（全国通用）2018年高考物理总复习《热学》专题突破学案.doc

热学专题突破【考点定位】选择题的考点仍然会侧重于分子动理论，涉及到布朗运动和扩散现象，分子动能和分子势能与温度的关系，分子力和分子间距离的关系，做功和热传递，另外一个侧重点在分子实验定律即玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律，个别选项会涉及到物态和物态变化。对分子动理论、热传递和做功部分是选修3-3的重点，也是非选择题命题的重点。对气体的问题只要求知道气体的压强、体积、温度之间的关系即理想气体状态方程，非选择题一般会选择这个点命题，突破点在于活塞的受力分析，注意初末状态的温度体积的变化。考点一、分子动理论1物质是由大量分子组成的：分子直径数量级为，可以通过单分子油膜法测分子直径，即根据单分子油膜的体积和面积计算分子直径。1 mol任何物质都含有相同的分子数即，摩尔质量即个分子的总质量，对于气体来说，摩尔体积等于个分子所占的总体积，而不是分子的体积和。2扩散现象和布朗运动：不同物质彼此进入对方的现象叫扩散，其实质是分子的无规则运动引起的。温度越高扩散越快说明分子运动越剧烈。悬浮在液体中的小颗粒永不停息的做无规则运动叫布朗运动，布朗运动时固体小颗粒的运动，不是分子的运动，固体小颗粒运动的原因是受到液体分子无规则运动的撞击，所以说布朗运动不是分子的运动，但可以说明液体分子在做无规则的运动。温度越高运动越剧烈所以把分子的运动叫做分子热运动。3分子力：分子间既有引力又有斥力，分子引力和分子斥力都会随分子距离的增大而减小，但是斥力减小的更快。如下图，当分子间距离大于时，分子引力大于斥力，分子力表现为引力，当分子距离小于时，分子斥力大于引力，分子力表现为斥力。4分子内能：分子内能包括分子势能和分子动能，分子动能与温度有关，温度越高分子动能越大，温度是分子平均动能的唯一标志。分子势能主要看分子力做功，若分子力做正功分子势能减小，若分子力做负功，分子势能增大，比如分子距离大于时，分子距离增大，分子力表现为引力做负功分子势能增大。对气体而言，一般不考虑分子势能，因为分子距离太多分子力忽略不计。改变内能两种方式即做功和热传递，气体对外做功内能减少，外界对其他做功内能增加。同样，物体吸收热量内能增加，放出热量内能减少。5气体压强是大量气体分子无规则运动对容器壁的撞击产生的，大小等于单位面积容器壁上受到的气体分子平均撞击力，而大气压强则是由于大气重力而产生的压强。考点二、气体实验定律1玻意耳定律：（c为常量）等温变化；2查理定律：（c为常量）等容变化3盖吕萨克定律：（c为常量）等压变化4理想气体：遵守三个实验定律的气体即可成为理想气体，综合三个实验定律可得理想气体状态方程。考点三、物态和物态变化1晶体和非晶体：前者有固定的熔点，后者没有固定的熔点.晶体又分为单晶体和多晶体，单晶体的原子排列是有规则的，多晶体的原子排列是没有规则的。单晶体的部分物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的部分性质表现为各向同性。2表面张力：液体表面各部分之间相互吸引的力即表面张力，表面张力使得液面具有收缩到表面最小的趋势，如露珠。3液晶：液晶分子既排列有序显示各向异性，像是晶体，但液晶分子又可以自由移动位置，具有流动性像是液体。4饱和气和未饱和气：与液体处于动态平衡的蒸汽称为饱和气，没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和汽。饱和气所具有的气压叫做饱和气压，空气中所含水蒸气的压强称为绝对湿度，而绝对湿度和同温度下水的饱和气压的比值叫做相对湿度.考点四、热力学定律1、热力学第一定律（1）内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功w与物体从外界吸收的热量q之和等于物体的内能的增加量u。（2）数学表达式为：uw+q（3）符号法则：（4）绝热过程q0，关键词“绝热材料”或“变化迅速”（5）对理想气体：u取决于温度变化，温度升高u0，温度降低u0 w取决于体积变化，v增大时，气体对外做功，w0；特例：如果是气体向真空扩散，w02、能量守恒定律：（1）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。（2）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。（违背能量守恒定律）3、热力学第二定律（1）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。（2）说明：“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助”，就是要由外界对其做功才能完成。（3）热力学第二定律的两种表述克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。（4）第二类永动机：设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。【例题演练】1以下关于热运动的说法正确的是（ ）a水流速度越大，水分子的热运动越剧烈b水凝结成冰后，水分子的热运动停止c水的温度越高，水分子的热运动越剧烈d水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】c2如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，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气缸。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【答案】abd3扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象；如图，截面积为s的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闭气体的温度为300k，压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303k时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为p0，温度仍为303k。再经过一段时间，内部气体温度恢复到300k。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求：（）当温度上升到303k且尚未放气时，封闭气体的压强；（）当温度恢复到300k时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。【答案】（）1.01p0；（）0.02p0s4【2017新课标卷】（5分）氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。a图中两条曲线下面积相等b图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形c图中实线对应于氧气分子在100 时的情形d图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目e与0 时相比，100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大【答案】abc5【2017江苏卷】（多选）一定质量的理想气体从状态a经过状态b变化到状态c，其vt图象如图12a1图所示下列说法正确的有（ ）aab的过程中，气体对外界做功bab的过程中，气体放出热量cbc的过程中，气体压强不变dabc的过程中，气体内能增加【答案】bc6【2017新课标卷】（5分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是_。a在过程ab中气体的内能增加b在过程ca中外界对气体做功c在过程ab中气体对外界做功d在过程bc中气体从外界吸收热量e在过程ca中气体从外界吸收热量【答案】abd7【2017新课标卷】（10分）一热气球体积为v，内部充有温度为ta的热空气，气球外冷空气的温度为tb。已知空气在1个大气压、温度t0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【答案】（i） （ii） （iii）8【2017新课标卷】（10分）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