高考物理二轮复习专题13热学大纲人教版课件

专题十三热学专题十三热学主干知识整合专题十三

│主干知识整合

一、分子动理论1．物质是由大量分子组成的．(1)分子属于在微观上描述物质的概念，分子直径数量级一般为________，所以分子体积和质量都非常小；(2)物体能够被压缩，说明分子间________．2．分子永不停息地做无规则热运动．(1)实验依据：扩散现象和布朗运动；10－10

m有空隙专题十三

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(2)布朗运动是悬浮于液体中的颗粒所做的永不停息的运动，是由于________的热运动对悬浮颗粒的无规则撞击造成的，布朗运动间接证明了液体分子的无规则热运动；(3)布朗运动是在显微镜下观察到的热现象，用肉眼能直接观察的微粒运动不能视为布朗运动．3．分子间存在相互作用的引力和斥力．(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力的合力称为________，是分子间实际表现出来的相互作用；(2)分子间引力和斥力都随着分子间距离的增大而________，随着分子间距离的减小而________，当分子间引力和斥力相等时，分子力为______．液体分子分子力减小增大零专题十三

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二、内能和热力学定律1．物体的内能定义组成微观决定因素宏观决定因素规律物体内______分子热运动的动能和分子势能的总和分子动能：分子因____________________而具有的动能分子无规则热运动的剧烈程度温度温度越高，则分子做热运动的平均动能______；温度越低，则分子做热运动的平均动能______所有

做无规则热运动越大越小专题十三

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定义组成微观决定因素宏观决定因素规律物体内______分子热运动的动能和分子势能的总和分子势能：由分子间相对位置和分子力决定的势能分子间距离体积分子力对分子做正功，分子势能______；分子力对分子做负功，分子势能______减小增大减少专题十三

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2.热力学第一定律公式公式符号符号法则Q＋W＝ΔUΔU表示物体内能的变化ΔU＞0表示物体内能______；ΔU＜0表示物体内能______；ΔU＝0表示物体内能______Q表示通过热传递途径实现的对物体内能变化的贡献Q＞0表示物体______，使内能______；Q＜0表示物体______，使内能减少；Q＝0表示物体既不放热也不吸热，在热传递途径上没有改变物体内能

减少不变吸热增加放热增加专题十三

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公式公式符号符号法则Q＋W＝ΔUW表示通过做功途径实现的对物体内能变化的贡献W＞0表示_______________，使其内能增加；W＜0表示_______________，使其内能减少；W＝0表示在做功途径上没有改变物体内能外界对物体做功物体对外界做功专题十三

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3.热力学第二定律两种表述表述内容表述角度实质表述一不可能使热量由________传递到高温物体，而不引起其他变化

按热传导的方向性表述反映了涉及内能的宏观过程的不可逆性表述二不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来________，而不引起其他变化按机械能和内能转化过程的方向性表述，从这个角度也可表述为“第二类永动机不可能制成”做功低温物体专题十三

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三、关于理想气体1．气体分子之间作用力十分微弱，可以认为气体分子间没有相互作用，这样的气体称为理想气体．2．通过分子动理论的观点分析，大量气体分子频繁碰撞器壁，就会对器壁产生持续的、均匀的压力，气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的压力．气体压强的大小跟两个因素有关：气体分子平均动能和气体分子密集程度．专题十三

│主干知识整合

3．对一定质量的气体，若气体的体积、温度、压强这三个参量都不变，则说明气体处于一定的状态中，气体状态发生变化时，至少要有两个参量发生变化，这三个参量间的定量关系可记为：＝C(恒量)．要点热点探究专题十三

│要点热点探究►探究点一分子动理论综合问题涉及分子动理论内容的综合题是高考命题的热点，主要围绕分子动理论内容的准确叙述、布朗运动的理解、分子力的理解来设置问题．专题十三│要点热点探究例1

[2011·海南卷]下列说法中正确的是 (

)A．布朗运动就是固体分子无规则的运动B．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大

C．物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变D．不计分子势能的气体吸收热量时温度一定升高专题十三

│要点热点探究【点拨】本题重点考查分子动理论，包括布朗运动、分子力、分子平均动能、分子势能等考点，题目具有基础性强、覆盖面广的特征．例1B【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，选项A错误；当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大，选项B正确；温度是物体分子平均动能的标志，二者必定同时改变，选项C错误；如果理想气体吸收热量的同时对外做功，则其内能不一定增加，即温度不一定升高，选项D错误．专题十三

│要点热点探究【点评】对分子间相互作用力的理解和掌握一定要结合其图象进行；对布朗运动运动的理解要掌握以下要点：①不是液体分子的运动，但间接反映液体分子的运动；②在显微镜下才能观察到布朗运动，用肉眼直接观察到的微粒运动不是布朗运动，如空气中灰尘的运动就不是布朗运动．对于分子力和分子势能要注意以下两点：①分子间作用力与分子间相对位置共同决定了分子势能，分子间作用力做功和分子势能的关系与重力做功和重力势能的关系类似，可对比理解；②特别要注意，对于气体而言，气体分子间作用力要么忽略(视为理想气体)，要么表现为引力，而一定不会处于斥力状态．为此，一定要克服“气体很难压缩是由于气体分子间存在斥力的缘故”这样的错误认识，如下面的变式题．

下列说法正确的是(

)A．气体的体积就是所有气体分子的体积之和B．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故C．内能不同的物体其分子热运动的平均动能可能相同D．密闭容器内气体体积减小，在单位时间内撞击容器器壁的分子个数一定增多变式题专题十三

│要点热点探究专题十三

│要点热点探究例1变式题C【解析】由于气体分子之间距离远大于气体分子直径，所以气体的体积远大于其所有气体分子的体积之和，选项A错误；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子永不停息做无规则热运动的缘故，选项B错误；根据内能的定义可知，内能不同的物体可能具有相同的温度，则它们分子热运动的平均动能可能相同，选项C正确；密闭容器内气体体积减小，但如果同时气体温度降低，则在单位时间内撞击容器器壁的分子个数不一定增多

，选项D错误．专题十三

│要点热点探究►探究点二热力学定律热力学定律是研究内能变化和转化的重要规律：热力学第一定律定量研究内能的变化与做功和热传递的关系；热力学第二定律则描述了内能转化和转移的方向性．内能属于一种能量形式，反映物体一种能量状态．一个物体所具有的内能在数值上等于物体内所有分子动能和分子势能的总和．涉及内能的分析与计算问题主要通过以下途径：①根据热力学第一定律；②根据理想气体状态方程；③根据内能定义；④根据能量守恒定律.专题十三

│要点热点探究例2[2011·全国卷]关于一定量的气体，下列叙述正确的是(

)A．气体吸收的热量可以完全转化为功B．气体体积增大时，其内能一定减少C．气体从外界吸收热量，其内能一定增加D．外界对气体做功，气体内能可能减少【点拨】本题重点考查热力学定律，注意准确全面应用对应概念、规律分析问题．专题十三

│要点热点探究例2AD【解析】

当气体体积增大而内能不变时，气体吸收的热量全部用来对外做功，A正确；当气体体积增大时，对外做功，若同时吸收热量，且吸收的热量多于对外做的功，内能会增加，所以B错误；若气体吸收热量的同时对外做功，且吸收的热量少于对外做的功，则其内能会减少，C错误；若外界对气体做功的同时气体向外放出热量，

且放出的热量多于外界对气体所做的功，则气体内能减少，所以D正确．专题十三

│要点热点探究【点评】对热力学第一定律和热力学第二定律要把握其实质：热力学第一定律给出了定量分析物体内能变化的两个基本途径，即内能的变化决定于两个因素，只知道一个因素的情况则不能判定内能具体变化情况，如本题中关于BCD选项的分析即基于此；热力学第二定律揭示的是与热现象相关的宏观过程的不可逆性．同时，要把二者和第一类永动机、第二类永动机的关系理清：第一类永动机违背能量守恒定律；第二类永动机违背热力学第二定律．专题十三

│要点热点探究变式题

[2010·全国卷Ⅱ]如图4－13－1所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中(

)A．气体对外界做功，内能减少

B．气体不做功，内能不变

C．气体压强变小，温度降低D．气体压强变小，温度不变专题十三

│要点热点探究例2变式题BD【解析】绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，则Q＝0.稀薄气体向真空扩散没有做功，则W＝0.根据热力学第一定律可知，稀薄气体内能不变，则其温度不变．稀薄气体扩散，体积增大，压强必然减小．选项BD正确．专题十三

│要点热点探究【高考命题者说】本题主要考查考生的理解能力和推理能力，考查的知识点为气体的体积、温度和压强之间的关系及热力学第一定律．题目给出的热力学过程实际上是自由膨胀过程．由于b内为真空，当隔板K被抽开后，a内气体在进入b内的过程中不做功(W＝0)，由于整个容器是绝热的，系统也不向外界传递热量(Q＝0)．将a内的稀薄气体看作系统，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q(式中ΔU、W和Q分别为系统内能的增量、外界对系统所做的功和系统从外界吸收的热量)．在上述自由膨胀的过程中，气体对外界不做功，并且气体的内能不发生改变．所以选项A错误，选项B正确．专题十三

│要点热点探究由于从最初的状态在抽掉隔板后重新达到平衡状态的过程中，系统没有对外界做功，也没有向外界散发热量，因而系统的内能没有发生改变．对于稀薄气体而言，气体分子之间的距离很大，各个气体分子之间的相互作用可以忽略，气体的内能没有改变即表明气体的平均动能没有改变．而温度是系统分子的平均动能的标志，故可以判断出系统的温度没有改变；但由于系统所在容器的体积变大了，所以单位时间内与单位面积的器壁发生碰撞的气体分子数将减少，尽管从平均的意义看每个分子对器壁的冲量不会发生改变，但同样的时间内，与器壁碰撞的分子个数减少了，因而压强会减小．由以上分析可知选项C错误，选项D正确．专题十三

│要点热点探究在热学所研究的问题中，确定研究对象是非常重要的一个环节，但考生在平时学习和联系的过程中往往忽略这一点．本题中考生若认为当a中的气体向b中扩散时，先进入b内的气体分子会阻碍其余气体分子，因而，后面的气体分子要对先进入b的气体分子做功，结果造成气体的内能减少．错误选择选项A的原因是没有把研究对象也就是系统界定清楚，实际上原来在a内的气体分子是作为研究对象(系统)，先进入b的气体分子对后面进入的气体分子的作用是系统内部的分子之间的相互作用，不是系统对外部的作用．专题十三

│要点热点探究本题抽样统计难度为0.364，区分度为0.289，对物理得分在70分以上的考生有一定的区分度.15%的考生选择了正确选项B、D，但有8%的考生错选了A项，11%的考生仅选了B项，21%的考生错选了C项，32%的考生仅选了D项．(引自教育部考试中心2011《高考理科试题分析》第289～290页)专题十三

│要点热点探究►探究点三理想气体及其热学综合题理想气体是一种理想模型，在具体问题的分析中认定气体为理想气体主要有三个基本途径：①直接说明研究对象为理想气体；②除碰撞外，不考虑气体分子间相互作用；③不考虑分子势能．要熟练掌握热学规律和理想气体特点，并能分析一定量气体经历等温、等压、等容、绝热、自由膨胀等变化过程时涉及的热学参量变化及相关分析．专题十三

│要点热点探究例3如果将一气球充气过足，又放在阳光下暴晒，气球极易爆裂，关于这一现象的描述，下列说法正确的是(暴晒过程中气球容积几乎不变)(

)A．气球爆裂是气球内气体温度升高、气体分子间斥力急剧增大的结果B．在爆裂前的过程中，气体温度升高，分子无规则热运动加剧，气体压强增大C．在气球突然爆裂的瞬间，气体内能增加D．在气球突然爆裂的瞬间，气体内能减少专题十三

│要点热点探究【点拨】气球爆裂瞬间，有相当一部分气体跑到了气球外边，请认真分析选项，合力选取研究对象．例3BD【解析】气球爆裂是由于气球内气体温度升高，分子无规则热运动加剧，使得封闭气体压强增大的结果，选项A错误、B正确；以气球内原有气体为研究对象，在气球突然爆裂的瞬间，该气体体积瞬间增大而对外做功，而爆裂瞬间，该部分气体来不及与外界发生热交换，因此此过程可视为绝热膨胀过程，根据热力学第一定律(ΔU＝W＋Q)可知，气体内能一定减少，则选项C错误、D正确．专题十三

│要点热点探究变式题

如图4－13－2所示，一导热良好的气缸内用活塞封闭住一定质量的气体，不考虑气体分子势能，活塞上方注有一定质量的水，现外界环境