2018届二轮复习　　热学课件（共44张）（全国通用） 44页

专题九　热学 ( 选修 3 — 3 模块 ) 定位 五年考情分析 2017 年 2016 年 2015 年 2014 年 2013 年 Ⅰ 卷 T33(1) 选择 ( 气体分子速率分布规律及图像 ) 选择 ( 热力学定律、热平衡定律 ) 选择 ( 晶体的性质 ) 选择 ( 热力学定律、 p-T 图像 ) 选择 ( 分子力、分子势能、分子动能 ) T33(2) 计算 ( 气体实验定律 —— 等温、等容变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 等压、等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 等压、等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 等温、等压变化 ) Ⅱ 卷 T33(1) 选择 ( 热力学定律、气体的内能 ) 选择 ( 热力学定律、理想气体状态方程、 p-T 图像 ) 选择 ( 扩散现象的理解 ) 选择 ( 分子动理论、液晶、液体的性质 ) 选择 ( 热力学定律、气体的性质 ) T33(2) 计算 ( 气体实验定律、物体的平衡 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 充气问题 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 两次等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 两部分气体等压、等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 两部分气体的等温变化 ) Ⅲ 卷 T33(1) 选择 ( 热力学定律、 p- V 图像 ) 选择 ( 气体的内能 ) T33(2) 计算 ( 气体实验定律 —— 等温变化 ) 计算 ( 气体实验定律 —— 两部分气体的等温变化 ) 专题定位 纵览近几年高考 , 该模块一般考两个题 , 一个选择题 , 一个计算题 . 选择题知识点琐碎 , 考查点多 ; 计算题一般考查气体实验定律、理想气体状态方程的应用 应考建议 纵览近几年高考 , 该模块一般考两个题 , 一个选择题 , 一个计算题 . 选择题知识点琐碎 , 考查点多 ; 计算题一般考查气体实验定律、理想气体状态方程的应用 整 合 突 破 实 战 整合 网络要点重温 【 网络构建 】 【 要点重温 】 1.分子动理论: 分子直径的数量级是 m;分子永不停息地做 运动;分子间存在着相互作用的引力和 . 2.气体实验定律和理想气体状态方程 10 -10 无规则 斥力 p 2 V 2 3. 热力学定律 (1) 热力学第一定律 :ΔU= . (2) 热力学第二定律 : 自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有 . Q+W 方向性 热点考向一　分子动理论　固体　液体 【 核心提炼 】 1. 解决估算类问题的三点注意 (1) 固体、液体分子可认为紧靠在一起 , 可看成球体或立方体 ; 气体分子只能按立方体模型计算所占的空间 . (2) 状态变化时分子数不变 . (3) 阿伏加德罗常数是宏观与微观的联系桥梁 , 计算时要注意抓住与其有关的三个量 : 摩尔质量、摩尔体积和物质的量 . 突破 热点考向聚焦 2. 分子动理论的三个核心要点 (1) 分子模型、分子数 (2) 分子运动 : 分子永不停息地做无规则运动 , 温度越高 , 分子的无规则运动越剧烈 , 即平均速率越大 , 但某个分子的瞬时速率不一定大 . (3) 分子势能、分子力与分子间距离的关系 . 3. 固体和液体的主要特点 (1) 晶体和非晶体的分子结构不同 , 表现出的物理性质不同 . 晶体具有确定的熔点 . 单晶体表现出各向异性 , 多晶体和非晶体表现出各向同性 . 晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化 . (2) 液晶是一种特殊的物质状态 , 所处的状态介于固态和液态之间 . 液晶具有流动性 , 在光学、电学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具有收缩到最小的趋势 , 表面张力的方向跟液面相切 . 【 典例 1】 ( 2017 · 湖南长沙一模 )( 多选 ) 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒都按相同的规则排列 B. 无论什么物质 , 只要它们的物质的量相同就含有相同的分子数 C. 悬浮在液体中的微粒越小 , 在某一瞬时与它相碰撞的液体分子数越少 , 布朗运动越明显 D. 在理想气体的等压压缩过程中 , 外界可能对气体做功使气体的内能增加 E. 当水面上方的水蒸气达到饱和状态时 , 水中还会有水分子飞出水面 BCE 解析 : 同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒不一定都按相同的规则排列 , 例如金刚石和石墨 , 选项 A 错误 ;1 mol 任何物质都含有阿伏加德罗常数个分子 , 选项 B 正确 ; 悬浮在液体中的微粒越小 , 在某一瞬时与它相碰撞的液体分子数越少 , 撞击作用的不平衡性就表现得越明显 , 因而布朗运动越明显 , 选项 C 正确 ; 在理想气体的等压压缩过程中 , 由气体实验定律知 , 气体的温度降低 , 外界对气体做功 , 但气体向外放热 , 气体的内能减少 , 选项 D 错误 ; 液面上部的蒸汽达到饱和时 , 液体分子从液面飞出 , 同时有蒸汽分子进入液体中 ; 从宏观上看 , 液体不再蒸发 , 故 E 正确 . 【 预测练习 1】 ( 2017 · 陕西宝鸡一模 )( 多选 ) 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B. 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 D. 高原地区水的沸点较低 , 这是高原地区温度较低的缘故 E. 干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 , 这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 BCE 解析 : 由于花粉是由大量花粉分子组成的 , 所以花粉的布朗运动不能反映花粉分子的热运动 , 故 A 错误 ; 空中的小雨滴呈球形 , 是水的表面张力使雨滴表面有收缩的趋势的结果 , 故 B 正确 ; 液晶像液体一样具有流动性 , 而其光学性质具有各向异性 , 彩色液晶显示器利用了液晶的此特点 , 故 C 正确 ; 高原地区水的沸点较低 , 这是高原地区气压较低的缘故 , 故 D 错误 ; 干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度 , 是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热 , 故 E 正确 . 热点考向二　气体实验定律的应用　　　 【 核心提炼 】 应用气体实验定律的三个重点环节 1.正确选择研究对象: 对于变质量问题要通过恰当选取研究对象,变成质量不变的问题;对于多部分气体问题,要各部分独立研究,各部分之间一般通过压强找联系. 2.列出各状态的参量: 气体在初、末状态,往往会有两个(或三个)参量发生变化,把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速地找到规律. 3.认清变化过程: 准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律. 【 典例 2】 ( 2017 · 百校联盟冲刺卷 ) 如图所示 , 一圆柱形绝热容器竖直放置 , 通过绝热活塞封闭着 27 ℃ 理想气体 , 活塞的质量为 m 0 , 横截面积为 S; 质量为 2m 0 的一沙桶 ( 里面没有沙 ) 通过细绳与活塞相连 , 当活塞处于静止状态时 , 活塞与容器底部相距 h 0 , 已知大气压强为 p 0 , 重力加速度为 g. 求 : (1) 理想气体的压强 p; (2) 通过电热丝缓慢给气体加热一段时间 , 使活塞缓慢移动 , 且使理想气体的温度上升到 77 ℃; 再保持理想气体的温度不变 , 不停地向沙桶中加沙子 , 使活塞缓慢移动 , 当沙子、桶的质量和为 4m 0 时 , 活塞离容器底部的高度 . 【 预测练习 2】 ( 2017 · 安徽芜湖二模 ) 如图所示 , 在一圆形管道内封闭有理想气体 , 用一固定活塞 K 和不计质量可自由移动的活塞 A 将管内气体分割成体积相等的两部分 , 温度都为 T 0 =300 K, 压强都为 p 0 =1.0×10 5 Pa. 现保持下部分气体温度不变 , 只对上部分气体缓慢加热 , 当活塞 A 移动到最低点 B 时 ( 不计摩擦 ), 求 : (1) 下部分气体的压强 ; 答案 : (1)2×10 5 Pa (2) 上部分气体的温度 . 答案 : (2)900 K 热点考向三　气体状态变化与热力学定律的综合应用 【 核心提炼 】 1. 内能变化量 ΔU 的分析思路 (1) 由气体温度变化分析气体内能变化 . 温度升高 , 内能增加 ; 温度降低 , 内能减少 . (2) 由公式 ΔU=W+Q 分析内能变化 . 2. 做功情况 W 的分析思路 (1) 由体积变化分析气体做功情况 . 体积膨胀 , 气体对外界做功 ; 体积被压缩 , 外界对气体做功 . (2) 由公式 W=ΔU-Q 分析气体做功情况 . 3. 气体吸、放热 Q 的分析思路 : 一般由公式 Q=ΔU-W 分析气体的吸、放热情况 . 【典例3】 ( 2017 · 安徽芜湖一模 )如图所示,竖直放置的U形玻璃管与容积为V 0 =15 cm 3 的球形容器连通,玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍.右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体.开始时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h 1 =15 cm,右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h 0 =9 cm.现缓慢向左管中加入水银,使两边水银柱达到同一高度,玻璃管和球形容器导热良好.(已知大气压p 0 =75 cmHg,U形玻璃管的右侧横截面积为S=1 cm 2 ).求: (1) 此过程中被封气体内能如何变化 ? 吸热还是放热 ? (2) 需要加入的水银体积 . 〚 审题突破 〛 解析 : (1) 气体温度不变 , 则内能不变 ; 向左管中加入水银时 , 外界对气体做功 , 根据热力学第一定律 ΔU=Q+W 可知 , 封闭气体要放热 . 答案 : (1) 内能不变　放热　 (2)84 cm 3 【 预测练习 3】 ( 2017 · 广西柳州二模 ) 在一绝热密闭容器中安装一电阻为 R 的电热丝 , 开始时容器中封闭有理想气体 , 其压强为 p 0 =1.0×10 5 Pa, 当电热丝与电压为 U 的电源连接 t 时间后 , 气体温度由 T 0 =280 K 升高到 T 1 =420 K. (1) 求气体增加的内能和此时容器中气体的压强 . (2) 若保持气体温度不变 , 缓慢抽出部分气体 , 使气体压强降低到 p 0 , 则此时容器中气体质量是原来气体质量的几分之几 ? 实战 高考真题演练 1.( 2017 · 全国 Ⅰ 卷 ,33 )(1) 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 　　　　 ( 填正确答案标号 ).   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 0 ～ 400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大 解析 : ( 1) 温度是分子平均动能的标志 , 温度升高分子的平均动能增加 , 不同温度下相同速率的分子所占比例不同 , 温度越高 , 速率大的分子占比例越高 , 故虚线为 0 ℃ 对应的曲线 , 实线是 100 ℃ 对应的曲线 , 曲线下的面积都等于 1, 选项 A,B,C 正确 ; 由图像可知选项 D 错误 ;0 ℃ 时 300 ～ 400 m/s 速率的分子最多 ,100℃ 时 400 ～ 500 m/s 速率的分子最多 , 选项 E 错误 . 答案 : (1)ABC (2) 如图 , 容积均为 V 的汽缸 A,B 下端有细管 ( 容积可忽略 ) 连通 , 阀门 K 2 位于细管的中部 ,A,B 的顶部各有一阀门 K 1 ,K 3 ,B 中有一可自由滑动的活塞 ( 质量、体积均可忽略 ). 初始时 , 三个阀门均打开 , 活塞在 B 的底部 ; 关闭 K 2 ,K 3 , 通过 K 1 给汽缸充气 , 使 A 中气体的压强达到大气压 p 0 的 3 倍后关闭 K 1 . 已知室温为 27 ℃, 汽缸导热 . ① 打开 K 2 , 求稳定时活塞上方气体的体积和压强 ; ② 接着打开 K 3 , 求稳定时活塞的位置 ; ③ 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高 20 ℃, 求此时活塞下方气体的压强 . 2.( 2017 · 全国 Ⅱ 卷 ,33 )(1) 如图 , 用隔板将一绝热汽缸分成两部分 , 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汽缸 . 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 　　　　 ( 填正确答案标号 ).   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 解析 : (1) 气体向真空自由扩散的过程中 , 对外不做功 ; 又汽缸和活塞都绝热 , 不吸热也不放热 , 由热力学第一定律 ΔU=Q+W,Q=0,W=0, 所以 ΔU=0, 内能不变 , 选项 A 正确 ,C 错误 ; 气体被压缩时 , 外界对气体做功 , 又绝热 , 所以内能增大 , 选项 B,D 正确 ; 理想气体分子势能为零 , 内能表现为分子动能 , 内能增大 , 则分子动能增大 , 分子平均动能也增大 , 选项 E 错误 . (2) 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 ρ0, 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. ① 求该热气球所受浮力的大小 ; ② 求该热气球内空气所受的重力 ; ③ 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 . 3.( 2017 · 全国 Ⅲ 卷 ,33 )(1) 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 回到初态 a. 下列说法正确的是 　　　 ( 填正确答案标号 ).   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 : (1)ABD (2) 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 K 1 和 K 2 .K 1 长为 l, 顶端封闭 ,K 2 上端与待测气体连通 ;M 下端经橡皮软管与充有水银的容器 R 连通 . 开始测量时 ,M 与 K 2 相通 ; 逐渐提升 R, 直到 K 2 中水银面与 K 1 顶端等高 , 此时水银已进入 K 1 , 且 K 1 中水银面比顶端低 h, 如图 (b) 所示 . 设测量过程中温度、与 K 2 相通的待测气体的压强均保持不变 . 已知 K 1 和 K 2 的内径均为 d,M 的容积为 V 0 , 水银的密度为 ρ, 重力加速度大小为 g. 求 : ① 待测气体的压强 ; ② 该仪器能够测量的最大压强 . 点击进入 提升 专题限时检测