热学专题复习 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

物体是由大量分子组成的； 分子永不停息做无规则运动 分子间同时存在引力和斥力，合力称为分子力。 热学 分子动理论 气体 液体 固体 气体 液体 固体 分子运动特点： 状态参量： 实验定律： 状态方程： 体积、温度、压强 表现张力、浸润、不浸润的微观成因及宏观表现。 分类 分子力与距离的变化关系图象 热力学定律 直接证明： 间接反应： 扩散现象 布朗运动 微观成因及影响因素 常见模型：液柱、活塞 热力学第一定律： 热力学第二定律： ΔU=W+Q 宏观热现象朝着分子运动无序性增加的方向进行 1 利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路 注意分析隐含的已知条件，必要时还应由力学知识（求压强）或几何知识（求体积）列出辅助方程. 另外，要合理使用各物理量的单位，p、V的单位只要始末状态统一即可，但T的单位必须用“K”，切记． 变质量气体在等温过程的求解问题思路分析 充气问题：要选择封闭容器内原有气体和即将充入的气体这一整体作为研究对象，充气过程可看做是气体的等温压缩过程． p原V原+p充V充=p合V合, 注意V合与V原可能会相同 放气问题：要选择封闭容器内剩余气体和漏掉的气体这一整体作为研究对象． p原V原=p剩V剩+p放V放, 注意V剩与V原可能会相同 利用热力学第一定律判断理想气体的状态变化： 1.利用体积的变化分析做功问题． 气体体积增大，既可说是气体对外做正功，也可说外界对气体做负功，热力学第一定律里的W必须是指外界对气体做的功，所以， 气体体积增大时，外界对气体做负功，W<0 ； 气体体积减小时，外界对气体做正功，W>0； 气体体积不变是，则W＝0. 2.利用温度的变化分析理想气体内能的变化， 一定量的理想气体的内能仅与温度有关， 温度升高，内能增加， ΔU >0 ；温度降低，内能减小ΔU < 0 ． 3.根据ΔU=W+Q，Q=ΔU-W计算Q的正负，判断是吸热还是放热。Q<0，放热；Q>0，吸热。 气体状态变化的图像 1.等温过程的玻意耳定律： 2.等容过程的查理定律： 3.等压过程的盖 吕萨克定律： 离坐标轴越远， pV乘积越大， 气体的温度越高 斜率越大， pV越大 T越高 斜率越大，p/T越大， V越小 斜率越大，V/T越大， p越小 p1V1=p2V2 理想气体状态变化的图像分析： 根据坐标轴可直接得出两个参量的变化。 根据气体实验定律或状态方程分析第三个参量的变化 除常见的等温线、等容线、等压线外，若气体P、V、T三个量都变化时，可作辅助等容线、等压线，通过斜率的变化来比较第三个参量的大小变化。 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。具体的正负可根据体积变化确定。 如果p-V图像曲线刚好形成一个循环，内能不变，若是顺时针循环，外界对气体做负功，气体经历吸热过程，若是逆时针则外界对气体做正功，气体经历放热过程。 如有必要，可以将其他图象转换为p-V图像进行分析。 6 B B 3．对于教材中以下配图的说明，正确的是  （ ）   A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图，实验中需将痱子粉撒的尽量厚一些 B．乙图为布朗运动产生原因示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 C．丙图为模拟气体压强产生机理实验图，说明气体压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞产生的 D．丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率可能达到100% C 4．（多选）大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态，高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的。关于晶体与非晶体，正确的说法是（　　） A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的 B．多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状 C．晶体沿不同的方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同 D．单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 BD 5. （多选）下列现象中，利用了毛细现象的是（　　） A．用粉笔吸干纸上的墨汁 B．建房时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸 C．用棉线作酒精灯的灯芯 D．想保存地下的水分，把地面的土壤锄松 AC 6．（多选）关于热现象，下列说法正确的是（ ） A．国产航母“山东舰”舰载机尾焰的温度超过10000C，尾焰喷射到钢板上时钢板上所有分子的动能都增大 B．10000C的气体和10000C的钢板，它们的分子平均动能相同 C．科学家发现铋晶体具有某种特殊导电性质，被称为“拓扑绝缘体”，铋晶体物理性质均表现为各向异性 D．一定量的1000C的水变成1000C的水蒸气，分子平均动能不变，其分子势能增大 E．农谚“锄板底下有水”是指把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分 BDE 7. （多选）下列四幅图对应的说法中正确的有（　　） A．图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃 B．图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体，加热后变成晶体 C．图丙中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，这是液体表面张力形成的原因 D．图丁说明气体速率分布随温度变化，且T1<T2 ACD 8.电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（ ） A.冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B.该过程实现了热量从低温物体向 高温物体传递，符合热力学第二定律 C.制冷剂在蒸发器中的状态可以 看成理想气体 D.制冷剂在通过冷凝器的过程中 分子势能和分子动能都增大 B 9.某地突发洪涝灾害，救援人员驾驶气垫船施救，到达救援地点后，将围困在水中的群众拉上气垫船，如图所示。若在救援人员将群众拉上气垫船的过程中，气垫船中气垫内的气体视为理想气体温度不变，气垫不漏气，则在该过程中，下列说法正确的是（　　） A. 气垫内的气体内能增加 B. 外界对气垫内的气体做负功 C. 气垫内的气体从外界吸收热量 D. 气垫内的气体单位时间、单位面积撞击气垫壁的分子数增加 D 10. （多选）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（ ） A. 绝热过程中，气体分子平均动能增加 B. 绝热过程中，外界对气体做负功 C. 等压过程中，外界对气体做正功 D. 等压过程中，气体内能不变 AC AD 12.一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 13.一定质量的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，该气体体积V随摄氏温度t变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体吸收热量 B. A→B过程中，气体压强增大 C. B→C过程中，气体压强不变 D. B→C过程中，气体分子的数密度减少 A CD 15.制冷机通常是按照如图所示的逆卡诺循环进行工作的，其中1→2、3→4为绝热过程，2→3、4→1为等温过程。将制冷机中的封闭气体看作理想气体，以下判断正确的是（　　） A. 1→2的过程中气体温度降低 B. 2→3的过程中气体放热 C. 3→4的过程中气体内能增加 D. 1→2→3→4→1的整个循环过程中，气体对外界做正功 B ABE 17.一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（　　） A. A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变 B. B→C的过程中，气体的压强增大， 单位体积内的分子数增多 C. C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热 D. D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变 D 18. （多选）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　） A. 状态a和c在同一条等温线上 B. 在a→b过程中增加的内能在数值上等于abefa 所围的“面积” C. 在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量 D. b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能 BC 1.关于下列五幅图像说法正确的是（ ） A. 对甲图，加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈 B. 对乙图，半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙 C. 对丙图，自由膨胀和扩散现象都具有双向可逆性 D. 对丁图、扩散现象不能在固体之间发生 2.甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，甲、乙两分子间的分子势能Ep与甲、乙两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为 E0。若乙分子所具有的分子动能和分子势能之和为0，则下列说法正确的是（ ） A. 乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大，分子力最大 B. 乙分子在P点（x=x2）时，分子动能最大，且其动能为E0 C. 乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态，其分子力为零 D. 乙分子在Q点（x=x1）时，分子力表现为引力 11. （多选）一定质量理想气体，初始温度为 ，压强为。经等容过程，该气体吸收 的热量后温度上升 ；若经等压过程，需要吸收 的热量才能使气体温度上升 。下列说法正确的是（ ） A. 初始状态下，气体的体积为 B. 等压过程中，气体对外做功 C. 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 14 . （多选）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如 图中从a到b的直线所示。在此过程中（　　） A. 气体温度一直降低 B. 气体内能一直减少 C. 气体一直对外做功 D. 气体一直从外界吸热 16. （多选）如图所示，一定质量的理想气体从状态P（ ，， ）经热力学过程PQ、QS、SP后又回到状态P，则下列说法正确的是（　　） A. P、Q、S三个状态中，Q状态的温度最高 且为 B. P、S两状态的气体内能相等 C. SP过程中，气体分子的平均动能保持不变 D. QS过程中，气体内能的减少量大于气体向外界放出的热量 E. 整个过程中，气体需要从外界吸收 的热量 19.某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理图如图。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热汽缸内，活塞厚度不计，质量 ，横截面积 ，开始时活塞距汽缸底部的高度为 ，缸内温度为 。当环境温度上升，活塞缓慢上移 ，活塞上表面与a、b两触点恰好接触，报警器报警。不计一切摩擦，大气压强恒为 ， ，求： （1）该报警装置的报警温度 ； （2）若上述过程气体的内能增加12.96J， 则气体吸收的热量Q为多少。 解析:（1）气体发生是等压变化，由气体实验定律 ,代入数据解得 （2）缸内气体压强 气体等压膨胀对外做功 由热力学第一定律得 代入数据 则气体吸热17J。 20.如图所示装置中两玻璃泡的容积均为 ，玻璃管的容积忽略不计，开始时阀门K关闭，将上面玻璃泡抽成真空，下面玻璃泡中有一定质量的理想气体，外界大气压强为，温度为 °C时，玻璃管中水银面高出水银槽内水银面h=12cm，水银密度（假设不随温度改变）为 ，重力加速度 。 （1）如果外界大气压强保持不变，玻璃管中水银面上升2cm，则环境温度改变了多少摄氏度； （2）如果在环境温度急剧升高到t=40°C的过程中， 打开阀门，改变外界大气压使玻璃管中的水银面高度 几乎不发生变化，则玻璃泡中气体的压强变为多少？ （3）在（2）过程中吸收了200J热量， 则气体的内能增加了多少？ 解析:（1）设玻璃泡中气体初态压强为 ，有,解得 温度 设末态压强为 ，则 ,故 根据查理定律有 ,代入数据解得 , 则环境温度降低了 （2）打开阀门前有 ， ， 打开阀门后有 ， 根据理想气体状态方程有 ,入数据解得 （3）根据题设条件，由于上部容器原来是真空，气体发生自由膨胀，故气体膨胀过程对外做的功为零，即 ,气体吸热Q=200J 根据热力学第一定律有 ,故 $$