時進行了一項科學(xué)探究，他將一粗細均勻、一端封閉的長為12 cm的玻璃飲料瓶握住，開口向下潛入水中，當(dāng)潛入到水下某深度時看到水進入玻璃管口大約2 cm.他據(jù)此就粗略估計出了潛入水中的深度，請通過計算得出潛水的深度(取水面上大氣壓強為p01.0105 Pa，g10 m/s2理想氣體狀態(tài)方程3(1)如圖2所示是一定質(zhì)量的理想氣體的三個不同變化過程則下列敘述正確的是 Aad過程氣體的溫度降低 Bbd過程氣體的溫度降低Ccd過程氣體

18、的溫度降低 Dbd過程氣體對外界做功(2)如圖3所示，足夠長的圓柱形汽缸豎直放置，其橫截面積為1103 m2，汽缸內(nèi)有質(zhì)量m2 kg的活塞，活塞與汽缸壁封閉良好，不計摩擦開始時活塞被銷子K固定于如圖3所示位置，離缸底12 cm，此時汽缸內(nèi)被封閉氣體的壓強1.5105 Pa，溫度為300 K外界大氣壓為1.0105 Pa，g10 m/s2.現(xiàn)對密閉氣體加熱，當(dāng)溫度升高到一定程度時，拔去銷子K，活塞開始向上運動，當(dāng)它最后靜止在某一位置時，汽缸內(nèi)氣體的溫度為360 K，則這時活塞離缸底的距離為多少？4(1)在某一密閉容器內(nèi)裝有一定質(zhì)量的理想氣體(設(shè)此狀態(tài)為甲)，現(xiàn)設(shè)法降低氣體的溫度同時增大氣體的壓強

19、，達到狀態(tài)乙，則下列判斷正確的是A氣體在狀態(tài)甲時的密度比狀態(tài)乙時的大B氣體在狀態(tài)甲時的分子平均動能比狀態(tài)乙時的大C氣體在狀態(tài)甲時的內(nèi)能比狀態(tài)乙時的大D氣體從狀態(tài)甲變化到狀態(tài)乙的過程中，放出的熱量多于外界對氣體做的功(2)如圖4所示，在一端封閉的U形管中用水銀柱封一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為14 時，左臂水銀柱的長度h110 cm，右臂水銀柱長度h27 cm，氣柱長度L15 cm；將U形管放入100 水中且狀態(tài)穩(wěn)定時，h1變?yōu)? cm.分別寫出空氣柱在初末兩個狀態(tài)的氣體參量，并求出末狀態(tài)空氣柱的壓強和當(dāng)時的大氣壓強(單位用 cmHg)固體、液體和物態(tài)變化的考查晶體和非晶體的特性 5如圖3所示，

20、曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程，圖中橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T。從圖中可以確定的是_。（填選項前的字母） A晶體和非晶體均存在固定的熔點T0 B曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài) C曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài) D曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài) 空氣的濕度 6關(guān)于空氣濕度，下列說法正確的是_（填入正確選項前的字母）。 A當(dāng)人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大 B當(dāng)人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小 C空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸汽的壓強表示 D空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強之比 對分子動理論和固、液體性質(zhì)

21、相結(jié)合考查 7人類對物質(zhì)屬性的認識是從宏觀到微觀不斷深入的過程。以下說法正確的是 。 A液體的分子勢能與體積有關(guān) B晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的 C溫度升高，每個分子的動能都增大 D露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用 對熱力學(xué)定律的考查 1熱力學(xué)第一定律 8如圖4所示，內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置。一定質(zhì)量的理想氣體被密封在氣缸內(nèi)，外界大氣壓強為P0?，F(xiàn)對氣缸緩慢加熱，氣體吸收熱量Q后，體積由V1增大為V2。則在此過程中，氣體分子平均動能_(選“增大”“不變”或“減小”)，氣體內(nèi)能變化了_。 能量守恒定律9 如圖所示，一淙用的“永動機”轉(zhuǎn)輪由5根輕桿和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，輕桿的末端裝有形狀記憶合金制成的葉片，

22、輕推轉(zhuǎn)輪后，進入熱水的葉片因伸展面“劃水”，推動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動。離開熱水后，葉片形狀迅速恢復(fù)，轉(zhuǎn)輪因此能較長時間轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是 A轉(zhuǎn)輪依靠自身慣性轉(zhuǎn)動，不需要消耗外界能量 B轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動所需能量來自形狀記憶合金自身 C轉(zhuǎn)動的葉片不斷攪動熱水，水溫升高 D葉片在熱水中吸收的熱量一定大于在空氣中釋放的熱量10(多選)下列說法正確的是()A一定溫度下飽和汽的壓強隨體積的增大而減小B人對空氣干爽與潮濕的感受主要取決于空氣的相對濕度C產(chǎn)生毛細現(xiàn)象時，液體在毛細管中一定上升D能量耗散雖然不會使能的總量減少，卻會導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低11(多選)下列說法中，正確的是()A晶體具有確定的熔點B多晶體具有各向異性C晶體和非晶體之間不能相互轉(zhuǎn)化D碳原子按照不同規(guī)則排列，可以成為石墨，也可以成為金剛石 12.如圖124所示，用活塞封閉一定質(zhì)量理想氣體的導(dǎo)熱汽缸放在水平桌面上，汽缸正上方有一個沙漏正在漏沙，導(dǎo)致活塞緩慢下降若大氣壓和外界溫度恒定，隨著沙子不斷漏下，缸內(nèi)氣體的壓強逐漸_(填“增大”或“減小”)，氣體_(填“吸收”或“放出”)熱量13(2012福建卷，28)(1)關(guān)于熱力學(xué)定律和分子動理論，下列說法正確的是_(填選項前的字母)A一定量氣體吸收熱量，其內(nèi)能一定增大B不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體C若兩分子間距離增大，分子勢能一定增大D