高考物理二轮复习专题培优练习重难点16 热学 （解析版）.docVIP

重难点16热学

这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是气体实验定律、分子动理论、热力学第一定律、热力学第二定律、固体、液体的特点内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.

例题1.(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列说法正确的是()

A．A→B过程温度升高，压强不变

B．B→C过程体积不变，压强变小

C．B→C过程体积不变，压强不变

D．C→D过程体积变小，压强变大

答案ABD

解析由题图可知，AB为等压线，A→B的过程中，气体温度升高，压强不变，故选项A正确；在B→C的过程中，气体体积不变，温度降低，由eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强变小，故选项B正确，C错误；在C→D的过程中，气体温度不变，体积变小，由eq\f(pV,T)＝C可知，气体压强变大，故选项D正确．

例题2.(多选)如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞(截面积分别为S1和S2)封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦．在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m.在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变．整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g.下列说法正确的是()

A．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变

B．整个过程，理想气体的内能增大

C．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于(p0S1h＋mgh)

D．左端活塞到达B位置时，外力F等于eq\f(mgS2,S1)

答案ACD

解析根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，A正确，B错误；由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功：Q＝Wp0S1h＋mgh，C正确；左端活塞到达B位置时，根据压强相等可得：p0＋eq\f(mg,S1)＝p0＋eq\f(F,S2)，即：F＝eq\f(mgS2,S1)，D正确．

一分子动理论、内能及热力学定律

1.分子动理论要掌握的“一个桥梁、三个核心”

(1)宏观量与微观量的转换桥梁

(2)分子模型、分子数

①分子模型：球模型V＝eq\f(4,3)πR3，立方体模型V＝a3.

②分子数：N＝nNA＝eq\f(m,Mmol)NA＝eq\f(V,Vmol)NA(固体、液体)．

(3)分子运动：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．

(4)分子势能、分子力与分子间距离的关系．

2.理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路

(1)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)做功情况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)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．

二固体、液体和气体

1．固体和液体的主要特点

(1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点，单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化．

(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间，液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．

(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．

2．饱和汽压的特点

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．

3.相对湿度

某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比．即B＝eq\f(p,ps).

4．对气体压强的两点理解

(1)气体对容器壁的压强是气体分子频繁碰撞的结果，温度越高，气体分子数密度越大，气体对容器壁因碰撞而产生的压强就越大．

(2)地球表面大气压强可认为是大气重力产生的．

三气体实验定律与理想气体状态方程

1．气体压强的几种求法

(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．

(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．

(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．

(4)加速运动系统中封闭气体压强的求法：选与气体接触的液柱(或活塞