【物理】2018届二轮复习　选修3－3　热学部分学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习　选修3－3　热学部分学案（全国通用）

倒计时第2天　选修3－3　热 部分 A．主干回顾 B．精要检索 ‎1．分子动理论与统计观点 ‎(1)分子动理论的基本观点、实验依据和阿伏加德罗常数 ‎①物体是由大量分子组成的 ‎ a．分子模型：球体，直径d＝；‎ 立方体，边长d＝．‎ 式中V0为分子体积，只适用于求固体或液体分子的直径；一般分子直径大小的数量级为10－10 m．油膜法测分子直径：d＝，V是纯油滴体积，S是单分子油膜的面积．‎ b．一般分子质量的数量级为10－‎26 kg，1‎ ‎ mol任何物质含有的分子数为6．02×1023个．‎ ‎②分子永不停息地做无规则热运动 扩散现象和布朗运动是分子无规则运动的证明．温度越高，扩散越快；颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈．‎ ‎③分子间存在着相互作用力 a．分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．‎ b．引力和斥力都随着距离的增大 而减小，但斥力比引力变化得快．‎ c．分子间的作用力与距离的关系如图1所示，图中斥力用正值表示，引力用负值表示，F为斥力和引力的合 力，即分子力．‎ 图1‎ ‎(2)气体分子运动速率的统计分布 在一定状态下，气体大多数分子的速率在某个值附近，速率离这个值越远，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．‎ ‎(3)温度　内能 ‎①分子动能：分子由于热运动而具有的能叫分子动能．‎ 分子平均动能：所有分子动能的平均值叫分子平均动能．‎ 温度是所有分子平均动能的标志．‎ ‎②分子势能：由于分子间的相对位置决定的能量．‎ 分子势能的大小与分子间距离有关，其关系曲线如图2所示．‎ ‎③物体的内能：物体所有分子动能和分子势能的总和．物体的内能与温度、体积及物质的量有关．‎ 图2‎ ‎2．固体、液体与气体 ‎(1)固体的微观结构、晶体、非晶体和液晶的微观结构 ‎①晶体分为单晶体和多晶体．晶体有确定的熔点．晶体内原子排列是有规则的．单晶体物理性质各向异性，多晶体的物理性质各向同性．‎ ‎②非晶体无确定的熔点，外形不规则，原子排列不规则．‎ ‎③液晶：具有液体的流动性，具有单晶体的各向异性．光 性质随所加电压的改变而改变．‎ ‎(2)液体的表面张力现象 ‎①表面张力的作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．‎ ‎②表面张力的方向：表面张力的方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．‎ ‎③表面张力的大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．‎ ‎(3)气体实验定律 ‎①气体实验定律 玻意耳定律(等温变化)：pV＝C或p1V1＝p2V2．‎ 查理定律(等容变化)：＝C或＝．‎ 盖—吕萨克定律(等压变化)：＝C或＝．‎ ‎②一定质量气体的不同图象的比较 特点 举例 pV pV＝CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 pT p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 VT V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 ‎(4)饱和汽、未饱和汽和饱和汽压 ‎①饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．‎ ‎②未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．‎ ‎③饱和汽压：饱和汽所具有的压强．‎ 特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．‎ ‎(5)相对湿度 湿度是指空气的干湿程度．‎ 描述湿度的物理量：①绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．‎ ‎②相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压的百分比．‎ ‎3．热力 定律与能量守恒 ‎(1)热力 第一定律 如果系统和外界同时发生做功和热传递，那么外界对系统所做的功(W)加上外界传递给系统的热量(Q)等于系统内能的增加量(ΔU)．‎ 表达式：ΔU＝W＋Q 式中，系统内能增加，ΔU>0；系统内能减小，ΔU<0；外界向系统传热，Q>0，系统向外界传热，Q<0；外界对系统做功，W>0，系统对外界做功，W<0．‎ ‎(2)能量守恒定律 ‎①能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变． ‎ ‎②能量守恒定律说明自然界中的能量是守恒的，一切违背能量守恒定律的设想都是不可能实现的，第一类永动机不可能制成．‎ C．考前热身 ‎1．(2017·东台模拟)‎ ‎(1)(多选)下列说法中正确的是__________． ‎ ‎【导 号：17214238】‎ 图3‎ A．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力 B．大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力 C．人感觉到空气湿度大，是由于空气中水蒸气的饱和汽压大 D．单晶体呈现各向异性，是由于晶体内部原子按照一定规则排列 ‎(2)如图3为利用饮料瓶制作的水火箭．先在瓶中灌入一部分水，盖上活塞后竖直倒置，利用打气筒充入空气，当内部气压达到一定值时可顶出活塞，便能喷水使水火箭发射升空．在喷水阶段，可以认为瓶内气体与外界绝热，则喷水阶段瓶内气体的温度______(选填“升高”“降低”或“不变”)，瓶内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力______(选填“增大”“减小”或“不变”)．‎ ‎(3)充气前瓶内已有压强为1个标准大气压的空气‎2 L，设充气过程中瓶内气体温度保持不变、瓶的体积不变，当水火箭内部气体压强达到3个大气压时方可将活塞顶出．则充气装置需给饮料瓶再充入1个标准大气压的空气多少升，火箭方可发射？‎ ‎【解析】　(1)给车胎打气，越压越吃力，是因为胎内气压增大造成的，此时气体分子间表现为引力，A错误；大头针能浮在水面上，是水的表面张力造成的，B正确；空气湿度越大，空气中水蒸气压强越接近水的饱和汽压，‎ 而空气中水蒸气的饱和汽压不变，C错误；单晶体内部分子按照一定规则排列，呈现各向异性，D正确．‎ ‎(2)喷水阶段瓶内气体膨胀对外做功，而气体与外界绝热，由热力 第一定律可知，气体内能减少，温度降低，气体的压强减小，瓶内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力减小．‎ ‎(3)根据充气过程温度不变，由玻意耳定律可知，p2V2＝p0V，可求得瓶内气体相当于p0状态下V＝‎6 L，故需要充入1个标准大气压的空气‎4 L．‎ ‎【答案】　(1)BD　(2)降低　减小　(3)4 L ‎2．(2017·盐城模拟)(1)(多选)下列四幅图的有关说法中正确的是__________． ‎ ‎【导 号：17214239】‎ A．分子力与分子间距离的关系　　　 B．水面上单分子油膜示意图 ‎　‎ C．食盐晶体中钠、氯离子分布　　　　 D．牛角点火器 A．分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力 B．水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理 C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性 D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，气体对外界做正功 ‎(2)已知汞的摩尔质量M＝0．‎20 kg/mol，密度ρ＝1．36×‎104 kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6．0×1023 mol－1，将体积V0＝1．‎0 cm3的汞变为V＝3．4×‎103 cm3的汞蒸气，则‎1 cm3的汞蒸气所含的原子数为________．‎ ‎(3)如图4所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底都相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q 时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦．求：‎ 图4‎ ‎①活塞上升的高度；‎ ‎②加热过程中气体的内能增加量．‎ ‎【解析】　(1)分子间同时存在引力和斥力，分子间距离为r0时，分子力的合力为零，故A错误；‎ 从B图看出，水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把它们当做球形处理，故B正确；‎ 从C图可以看出，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，故C正确；‎ 猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，外界对气体做正功，故D错误；故选BC．‎ ‎(2)将体积V0＝1．‎0 cm3的汞变为V＝3．4×‎103 cm3的汞蒸气，则汞蒸气的密度为ρ′＝ ‎1 cm‎3汞蒸气的质量为：m＝ρ′V′‎ 摩尔数为：n＝ 故：1 cm3汞蒸气所含的汞原子数为N＝＝＝1．2×1019(个)．‎ ‎(3)①设温度为T2时活塞与容器底部相距h2．因为气体做等压变化，由盖吕萨克定律＝ 得：＝ 活塞上升了：Δh＝h′－h＝．‎ ‎②气体对外做功为：‎ W＝pS·Δh＝(p0＋)·S·＝(p0S＋mg) 由热力 第一定律可知：‎ ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)．‎ ‎【答案】　(1)BC　(2)1．2×1019个　(3)①　②Q－(p0S＋mg)