2020高考物理复习第37讲热学

高考物理复习高考物理复习坚持就是胜利坚持就是胜利第35讲（一）热学f知识讲解专题目录【专题1】分子动理论与内能【专题2】气体与热力学定律专题一、分子动理论（一） 专题目标.理解分子动理论相关知识、会解决估算问题（二）专题讲练【例1】下列现象中不能说明分子间存在分子力的是（ ）A.两铅块能被压合在一起 B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩 D .空气容易被压缩【例2】固体、液体很难被压缩的原因是由于（ ）A.分子间无间隙 B.分子间无引力C.分子间存在斥力 D.分子在永不停息地做无规则运动【例3】酒精和水混合后体积变小的现象表明（A.分子间有作用力B.分子间有空隙C.分子做无规则的热运动D.分子的质量极其微小【例4】已知铜的摩尔质量为M铜的密度为P,阿伏伽德罗常数为 N,下列说法正确的是A.1个铜原子的质量为N・1个铜原子的质量为—NC.1个铜原子所占的体积为MND.1个铜原子所占的体积为-M【例5】某物质的密度为p,摩尔质量为阿伏伽德罗常数为N,则单位体积中所含分子个数为【例6】【例7】【例8】A.NB.Nc.-N由阿伏加德罗常数和一个水分子的质量、一个水分子的体积，不能确定的物理量有（ ）A.1摩尔水的质量 B.1摩尔水蒸气的质量C.1摩尔水的体积 D.1摩尔水蒸气的体积下列关于布朗运动的说法中，正确的是哪几个？（ ）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.悬浮在液体中的颗粒越小，它的布朗运动越显著C.液体的温度越高，悬浮颗粒的布朗运动越剧烈D.布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒在液体分子作用下的无规则运动用显微镜观察水中的花粉，追踪某一个花粉颗粒，每隔10s记下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等点，再用直线依次连接这些点，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）A.这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹B.它说明花粉颗粒做无规则运动C.在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等D.从a点计时，经36s,花粉颗粒可能不在de连线上【例9】做布朗运动实验，得到某个观测记录如图.图中记录的是（ ）A.分子无规则运动的情况B.某个微粒做布朗运动的轨迹C.某个微粒做布朗运动的速度一一时间图线D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【例10】分子间的斥力和引力随分子间距离增大而变化的情况是（ ）A.引力增大，斥力增大B.引力减小，斥力减小C.引力增大，斥力减小D.引力减小，斥力增大【例11】关于分子间的作用力，下列说法正确的是A.分子之间的斥力和引力同时存在B.分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而增大C.分子之间的距离减小时，分子力一直做正功D.分子之间的距离增加时，分子势能一直减小【例12】分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则（ ）A.分子间引力随分子间距的增大而增大

B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D.分子间相互作用力随分子间距的减小而增大【例13】设“是分子间引力和斥力平衡时的距离， r是两个分子的实际距离，则以下说法中正确的是:合力rr0时，分子间引力和斥力都等于零合力4rorr0时，分子间只有引力而无斥力r由4r0逐渐减小到小于「。的过程中，分子间的引力先增大后减小r由4r0逐渐减小到小于r。的过程中，分子间引力和斥力都增大，先增大后减小再增大【例14】当分子间距离为r。时，分子间相互作用的引力F引、斥力F斥大小相等，则（ ）A.当rr。时，分子间只有F引，而没有F斥B.当rr。时，分子间只有F斥，而没有F引C.当rr。时，分子间既有F引，又有F斥，且F引F斥D.当rro时，分子间既有F引，又有F斥，且F引F斥【例15】下列说法正确的是（ ）A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B,物体的分子势能由物体的温度和体积决定

C.物体的速度增大时，物体的内能增大D.物体的内能减小时，物体的温度可能增加【例16】气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 （ ）A.温度和体积 B,体积和压强 C.温度和压强D.压强和温度【例17】右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是（ ）A.当r大于ri时，分子间的作用力表现为引力B.当r小于ri时，分子间的作用力表现为斥力C.当r等于口时，分子间的作用力为零D.在r由ri变到「2的过程中，分子间的作用力做负功【例18】将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上.甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图像如图所示.若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，则乙分子从 r3到ri的过程中（）A.两分子的势能一直增大A.两分子的势能一直增大B.两分子的势能先增大后减小C.乙分子的动能先减小后增大C.乙分子的动能先减小后增大D.乙分子的动能一直增大【例19】下列说法中正确的是（ ）A.温度是分子平均动能的标志B.物体的体积增大时，分子势能一定增大

C.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D.利用阿伏伽德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量【例20】下面关于温度的叙述正确的是（ ）A.温度是表示物体冷热程度的物理量B.两个系统处于热平衡时，它们具有一个共同的性质 ——温度相同C.温度是气体分子热运动平均动能的标志D.温度的高低决定了分子热运动的剧烈程度【例21】两个温度不同的物体相接触，热平衡后，它们具有的相同物理量是（ ）A.内能B.分子平均动能C.分子势能D.热量（一） 题型总结.物质是由大量分子组成的：物质是由大量分子组成的，分子之间有间隙，分子体积很小，一般物质分子直径的数量级是1010m.分子的运动：分子永不停息地做无规则的热运动，扩散现象和布朗运动等试验证实了分子的无规则运动.分子力：分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，其合力叫分子力.当两个分子间的距离等于数量级为1010m的某个值%时，分子间的引力和斥力相互平衡，分子间作用力为零.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小， 但斥力比引力减小得快；分子引力和分子斥力都随分子间距离的减小而增太， 但斥力比引力变化得快.其特点为：当r「0时，F引X,分子力F0.rr0时，F引F斥，分子力F为斥力.rr0时，F引F斥，分子力F为引力.r10ro时，F引、F斥迅速减小为零，分子力F0.伏加德罗常数Na6.021023mol1,它是1摩尔物质所含的分子数.1摩尔任何气体在标准状况下的体积都约是22.4L.观量的估算方法及步骤(1)微观模型的建立.①球体模型：由于固体和液体分子间距离很小，因此可近似看做分子是紧密排列着的球体，若分子直径为d,则其体积为V14R3-d33 6②立方体模型：设想固体和液体分子(原子或离子)是紧密排列着的立方体，那么分子间距离(即分子线度)就是立方体的边长L,困此一个分子的体积就是V0L3③需要注意的是，对气体来说，由于在一般情况下其分子不是紧密排列的，因此上述模型无法求分子的直径，但能通过上述模型求分子间的距离.(2)解估算题的一般步骤.①建立合适的物理模型：将题给的现象突出主要因素，忽略次要因素，用熟悉的理想模型来模拟实际的物理现象，如常把液体分子模拟为球形，固体分子模拟为小立方体形.②根据建立的理想物理模型寻找适当的物理舰律，将题中有关条件串联起来.③挖掘赖以进行估算的隐含条件.④合理处理数据：估算的目的是获得对数量级的认识，因此为避免繁杂的运算，许多数常取一位有效数字，最后结果也可只取一位有效数字.有些题甚至要求最后结果的数量级正确即可..常见微观量的求解表达式阿伏加德罗常数Na是一个联系宏观量与微观量的桥梁.如作为宏观量的摩尔质量 M、摩尔体积Vm、密度和作为微观量的分子直径d、分子质量m、每个分子的体积V0等就可通过阿伏加德罗常数联系起来.①一个分子的质量：m—Na②一个分子的体积：V。显(只适用于固体、液体的估算，对气体而言 V0.表示气体平均占有的空Na Na间体积，与气体分子本身的大小是有区别的)③一摩尔物质的体积：Vm

④单位质量所中含分子数:NaM⑤单位体积中所含分子数:④单位质量所中含分子数:NaM⑤单位体积中所含分子数:NaMd3；黑(球体模型)，d(立方体模型)d3；黑(球体模型)，d(立方体模型)(1)布朗运动.悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动.(2)特点：永不停息、运动无规则，其激烈程度与颗粒大小和环境温度有关.颗粒越小、温度越高，布朗运动越显著.(3)实质：布朗运动不是分子的运动，而是悬浮在液体(或气体)中颗粒的运动，是宏观现象.但布朗运动间接传递了液体(或气体)分子无规则运动的信息.(4)产生原因：颗粒足够小时，各个方向液体(或气体)分子对颗粒撞击的不平衡引起的.(5)扩散现象(6)扩散是指分子进入对方分子空隙中，不是两物质的简单混合.它可以发生在固体、液体、气体间.(7)扩散现象与温度(是分子热运动的表现)有关，温度越高，扩散现象越明显..分子平均动能、分子势能、内能(1)分子平均动能：做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能. 温度是物体分子热运动平均动能的标志.分子平均动能相同.(2)分子势能：分子间具有由它们的相对位置决定的能量，叫做分子势子势能随着物体的体积变化而变化.分子间的作用表现为引力时，分子随着分子间的距离增大而增大；分子间的作用表现为斥力时，分子势能分子间距离增大而减小.对实际气体来说，体积增大，分子势能增大，减小，分子势能减小.若两分子相距无穷远时，分子势能为零，则分子曲线如图所示.因而在相同的温度下，不同物质的能.分势能随着体积势能(3)物体的内能：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和物体的内能.任何物体都有内能，物体的内能跟物体的温度和体积有关.理想气体无分子势能，所以，理想气体内能只跟温度有关.物体的内能和机械能有着本质的区别，物体具有内能，同时可以具有机械能，也可以不具有机械能.因而在相同的温度下，不同物质的能.分势能随着体积势能专题二、气体与热力学定律（一） 专题目标2.理解温度、压强的微观意义、热力学定律等相关知识（二）专题讲练【例22】下列现象中不能说明分子间存在分子力的是（ ）A.两铅块能被压合在一起 B.钢绳不易被拉断C.水不容易被压缩 D .空气容易被压缩【例23】一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明A.1气体分子的平均动能增大 B.气体分子的平均动能减小C.每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 D.每秒撞击单位面积器壁的分子数减少【例24】气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的A.温度和压强 B.体积和压强 C.温度和体积D,压强和温度【例25］在下列叙述中，正确的是A.物体里所有分子动能的总和叫做物体的内能B.一定质量的气体，体积不变时，温度越高，气体的压强就越大C.对一定质量的气体加热，其内能一定增加D.随着分子间的距离增大分子间引力和斥力的合力一定减小【例26】对于一定质量的气体，忽略分子间的相互作用力。当温度升高时A.气体的内能不变 B.气体分子的平均动能增加C.气体l定从外界吸收热量 D.外界一定对气体做功【例27】一定质量的理想气体，当温度保持不变时，压缩气体，气体的压强会变大。这是因为气体分子的A.密集程度增加 B.密集程度减小 C.平均动能增大D.平均动能减小

【例28】关于一定质量的气体，下列叙述正确的是A.气体体积增大时，其内能一定减少B.外界对气体做功，气体内能一定增加C.气体从外界吸收热量，其内能一定增加D.气体温度升度，其分子平均动能一定增加【例29】关于热传递的下述说法中正确的是 （ ）A.热量总是从内能大的物体传给内能小的物体B.热量总是从分子平均动能大的物体传给分子平均动能小的物体C.热传递的实质是物体之间内能的转移而能的形式不发生变化D.只有通过热传递的方式，才能使物体的温度发生变化【例30】卜面设想符合能量守恒定律的是（A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器【例31】B.C.D.【例30】卜面设想符合能量守恒定律的是（A.利用永久磁铁间的作用力造一台永远转动的机器【例31】B.C.D.做成一条船利用河水的能量逆水航行通过太阳照射飞机使飞机起飞不用任何燃料使河水升温卜列关于永动机的说法中正确的是（A.第一类永动机违反了能量守恒定律A.第一类永动机违反了能量守恒定律B.第一类永动机违反了热力学第一定律C.第二类永动机违反了能量守恒定律C.第二类永动机违反了能量守恒定律D.第二类永动机违反了热力学第二定律【例32】【例32】以下哪些现象能够发生、哪些不能发生?能够发生的现象是否违背热力学第二定律?A.一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热.B.蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C.桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉，上面的水变清，泥、水自动分离D.电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体（三）题型总结气体分子运动的特点1）气体分子间的距离比较大，分子间的相互作用十分微弱，可以认为分子间除了碰撞外不存在相互作用力．2）分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做无规则的热运动．3）大量气体分子的运动服从统计规律．4）单个气体分子向各个方向运动的机会均等，大量气体分子沿各个方向运动的数目相等．5）分子速率按 “中间多，两头少 ”的规律分布．即分子运动速率很小和很大的分子个数少，而在某一速率区间内的分子数目最多．6）温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值是确定的．温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个气体分子的速率都增大．理想气体（1）理想气体：严格遵守气体的三个实验定律的气体叫做理想气体．理想气体在实际中是不存在的．在压强不太大、温度不太低的条件下，实际气体可以看成是理想气体．（2）理想气体分子模型：①分子可看作质点.②除分子与分子间、分子与器壁间的碰撞外，分子间没有相互作用，因此理想气体没有分子势能，其内能仅由气体质量及温度决定，与体积无关：③分子与分子、分子与器壁间的碰撞是弹性碰撞．温度（T或t）（1）两种意义：宏观上表示物体的冷热程度；微观上标志着物体内分子热运动的激烈程度．它是物体分子平均动能的标志．（2）两种温标．摄氏温标 t：单位℃．在 1个标准大气压下，水的冰点是 0℃，沸点是 100℃．热力学温标T:单位K.把273c作为0.绝对零度（0）是低温的极限，只能接近不能达到.两种温标的关系：就每1度表示的冷热差别来说，两种温度是相同的，只是零值的起点不同，所以二者关系为Tt273（K）,Tt．体积（ V）：气体分子所占据的空间，也就是气体所充满的容器的容积．分子间相互作用很弱，气体很容易被压缩．压强（ P）：气体作用在器壁单位面积上的压力在数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量．1）产生原因：由于大量气体分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力．2）决定因素：一定质量气体的压强大小，微观上决定于分子的平均动能和分子数密度；宏观上决定于气体的温度T和体积V（3）单位换算：1atm760mmHg1.013105Pa．气体的状态及变化1）对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量都不变，我们就说气体处于一定的状态．2）一定质量的气体，P与T、V有关．三个参量中不可能只有一个参量发生变化，至少有两个或三个同时改变．改变物体内能有两种方式：（1）做功：其他形式的能与内能相互转化的过程．（2）热传递：物体问内能转移的过程．能量守恒定律 :能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移过程中其总量保持不变．热力学第一定律1）内容：物体内能的增加等于外界对物体所做的功与物体从外界吸收的热量之和．2）公式：UWQ3）理解①外界对物体做功 W 0，反之 W 0 ．②物体从外界吸热 Q 0，反之 Q 0．③U0，内能增加；U0，内能减少．（4）意义：第一类永动机无法制成．10.热力学第二定律1）表述一：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．2）表述二：不可熊从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化．3）此定律说明：第二类永动机是无法制成的，并且能量守恒的热力学过程具有方向性．

11.热力学第三定律：绝对零度不能达到.A巩固