105新课标高考物理专题复习《热学》学案138

新课标高考物理专题复习《热学》学案(附参考答案)

一．        典例精析

题型1.（气体）下列说法正确的是

A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力www.ks5u.com

B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量

C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小

D.  单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大

解析：根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错。www.ks5u.com

题型2.（布朗运动）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是www.ks5.u.com

A．分子无规则运动的情况www.ks5u.com

B．某个微粒做布朗运动的轨迹

C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线

D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线

解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速www.ks5u.com度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。

题型3.（内能）气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有www.ks5u.com关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的

A．温度和体积  B．体积和压强

C．温度和压强  D．压强和温度

解析：由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能www.ks5u.com是由于分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积因此答案A正确。

题型4.（气体状态方程）如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为VA、VB，压强www.ks5u.com变化量为pA、pB，对液面压力的变化量为FA、FB，则

A．水银柱向上移动了一段距离  B．VA＜VB

C．pA＞pB      D．FA＝FB

解析：首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气www.ks5u.com体A：；对气体B：，又初始状态满足，可见使A、B升高相同温度，，，因此，因此液柱将向上移动，A正确，C正确；由于气体的总体积不变，因此VA=VB，所以B、D错误。

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题型5. （热学基础知识）（1）远古时代，取火是一件困难的事，火一般产生于雷击或磷的自燃。随着人类文明的进步，出现了“钻木取火”等方法。“钻木取火”是通过        方式改变物体的内能，把

         转变为内能。

（2）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放到冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密的套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的        ，温度      ，体积       。

解析：做功可以增加物体的内能；当用气球封住烧瓶，在瓶内就封闭了一定质量的气体，当将瓶子放到热水中，瓶内气体将吸收水的热量，增加气体的内能，温度升高，www.ks5u.com由理气方程可知，气体体积增大（1）做功，机械能；(2)热量，升高，增大

题型6.（物质是由大量分子组成的）在国际单位制中,金属铜的密度为,它的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则下列结论正确是                            (   )

A.1 kg铜所含铜原子的数目是NA       B.1 m3的铜所含铜原子的数目是NA/M

C.1个铜原子占有的体积是M/NA      D.1个铜原子的质量是/NA

解析：BC www.ks5u.com

题型7.（分子做永不停息的热运动）从比较暗的房间里观察到入射阳光的细光束中有悬浮在空气里的微粒,这些微粒的运动是布朗运动吗？为什么？www.ks5u.com

解析：只有足够小的颗粒才能产生显著的布朗运动,用肉眼是不能看到布朗运动的,只有在显微镜下才能看到.这些微粒在空气里的运动不属布朗运动.因为这些肉眼所能看到的微粒在微观www.ks5u.com领域里是属于大体积的,它所受到各方面空气分子的撞击作用几乎相平衡,微粒的运动主要是由于受到空气对流、扰动和受到重力、浮力作用等多种影响而形成的.

题型8. （p、V、T间的关系）很多家庭都用坛子腌菜.腌菜用的坛子要求密闭性良好,否则里www.ks5u.com面的菜就容易坏.怎样才能选到一个不漏气的坛子呢?在民间流行一种这样的方法:先在坛子边缘的水槽中灌上水,然后将一张点燃的纸丢进坛里,稍等片刻再合上坛子盖,这时槽中的水如果能被吸进坛子里面,说明坛子不漏气;如果水不能被吸进坛子里面,说明坛子漏气.试说明这种方法的原理.

解析： 将点燃的纸张丢进坛中,坛子内的气体温度升高,这时再合上坛子盖,坛子内的火焰在烧完坛内的氧气后很快熄灭,坛子内的气体迅速降温,如果坛子不漏气,根据气体压强与温度www.ks5u.com的关系,随着温度下降,坛内气体的压强随之减小,使外界的大气压大于坛内气体压强,槽中的水被“吸”进坛中,如果某处漏气,则坛子内外相通,合上盖子后,内外没有压强差,水就不能被吸进去

题型9. （油膜法估测分子的大小）用油膜法估测油酸分子的大小,实验器材有:浓度为www.ks5u.com 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸.

(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C

A.用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 mL油酸酒精溶液www.ks5u.com时的滴数N

B.将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上,用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n. www.ks5u.com

C.                                                                       .

D.将画有油膜薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S

(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小       cm.

解析： (1) 将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上  (2)

二、            专题突破www.ks5u.com

针对典型精析的例题题型，训练以下习题。

1. 如图，水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分，隔板可在气缸内无www.ks5u.com摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝。气缸壁和隔板均绝热。初始时隔板静止，左右两边气体温度相等。现给电热丝提供一微弱电流，通电一段时间后切断电源。当缸内气体再次达到平衡时，与初始状态相比www.ks5u.com

A．右边气体温度升高，左边气体温度不变

B．左右两边气体温度都升高

C．左边气体压强增大

D．右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量

点拨：本题考查气体.当电热丝通电后,右的气体温度升高气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,根据热力学第一定律,内能增加,气体的温度升高.根据气体定律左边的气体压强增大.BC正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错。

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2. 如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，www.ks5u.com中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：

（1）稳定后右管内的气体压强p；

（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）

点拨：此题考查气体状态方程

（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l0S＝p（l0－h/2）S，

所以p＝78cmHg；

（2）插入水银槽后左管压强：p’＝p＋gh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h1＝＝4cm，中、左管内气体p0l＝p’l’，l’＝38cm，www.ks5u.com

左管插入水银槽深度h＝l＋h/2－l’＋h1＝7cm。

3.已知水的密度=1.0×103 kg/m3,水的摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,求: www.ks5u.com

(1)1 cm3的水中有多少个水分子?

(2)估算一个水分子的直径.

点拨：此题考查微观量估算问题www.ks5u.com

答案： (1)3.4×1022个  (2)3.8×10-10 m.

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4. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则(   )

A.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动

B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大

C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减少www.ks5u.com

D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加

点拨：此题考查分子力的应用www.ks5u.com

答案：  BC

5.下图为焦耳实验装置简图,用绝热性良好的材料将容器包好.重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高.关于这个实验,下列说法正确的是        (   ) www.ks5u.com

A.这个装置可测定热功当量

B.做功增加了水的热量

C.做功增加了水的内能

D.功和热量是完全等价的,无区别

点拨：改变内能的两种方式。

答案：  AC

6.图为电冰箱的工作原理示意图.压缩机工作时,强迫致冷剂在冰箱内外的管道中不断循环. www.ks5u.com在蒸发器中致冷剂汽化吸收箱体内的热量,经过冷凝器时致冷剂液化,放出热量到箱体外.下列说法正确的是                             (   )

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A.热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外

B.电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界,是因为其消耗了电能

C.电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律www.ks5u.com

D.电冰箱的工作原理不违反热力学第二定律

点拨：热力学第二定律的应用

答案：  BCD

三、            学法导航www.ks5u.com

复习指导：①回归课本夯实基础，仔细看书把书本中的知识点掌握到位www.ks5u.com

          ②练习为主提升技能，做各种类型的习题，在做题中强化知识

          ③整理归纳举一反三，对易错知识点、易错题反复巩固

④加强对基本概念和基本规律的理解。强化概念和规律的记忆，如布朗运动、分www.ks5u.com子动能、分子势能、物体内能、热传递、分子力等概念；分子力的特点、分子力随分子距离的变化关系、分子势能随分子间距的变化关系、分子动能与温度的关系、热力学第一、二定律及三个气体实验定律等基本定律。www.ks5u.com

⑤建立宏观量与微观量的关系。对一个物体而言，其分子动能与物体的温度相对应，其分子势能与物体的体积相对应。物体的内能与物体的温度、体积、物质的量相对应。物体内能的改变同做功和热传递相对应。www.ks5u.com

四、            专题综合

1. （压强的微观意义+理想气体状态方程+热力学第一定律）一定质量的理想气体由状态A经www.ks5u.com状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。

（1）求气体在状态B时的体积。www.ks5u.com

（2）说明BC过程压强变化的微观原因

（3）没AB过程气体吸收热量为Q，BC过 气体  放出热量为Q2，比较Q1、Q2 www.ks5u.com的大小说明原因。

解：设气体在B状态时的体积为VB，由盖--吕萨克定律得，,代入数据得。

(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变小，气体分子平均动能减小，导致气体压强减小。www.ks5u.com

(3)大于；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知大于

2．（热学综合）（1）若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法正确的是           。（填写选项前的字母）

    （A）气体分子间的作用力增大          （B）气体分子的平均速率增大www.ks5u.com

    （C）气体分子的平均动能减小          （D）气体组成的系统地熵增加

（2）若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6J的功，则此过程中的气泡       （填“吸收”或“放出”）的热量是        J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1J的功，同时吸收了0.3J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了         J。www.ks5u.com www.ks5u.com

（3）已知气泡内气体的密度为1.29kg/，平均摩尔质量为0.29kg/mol。阿伏加德罗常数，取气体分子的平均直径为，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值。（结果保留一位有效数字）。www.ks5u.com www.ks5u.com

解：（1）掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程气泡内的压强减小，温度不变，由玻意尔定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。www.ks5u.com

（2）本题从热力学第一定律入手，抓住理想气内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律，物体对外做功0.6J，则一定同时从外界吸收热量0.6J，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了0.2J。www.ks5u.com

（3）微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为，液体体积为，气体分子数, (或)

则   （或）www.ks5u.com

解得    (都算对)

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3．（热学综合）带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或进过过程ac到状态c，b、c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb、和PC，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则         （填入选项前的字母，有填错的不得分）

A. Pb >Pc，Qab>Qac www.ks5u.com

B. Pb >Pc，Qab<Qac

C. Pb <Pc，Qab>Qac

D. Pb <Pc，Qab<Qac

答案：C www.ks5u.com

(2)(10分)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。

容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气www.ks5u.com均可视为理想气体。求

（i）第二次平衡时氮气的体积；

（ii）水的温度。

解：（i）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为，体积为hS，末态体积为0.8hS。www.ks5u.com

设末态的压强为P，由玻意耳定律得

              ①

活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程。该过程的初态压强为1.1，体积为V；末态的压强为，体积为，则www.ks5u.com

                ②

                          ③www.ks5u.com

由玻意耳定律得

                  ④

(i i) 活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程。该过程的初态体积和温度分别为和，末态体积为。设末态温度为T，由盖-吕萨克定律得www.ks5u.com

                    ⑤

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