高三物理二轮复习专题课件精编：专题九 第1课时 热 学

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专题九 第1课时
(2)如图 2 所示，两端开口的 U 形玻璃管两边粗细 不同，粗管横截面积是细管的 2 倍．管中装入水
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银， 两管中水银面与管口距离均为 12 cm， 大气压 强为 p0＝75 cmHg.现将粗管管口封闭，然后将细 管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中，直至 温度不变) 图2 两管中水银面高度差达 6 cm 为止，求活塞下移的距离．(环境
答案 (1)C
(2)6.625 cm
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专题九 第1课时
题型 2 例2
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热力学基本规律与气体实验定律的组合 (2013· 新课标Ⅱ· 33)(1)(5 分)关于一定量的气体，下列说
法正确的是________． A ．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体 积，而不是该气体所有分子体积之和 B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就 可以降低 C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零 D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加 E．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
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专题九 第1课时
(1)下列说法正确的是
(
)
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A．已知某物质的摩尔质量为 M，密度为 ρ，阿伏加德罗常数 M 为 NA，则该物质的分子体积为 V0＝ ρNA B．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动 C．分子质量不同的两种气体温度相同，它们分子的平均动能 一定相同 D．两个分子间距增大的过程中，分子间的作用力一定增大
图3
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h1＋h2＝6 cm 得 h1＝2 cm，h2＝4 cm L1′＝L1－h1 解得 p1＝90 cmHg 对细管中气体 2，有 p0L1S2＝p2L2′S2 p2＝p1＋6 cmHg 解得 L2′＝9.375 cm 因为 Δh＝L1＋h2－L2′ 解得 Δh＝6.625 cm
两种气体分子平均动能一定相同，C 正确；
分子间距从 r0 逐渐增大的过程中， 分子力先增大后减小， D 错误．
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专题九 第1课时
(2)设粗管中气体为气体 1，细管中气体为气体 2. 对粗管中气体 1 有 p0L1S1＝p1L1′S1 设左侧液面下降 h2，右侧液面上升 h1，有 S1h1＝S2h2
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专题九 第1课时
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图1
(i)恒温热源的温度 T； (ii)重新达到平衡后，左气缸中活塞上方气体的体积 Vx.
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专题九 第1课时
Fra Baidu bibliotek解析
(1)由分子动理论的知识， 当两个分子相互靠近， 直至不
能靠近的过程中，分子力先是表现为引力且先增大后减小，之 后表现为分子斥力，一直增大，所以 A 选项错误；
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专题九
【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：
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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．
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专题九 第1课时
设左侧上方气体压强为 p，由 p0 V0 M1 g pVx＝ · ，设下方气体压强为 p2：p＋ S ＝p2， 3 4 解得 p2＝p＋p0
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7V0 所以有 p2(2V0－Vx)＝p0· 4
2 2
(2 分)
1 联立上述两个方程有 6Vx －V0Vx－V0 ＝0，解得 Vx＝ V0，另 2 1 一解 Vx＝－ V0，不合题意，舍去． (2 分) 3
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2．固体和液体
专题九 第1课时
(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
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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 ．
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专题九 第1课时
(2)(9 分)如图 1，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸 直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀 门 K.两气缸的容积均为 V0，气缸中各有一个绝热活塞(质量不
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同，厚度可忽略)．开始时 K 关闭，两活塞下方和右活塞上方 充有气体(可视为理想气体)，压强分别为 p0 和 p0/3；左活塞在 气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为 V 0/4.现使 气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与 顶部刚好没有接触；然后打开 K，经过一段时间，重新达到平 衡．已知外界温度为 T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：
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专题九 第1课时
(2)(10 分)如图 3，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管 竖直放置．玻璃管的下部封有长 l1＝25.0 cm 的空气柱，
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中间有一段长为 l2＝25.0 cm 的水银柱， 上部空气柱的长 度 l3＝40.0 cm.已知大气压强为 p0＝75.0 cmHg.现将一活 塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部 空气柱长度变为 l1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没 有漏气，求活塞下推的距离．
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专题九 第1课时
两种微观模型
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4 d3 (1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积 V0＝ π( ) 3 2 1 3 ＝ πd ，d 为分子的 直径 ． 6 (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 .
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① ② (2 分)
打开阀门后，由于左边活塞上升到顶部，但对 顶部无压力，所以下面的气体发生等压变化， 而右侧上方气体的温度和压强均不变，所以体 1 积仍保持 V0 不变，所以当下面放入温度为 T 4 3 的恒温热源后，活塞下方体积增大为(V0＋ V0)， 4
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1 3 3 V ＋ V V0＋ V0 2 0 4 0 4 则由等压变化： ＝ T T0 7 解得 T = T0 5
专题九
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、
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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．
S .
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专题九 第1课时
(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
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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 r0 时，分子势能最小．
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专题九 第1课时
3．气体实验定律
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(1)等温变化：pV＝C或p1V1＝p2V2； p p1 p2 (2)等容变化：T＝C或 ＝ ； T1 T2 V V1 V2 (3)等压变化： T＝C或 ＝ ； T1 T2 pV p1V1 p2V2 (4)理想气体状态方程： T ＝C或 ＝ . T1 T2
答案 (1)BCE
7 (2)(i)5T0
1 (ii)2V0
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专题九 第1课时
以题说法
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解答分子动理论相关问题时应注意：
(1)熟练掌握阿伏加德罗常数的有关计算；(2)了解扩散现象及 布朗运动的实质； (3)掌握分子力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．
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解析
专题九 第1课时
M (1)若此物质为固体或液体，则摩尔体积为 ρ ，分子体积
M 为 ，但若是气体，分子间距较大，不能再用此方式来求分 ρNA 子体积，A 错误；
本 课 布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的无规则运动，它是液 时 栏 体分子无规则运动的反映，B 错误； 目 开 温度是气体分子平均动能的标志，温度相同，分子质量不同的 关
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(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 本 ②不可能从单一热库吸收热 课 温物体(按热传递的 方向性 表述)．
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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．
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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
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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.
本 课 先是分子引力做正功，然后分子斥力做负功，故分子势能先减 时 栏 小再增大，分子动能先增大后减小，所以 B、C 正确，D 错误． 目 开 关 因为只有分子力做功，所以分子势能和分子动能的总和保持不
变，E 选项正确．
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专题九 第1课时
(2)(i)设左右活塞的质量分别为 M1、M2，左右活塞的横截面积 均为 S 由活塞平衡可知：p0S＝M1g p0S 2 p0S＝M2g＋ 得 M2g＝ p0S 本 3 3 课
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第 1 课时
热
学
本 课 时 1．分子动理论 栏 (1)分子大小 目 开 －1 23 ①阿伏加德罗常数 N ＝ 6.02 × 10 mol . A 关
Vmol ②分子体积：V0＝ (占有空间的体积)． NA Mmol ③分子质量：m0＝ . NA V ④油膜法估测分子的直径：d＝
专题九
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
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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．
专题九 第1课时
题型 1
本 课 时 栏 目 开 关
分子动理论与气体实验定律的组合 (2013· 新课标Ⅰ· 33)(1)(6 分)两个相距较远的分子仅在分
例1
子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中， 下列说法正确的是________． A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功 C．分子动能先增大，后减小 D．分子势能先增大，后减小 E．分子势能和动能之和不变
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专题九 第1课时
(2 分)
(ii)当把阀门 K 打开重新达到平衡后， 由于右侧上 部分气体要充入左侧的上部，且由 ①② 两式知 M1g＞M2g，打开活塞后，左侧活塞降至某位置， 右侧活塞升到顶端， 气缸上部保持温度 T0 等温变 化，气缸下部保持温度 T 等温变化． (1 分)