高考物理二轮复习 第1部分 核心突破 专题6 选考部分 第1讲 分子动理论气体及热力学定律课件.ppt

核心专题突破 第一部分 专题六选考部分 2017考点解读 本讲考查的重点和热点 分子大小的估算 对分子动理论内容的理解 固 液 气三态的性质及其微观解释 气体实验定律 气态方程的理解和应用 热力学定律的理解和简单计算 油膜法测分子直径 题型基本上都是拼盘式选择题和计算题的组合 由于本讲内容琐碎 考查点多 因此在复习中应注意抓好四大块知识 一是分子动理论 二是从微观角度分析固体 液体 气体的性质 三是气体实验三定律 四是热力学定律 以四块知识为主干 梳理出知识点 进行理解性记忆 第1讲分子动理论 气体及热力学定律 命题规律 分子动理论和内能是高考的热点 题型多为选择题 主要考查以下几点 1 微观量的估算 2 布朗运动 分子热运动与温度的关系 3 分子力 分子势能与距离的关系及分子势能与分子力做功的关系 4 温度与分子动能的关系以及物体内能变化 题型一分子动理论和内能 方法点拨 1 宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量mmol 摩尔体积vmol 密度 与作为微观量的分子直径d 分子质量m 每个分子的体积v0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来 如图所示 2 布朗运动分子热运动的比较 3 分子力和分子势能随分子间距变化的规律 1 2016 湖北八校二联 下列说法中正确的是 a 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动b 气体的温度升高 每个气体分子运动的速率都增大c 一定量100 的水变成100 的水蒸气 其分子之间的势能增加d 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度 气体的温度就可以降低e 分子力只要增大 分子间的分子势能就要增大 acd 突破点拨 1 气体温度升高 分子平均动能增大 但不是每个分子动能都增大 2 100 的水变成100 的水蒸气 分子平均动能不变 势能增加 3 在rr0范围内 分子力增大 分子间距可能增大 也可能减小 分子势能不一定增大 解析 布朗运动是液体或气体中悬浮微粒的无规律运动 而不是分子的无规律热运动 所以a对 温度升高 分子平均动能增大 而不是每个分子的动能都增大 故b错 一定量100 的小蒸气 虽然漫过没有升高 但此过程必定吸热 而吸收热量使分子之间1的距离增大 分子势能增加 故c对 温度是分子热运动的平均动能的标志 故d对 由ep r和f r图象比较可知 e错 变式考法 1 在上述题中 一定量100 的水变成100 的水蒸气 需要吸收的热量是否等于分子势能的增加 答案 水的分子平均动能不变 吸收的热量一部分用来增加水分子的势能 另一部分用来体积膨胀对外做功 故q ep 所以吸收的热量不等于势能的增加 2 2015 全国卷 关于扩散现象 下列说法正确的是 a 温度越高 扩散进行得越快b 扩散现象是不同物质间的一种化学反应c 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的d 扩散现象在气体 液体和固体中都能发生e 液体中的扩散现象是由于流体的对流形成的解析 温度越高 分子的热运动越剧烈 扩散进行得越快 选项a c正确 扩散现象是一种物理现象 不是化学反应 选项b错误 扩散现象在气体 液体和固体中都能发生 选项d正确 液体中的扩散现象是由液体分子的无规则运动而产生的 选项e错误 acd 3 多选 两分子间的斥力和引力的合力f与分子间距离r的关系如图中曲线所示 曲线与r轴交点的横坐标为r0 相距很远的两分子在分子力作用下 由静止开始相互接近 若两分子相距无穷远时分子势能为零 下列说法正确的是 a 在r r0阶段 f做正功 分子动能增加 势能减小b 在r r0阶段 f做负功 分子动能减小 势能也减小c 在r r0时 分子势能最小 动能最大d 在r r0时 分子势能为零e 分子动能和势能之和在整个过程中不变 ace 解析 在r r0阶段 分子间表现为引力 相互靠近时 分子力做正功 分子动能增大 分子势能减小 选项a正确 在r r0阶段分子力表现为斥力 靠近过程中 分子做负功 分子动能减小 势能增大 b错误 r r0时 分子动能最大 势能最小但不等于零 选项c正确 两分子相距无穷远时分子势能为零 则r r0时 分子势能为负值 选项d错误 分子力做功的过程就是分子动能和分子势能转化的过程 总能量不变 选项e正确 命题规律 热力学定律及固体和液体的性质在高考命题中 主要考点 1 结合热力学图象考查内能变化与做功 热传递的关系 2 对固体 液体 晶体的性质的简单理解题型一般为选择题 题型二热力学定律及固体 液体的性质 2 热力学第一定律的应用技巧 1 定性判断 利用题中的条件和符号法则对w q u中的其中两个量做出准确的符号判断 然后利用 u w q对第三个量做出判断 2 定量计算 一般计算等压变化过程的功 即w p v 然后结合其他条件 利用 u w q进行相关计算 3 注意符号正负的规定 若研究对象为气体 对气体做功的正负由气体体积的变化决定 气体体积增大 气体对外界做功 w0 3 固体和液体 1 晶体和非晶体 1 2015 甘肃第一次诊考 关于热力学定律 下列说法正确的是 a 为了增加物体的内能 必须对物体做功或向它传递热量b 对某物体做功 必定会使该物体的内能增加c 可以从单一热源吸收热量 使之完全变为功d 空调机作为制冷机使用时 将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外 所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律e 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程 ace 解析 由 u w q可知做功和热传递是改变物体内能的两种途径 它们是等效的 故a正确 b错误 由热力学第二定律可知 可以从单一热源吸收热量 使之全部变为功 但会产生其他影响 故c正确 由热力学第二定律知 热量只是不能自发地从低温物体传向高温物体 而空调机制冷时 压缩机工作将热量从室内送到室外 故不违反热力学第二定律 d错误 一切与热现象有关的宏观过程不可逆 则e正确 突破点拨 1 由热力学第一定律知 物体内能的改变由做功和热传递两种方式共同决定 2 理解热力学第二定律的关键是 非自发过程可 强制 实现 但一定造成了其他影响 而不造成其他影响是不可能的 2 2015 全国新课标卷 1 下列说法中正确的是 a 将一块晶体敲碎后 得到的小颗粒是非晶体b 固体可以分为晶体和非晶体两类 有些晶体在不同方向上有不同的光学性质c 由同种元素构成的固体 可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体d 在合适的条件下 某些晶体可以转变为非晶体 某些非晶体也可以转变为晶体e 在熔化过程中 晶体要吸收热量 但温度保持不变 内能也保持不变解析 1 晶体敲碎后仍为晶体 性质不变 故a错误 e晶体熔化过程中吸收热量温度不变 分子动能不变 势能增加 内能增加 故bcd正确 bcd 3 2014 新课标卷 1 下列说法中正确的是 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 干湿泡湿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 本题考查布朗运动 液体的表面张力 液晶 沸点 蒸发等 意在考查考生对常见热学现象本质及热力学基本概念和规律的理解 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动 a项错误 空中的小雨滴呈球形是由于水的表面张力作用 使得小雨滴表面积最小而呈球形 b项正确 彩色液晶中的染料分子利用具有光学各向异性的特点 与液晶分子结合而定向排列 当液晶中电场强度不同时 染料分子对不同颜色的光吸收强度不同而显示各种颜色 c项正确 高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小 d错误 由于湿泡外纱布中的水蒸发吸热而使其显示的温度低于干泡显示的温度 e项正确 1 必须牢记晶体和非晶体的区别晶体具有固定的熔点 而非晶体没有固定的熔点 晶体中的单晶体某些物理性质为各向异性 晶体中的多晶体和非晶体物理性质为各向同性 2 必须理解热力学第二定律的内容一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性 题型三气体实验定律和热力学第一定律 命题规律 气体实验定律和热力学第一定律是高考命题的热点 题型既有选择题 也有计算题 主要考查 1 状态参量的计算及其变化分析 2 气体的做功 内能 吸放热分析 3 结合气体图象分析状态变化情况分析 方法点拨 1 应用气体实验定律的解题思路 1 选择对象 即某一定质量的理想气体 2 找出参量 气体在始末状态的参量p1 v1 t1及p2 v2 t2 3 认识过程 认清变化过程是正确选用物理规律的前提 4 列出方程 选用某一实验定律或气态方程 代入具体数值求解 并讨论结果的合理性 2 气体做功情况的判定方法 1 若气体体积增大 则气体对外做功 w0 3 若气体体积不变 即等容过程 则w 0 3 理想气体内能变化情况的判定方法对一定质量的理想气体 由于无分子势能 其内能只包含分子无规则热运动的动能 这时内能只与温度有关 故判定一定质量的理想气体内能是否变化 应看温度是否发生了变化 与体积无关 这与一般物体不同 4 气体吸 放热q的判定方法一般由公式q u w分析气体吸 放热情况 q 0吸热 q 0放热 1 2014 新课标全国卷 1 一定量的理想气体从状态a开始 经历三个过程ab bc ca回到原状态 其p t图象如图所示 下列判断正确的是 a 过程ab中气体一定吸热b 过程bc中气体既不吸热也不放热c 过程ca外界对气体所做的功等于气体所放的热d a b和c三个状态中 状态a分子的平均动能最小e b和c两个状态中 容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 ade 解析 1 由p t图可知 从a b的过程为等容变化过程 即体积不变 但温度升高 内能增加 所以气体要吸热 选项a正确 从b c过程 温度不变 压强减小 说明体积增大 气体对外做功 所以要吸热 选项b错误 从c a过程 压强不变 温度降低 内能减小 所以外界对气体做的功小于气体放出的热量 选项c错误 分子的平均动能与温度有关 因为ta tb tb tc 所以状态a分子的平均动能最小 选项d正确 tb tc说明两状态下的分子的平均速率相等 单个分子对气壁撞击的次数一样多 而两状态分子密度不同 选项e正确 突破点拨 1 p t图中ab过程是什么过程 bc过程是什么过程 ca过程是什么过程 2 气体的压强跟气体分子撞击容器壁的次数有什么关系 3 气缸内的气体经历了几个不同的状态变化 各是什么变化 遵循什么规律 3 2016 长春三质检 如图所示 用轻质活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体 活塞与汽缸壁间摩擦忽略不计 开始时活塞距离汽缸底部高度h1 0 50m 气体的温度t1 27 给汽缸缓慢加热至t2 207 活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处 此过程中缸内气体增加的内能 u 300j 已知大气压强p0 1 0 105pa 活塞横截面积s 5 0 10 3m2 求 1 活塞距离汽缸底部的高度h2 2 此过程中缸内气体吸收的热量q 热力学定律的理解1 热力学第一定律在气体中应用的三种特殊情况 若过程是绝热的 则q 0 w u 外界对物体做的功等于物体内能的增加 若过程中不做功 即w 0 则q u 物体