2011屆高中物理 專題14 熱學(xué)總復(fù)習(xí)課件 新課標(biāo)

1、專題十四 熱學(xué) 本專題屬于B模塊，在浙江省高考中屬于自選綜合科目主要講述分子動理論、氣體和熱力學(xué)定律的相關(guān)基礎(chǔ)知識近年來，命題的熱點(diǎn)集中在分子熱運(yùn)動、估算分子大小和數(shù)目、內(nèi)能及其變化、有關(guān)氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用等高考題型有選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算題形式，難度中等本專題復(fù)習(xí)中要熟練掌握以下幾點(diǎn)：(1)分子動理論的基礎(chǔ)知識；(2)用油膜法估測分子的大?。?3)物體的內(nèi)能、熱與功的相關(guān)概念及熱力學(xué)第一定律；(4)氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)定律的綜合性問題復(fù)習(xí)時(shí)要加深對氣體參量與力學(xué)部分關(guān)系的理解與應(yīng)用，特別是求氣體的壓強(qiáng)(2010 湖北武漢模擬)已知地球的半徑為6.4 103km，水的摩爾

2、質(zhì)量為1.810-2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol，設(shè)想將1kg水均勻地分布在地球表面，估算1cm2的地球表面上分布的水分子數(shù)目約為()A7103個 B7103個C71010個 D 7 1012個 分子動理論問題本題考查阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用，解答時(shí)先要算出1kg水總的分子數(shù)，再計(jì)算ANMm0SS本題通過計(jì)算1kg水的分子個數(shù)，體現(xiàn)固體、液體分子可看成緊密排列，忽略分子間空隙，而氣體不行，分子間距較大對于固體、液體分子大小時(shí)常采用球模型，而氣體采用立方體模型 若以表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，r表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，

3、m、D分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下面是四個關(guān)系式：1243mVNAANANmANV其中正確的是：（ ）A.和 B和C和 D和氣體分子間距離遠(yuǎn)大于分子大小，所以氣體的體積遠(yuǎn)大于所有氣體分子體積之和，所以和兩式錯誤，和正確選B(2010全國)圖1411為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線下列說法正確的是( )A當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零D在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功圖圖 14-1-114-1-1分子間距等于r0時(shí)分子勢能最小，即r1=r2.當(dāng)r小于r1時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力

4、；當(dāng)r大于r1小于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，A錯BC對在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D錯誤氣體狀態(tài)與內(nèi)能的變化用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分，A中盛有一定質(zhì)量的理想氣體，B為真空(如圖1421)現(xiàn)把隔板抽去，A中的氣體自動充滿整個容器(如圖1421)，這個過程稱為氣體的自由膨脹下列說法正確的是()圖圖 14-1-214-1-2A自由膨脹過程中，氣體分子只做定向運(yùn)動B自由膨脹前后，氣體的壓強(qiáng)不變C自由膨脹前后，氣體的溫度不變D容器中的氣體在足夠長的時(shí)間內(nèi)，能全部自動回到A部分本題的難點(diǎn)是什么是自由膨脹，它是一個特殊的過程，氣體自由膨脹時(shí)

5、不受任何阻力，也沒和別的物質(zhì)接觸，所以對外界不做功氣體分子永不停息做無規(guī)則運(yùn)動，故A錯；自由膨脹后，氣體對外做功W=0，容器絕熱，其熱傳遞能量Q=0，由熱力學(xué)第一定律可知，其內(nèi)能不變，但由于膨脹，壓強(qiáng)減小，所以B錯，C正確；涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，故D錯答案為C.本題涉及分子動理論、熱力學(xué)第一定律等知識，考查了考生對基礎(chǔ)知識的理解與掌握程度(2010廣東)圖14-2-2是密閉的氣缸，外力推動活塞P壓縮氣體，對缸內(nèi)氣體做功800J，同時(shí)氣體向外界放熱200J，缸內(nèi)氣體的()A溫度升高，內(nèi)能增加600JB溫度升高，內(nèi)能減少200JC溫度降低，內(nèi)能增加600JD溫度降低，內(nèi)能減少200J圖

6、圖14221422由能量守恒，E=Q+W=-200J+800J=600J，內(nèi)能增加600J，則溫度一定升高(2009江蘇)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是( )A氣體分子間的作用力增大B氣體分子的平均速率增大C氣體分子的平均動能減小D氣體組成的系統(tǒng)的熵增加 氣泡從湖底上升到湖面的過程中，溫度保持不變，內(nèi)能不變，氣體分子的平均動能不變，B、C錯誤；上升時(shí)壓強(qiáng)減小，氣體分子間的作用力減小，故A錯誤；體積增大無序性增加，D對氣體壓強(qiáng)的理解與計(jì)算氣體壓強(qiáng)的理解與計(jì)算圖1431如圖14-3-1所示，在光滑的水平面上放一質(zhì)量為M，內(nèi)外壁均光滑的氣

7、缸，活塞質(zhì)量為m，橫截面積為S，外界大氣壓為P0，求(1)現(xiàn)對活塞施以水平向左的推力F，活塞與氣缸無相對滑動時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大？(2)若氣缸固定不動，其他條件不變，則活塞的速度最大時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大？我們應(yīng)以活塞為受力分析的研究對象，氣缸內(nèi)氣體對活塞的壓力是其中之一，然后運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律與壓強(qiáng)的定義進(jìn)行求解(1)設(shè)穩(wěn)定時(shí)氣體與活塞具有共同的加速度a向左勻速運(yùn)動，此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p，對氣缸和活塞分別受力分析，如下圖所示，由牛頓第二定律列式得： 氣缸：pS-p0S=Ma 活塞：F+p0S-pS=ma 由兩式求解得：p=p0+ (2)活塞的速度最大時(shí)，加速度為零，設(shè)此時(shí)氣缸內(nèi)氣

8、體的壓強(qiáng)為p1，則：活塞：p1S=F+p0S，求得：p1=p0+FS()MFM mS求解封閉的一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)時(shí)，有兩種方法：(1)當(dāng)系統(tǒng)平衡時(shí)，可用平衡法求解；(2)當(dāng)系統(tǒng)處于勻變速運(yùn)動時(shí)，可用牛頓第二定律列式求解(2009浙江自選模塊)一位質(zhì)量為60kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣(可視為理想氣體)，然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖14-3-2所示 圖1432(1)關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，下列說法正確的是( )A大于大氣壓強(qiáng)B是由于氣體重力而產(chǎn)生的C是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的D是由于大量氣體分子

9、的碰撞而產(chǎn)生的(2)在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變下列說法正確的是( )A球內(nèi)氣體體積變大 B球內(nèi)氣體體積變小C球內(nèi)氣體內(nèi)能變大 D球內(nèi)氣體內(nèi)能不變(3)為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面和氣球一側(cè)表面貼上間距為2.0cm的方格紙表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖14-3-4所示若表演時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.013105Pa，取g=10m/s2，則氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大？(取4位有效數(shù)字)圖1434(1)根據(jù)題意與氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知應(yīng)選AD；(2)這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板中間位置的過程中，氣球體積一定變小

10、，又由于球內(nèi)氣體溫度可視為不變，則內(nèi)能不變，選BD.(3)氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng) p=p0 + =1.013Pa+0.040Pa =1.053 Pa.4m gS氣體實(shí)驗(yàn)定律的圖象問題圖1441一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列過程，如圖14-4-1所示下列說法中正確的是()Aab過程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小Bbc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大Cca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小Dca過程中，氣體內(nèi)能增大，體積不變本題考查了一定質(zhì)量的理想氣體的p-T圖象，要明確在pT圖象中過原點(diǎn)的射線，是等容變化，且傾斜程度越大，體積越小ab過程中，屬于等溫變化，從圖象中可得壓強(qiáng)減小，由=可知，k、T不變，氣體體積增大，

11、A正確；bc過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，B錯誤；ca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積不變，溫度升高，內(nèi)能增大，所以C錯，D正確答案：AD圖象能直觀形象地體現(xiàn)物理量的變化情況在pT、pV和VT圖象中，不僅要熟悉基本知識，還要能掌握、應(yīng)用圖象分析氣體三個狀態(tài)參量的變化情況，尤其是第三者隱藏物理量的變化，同時(shí)結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)定律進(jìn)行求解(2010金華模擬)一定質(zhì)量的理想氣體其狀態(tài)變化過程的p與V的關(guān)系如圖14-4-2所示，則該過程的pT圖象應(yīng)選( ) 圖1442pV圖象，ab過程中，壓強(qiáng)增大，體積增大，溫度升高，在pT圖象，A圖表示體積不變，A錯；B圖表示溫度不變，則B錯誤；由理想氣體狀態(tài)

12、方程得： =C，結(jié)合p與V的關(guān)系，V=k1p ，代入上式得：T= =kp2所以選C.pVTpVC氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用如圖14-5-1所示，一定量理想氣體放在體積為V0的容器中，室溫為T0=300K.有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器上連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76cm，右室容器中連接有一閥門K，可與大氣相通(外界大氣壓等于76cm汞柱)求： (1)將閥門K打開后，A室的體積變成多少？(2)打開閥門K后將容器內(nèi)的氣體從300K分別加熱到400K和540K，U

13、形管內(nèi)兩 邊水銀面的高度差各為多少？ 圖1451一定量的理想氣體滿足狀態(tài)方程，一定要分析初末狀態(tài)下的壓強(qiáng)、體積和溫度，變化中是否存在不變量，同時(shí)是否會出現(xiàn)臨界狀態(tài)或極限點(diǎn)(1)開始時(shí)，pA0=2大氣壓，VA0=V0 /3打開閥門，A室氣體等溫變化，pA=1大氣壓，體積為VA00AAAp Vp023V= =T2=540K時(shí)，水銀高度差為15.2cm00AAAAp Vp V(2)從T0=300k升到T，體積為V0，壓強(qiáng)為pA，等壓過程 001AV TV0030023VVT=450K T1=400K450K，pA1=pA=p0，水銀柱的高度差為0從T=450K升高到T2=540K為等容過程 ApT22ApT= 2AT pT540 1450= =1.2大氣壓pA2= 2T =540K時(shí)，水銀高度差為15.2cm解答本題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)氣體狀態(tài)參量變化中的不變量，更難的是判定何時(shí)出現(xiàn)臨界狀態(tài)，然后正確使用相應(yīng)的氣體實(shí)驗(yàn)定律( 2009上海)如圖14-5-2所示，粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內(nèi)有一段水銀柱，右管內(nèi)氣體柱長為39cm，中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm.先將口B封閉，再將左管豎直插入水銀槽中，設(shè)整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內(nèi)水銀面比中管內(nèi)水銀面高