2013高考物理二轮复习热学专题

1、2013高考物理二轮复习热学专题选考内容范围：模块3-3主题内容要求说明分子动理论与统计观点分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度所分子平均动能的标志、内能定性了解固体、液体与气体固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸气、未饱和蒸气和饱和蒸气压相对湿度热力学定律与能量守恒热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律单位制要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位：包括摄氏度（）、标准大气压知道国际单位制中规定的单位符号实验用油膜法估测分子的大小要求会正确使用的仪器有：温度计【重点知识整合】一、固

2、体、液体、气体微观量的估算1固体、液体微观量的估算(1)分子数、分子质量的计算分子数NnNANANA分子质量m，其中M0为摩尔质量，V0为摩尔体积，NA为阿伏加德罗常数(2)分子体积(分子所占空间)的估算方法每个分子的体积V，其中为固体(或液体)的密度(3)分子直径的估算方法如果把固体分子、液体分子看成球体，则分子直径d；如果把固体、液体分子看成立方体，则d.利用油酸在水面上形成的单层分子膜，可得油酸分子的直径d，其中V、S分别为油酸的体积和油膜的面积2气体分子微观量的估算(1)物质的量n，V为气体在标准状况下的体积，其单位为L.(2)分子间距的估算方法：倘若气体分子均匀分布，每个分子占据一定

3、的空间，假设为立方体，分子位于每个立方体的中心，则每个小立方体的边长就是分子间距；假设气体分子占有的体积为球体，分子位于球体的球心，则分子间距等于每个球体的直径特别提醒：(1)分子直径的数量级为1010 m，因此求出的数据只在数量级上有意义 (2)阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，是联系微观世界和宏观世界的桥梁 二、分子力做功及物体的内能 1分子力的特点 分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离变化而变化的规律是： (1)rr0时表现为引力； (4)r10r0以后，分子力变得 十分微弱，可以忽略不计， 2分子力做功的特点及势能的变化 分子力做正功时分子势能减小;分子力做负功时

4、分子势能增大.(所有势能都有同样结论:重力做正功重力势能减小、电场力做正功电势能减小.) 由上面的分子力曲线可以得出如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变化的图象如图.可见分子势能与物体的体积有关，体积变化，分子势能也变化 3物体的内能及内能变化 项目 内容 备注 内能分子 动能 分子动能各不相等 分子总动能由分子个数和温度决定 温度是分子 平均动能的标志 分子 势能 rr0时,Ep最小 总Ep与分子个数、分子种类、物体体积有关 分子力做正功,Ep减小 分子力做负功,Ep增大 分子力做功时,Ek和Ep相互转化,但二者之和不变 内能的改变 做功 没有热传递时,WU 做

5、功和热传递在改变物体内能上是等效的 实质:其他形式的能与内能的相互转化 热传递 没有做功时,QU 实质:内能在物体间的转移 三种方式:传导、对流、辐射 特别提醒：内能与机械能不同前者由物体内分子运动和分子间作用决定，与物体的温度和体积有关，具体值难确定，但永不为零；后者由物体的速度、物体间相互作用、物体质量决定，可以为零；内能和机械能在一定条件下可以相互转化 三、气体性质的比较 项目 内容 备注 气体分子运动的特点 分子间距很大,作用力很弱 对理想气体,温度TEk,内能UT 分子间碰撞频繁,分子运动混乱 向各个方向 运动的分子数相等 分子速率分布呈 “中间多,两头少” 项目 内容 备注 气体的

6、状态参量 温度 Tt273 K T与t间隔相等,起点不同 用于解释气体定律 压强 产生原因:大量分子频繁碰撞器壁 微观决定因素:分子平均动能、分子密集程度 四、分子动理论1分子动理论的内容：(1)物体是由大量分子组成的：分子直径的数量级为1010 m分子的大小可用油膜法估测：将油酸分子看成一个个紧挨在一起的单分子层，若用V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的油膜面积，则分子直径(大小)d.(2)分子永不停息地做无规则运动：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动；布朗运动现象说明液体分子在做无规则运动(3)分子间同时存在着

7、引力和斥力：二者均随分子间距的增大而减小，且分子斥力随分子间距变化得比较显著分子力指引力和斥力的合力，当rr0(数量级是1010m)时，分子力为零2气体压强的微观解释：气体压强是大量气体分子作用在单位面积器壁上的平均作用力其微观决定因素是分子平均动能和分子密集程度，宏观决定因素是温度和体积3内能：物体内所有分子的动能与分子势能的总和从微观上看，物体内能的大小由组成物体的分子数、分子平均动能和分子间距决定；从宏观上看，物体内能的大小由物质的量(摩尔数)、温度和体积决定五、热力学定律1热力学第一定律：UQWUWQ正值负值正值负值正值负值内能增加内能减少外界对系统做功系统对外界做功系统从外界吸收热量

8、系统向外界放出热量2.热力学第二定律：反映了涉及内能的宏观过程的不可逆性(1)克劳修斯表述(热传导的方向性)：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(2)开尔文表述(机械能和内能转化的方向性)：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(第二类永动机不可能制成)六、气体实验定律与理想气体的状态方程1气体实验定律：等温变化玻意耳定律：p1V1p2V2；等容变化查理定律：；等压变化盖吕萨克定律：.只适用于一定质量的气体2理想气体状态方程：或C(恒量)适用于一定质量的理想气体六、物态和物态变化知识点晶体和非晶体晶体：石英、云母、食盐、硫酸铜、味精、蔗糖等。单晶体：有

9、天然形成的 的几何外形；在物理性质上，晶体具有 性；如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫单晶体。多晶体：多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的；在物理性质上表现为 性；无规则的几何外形。单晶体和多晶体都 的熔点。晶体各向异性：指的是晶体在不同方向上 性质不同。有些晶体沿不同方向的导热（例如：云母）或导电性能不同；有些晶体沿不同方向的光学性质不同。而非晶体和多晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫做各向同性。（液体也表现为 性）非晶体：玻璃、蜂腊、松香、橡胶、沥青等。无规则的几何外形；在物理性质上表现为 性；无确定的熔点。同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体，在一定

10、条件下也可转化为晶体。晶体的微观结构组成晶体的微粒按一定的规律在空间整齐地排列，所以晶体有规则的几何外形。有的物质的微粒能形成不同的晶体结构；例如：碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金钢石。固体是晶体还是非晶体要看其是否有确定的 ；区分单晶体和多晶体要看其物理性质是 还是 性。液体的表面层定义：液体跟气体接触的表面存在一个薄层叫做表面层。特点：分子间距要比液体内部 ，分子间相互作用力表现为 力。表面张力定义：液体表面各部分之间相互吸引的力。作用效果：在液体表面张力的作用下，液体表面有收缩到最 的趋势。说明：在体积相等的各种形状的物体中，球形表面积最小，故液滴成球形。液体的附着层定义：当液体和固

11、体接触处形成一个液体薄层叫做附着层。浸润和不浸润定义：一种液体会润湿某种固体并附在固体的表面上，这种现象叫做浸润。一种液体不会润湿某种固体，也就不会附在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润。分析：附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引当固体分子的吸引较弱时，附着层里的液体分子比液体内部稀疏，分子间力表现为引力，附着层有收缩的趋势，这样的液体和固体表现为不浸润，在毛细管中液体下降呈凸形；当受到固体分子的吸引相当强时，附着层里的分子比液体内部密，分子间力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，这样的液体和固体表现为浸润，在毛细管中液体上升呈凹形同一种液体对一些固体是浸润的，对另一些固体

12、可能不浸润。例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡，水银不能浸润玻璃，但能浸润锌。毛细现象定义：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象。产生原因：是浸润或不浸润与表面张力共同作用的结果。毛细管越细，毛细现象越明显。用内径很细的玻璃管做成的水银气压计，其读数比实际气压偏 。液晶定义：有些些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，人们把处于这种的物质叫液晶。（在显示器方面有广泛的应用）特点：液晶分子位置的无序使它像液体，而排列有序使它像固体，所以液晶是具有晶体结构的液体。说明：液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、

13、平板状分子。液晶的物理性质很容易在外界的影响（如电场、温度、压力、光照）下发生变化。汽化蒸发：只发生在液体表面，在任何温度都发生蒸发；沸腾：是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象，沸腾只有达到液体沸点（大气压越高，沸点越 ）才会发生。注意：液体的汽化不是指沸腾。饱和汽与饱和汽压饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽。饱和汽压：在一定温度下，饱和汽的分子密度是一定的，因而压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。说明：饱和汽压随温度的升高而增大，与体积无关；当温度降到水蒸气饱和时，就会有液态水出现（空气中出现白雾或液态水出现在固体表面）；饱和汽压指

14、的是空气中水蒸气的分气压，与其它气体的压强无关。湿度绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是相对湿度。相对湿度和绝对湿度都和温度都有关系。在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿。熔化热熔化热：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比。一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。晶体和非晶体的熔化晶体熔化过程中吸收的热量全部用于破坏其空间排列的规律性，增加了分子的势能，而分子的平均动能几乎不变，所以晶体在熔化时有确定的熔点，虽然在熔化过程中不断吸收热量，但温度并不升高。非晶体由于没有

15、固定的结构，在加热时逐渐软化，温度持续升高，没有确定的熔点。从物理性质上看与液体没有质的不同，所以有时又称非晶体为粘滞系数很大的液体。汽化热定义：某种液体汽化成同温度的气体时所需能量与其质量之比，称作这种物质在这个温度下的汽化热。（液体可以在任何温度下汽化）影响因素：对应温度；气体压强。说明：液体汽化时体积会增大很多，分子吸收的能量不只用于挣脱其它分子的束缚，还用于体积膨胀时克服外界气压做功，所以汽化热还与外界气体压强有关。练习：分子动理论12011年4月8日，在某高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ，爆胎时胎内气体的温度为87 ，

16、轮胎中的空气可看作理想气体(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；(2)从微观上解释爆胎前胎内压强变化的原因；(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由热力学定律2(1)下列说法中正确的是_A物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大B当分子间距离从r0(此时分子间引力与斥力平衡)增大到r1时，分子力先减小后增大，分子势能也先减小后增大C热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递D根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体(2)某同学做了如图1所示的探究性实验，U形管左口管套有一小气球，管内装有水银，当在右管内再注入一些水银时，

17、气球将鼓得更大假设封闭气体与外界绝热，则在注入水银时，封闭气体的体积_，压强_，温度_，内能_(填“增大”、“减小”、“升高”、“降低”或“不变”)(3)一同学在游泳池中游泳时进行了一项科学探究，他将一粗细均匀、一端封闭的长为12 cm的玻璃饮料瓶握住，开口向下潜入水中，当潜入到水下某深度时看到水进入玻璃管口大约2 cm.他据此就粗略估计出了潜入水中的深度，请通过计算得出潜水的深度(取水面上大气压强为p01.0105 Pa，g10 m/s2理想气体状态方程3(1)如图2所示是一定质量的理想气体的三个不同变化过程则下列叙述正确的是 Aad过程气体的温度降低 Bbd过程气体的温度降低Ccd过程气体

18、的温度降低 Dbd过程气体对外界做功(2)如图3所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为1103 m2，汽缸内有质量m2 kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子K固定于如图3所示位置，离缸底12 cm，此时汽缸内被封闭气体的压强1.5105 Pa，温度为300 K外界大气压为1.0105 Pa，g10 m/s2.现对密闭气体加热，当温度升高到一定程度时，拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为360 K，则这时活塞离缸底的距离为多少？4(1)在某一密闭容器内装有一定质量的理想气体(设此状态为甲)，现设法降低气体的温度同时增大气体的压强

19、，达到状态乙，则下列判断正确的是A气体在状态甲时的密度比状态乙时的大B气体在状态甲时的分子平均动能比状态乙时的大C气体在状态甲时的内能比状态乙时的大D气体从状态甲变化到状态乙的过程中，放出的热量多于外界对气体做的功(2)如图4所示，在一端封闭的U形管中用水银柱封一段空气柱L，当空气柱的温度为14 时，左臂水银柱的长度h110 cm，右臂水银柱长度h27 cm，气柱长度L15 cm；将U形管放入100 水中且状态稳定时，h1变为7 cm.分别写出空气柱在初末两个状态的气体参量，并求出末状态空气柱的压强和当时的大气压强(单位用 cmHg)固体、液体和物态变化的考查晶体和非晶体的特性 5如图3所示，

20、曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是_。（填选项前的字母） A晶体和非晶体均存在固定的熔点T0 B曲线M的bc段表示固液共存状态 C曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态 空气的湿度 6关于空气湿度，下列说法正确的是_（填入正确选项前的字母）。 A当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 B当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小 C空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示 D空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比 对分子动理论和固、液体性质

21、相结合考查 7人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。 A液体的分子势能与体积有关 B晶体的物理性质都是各向异性的 C温度升高，每个分子的动能都增大 D露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 对热力学定律的考查 1热力学第一定律 8如图4所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能_(选“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了_。 能量守恒定律9 如图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，

22、轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是 A转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量10(多选)下列说法正确的是()A一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小B人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度C产生毛细现象时，液体在毛细管中一定上升D能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低11(多选)下列说法中，正确的是()A晶体具有确定的熔点B多晶体具有各向异性C晶体和非晶体之间不能相互转化D碳原子按照不同规则排列，可以成为石墨，也可以成为金刚石 12.如图124所示，用活塞封闭一定质量理想气体的导热汽缸放在水平桌面上，汽缸正上方有一个沙漏正在漏沙，导致活塞缓慢下降若大气压和外界温度恒定，随着沙子不断漏下，缸内气体的压强逐渐_(填“增大”或“减小”)，气体_(填“吸收”或“放出”)热量13(2012福建卷，28)(1)关于热力学定律和分子动理论，下列说法正确的是_(填选项前的字母)A一定量气体吸收热量，其内能一定增大B不可能使热量由低温物体传递到高温物体C若两分子间距离增大，分子势能一定增大D