专题08 热学中的图像---【模型与方法】备战2024年高考物理图像与方法

专题08 热学中的图像 目录 一.分子力变化的图象 1 二.分子势能变化曲线 3 三.分子速率按一定规律分布的统计规律 5 四．图像与图像 7 五．图像与图像 11 六．图像与图像 14 一.分子力变化的图象 分子间相互作用力同时存在着引力和斥力，有时表现为引力，有时表现为斥力，怎样把分子力的规律清晰地理出个头绪来呢？借助分子力随分子间距离变化而变化的图象，可以比较直观地反映出它们间的联系，如图所示，分子斥力或分子引力都随分子间距离增大而减小，但分子斥力的变化率较大，分子引力的变化率较小．因此，当距离时，分子力合力表现为斥力；当距离时，分子力合力表现为引力；当距离时，分子力合力为零． 【典例分析1】甲分子固定在坐标原点0，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间分子力与分子间距离关系图像如图所示。现把乙分子从处由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A．乙分子从到过程中，先加速后减速 B．乙分子从到过程中两分子间的分子力表现为引力，从到过程中两分子间的分子力表现为斥力 C．乙分子从到过程中，两分子间的分子势能先增大后减小 D．乙分子从到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先做正功后做负功 【典例分析2】如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图线，关于图线下面说法正确的是（　　） A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线 B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线 C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线 D．当分子间距离r＞r0时，曲线b对应的力先减小，后增大 二.分子势能变化曲线 【分析要点】 分子势能的大小与分子间的距离有关，即与物体的体积有关．分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是做负功有关． 小当分子间的距离时，分子间的作用力表现为引力．分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大． 当分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大． 如果取两个分子相距无限远时（此时分子间作用力可忽略不计）的分子势能为零，分子势能与分子间距离的关系可用如图所示的曲线表示．从图线上看出，当时，分子势能最小． 【典例分析1】如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep=0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是（　　） A．乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动 B．乙分子从r4到r2的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小 C．当分子间距离 r =r3时，分子间作用力F表现为斥力 D．乙分子的可能运动到O< r <r1的位置 【典例分析2】．分子势能EP随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时EP为零。若甲分子固定在坐标原点O处，乙分子从r3处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．分子力对乙先做负功后做正功 B．当两个分子相距为r=r2时，乙分子的速度最大 C．当两个分子相距为r=r2时，它们之间的分子力表现为引力 D．当两个分子相距为r=r1时，它们之间的分子力表现为引力 三.分子速率按一定规律分布的统计规律 【分析要点】 麦克斯韦气体分子速率分布规律 ①规律内容：在一定状态下，气体的大多数分子的速率都在某个数值附近。速率离这个数值越远，具有这种速率的分子就越少，即气体分子速率总体上呈现出“中间多，两头少”的分布特征，很像伽尔顿板实验中狭槽中落入小球数目的分布． ②正态分布曲线如图所示． 【典例分析1】一定质量的某种理想气体，在0°C和100°C温度下气体分子的运动速率分布曲线如图所示。结合图像，下列说法正确的是（　　）    A．0°C温度下的图像与横轴围成的面积更大 B．100°C温度下，低速率分子占比更小，气体分子的总动能更大 C．相同体积下，0°C的气体对应的气体压强更大 D．相同体积下，100°C的气体在单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数更少 【典例分析2】．(多选)如图所示为氧气在0 ℃和100 ℃两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系.下列说法中正确的是(　　) A.甲为0 ℃时的情形，速率大的分子比例比100 ℃时小 B.乙为0 ℃时的情形，速率大的分子比例比100 ℃时小 C.甲为100 ℃时的情形，速率大的分子比例比0 ℃时大 D.乙为100 ℃时的情形，速率大的分子比例比0 ℃时大 四．图像与图像 1．气体等温变化的图 （1）图象．一定质量的气体发生等