（通用版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題七第一講熱學(xué)課件.pptx

1、第一講熱學(xué),-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(luò)構(gòu)建,策略指導(dǎo) 近幾年內(nèi)考查的知識(shí)點(diǎn)有:阿伏加德羅常數(shù)、液晶的微觀結(jié)構(gòu)、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(gè)多項(xiàng)選擇題和一個(gè)計(jì)算題。 在2020年的備考過程中要重視氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)第一定律的復(fù)習(xí)。,-5-,高考真題 1.(2019全國卷)(1)如p-V圖所示,1、2、3三個(gè)點(diǎn)代表某容器中一定量理想氣體的三個(gè)不同狀態(tài),對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分別表示這三個(gè)狀態(tài)下氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)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(gè)汽缸連通而成,容器平放在水平地面上,汽缸內(nèi)壁光滑。整個(gè)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?dú)?。平衡時(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p0和V0,氫氣的體積為2V0,空氣的壓強(qiáng)為p。現(xiàn)緩慢地將中部的空氣全部抽出,抽氣過程中氫氣和氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?活塞沒有到達(dá)兩汽缸的連接處,求,抽氣前氫氣的壓強(qiáng);抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。,-7-,考點(diǎn)定位:壓強(qiáng)的微觀解釋、氣體實(shí)驗(yàn)定律 解題思路與方法:(2)對(duì)兩活塞進(jìn)行受力分析,列平衡方程。對(duì)氫氣和氮?dú)夥謩e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(dòng)能小,所以單位時(shí)間內(nèi)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?yàn)?點(diǎn)狀態(tài)壓強(qiáng)與體積的積與2點(diǎn)狀態(tài)壓強(qiáng)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(shí)間內(nèi)撞擊四壁單位面積的個(gè)數(shù)減少,即N2大于N3。,-8-,設(shè)抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積分別為p1和V1,氮?dú)獾膲簭?qiáng)和體積分別為p2和V2。,-9-,2.(2018全國卷)(1)(多選)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷過程、到達(dá)狀態(tài)e,對(duì)此氣體,下列說法正確的是(),A.過程中氣體的壓強(qiáng)逐漸減小 B.過程中氣體對(duì)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(nèi)能相等 E.狀態(tài)d的壓強(qiáng)比狀態(tài)b的壓強(qiáng)小,-10-,(2)如圖,容積為V的汽缸由導(dǎo)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(xì)管與裝有某種液體的容器相連,細(xì)管上有一閥門K。開始時(shí),K關(guān)閉,汽缸內(nèi)上下兩部分氣體的壓強(qiáng)均為p0?，F(xiàn)將K打開,容器內(nèi)的液體緩慢地流入汽缸,當(dāng)流,-11-,考點(diǎn)定位:氣體實(shí)驗(yàn)定律、內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律 解題思路與方法:(2)先對(duì)氣體進(jìn)行狀態(tài)分析,再對(duì)活塞進(jìn)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(qiáng)增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。過程中,體積增大,氣體對(duì)外做功,故B項(xiàng)正確。過程是等容變化,溫度降低

5、,放出熱量,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。過程是等溫變化,溫度不變,故狀態(tài)c、d的內(nèi)能相等,故D項(xiàng)正確;連接Ob,并延長(zhǎng),交cd所在直線于f點(diǎn),則由蓋呂薩克定律可知,由b到f,壓強(qiáng)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(qiáng)減小,故E項(xiàng)正確。 (2)設(shè)活塞再次平衡后,活塞上方氣體的體積為V1,壓強(qiáng)為p1;下方氣體的體積為V2,壓強(qiáng)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(duì)應(yīng)于氧氣分子平均動(dòng)能較小的情形 C.圖中實(shí)線對(duì)應(yīng)于氧氣分子在100 時(shí)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(shí)相比,100 時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)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(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)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(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí),三個(gè)閥門均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1。已知室溫為27 ,汽缸導(dǎo)熱。 打開K2,

7、求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng); 接著打開K3,求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置; 再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ,求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)。,-15-,考點(diǎn)定位:分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布、氣體實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的氧氣分子速率較小的占的比例大,故平均動(dòng)能較小,B正確。實(shí)線對(duì)應(yīng)的氧氣分子速率較大的占的比例大,故熱運(yùn)動(dòng)劇烈,為100 的情形,C項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤。100 時(shí)分子

8、速率出現(xiàn)在0400 m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小,E項(xiàng)錯(cuò)誤。,-16-,(2)設(shè)打開K2后,穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)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(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22V)時(shí),活塞下方氣體壓強(qiáng)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(duì)角線ac的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)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(shí)的內(nèi)能大于它在狀態(tài)c時(shí)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(duì)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(duì)外界做的功 E.在過程bc中外界對(duì)氣體做的功等于在過程da中氣體對(duì)外界做的功,-19-,(2)一氧氣瓶的容積為0.08 m3,開始時(shí)瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個(gè)大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個(gè)大氣壓時(shí),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(shí)驗(yàn)室使用多少天。 考點(diǎn)定位:熱力學(xué)定律、氣體實(shí)驗(yàn)定律 解題思路與方法:(2)開始時(shí)瓶中壓強(qiáng)為20個(gè)大氣壓的氧氣分成了兩部分,一部分是1個(gè)大氣壓的氧氣,

10、另一部分是瓶中2個(gè)大氣壓的氧氣。,-20-,答案: (1)ABE(2)4天 解析: (1)ac延長(zhǎng)后過原點(diǎn),所以ac是等容線,A選項(xiàng)正確;根據(jù)圖象,TaTc,一定量的理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度越高,內(nèi)能越大,B選項(xiàng)正確;cd過程中,溫度不變,內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q+W,向外界放出的熱量等于外界對(duì)氣體做的功,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;在過程da中,U0即W+Q0,吸收的熱量應(yīng)大于氣體對(duì)外界做的功,D選項(xiàng)錯(cuò)誤;在過程da中,外界對(duì)氣體做的功為W1=pd(Va-Vd)=pdVa-pdVd,d和a壓強(qiáng)相等,所以W1=paVa-pdVd,bc過程中氣體對(duì)外界做功W2=pc(Vb-Vc),b、c壓強(qiáng)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(xiàng)正確。,-21-,-22-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,分子動(dòng)理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律(H),歸納總結(jié)1.必須掌握的三個(gè)問題 (1)必須掌握微觀量估算的兩個(gè)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(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩個(gè)實(shí)例 布朗運(yùn)動(dòng) 研究對(duì)象:懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒。 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):無規(guī)則、永不停息。 相關(guān)因素:顆粒大小、溫度。 擴(kuò)散現(xiàn)象 產(chǎn)生原因:分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 相關(guān)因素:溫度。,

12、-23-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,(3)必須弄清的分子力和分子勢(shì)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(shì)能:分子力做正功,分子勢(shì)能減小;分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大;當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時(shí),分子間作用的合力為0)時(shí),分子勢(shì)能最小。,-24-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.物體的內(nèi)能與熱力學(xué)定律 (1)物體內(nèi)能變化的判定:溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化;體積變化,分子間的分子力做功,引起分子勢(shì)能的變化。 (2)熱力學(xué)第一定律 公式:U=W+Q; 符號(hào)規(guī)定:外界對(duì)系統(tǒng)做功,W0;系統(tǒng)對(duì)外界做

13、功,W0;系統(tǒng)向外界放出熱量,Q0;系統(tǒng)內(nèi)能減少,U0。 (3)熱力學(xué)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(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)。第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的。,-25-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【典例1】(多選)(2018全國卷)對(duì)于實(shí)際的氣體,下列說法正確的是() A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能 B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能 C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 D.氣體的體積變化時(shí),其內(nèi)能可能不變 E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 思維點(diǎn)撥根據(jù)分子動(dòng)理

14、論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律知識(shí)綜合判斷。 方法技巧不僅要知道內(nèi)能是什么,還要知道改變內(nèi)能的方式是什么。,答案,解析,-26-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,1.(2018北京卷)關(guān)于分子動(dòng)理論,下列說法正確的是() A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān) B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) C.分子間同時(shí)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(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.(多選)(2019甘肅重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體聯(lián)考)下列說法中正確的是() A.一個(gè)絕熱容器中盛有氣體,假設(shè)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(shí)間內(nèi)氣體的溫度會(huì)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(dòng)能一定大,內(nèi)能也一定大 C.氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能、分子的密集程度有關(guān) D.分子勢(shì)能隨著分子間距離的增大,可能先減小后增大 E.熱力學(xué)第二定律指出:在任何自然的過程中,一個(gè)孤立的系統(tǒng)的總熵不會(huì)減小,答案,解析,-28-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,3.(多選)下列說法正確的是() A.擴(kuò)散現(xiàn)象說明分子總在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) B.物體吸熱,物體分子平均動(dòng)能必定增大 C.內(nèi)能可以全部轉(zhuǎn)化為機(jī)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(shí),分子勢(shì)能最小 E.一切熱現(xiàn)象的自發(fā)過程總是向分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行,答案,解析,-29-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三

16、,固體、液體和氣體(M),歸納總結(jié)1.對(duì)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(diǎn),晶體熔化時(shí),溫度不變,吸收的熱量全部用于分子勢(shì)能的增加。 (3)晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)化。 (4)有些晶體屬于同素異構(gòu)體,如金剛石和石墨。 2.對(duì)液晶特性的理解 (1)液晶是一種特殊的物質(zhì)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(dòng)性,在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)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(shì),表面張力的方向跟液面相切。,-30-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【典例2】(2018江蘇卷)如圖甲所示,一支溫度計(jì)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(shí)帶走熱量,使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度。當(dāng)空氣溫度不變,若一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小,則() A.空氣的相對(duì)濕度減小 B.空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)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(diǎn)撥根據(jù)濕度溫度計(jì)的原理和熱力學(xué)第一定律判斷。 方法技巧解題的關(guān)鍵是要理解濕度溫度計(jì)的原理、熱力學(xué)的基本概念、弄清熱力學(xué)第一定律各物理量的含義。,答案,解析,-31-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)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(dòng)性,又有晶

18、體的各向異性 C.功可以全部轉(zhuǎn)化為熱量,但熱量不能全部轉(zhuǎn)化為功 D.水黽能停在水面上,是因?yàn)橐后w表面張力的作用 E.外界對(duì)物體做功時(shí),物體的內(nèi)能一定增加,答案,解析,-32-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,5.(多選)關(guān)于固體、液體和物態(tài)變化,下列說法正確的是() A.當(dāng)人們感到潮濕時(shí),空氣的絕對(duì)濕度一定較大 B.當(dāng)分子間距離增大時(shí),分子間的引力減少、斥力增大 C.一定量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),氣體分子每秒對(duì)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(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,6.(多選)下列

19、關(guān)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(shí),表面層內(nèi)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(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示 E.有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體,答案,解析,-34-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程(H),歸納總結(jié)1.壓強(qiáng)的計(jì)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(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律列式計(jì)算。 (2)被液柱封閉的氣體的壓強(qiáng),若應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解,得出的壓強(qiáng)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(zhì)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(zhì)量一定,p、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化,則選用對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律列方程求解。 3.多個(gè)研究對(duì)象的問題 由活塞、液柱相聯(lián)系的“兩團(tuán)氣”問題,要注意尋找“兩團(tuán)氣”之間的壓強(qiáng)、體積或位移關(guān)系,列出輔助方程,最后聯(lián)立求解。,-35-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,【典例3】(2019全國卷)熱等靜壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí),先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中,然后爐腔升溫,利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理,改善其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)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(jī)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(qiáng)為1.5107 Pa,使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)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(qiáng); (2)將壓入氬氣后的爐腔加熱到1 227 ,求此時(shí)爐腔中氣體的壓強(qiáng)。,思維點(diǎn)撥合理選擇氣體為研究對(duì)象,利用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解。,-36-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,答案: (1)3.2107 Pa(2)1.6108 Pa 解析: (1)設(shè)初始時(shí)每瓶氣體的體積為V0,壓強(qiáng)為p0;使用后氣瓶中剩余氣體的壓強(qiáng)為p1。假設(shè)體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體壓強(qiáng)變?yōu)閜1時(shí),其體積膨脹為V1。由玻意耳定律,-37-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,-38-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,7.一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣