2019高考物理二轮复习专题七鸭模块第1讲分子动理论气体及热力学定律课件.ppt

建体系 记要点 研考向 提能力 做真题 明考向 4 限训练 通高考 专题七选考模块 第1讲分子动理论 气体及热力学定律 1 2018 高考全国卷 T33 1 如图 一定质量的理想气体从状态a开始 经历过程 到达状态e 对此气体 下列说法正确的是 A 过程 中气体的压强逐渐减小B 过程 中气体对外界做正功C 过程 中气体从外界吸收了热量D 状态c d的内能相等E 状态d的压强比状态b的压强小 解析 1 过程 中 气体由a到b 体积V不变 T升高 则压强增大 A错 过程 中 气体由b到c 体积V变大 对外界做功 B对 过程 中 气体由d到e 温度T降低 内能 U减小 体积V不变 气体不做功 根据热力学第一定律 U Q W得Q 0 即气体放出热量 C错 状态c d温度相同 所以内能相同 D对 由b到c的过程 作过状态b c的等压线 分析可得pb pc 由c到d的过程 温度不变 Vc Vd 所以pc pd 所以pb pc pd E对 2 2018 高考全国卷 T33 1 对于实际的气体 下列说法正确的是 A 气体的内能包括气体分子的重力势能B 气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C 气体的内能包括气体整体运动的动能D 气体的体积变化时 其内能可能不变E 气体的内能包括气体分子热运动的动能 2 如图 一竖直放置的汽缸上端开口 汽缸壁内有卡口a和b a b间距为h a距缸底的高度为H 活塞只能在a b间移动 其下方密封有一定质量的理想气体 已知活塞质量为m 面积为S 厚度可忽略 活塞和汽缸壁均绝热 不计它们之间的摩擦 开始时活塞处于静止状态 上 下方气体压强均为p0 温度均为T0 现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体 直至活塞刚好到达b处 求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功 重力加速度大小为g 解析 1 气体的内能不考虑气体自身重力的影响 故气体的内能不包括气体分子的重力势能 A错 实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分 B E对 气体整体运动的动能属于机械能 不是气体的内能 C错 气体体积变化时 分子势能发生变化 气体温度也可能发生变化 即分子势能和分子动能的和可能不变 D对 2 在两端封闭 粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱 水银柱的两端各封闭有一段空气 当U形管两端竖直朝上时 左 右两边空气柱的长度分别为l1 18 0cm和l2 12 0cm 左边气体的压强为12 0cmHg 现将U形管缓慢平放在水平桌面上 没有气体从管的一边通过水银逸入另一边 求U形管平放时两边空气柱的长度 在整个过程中 气体温度不变 解析 1 在p V图中理想气体的等温线是双曲线的一支 而且离坐标轴越远温度越高 故从a到b温度升高 A错 一定质量的理想气体的内能由温度决定 温度越高 内能越大 B对 气体体积膨胀 对外做功 C对 根据热力学第一定律 U Q W 得Q U W 由于 U 0 W 0 故Q 0 气体吸热 D对 由Q U W可知 气体吸收的热量一部分用来对外做功 一部分用来增加气体的内能 E错 2 设U形管两端竖直朝上时 左 右两边气体的压强分别为p1和p2 U形管水平放置时 两边气体压强相等 设为p 此时原左 右两边气柱长度分别变为l1 和l2 由力的平衡条件有p1 p2 g l1 l2 式中 为水银密度 g为重力加速度大小 由玻意耳定律有p1l1 pl1 p2l2 pl2 两边气柱长度的变化量大小相等l1 l1 l2 l2 由 式和题给条件得l1 22 5cm l2 7 5cm 答案 1 BCD 2 22 5cm7 5cm 命题特点与趋势 怎么考1 本讲主要考查对物理概念和物理规律的理解以及简单的应用 比如热学的基本概念 气体实验定律 热力学定律等知识 对于热学的基本概念和热力学定律的考查往往以选择题的形式出现 而气体实验定律往往以玻璃管或汽缸等为载体通过计算题的形式考查 2 2019年高考命题形式仍会以一选择题和一计算题形式出现 仍以基础知识为主 综合性不会太强 另外 油膜法估测分子大小 分子力等内容近几年没有涉及 是高考冷考点 复习中也要引起重视 可能会成为新的命题点 解题要领 怎么做由于本讲内容琐碎 考查点多 因此在复习中应注意抓好四大块知识 一是分子动理论 二是从微观角度分析固体 液体和气体的性质 三是气体实验三定律及理想气体状态方程 四是热力学定律 以四块知识为主干 梳理出知识点 进行理解性记忆 3 分子势能 分子力与分子间距离的关系 2 理想气体相关三量 U W Q的分析思路 1 内能变化量 U的分析思路 由气体温度变化分析气体内能变化 温度升高 内能增加 温度降低 内能减少 由公式 U W Q分析内能变化 2 做功情况W的分析思路 由体积变化分析气体做功情况 体积膨胀 气体对外界做功 体积被压缩 外界对气体做功 由公式W U Q分析气体做功情况 3 气体吸 放热Q的分析思路 一般由公式Q U W分析气体的吸 放热情况 1 下列说法正确的是 A 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动B 气体的温度升高 每个气体分子运动的速率都增大C 一定量100 的水变成100 的水蒸气 其分子之间的势能增加D 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以降低E 分子力只要增大 分子间的分子势能就要增大 解析 布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规则运动 而不是分子的运动 故A对 温度升高 分子的平均动能增大 但不是每个分子的速率都增大 故B错 一定量100 的水变成100 的水蒸气 虽然温度没有升高 但此过程必须吸热 而吸收的热量使分子之间的距离增大 分子势能增加 故C对 温度是分子热运动的平均动能的标志 故D对 由Ep r和F r图象比较可知 分子力增大 分子间的分子势能不一定增大 E错 答案 ACD 2 2017 高考全国卷 如图 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 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 解析 抽开隔板 气体自发扩散过程中 气体对外界不做功 与外界没有热交换 因此气体的内能不变 A项正确 C项错误 气体在被压缩的过程中 外界对气体做正功 D项正确 由于气体与外界没有热交换 根据热力学第一定律可知 气体在被压缩的过程中内能增大 因此气体的温度升高 气体分子的平均动能增大 B项正确 E项错误 答案 ABD 答案 ABC 1 固体和液体的主要特点 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 对气体压强的两点理解 1 气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果 温度越高 气体分子数密度越大 气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大 2 地球表面大气压强可认为是大气重力产生的 4 下列说法中正确的是 A 石墨和金刚石是晶体 玻璃和木炭是非晶体B 同种元素形成的晶体只能有一种排列规律C 晶体的分子 或原子 离子 排列是有规则的D 晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点E 晶体的物理性质是各向异性的 非晶体是各向同性的 解析 根据晶体和非晶体的特性和分类知A项正确 同种元素原子可以按不同结构排列 即具有不同的空间点阵 物理性质则不同 如石墨和金刚石 B项错误 晶体的分子 或原子 离子 排列规则 构成空间点阵 非晶体的分子 或原子 离子 排列不规则 C项正确 由于物质内部原子排列的明显差异 导致了晶体与非晶体物理化学性质的巨大差别 晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点 D项正确 单晶体的物理性质是各向异性的 多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的 故E项错误 答案 ACD 5 关于固体 液体和气体 下列说法正确的是 A 固体可以分为晶体和非晶体两类 非晶体和多晶体都没有确定的几何形状B 液晶像液体一样具有流动性 而其光学性质与某些多晶体相似 具有各向同性C 在围绕地球运行的 天宫一号 中 自由飘浮的水滴呈球形 这是表面张力作用的结果D 空气的相对湿度越大 空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压E 大量气体分子做无规则运动 速率有大有小 但分子的速率按 中间少 两头多 的规律分布 解析 非晶体与多晶体没有规则的几何形状 选项A正确 液晶既有晶体的特性 各向异性 又有液体的流动性 选项B错误 在完全失重时 由于表面张力作用 水滴呈球形 选项C正确 空气湿度越大 空气中的水蒸气越接近饱和状态 选项D正确 分子速率分布规律是 中间多 两头少 选项E错误 答案 ACD 6 下列图象的描述和判断正确的是 A 图1中 一定质量的某种气体 若不计分子势能 气体在状态 时具有的内能较大B 图2中 若甲分子固定于坐标原点 乙分子位于横轴上 则交点E的横坐标B点代表乙分子到达该点时分子力为零 分子势能最小C 图3中 在实际问题中 饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压 且水的饱和汽压随温度的变化而变化 温度升高 饱和汽压增大 D 图4中 由A经B到C的过程 气体对外做的功小于由A经D到C的过程气体对外做的功E 图5中 通过观察蜂蜡在玻璃片和云母片上熔化区域形状的不同 可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的 解析 温度高时速率大的分子数占总分子数的比例较大 由题图1可知 气体在状态 时的温度较高 内能较大 选项A错误 由题图2可知 虚线a随分子间距离的变化较快 则虚线a为分子间斥力的变化曲线 虚线b为分子间引力的变化曲线 交点E的横坐标代表引力和斥力大小相等时分子间的距离 故甲分子在坐标原点 乙分子在B处时分子间的分子力为零 分子势能最小 选项B正确 在实际问题中 水面上方含有水分子 空气中还有其他分子 但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分汽压 且水的饱和汽压随温度的变化而变化 温度升高 饱和汽压增大 选项C错误 对题图4 由A经B到C的过程 气体对外做功为W1 pA V 由A经D到C的过程 气体对外做功为W2 pC V 由于pC pA 故W2 W1 选项D正确 晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点 在晶体中只有单晶体具有各向异性 而非晶体具有各向同性 因此根据题图5中蜂蜡熔化区域形状的不同 可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的 选项E正确 答案 BDE 1 恒温热源的温度T 2 重新达到平衡后左活塞上方气体的体积Vx 思路探究 1 A打开前气体状态变化满足什么规律 2 A打开后两侧活塞如何移动 气体状态变化满足什么规律 2 由初始状态的力学平衡条件可知 左活塞的质量比右活塞的质量大 如图所示 打开A后 左活塞下降至某一位置 右活塞必须升至汽缸顶部 才能满足力学平衡条件 汽缸顶部与外界接触 底部与恒温热源接触 打开A后 两部分气体各自经历等温变化过程 设左活塞上方气体压强为p 方法技巧 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及体积找联系 如例题中A打开前的状态变化 2 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帮助同学们比较准确 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 如例题中A打开前满足等压变化 A打开后两部分气体满足等温变化 7 如图所示为一定质量的理想气体从状态A经状态B变化到状态C过程的p V图象 且AB V轴 BC p轴 已知气体在状态C时的热力学温度为300K 在状态C时的内能比在状态A时的内能多1200J 1 求气体在状态A B时的热力学温度 2 请通过计算判断气体从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热 同时求出传递的热量 2 从状态A变化到状态C的过程 外界对气体做的功为W pA V 3 105 4 10 3 1 10 3 J 900J由热力学第一定律有 U Q W 其中 U 1200J解得Q 2100J Q为正值 说明气体在该过程中吸热 答案 1 225K900K 2 吸热 计算过程见解析2100J 8 2017 高考全国卷 一种测量稀薄气体压强的仪器如图 a 所示 玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2 K1长为l 顶端封闭 K2上端与待测气体连通 M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通 开始测量时 M与K2相通 逐渐提升R 直到K2中水银面与K1顶端等高 此时水银已进入K1 且K1中水银面比顶端低h 如图 b 所示 设测量过程中温度 与K2相通的待测气体的压强均保持不变 已知K1和K2的内径均为d M的容积为V0 水银的密度为 重力加速度大小为g 求 1 待测气体的压强 2 该仪器能够测量的最大压强