2022届高三物理二轮复习课件：专题七　热学（选考）

这是一份2022届高三物理二轮复习课件：专题七　热学（选考），共60页。PPT课件主要包含了内容索引，体系构建•真题感悟，知识回顾构建网络，感悟高考真题再练，高频考点•能力突破，命题点点拨，方法规律归纳，对点训练，典例剖析，思维路径审题等内容，欢迎下载使用。
1.(2020全国Ⅰ卷)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r=r1时,F=0。分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能　　　　(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能　　　(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)零。 
情境剖析本题以分子力随分子间距离变化的图象为素材创设学习探索问题情境。素养能力本题考查考生是否具有分子力做功与分子势能变化关系等物理观念素养,考查关键能力中的理解能力、推理论证能力和从图象中获取信息的能力。
答案 减小　减小　小于解析 根据分子力做功和分子势能变化的关系分析。两分子相距无穷远时分子间的势能为零,在两分子间距减小到r1的过程中,分子力是引力,分子力做正功,分子势能一直减小,在间距等于r1时,分子势能小于零。
2.(2019全国Ⅱ卷)如p-V图所示,1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数,则N1　　　　　N2,T1　　　　　T3,N2　　　　　N3。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 
情境剖析本题以常见的理想气体p-V图象为素材创设学习探索问题情境。素养能力本题考查考生是否具有理想气体状态方程等物理观念素养,考查关键能力中的理解能力、推理论证能力和从图象中获取信息的能力。
答案 大于　等于　大于解析 从“1”到“2”是等容变化,根据查理定理可知“2”状态温度低,分子平均动能小,所以单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数少,即N1大于N2;从“1”到“3”,因为1点状态压强与体积的积与3点状态压强与体积的积相等,说明T1等于T3;从“2”到“3”是等压膨胀,气体分子在单位时间内撞击器壁单位面积的个数减少,即N2大于N3。
3.(2020全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为 p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。求调配后(1)两罐中气体的压强;(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
情境剖析本题以气体混装为素材创设生活实践问题情境。素养能力本题考查考生是否具有气体实验定律等物理观念素养,考查关键能力中的理解能力、推理论证能力、从实际问题情境中提炼信息的能力和建模能力。
解析 以气体为研究对象,由于气体温度不变,由玻意耳定律分析。 (1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积变为V1,由玻意耳定律有
现两罐气体压强均为p,总体积为(V+V1)。设调配后两罐中气体的压强为p',由玻意耳定律有p(V+V1)=p'(V+2V)②
4.(2020全国Ⅱ卷)潜水钟是一种水下救生设备,它是一个底部开口、上部封闭的容器,外形与钟相似。潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气,以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便,将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下,如图所示。已知水的密度为ρ,重力加速度大小为g,大气压强为p0,H≫h,忽略温度的变化和水密度随深度的变化。(1)求进入圆筒内水的高度l。(2)保持H不变,压入空气使筒内的水全部排出,求压入的空气在其压强为p0时的体积。
情境剖析本题以潜水钟为素材创设生活实践问题情境。素养能力本题考查学生是否具有气体实验定律等物理观念素养,考查关键能力中的理解能力、推理论证能力、从实际问题情境中提炼信息的能力和建模能力。
解析 (1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1,放入水下后筒内气体的压强为p1,由玻意耳定律和题给条件有p1V1=p0V0①V0=hS②V1=(h-l)S③p1=p0+ρg(H-l)④联立以上各式并考虑到H≫h>l,解得
(2)设水全部排出后筒内气体的压强为p2,此时筒内气体的体积为V0,这些气体在其压强为p0时的体积为V3,由玻意耳定律有p2V0=p0V3⑥其中p2=p0+ρgH⑦设压入筒内的气体在压强为p0时体积为V,依题意V=V3-V0⑧
5.(2021全国甲卷)如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为A、B两部分;初始时,A、B的体积均为V,压强均等于大气压p0。隔板上装有压力传感器和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5p0时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使B的体积减小为 。(1)求A的体积和B的压强;(2)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此时A的体积和B的压强。
情境剖析本题以汽缸为素材创设学习探索问题情境。素养能力本题考查考生是否具有气体实验定律等物理观念素养,考查关键能力中的理解能力、推理论证能力和建模能力。
解析 (1)对于B中的气体,根据玻意耳定律
解得pB=2p0对于A中的气体,根据玻意耳定律p0V=pAVA又pA=pB+0.5p0=2.5p0解得VA=0.4V
(2)使活塞向左缓慢回到初始位置,对于B中的气体,根据玻意耳定律
对于A中的气体,根据玻意耳定律2.5p0×0.4V=pA2VA2又VA2+VB2=2V,pB2-pA2=0.5p0
分子动理论必须掌握的三个问题(1)必须掌握微观量估算的两个模型球模型:V= πR3(适用于估算液体、固体分子直径)。立方体模型:V=a3(适用于估算气体分子间距)。(2)必须明确反映分子运动规律的两个实例①布朗运动②扩散现象
(3)必须弄清分子力和分子势能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(分子间的距离为r0时,分子间作用的合力为0)时,分子势能最小。
　理想气体没有分子势能
1.(2021广东深圳高三一模,命题点2)寒冷的冬天,“泼水成冰”。洒向空中的热水迅速降温并结冰。热水在降温过程中,水分子热运动的平均动能　　　　　(选填“增大”或“减小”);一定质量的0 ℃水变成0 ℃冰的过程中,内能　　　　　(选填“增大”或“减小”)。 
答案 减小　减小解析 温度是分子平均动能的标志,热水在降温过程中,水分子热运动的平均动能减小。0 ℃的水变成0 ℃的冰的过程是凝固过程,凝固放热,所以水放出热量,温度不变,内能减小。
2.(多选)(2021河北高三一模,命题点1、2、4)下列说法正确的是(　　)
A.图甲为中间有隔板的绝热容器,隔板左侧装有温度为T的理想气体,右侧为真空。现抽掉隔板,气体的最终温度仍为TB.图乙为布朗运动示意图,悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多,撞击作用的不平衡性表现得越明显C.图丙为同一气体在0 ℃和100 ℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线,两图线与横轴所围面积不相等D.图丁中,液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,液体表面层中分子间的作用力表现为引力
答案 AD　解析 右侧为真空,气体自由膨胀,“没有做功对象”,根据热力学第一定律有ΔU=W+Q,做功W=0,因为是绝热容器,所以没有热交换,即Q=0,因此内能不变,理想气体的内能由温度决定,所以温度不变,所以A正确;悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多,撞击作用的平衡性表现的越明显,所以B错误;由丙图可知,在0 ℃和100 ℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1,即相等,所以C错误;液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,液体表面层中分子间的作用力表现为引力,即液体的表面张力,所以D正确。
3.(2021广东广州高三一模,命题点1)容积一定的密闭容器内有一定质量的理想气体,在T1、T2两种温度下气体分子的速率分布如图所示,其中温度为　　　　　(选填“T1”或“T2”)时对应气体的内能较大;该气体温度由T1变化到T2的过程必须　　　　　(选填“吸热”或“放热”)。 
答案 T2　吸热解析 温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,所以有T1