热学2014.doc

68.分子动理论的基本观点.物体是由大量分子组成的。分子的热运，布朗运动。分子间的相互作用力69. 阿伏伽德罗常数.温度和气体压强的微观意义。热力学温度70.分子间的相互作用势能.物体的内能71. 热力学第一定律72. 能量守恒定律一、考试说明二、基础知识1.用油膜法估测分子的大小（用宏观量测定求出微观量）怎样估算油酸分子的大小？将油酸分子简化成球形，将很小的一滴油酸滴在水面形成油酸薄膜，薄膜由单层的油酸分子组成。测出油膜的厚度，是油酸分子的直径。 获得很小的一小滴油酸并测出其体积； 测量这滴油酸在水面上形成的油膜面积如何获得很小的一滴油酸？怎样测量它的体积？配制溶液：油酸加酒精，直至总量为；用注射器吸取该溶液，一滴一滴注入量筒，记录液滴的总滴数和总体积。可测出一滴溶液中含油酸的体积。如何测量油膜的面积？浅盘加水、撒痱子粉或石膏粉、用注射器滴上一滴油酸酒精溶液形成油酸薄膜、盖上玻璃板画出薄膜的轮廓、将玻璃板放在坐标纸上计算正方形个数，不足半个舍去，多于半个算一个。把正方形的个数乘以一个正方形的面积得到油膜的面积根据1滴油酸的体积和油膜面积可算出油膜厚度。2.请描述：当两个分子间的距离由小于逐渐增大，直至远大于时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力和斥力的合力又如何变化？3.当两个分子间的距离由图中的逐渐增大时，分子间相互作用力的合力会出现一个极大值。你能否用实际生活中宏观现象的例子说明分子间相互作用力的合力的确存在着这样的极大值？【解析】例如：拉断铅丝必须达到一定限度，否则拉不断为什么物体能够被压缩，但压缩的越小，进一步压缩就越困难？4.在观察布朗运动的实验过程中，每隔5s记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法错误的是( )A由图可以看出布朗运动是无规则的。B图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹。C若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著。D若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著。E.布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动【答案】BE5.把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如图所示。如果要使玻璃板离开水面，用手向上拉橡皮筋，拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受到的重力？动手试一试，并解释其中的原因。【解析】玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力6. 在热学中，要描述一定气体的宏观状态，需要确定下列哪些物理量( )A每个气体分子的运动速率 B压强 C体积 D温度 【答案】BCD【小结】系统：物理学中，把所研究的对象称为系统系统以外的周围物体称之为外界或环境，系统与外界之间往往存在相互的作用状态参量： 描述物质系统状态的宏观物理量叫做状态参量 用体积描述它的几何性质。用压强描述力学性质。用温度描述热学性质。平衡态：一个与外界没有能量交换的系统所有宏观性质不随时间变化时状态称之为平衡态 一个物理学系统，在没有外界影响的情况下，只要经过足够长的时间，系统内各部分的状态参量会达到稳定热平衡：两个系统之间没有隔热材料，它们相互接触，或者通过导热性能很好的材料接触，这两个系统的状态参量将会互相影响而分别改变最后，两个系统的状态参量不再变化，说明两个系统已经具有了某个“共同性质”，此时我们说两个系统达到了热平衡 热平衡定律(又叫热力学第零定律)： 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，这个结论称为热平衡定律。温度：两个系统处于热平衡时，它们具有一个“共同性质”。我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为温度。 温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量，它的特征就是“一切达到热平衡的系统都具有相同的温度”这就是常用温度计能够用来测量温度的基本原理系统达到热平衡的宏观标志就是温度相同，若温度不同即系统处于非平衡态，则系统一定存在着热交换。7.一金属棒的一端与0冰接触，另一端与100水接触，并且保持两端冰、水的温度不变问当经过充分长时间后，金属棒所处的状态是否为热平衡态?为什么? 【解析】否，因金属棒各部分温度不相同，存在能量交换 8.温标：定量描述温度的方法叫做温标 温标的建立包含三个要素：选择温度计中用于测量温度的物质，即测温物质；对测温物质的测温属性随温度变化规律的定量关系作出某种规定；固定点即温度的零点和分度方法9. 报某地某日的最高气温是，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是，它是多少摄氏度？10.已知某物理量与热力学温度成正比，请把这个关系用等式表示出来。现在用摄氏温度来表示温度，这个关系式又该怎样写？分别画出图象和图象的草图。【小结】热力学温度(1)定义：热力学温标表示的温度叫做热力学温度，它是国际单位制中七个基本物理量之一。 (2)符号: T (3)单位：开尔文，简称开，符号为K(4) 热力学温标与热力学温度T的关系： Tt+273.15 K 摄氏温标的单位“”是温度的常用单位，但不是国际制单位，温度的国际制单位是开尔文，符号为K在今后各种相关热力学计算中，一定要牢记将温度单位转换为热力学温度即开尔文；由Tt+273.15 K可知，物体温度变化l与变化l K的变化量是等同的。一般情况下， Tt+273 K11.甲图表示某金属丝的电阻R随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（乙图），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的电阻温度计。请判断：如果电池的电动势和内阻都是不变的，电流表上代表、的两点，哪个应该标在电流比较大的刻度上？ RBAAOt1t2t甲 乙12.如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示0时的电阻，k表示图线的斜率。若用该电阻与电池（电动势E、内阻r）、电流表A（内阻Rg）、滑动变阻器R 串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。使用“金属电阻温度计”前，先要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1t2，则t1的刻度应在t2的 侧（填“左”或“右”）；在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、k等物理量表示所测温度t与电流I的关系式t 。r甲ARRtORARR0BRRgE乙甲R【解析】右、 13.设空间存在两个不受外界影响的分子，当它们之间的距离等于时，分子间的作用力为零。若固定一个分子，另一分子以一定初动能向它靠近的过程中( )A当它们之间的距离大于时，分子力做正功，分子的速度变大。B当它们之间的距离等于时，分子的速度最大。C当它们之间的距离小于时，分子力做负功，分子的速度变小。D当它们之间的距离最小时，分子的速度为零。14.假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零。使分子A固定，分子B在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近。两分子距离为时分子间的引力与斥力平衡。把移动过程分为和这样两个阶段。. 这两个阶段中外力在做正功还是负功？分子势能各在怎样变化？. 分子势能何时最低？. 在图中画出分子势能与分子距离关系的曲线，要求表现出最小值的位置及变化的大致趋势。. 如果两个分子只受两者间分子力的作用，从力的角度讲，什么情况下两分子处于平衡状态？从分子势能的角度讲呢？15.两个相同的小球连在一条弹簧的两端，弹簧的自然长度是。这个系统的弹性势能何时最小？如果把弹簧拉长，放开时小球的运动是使系统的弹性势能增大还是减小？如果把弹簧压缩后再放开呢？两分子之间距离为时其引力与斥力相等。分子在某个运动过程中它们的距离由大于变为小于，请对照以上弹簧模型分析两分子势能变化的情形。16.两个静止的电荷间也有势能，这是电势能。如果以无穷远处的电势能为零，当两个同号电荷的距离为时，电势能是正值还是负值？它们运动的趋势将使系统的势能变大还是变小？如果是两个异号电荷呢？17.飞机从地面由静止起飞，随后在高空做高速航行。有人说：“在这段时间内，飞机中的乘客的势能、动能都增大了，他的所有分子的动能和势能也都增大了，因此乘客的内能增大了。”这种说法对吗？为什么？18.在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉，或浸过乙醚的棉花、火柴头等。迅速压下筒中的活塞，观察筒底物品的变