2020版高考物理大二轮专题突破通用版课件:专题七 第一讲 热学 .pptx
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1、第一讲 热学,-2-,考情分析备考定向纵览考题,洞悉命题规律,-3-,-4-,网络构建,策略指导 近几年内考查的知识点有:阿伏加德罗常数、液晶的微观结构、液体的表面张力现象、饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压;题型为一个多项选择题和一个计算题。 在2020年的备考过程中要重视气体实验定律、热力学第一定律的复习。,-5-,高考真题 1.(2019全国卷)(1)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1 N2,T1 T3,N2 N3。(选填
2、“大于”“小于”或“等于”),-6-,(2)如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气。平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求,抽气前氢气的压强;抽气后氢气的压强和体积。,-7-,考点定位:压强的微观解释、气体实验定律 解题思路与方法:(2)对两活塞进行受力分析,列平衡方程。对氢气和氮气分别依据玻意耳定律列方程。,解析: (1)从“1”到“2
3、”是等容变化,根据查理定理可知“2”状态温度低,分子平均动能小,所以单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数少,即N1大于N2;从“1”到“3”,因为1点状态压强与体积的积与2点状态压强与体积的积相等,说明T1等于T3;从“2”到“3”是等压膨胀,气体分子在单位时间内撞击四壁单位面积的个数减少,即N2大于N3。,-8-,设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1,氮气的压强和体积分别为p2和V2。,-9-,2.(2018全国卷)(1)(多选)如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程、到达状态e,对此气体,下列说法正确的是( ),A.过程中气体的压强逐渐减小 B.过程中气体对外界做正功 C.过
4、程中气体从外界吸收了热量 D.状态c、d的内能相等 E.状态d的压强比状态b的压强小,-10-,(2)如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为p0。现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流,-11-,考点定位:气体实验定律、内能、热力学第一定律 解题思路与方法:(2)先对气体进行状态分析,再对活塞进行受力分析。,解析: (1)过程是等容变化,温度升高,由查理定理可知压强增大,故A项错误。过程中,体积增大,气体对外做功,故B项正确。过程是等容变化
5、,温度降低,放出热量,故C项错误。过程是等温变化,温度不变,故状态c、d的内能相等,故D项正确;连接Ob,并延长,交cd所在直线于f点,则由盖吕萨克定律可知,由b到f,压强不变;由f到d是等温变化,体积增大,由玻意耳定律可知压强减小,故E项正确。 (2)设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为V1,压强为p1;下方气体的体积为V2,压强为p2。在活塞下移的过程中,活塞上下方气体的温度保持不变。由玻意耳定律得,-12-,-13-,3.(2017全国卷)(1)(多选)氧气分子在0 和100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
6、 A.图中两条曲线下面积相等 B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C.图中实线对应于氧气分子在100 时的情形 D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E.与0 时相比,100 时氧气分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大,-14-,(2)如图,容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门K2位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门K1、K3;B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭K2、K3,通过K1给汽缸充气,使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ,汽缸导热。
7、 打开K2,求稳定时活塞上方气体的体积和压强; 接着打开K3,求稳定时活塞的位置; 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ,求此时活塞下方气体的压强。,-15-,考点定位:分子运动速率的统计分布、气体实验定律 解题思路与方法:(2)打开K2后,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。打开K3后,活塞必定上升。,解析: (1)由归一化知图中两条曲线下的面积相等均为1,A正确。虚线对应的氧气分子速率较小的占的比例大,故平均动能较小,B正确。实线对应的氧气分子速率较大的占的比例大,故热运动剧烈,为100 的情形,C项正确。曲线只给出了各速率区间分子数占总分子数的百分比,没有给出分子数目,故D项错误。1
8、00 时分子速率出现在0400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小,E项错误。,-16-,(2)设打开K2后,稳定时活塞上方气体的压强为p1,体积为V1。依题意,被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律,打开K3后,由式知,活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V22V)时,活塞下方气体压强为p2。由玻意耳定律得,-17-,-18-,4.(2016全国卷)(1)(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态,其p-T图象如图所示,其中对角线ac的延长线过原点O。下列判断正确的是( ) A.气体在a、c两状态的体积相
9、等 B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E.在过程bc中外界对气体做的功等于在过程da中气体对外界做的功,-19-,(2)一氧气瓶的容积为0.08 m3,开始时瓶中氧气的压强为20个大气压。某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3。当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时,需重新充气。若氧气的温度保持不变,求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天。 考点定位:热力学定律、气体实验定律 解题思路与方法:(2)开始时瓶中压强为20个大气压的氧气分成了两部分,一部分是1个
10、大气压的氧气,另一部分是瓶中2个大气压的氧气。,-20-,答案: (1)ABE (2)4天 解析: (1)ac延长后过原点,所以ac是等容线,A选项正确;根据图象,TaTc,一定量的理想气体的内能只与温度有关,温度越高,内能越大,B选项正确;cd过程中,温度不变,内能不变,根据热力学第一定律U=Q+W,向外界放出的热量等于外界对气体做的功,C选项错误;在过程da中,U0即W+Q0,吸收的热量应大于气体对外界做的功,D选项错误;在过程da中,外界对气体做的功为W1=pd(Va-Vd)=pdVa-pdVd,d和a压强相等,所以W1=paVa-pdVd,bc过程中气体对外界做功W2=pc(Vb-Vc
11、),b、c压强相同,所以W2=pbVb-pcVc,c和d,a和b温度相同,所以paVa=pbVb,pdVd=pcVc,W1=W2,E选项正确。,-21-,-22-,考点一,考点二,考点三,分子动理论、内能及热力学定律(H),归纳总结 1.必须掌握的三个问题 (1)必须掌握微观量估算的两个模型 球模型:V= R3(适用于估算液体、固体分子直径)。 立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)。 (2)必须明确反映分子运动规律的两个实例 布朗运动 研究对象:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒。 运动特点:无规则、永不停息。 相关因素:颗粒大小、温度。 扩散现象 产生原因:分子永不停息地无规则运动。
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