高考物理总复习第十五章热学课件练习题

第1讲分子动理论内能高考总复习2025课程标准1.了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。通过实验,了解扩散现象。观察并能解释布朗运动。2.了解分子运动速率的统计分布规律,知道分子运动速率分布图像的物理意义。3.了解固体的微观结构。知道晶体和非晶体的特点。能列举生活中的晶体和非晶体。通过实例,了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。4.了解材料科学的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。5.观察液体的表面张力现象。了解表面张力产生的原因。知道毛细现象。6.通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型,能用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。7.知道热力学第一定律。通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程,体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。8.理解能量守恒定律,能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律核心素养试题情境生活实践类高压锅、气压计、湿度计、海浪发电机、蛟龙号深海探测器、喷雾器、火罐、拔罐等学习探索类分子动理论、固体和液体的性质、气体实验定律、热力学定律、油膜法测分子直径实验、探究等温情况下一定气体压强与体积的关系考点一分子动理论强基础•固本增分一、分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数

6.02×1023小颗粒

0引力斥力二、分子运动速率分布规律1.气体分子运动的特点:气体分子间距较

,分子力可以忽略,因此可以认为气体分子间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满

。

2.气体的压强(1)产生原因:由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的作用力。(2)决定因素:气体分子的

和

。

大整个空间平均速率数密度×√××提示

原因是液体分子对小炭粒的不平衡撞击。

研考点•精准突破1.分子模型

2.宏观量、微观量以及它们之间的关系的理解

3.微观量估算的三点注意(1)微观量的估算应利用阿伏加德罗常数的桥梁作用,依据分子数N与摩尔数n之间的关系N=n·NA,并结合密度公式进行分析计算。(2)注意建立立方体分子模型或球体分子模型,通常把固体、液体分子模拟为球形或立方体形,气体分子所占据的空间可模拟为立方体模型。(3)对液体、固体物质可忽略分子之间的间隙;对气体物质,分子之间的距离远大于分子的大小,气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值不等于气体分子的体积,仅表示一个气体分子平均占据的空间大小。4.扩散现象、布朗运动与热运动的比较

现象扩散现象布朗运动热运动活动主体分子固体微小颗粒分子区别是分子的运动,发生在任何两种物质之间是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到共同点(1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈联系扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动5.气体的分子动理论(1)气体分子间的作用力:气体分子之间的距离远大于分子直径,气体分子之间的作用力十分微弱,可以忽略不计,气体分子间除碰撞外无相互作用力。(2)气体分子的速率分布:表现出“中间多,两头少”的统计分布规律。(3)气体分子的运动方向:气体分子的运动是杂乱无章的,但向各个方向运动的机会均等。(4)气体分子的运动与温度的关系:温度一定时,某种气体分子的速率分布是确定的,速率的平均值也是确定的,温度升高,气体分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。考向一

微观量的估算典题1

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,某种蛋白的摩尔质量为66kg/mol,其分子可视为半径为3×10-9m的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)答案

1×103kg/m3思维点拨

根据分子模型,先计算一个分子的体积,再计算摩尔体积,根据密度公式可计算结果(注意有效数字)。考向二

布朗运动与分子热运动典题2(2024福建南平模拟)福建南平茶文化久负盛名,“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢,下列说法正确的是(

)A.茶香四溢是扩散现象,说明分子间存在着相互作用力B.茶香四溢是扩散现象,泡茶的水温度越高,分子热运动越剧烈,茶香越浓C.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子间存在着相互作用力D.茶香四溢是布朗运动现象,说明分子在永不停息地做无规则运动B解析

茶香四溢是扩散现象,故C、D错误;茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动,扩散到空气中,故A错误;物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,所以茶水温度越高,分子的热运动越剧烈,茶香越浓,故B正确。考向三

分子力的理解典题3(2023北京统考一模)分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示,r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是(

)A.当r=r0时,分子间的作用力最小B.当r=r1时,分子间的作用力最小C.分子间的作用力总是随分子间距离增大而减小D.分子间的作用力总是随分子间距离增大而增大A解析

r0为分子间的平衡位置,此位置分子斥力与引力等大反向,合力为0,即当r=r0时,分子间的作用力最小,A正确;当r=r1时,分子斥力小于引力,合力表现为引力,即分子间的作用力表现为引力,且为间距大于r0时的最大值,B错误;根据图像可知,当分子之间间距大于r0时,随分子间距离增大,分子间的作用力先增大后减小,C错误;根据图像可知,当分子之间间距小于r0和分子距离大于r1时,随分子间距离增大,分子间的作用力减小,D错误。考点二物体的内能强基础•固本增分内能1.分子的动能(1)分子动能是

所具有的动能。

(2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值,

是分子热运动的平均动能的标志。

(3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的

。

分子热运动温度总和2.分子的势能(1)由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的

决定的能,即分子势能。

(2)分子势能的影响因素微观上:分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的;宏观上:分子势能与物体的

有关。

相对位置体积3.物体的内能(1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动的

与分子

的总和。

(2)对于给定的物体,其内能大小与

和

有关。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小

。

动能势能温度体积无关×√××√研考点•精准突破1.分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线

项目分子间的相互作用力F分子势能Ep与分子间距的关系图像项目分子间的相互作用力F分子势能Ep随分子间距的变化情况r<r0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引<F斥,F表现为斥力r增大,斥力做正功,分子势能减少r减小,斥力做负功,分子势能增加r>r0F引和F斥都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,F引>F斥,F表现为引力r增大,引力做负功,分子势能增加r减小,引力做正功,分子势能减少r=r0F引=F斥,F=0分子势能最小,但不为零r>10r0(10-9m)F引和F斥都已十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零2.物体的内能与机械能的比较

项目内能机械能定义物体内所有分子的动能和势能的总和物体的动能及重力势能和弹性势能的总和决定由物体内部分子微观运动状态决定,与物体整体运动情况无关与物体宏观运动状态、参考系和零势能面选取有关,和物体内部分子运动情况无关量值任何物体都具有内能,恒不为零可以为零测量无法测量。其变化量可由做功和热传递来量度可以测量转化在一定条件下可相互转化考向一

分子力与分子势能典题4(2023海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(

)A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大C.分子势能在r0处最小D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小C解析

分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。故选C。典题5(2021重庆卷)图甲和图乙中曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别描述了某物理量随分子之间的距离变化的规律,r0为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能

②分子间引力

③分子间斥力

④分子间引力和斥力的合力,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的物理量分别是(

)A.①③②

B.②④③C.④①③

D.①④③D解析

根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子势能最小可知,曲线Ⅰ为分子势能随分子之间距离r变化的图像;根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为r0)时分子力为零,可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像;根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小,可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。D正确。考向二

物体的内能典题6(2023湖南衡阳模拟)下列关于分子动理论的说法,正确的是(

)A.布朗运动就是分子的运动B.物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C.物体的内能越多,温度一定越高D.扩散现象和布朗运动说明了分子在做永不停息的无规则运动D解析

布朗运动指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动,是固体微粒的运动,不是分子的运动,A错误;物体的内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和,B错误;物体的内能与物体的温度和体积有关,温度越高,只能表明物体分子的平均动能越大,不能说明物体内能越多,C错误;扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分布的现象,布朗运动指悬浮在液体或气体中的固体微粒所做的永不停息的无规则运动,扩散现象和布朗运动均说明了分子在做永不停息的无规则运动,D正确。典题7

关于物体的内能,下列说法正确的是(

)A.相同质量的两种物质,升高相同的温度,内能的增加量一定相同B.物体的内能改变时温度不一定改变C.内能与物体的温度有关,所以0℃的物体内能为零D.分子数和温度都相同的物体一定具有相同的内能B解析

相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量相同,相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,故A错误;物体内能改变时温度不一定改变,比如0

℃的冰熔化为0

℃的水,内能增加,故B正确;分子在永不停息地做无规则运动,可知任何物体在任何状态下都有内能,故C错误;物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关,分子数和温度都相同的物体不一定有相同的内能,故D错误。第2讲固体液体气体高考总复习2025考点一固体和液体性质强基础•固本增分一、固体1.分类:固体分为

和

两类。晶体分为

和

。

晶体非晶体单晶体多晶体2.晶体与非晶体的比较

项目晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则

熔点固定固定不固定物理性质各向

各向同性各向

典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体不规则异性同性二、液体1.液体的表面张力2.毛细现象:指浸润液体在细管中

的现象,以及不浸润液体在细管中

的现象,毛细管越细,毛细现象越明显。

收缩垂直上升下降3.液晶的物理性质具有液体的

,具有晶体的光学的

。在某个方向上看其分子排列比较

,但从另一方向看,分子的排列是__________

的。

流动性各向异性整齐杂乱无章√××√提示

(1)是晶体(2)不是,石墨是层状结构研考点•精准突破1.晶体和非晶体的理解(1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体。(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体。(3)单晶体具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。2.液体表面张力的理解

形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力表面特性表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线表面张力的效果表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小典型现象球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润考向一

固体的性质典题1(2024江苏扬州模拟)石墨烯是从石墨中分离出的新材料,其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构,如图所示,则(

)A.石墨是非晶体B.石墨研磨成的细粉末就是石墨烯C.单层石墨烯的厚度约3μmD.碳原子在六边形顶点附近不停地振动D解析

石墨是晶体,故A错误;石墨烯是石墨中提取出来的新材料,故B错误;单层石墨烯厚度约为原子尺寸10-10

m,故C错误;根据分子动理论可知,固体分子在平衡点不停地振动,故D正确。考向二

液体的性质典题2(2023浙江金华三模)如图所示,喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰。下列说法正确的是(

)喷雾型防水剂

A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大D.照片中水滴表面分子比水滴的分子内部密集C解析

液体表面张力作用使得水滴呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,选项A错误;照片中的玻璃和水滴不浸润,选项B错误;水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,选项C正确;照片中水滴表面分子比水滴内部分子稀疏,选项D错误。考点二气体实验定律和理想气体状态方程强基础•固本增分一、温度和温标1.由大量分子组成的

叫热力学系统,描述热力学系统的状态参量有

、

、

等。无外界影响下,

时,系统处于平衡态。

2.当两个系统在接触时,若它们的

,则这两个系统处于热平衡;如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定

;一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。

温度相同是热平衡的标志

研究对象体积压强温度系统内各状态参量稳定状态参量不发生变化处于热平衡3.热力学温标表示的温度叫作热力学温度,它是国际单位制中七个基本物理量之一,用符号

表示,单位是

,简称开,符号为K。摄氏温度t与热力学温度T的关系是:T=t+

K。

两种温度的每一度大小相同二、气体1.气体分子运动的特点(1)分子做无规则的运动,速率有大有小,且时而变化,大量分子的速率按“中间多,两头少”的规律分布。(2)温度升高时,速率小的分子数

,速率大的分子数

,分子的平均速率将

,但速率分布规律

。

T开尔文

273.15减少增多增大不变2.气体实验定律

温度体积压强

p1V1=p2V23.理想气体状态方程(1)理想气体

分子无大小,分子间无作用力①宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体。实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体。②微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。(2)理想气体的状态方程①内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的

保持不变。

比值

√×√提示

质点、点电荷、单摆、弹簧振子、理想变压器、理想气体。

研考点•精准突破一、求解压强问题常用的四种方法1.液片法: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。2.力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强。3.等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。4.牛顿第二定律法:选取与气体接触的液体(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解。二、理想气体状态方程与气体实验定律的关系

三、两个重要的推论

四、利用气体实验定律及气体状态方程解题的基本思路

考向一

气体压强的计算典题3(2023上海二模)如图所示,汽缸放置在水平地面上,用质量为m1、横截面积为S的活塞封闭一定质量的气体。活塞上放置一个质量为m2的重物,不计摩擦,重力加速度为g,大气压强为p0,平衡时汽缸内气体的压强为(

)D典题4

弯曲管子内注有密度为ρ的水,中间部分有空气,各管内液面高度差如图中所示,大气压强为p0,重力加速度为g,则图中A处的压强是(

)A.p0+3ρgh

B.p0+2ρghC.p0+ρgh

D.ρghB解析

同一液体内部等高处的压强处处相等,由图中液面的高度关系可知,封闭气体的压强为p1=p0+ρgh,A点的压强为pA=p1+ρgh=p0+2ρgh,故B正确,A、C、D错误。考向二

气体实验定律的理解和应用典题5(2024七省适应性测试贵州物理)一个简易温度计的示意图如图所示,左边由固定的球形玻璃容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成,右边是上端开口的柱形玻璃容器,左、右两边通过软管连接,用水银将一定质量的气体封闭在左边容器中。已知球形玻璃容器的容积为530cm3,左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左、右两边液面平齐时,左边玻璃管内液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。(1)当环境温度升高时,为使左、右两边液面再次平齐,右边柱形玻璃容器应向上还是向下移动?(2)当左边液面位于30.0cm刻度处且左、右两边液面又一次平齐时,对应的环境温度是多少摄氏度?答案

(1)向下(2)22℃解析

(1)当环境温度升高时,假设右边柱形玻璃容器不动,则由于左边容器中气体体积变大,则右边柱形玻璃容器中液面将高于左边玻璃管中液面,为使左、右两边液面再次平齐,右边柱形玻璃容器应向下移动。(2)开始时左边容器中气体体积V1=(530+2×8)

cm3=546

cm3温度T1=273

K当左边液面位于30.0

cm刻度处时,气体的体积V2=(530+2×30)

cm3=590

cm3气体进行等压变化,根据盖-吕萨克定律得解得T2=295

K则t2=22

℃。典题6(2023江西南昌三模)某可显示温度的水杯容积为550mL,倒入300mL热水后,拧紧杯盖,此时显示温度为87℃,压强与外界相同。已知,外界大气压强p0为1.0×105Pa,温度为27℃。杯中气体可视为理想气体,不计水蒸气产生的压强。(结果保留三位有效数字)(1)求杯内温度降到27℃时,杯内气体的压强;(2)杯内温度降到27℃时稍拧松杯盖,外界空气进入杯中,直至稳定。求此过程中外界进入水杯中的空气体积。答案

(1)8.33×104Pa

(2)41.8Ml代入p1=p0=1.0×105

PaT1=(273+87)

K=360

KT2=(273+27)

K=300

K解得p2=8.33×104

Pa。(2)设打开杯盖后进入杯内的气体在大气压强下的体积为ΔV,以杯内原有气体为研究对象p2V2=p0V3ΔV=V2-V3V2=(550-300)

mL=250

mL解得ΔV=41.8

mL。考向三

理想气体状态方程的理解和应用典题7(2023全国甲卷)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压,温度为17℃,密度为1.46kg/m3。(1)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变,求气体温度升至27℃时气体的密度;(2)保持温度27℃不变,再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压,求舱内气体的密度。答案

(1)1.41kg/m3(2)1.18kg/m3解析

(1)T1=(17+273)

K=290

KT2=(27+273)

K=300

K(2)p2=1.2p0p3=p0降低舱内压强前,对舱内剩余气体由玻意耳定律得p2V1=p3V3解得ρ3=1.18

kg/m3。典题8

某同学学完气体实验定律,他拿着一支下端封闭上端开口的粗细均匀玻璃管(足够长)在升降机内做实验,如图所示。开始时,升降机静止且玻璃管竖直放置,管内用长度分别为h1=2cm和h2=6cm的两段水银柱封闭两部分理想气体。当升降机内温度为17℃时,管内气柱的长度分别为L1=14.5cm和L2=29cm,大气压强p0相当于76cm水银柱产生的压强。(1)当温度升高到27℃时,求稳定后上段气柱的长度;(2)若温度保持27℃不变,将玻璃管在竖直平面内缓慢旋转60°,求稳定后下段气柱的长度;(3)若温度保持17℃不变,当升降机以1m/s2的加速度上升且玻璃管竖直放置时,稳定后下段气柱的长度。答案

(1)15cm(2)31.5cm(3)28.7cm解析

(1)设玻璃管内横截面积为S,对于上段气体初态时,气柱长L1=14.5

cm,温度T1=290

K末态时,设气柱长为L1',温度T2=300

K解得L1'=15

cm。(2)对于下段气体初态时,气柱长L2=29

cm,压强p2=p0+ρg(h1+h2)=84

cm·ρg;T1=290

K末态时,设气柱长为L2',压强p2'=p0+ρg(h1+h2)cos

60°=80

cm·ρg,T2=300

K由理想气体状态方程知解得L2'=31.5

cm。(3)对于下段气体初态时,气柱长L2=29

cm,压强p2=84

cm·ρg;T1=290

K末态时,设气柱长为L3,压强p3,T3=290

K根据牛顿第二定律p3S-p0S-ρg(h1+h2)S=ρ(h1+h2)Sa根据玻意耳定律p2L2S=p3L3S解得L3=28.7

cm。审题指导(1)对于两段封闭气体分别选研究对象,根据气体实验定律或状态方程列式求解;要注意二者间的压强关系;在确定压强时要选水银柱为研究对象,根据平衡求压强。(2)选两段水银柱整体为研究对象,根据牛顿第二定律列方程求压强。第3讲专题提升气体实验定律的综合应用高考总复习2025专题概述:本专题是气体实验定律在“玻璃管液封模型”和“汽缸活塞模型”中的应用。解答“玻璃管液封模型”的关键点是以液柱为研究对象进行受力分析,列平衡方程,尤其注意应用连通器原理寻找各部分之间的压强关系;解答“汽缸活塞模型”的关键点是以活塞或汽缸为研究对象,进行受力分析并列出方程,挖掘三个气体状态参量p、V、T的隐含信息,结合气体实验定律求解。题型一玻璃管液封模型强基础•固本增分1.玻璃管液封模型求液柱封闭的气体压强时,一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程,要注意:(1)液体因所受重力产生的压强为p=ρgh(其中h为液体的竖直高度);(2)不要漏掉大气压强,同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力;(3)灵活应用连通器原理,即连通器内静止的液体,同种液体在同一水平面上各处压强相等。2.解题基本思路

考向一

单独气体典题1

如图所示,在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱,当温度为27℃时被封的空气柱长度为L=13cm,且左侧管中水银柱比右侧管中水银柱高h=3cm,已知大气压强p0相当于75cm水银柱产生的压强。(1)为使右侧管中水银柱比左侧管中水银柱高h=3cm,封闭气体温度应变为多少?(2)若封闭气体的温度重新回到27℃,向右侧开口端缓慢注入水银,注入的水银柱长度为多少时右侧管中水银柱比左侧管中水银柱高3cm?答案

(1)400K(2)8cm解析

(1)设封闭气体初始状态参量分别为p1、T1、V1,温度变化后状态参量分别为p2、T2、V2。由题意知初状态p1=ρg(h1-h)=72

cm·ρgV1=LS=13

cm·ST1=(273+27)

K=300

K末状态p2=ρg(h1+h)=78

cm·ρg,V2=L2S=16

cm·S代入数据解得T2=400

K。(2)由题意知注入水银的过程中气体经历等温变化,设注入水银后空气柱的长度为L3,则初状态p1=ρg(h1-h)=72

cm·ρg,V1=LS=13

cm·S末状态p3=ρg(h1+h)=78

cm·ρg,V3=L3S由玻意耳定律得p1V1=p3V3代入数据解得L3=12

cm则注入水银柱的长度为d=(L-L3)×2+2h=8

cm。考向二

关联气体典题2

如图所示,U形玻璃细管竖直放置,水平细管(内、外径都很小)与U形细管底部相连通,各部分细管内径相同。C管长度为lC=30cm,初始时U形玻璃管左、右两侧水银面高度差为Δh=15cm,C管水银面距U形玻璃管底部距离为hC=5cm。水平细管内用小活塞封有长度为lA=12.5cm的理想气体A,U形管左管上端封有气柱长度为lB=25cm的理想气体B,右管上端开口与大气相通,现将活塞缓慢向右压,使U形玻璃管左、右两侧水银面恰好相平,该过程A、B气柱的温度保持不变。已知外界大气压强为p0与75cm水银柱产生的压强相等,水平细管中的水银柱足够长,水银的密度为ρ。(1)求左右两侧液面相平时,气体B的长度L;(2)求该过程活塞移动的距离d。答案

(1)20cm(2)27.5cm解析

(1)设玻璃管横截面积为S,活塞缓慢向右压的过程中,气体B做等温变化,根据玻意耳定律有pB1VB1=pB2VB2其中pB1=ρg(h1-Δh)=60

cm·ρg,VB1=25

cm·S,pB2=75

cm·ρg,VB2=LS解得气体B的长度L=20

cm。(2)活塞缓慢向右压的过程中,各部分液柱移动情况示意如图U形管左管中水银柱长度变化等于气柱B长度的变化ΔL左=25

cm-20

cm=5

cmU形管右管中水银柱长度变化ΔL右=15

cm+5

cm=20

cm气体A做等温变化pA1=ρg(h1+hC)=80

cm·ρgpA2=ρg(h1+hC+ΔL右)=100

cm·ρg,VA1=12.5

cm·S,VA2=L2S根据玻意耳定律有pA1VA1=pA2VA2解得气体A的长度LA2=10

cm活塞移动的距离等于A部分气体长度的变化加上U形管左、右两侧水银柱长度的变化,所以d=LA1-LA2+25

cm=27.5

cm。题型二汽缸活塞模型1.解题的一般思路(1)确定研究对象研究对象分两类:①热学研究对象(一定质量的理想气体);②力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。(2)分析物理过程①对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程。②对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。(3)挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。(4)多个方程联立求解。注意检验求解结果的合理性。2.两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。考向一

单独气体典题3(2023湖北卷)如图所示,竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀,内壁光滑,横截面积分别为S、2S,由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭,左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时,两汽缸内封闭气柱的高度均为H,弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子,直至右侧活塞下降

已知大气压强为

p0,重力加速度大小为g,汽缸足够长,汽缸内气体温度始终不变,弹簧始终在弹性限度内。(1)求最终汽缸内气体的压强。(2)求弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。解析

(1)对左右汽缸内所封的气体:初态压强p1=p0体积V1=SH+2SH=3SH末态压强p2根据玻意耳定律可得p1V1=p2V2考向二

关联气体典题4(2022全国甲卷)如图所示,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中:两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为

。环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦。(1)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度。(2)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。(1)阀门打开后活塞稳定时,A部分气体的压强pA;(2)活塞稳定后,C中剩余气体的质量m2与最初C中气体质量m0之比。解析

(1)初始时对活塞有p0S+mg=1.5p0S得到mg=0.5p0S打开阀门后,活塞稳定时,对B气体有对活塞有pAS+mg=pBS得pA=2.5p0。归纳总结

两种模型的分析方法

模型解决方法易错辨析玻璃管液封模型以液柱为研究对象进行受力分析,联系两部分气体的p、V、T等量;再结合实验定律求解问题准确找到液柱高度差是求解压强的关键点汽缸活塞模型分析活塞的受力情况,结合运动状态,求解封闭气体的压强找出封闭气体初、末状态的物理量,结合实验定律求解结果第4讲专题提升

充气、抽气、灌气、漏气模型高考总复习2025专题概述:气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气体,但在实际问题中,常遇到气体的变质量问题。对于气体的变质量问题,可以通过巧妙地选择合适的研究对象,把“变质量”问题转化为“定质量”问题,从而可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解,常见以下四种类型:1.充气模型:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时,这些气体的质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。2.抽气模型:在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,解决该类“变质量”问题的方法与充气(打气)问题类似,假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题。3.灌气模型:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。4.漏气模型:容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,不能用理想气体状态方程求解。如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使变质量问题变成等质量问题,可用理想气体状态方程求解。题型一充气模型典题1

为保障师生在校的健康安全,某校校医室制定了师生返校后的消杀方案,对课室、图书馆、饭堂等场所进行物表与空气消毒。该方案利用如图所示的便携式消毒器,桶内消毒液上方用塞子密封了一定质量的理想气体,初始体积为1L。使用时利用打气筒进行打气,封闭气体压强达到1.5p0时,即可把消毒液以雾化的方式喷出。已知封闭气体初态压强与外界大气压相等,均为p0。打气筒每次可以向桶内打入0.1L气体。忽略桶内消毒液所产生的压强,整个过程可视为等温变化。(1)至少用打气筒向消毒器内打多少次气才能使消毒液达到雾化要求?(2)消毒人员计算过用打气筒向消毒器内刚好打了140次气后,恰好能把桶内消毒液全部喷完,试求原来桶内有多少消毒液。答案

(1)5(2)9解析

(1)设打气次数为n,初始时消毒器内气体体积为V=1

L则以消毒器内气体和打入的气体整体为研究对象,初状态压强p1=p0初状态体积V1=V+0.1

L·n末状态压强p2=1.5p0末状态体积V2=V根据玻意耳定律得p0×(V+0.1

L·n)=1.5p0V解得n=5。(2)设容器内原有消毒液体积为V3,已知打气140次能把消毒液全部喷完,桶内需保持雾化气压,则根据玻意耳定律得p0(V+140×0.1

L)=1.5p0(V+V3)代入数据解得V3=9

L,即原有9

L消毒液。审题指导

关键词句获取信息用塞子密封了一定质量的理想气体,初始体积为1

L……已知封闭气体初态压强与外界大气压相等,均为p0初始状态已知打气筒每次可以向桶内打入0.1L气体每次打入气体的体积和压强已知封闭气体压强达到1.5p0时,即可把消毒液以雾化的方式喷出末状态压强已知整个过程可视为等温变化等温变化恰好能把桶内消毒液全部喷完第三状态体积、压强已知题型二抽气模型强基础•固本增分典题2(2023湖南卷)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示,刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成,连杆AB与助力活塞固定为一体,驾驶员踩刹车时,在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接,通过抽气降低助力气室压强,利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时,K1打开,K2闭合,抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动,助力气室中的气体充满抽气气室,达到两气室压强相等;然后,K1闭合,K2打开,抽气活塞向下运动,抽气气室中的全部气体从K2排出,完成一次抽气过程。已知助力气室容积为V0,初始压强等于外部大气压强p0,助力活塞横截面积为S,抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中,助力活塞保持不动,气体可视为理想气体,温度保持不变。(1)求第1次抽气之后助力气室内的压强p1。(2)第n次抽气后,求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF。解析

(1)以原助力气室中封闭的气体为研究对象,其经历等温膨胀过程,由玻意耳定律得p0V0=p1(V0+V1)方法点拨

求解变质量问题的方法技巧充气问题我们可认为打入喷雾器的气体都在其周围,且可以认为是一次性打入的,若初态时内外气体压强相同,则体积为内外气体体积之和,状态方程为p1(V+nV0)=p2V2。若初态时内外气体压强不同,则体积不等于内外气体体积之和,状态方程应为p1V+np1'V0=p2V2。抽气与充气问题不太一样——灵活选取研究对象是解决这类问题的关键。另外,状态方程分态形式的应用也是解决充气和抽气问题的快捷方法。题型三灌气模型典题3

某南方医院从北方购置了大钢瓶氧气(如图所示),每个钢瓶内体积为40L,在北方时测得大钢瓶内氧气压强为1.2×107Pa,温度为7℃,长途运输到南方医院检测时测得大钢瓶内氧气压强为1.26×107Pa。在医院实际使用过程中,先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装,然后供病人使用,小钢瓶体积为10L,分装后每个小钢瓶内氧气压强为4×105Pa,要求大钢瓶内压强降到2×105Pa时就停止分装。不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏,求:(1)在南方医院检测时大钢瓶所处环境温度;(2)一个大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用。答案

(1)21℃

(2)124解析

(1)大钢瓶的容积一定,从北方到南方医院对大钢瓶内气体,有解得T2=294

K,故t2=21

℃。(2)在南方医院时,设大钢瓶内氧气由状态p2、V2等温变化为停止分装时的状态p3、V3则p2=1.26×107

Pa,V2=0.04

m3,p3=2×105

Pa根据p2V2=p3V3得V3=2.52

m3可用于分装小钢瓶的氧气p4=2×105

PaV4=(2.52-0.04)

m3=2.48

m3分装成小钢瓶的氧气p5=4×105

Pa,V5=nV其中小钢瓶体积为V=0.01

m3根据p4V4=p5V5得n=124即一大钢瓶氧气可分装124个小钢瓶。题型四漏气模型典题4(2024广东茂名统考模拟)某兴趣小组制作的一个测量气体温度的简易装置如图所示,该装置由一个压力表和烧瓶组成,压力表由通气管与瓶内密封的空气相通,压力表的示数等于瓶内气体压强与外界大气压强的差值。已知当室内温度为27℃时,压力表的示数为零,外界大气压强为1.0×105Pa,热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273K,瓶内空气可视为理想气体,烧瓶导热性能良好,忽略烧瓶的热胀冷缩。(1)若环境温度升高,整个装置的密封性良好,求压力表的示数为900Pa时,瓶内气体的摄氏温度;(2)某次测温过程中,当室内温度为36℃,压力表的示数为2000Pa,请判断该烧瓶是否漏气?如果漏气,剩余空气的质量与原来空气质量的比值是多少?(可用分数表示)答案

(1)29.7℃

(2)是

解析

(1)初始时压强p1=p0=1.0×105

Pa初始温度T1=300

K末状态时,压强p2=p0+Δp=1.009×105

Pa温度为T2因为气体体积不变,由查理定律得解得T2=302.7

K=29.7

℃。(2)设烧瓶容积为V0,假设烧瓶未漏气,末状态时,压强p3=p0+Δp'=1.02×105

Pa温度T3=309

K第5讲热力学定律能量守恒定律高考总复习2025考点一热力学第一定律强基础•固本增分一、热力学第一定律1.改变物体内能的两种方式

物体吸收热量内能不一定增大(1)

;

(2)

。

2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。(2)表达式:ΔU=

。

注意W和Q的正负

做功

热传递Q+W二、能量守恒定律1.内容能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式

为另一种形式,或者是从一个物体

到别的物体,在

或

的过程中,能量的总量保持不变。

2.条件性能量守恒定律是自然界的

,某一种形式的能是否守恒是有条件的。

转化转移转化转移普遍规律三、热力学第一定律与气体图像的综合1.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线,同质量、不同体积的两条等容线,同质量、不同压强的两条等压线的关系。例如在图甲中,V1对应虚线为等容线,A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点,可以认为从B状态通过等容升压到A状态,温度必然升高,所以T2>T1。如图乙所示,A、B两点的温度相等,从B状态到A状态压强增大,体积一定减小,所以V2<V1。2.一定质量的气体不同图像的比较

××√提示

第一类永动机违背了热力学第一定律。

研考点•精准突破1.热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的关系。2.对公式ΔU=Q+W符号的规定符号WQΔU+外界对物体做功物体吸收热量内能增加-物体对外界做功物体放出热量内能减少3.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q=0,W=ΔU,外界对物体做的功等于物体内能的增加量。(2)若过程中不做功,即W=0,则Q=ΔU,物体吸收的热量等于物体内能的增加量。(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,外界对物体做的功等于物体放出的热量。4.解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程

5.热力学定律与气体实验定律问题的处理方法(1)气体实验定律问题的研究对象是一定质量的理想气体。(2)解决具体问题时,分清气体的变化过程是求解问题的关键,根据不同的变化,找出与之相关的气体状态参量,利用相关规律解决。(3)对理想气体,只要体积变化,外界对气体(或气体对外界)就要做功,如果是等压变化,W=pΔV;只要温度发生变化,其内能就发生变化。(4)结合热力学第一定律ΔU=W+Q求解问题。考向一

热力学第一定律的理解典题1(2021山东卷)如图所示,密封的矿泉水瓶中,距瓶口越近水的温度越高。一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中,小瓶中封闭一段空气。挤压矿泉水瓶,小瓶下沉到底部,松开后,小瓶缓慢上浮,上浮过程中,小瓶内气体(

)A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量B解析

由于越接近矿泉水瓶口,水的温度越高,因此小瓶上浮的过程中,小瓶内气体的温度升高,内能增加,A错误;在小瓶上升的过程中,小瓶内气体的温度逐渐升高,压强逐渐减小,根据理想气体状态方程

,气体体积膨胀,对外界做正功,B正确;由A、B分析,小瓶上升时,小瓶内气体内能增加,气体对外做功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,由于气体对外做功,因此吸收的热量大于增加的内能,C、D错误。典题2

水枪是孩子们喜爱的玩具,常见的气压式水枪储水罐示意图如图。从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开,水即从枪口喷出。若水在不断喷出的过程中,罐内气体温度始终保持不变,则气体(

)A.压强变大B.对外界做功C.对外界放热D.分子平均动能变大B解析

储水罐中封闭的气体可看作理想气体,温度不变,体积增大,由pV=CT可知,压强变小,故A错误;气体体积增大,对外界做功,故B正确;由于一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关,温度不变,故内能也不变,即ΔU=0,由于气体对外界做功,即W<0,由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,Q>0,因此气体从外界吸热,故C错误;温度不变,分子平均动能不变,故D错误。考向二

热力学第一定律与气体实验定律的综合应用典题3(多选)(2023山东卷)一定质量的理想气体,初始温度为300K,压强为1×105Pa。经等容过程,该气体吸收400J的热量后温度上升100K;若经等压过程,需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是(

)A.初始状态下,气体的体积为6LB.等压过程中,气体对外做功400JC.等压过程中,气体体积增加了原体积的D.两个过程中,气体的内能增加量都为400JAD解析

理想气体的内能只和温度有关,等容过程ΔU=400

J,故两个过程内能增加量都为400

J,选项D正确;等压过程Q=600

J,根据ΔU=W+Q,可得W=-200

J,选项B错误;等压过程中,-W=pΔV,解得ΔV=2×10-3

m3=2

L,根据

,解得V0=6

L,选项A正确,C错误。典题4(2021江苏卷)如图所示,一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中,活塞的面积为S,与汽缸底部相距L,汽缸和活塞绝热性能良好,气体的压强、热力学温度与外界大气相同,分别为p0和T0。现接通电热丝加热气体,一段时间后断开,活塞缓慢向右移动距离L后停止,活塞与汽缸间的滑动摩擦力为Ff,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程中气体吸收的热量为Q,求该过程中。(1)内能的增加量ΔU;(2)最终温度T。解析

(1)活塞缓慢移动时受力平衡由平衡条件得p1S=p0S+Ff气体对外界做功,W=-p1SL根据热力学第一定律ΔU=Q+W解得ΔU=Q-(p0S+Ff)L。考向三

p-T图像典题5(2023江苏卷)如图所示,密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中(

)A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小B解析

气体发生等容变化,故气体分子的数密度不变,选项A错误;气体温度升高,故气体分子的平均动能增大,选项B正确;气体压强增大,故单位时间内气体分子对单位面积的作用力增大,选项C错误;由于气体分子的平均动能增大,气体体积不变,故单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增大,选项D错误。考向四

V-T图像典题6(2022辽宁卷)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其体积V和热力学温度T变化图像如图所示,此过程中该系统(

)

A.对外界做正功

B.压强保持不变C.向外界放热

D.内能减少A考向五

p-V图像典题7(2024七省适应性测试安徽物理)一定质量的理想气体从状态a开始,第一次经绝热过程到状态b;第二次先经等压过程到状态c,再经等容过程到状态b。两次气体状态变化过程的p-V图像如图所示。则(

)A.c→b过程,气体从外界吸热B.a→c→b过程气体对外界所做的功比a→b过程的多C.气体在状态a时分子平均动能比在状态b时的小D.气体在状态a时单位时间内撞击在单位面积上的分子数比在状态c时的少B解析

c→b过程,气体体积不变,即等容变化过程,气体压强变小,温度降低,故内能减小;该过程气体对外不做功,故气体向外界放热,A错误。由微元法可得p-V图像与横坐标围成的面积表示气体做功的多少,由图像可知,a→c→b过程气体对外界所做的功比a→b过程的多,B正确。a→b过程为绝热过程,气体体积变大,对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低;温度是分子平均动能的标志,故气体在状态a时分子平均动能比在状态b时的大,C错误。a→c过程,气体的压强相等,体积变大,温度升高,分子的平均动能变大,分子撞击容器壁的动量变化量变大;由气体压强的微观解释可知,在状态a时单位时间内撞击在单位面积上的分子数比在状态c时的多,D错误。方法点拨

气体状态变化图像的分析方法(1)明确点、线的物理意义:求解气体状态变化的图像问题,应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态参量;图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。(2)明确图像斜率的物理意义:在V-T图像(p-T图像)中,比较两个状态的压强(或体积)大小,可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,其规律是:斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。(3)明确图像面积的物理意义:在p-V图像中,p-V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。考点二热力学第二定律强基础•固本增分热力学第二定律1.热力学第二定律的两种表述(1)按照热传递的方向性可表述为:热量不能

从低温物体传到高温物体。这是热力学第二定律的克劳修斯表述。

(2)按照机械能与内能转化的方向性可表述为:

从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响。这是热力学第二定律的开尔文表述。

自发地不可能2.热力学第二定律的微观意义:一切自然过程总是沿着分子热运动无序性

的方向进行。

说明:(1)热力学第二定律的上述两种表述是等价的,可以从一种表述推导出另一种表述。(2)热力学第二定律又叫熵增加原理,即在任何自然过程中,一个孤立系统的总熵不会减少。增大3.两类永动机的比较

分类第一类永动机第二类永动机设计初衷不需要任何动力或燃料,却能不断地对外做功的机器从单一热源吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响的机器不可能制成的原因违背能量守恒定律不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律√××提示

不会降低室内的平均温度。电冰箱向室内释放冷气的同时,冰箱的箱体向室内散热,就整个房间来说,室内的平均温度会不断升高。研考点•精准突破1.热力学第二定律的理解(1)在热力学第二定律的表述中“自发地”“不产生其他影响”的含义①“自发地”指明了热传递现象的方向性,不需要借助外界提供能量。②“不产生其他影响”是说发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。(2)热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。(3)热力学过程方向性实例

(4)热力学第二定律的微观意义:一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。2.热力学第一、第二定律的比较

定律热力学第一定律热力学第二定律定律揭示的问题从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三者的关系指出自然界中出现的宏观过程是有方向性的机械能和内能的转化当摩擦力做功时,机械能可以全部转化为内能内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能表述形式只有一种表述形式有多种表述形式两定律的关系在热力学中,两者既相互独立,又互为补充,共同构成了热力学知识的理论基础考向一

热力学第二定律理解典题8(多选)下列说法正确的是(

)A.冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体,因此不遵循热力学第二定律B.自发的热传导是不可逆的C.可以通过给物体加热而使它运动起来,但不产生其他影响D.气体向真空膨胀具有方向性BD解析

有外界的帮助和影响,热量可以从低温物体传递到高温物体,仍遵循热力学第二定律,A错误;据热力学第二定律可知,自发的热传导是不可逆的,B正确;不可能通过给物体加热而使它运动起来但不产生其他影响,这违背了热力学第二定律,C错误;气体可自发地向真空容器膨胀,具有方向性,D正确。考向二

热力学第一定律与热力学第二定律的比较典题9

下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有

,不违背热力学第一定律,但违背热力学第二定律的有

。(填正确答案标号)

A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内BC解析

B项中,冷水倒入保温杯后,在热传递过程中,保温杯降温,冷水必升温,若都降温,就违背了热力学第一定律;C项中,新型热机的效率也达不到100%,热量不可能全部转化为功,违背了热力学第二定律。第6讲实验用油膜法估测分子的大小高考总复习2025强基础固本增分研考点精准突破目录索引强基础固本增分注意事项

1.将所有的实验用具擦洗干净,不能混用。2.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。3.浅盘中的水离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确地画出薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。√√×√√√√研考点精准突破考点一教材原型实验考向一

实验原理与操作典题1“用油膜法估算分子大小”的实验中,首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是

。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以

。

。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是

。

使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜

一滴一滴地滴入小量筒中,测出1mL油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积把油酸酒精溶液

单分子层油膜的面积

解析

稀释后,油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1

mL油酸酒精溶液的滴数n,得到一滴油酸酒精溶液的体积

,之后根据浓度求出一滴溶液中纯油酸的体积。根据公式

可知,还需要测单分子层油膜的面积S。思维点拨

围绕

控制实验条件形成单分子油膜,测得1滴油酸酒精溶液中含的纯油酸的体积,测出油膜面积S。规律方法

油膜体积的测定——积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大,形成的单层分子所占面积太大,不便于测量,