2015届高考物理大二轮专题复习训练：专题八 第1课时 热 学

专题定位本专题用三课时分别解决选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查的重点和热点有：

选修3－3：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；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单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容．

选修3－4：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质．

选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥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．

应考策略选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆．

选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象、光的折射定律这两条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力．

选修3－5涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力．

第1课时热学

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)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动．

①扩散现象特点：温度越高，扩散越快． ②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．

(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(分子间的距离为r 0时，分子间作用的合力为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．

3．气体实验定律

(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 2T 2

； (3)等压变化：V T ＝C 或V 1T 1＝V 2T 2

； (4)理想气体状态方程：pV T ＝C 或p 1V 1T 1＝p 2V 2T 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)热力学第一定律

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.系统从外界吸收热量，Q >0；系

统向外界放出热量，Q<0.系统内能增加，ΔU>0；系统内能减少，ΔU<0.

(3)热力学第二定律

热力学第二定律的表述：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不可能从单一热库吸收热量，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第二类永动机是不可能制成的．

两种微观模型

(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V0＝4

3

π(

d

2)

3＝1

6

πd3，d为分子的直径．

(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V0＝d3，d为分子间的距离.

考向1热学基本规律与微观量计算的组合

例1(2014·江苏·12A)一种海浪发电机的气室如图1所示．工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭．气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电．气室中的空气可视为理想气体．

图1

(1)下列对理想气体的理解，正确的有________．

A．理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型

B．只要气体压强不是很高就可视为理想气体

C．一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关

D．在任何温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律

(2)压缩过程中，两个阀门均关闭．若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了3.4×104J，则该气体的分子平均动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功________(选填“大于”、“小于”或“等于”)3.4×104J.

(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.224 m3，压强为1个标准大气压．已知1 mol气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4 L，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023mol －1.计算此时气室中气体的分子数．(计算结果保留一位有效数字)

解析(1)理想气体是一种理想化模型，温度不太低、压强不太大的实际气体可视为理想气体；