新高考物理二轮复习讲义课件 第1部分 专题6 第14讲　热学（含解析）

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1.命题角度：(1)分子动理论、固体和液体；(2)气体实验定律和理想气体状态方程；(3)热力学定律与气体实验定律的结合.2.常用方法：分析法，图像法.3.常考题型：选择题、计算题.
考点一　分子动理论　固体和液体
考点二　气体实验定律　理想气体状态方程
考点三　热力学定律与气体实验定律相结合
分子动理论　固体和液体
1.估算问题(1)分子总数：特别提醒：对气体而言，V0＝ 不等于一个气体分子的体积，而是表示一个气体分子占据的空间.(2)两种分子模型：①球体模型：V＝ (d为球体直径)；②立方体模型：V＝a3.2.分子热运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，但某个分子的瞬时速率不一定大.
3.分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系(如图)
4.气体压强的微观解释
6.液体(1)表面张力：使液体表面积收缩到最小.(2)液晶：既具有液体的流动性又具有晶体的光学各向异性.
例1　(2022·江苏扬州市期末)2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时A.气泡受到浮力B.气泡内分子热运动停止C.气泡内气体在界面处对水产生压力D.水在气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力
在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；由于在失重状态下，气泡内气体在界面处存在压力差，所以对水产生压力，C正确；
水在气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，D错误.
例2　(多选)(2022·江西南昌市一模)分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)，下列说法正确的是A.在图中的A位置，分子势能最小B.在图中的B位置，分子间斥力大于引力C.两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大D.分子间距从图中的A点变化到B点的过程中，分子间的 引力和斥力都在不断减小
由题图可知，在图中的A位置，分子势能最小，选项A正确；在题图中的B位置，r0；温度降低，内能减少，ΔU0，吸热；QV甲>V0，甲、乙气球内气体的压强分别为p甲和p乙，现把甲、乙两气球以及一个容积为VG的钢瓶用带阀门的三通细管(容积可忽略)连接，如图(b)所示.初始时，钢瓶内为真空，阀门K1和K2均为关闭状态.所有过程，气体温度始终保持不变.
(1)打开阀门K1，甲气球体积将_____(选填“变大”“变小”或“不变”)；
由题意可知V乙>V甲>V0，由题图(a)可知p甲>p乙，所以打开K1后，甲内气体向乙中流动，V甲变小.
(2)打开阀门K1和K2，把甲、乙两气球内的所有气体压入钢瓶，求压入后钢瓶内气体的压强.
11.(2022·江苏南通市三模)如图所示，高为L，横截面积为S的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部.在活塞上放置质量为m的物体后，活塞缓慢下移，并静
止在与缸底的间距为0.8L的高度.已知外界大气压强p0＝ ，忽略缸内气体温度的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为g.求：(1)不规则物体的体积V；
放置物体后，假设缸内气体的压强为p1，根据受力平衡可得p1S＝p0S＋mg
根据玻意耳定律可得p0(LS－V)＝p1(0.8LS－V)解得V＝0.2LS
(2)缸内气体向外界放出的热量Q.
外界对气体做功为W＝(p0S＋mg)·Δh＝(p0S＋mg)·0.2L＝0.8mgL根据热力学第一定律可得ΔU＝W－Q又ΔU＝0解得气体向外界放出的热量为Q＝0.8mgL
12.(2022·山东卷·15)某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉.如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换.质量为M的鱼静止在水面下H处.B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变.水的密度为ρ，重力加速度为g.大气压强为p0，求：
(1)鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，需从A室充入B室的气体质量Δm；
由题知开始时鱼静止在水面下H处，设此时鱼的体积为V0，有Mg＝ρgV0且此时B室内气体体积为V，质量为m，则m＝ρ气V
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有ρg(V0＋ΔV)－Mg＝Ma联立解得需从A室充入B室的气体质量
(2)鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1.
开始时鱼静止在水面下H处时，B室内气体体积为V，质量为m，且此时B室内的压强为p1＝ρgH＋p0鱼静止于水面下H1处时，有p2＝ρgH1＋p0此时体积也为V；设该部分气体在压强为p1时，体积为V2，由于鱼鳔内气体温度不变，根据玻意耳定律有p2V＝p1V2
13.(2022·湖南衡阳市一模)某物理学习兴趣小组设计了一个测定水深的深度计，如图所示，导热性能良好的圆柱形汽缸Ⅰ、Ⅱ内径分别为D和2D，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦地左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口，外界大气压强为p0，汽缸Ⅰ内通过A封有压强为p0的气体，汽缸Ⅱ内通过B封有压强为4p0的气体，两汽缸通过一细管相连，初始状态A、B均位于汽缸最左端，该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度，
已知p0相当于10 m高的水柱产生的压强，不计水温随深度的变化，被封闭气体视为理想气体，求：(1)当B刚要向右移动时，A向右移动的距离；
设Ⅰ的横截面积为S，则Ⅱ的横截面积为4S.当B刚要向右移动时，Ⅰ中气体压强为4p0，设A向右移动x，对Ⅰ内气体分析，由玻意耳定律得p0SL＝4p0S(L－x)
(2)该深度计能测量水的最大深度hm.