2019屆高考物理二輪復習 專題10 熱學學案.docx
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10 熱學 本專題全國卷的命題形式都是一大一小組成的，小題是以選擇題的形式，分值為5分(或6分)，主要考查分子動理論、內能、熱力學定律、固體、液體、氣體等方面的基本知識；大題以計算題的形式，分值為10分(或9分)，主要考查對氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程的理解。 高頻考點：分子大小的估算；對分子動理論內容的理解；物態(tài)變化中的能量問題；氣體實驗定律的理解和簡單計算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；熱力學定律的理解和簡單計算；用油膜法估測分子大小。 一．物質是由大量分子組成 *計算分子質量：計算分子的體積： 分子（或其所占空間）直徑：球體模型 ，立方體模型 分子直徑數量級10-10 m。 二．分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 布朗運動是分子無規(guī)則熱運動的反映。 三．分子間存在著相互作用力 分子間引力和斥力都隨距離的增大而減小。 四．物體的內能 1．分子動能：溫度是分子平均動能大小的標志． 分子勢能 ：與體積有關 r=r0時分子勢能最小 分子力做正功分子勢能減小。 物體的內能：所有分子的動能和勢能的總和。（理想氣體不計分子勢能） 2．改變物體的內能 做功和熱傳遞在改變內能上是等效的，但本質有區(qū)別。 1．(2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試)如圖，一定量的理想氣體，由狀態(tài)a等壓變化到狀態(tài)b，再從b等容變化到狀態(tài)c。a、c兩狀態(tài)溫度相等。下列說法正確的是。_______。(填入正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分：有選錯的得0分) A．從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體吸熱 B．氣體在狀態(tài)a的內能等于在狀態(tài)c的內能 C．氣體在狀態(tài)b的溫度小于在狀態(tài)a的溫度 D．從狀態(tài)a到狀態(tài)b的過程中氣體對外做正功 2．一儲存氮氣的容器被一絕熱輕活塞分隔成兩個氣室A和B，活寨可無摩擦地滑動。開始時用銷釘固定活塞，A中氣體體積為2.510-4m3，溫度為27℃，壓強為6.0104Pa；B中氣體體積為4.010-4m3，溫度為-17℃，壓強為2.0104Pa?，F將A中氣體的溫度降至-17℃，然后拔掉銷釘，并保持A、B中氣體溫度不變，求穩(wěn)定后A和B中氣體的壓強。 1.（全國II卷)如圖，一豎直放置的氣缸上端開口，氣缸壁內有卡口a和b，a、b間距為h，a距缸底的高度為H；活塞只能在a、b間移動，其下方密封有一定質量的理想氣體。已知活塞質量為m，面積為S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均絕熱，不計他們之間的摩擦。開始時活塞處于靜止狀態(tài)，上、下方氣體壓強均為p0，溫度均為T0?，F用電熱絲緩慢加熱氣缸中的氣體，直至活塞剛好到達b處。求此時氣缸內氣體的溫度以及在此過程中氣體對外所做的功。重力加速度大小為g。 1．如圖所示，開口向上、放在地面上的氣缸內用活塞封閉一定質量的氣體，活塞的質量為m，橫截面的面積為S。一質量為2m的物塊放在缸底，用細線(不可伸長)與活塞相連接且細線剛好拉直，這時缸內氣體的溫度為T0，大氣壓強為P0，不計活塞與缸壁間的摩擦，現對缸內氣體緩慢加熱，重力加速度為g。 (i)當缸底物塊對缸底的壓力剛好為零時，缸內氣體溫度T1為多大? (ⅱ)當缸內氣體體積為原來的1.2倍時，缸內氣體溫度是多少?若此時細線斷了，細線斷開的一瞬問，活塞的加速度多大? 2．如圖所示，兩段粗細均勻內壁光滑的玻璃管豎直放置，開口向上，下端一段粗，橫截面積為S=7.510－3m2，上端橫截面為S=2.510－3m2。粗管中靜止著一段長度為h1=5cm的水銀柱，水銀柱上表面到細管下端口的距離為h2=20cm，水銀柱下端封閉了一段長度為L=30m的理想氣體。此時管中氣體溫度為t=27℃，當地大氣壓強p0為75cmHg，水銀密度為p=13.6103kg/m3，整個氣缸均是絕熱的。水銀柱的下端粘有一薄層輕質絕熱材料。在氣體中有一段金屬絲(圖中未畫出)和外界組成電路，可以通過給金屬絲通電來加熱氣體，重力加速度g=10m/s2 (i)若給管中封閉的氣體緩緩加熱，氣體吸收熱量Q=188J后溫度為127℃，求此過程中氣體內能的變化? (ⅱ)若管中封閉的氣體緩緩加熱到477℃穩(wěn)定下來，求系統(tǒng)靜止后封閉氣體的體積? 3．如圖所示，水平地面上放置一個內壁光滑的絕熱汽缸，氣缸開口朝上，缸內通過輕質活塞封閉一部分氣體。初態(tài)時氣體壓強為一個大氣壓、溫度為27℃，活塞到汽缸底部距離為30cm?，F對缸內氣體緩慢加熱到427℃，缸內氣體膨脹而使活塞緩慢上移，這一過程氣體內能增加了100J。已知汽缸橫截面積為50cm2，總長為50cm，大氣壓強為1.0105Pa。氣缸上端開口小于活塞面積，不計活塞厚度，封閉氣體可視為理想氣體。 (1)末態(tài)時(427℃)缸內封閉氣體的壓強 (2)封閉氣體共吸收了多少熱量。 4．如圖所示，可在豎直平面內轉動的平臺上固定著一個內壁光滑的氣缸，氣缸內有一導熱活塞，活塞底面與氣缸底面平行，一定量的氣體做密封在氣缸內。當平臺傾角為37時，氣缸內氣體體積為V，然后將平臺順時針緩慢轉動直至水平，該過程中，可以認為氣缸中氣體溫度與環(huán)境溫度相同，始終為T0，平臺轉至水平時，氣缸內氣體壓強為大氣壓強p0的2倍。已知sin37=0.6，cs37=0.8。 (1)當平合處于水平位置時，求氣缸內氣體的體積； (2)若平臺轉至水平后，經過一段時間，壞境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強p0保持不變)，該過程中氣缸內氣體放出0.38p0V的熱量，求該過程中氣體內能的變化量△U。 5．如圖所示，導熱性能良好的氣缸內封有一定質量的理想氣體。氣缸的內部深度h=48cm，活塞質量m=1kg，活塞面積S=10cm2?；钊c氣缸壁無摩擦、不漏氣且不計活塞的厚度。室內的溫度為27℃，當氣缸放在地面上靜止時，活塞剛好位于氣缸的正中間，現在把氣缸放在加速上升的電梯中且a=10m/s2。待封閉氣體再次穩(wěn)定后，求：(已知大氣壓恒為P=1.0105Pa，重力加速度為g=10m/s2) (1)缸內氣體的壓強P1 (2)缸中活塞到缸底的高度h0 6．如圖所示，有一圓柱形絕熱氣缸，氣缸內壁的高度是2L，一個很薄且質量不計的絕熱活塞封閉一定質量的理想氣體，開始時活塞處在氣缸頂部，外界大氣壓為1.0105Pa，溫度為27℃.現在活塞上放重物，當活塞向下運動到離底部L高處，活塞靜止，氣體的溫度57℃． (1)求活塞向下運動到離底部L高處時的氣體壓強； (2)若活塞橫截面積S=0.1m2，重力加速度g=10m/s2，求活塞上所放重物的質量． 參考答案 1．【解題思路】內能（internalenergy）是組成物體分子的無規(guī)則熱運動動能和分子間相互作用勢能的總和，由于理想氣體的不考慮分子勢能內能，故理想氣體的內能等于分子平均動能的總和，而溫度是分子平均動能的宏觀表現，由理想氣體狀態(tài)方程pbVb/Tb=pcVc/Tc可知，當Vb=Vc，pb>pc時，Tb>TC，故?Ucb<0，根據熱力學第一定律?Ucb=W+Q，體積V不變，故W=0，所以?Q<0，從狀態(tài)b到狀態(tài)c的過程中氣體放熱，選項A錯誤；同理，氣體在狀態(tài)a的溫度等于在狀態(tài)c的溫度，故氣體在狀態(tài)a的內能等于在狀態(tài)c的內能，，選項B正確；由理想氣體狀態(tài)方程paVa/Ta=pbVb/Tb可知，當pa=pb，Va
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