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1、20202020 年物理二轮专题过关宝典年物理二轮专题过关宝典专题十：热学专题十：热学【知识回扣】1.分子的两种微观模型4d313(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积 V0 d ，d 为分子的直径。326(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间 V0d3，d 为分子间的距离。2.宏观量与微观量的相互关系（1）一个分子的质量：m0（2）一个分子的体积：V0（3）物体所含的分子数 nMVmNANAVmM(注：对气体 V0为分子所占空间体积)NANAVmmVNANA或 nNANVmVmMMANAM（4）单位质量中所含的分子数：n3. 气体实验定律及理想气体状态方程4.气体
2、压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析， 应用平受力分析法衡条件或牛顿第二定律求解。在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等液体等压面法内深 h 处总压强 pp0gh ，p0为液面上方的压强。选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象， 分析液片两侧受液片法力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强。5.热力学第一定律公式 UQW 符号的规定物理量取正值“”取负值“”6.热力学第二定律的两种表述功 W外界对物体做功物体对外界做功热量 Q物体从外界吸收热量物体向外界放出热量内能的改变 U物体的内能增加物体的内能减少(1)不可能
3、使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。(2)不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化。【热门考点透析】考点一分子动理论 内能1.（2019北京卷）下列说法正确的是（）A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C气体压强仅与气体分子的平均动能有关D气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变2. （2017江苏卷）科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质109m 的球，已知阿伏加德罗常数为6.01023mol1请估算该蛋白量为 66 kg/mol，其分子可视为半径为3的密度
4、。（计算结果保留一位有效数字）3. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力 f 和分子势能 Ep随分子间距离 r 变化关系的图线是()4. (2017高考全国卷)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()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 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大5. (2018高考全国卷)对于实际的气体，下列说法
5、正确的是()A气体的内能包括气体分子的重力势能B气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C气体的内能包括气体整体运动的动能D气体的体积变化时，其内能可能不变E气体的内能包括气体分子热运动的动能【增分攻略】1.分子力及分子势能比较分子力 F分子势能 Ep图象随分子间距离的r10r变0r 增大，F 做正功，Ep减小r 增大，F 做负功，Ep增大Ep最小，但不为零rr0rr0F 随 r 增大而减小，表现为斥力r 增大，F 先增大后减小，表现为引力F引F斥，F0引力和斥力都很微弱，F0Ep0化情况2.分析物体内能问题的四点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。(2)决定内能
6、大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。考点二固体、液体、分子动理论1. （2018 年江苏卷）如图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则（）A. 空气的相对湿度减小B. 空气中水蒸汽的压强增大C. 空气中水的饱和气压减小D. 空气中水的饱和气压增大2.(2019河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识，正确的有()A烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的
7、云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体B液体与固体接触时，如果附着层内分子比液体内部分子稀疏，表现为不浸润C影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距D车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象3. 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考点三气体实验定律1. （2019新课标全国卷）（5分）如p-V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定
8、量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，则N1_N2，T1_T3，N2_N3。（填“大于”“小于”或“等于”）2.（2019新课标全国卷） 如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成， 容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气
9、的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积。3. (2018高考全国卷 )在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为 l118.0 cm 和 l212.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，求 U形管平放时两边空气柱的长度。（在整个过程中，气体温度不变）4.（2019新课标全国卷）热等静压设备广泛用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材
10、料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为 0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将 10 瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为 3.210-2m3，使用前瓶中气体压强为 1.5107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为 2.0106 Pa；室温温度为 27 。氩气可视为理想气体。（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（2）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ，求此时炉腔中气体的压强。5. (2018高考全国卷)如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口 a 和 b，a、b 间距为 h，a 距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封
11、有一定质量的理想气体。已知活塞质量为 m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为 p0，温度均为 T0.现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达 b 处。求此时汽缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功重力加速度大小为 g。【增分攻略】1.利用气体实验定律解决问题的基本思路(1)明确研究对象，即某一定质量的理想气体。(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及 p2、V2、T2。(3)认清变化过程，正确选用物理规律，列状态方程列式求解。(4)讨论结果的合理性。2.多个研究对象的问题由活塞、液柱相联系的两部分理想
12、气体问题，要注意寻找两团气体之间的压强、体积或位移关系，列出辅助方程，最后联立求解。考点四热力学定律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 ()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2. 下列关于热现象的描述不正确的是()A根据热力学定律，热机的效率不可能达到 100%B做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C温度是
13、描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的3. (2017江苏卷，12A(1)一定质量的理想气体从状态 A 经过状态 B 变化到状态 C，其 V-T 图象如图所示下列说法正确的有（）AAB 的过程中，气体对外界做功BAB 的过程中，气体放出热量CBC 的过程中，气体压强不变DABC 的过程中，气体内能增加4.(2018哈尔滨六中二次模拟)如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B、C 和 D 后再回到状态 A.其中，AB 和 CD 为等温过程，BC 和 DA 为绝热过程(气体与外界
14、无热量交换)这就是著名的“卡诺循环”该循环过程中，下列说法正确的是()AAB 过程中，气体对外界做功BBC 过程中，气体分子的平均动能增大CCD 过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D DA 过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化5. (2019河北保定模拟)一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比在初始状态A 时，体积为 V0，压强为 p0，温度为 T0，已知此时其内能为 U0.该理想气体从状态 A 经由一系列变化，最终还回到原来状态 A，其变化过程的 p -T 图线如图所示，其中 CA 延长线过坐标原点，BA 在同一竖直线上。求：(1)状态 B 的体积；(2)状态 C 的体积；(3)从状态 B 经由状态 C，最终回到状态 A 的过程中，气体与外界交换的热量是多少？【增分攻略】1.判断理想气体内能变化的两种方法(1)一定质量的理想气体，内能的变化完全由温度变化决定，温度升高，内能增大。(2)若吸、放热和做功情况已知，可由热力学第一定律 UWQ 来确定。2.解决热力学定律与气体实验定律的综合问题的基本思路
