高考物理二轮复习 专题七 选考部分 第1讲 热学课件.ppt

第1讲热学 1 2016 全国卷 33 物理 选修3 3 1 5分 关于热力学定律 下列说法正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 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 2 2016 全国卷 33 物理 选修3 3 1 5分 一定量的理想气体从状态a开始 经历等温或等压过程ab bc cd da回到原状态 其p T图象如图1所示 其中对角线ac的延长线过原点O 下列判断正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 图1 A 气体在a c两状态的体积相等B 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C 在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D 在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功E 在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功 2 10分 一氧气瓶的容积为0 08m3 开始时瓶中氧气的压强为20个大气压 某实验室每天消耗1个大气压的氧气0 36m3 当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时 需重新充气 若氧气的温度保持不变 求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天 方法二对氧气瓶内的氧气 由于温度保持不变 由玻意耳气体实验定律和总质量不变得p1V1 np2V2 p3V1其中p1 20个大气压V1 0 08m3p2 1个大气压V2 0 36m3p3 2个大气压代入数值得n 4 天 答案 1 ABE 2 4天 3 2016 全国卷 33 物理 选修3 3 1 5分 关于气体的内能 下列说法正确的是 填正确答案标号 选对1个得2分 选对2个得4分 选对3个得5分 每选错1个扣3分 最低得分为0分 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 2 10分 一U形玻璃管竖直放置 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2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p0 75 0cmHg 环境温度不变 图2 答案 1 CDE 2 144cmHg9 42cm 备考指导 考情分析 备考策略 气体实验规律 理想气体 热力学第一定律是近年来的必考点 相关的气体状态变化图象 分子数的计算 温度和内能 分子热运动速率的统计分布规律也是复习的要点 要重视油膜法估测分子的大小 分子力等近些年未曾涉及的内容的复习 分子动理论 内能与气体实验定律的组合 规律方法 1 1 1 对于分子动理论和物体内能的理解 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 温度高的物体内能不一定大 但分子平均动能一定大B 外界对物体做功 物体内能一定增加C 温度越高 布朗运动越显著D 当分子间的距离增大时 分子间作用力就一直减小E 当分子间作用力表现为斥力时 分子势能随分子间距离的减小而增大 精典题组 2 如图3是一种气压保温瓶的结构示意图 其中出水管很细 体积可忽略不计 出水管口与瓶胆口齐平 用手按下按压器时 气室上方的小孔被堵塞 使瓶内气体压强增大 水在气压作用下从出水管口流出 最初瓶内水面低于水管口10cm 此时瓶内气体 含气室 的体积为2 0 102cm3 已知水的密度为1 0 103kg m3 按压器的自重不计 大气压p0 1 01 105Pa g取10m s2 求 图3 要使水从出水管口流出 瓶内水面上方的气体压强至少要多大 当瓶内压强为1 16 105Pa时 瓶内气体体积的压缩量是多少 忽略瓶内气体的温度变化 解析 1 温度高的物体分子平均动能一定大 但是内能不一定大 选项A正确 外界对物体做功 若散热 物体内能不一定增加 选项B错误 温度越高 布朗运动越显著 选项C正确 当分子间的距离增大时 分子间作用力可能先增大后减小 选项D错误 当分子间作用力表现为斥力时 分子势能随分子间距离的减小而增大 选项E正确 2 由题意知 瓶内外气压以及水的压强存在以下关系 p内 p0 p水 p0 gh水 1 01 105Pa 1 0 103 10 0 1Pa 1 02 105Pa 当瓶内气体压强为p 1 16 105Pa时 设瓶内气体的体积为V 由玻意耳定律有p0V0 pV压缩量为 V V0 V 已知瓶内原有气体体积V0 2 0 102cm3解得 V 25 9cm3答案 1 ACE 2 1 02 105Pa 25 9cm3 2 如图4所示 水平面上有一个两端密封的玻璃管 管内封闭有一定质量的理想气体 管内的气体被可以自由移动的活塞P分成体积相等的两部分A B 一开始 两部分气体的温度均为T0 600K 保持B部分气体的温度不变 将A部分气体缓慢加热至T 1000K 求此时A B两部分气体的体积之比 活塞绝热且不计体积 图4 答案 1 BCD 2 5 3 固体 液体与气体实验定律的组合 规律方法 1 固体和液体 1 晶体和非晶体 2 液晶的性质液晶是一种特殊的物质 既可以流动 又可以表现出单晶体的分子排列特点 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有收缩到球形的趋势 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 1 1 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 液体的分子势能与体积有关B 落在荷叶上的水呈球状是因为液体表面存在张力C 饱和蒸汽是指液体不再蒸发 蒸汽不再液化时的状态D 布朗运动表明了分子越小 分子运动越剧烈E 物体的温度升高 并不表示物体中所有分子的动能都增大 精典题组 2 如图5甲所示 竖直放置的汽缸中的活塞上放置一重物 活塞可在汽缸内无摩擦滑动 汽缸导热性良好 其侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通 汽缸内封闭了一段高为80cm的理想气体柱 U形管内的气体体积不计 U形管足够长且水银始终没有进入汽缸 此时缸内气体处于图乙中的A状态 温度为27 已知大气压强p0 1 0 105Pa 75cmHg 重力加速度g取10m s2 图5 求A状态时U形管内水银面的高度差h1和活塞及重物的总质量m 若对汽缸缓慢加热 使缸内气体变成B状态 求此时缸内气体的温度 答案 1 ABE 2 37 5cm625kg 327 2 1 下列说法中正确的是 填正确答案标号 A 气体如果失去了容器的约束就会散开 这是因为气体分子之间存在斥力的缘故B 液体表面具有收缩的趋势 这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故C 黄金 白银等金属容易加工成各种形状 没有固定的外形 所以金属不是晶体D 某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数E 水很难被压缩 这是分子间存在斥力的宏观表现 2 如图6所示 水平地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热汽缸 汽缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞 活塞的横截面积S 2 5 10 3m2 到汽缸底部的距离为L 0 5m 活塞上固定有一个质量可忽略的力传感器 该力传感器通过一根竖直细杆固定在天花板上 汽缸内密封有温度t1 27 的理想气体 此时力传感器的读数恰好为0 已知外界大气压强P0 1 2 105Pa保持不变 图6 如果保持活塞不动 当力传感器的读数达到F 300N时 密封气体的温度升高到多少摄氏度 现取走竖直细杆 从初状态开始将活塞往下压 当下压的距离为x 0 2m时力传感器的示数达到F 450N 则通过压缩气体可以使此密封气体的温度升高到多少摄氏度 解析 1 气体如果失去了容器的约束就会散开 这是气体分子无规则运动的缘故 选项A错误 液体表面具有收缩的趋势 这是液体表面层分子的分布比内部稀疏的缘故 选项B正确 黄金 白银等金属一般是多晶体 容易加工成各种形状 没有固定的外形 选项C错误 某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数 选项D正确 水很难被压缩 这是分子间存在斥力的宏观表现 选项E正确 答案 1 BDE 2 327 177 热学基本知识 热力学定律与气体实验定律的组合 规律方法 2 应用气体实验定律的解题思路 1 选择对象 即某一定质量的理想气体 2 找出参量 气体在始末状态的参量p1 V1 T1及p2 V2 T2 3 认识过程 认清变化过程是正确选用物理规律的前提 4 列出方程 选用某一实验定律或气态方程 代入具体数值求解 并讨论结果的合理性 3 牢记以下几个结论 1 热量不能自发地由低温物体传递给高温物体 2 气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的 压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关 3 做功和热传递都可以改变物体的内能 理想气体的内能只与温度有关 4 温度变化时 意味着物体内分子的平均动能随之变化 并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化 1 1 关于热学 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 物体内热运动速率大的分子数占总分子数的比例与温度有关B 功可以全部转化为热 但热量不能全部转化为功C 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度D 一定质量的理想气体 在体积不变时 分子每秒与器壁的碰撞次数随着温度降低而减小E 一定质量的理想气体 当气体温度升高时 因做功情况不明确 其内能不一定增大 精典题组 2 如图7甲所示 一质量为2m的汽缸中用质量为m的活塞密封有一定质量的空气 可视为理想气体 当汽缸开口向上且通过悬挂活塞静止时 密封空气柱长度为L1 现将汽缸缓慢旋转180 悬挂缸底静止 如图乙所示 已知大气压强为p0 外界温度不变 活塞的横截面积为S 汽缸与活塞之间不漏气且无摩擦 气缸导热性良好 求 图7 图乙中密封空气柱的长度L2 从图甲到图乙 密封空气柱是吸热还是放热 并说明理由 解析 1 温度越高 热运动速率大的分子数占总分子数的比例越大 A正确 功可以全部转化为热 根据热力学第二定律可知 在外界的影响下热量也可以全部转化为功 B错误 空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度 C正确 一定质量的理想气体 在体积不变时 温度降低 压强减小 根据气体压强的微观解释可知分子每秒碰撞器壁的次数减小 D正确 一定质量的理想气体 不计分子势能 当气体温度升高时 分子热运动的平均动能增大 故内能一定增大 E错误 2 1 在一个标准大气压下 1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸气 对外做了170J的功 已知阿伏加德罗常数NA 6 0 1023mol 1 水的摩尔质量M 18g mol 下列说法中正确的是 填正确答案标号 A 分子间的平均距离增大B 水分子的热运动变得更剧烈了C 水分子总势能的变化量为2090JD 在整个过程中能量是不守恒的E 1g水所含的分子数为3 3 1022个 2 如图8所示 U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍 在左管内用水银封闭一段长为26cm 温度为280K的空气柱 左 右两管水银面高度差为36cm 外界大气压为76cmHg 若给左管的封闭气体加热 使管内气柱长度变为30cm 则此时左管内气体的温度为多少 图8 答案 1 ACE 2 371 5K