【物理】2020届一轮复习人教版热学学案

【物理】2020届一轮复习人教版热学学案

专题九　选修3-3　热学 一、主干知法必记 ‎1.分子动理论与统计观点 ‎(1)物体是由大量分子组成的 ‎①分子模型:a.球体,直径d=‎3‎‎6‎V‎0‎π;b.立方体,边长d=‎3‎V‎0‎。‎ ‎②一般分子大小的数量级为10-10 m,分子质量的数量级为10-26 kg,1 mol任何物质含有的分子数为6.02×1023个。‎ ‎(2)分子永不停息地做无规则运动 扩散现象和布朗运动是分子无规则运动的证明。温度越高,扩散越快;颗粒越小,温度越高,布朗运动越剧烈。‎ ‎(3)分子间存在着相互作用力 ‎①分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力。‎ ‎②引力和斥力都随着距离的增大而减小,但斥力比引力变化得快。‎ ‎2.气体分子运动速率的统计分布:“中间多,两头少”。‎ ‎3.温度　内能 ‎(1)温度:分子平均动能的标志。‎ ‎(2)内能:物体所有分子动能和分子势能的总和。物体的内能与温度、体积及物质的量有关。‎ ‎4.晶体和非晶体 ‎(1)晶体分为单晶体和多晶体。晶体有确定的熔点。晶体内原子排列是有规则的。单晶体物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性。‎ ‎(2)非晶体无确定的熔点,外形不规则,原子排列不规则。‎ ‎5.液体 ‎(1)表面张力:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。‎ ‎(2)液晶:具有液体的流动性,具有单晶体的各向异性。光学性质随所加电压的改变而改变。‎ ‎6.气体实验定律 ‎(1)气体实验定律 ‎①玻意耳定律(等温变化):pV=C或p1V1=p2V2。‎ ‎②查理定律(等容变化):pT=C或p‎1‎T‎1‎=p‎2‎T‎2‎。‎ ‎③盖—吕萨克定律(等压变化):VT=C或V‎1‎T‎1‎=V‎2‎T‎2‎。‎ ‎(2)理想气体状态方程:pVT=C或p‎1‎V‎1‎T‎1‎=p‎2‎V‎2‎T‎2‎。‎ ‎7.饱和汽、未饱和汽和饱和汽压 ‎(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。‎ ‎(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽。‎ ‎(3)饱和汽压:饱和汽所具有的压强。‎ 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。‎ ‎8.相对湿度:空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压之比。‎ ‎9.热力学定律 ‎(1)热力学第一定律:ΔU=W+Q。‎ ‎(2)热力学第二定律 ‎①表述一:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化(按热传导的方向性表述)。‎ ‎②表述二:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化(按机械能和内能转化过程的方向性表述)。‎ 注意:第一类永动机违反了能量守恒定律,第二类永动机违反了热力学第二定律。‎ 二、易错知识点拨 ‎1.错误地将布朗运动中小颗粒的运动当成分子的运动。课本中描绘出的图像是某固体微粒每隔30 s的位置的连线,并不是该微粒的运动轨迹。‎ ‎2.混淆分子势能与体积有关和分子势能由体积决定。‎ ‎3.误以为物理性质各向同性的一定是非晶体。‎ ‎4.误以为液面分子间只有引力,没有斥力,所以液体表面具有收缩的趋势。‎ ‎5.应用热力学第一定律时不能正确判断正、负号。‎ ‎6.错误地认为外界对物体做功,内能一定增加。‎ ‎7.错误地认为物体吸收热量,内能一定增加。‎ ‎8.误以为温度升高,气体压强一定增大。‎ ‎9.混淆等温膨胀和绝热膨胀。‎ ‎10.对热力学第二定律中的“不能”“自发”等不理解。‎ ‎11.混淆相对湿度和绝对湿度。‎ ‎12.关注其一,忽视另一。如液化与降温和增压两个因素有关;气体压强与温度和体积有关;内能改变与做功和热传递有关等。‎ 三、保温训练 ‎1.(1)下列说法中正确的是　　　　。 ‎ A.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子永不停息地做无规则运动 B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 C.液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点 D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距离越大,分子势能越大 E.热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体 ‎(2)某同学研究一定质量理想气体的状态变化,得出如图所示的p-t图像。已知在状态B时气体的体积VB=3 L,求:‎ ‎①气体在状态A的压强;‎ ‎②气体在状态C的体积。‎ 答案　(1)BCD　(2)①0.75 atm　②2 L ‎2.(1)下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.热量可以从低温物体传到高温物体,而不引起其他变化 B.温度升高,说明物体中所有分子的动能都增大 C.气体对容器壁有压强是气体分子对容器壁频繁碰撞的结果 D.分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都减小 E.在一个绝热容器内,不停地搅拌液体,可使液体的温度升高 ‎(2)如图所示,竖直圆筒固定不动,粗筒横截面积是细筒的3倍,细筒足够长。粗筒中A、B两轻质活塞间封有一定质量的空气(可视为理想气体),气柱长L=20 cm。活塞A上方的水银深H=15 cm,两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计,用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态,水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移,直至水银的‎1‎‎3‎被推入细筒中,求活塞B上移的距离。(设在整个过程中气柱的温度不变,大气压强p0相当于75 cm的水银柱产生的压强)‎ 答案　(1)CDE　(2)7 cm ‎3.(1)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换)。该循环过程中,下列说法正确的是　　　　。 ‎ A.A→B过程中,气体的内能不变 B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大 C.C→D过程中,气体分子数密度增大,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D.D→A过程中,外界对气体做的功小于气体内能的增加量 E.若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为25 kJ ‎(2)如图所示为一气体温度计的结构示意图。储有一定质量理想气体的测温泡P通过细管与水银压强计左管A相连,压强计右管B和C与大气相通。当测温泡P浸在冰水混合物中,上下移动右管B调节水银面的高度,使压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺的零刻度处。后将P放入待测恒温槽中,上下移动右管B,使A中水银面仍在刻度尺的零刻度处,此时,C中水银面在刻度尺的15.2 cm刻度处。(已知外界大气压强为1个标准大气压,1标准大气压相当于76 cm高的水银柱产生的压强)‎ ‎(ⅰ)求恒温槽的温度;‎ ‎(ⅱ)若将刻度尺上的刻度改为对应的温度值,则温度的刻度是否均匀。‎ 答案　(1)ACE　(2)(ⅰ)54.6 ℃　(ⅱ)均匀 ‎4.(1)下列说法中正确的是(　　)‎ A.分子间的距离增大时,分子势能一定增大 B.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点 C.根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体 D.物体吸热时,它的内能可能不增加 E.一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热 ‎(2)如图甲所示,竖直放置的汽缸内壁光滑,横截面积为S=1×10-3 m2。活塞的质量为m=2 kg,厚度不计。在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B下方汽缸的容积为1.0×10-3 m3,A、B之间的容积为2.0×10-4 m3,外界大气压强p0=1.0×105 Pa。开始时活塞停在B处,缸内气体的压强为0.9p0,温度为27 ℃。现缓慢加热缸内气体,直至327 ℃。取g=10 m/s2。求:‎ ‎①活塞刚离开B处时气体的温度t2;‎ ‎②缸内气体最后的压强;‎ ‎③在图乙中画出整个过程中的p-V图线。‎ 答案　(1)BDE　(2)①127 ℃　②1.5×105 Pa　③见解析图 解析　(1)分子间的距离有一个特殊值r0,此位置分子间引力与斥力平衡,分子势能最小,当分子间的距离小于r0时,分子势能随分子间距离的增大而减小,当分子间的距离大于r0时,分子势能随分子间距离的增大而增大,选项A错误;根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体而不引起其他变化,在有外力做功的情况下热量可以从低温物体传到高温物体,选项C错误。‎ ‎(2)①活塞刚离开B处时,设气体的压强为p2,由二力平衡可得 p2=p0+‎mgS 解得p2=1.2×105 Pa 由查理定律得‎0.9‎p‎0‎‎273+‎t‎1‎=‎p‎2‎‎273+‎t‎2‎ 解得t2=127 ℃‎ ‎②设活塞最终移动到A处,缸内气体最后的压强为p3,由理想气体状态方程得 p‎1‎V‎0‎‎273+‎t‎1‎‎=‎p‎3‎V‎3‎‎273+‎t‎3‎ 解得p3=1.5×105 Pa 因为p3>p2,故活塞最终移动到A处的假设成立 ‎③如图所示