内容正文:
第一阶段
突破核心 升华思维
第3讲 热学
专题五 振动和波 光学 热学 近代物理初步
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【高考定位】 近年高考考查的题型为选择(或填空)题和计算题。考查的内容均为热学主干知识,包括分子间的作用力、分子势能、内能、气体压强的微观解释、两个热力学定律、气体实验定律、气体的图像等。计算题多以“汽缸—活塞”模型和“玻璃管—液柱”模型呈现,也有可能会出现两种模型组合到一起的情况。2024年气体“变质量”模型有可能继续考查。
01
02
突破点二 气体实验定律 理想气体状态方程
突破点一 分子动理论 固体 液体
03
突破点三 热力学定律与气体实验定律的综合
索引
第3讲 热学
1.分子动理论的三个核心要点
(1)分子模型、分子数。
①分子模型:球模型和立方体模型。
②分子数:N=nNA=NA=NA(固体、液体)。
(2)分子运动:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即平均速率越大,但某个分子的瞬时
速率不一定大。
(3)分子势能、分子间的作用力与分子间距离
的关系如图所示。
突破点一 分子动理论 固体 液体
突破点二
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突破点一
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第3讲 热学
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2.固体和液体的主要特点
(1)晶体和非晶体的分子结构不同,表现出的物理性质不同。
项目 晶体 非晶体
单晶体 多晶体
外形 规则 不规则
物理性质 各向异性 各向同性
熔点 确定 不确定
原子排列 有规则,但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则
联系 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化
突破点二
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第3讲 热学
(2)液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间。液晶具有流动性,在光学、电学物理性质上表现出各向异性。
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势,表面张力的方向跟液面相切。
3.解决估算类问题的三点注意事项
(1)固体、液体分子可认为紧靠在一起,可看成球体或立方体;气体分子只能按立方体模型计算所占的空间。
(2)状态变化时分子数不变。
(3)阿伏加德罗常数是宏观量与微观量的联系桥梁,计算时要抓住三个量:摩尔质量、摩尔体积和物质的量。
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第3讲 热学
1.(多选)(2023·安徽省蚌埠市月考)在空气中飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞。下列关于飞沫微粒运动的说法正确的是( )
A.飞沫微粒的运动是布朗运动
B.飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用
C.飞沫微粒越小,其运动越明显
D.环境温度越高,飞沫微粒的运动越明显
ACD [根据题意,飞沫微粒在空气中的运动取决于空气分子的不平衡碰撞,说明飞沫微粒足够小,飞沫微粒的运动是布朗运动,故A正确;在空气中飞沫微粒的运动取决于空气分子的不平衡碰撞,不是空气浮力,故B错误;微粒越小,液体或气体的温度越高,布朗运动越剧烈,故C、D正确。故选A、C、D。]
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第3讲 热学
2.石墨是碳原子按图甲排列形成的,其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构,单碳层石墨烯是单层的石墨,厚1 mm的石墨大概包含三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则( )
A.石墨中的碳原子静止不动
B.碳原子的直径大约为3×10-9 m
C.石墨烯碳原子间只存在分子引力
D.石墨烯的熔化过程中,碳原子的平均动能不变
D [石墨中的碳原子是运动的,故A错误;由题意可知单层的距离为d= m≈3×10-10 m,且层与层之间有间距,故B错误;石墨烯碳原子间不仅存在分子引力,同时也存在分子斥力,故C错误;石墨烯是晶体,在熔化过程中,温度不变,故碳原子的平均动能不变,故D正确。故选D。]
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第3讲 热学
3.(2023·海南卷)如图所示为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,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处的过程中分子势能变大
C.分子势能在r0处最小
D.分子间距离在小于r0且减小时,分子势能在减小
C [分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,A错误;分子从无限远靠近到距离r0处的过程中,引力做正功,分子势能减小,B错误;距离继续减小,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,则在r0处分子势能最小,C正确,D错误。]
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第3讲 热学
1.压强的计算
(1)被活塞或汽缸封闭的气体,通常分析活塞或汽缸的受力,应用平衡条件或牛顿第二定律求解,压强单