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专题七选修3-3-2-命题热点考题统计第16讲热学热点一分子动理论内能2015卷Ⅱ,33(1);2016卷Ⅲ,33(1);2017卷Ⅰ,33(1);2018卷Ⅰ,33(1);2018卷Ⅱ,33(1);2019卷Ⅱ,33(1);2019卷Ⅲ,33(1)热点二热力学定律固体、液体的性质2015卷Ⅰ,33(1);2016卷Ⅰ,33(1);2017卷Ⅱ,33(1);2017卷Ⅲ,33(1);2019卷Ⅰ,33(1)热点三气体实验定律和理想气体状态方程2015卷Ⅰ,33(2);2015卷Ⅱ,33(2);2016卷Ⅰ,33(2);2016卷Ⅱ,33;2016卷Ⅲ,33(2);2017卷Ⅰ,33(2);2017卷Ⅱ,33(2);2017卷Ⅲ,33(2);2018卷Ⅰ,33(2);2018卷Ⅱ,33(2);2018卷Ⅲ,33;2019卷Ⅰ,33(2);2019卷Ⅱ,33(2);2019卷Ⅲ,33(2)-3-命题规律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。选择题主要综合考查分子动理论、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。第16讲热学-5-知识脉络梳理规律方法导引-6-知识脉络梳理规律方法导引1.知识规律(1)分子动理论:物体是由大量分子组成的;分子永不停息地做无规则运动;分子间存在着引力和斥力。(2)气体实验定律。①玻意耳定律p1V1=p2V2;②查理定律𝑝1𝑇1=𝑝2𝑇2;③盖—吕萨克定律𝑉1𝑇1=𝑉2𝑇2。(3)理想气体状态方程𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝2𝑉2𝑇2。(4)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。-7-知识脉络梳理规律方法导引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、能量守恒法。-8-命题热点一命题热点二命题热点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)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ABC-9-命题热点一命题热点二命题热点三思维导引-10-命题热点一命题热点二命题热点三解析: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,内能有可能减小或不变,选项E错误。-11-命题热点一命题热点二命题热点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。-12-命题热点一命题热点二命题热点三拓展训练1(多选)(2018·全国卷Ⅱ)对于实际的气体,下列说法正确的是()A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时,其内能可能不变E.气体的内能包括气体分子热运动的动能BDE解析:气体的内能是指所有气体分子热运动的动能和相互作用的势能之和,不包括分子的重力势能和气体整体运动的动能,选项A、C错误,B、E正确;气体体积变化时,其分子势能可能增加、可能减小,而分子的动能可能增加、可能减小,其内能可能不变,选项D正确。-13-命题热点三命题热点一命题热点二热力学定律固体、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2(多选)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AD-14-命题热点三命题热点一命题热点二思维导引-15-命题热点三命题热点一命题热点二解析: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热力学第二定律,内能的一部分转化为机械能是可行的,选项D正确。-16-命题热点三命题热点一命题热点二例3(多选)(2019·陕西榆林模拟)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-T图中从a到b的直线所示。在此过程中()A.气体的体积减小B.气体对外界做功C.气体的内能不变D.气体先从外界吸收热量,后向外界放出热量E.外界对气体做功,同时气体向外界放出热量ACE-17-命题热点三命题热点一命题热点二思维导引-18-命题热点三命题热点一命题热点二解析:由p-T图像可知,气体从a到b过程气体温度保持不变而气体压强p增大,根据玻意耳定律,气体体积V减小,A正确;气体体积减小,外界对气体做功,W0,B错误;从a到b过程气体温度不变,气体内能不变,ΔU=0,C正确;由热力学第一定律ΔU=W+Q可知,Q=ΔU-W=-W0,气体向外界放出热量,D错误,E正确。-19-命题热点三命题热点一命题热点二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由理想气体温度变化分析理想气体内能变化。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。气体膨胀,气体对外界做功;气体被压缩,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。-20-命题热点三命题热点一命题热点二拓展训练2(多选)(2017·全国卷Ⅱ)如图所示,用隔板将一绝热汽缸分成两部分,隔板左侧充有理想气体,隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开,气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后,缓慢推压活塞,将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是()A.气体自发扩散前后内能相同B.气体在被压缩的过程中内能增大C.在自发扩散过程中,气体对外界做功D.气体在被压缩的过程中,外界对气体做功E.气体在被压缩的过程中,气体分子的平均动能不变ABD-21-命题热点三命题热点一命题热点二解析:由于隔板右侧是真空,抽开隔板后,气体自发扩散至整个汽缸,并不做功也没有热量交换,所以自发扩散前后内能相同,故选项A正确,选项C错误;气体被压缩过程中,外界对气体做功,没有热量交换,根据ΔU=W+Q,气体的内能增大,故选项B、D正确;气体被压缩过程中,温度升高,分子平均动能增大,故选项E错误。-22-命题热点三命题热点二命题热点一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。-23-命题热点三命题热点二命题热点一例4如图所示,两端开口、粗细均匀的足够长U形玻璃管插在容积很大的水银槽中,管的上部有一定长度的水银,两段气体柱被封闭在左右两侧的竖直管中。开启阀门K,当各水银液面稳定时,位置如图所示,此时两段气体柱的温度均为300K。已知h1=5cm,h2=10cm,右侧气体柱长度l1=60cm,大气压p0相当于75cm高水银柱产生的压强,重力加速度为g,水银密度为ρ,求:(1)左侧竖直管内气体柱的长度l2;(2)关闭阀门K,当右侧竖直管内的气体柱长度l1'=68cm时(管内气体未溢出),气体温度为多少?-24-命题热点三命题热点二命题热点一思维导引-25-命题热点三命题热点二命题热点一答案:(1)60cm(2)372K解析:(1)设右侧竖直管内气体压强为p1,左侧竖直管内气体压强为p2,左侧竖直管内气体柱下端与水银槽内水银面的高度差为h3,则有p1=p0+ρgh2①p2=p1-ρgh1②p2=p0+ρgh3③联立①②③得h3=5cm则l2=l1-h2+h1+h3=60cm。-26-命题热点三命题热点二命题热点一(2)设U形管横截面积为S,对右侧竖直管中气体柱有初态,p1=p0+ρgh2,V1=l1S,T1=300K末态,p1'=p0+pg(l1'-l1+h2),V1'=l1'S,设此时温度为T1'根据理想气体状态方程有𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝1'𝑉1'𝑇1'解得T1'=372K。-27-命题热点三命题热点二命题热点一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。-28-命题热点三命题热点二命题热点一拓展训练3右图为一上粗下细且下端开口的薄壁玻璃管,管内有一段被水银密闭的气体,下管足够长,图中管的截面积分别为S1=2cm2,S2=1cm2,管内水银长度为h1=h2=2cm,封闭气体长度l=10cm,大气压强p0相当于76cm高水银柱产生的压强,气体初始温度为300K,若缓慢升高气体温度。(g取10m/s2)试求:(1)当粗管内的水银刚被全部挤出时气体的温度;(2)当气体温度为525K时,水银柱上表面距玻璃管最上端的距离。-29-命题热点三命题热点二命题热点一答案:(1)350K(2)24cm解析:(1)设水银全部进入细管时,水银长度为x。V液=h1S1+h2S2=xS2,得x=ℎ1𝑆1+ℎ2𝑆2𝑆2=6cmp1=p0-(ph1+ph2)=ρ水银g(h0-h1-h2),p2=p0-px=ρ水银g(h0-x),其中h0=76cm。V1=lS1,V2=(l+h1)S1。由理想气体的状态方程𝑝1𝑉1𝑇1=𝑝2𝑉2𝑇2,解得T2=350K。(2)气体温度由350K变为525K经历等压过程,则𝑉3𝑇3=𝑉2𝑇2设水银柱上表面到粗细接口处的高度为y,则V3=(h1+l)S1+yS2解得y=12cm所以水银柱上表面距玻璃管最上端的距离为h=y+l+h1=24cm。-30-1234怎样得高分1.(2019·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A-31-1234怎样得高分2.(多选)关于热现象和热学规律,下列说法正确的是()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,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热BDE-32-1234怎样得高分3.(多选)(2019·河北石家庄一模)一定质量的理想气体从状态a开始,经历a到b、b到c、c到a三个过程回到原状态,其V-T图像如图所示,pa、pb、pc分别表示气体在状态a