2011屆高中物理 專題14 熱學總復習課件 新課標

1、專題十四 熱學 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、氣體和熱力學定律的相關基礎知識近年來，命題的熱點集中在分子熱運動、估算分子大小和數目、內能及其變化、有關氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的應用等高考題型有選擇題、填空題、實驗和計算題形式，難度中等本專題復習中要熟練掌握以下幾點：(1)分子動理論的基礎知識；(2)用油膜法估測分子的大小；(3)物體的內能、熱與功的相關概念及熱力學第一定律；(4)氣體實驗定律和熱力學定律的綜合性問題復習時要加深對氣體參量與力學部分關系的理解與應用，特別是求氣體的壓強(2010 湖北武漢模擬)已知地球的半徑為6.4 103km，水的摩爾

2、質量為1.810-2 kg/mol，阿伏加德羅常數為6.021023 mol，設想將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的應用，解答時先要算出1kg水總的分子數，再計算ANMm0SS本題通過計算1kg水的分子個數，體現固體、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量，V表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，r表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數，

3、m、D分別表示每個水分子的質量和體積，下面是四個關系式：1243mVNAANANmANV其中正確的是：（ ）A.和 B和C和 D和氣體分子間距離遠大于分子大小，所以氣體的體積遠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的關系曲線下列說法正確的是( )A當r大于r1時，分子間的作用力表現為引力B當r小于r1時，分子間的作用力表現為斥力C當r等于r2時，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功圖圖 14-1-114-1-1分子間距等于r0時分子勢能最小，即r1=r2.當r小于r1時分子力表現為斥力

4、；當r大于r1小于r2時分子力表現為斥力；當r大于r2時分子力表現為引力，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中盛有一定質量的理想氣體，B為真空(如圖1421)現把隔板抽去，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動B自由膨脹前后，氣體的壓強不變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間內，能全部自動回到A部分本題的難點是什么是自由膨脹，它是一個特殊的過程，氣體自由膨脹時

5、不受任何阻力，也沒和別的物質接觸，所以對外界不做功氣體分子永不停息做無規(guī)則運動，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，由熱力學第一定律可知，其內能不變，但由于膨脹，壓強減小，所以B錯，C正確；涉及熱現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、熱力學第一定律等知識，考查了考生對基礎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，對缸內氣體做功800J，同時氣體向外界放熱200J，缸內氣體的()A溫度升高，內能增加600JB溫度升高，內能減少200JC溫度降低，內能增加600JD溫度降低，內能減少200J圖

6、圖14221422由能量守恒，E=Q+W=-200J+800J=600J，內能增加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，內能不變，氣體分子的平均動能不變，B、C錯誤；上升時壓強減小，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對氣體壓強的理解與計算氣體壓強的理解與計算圖1431如圖14-3-1所示，在光滑的水平面上放一質量為M，內外壁均光滑的氣

7、缸，活塞質量為m，橫截面積為S，外界大氣壓為P0，求(1)現對活塞施以水平向左的推力F，活塞與氣缸無相對滑動時，氣缸內氣體的壓強為多大？(2)若氣缸固定不動，其他條件不變，則活塞的速度最大時，氣缸內氣體的壓強為多大？我們應以活塞為受力分析的研究對象，氣缸內氣體對活塞的壓力是其中之一，然后運用牛頓運動定律與壓強的定義進行求解(1)設穩(wěn)定時氣體與活塞具有共同的加速度a向左勻速運動，此時氣缸內氣體的壓強為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，加速度為零，設此時氣缸內氣

8、體的壓強為p1，則：活塞：p1S=F+p0S，求得：p1=p0+FS()MFM mS求解封閉的一定質量氣體壓強時，有兩種方法：(1)當系統(tǒng)平衡時，可用平衡法求解；(2)當系統(tǒng)處于勻變速運動時，可用牛頓第二定律列式求解(2009浙江自選模塊)一位質量為60kg的同學為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質量的空氣(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塑料板，如圖14-3-2所示 圖1432(1)關于氣球內氣體的壓強，下列說法正確的是( )A大于大氣壓強B是由于氣體重力而產生的C是由于氣體分子之間的斥力而產生的D是由于大量氣體分子

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

10、，又由于球內氣體溫度可視為不變，則內能不變，選BD.(3)氣球內氣體的壓強 p=p0 + =1.013Pa+0.040Pa =1.053 Pa.4m gS氣體實驗定律的圖象問題圖1441一定質量的理想氣體經過一系列過程，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，壓強減小Bbc過程中，氣體壓強不變，體積增大Cca過程中，氣體壓強增大，體積變小Dca過程中，氣體內能增大，體積不變本題考查了一定質量的理想氣體的p-T圖象，要明確在pT圖象中過原點的射線，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，氣體壓強不變，體積減小，B錯誤；ca過程中，氣體壓強增大，體積不變，溫度升高，內能增大，所以C錯，D正確答案：AD圖象能直觀形象地體現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，同時結合理想氣體狀態(tài)方程、熱力學定律進行求解(2010金華模擬)一定質量的理想氣體其狀態(tài)變化過程的p與V的關系如圖14-4-2所示，則該過程的pT圖象應選( ) 圖1442pV圖象，ab過程中，壓強增大，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，結合p與V的關系，V=k1p ，代入上式得：T= =kp2所以選C.pVTpVC氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的應用氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程的應用如圖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形管內氣體的體積忽略不計)，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后將容器內的氣體從300K分別加熱到400K和540K，U

13、形管內兩 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、體積和溫度，變化中是否存在不變量，同時是否會出現臨界狀態(tài)或極限點(1)開始時，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，水銀高度差為15.2cm00AAAAp Vp V(2)從T0=300k升到T，體積為V0，壓強為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，水銀高度差為15.2cm解答本題的關鍵是找準氣體狀態(tài)參量變化中的不變量，更難的是判定何時出現臨界狀態(tài)，然后正確使用相應的氣體實驗定律( 2009上海)如圖14-5-2所示，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管內有一段水銀柱，右管內氣體柱長為39cm，中管內水銀面與管口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，設整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管內水銀面比中管內水銀面高