三维设计高考物理二轮复习广东专版第一部分专题热学市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

专题十专题十 热学热学抓抓基基础础探探技技法法研研考考向向提提能能力力第1页备考方向要明了备考方向要明了主要问题主要问题微观量估算问题；热力学定律了解和应用；物态改变中能量问题；气体试验定律了解和应用主要考点主要考点应用阿伏加德罗常数处理实际问题；分子间作用力；热力学定律；固、液、气三态性质；气体试验定律以及理想气体状态方程主要方法主要方法油膜法测分子直径；微观量估算方法；气体压强计算方法；气体试验定律应用方法第2页主要策主要策略略复习时要加强对概念和规律了解及应用，包括到计算问题，要注意公式灵活选取，同时要注意计算过程准确性第3页第4页第5页第6页第7页2说明分子永不停息地做无规则运动两个实例说明分子永不停息地做无规则运动两个实例(1)布朗运动。布朗运动。研究对象：悬浮在液体或气体中小颗粒。研究对象：悬浮在液体或气体中小颗粒。运动特点：无规则、永不停息。运动特点：无规则、永不停息。相关原因：颗粒大小，温度。相关原因：颗粒大小，温度。物理意义：说明液体或气体分子永不停息地做无规则物理意义：说明液体或气体分子永不停息地做无规则热运动。热运动。(2)扩散现象：相互接触物体分子彼此进入对方现象。扩散现象：相互接触物体分子彼此进入对方现象。产生原因：分子永不停息地做无规则运动。产生原因：分子永不停息地做无规则运动。第8页3分子间相互作用力和分子势能分子间相互作用力和分子势能(1)分子力。分子力。分子间相互作用力是分子间引力与斥力协力。分子间同分子间相互作用力是分子间引力与斥力协力。分子间同时存在引力和斥力，伴随分子间距增大，引力和斥力都时存在引力和斥力，伴随分子间距增大，引力和斥力都减小，但斥力减小得更加快；伴随分子间距离减小而增减小，但斥力减小得更加快；伴随分子间距离减小而增大，但斥力增大得更加快。大，但斥力增大得更加快。第9页(2)分子势能。分子势能。分子势能改变与分子力做功相关，分分子势能改变与分子力做功相关，分子力做正功，分子势能减小；分子力做子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大，当分子间距离为负功，分子势能增大，当分子间距离为r0时，分子势能最小，但不一定等于零，时，分子势能最小，但不一定等于零，图图101如图如图101所表示。所表示。第10页 二、固体、液体和气体二、固体、液体和气体 1.晶体、非晶体分子结构不一样，表现出物理性质不一样，晶体、非晶体分子结构不一样，表现出物理性质不一样，如外形、熔点等。其中单晶体表现出各向异性，多晶体如外形、熔点等。其中单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性。和非晶体表现出各向同性。2.液晶既能够流动，又表现出单晶体分子排列特点，在液晶既能够流动，又表现出单晶体分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性。液晶显示技术光学、电学物理性质上表现出各向异性。液晶显示技术有很大应用。有很大应用。3.液体表面张力是由液体表面层分子结构决定，类似液体表面张力是由液体表面层分子结构决定，类似现象还有浸润、不浸润、毛细现象等。现象还有浸润、不浸润、毛细现象等。第11页第12页 气体试验定律和理想气体状态方程适用条件均气体试验定律和理想气体状态方程适用条件均是一定质量理想气体。是一定质量理想气体。第13页三、物体内能及热力学定律三、物体内能及热力学定律1决定物体内能原因决定物体内能原因第14页2热力学第一定律热力学第一定律(1)公式：公式：UQW(2)注意问题：注意问题：在应用热力学第一定律时，要充分考虑改变内能两个原因：在应用热力学第一定律时，要充分考虑改变内能两个原因：做功和热传递。做功和热传递都能够改变物体内能，所以物做功和热传递。做功和热传递都能够改变物体内能，所以物体吸热内能不一定增加，放热内能不一定降低。体吸热内能不一定增加，放热内能不一定降低。若研究对象是一定质量理想气体，其内能完全由温度决定。若研究对象是一定质量理想气体，其内能完全由温度决定。当气体被压缩时，外界对气体做正功；气体体积增大时，气当气体被压缩时，外界对气体做正功；气体体积增大时，气体对外界做功。体对外界做功。第15页3热力学第二定律热力学第二定律(1)揭示了自然界中进行包括热现象宏观过程含有方向性。揭示了自然界中进行包括热现象宏观过程含有方向性。(2)说明第二类永动机不能制造成功。说明第二类永动机不能制造成功。第16页第17页第18页第19页第20页1学习了学习了“用油膜法估测分子大小用油膜法估测分子大小”试验后，某校课外试验后，某校课外物理兴趣小组做了以下试验，将体积为物理兴趣小组做了以下试验，将体积为1.2103 cm3石油石油滴在平静水面上，经过一段时间后，石油扩展为滴在平静水面上，经过一段时间后，石油扩展为3 m2单分单分子油膜，请你估算一下石油分子直径为子油膜，请你估算一下石油分子直径为 ()A6.01010 mB4.01010 mC4.0108 m D4.01012 m第21页答案：答案：B第22页第23页1.热力学第一定律和第二定律区分热力学第一定律和第二定律区分(1)依据热力学第一定律，当摩擦力做功时，机械能能够全依据热力学第一定律，当摩擦力做功时，机械能能够全部转变为内能，而由热力学第二定律可知，这一内能不部转变为内能，而由热力学第二定律可知，这一内能不可能在不引发其它改变情况下完全变成机械能。可能在不引发其它改变情况下完全变成机械能。(2)热量能够从高温物体自发地传递给低温物体，而热力学热量能够从高温物体自发地传递给低温物体，而热力学第二定律却说明热量不能自发地从低温物体传递给高温第二定律却说明热量不能自发地从低温物体传递给高温物体。物体。第24页(3)热力学第一定律说明，在任何过程中能量一定守恒，热热力学第一定律说明，在任何过程中能量一定守恒，热力学第二定律却说明并非全部能量守恒过程均能实现。力学第二定律却说明并非全部能量守恒过程均能实现。(4)热力学第二定律是反应自然界过程进行方向和条件热力学第二定律是反应自然界过程进行方向和条件一个规律，它指出自然界中出现过程是有方向性。一个规律，它指出自然界中出现过程是有方向性。第25页2热力学第二定律微观意义热力学第二定律微观意义系统热力学过程就是大量分子无序运动状态改变过程。系统热力学过程就是大量分子无序运动状态改变过程。(1)在机械能经过做功转化为内能过程中，自然过程是大量在机械能经过做功转化为内能过程中，自然过程是大量分子从有序运动状态向无序运动状态转化过程，但其逆分子从有序运动状态向无序运动状态转化过程，但其逆过程却不能自发地进行，即不可能由大量分子无规则热过程却不能自发地进行，即不可能由大量分子无规则热运动自动转变为有序运动。运动自动转变为有序运动。第26页(2)热传递过程中，自然过程是大量分子从无序程度小运热传递过程中，自然过程是大量分子从无序程度小运动状态向无序程度大运动状态转化过程，其逆过程不能动状态向无序程度大运动状态转化过程，其逆过程不能自发地进行。自发地进行。(3)大量分子无序运动状态改变方向总是向无序性增大方大量分子无序运动状态改变方向总是向无序性增大方向进行，即一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增向进行，即一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大方向进行，这就是热力学第二定律微观意义。大方向进行，这就是热力学第二定律微观意义。第27页2密闭有空气薄塑料瓶因降温而变扁，试分析此过程中密闭有空气薄塑料瓶因降温而变扁，试分析此过程中瓶内空气瓶内空气(不计分子势能不计分子势能)内能怎样改变？吸热还是放热内能怎样改变？吸热还是放热？气体对外界做功还是外界对气体做功？请尝试总结解？气体对外界做功还是外界对气体做功？请尝试总结解题思绪。题思绪。第28页解析：解析：依据热力学第一定律，气体温度降低，内能减小；塑依据热力学第一定律，气体温度降低，内能减小；塑料瓶变扁，气体体积变小，外界对气体做功；再依据热力学料瓶变扁，气体体积变小，外界对气体做功；再依据热力学第一定律可判断气体向外放出热量，最终可确定气体内能减第一定律可判断气体向外放出热量，最终可确定气体内能减小，外界对其做功，要放出热量。小，外界对其做功，要放出热量。答案：答案：看法析看法析第29页第30页1.选对象选对象依据题意，选出所研究那一部分气体，这部分依据题意，选出所研究那一部分气体，这部分 气体在状态改变过程中，其质量必须保持一定。气体在状态改变过程中，其质量必须保持一定。2找参量找参量找出作为研究对象这部分气体发生状态改变找出作为研究对象这部分气体发生状态改变前后一组前后一组p、V、T数值或表示式。压强确实定往往是个关数值或表示式。压强确实定往往是个关键，常需结协力学知识键，常需结协力学知识(如力平衡条件或牛顿运动定律如力平衡条件或牛顿运动定律)才才能写出表示式。能写出表示式。第31页3认过程认过程过程表示两个状态之间一个改变方式，除过程表示两个状态之间一个改变方式，除题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要经过题中条件已直接指明外，在许多情况下，往往需要经过对研究对象跟周围环境相互关系分析才能确定。认清改对研究对象跟周围环境相互关系分析才能确定。认清改变过程是正确选取物理规律前提。变过程是正确选取物理规律前提。4列方程列方程依据研究对象状态改变详细方式，选取气依据研究对象状态改变详细方式，选取气体状态方程或某一试验定律，代入详细数值，求出结果，体状态方程或某一试验定律，代入详细数值，求出结果，最终分析讨论所得结果合理性及其物理意义。最终分析讨论所得结果合理性及其物理意义。第32页3如图如图102所表示，有一装满水蒸气高压锅，所表示，有一装满水蒸气高压锅，容积为容积为V1，此时高压锅喷嘴恰好不向外喷，此时高压锅喷嘴恰好不向外喷气，已知喷嘴上盖帽质量为气，已知喷嘴上盖帽质量为m，喷嘴，喷嘴口径为口径为d，当我们取下盖帽，在喷嘴上套一，当我们取下盖帽，在喷嘴上套一 图图102个气球时个气球时(假设喷嘴与气球接触良好假设喷嘴与气球接触良好)，在对气球充气瞬间，在对气球充气瞬间认为气体温度不变，大气压为认为气体温度不变，大气压为p0。则怎样求出被吹起气球。则怎样求出被吹起气球最大致积？最大致积？(不计气球膨胀而产生附加压强不计气球膨胀而产生附加压强)第33页答案：答案：看法析看法析第34页第35页第36页命题视角命题视角1 已知气泡内气体密度为已知气泡内气体密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为，平均摩尔质量为0.029 kg/mol。阿伏加德罗常数。阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，取气，取气体分子平均直径为体分子平均直径为21010 m，若气泡内气体能完全变为液，若气泡内气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积比值。体，请估算液体体积与原来气体体积比值。(结果保留一位结果保留一位有效数字有效数字)第37页 答案答案 1101104 4 第38页命题视角命题视角2 利用油膜法能够粗略地测出阿伏加德罗常数，把密度利用油膜法能够粗略地测出阿伏加德罗常数，把密度0.8103 kg/m3某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油体积已知这滴油体积V0.5103 cm3形成油膜面积为形成油膜面积为S0.7 m2，油摩尔质量为油摩尔质量为M0.09 kg/mol。若把油膜看成是单分子层，。若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：每个油分子看成球形，那么：(计算结果保留一位有效数字计算结果保留一位有效数字)(1)油分子直径是多少？油分子直径是多少？(2)由以上数据能够粗略地测出阿伏加德罗常数由以上数据能够粗略地测出阿伏加德罗常数NA是多少？是多少？第39页自主尝试自主尝试(1)油分子直径为油分子直径为dV/S0.5103106/0.7 m71010 m(2)油摩尔体积为油摩尔体积为VAM/每个油分子体积为每个油分子体积为V04R3/3d3/6所以阿伏加德罗常数为所以阿伏加德罗常数为NAVA/V0由以上各式解得由以上各式解得NA(M/)/(d3/6)6M/(d3)61023 mol1。答案答案(1)71010 m(2)61023 mol1第40页冲关锦囊冲关锦囊(1)固体、液体分子看作球体固体、液体分子看作球体(或立方体或立方体)，分子能够认为紧，分子能够认为紧靠在一起。靠在一起。(2)状态改变时分子数不变。状态改变时分子数不变。(3)阿伏加德罗常数是宏观量和微观量间桥梁，计算时要抓阿伏加德罗常数是宏观量和微观量间桥梁，计算时要抓 住与其相关三个量即摩尔质量、摩尔体积和物质量。住与其相关三个量即摩尔质量、摩尔体积和物质量。第41页第42页命题视角命题视角1(1)若一气泡从湖底上升到湖面过程中温度保持不变，若一气泡从湖底上升到湖面过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中气体，以下说法正确是则在此过程中关于气泡中气体，以下说法正确是_。(填写选项前字母填写选项前字母)A气体分子间作用力增大气体分子间作用力增大B气体分子平均速率增大气体分子平均速率增大C气体分子平均动能减小气体分子平均动能减小D气体组成系统熵增加气体组成系统熵增加第43页(2)若将气泡内气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖若将气泡内气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面过程中，对外界做了面过程中，对外界做了0.6 J功，则此过程中气泡功，则此过程中气泡_(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)热量是热量是_J。气泡抵。气泡抵达湖面后，温度上升过程中，又对外界做了达湖面后，温度上升过程中，又对外界做了0.1 J功，同功，同时吸收了时吸收了0.3 J热量，则此过程中，气泡内气体内能增加热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了了_J。第44页规范解题规范解题(1)气泡上升过程气泡内压强减小，温度不变，气泡上升过程气泡内压强减小，温度不变，由玻意耳定律知，上升过程中体积增大，微观上表达为分由玻意耳定律知，上升过程中体积增大，微观上表达为分子间距增大，分子间作用力减小，由温度不变可知气体分子间距增大，分子间作用力减小，由温度不变可知气体分子平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增子平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。大。D项正确。项正确。(2)本题从热力学第一定律入手，抓住理想气体内能只与温本题从热力学第一定律入手，抓住理想气体内能只与温度相关特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由度相关特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律热力学第一定律UQW，气体对外做功，气体对外做功0.6 J，则一定，则一定同时从外界吸收热量同时从外界吸收热量0.6 J，才能确保内能不变。而温度上，才能确保内能不变。而温度上升过程，气体从外界吸热升过程，气体从外界吸热0.3 J，又对外做功，又对外做功0.1 J，所以内，所以内能增加了能增加了0.2 J。答案答案(1)D(2)吸收吸收0.60.2第45页命题视角命题视角2(1)以下说法中正确是以下说法中正确是_。A“油膜法估测分子大小油膜法估测分子大小”试验中，估算油酸分子直径试验中，估算油酸分子直径用是油酸酒精溶液体积除以油膜面积用是油酸酒精溶液体积除以油膜面积B在一定温度下，饱和汽分子数密度是一定，与体在一定温度下，饱和汽分子数密度是一定，与体积无关积无关C雨后叶子表面上小水珠靠近球形主要是液体表面张雨后叶子表面上小水珠靠近球形主要是液体表面张力作用结果力作用结果D第一类永动机不可能制成原因是不符合热力学第二第一类永动机不可能制成原因是不符合热力学第二定律定律第46页(2)一定质量理想气体从外界吸收了一定质量理想气体从外界吸收了4.2105 J热量，同时气体热量，同时气体对外做了对外做了6.0105 J功，问功，问理想气体内能怎样改变？理想气体内能怎样改变？这部分理想气体压强怎样改变？这部分理想气体压强怎样改变？(回答回答“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)若这种气体摩尔质量是若这种气体摩尔质量是32 g/mol，则，则0.48 g该种气体内包含该种气体内包含有多少个分子？有多少个分子？(阿伏加德罗常数取阿伏加德罗常数取6.021023 mol1，结果保，结果保留两位有效数字留两位有效数字)第47页自主尝试自主尝试(1)“油膜法估测分子大小油膜法估测分子大小”试验中，估算油酸分试验中，估算油酸分子直径是用纯油酸体积除以油膜面积，选项子直径是用纯油酸体积除以油膜面积，选项A错；错；依据饱和汽性质知，选项依据饱和汽性质知，选项B正确；液体因为有表面张力使液正确；液体因为有表面张力使液体表面绷紧，选项体表面绷紧，选项C正确；第一类永动机不可能制成原因是正确；第一类永动机不可能制成原因是不符合热力学第一定律，即能量守恒定律，选项不符合热力学第一定律，即能量守恒定律，选项D错。错。第48页答案答案(1)BC(2)降低降低1.8105 J减小减小9.01021个个第49页冲关锦囊冲关锦囊(1)应用热力学第一定律时，必须了解它物理意义，掌握应用热力学第一定律时，必须了解它物理意义，掌握它符号法则。假如事先不能确定正负，能够先假定它为它符号法则。假如事先不能确定正负，能够先假定它为正，在计算出结果以后再作判断。同时注意特殊过程含正，在计算出结果以后再作判断。同时注意特殊过程含义，如绝热过程义，如绝热过程Q0，体积不变，体积不变W0。(2)对理想气体，因分子间无相互作用力，分子势能为对理想气体，因分子间无相互作用力，分子势能为0，所以理想气体内能只跟温度高低和分子个数相关。所以理想气体内能只跟温度高低和分子个数相关。第50页第51页命题视角命题视角1 (新课标全国卷新课标全国卷)如图如图103，一上端开口、，一上端开口、下端封闭细长玻璃管，下部有长下端封闭细长玻璃管，下部有长l166 cm水水银柱，中间封有长银柱，中间封有长l26.6 cm空气柱，上部有长空气柱，上部有长l3 44 cm水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。水银柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为已知大气压强为p076 cmHg。假如使玻璃管绕底。假如使玻璃管绕底端在竖直平面内迟缓地转动一周，求在开口向下端在竖直平面内迟缓地转动一周，求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱长度。封入和转回到原来位置时管中空气柱长度。封入气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。图气体可视为理想气体，在转动过程中没有发生漏气。图103第52页规范解题规范解题设玻璃管开口向上时，空气柱压强为设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1p0gl3式中，式中，和和g分别表示水银密度和重力加速度。分别表示水银密度和重力加速度。玻璃管开口向下时，原来上部水银有一部分会流出，封闭端玻璃管开口向下时，原来上部水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。设此时开口端剩下水银柱长度为会有部分真空。设此时开口端剩下水银柱长度为x，则，则p2gl1，p2gxp0式中，式中，p2为管内空气柱压强。由玻意耳定律得为管内空气柱压强。由玻意耳定律得p1(Sl2)p2(Sh)第53页式中，式中，h是此时空气柱长度，是此时空气柱长度，S为玻璃管横截面积。为玻璃管横截面积。由由式和题给条件得式和题给条件得h12 cm从开始转动一周后，设空气柱压强为从开始转动一周后，设空气柱压强为p3，则，则p3p0gx由玻意耳定律得由玻意耳定律得p1(Sl2)p3(Sh)式中，式中，h是此时空气柱长度。由是此时空气柱长度。由式得式得h9.2 cm答案答案12 cm9.2 cm第54页命题视角命题视角2 (海南高考海南高考)(1)关于空气湿度，以下说法正确是关于空气湿度，以下说法正确是_(填入正确选项前字母填入正确选项前字母)。A当人们感到潮湿时，空气绝对湿度一定较大当人们感到潮湿时，空气绝对湿度一定较大B当人们感到干燥时，空气相对湿度一定较小当人们感到干燥时，空气相对湿度一定较小C空气绝对湿度用空气中所含水蒸汽压强表示空气绝对湿度用空气中所含水蒸汽压强表示D空气相对湿度定义为水饱和蒸汽压与相同温度时空空气相对湿度定义为水饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气压强之比气中所含水蒸气压强之比第55页(2)如图如图104，容积为，容积为V1容器内容器内充有压缩空气。容器与水银压强计充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银管相连。气阀关闭时，两管中水银 图图104面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气体积为面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气体积为V2。打开。打开气阀，左管中水银下降；迟缓地向上提右管，使左管中水银气阀，左管中水银下降；迟缓地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面高度差为面回到原来高度，此时右管与左管中水银面高度差为h。已。已知水银密度为知水银密度为，大气压强为，大气压强为p0，重力加速度为，重力加速度为g；空气可视；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气压为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气压强强p1。第56页自主尝试自主尝试(1)相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大相对湿度越大，人感觉越潮湿，相对湿度大时，绝对湿度不一定大，故时，绝对湿度不一定大，故A错误；相对湿度较小时，使人错误；相对湿度较小时，使人感觉干燥，故感觉干燥，故B正确。用空气中水蒸汽压强表示湿度叫做空正确。用空气中水蒸汽压强表示湿度叫做空气绝对湿度，用空气中水蒸汽压强与同一温度时水饱和气压气绝对湿度，用空气中水蒸汽压强与同一温度时水饱和气压之比叫做相对湿度，故之比叫做相对湿度，故C正确，正确，D错误。错误。第57页第58页冲关锦囊冲关锦囊 在应用气体试验定律和理想气体状态方程处理相关气体在应用气体试验定律和理想气体状态方程处理相关气体问题时，应注意以下几点：问题时，应注意以下几点：(1)首先确定所选取研究对象初末状态状态参量。首先确定所选取研究对象初末状态状态参量。(2)依据状态改变规律选取适当状态方程列式。依据状态改变规律选取适当状态方程列式。(3)气柱长度改变和压强改变之间数量关系。气柱长度改变和压强改变之间数量关系。第59页点击下列图进入点击下列图进入第60页