-专题复习篇 专题7 分子动理论 气体及热力学定律-2021届高三物理二轮新高考复习讲义

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高中物理[建体系·知关]考情分析

[析考情·明策]纵览2020部分省市等考物理题，恰当选背景素，将“立树人”的要融入到理解题过程。相关知由选考变为考，考题型可能为择题或算题。1.子动理论、想化模素养呈2.固体、液、气体性质、热力定律现素养落实

3.想气体状态程、气实验定律4.缸模型、液模型1.子动理论2.微观角度分固体、体和气体的质3.体实验三定及理想体状态方程4.力学定律考点1|分子动理论

内能新储备等级考提能一、突三个重点1．观量的算/

AAword版AA

高中物理(1)油法估算子直径：d＝

VS为纯油酸体，S为单分子油面积。(2)分总数：N＝nN＝

mV·N＝N。MmVm注意]对气体而言N≠

VV

。(3)两模型：4球模型VR3(适于估算体、固体分直径3立方体型：＝3

(适于估算气体子间距2．子热运的实验基础扩散现和布朗运动现象活动主体区别

扩散现分子分子的动，发生在体、液体、气体之

布朗运微小固颗粒比分子得多的微粒运动，能在液体、气体中生

热运动分子分子的动，不能通光学显微镜接观察共同点①都是无规则动；②随温度的升而更加烈联系

扩散现、布朗运动反映无则的热运动3.体的内能(1)等物体中有分子的热动动能分子势能的和，是态量。(2)对给定的体，其内能小由物的温度和体决定。(3)物的内能物体的位置低、运速度大小无。二、掌两个关系(1)分力与分间距的关系分子势与分子间距关系。(2)分力做功分子势能变的关系阿伏加罗常数是联宏观与观的桥梁，握宏观微观的联系新案例等级考评价[例1]物体的体积变时，分间距离会随变化，子势能也会生变化已知两子间的斥力引力的力F与分子距离r的关系如图中曲所示，有、/

000000000pppword版000000000ppp

高中物理B两个分子，分子固定O，r为其平位置，现使B分由静止放，并在分力的作用下距分子0.5r处开始沿r轴正方向运动到无穷处

，则分子的加度如何化：

。

分子力做功情如何：

。分子势如何变化：________题眼点拨①B分子由静止放”说v。②B分由距A分0.5r”处动到无远，给出B分子与子之间距离与的关系，一步可以确分子力斥力还是引。解析]由图象可知曲线与r交点的坐标为，分子到的分力先小，位于平位置时，分力为零过平衡置后，子力先变大变小，B分子加速度先变再反向变大再变小。小于r时，子间的用力表现为力，正功，分子动增大，分子能减小当r等于r时，子动能最大分子势最小；当r大于时，分子的作用力表为引力分子力做负，分子能减小，分势能增，故分子先做正功再负功，子势能先减后增大[答]

B分子的加速先变小反向变大，变小

分子力做正功再做功分子势先减小后增反思感：分子力与子势能图象比较分子力F图象

分子势

p随分子间距离的变

r<r>

00

F随r大而减，表现为斥力r增大，F先增大后小，表现为力

r增大，F做正功，减小r增大，F做负功，增大化情

r＝

0

F＝F，F＝引斥

E最小，但不为/

p2word版p2

高中物理况

rr

0

引力和力都很微弱F＝0

E＝0[进训练]1．滨州市点中学高考拟)气溶胶粒子是浮在大中的微小颗，云、雾菌尘尘等气胶中的子具有很多力学性学性质如布朗动，光的反、散射等。于封闭境中的气溶粒子，列说法正确是()A．空气中缓慢下沉到面B．在空气中缓慢上升到中C．空气中无规则运动D．到的空分子作用力合力始等于其所受的重力C

由于气溶粒子是浮在大气中微小颗，据布朗动的规律可，溶胶粒子受到空气分的不断撞而做无规运动不会缓下沉到地面，也会缓慢上升到中由于气分子对它撞的不平性气溶胶子受到的空分子作力的合力不定始终等于所受到重力，只有项C正确。]2．(2020·北试·T)对一定质的理想气体，下列说正确的是()A．体积不、温度升高则每个体分子热运的速率增大B．若体积减、温度不变则器壁位面积受气分子的均作用力不C．体积不、温度降低则气体子密集程度变，压可能不变D．体积减、温度不变则气体子密集程度大，压一定增大D

温度升高分子的均动能增大不是每气体子运动速率都增加A错误；温不变，分子运动的均动能不变体积减，分子密集度增大故气体分子在单时间内作用器壁单面积的平均用力一增大，气体压强一增大，错误，正确；如果体积不变那么分密集程度不，由于度降低，分热运动平均动减小，故气分子在位时间内作于器壁位面积的平作用力定减小，气体的强一定减小错误。考点2|固体新储备等级考提能

液体

气体分的运动特点/

33(1)123123123333(1)12312312331．体和液(1)晶和非晶。

高中物理比较形状熔点特性

单晶体规则固定各向异

晶体

多晶体不规则固定各向同

非晶体不规则不固定各向同(2)液是一种殊的物质状处的状介于固态和态之间晶具有动性在光学电学物理性上表现各向异性。(3)液的表面力使液体表具有收到最小的趋表面张的方向跟液相切。2．体分子动特点

，3．气体压的理解(1)气对容器的压强是气分子频碰撞的结果，气体分数密度越大气体对器壁因碰撞产生的强就越大。(2)地表面大压强可认为由于大重力产生的新案例等级考评价

温度越，[

案

例

2]

全

国

卷

Ⅱ·T)如-V所示，

1

、

2

、3三点代表容器中一定理想气的三个不同态，对的温度分别T、T、T。用

、

N

、N分别示这三状态下气体子在单时间内撞击器壁上位面积的平次数，则________N，T________T，N。(填“大”“小”或“等于)/

12231121312231121332323

高中物理题眼点拨①“想气体”示满足个气体实验律。②“击器壁单面积的均次数”确考查影响体压强微观因素。[解]

根据理气体状态方

p′1V′1p′2V′2p′3V＝＝，可TT，T1T2T3TTT＝；由于T>T，状气体分子运动的均动能大，运动的均速率大，子密度相等故单位积的平均碰次数多即N>；对于态23，由于VV，故分子密度n<，>T，故态3分子运动的均动能大，运动的平均速大，而且′＝p，因状态单位面积的平均撞次数，即N。答案]大于等于

大于反思感：气体压强理解宏观：体作用在器单位面上的压力，小取决体积和度。微观大量气分子规则热动对器壁碰产生的，小取决单位体积内分子数分子数度)和分子平均速。[进训练1

．

多选

山

东

名

校

联

考

信

息卷)玻璃皿的制过程中玻璃的形成重要环节，当温度达到1200

℃时，大量的泡分布在玻液中

，

经过一列工艺后获澄清的璃液，之后可通过降温到适温度然后选合适大小的璃液进吹泡(即玻璃液吹气制造玻璃器皿下列与璃有关的物学问题说法正确的()A．为分子存在着斥力所以破的玻璃不能单地拼在一起B．玻璃从开熔化到形成璃液的程中，温度固定C．璃内部原子是无序布的，有各向异性特点D．200℃的玻璃液续升温可能使其中气泡减

，，

破碎的玻不能拼在一起，是为分子距达到分子用力的范围错误；璃是非晶体熔化时固定温度，确；玻是非晶体，璃内部原子是无序排的，具有各同性的点，C错误；度继续高，气泡内体升温膨胀，/

word版气体的度变小，上，从玻液中排出，正确。]

高中物理2．(多氧气分在℃和1℃温下各速率区的分子占总分子数百分比随气体子的速率的化分别图中两条曲所示。列说法正确是()A．中两条线下面积相B．图中实线应氧气分子1℃时的情形C．中曲线出了任意速区间的气分子数目D

．

与

℃时相，

100

℃时氧分子速率出在～400m/s区间内的分数占总子数的百分较大[由图知，在0℃种不同况下各速率间的分数占总分子的百分与分子速率的关系线与横轴所面积都该等于1即相等，故A正确；实线对的最大比例速率区内分子速率大，明实线对应温度大，为℃时的情，确；图曲线给出了意速率间的氧气分占总分数的百分比但无法确分子具体数，C错误由题图知，～内，100℃应的氧气分子占总子数的百分小于℃时的，因℃时氧气子速率现在0区间内分子数占总子数的分比较小，错误。]考点3|热力学定律新储备等级考提能1．热力学律的理解(1)对力学第定律U＝QW理解①U仅由度决定升温时为正降温时负；②W仅由体积决定压缩时正，膨胀时负；③Q由ΔU和W同决定。(2)对力学第定律的理解热量可由低温物体递到高物体，也可从单一源吸收热量部转化功，但不引其他变化是可能的/

word版2．热力学一定律的考有定性断和定量计两种方定性判断

高中物理利用题的条件和符法则对、QΔ中的其中个量做准确的符号断然后利U＝＋Q第三个做出断。(2)定计算一般计等压变化过的功

，

即Wp·Δ

，

然后结其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相计算。3．量守恒律(1)内：能量不会凭空产

，

也不会空消失，它只能一种形式转为另一形式，

或者是一个物体转到别的体

，在转化转移的过程，能量总量保持不。(2)条性：能守恒定律是然界的遍规律某一种式的能量是守恒是条件的。(3)第类永动是不可能制的，它背了能量守定律。新案例等级考评价

，[案例

3]全国卷Ⅰ·T)某器中的气被光滑活封住，容器和塞绝热性能好空气可为理想气体初始时器中空的温度与外相同，压强大外界。现活塞缓慢移，直至容器中的空压强与界相同此时，容器中气的温度填“高”“低于”“等于)外界温容器中气的密度填“大”“小于”“等于)外界空的密度

，解析]

容器与塞绝热性能好，容中空气与外不发生交换(＝，活塞移动的程中容器中空气强减小，则容器空气正膨胀体积增大对外界功，即W<0。根据力学第定律ΔU＝Q＋W可：容器中空内能减，温度降低容器中空的温度低于界温度根据理想气状态方有

pVm＝，又＝，联立解得：TVρ

mpCT

。对容外与容器内量均为m的气，因容中空气压强容器外气压强相同，容内温度低于界温度则容器中空的密度于外界空气密度。答案]低于大于反思感：热学第一律的三种特情况/

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高中物理(1)若程是绝的则＝WΔU，外界对体做的等于物体内的增加，或物体外界做的功于物体能的减少量(2)若程中不功，则＝，＝ΔU物体吸的热量等于体内能增加，或物体出的热量等物体内的减少量。(3)①过程的、

末状态体的内能不，

则WQ0

，即物体收的热量全用来对做功，或外界对体做的等于物体放的热量。②做功热传递都可改变物的内能，则内能改变可由热学第一律Δ＝W＋Q定。

如果两过程同时发，[进训练1(多选)气闸是载人天器中供航员进入空或由太空回时用气密性装置；其理图如图所。座舱与气闸舱B之装有阀K，座舱中充满气，气闸舱B内真空。航天员太空返气闸舱时，打开阀K，中的气进入B中最终达平衡假设此过中系统外界没有热换，舱内气体视为理气体，下列说正确的是()A．体并没对外做功，体内能变B．B中气可自发全部退回到A中C．体体积胀，对外做，内能小D．体温度变，体积增，压强小AD[气体由扩，有对外功又因为个系统与外没有热换根据Δ＝WQ可知内不变，正确，错误根据熵加原理可知切宏观现象均具有方向，故气体不能自地全部回到A中故B错误；因为能不变故温度不，平均动能变，气舱B内真空，据玻意耳定可知：pV＝(定值)，可知扩后体积增大压强小，故正确。]2．(2020·天级试·T)水枪是孩们喜爱玩具常见的压式水枪储罐示意图。储水罐气口充入气达到一压强后，关闭充口。动扳机阀门M打即从枪喷出在水不喷出的过程罐内气温度始终保不变，气体)/

001word版001

高中物理A．强变大C．外界放

B．对外界做D．分平均动能变B在水向外断喷出过程中，罐气体体增大，则气对外做，根据玻意耳定律知，罐内气的压强小，选项错误确；由罐内气体温不变，对外放，选项C错误；根据温是分子平均能的标可知，温度变，分平均动能不，选项D错误。]考点4|气体实验律和理气体的状态程新储备等级考提能1．体压强计算(1)力衡法：取与气体接的液柱(或塞)为研究象进受力分得到液(或活塞的受力平衡程，求气体的压强

，(2)等面法：连通器中，同一种液体中间不断)同一深处压强相等，液体内处的总压强p＝＋，为液面上方的大气强。说明：体密封的气一般用平衡法，液密封的体一般用等面法。2．体实验律玻意耳律：V＝pVp1p2p1T1查理定：＝或＝T1T2p2T2盖—吕克定律

V1V2V1T1＝或＝T1T2V2T23．想气体状态方程(1)理气体是在任何条件始终遵气体实验定的气体一定质的理想气体内能只温度有关。

，p1V1p2V2pV(2)状方程：＝或＝。T1T2T4．用气体验定律的三重点环(1)正选择研对象：对于质量问要研究质量变的部；对于多部气体问题，对各部分独研究，部分之间一通过压(液柱或活塞受力找联系/

1511220111015112201110220

高中物理(2)列各状态参量：气体初、末态，往往会两个(或三个参量发生化，把这些态参量罗列来能够较准确、快的找到律。(3)认变化过：准确分析化过程便正确选用体实验律。新案例等级考评价[

案

例

4]

山

东

学

业

水

平

等

级

考试

·T)中医罐的物原理是利用璃罐内的气压差使吸附在体穴位上

，进而治某些疾病

。

常见拔有两种，

如图所，

左侧为罐

，下端开；右侧为抽拔罐，下端开口，上端有抽气门。使用火罐时，先加热中气体，后迅速按到肤上，然降温火罐内部气低于外大气压，使火罐紧吸附在皮上。

抽气拔是先把罐体在皮肤，再通过气降低罐内体压强次使用罐时罐内气体始压强外部气压相，温度为50K，最降到3K，因肤凸起，内部气体体变为罐积的

2021

。若换用气拔罐，

抽气后内剩余气体积变为气拔罐容积

2021

，罐内气与火罐降温的内部压相同

。

罐内气均可视为理气体

，忽略抽过程中气体度的变。求应抽出体的质与抽气前罐气体质的比值。解析]设火罐内气初始状参量分别为p、、V，温度降低后态参分别为、、，罐的容为，由题意知p＝p、＝K、＝、＝300K、V＝

20V021

①由理想体状态方程p0V0T1

＝

20V021T2

②代入数得p＝p

③/

34403042004034403042004040

高中物理对于抽罐，设初态体状态量分别为、，末态气状态参分别为p、V，罐的容积为V，由题意知p＝p、V＝V、p＝p由玻意定律得p′＝V联立⑤，代入据得

④⑤V＝

107

V

⑥设抽出气体的体积ΔV由题知ΔV＝V－

2021

V

⑦故应抽气体的质量抽气前内气体质量比值为ΔmΔV＝mV4联立⑦⑧，代入数据Δm1＝。m3

⑧⑨答案]

13[进训练1．(2020·山东胶东示范校高三质量检测)如图所，导热性良好的柱形属容器直放置，

容器上的轻质塞子容器密，内有质为m的塞将容分为、B两个气，、两个气室体积均