(全国通用)高考物理考前三个月配套课件:专题(13)热学

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专题13 热 学
真题示例
1.(2015·江苏单科·12A)(1)对下列几种固体物质的认识,正 确的有________. A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂 蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体 C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间 的排列不规则
与外界无热量交换),这就是著名的“卡诺
图2
循环”.
(1)该循环过程中,下列说法正确的是________. A.A→ B过程中,外界对气体做功 B.B→ C过程中,气体分子的平均动能增大 C.C→ D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数 增多 D.D→ A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
解析 因为理想气体的内能完全由温度决定,当气体的内 能增加时,气体的温度升高,温度是分子平均动能的标志 ,则气体分子的平均动能增大. 根据热力学第一定律,ΔU=Q+W,由于Q=0,所以W= ΔU=3.4×104 J. 答案 增大 等于
(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NA= 6.02×1023 mol-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 设气体在标准状态时的体积为V1,等压过程为: VT=VT11
时单位体积内分子数n=NVAB,解得n=4×1025. 答案 4×1025m-3
考纲解读 高考对本专题内容考查的重点和热点有: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.应考策略: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.
(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强 为1个标准大气压、体积为1 L.将其缓慢压缩到压强为2个 标准大气压时,气体的体积变为0.45 L.请通过计算判断该 包装袋是否漏气. 解析 若不漏气,设加压后的体积为V1,由等温过程得: p0V0=p1V1,代入数据得V1=0.5 L,因为0.45 L<0.5 L,故 包装袋漏气.
(26)物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的 总和( √ ) (27)气体的温度变化时,其分子平均动能和分子间势能也随 之改变( × ) (28)功可以全部转化为热,但热量不能全部转化为功( × ) (29)热量能自发地从高温物体传递到低温物体,也能自发地 从低温物体传递到高温物体( × )
解析 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;只有理想气体才遵循气 体的实验定律,选项A、D正确,选项B错误. 一定质量的理想气体的内能完全由温度决定,与体积无关 ,选项C错误. 答案 AD
(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3.4×104 J,则该气体 分子的平均动能________(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”)3.4×104 J.
பைடு நூலகம்
(5)一定质量的气体温度不变时,体积减小,压强增大,说 明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多( √ ) (6)墨水滴入水中出现扩散现象,这是分子无规则运动的结 果( √ ) (7)“破镜不能重圆”,是因为接触部分的分子间斥力大于 引力( × )
(8)纤细小虫能停在平静的液面上,是由于其受到浮力作用的 结果( × ) (9)用热针尖接触金属表面的石蜡,熔化区域呈圆形,这是晶 体各向异性的表现( × ) (10)叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用( √ ) (11)液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点( √ ) (12)当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时,分子间的距 离越大,分子势能越小( × )
(30)只知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积,不能计算 出阿伏加德罗常数( × ) (31)硬币或钢针能浮于水面上,是由于液体表面张力的作 用( √ ) (32)晶体一定具有固定的熔点、规则的几何外形和物理性 质的各向异性( × )
(33)影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空 气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和气压的差距( √ ) (34)随着科技的发展,将来可以利用高科技手段,将散失在环 境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化( × ) (35)用阿伏加德罗常数和某种气体的密度,就一定可以求出 该种气体的分子质量( × ) (36)布朗运动是悬浮在液体中固体分子的无规则运动( × )
(13)温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,但并非 所有分子的速率都增大( √ ) (14)第二类永动机违反了能量守恒定律( × ) (15)扩散现象和布朗运动都与温度有关,所以扩散现象和布 朗运动都是分子的热运动( × ) (16)两分子从无限远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过 程中,分子间相互作用的合力先变大 ,后变小,再变√大( )
D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质 微粒排列结构不同 解析 若物体是晶体,则在熔化过程中,温度保持不变, 可见A正确; 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡 呈椭圆形,是由于云母片在不同方向上导热性能不同造成 的,说明云母片是晶体,所以B错误;
沿晶体的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相 同,由此导致晶体在不同方向的物理性质不同,这就是晶 体的各向异性.选项C错误,D正确. 答案 AD
3.下列说法正确的是( ) A.分子间距离增大时,分子间的引力减小,斥力增大 B.当分子间的作用力表现为斥力时,随分子间距离的减小分 子势能增大 C.一定质量的理想气体发生等温膨胀,一定从外界吸收热量 D.一定质量的理想气体发生等压膨胀,一定向外界放出热量 E.熵的大小可以反映物体内分子运动的无序程度
气体物质的量为:n=VV01,且分子数为:N=nNA 解得 N=VVT0T1NA
代入数据得N≈5×1024个 答案 5×1024
3.(2013·江苏·12A)如图2所示,一定质量的
理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后
再回到状态A.其中,A→ B和C→ D为等
温过程,B→ C和D→ A为绝热过程(气体
(17)一定质量的理想气体体积增大时,压强一定减小( × ) (18)金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体( × ) (19)飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是 因为油滴液体呈各向同性的缘故( × ) (20)对于一定量的理想气体,外界对气体做功,气体内能可 能减少( √ )
(21)用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞,这说明气体 分子间有斥力( × ) (22)物体体积增大时,分子间距增大,分子间势能也增大( × ) (23)热量可以从低温物体传递到高温物体( √ ) (24)物体中所有分子热运动动能的总和叫做物体的内能( × ) (25)只要能增加气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就 可以升高( √ )
(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A → B”、“B→ C”、“C→ D”或“D→ A”).若气体在A→ B 过程中吸收63 kJ的热量,在C→ D过程中放出38 kJ的热量 ,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
解析 在以上循环过程中,内能减少的过程是B→ C.气体 完成一次循环时,内能变化ΔU=0,热传递的热量Q=Q1 -Q2=(63-38) kJ=25 kJ,根据ΔU=Q+W得W=-Q= -25 kJ,即气体对外做功25 kJ. 答案 B→ C 25
内容索引
考题一 热学基本知识 考题二 气体实验定律的应用 考题三 热力学第一定律与气体实验定律的组合 专题综合练
考题一 热学基本知识
1.关于热学基本知识的易错点辨析(正确的打√号,错误的打 ×号) (1)液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动( √ ) (2)晶体的物理性质都是各向异性的( × ) (3)物体从外界吸收热量,其内能一定增加( × ) (4)当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小( √ )
解析 因为测试时,对包装袋缓慢地施加压力,外界对气 体所做的功等于气体对外放出的热量,由热力学第一定律 可知:气体的温度不变,即内能不变.由玻意耳定律可知: 气体体积变小,所以压强变大,由于气体的压强是由于气 体分子对器壁的频繁碰撞而产生的,所以包装袋内壁单位 面积上所受气体分子撞击的作用力增大. 答案 增大 不变
(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,可以起到保质作用. 某厂家为检测包装袋的密封性,在包装袋中充满一定量的 氮气,然后密封进行加压测试.测试时,对包装袋缓慢地施 加压力.将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中, 包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力 ________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋 内氮气的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变 ”).
(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为
10 L,在B状态时压强为A状态时的23.求气体在B状态时单位体 积内的分子数.(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1,计 算结果保留一位有效数字) 解析 A→B为等温过程有pAVA=pBVB,解得VB=15 L,B状态
解析 由理想气体状态方程和热力学第一定律分析,A→B为 等温过程,内能不变,气体的体积增大,气体对外做功,A 错; B→ C为绝热过程,体积增大,对外做功,因此内能减小,气 体分子的平均动能减小,B错; C→ D为等温过程,体积减小,分子数密度增大,单位时间内 碰撞单位面积器壁的分子数增多,C正确; D→ A为绝热过程,体积减小,外界对气体做功,内能增大, 温度升高,因此气体分子的速率分布曲线发生变化,D错. 答案 C
2.以下说法中正确的是( ) A.系统在吸收热量时内能一定增加 B.悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒,气温越高,运动 越剧烈 C.分子间的距离为 r0时,分子间作用力的合力为零,分子势 能最小 D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,说明此时分子间只存在 引力而不存在斥力
解析 根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知,系统在吸收 热量时内能不一定增加,选项A错误; 布朗运动的激烈程度与温度有关,故悬浮在空气中做布朗 运动的PM2.5微粒,气温越高,运动越剧烈,选项B正确; 分子间的距离为r0时,分子间引力和斥力相等,作用力的 合力为零,此时分子势能最小,选项C正确; 分子间的引力和斥力总是同时存在的.用力拉铁棒的两端, 铁棒没有断,此时分子间引力和斥力都存在,选项D错误. 答案 BC
2.(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
解析 分子间距离增大时,分子间的引力减小,斥力也减 小,故A错误; 当分子间的作用力表现为斥力时,分子力和分子势能总是 随分子间距离的减小而增大,故B正确; 一定质量的理想气体温度不变,内能不变,增大其体积时 ,气体从外界吸热,故C正确;
根据熵的微观意义可知,熵的大小可以反映物体内分子运动 的无序程度,故D正确. 答案 BCD
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