2020江苏高考物理二轮讲义:专题八第1讲 热 学 Word版含解析.doc
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1、第1讲热学真题再现1.(2019高考江苏卷)(1)在没有外界影响情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长时间后,该气体_.A.分子的无规则运动停息下来B.每个分子的速度大小均相等C.分子的平均动能保持不变D.分子的密集程度保持不变(2)由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力”或“斥力”)分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图1所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中_(选填“A”“B”或“C”)的位置. (3)如图2所示,一定质量理想气体经历AB的等压过程,BC的绝热过程(气体与外界无热量交换),其中BC过程中内能减
2、少900 J求ABC过程中气体对外界做的总功.解析:(1)在没有外界影响的情况下,分子的无规则运动永不停息,分子的速率分布呈中间多两头少,不可能每个分子的速度大小均相等,选项A、B错误;根据温度是分子平均动能的标志可知,只要温度不变,分子的平均动能就保持不变,由于体积不变,所以分子的密集程度保持不变,选项C、D正确.(2)在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,水分子之间的作用力表现为引力由于平衡位置对应的分子势能最小,在小水滴表面层中,分子之间的距离较大,所以能够总体上反映小水滴表面层中水分子势能Ep的是图中C位置.(3)AB过程W1p(VBVA)BC过程,根据热力学第一定律W2U则对外界做的
3、总功W(W1W2)代入数据得W1 500 J.答案:(1)CD(2)引力C(3)见解析2.(2018高考江苏卷)(1) 如图1所示,一支温度计的玻璃泡外包着纱布,纱布的下端浸在水中纱布中的水在蒸发时带走热量,使温度计示数低于周围空气温度当空气温度不变,若一段时间后发现该温度计示数减小,则_.A.空气的相对湿度减小 图1B.空气中水蒸气的压强增大C.空气中水的饱和汽压减小D.空气中水的饱和汽压增大(2)一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见表(如图2)则T1_T2(选填“大于”“小于”或“等于”)若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后
4、的容器中,速率处于400500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比_(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.图2(3)如图3所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0105 Pa,经历ABCA的过程,整个过程中对外界放出61.4 J热量求该气体在AB过程中对外界所做的功.图3解析:(1)若一段时间后发现该温度计示数减小,说明纱布上的水分蒸发,空气的相对湿度减小,选项A正确;纱布上的水分蒸发,说明空气中的水蒸气压强减小,选项B错误;由于饱和汽压只与温度有关,所以空气温度不变,空气中的水的饱和汽压不变,选项C、D错误.(2)根据表格中数据可知,温度为T1时分子速率较大的区间所占百分
5、比较大,所以T1大于T2.若约10%的氧气从容器中泄漏,温度不变,根据分子速率分布只与温度有关可知,速率处于400500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比仍然等于18.6%.(3)整个过程中,外界对气体做功WWABWCA,且WCApA(VCVA)由热力学第一定律UQW,得WAB(QWCA)代入数据得WAB138.6 J,即气体对外界做的功为138.6 J. 答案:(1)A(2)大于等于(3)138.6 J考情分析命题研究从近几年高考考查来看,对于热学的考查形式比较固定,一般第(1)问为选择题,并且从不同角度设计问题;第(2)问为填空题,考查分子热运动速率的统计分布规律或分子动理论;第(
6、3)问计算题始终围绕热力学第一定律或微观量的求解.预计今后命题仍坚持以上考查方式和命题规律,在知识点上,扩散和布朗运动现象、阿伏加德罗常数、分子力和分子势能、分子平均动能和温度、气体压强的微观解释、油膜法测分子直径、晶体与液晶、液体的表面张力等是本章的基础,气体实验定律、理想气体状态方程与热力学定律是本章的重点分子动理论、固体与液体的性质【高分快攻】【典题例析】 (2019高考北京卷)下列说法正确的是()A温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C气体压强仅与气体分子的平均动能有关D气体膨胀对外做功且温度降低,分子的平均动能可能不变解析温度是分子平
7、均动能的量度(标志),A项正确;内能是物体内所有分子的分子热运动动能和分子势能的总和,B项错误;气体压强不仅与分子的平均动能有关,还与分子的密集程度有关,C项错误;气体温度降低,则分子的平均动能变小,D项错误答案A【题组突破】1(2019高考全国卷)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_解析:由于分子直径非常小,极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大,因此实验前需要将油酸稀释,使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜可以用累积法测量
8、多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比,即d,故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外,还需要测量单分子层油膜的面积答案:使油酸在浅盘的水面上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,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积2雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 m、2.5 m的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)某科研
9、机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化据此材料,以下叙述正确的是()APM10表示直径小于或等于1.0106 m的悬浮颗粒物BPM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其所受到的重力CPM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动DPM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大解析:选C.PM10表示直径小于或等于1.0105 m的悬浮颗粒物,A项错误;PM10悬浮在空气中,受到的空气分子作用力的合力等于其所受到的重力,B项错误;由题意推断,D项错误;PM10
10、和大颗粒物的悬浮是由于空气分子的撞击,故它们都在做布朗运动,C项正确3下列说法正确的是()A小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果B给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力C干湿泡温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远D常见的金属都是非晶体解析:选AC.空气中的小雨滴呈球形是水的表面张力,使雨滴表面有收缩趋势,A正确;给车胎打气,越压越吃力,是由于打气过程中气体压强增大,不是由于分子间存在斥力,B错误;干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度,是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热,干湿泡温度计的两个温度计的示数差越大,表示空气中水蒸气离饱和状态越远,C正确;常见的金属都是晶体,D
11、错误命题角度解决方法易错辨析微观量的计算通过阿伏加德罗常数来联系微观量和宏观量所求的微观密度或微观体积的含义并不是真实自身的体积或密度,而是占有的空间大小分子热运动与布朗运动微观解释布朗运动的原因布朗运动是指颗粒的运动而不是指分子的运动物体内能的变化分析明确决定物体内能的因素:物质的量、物态、温度、体积内能改变的方式可结合做功和热传递来理解晶体、非晶体的性质记熟晶体、非晶体分类的依据和晶体的各种特征晶体熔化过程、温度不变,内能改变气体实验定律与热力学定律的综合问题【高分快攻】1必须理清的知识联系2对三个气体实验定律要有充分的理解(1)定律在温度不太低、压强不太大的情况下适用;(2)一定质量的理
12、想气体做等容变化时,气体的压强跟摄氏温度不成正比;(3)气体做等容变化时,气体压强的变化量与温度的变化量成正比,即C.以上(2)和(3)对等压变化同样适用3封闭气体压强的计算方法(1)“活塞模型”求活塞封闭的气体压强时,一般以活塞为研究对象(有时取汽缸为研究对象),分析它受到的气体压力及其他各力,列出受力的平衡方程,求解压强如图所示,活塞静止于光滑的汽缸中,活塞质量为m,面积为S,被封闭气体的压强为p,大气压强为p0,活塞受力如图所示,由平衡条件得pSp0Smg,解得pp0.(2)“液柱模型”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:液体因重力产生的压强大小为p
13、gh(其中h为至液面的竖直高度);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;有时直接应用连通器原理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;当液体为水银时,可灵活应用压强单位“cmHg”等,使计算过程简洁4应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象某一定质量的理想气体;(2)找出参量气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2;(3)认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提;(4)列出方程选用某一实验定律或状态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性若为两部分气体,除对每部分气体作上述分析外,还要找出它们始末状态参量之间的关系,列式联立求解5.【典题例析
14、】 (2019盐城模拟)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主要成分为甲烷,被公认为洁净的能源(1)一定质量的页岩气(可看成理想气体)状态发生了一次循环变化,其压强p随热力学温度T变化的关系如图所示,O、a、b在同一直线上,bc与横轴平行则_Aa到b过程,气体的体积减小Ba到b过程,气体的体积增大Cb到c过程,气体从外界吸收热量Db到c过程,气体向外界放出热量(2)页岩气经压缩、冷却,在160 下液化成液化天然气(简称LNG)在液化天然气的表面层,其分子间的引力_(选填“大于”“等于”或“小于”)斥力在LNG罐内顶部存在一些页岩气,页岩气中甲烷分子的平均动能_(选填“大于”“等于”或“小于”)
15、液化天然气中甲烷分子的平均动能(3)某状况下页岩气体积约为同质量液化天然气体积的600倍,已知液化天然气的密度4.5102 kg/m3,甲烷的摩尔质量M1.6102 kg/mol,阿伏加德罗常数NA6.01023 mol1,试估算该状态下6.0 m3页岩气中的甲烷分子数解析(1)ab是过原点的倾斜直线,表示a到b过程气体发生等容变化,即气体的体积不变,故A、B错误b到c过程,气体发生等压变化,温度升高,内能增大,根据C可知,气体的体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律UQW可知,气体从外界吸收热量,故C正确,D错误(2)由于液体表面存在表面张力,其分子间的引力大于斥力,分子的平均动能由温
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