高考物理二轮复习专题五光 电磁波 热学 近代物理第二讲热学课件(50页PPT)

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名称 高考物理二轮复习专题五光 电磁波 热学 近代物理第二讲热学课件(50页PPT)
格式 ppt
文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-02-06 00:00:00

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文档简介

(共50张PPT)
专题五 光 电磁波 热学 近代物理
第二讲 热学
要点1 分子动理论
2.分子间的作用力F
rr=r0 F=0,为平衡位置
r>r0 r增大,F表现为引力,先增大后减小
r>10r0 F=0
3.分子势能Ep
rr=r0 Ep最小,但不为零
r>r0 r增大,F做负功,Ep增大
r>10r0 Ep=0
要点2 气体
影响气体压强的微观和宏观因素
要点3 热力学定律
1.对热力学第一定律的理解
(1)改变物体内能的方式有两种,只知道一种改变方式无法确定内能的变化。
(2)热力学第一定律ΔU=Q+W中,W和Q的符号可以这样确定:只要此项改变对内能增加有正贡献,符号就为正。
(3)气体体积被压缩,外界对气体做功;体积膨胀,气体对外界做功。注意气体在真空中自由膨胀时,W=0。
2.对热力学第二定律的理解
热量可以由低温物体传到高温物体,也可以从单一热源吸收热量,使之全部转化为功,但这些过程不可能自发进行而不产生其他影响。
要点4 固体和液体
1.只有单晶体才可能具有各向异性,各向同性的固体也可能是晶体,有固定熔点的固体一定是晶体。
2.表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势,表面张力的方向跟液面相切。
热点题型1 热学基础
练1 (多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有(  )
A.没有固定的熔点
B.天然具有规则的几何形状
C.沿不同方向的导热性能相同
D.分子在空间上周期性排列
AC
解析:
玻璃是非晶体,组成非晶体的分子(或原子、离子)在空间上不呈规则周期性排列,D错误;非晶体没有规则的外形,B错误;非晶体的物理性质在各个方向上是相同的,C正确;非晶体没有固定的熔点,A正确。
练2 (2023·北京卷)夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体 (  )
A.分子的平均动能更小
B.单位体积内分子的个数更少
C.所有分子的运动速率都更小
D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
A
解析:
夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,A正确,C错误;由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,则单位体积内分子的个数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小,B、D错误。
练3 (2023·海南卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 (  )
A.分子间距离大于r0时,分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C.分子势能在r0处最小
D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小
C
解析:
分子间距离大于r0时,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离r0处过程中,引力做正功,分子势能减小,则在r0处分子势能最小;继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,C正确。
练4 (2025·山东卷)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示,若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零,则 (  )
A.只有r大于r0时,Ep为正
B.只有r小于r0时,Ep为正
C.当r不等于r0时,Ep为正
D.当r不等于r0时,Ep为负
C
解析:
两个分子间距离r等于r0时分子势能为零,从r0处随着距离的增大,此时分子间作用力表现为引力,分子间作用力做负功,故分子势能增大;从r0处随着距离的减小,此时分子间作用力表现为斥力,分子间作用力也做负功,分子势能也增大;故可知当r不等于r0时,Ep为正,C正确。
热点题型2 气体
考向1 关联气体问题
[例1] (2025·广东卷)如图是某铸造原理示意图,往气室注入空气增加压强,使金属液沿升液管进入已预热的铸型室,待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通,大气压强p0=1.0×105 Pa,铸型室底面积S1=0.2 m2,高度h1=0.2 m,底面与注气前气室内金属液面高度差H=0.15 m,柱状气室底面积S2=0.8 m2,注气前气室内气体压强为p0,金属液的密度ρ=5.0×103 kg/m3,重力加速度取g=10 m/s2,空气可视为理想气体,不计升液管的体积。
(1)求金属液刚好充满铸型室时,气室内金属液面下降的高度h2和气室内气体压强p1。
(2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封,且注气过程中铸型室内温度不变,求注气后铸型室内的金属液高度为h3=0.04 m时,气室内气体压强p2。
答案:(1)0.05 m 1.2×105 Pa (2)1.35×105 Pa
解析:
(1)根据体积关系S1h1=S2h2
可得下方液面下降高度h2=0.05 m
此时下方气体的压强p1=p0+ρg(h1+H+h2)
代入数据可得p1=1.2×105 Pa。
(2)初始时,上方铸型室气体的压强为p0,体积V=S1h1
当上方铸型室液面高为h3=0.04 m时,体积为V′=S1(h1-h3)
根据玻意耳定律有p0V=p′V′
可得此时上方铸型室液面高为h3=0.04 m时,气体的压强为p′=
解析:
1.25×105 Pa
同理根据体积关系有S1h3=S2h4
可得下方气室液面下降的高度h4=0.01 m
此时下方气室内气体压强p2=p′+ρg(H+h3+h4)
代入数据可得p2=1.35×105 Pa。
处理关联气体问题的思路
考向2 变质量问题
[例2] (2023·湖南卷)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示,刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成,连杆AB与助力活塞固定为一体,驾驶员踩刹车时,在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接,通过抽气降低助力气室压强,利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时,K1打开,K2闭合,抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动,助力气室中的气体充满抽气气室,达到两气室压强相等;然后,K1闭合,K2打开,抽气活塞向下运动,抽气气室中的全部气体从K2排出,完成一
次抽气过程。已知助力气室容积为V0,初始压强等于外部大气压强p0,助力活塞横截面积为S,抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中,助力活塞保持不动,气体可视为理想气体,温度保持不变。
(1)求第1次抽气之后助力气室内的压强p1;
(2)第n次抽气后,求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF。
答案:
解析:
解析:
练5 (2025·海南卷)竖直放置的汽缸内,活塞横截面积S=0.01 m2,活塞质量不计,活塞与汽缸无摩擦,最初活塞静止,缸内气体T0=300 K,V0=5×10-3 m3,大气压强p0=1×105 Pa,g=10 m/s2。
(1)若加热活塞缓慢上升,体积变为V1=7.5×10-3 m3,
求此时的温度T1;
(2)若往活塞上放m=25 kg的重物,保持温度T0不变,求稳定之后,气体的体积V2。
答案:(1)450 K (2)4×10-3 m3
解析:
(1)最终汽缸内气体的压强;
(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
答案:
解析:
解析:
热点题型3 热力学第一定律和气体定律的综合应用
1.气体等压变化中,气体对外做功大小为W=pΔV,也可用W=pΔV定性分析。
2.非等压变化可用p-V图像中图线与V轴包围的面积表示气体做的功。
[例3] (2025·陕晋青宁卷)某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8×105 Pa~3.5×105 Pa。卡车行驶过程中,一般胎内气体的温度会升高,体积及压强也会增大。若某一行驶过程中胎内气体压强p随体积V线性变化如图所示,温度T1为300 K时,体积V1和压强p1分别为0.528 m3、3.0×105 Pa;当胎内气体温度升高到T2为350 K时,体积增大到V2为0.560 m3,气体可视为理想气体。
(1)求此时胎内气体的压强p2;
(2)若该过程中胎内气体吸收的热量Q为7.608×104 J,求胎内气体的内能增加量ΔU。
答案:(1)3.3×105 Pa (2)6.6×104 J
解析:
练7 (2025·安徽卷)在恒温容器内的水中,让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气,球内气体(可视为理想气体)温度不变,则气球上升过程中,球内气体 (  )
A.对外做功,内能不变
B.向外放热,内能减少
C.分子的平均动能变小
D.吸收的热量等于内能的增加量
A
解析:
根据题意可知,气球缓慢上升的过程中,气体温度不变,则气体的内能不变,分子的平均动能不变,气体压强减小,根据理想气体方程可知气体的体积变大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,由于气体的内能不变,则吸收的热量与气体对外做的功相等,A正确。
练8 (2024·山东卷)一定质量理想气体经历如图所示的循环过程,a→b过程是等压过程,b→c过程中气体与外界无热量交换,c→a过程是等温过程。下列说法正确的是 (  )
A.a→b过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B.b→c过程,气体对外做功,内能增加
C.a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D.a→b过程,气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
C
解析:
a→b过程压强不变,是等压变化且体积增大,气体对外做功,W<0,由盖吕萨克定律可知Tb>Ta,即内能增大,ΔUab>0,根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知a→b过程,气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功,另一部分用于增加内能,A错误;b→c过程中气体与外界无热量交换,即Qbc=0,又由气体体积增大可知Wbc<0,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知气体内能减少,B错误;c→a过程为等温过程,可知Tc=Ta,ΔUac=0,根据热力学第一定律可知a→b→c过程,气体从外界吸收的热量全部用于对外做功,C正确;根据热力学第一定律结合上
解析:
述解析可知:a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU=0,整个过程气体对外做功,因此热力学第一定律可得ΔU=Qab-Qca-W=0,故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量-Qca,D错误。
“关联思维法”解决多类图像之间的转换问题
[例] (多选)(2025·广东湛江模拟)目前市场上销售的家用轿车绝大多数发动机都是四冲程内燃机,四冲程内燃机是利用奥托循环原理进行工作。其中压缩气体冲程和气体膨胀推动活塞对外做功冲程由于活塞运行迅速,可认为这两个冲程气体发生绝热变化,因此吸入汽缸内的封闭气体工作过程可简化为两个绝热过程和两个等容过程,如图所示为一定质量理想气体模拟奥托循环变化所经历的过程,则与p-V图像相对应的p-T图像、VT图像正确的是(  )
AD
解析:
解析:
由于V不变,p-T图线是过原点的直线,在V-T图中,图像为与横轴平行的直线;c→d过程气体膨胀对外做功,压强减小,体积增大,依题意该过程变化迅速,为绝热变化,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,气体内能减小,气体温度降低,在p-T图中由于V增大,图线上点与原点连线斜率逐渐减小,在V-T图中由于p减小,图线上点与原点连线斜率增大;d→a过程气体等容降压,可知气体温度降低,在p-T图中由于V不变,p-T图线是过原点的直线,在VT图中,图像为与横轴平行的直线;由题图线可知c→d变化图线比a→b变化图线偏离原点更远,可知d状态温度高于b状态温度。综上所述,A、D正确。
[真题提升] (2023·辽宁卷)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是 (  )
B
解析:
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