搜索
专题十四热学-2-命题热点考题统计命题规律第14讲热学热点一分子动理论内能2011卷,33(1);2013卷Ⅰ,33(1)2013卷Ⅱ,33(1);2014卷Ⅰ,33(1)2015卷Ⅱ,33(1)近几年高考中一般给出两个小题,一个选择题,一个计算题,但是分值不同,难易程度也不同。选择题主要集合了分子动理论、物体内能、固体、液体、热力学第一定律等内容;计算题主要集中在气体实验定律方面的考查,有时把几个知识点结合起来出综合性计算题,但难度一般不会太大。在复习过程中除了重视高频考点外,还要特别注意概念的强化与规律的记忆。如用油膜法测分子的直径、分子力的特点、分子动能与温度的关系、分子势能与分子间距的关系、永动机不可能实现的原因,同时注意这些知识相互结合的应用,以及与其他知识点的综合应用。热点二热力学定律固体、液体的性质2011卷,33(1);2012卷,33(1)2013卷Ⅱ,33(1);2014卷Ⅰ,33(1)2014卷Ⅱ,33(1);2015卷Ⅰ,33(1)热点三气体实验定律和理想气体状态方程2011卷,33(2);2012卷,33(2)2013卷Ⅰ,33(2);2013卷Ⅱ,33(2)2014卷Ⅰ,33(2);2014卷Ⅱ,33(2)2015卷Ⅰ,33(2);2015卷Ⅱ,33(2)-3-知识脉络梳理-4-规律方法导引1.知识规律(1)分子动理论:分子直径的数量级是10-10m;分子永不停息地做无规则运动;分子间存在相互的引力和斥力。(2)气体实验定律。①p1V1=p2V2;②𝑝1𝑇1=𝑝2𝑇2;③𝑉1𝑇1=𝑉2𝑇2;④𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝2𝑉2𝑇2。(3)热力学定律。①热力学第一定律:ΔU=W+Q。②热力学第二定律:自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。2.思想方法(1)物理思想:模型思想、控制变量。(2)物理方法:假设法、控制变量法。-5-命题一命题二命题三分子动理论内能常以选择题形式考查分子动理论、物体内能的内容。例1(多选)(2015·湖南长望浏宁四县高三调研)有关分子的热运动和内能,下列说法正确的是()A.一定质量的气体,温度不变,分子的平均动能不变B.物体的温度越高,分子热运动越剧烈C.物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和D.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的E.外界对物体做功,物体的内能必定增加答案解析解析关闭温度是分子平均动能的标志,温度不变,分子的平均动能一定不变,选项A正确;同样当物体温度升高时,分子的平均动能增加,也就是分子运动变剧烈,选项B正确;物体的内能包括物体中所有分子动能与分子势能的总和,选项C正确;布朗运动是由悬浮在液体中的微粒受到液体分子无规则碰撞引起的,选项D错误;根据热力学第一定律可知,外界对物体做功的同时,若物体放出热量,内能有可能减小,选项E错误。答案解析关闭ABC-6-思维导引命题一命题二命题三-7-例2(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是()A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小E.分子势能和动能之和不变答案解析解析关闭分子力F与分子间距r的关系是当rr0时F为斥力;当r=r0时F=0;当rr0时F为引力。综上可知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大,选项A错误。分子力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增大,故选项B正确、D错误。因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,分子势能减小时分子动能增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,选项C、E均正确。答案解析关闭BCE命题一命题二命题三-8-思维导引命题一命题二命题三-9-命题一命题二命题三规律方法分子动理论的三个核心规律(1)分子模型、分子数:①分子模型:球模型,V=43πR3;立方体模型,V=a3。②分子数:N=nNA=𝑚𝑀mNA=𝑉𝑉mNA。(2)分子运动:分子做永不停息的无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。(3)分子势能、分子力与分子间距离的关系:-10-拓展训练1(多选)(2015·江苏扬州高三统考)以下说法正确的是()A.当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时,分子势能最小B.布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C.一定量的气体,在体积不变时,单位时间分子平均碰撞器壁的次数随着温度降低而减小D.液晶的光学性质不随温度、电磁作用变化而改变答案解析解析关闭当两个分子间的距离为r0(平衡位置)时,分子引力等于斥力,所以此时分子势能最小,选项A正确;布朗运动反映了液体分子是运动的,而不是花粉小颗粒内部分子的无规则运动,故选项B错误;一定量的气体,在体积不变时,温度降低,分子运动速度减小,故单位时间分子平均碰撞器壁的次数会减少,选项C正确;液晶的光学性质随温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等而改变,所以选项D错误。答案解析关闭AC命题一命题二命题三-11-热力学定律固体、液体的性质常以选择题的形式考查气体、固体、液体的性质。例3(多选)(2015·山东青岛高三一模)下列说法正确的是()A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏加德罗常数B.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和汽压,水蒸发越快C.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D.利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的命题一命题二命题三答案解析解析关闭阿伏加德罗常数=物质的摩尔质量一个分子的质量,因此选项A正确;空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近该温度下的饱和汽压,水蒸发越慢,选项B错误;液体表面张力的方向与液面平行,选项C错误;根据热力学第一定律和第二定律,内能的一部分转化为机械能是可行的,选项D正确。答案解析关闭AD-12-思维导引命题一命题二命题三-13-规律方法理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路(1)对内能变化量ΔU的分析思路:①由气体温度变化分析气体内能变化。温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。②由公式ΔU=W+Q分析内能变化。(2)对做功W的分析思路:①由体积变化分析气体做功情况。体积膨胀,气体对外界做功;体积被压缩,外界对气体做功。②由公式W=ΔU-Q分析气体做功情况。(3)对气体吸、放热Q的分析思路:一般由公式Q=ΔU-W分析气体的吸、放热情况。命题一命题二命题三-14-拓展训练2(多选)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是()A.理想气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在势能的缘故B.一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子之间的势能增加C.对于一定量的气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大E.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和F.如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增大答案解析解析关闭气体分子间的作用力近似为零,所以没有容器的约束,气体分子由于自身的热运动会扩散到很大的空间中去,选项A错误;一定量100℃的水变成100℃的水蒸气,需吸收一定热量,其内能增加,而分子个数、温度均未变,表明其分子势能增加,选项B正确;气体的压强与气体分子数密度和分子的平均速率有关,整体的体积增大,气体分子数密度减小,要保证其压强不变,气体分子的平均速率要增大,即要吸收热量,升高温度,选项C正确;对于一定量的气体,温度升高,分子的平均速率变大,但若气体体积增加得更多,气体的压强可能会降低,选项D错误;根据内能的定义可知,选项E正确;气体温度升高,分子平均动能增大,并不是每个分子速率都增大,选项F错误。答案解析关闭BCE命题一命题二命题三-15-气体实验定律和理想气体状态方程常以计算题形式考查气体状态参量的变化。例4(2015·山东泰安高三一模)如图所示,竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0=12cm3的金属球形容器连通,用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体。开始时,U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1=15cm,水银柱上方空气柱长h0=6cm。现在左管中加入水银,保持温度不变,使两边水银柱在同一高度。(已知大气压p0=1.0×105Pa,ρ水银=13.6×103kg/m3,U形玻璃管的横截面积为S=0.5cm2)求:(1)需要加入的水银柱长度;(2)此过程中被封气体是吸热还是放热?答案解析解析关闭(1)p1=p0-phV1=V0+h0S=15cm3p2=p0p1V1=p2V2得V2=12cm3即水银刚好到球的底部,加入的水银为Δh=h1+2h0=27cm。(2)气体温度不变,内能不变,外界对气体做功,根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知气体放热。答案解析关闭(1)27cm(2)放热命题一命题二命题三-16-思维导引命题一命题二命题三-17-规律方法应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即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气态方程,代入具体数值求解,并讨论结果的合理性。命题一命题二命题三-18-拓展训练3(2015·全国理综Ⅱ)如图,一粗细均匀的U形管竖直放置,A侧上端封闭,B侧上端与大气相通,下端开口处开关S关闭;A侧空气柱的长度为l=10.0cm,B侧水银面比A侧的高h=3.0cm。现将开关S打开,从U形管中放出部分水银,当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时将开关S关闭。已知大气压强p0=75.0cmHg。(1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度;(2)此后再向B侧注入水银,使A、B两侧的水银面达到同一高度,求注入的水银在管内的长度。答案解析解析关闭(1)设A侧空气柱长度l=10.0cm时的压强为p;当两侧水银面的高度差为h1=10.0cm时,空气柱的长度为l1,压强为p1。由玻意耳定律得pl=p1l1①由力学平衡条件得p=p0+ρ水银gh②打开开关S放出水银的过程中,B侧水银面处的压强始终为p0,而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小,B、A两侧水银面的高度差也随之减小,直至B侧水银面低于A侧水银面h为止。由力学平衡条件有p1=p0-ρ水银gh③联立①②③式,并代入题给数据得l1=12.0cm。④(2)当A、B两侧的水银面达到同一高度时,设A侧空气柱的长度为l2,压强为p2。由玻意耳定律得pl=p2l2⑤由力学平衡条件有p2=p0⑥联立②⑤⑥式,并代入题给数据得l2=10.4cm⑦设注入的水银在管内的长度为Δh,依题意得Δh=2(l1-l2)+h1⑧联立④⑦⑧式,并代入题给数据得Δh=13.2cm。⑨答案解析关闭(1)12.0cm(2)13.2cm命题一命题二命题三-19-1.(多选)(2015·苏锡常镇四市调研)下列说法中正确的是()A.在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B.随着分子间距离增大,分子间作用力减小,分子势能也减小C.“第一类永动机”不可能制成,是因为它违反了能量守恒定律D.一定量理想气体发生绝热膨胀时,其内能不变答案解析解析关闭粉尘的运动不是布朗运动,所以选项A正确;当分子间距离等于平衡距离时,分子势能随分子间距离的增大而增大,所以选项B错误;第一类永动机违反了能量守恒定律,所以不能制成,故选项C正确;根据热力学第一定律可知,一定量理想气体发生绝热膨胀时,其内能减少,所以选项D错误。答案解析关闭AC1234-20-2.(多选)(2015·江西红色六校联考)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是()A.布朗运动就是液体分子的无规则运动B.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点C.热量不可能从低温物体传到高温物体D.物体的体积增大,分子势能不一定增加E.一定质量的理想气体,如