【物理】2019届一轮复习人教版 热学 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 热学 学案

知识网络 考情分析 ‎1．主要题型 选择题、填空题、计算题 ‎2．命题特点 ‎(1)选择题形式的命题有时单纯考查一个知识点，有时涉及的内容会比较琐碎．‎ ‎(2)计算题形式的命题多是一个情景下多个设问，综合考查多个知识点．例如，对气体实验定律与热力 第一定律综合考查．‎ ‎(3)填空题形式的命题多是针对一些物理量的判断或简单计算．‎ ‎3．思想方法 常用方法：模型法、类比法、假设法、转换研究对象法、控制变量法．‎ 考点一　分子动理论、内能 核心知识 ‎1．分子动理论与内能 ‎2．两种微观模型 ‎(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V0＝π3＝πd3，d为分子的直径．‎ ‎(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V0＝d3，d为分子间的距离．‎ ‎3．分子热运动的实验基础 扩散现象和布朗运动．‎ ‎(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快．‎ ‎(2)布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．(反映了液体分子的无规则运动，但并非液体分子的无规则运动)‎ ‎4．分子间的相互作用力和分子势能 ‎(1)分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．‎ ‎(2)分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0时，分子势能最小．‎ ‎5．物体内能变化的判定 温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化．‎ 典例分析 ‎【例1】　(多选)若以V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度，M表示水的摩尔质量，M0表示一个水分子的质量，V0表示一个水分子的体积，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是(　　)‎ A．V＝　　　　　　　 ‎ B．V0＝ C．M0＝ ‎ D．ρ＝ E．NA＝ ‎【答案】　ACE ‎【例2】　(多选)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是(　　)‎ A．分子并不是球形，但可以把它们当作球形处理，是一种估算方法 B．微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动 C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等 D．实验中尽可能保证每一粒玻璃珠与秤盘碰前的速度相同 E．0℃和100℃氧气分子速率都呈现“中间多两头少”的分布特点 ‎ ‎【答案】　ACE ‎【例3】．(多选)(2017年东北三校二联)下列说法正确的是(　　)‎ A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数 B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显 C．在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大；分子势能不断增大 D．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大 E．一定质量的理想气体经等温压缩后，其压强一定增大 ‎【答案】：ADE ‎【解析】：悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，B错误；在使两个分子间的距离由很远(r>10－9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小再增大，分子势能先减小后增大，C错误． ‎ ‎【例4】．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，地面大气压强为p0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为__________，空气分子之间的平均距离为________．‎ ‎【答案】：　 ‎【解析】：空气受重力作用，空气又有流动性，因此向各个方向都有压强．设大气层中气体的质量为m，由大气压强的产生得mg＝p0S，即m＝，分子数n＝＝＝，假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即空气分子平均间距，设为a，大气层中气体总体积为V，a ‎＝ ，而V＝4πR2h，所以a＝ . ‎ 考向二　固体和液体性质与物态变化 核心知识 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 、电 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．‎ ‎(5)相对湿度 某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压的百分比．即：B＝×100 .‎ 典例分析 ‎【例1】　(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．饱和汽压随温度升高而变化，与体积无关 B．若容器内用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减小，压强不变 C．空气的相对湿度大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢 D．大气中水蒸气的压强相同的情况下，夏天时人感觉空气潮湿 ‎【答案】　ABC 规律总结 相对湿度的理解与计算方法 ‎(1)人对空气潮湿程度的感觉取决于相对湿度，故有意义的是相对湿度的大小． ‎ ‎(2)根据相对湿度＝，即B＝×100 ，知道了水蒸气的实际压强和同温度水的饱和汽压，代入公式即可求解．‎ ‎(3)注意单位的统一．‎ ‎(4)在某一温度下，水的饱和汽压是一定值，知道了绝对湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也能算出绝对湿度．‎ ‎【例2】　(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光 性质 C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 ‎【答案】　BCD ‎【解析】　晶体被敲碎后，其空间点阵结构未变，仍是晶体，A错误；单晶体光 性质各向异性，B正确；同种元素由于空间的排列方式不同而形成不同物质的晶体，C正确；如果外界条件改变了分子或原子的空间排列结构，晶体和非晶体之间可以互相转化，D正确；在晶体熔化过程中，分子势能会发生改变，内能也会改变，E错误． ‎ 规律总结 晶体、多晶体、非晶体的区分方法 固体物质是晶体还是非晶体．要看其是否具有确定的熔点；区分单晶体和多晶体，要看其物理性质是各向异性还是各向同性：单晶体在某些物理性质上具有各向异性，多晶体在各种物理性质上都是各向同性．‎ ‎【例3】．(多选)下列关于物态或物态变化中的现象，表述正确的是(　　)‎ A．晶体在熔化过程中，温度保持不变，不需继续加热 B．非晶体与晶体的区别之一是非晶体都没有固定的熔点 C．不浸润液体在毛细管内下降，主要是附着层内部分子稀疏使液面凸起，凸起部分重力使液面下降 D．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大 E．若干湿泡处于饱和汽压下，干湿泡温度计上两支温度计的读数一定相同 ‎【答案】：BCE ‎【例4】．(多选)下列说法中正确的是(　　)‎ A．0℃的水的分子平均动能大于0℃的冰的分子平均动能 B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 C．物体吸收了热量，其内能一定增加 D．布朗运动说明分子在做无规则热运动 E．随着分子间距离的增大，分子间的引力和斥力均减小 ‎【答案】：BDE ‎【解析】：温度是分子平均动能的标志，故0℃的水和0℃的冰的分子平均动能相同，A错误；晶体有固定的熔点，非晶体无固定熔点，B正确；改变内能的方式有做功和热传递，只知吸热情况，不知道做功情况没法确定内能的变化情况，C错误；布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映，D正确；引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，E正确． ‎ ‎3．(多选)下面有关浸润和不浸润的说法中正确的是(　　)‎ A．浸润和不浸润现象是分子力作用的表现 B．不浸润的液体与管壁的附着层内，液体分子之间表现为引力，有收缩的趋势，液面向上凸起 C．毛细现象跟浸润和不浸润现象无关 D．液体与某种固体是否浸润与固体的性质无关，液体将始终表现为浸润或不浸润现象 E．用不能被水浸润的材料制作酱油瓶，在向外倾倒酱油时不易外洒 ‎【答案】：ABE ‎【例5】．下列说法正确的是(　　)‎ A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的 D．对一定质量的理想气体，在分子热运动的平均动能不变时，分子的平均距离减小则压强增大 E．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大 ‎【答案】：ADE ‎【解析】：玻璃不是晶体，B错；单晶体的物理性质各向异性，多晶体和非晶体的物理性质各向同性，C错，其他说法正确，选ADE. ‎ 考向三　气体定律与热力 定律 核心知识 ‎1．热力 定律 ‎2．理想气体的实验定律与状态方程 典例分析 ‎【例1】　(多选)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图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是(　　)‎ 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 ‎【答案】　ABE ‎ , , ,X,X, ‎ ‎【例2】　如图所示，两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气，当大气压为p0‎ ‎，外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸正中间．‎ ‎ (1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；‎ ‎(2)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强．‎ ‎【答案】 （1）320 （2）p0‎ ‎(2)活塞b升至顶部时，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程．设氧气初态体积为V1′，压强为p1′；末态体积为V2′，压强为p2′.由题给数据和玻意耳定律有 V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0⑤‎ p1′V1′＝p2′V2′⑥ ‎ 由⑤⑥式得p2′＝p0⑦‎ ‎【例3】.(多选)(2017年长沙模拟)如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内．活塞可在汽缸内无摩擦滑动．现通过电热丝对理想气体十分缓慢地加热．设汽缸处在大气中，大气压强恒定．经过一段较长时间后，下列说法正确的是(　　) ‎ A．汽缸中气体的压强比加热前要大 B．汽缸中气体的压强保持不变 C．汽缸中气体的体积比加热前要大 D．汽缸中气体的内能可能和加热前一样大 E．活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要少 ‎【答案】：BCE ‎【例4】．一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到状态A，其体积V与温度T的关系如图所示．图中TA、VA和TD为已知量．‎ ‎ (1)从状态A到B，气体经历的是________过程(填“等温”“等容”或“等压”)；‎ ‎(2)从B到C的过程中，气体的内能________(填“增大”“减小”或“不变”)；‎ ‎(3)从C到D的过程中，气体对外________(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，同时________(填“吸热”或“放热”)；‎ ‎(4)气体在状态D时的体积VD＝________.‎ ‎【答案】：(1)等容　(2)不变　(3)做负功　放热　 (4)VA ‎【例5】．(2017年湖南五市十校模拟)如图16－3－5所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，上部有长24 cm的水银柱，封有长12 cm的空气柱，此时水银面恰好与管口平齐．已知大气压强为p0＝76 cmHg，如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动180°，求在开口向下时管中空气柱的长度．封入的气体可视为理想气体，在转动过程中气体温度保持不变，没有发生漏气．‎ ‎【答案】 20 cm ‎【解析】 设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为 p1＝p0＋ρgl1①‎ 式中ρ和g分别表示水银的密度和重力加速度．‎ 玻璃管开口向下时，原来上部的水银有一部分会流出，设此时空气柱长度为x，‎ 则p2＝p0－ρg[(l1＋l2)－x ②‎ 式中p2为管内空气柱的压强．由玻意耳定律有：‎ p1l2S＝p2xS③‎ S为玻璃管的横截面积，由①②③式和题设条件得 x＝20 cm.‎ 规律总结 解决理想气体三个实验定律的注意事项 理想气体的三个实验定律是高考考查的主要内容，考查的频率很高，其中玻意耳定律考得最多，解决好此类问题应注意以下几点．‎ ‎①选定题意中的“一定量的气体”为研究对象；‎ ‎②注意分析可能的临界现象，确定其临界点，并分析临界点具有的物理意义．例如在临界点的两侧，气体可能有不同的变化规律；‎ ‎③确定研究对象的“变化过程”，并确定始、末状态的相应参量(p1、V1、T1)与(p2、V2、T2)，分析其恒定不变的参量，在变化的参量中，确定已知量与待求量；‎ ‎④选用相应的实验定律求解；‎ ‎⑤合理使用各物理量的单位，p、V的单位只要始末状态统一即可，但T的单位必须用“ ”．‎