2021高考物理二轮(广东专用)专题突破word版训练：专题七 热学和原子物理

专题定位 本专题主要解决的是分子动理论、气体性质、热力学定律和原子物理的基本内容，其要求都为Ⅰ级，高考对本部分内容的考查都为选择题．
高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：①分子大小的估算；②分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体试验定律的理解和简洁计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简洁计算；⑦油膜法估测分子大小等内容；⑧原子的能级跃迁和原子核的衰变规律；⑨核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算；⑩原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．
应考策略 由于本专题内容琐碎，考查点多，因此在复习中应留意抓好五大块学问：一是分子动理论；二是从微观角度分析固、液、气的性质；三是气体试验三定律；四是热力学定律；五是原子物理．以这五块学问为主干，梳理出学问点，进行理解性记忆．
1．分子动理论 (1)分子大小
①阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －
1. ②分子体积：V 0＝V mol
N A (占有空间的体积)．
③分子质量：m 0＝M mol
N A
.
④油膜法估测分子的直径：d ＝V
S
.
(2)分子热运动的试验基础：集中现象和布朗运动． ①集中现象特点：温度越高，集中越快．
②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规章的运动，颗粒越小、温度越高，运动越猛烈． (3)分子间的相互作用力和分子势能
①分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均
增大，但斥力总比引力变化得快．
②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r 0时，分子势能最小． 2．固体和液体
(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．液晶具有流淌性，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． 3．气体试验定律
(1)等温变化：pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2； (2)等容变化：p T ＝C 或p 1T 1＝p 2
T 2；
(3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2
T 2
；
(4)抱负气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2
T 2.
4．热力学定律
(1)物体内能变化的判定：温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化． (2)热力学第确定律 ①公式：ΔU ＝W ＋Q ；
②符号规定：外界对系统做功，W >0；系统对外界做功，W <0.系统从外界吸取热量，Q >0；系统向外界放出热量，Q <0.系统内能增加，ΔU >0；系统内能削减，ΔU <0. (3)热力学其次定律
热力学其次定律的表述：①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述)．②不行能从单一热库吸取热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)．③其次类永动机是不行能制成的． 5．能级和能级跃迁 (1)轨道量子化
核外电子只能在一些分立的轨道上运动 r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…) (2)能量量子化
原子只能处于一系列不连续的能量状态 E n ＝E 1
n
2(n ＝1,2,3，…)
(3)吸取或辐射能量量子化
原子在两个能级之间跃迁时只能吸取或放射确定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差打算，即hν＝E m －E n .
(4)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射的光谱条数N ＝n (n －1)2.
6．原子核的衰变
衰变类型 α衰变
β衰变
衰变方程
A Z X →A －4Z －2Y ＋4
2He
A Z X → A Z ＋1Y ＋0
－1e
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一整体射出
1个中子转化为1个质子和1
个电子
211H ＋210n →4
2He
10n →11
H ＋0－1e 衰变规律
质量数守恒、电荷数守恒
7.α射线、β射线、γ射线之间的区分
名称 α射线 β射线 γ射线 实质 氦核流 电子流 光子 速度 约为光速的110
约为光速的
99% 光速 电离作用 很强 较弱 很弱 贯穿力气
很弱
较强
最强
8.核反应、核能、裂变、轻核的聚变
(1)在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律．
(2)质能方程：确定的能量和确定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E ＝mc 2或ΔE ＝Δmc 2. (3)核物理中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变．
(4)核能的计算：①ΔE ＝Δmc 2，其中Δm 为核反应方程中的质量亏损；②ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ，其中质量亏损Δm 以原子质量单位u 为单位． (5)原子核的人工转变
卢瑟福发觉质子的核反应方程为：
14 7N ＋42He →17 8O ＋11
H 查德威克发觉中子的核反应方程为：
94Be ＋42He →12 6C ＋10
n 约里奥·居里夫妇发觉放射性同位素和正电子的核反应方程为：2713Al ＋42He →3015P ＋10n ，3015P →3014Si ＋0
1e
9．光电效应及其方程
(1)光电效应的规律：入射光的频率大于金属的极限频率才能产生光电效应；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关；光电流的强度与入射光的强度成正比；光电子的放射几乎是瞬时的，一般不大于10－
9 s.
(2)光电效应方程：E k ＝hν－W 0.
考向1 对分子动理论的理解
例1 (双选)以下说法中正确的是( )
A ．分子间距离为r 0时，分子间不存在引力和斥力
B ．悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规章
C ．分子质量不同的两种气体温度相同，它们的分子平均动能确定相同
D ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
解析 分子间引力和斥力总是同时存在，故选项A 错误；布朗运动就是液体分子对悬浮颗粒撞击的不平衡形成，故选项B 正确；温度是分子平均动能的标志，故选项C 正确；气体分子之间距离较大，这样计算出的分子体积远大于实际分子体积，故选项D 错误． 答案 BC
以题说法 解答分子动理论相关问题时应留意：(1)娴熟把握阿伏加德罗常数的有关计算；(2)了解集中现象及布朗运动的实质；(3)把握分子力的特点及分子力做功与分子势能变化的关系；(4)知道物体内能变化的微观因素和宏观因素．
(双选)(2022·广东江门模拟)下列说法中正确的是( )
A ．昆虫水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力在起作用
B ．悬浮在液体中的固体颗粒越大，布朗运动越明显
C ．抱负气体等温膨胀过程确定向外界放出热量
D ．温度上升1 ℃也即上升1 K 答案 AD
解析 昆虫水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力在起作用，选项A 正确；悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动越明显，选项B 错误；依据ΔU ＝W ＋Q ，抱负气体等温膨胀过程ΔU ＝0，W <0，则Q >0，故确定从外界吸取热量，选项C 错误；确定温标和摄氏温标只是起点不同，大小是相等的，所以温度上升1 ℃也即上升1 K ，选项D 正确． 考向2 热力学定律与气体性质的综合问题。