专题六 热学（选修） —人教版高考物理二轮复习教案

专题六
热学部分
【复习目标】
1.进一步熟悉分子动理论、固体、液体、气体的特点及理想气体状态方程；理解并熟练掌握热力学第一定律，进一步了解热力学第二定律。
2.熟练掌握气体状态方程和热力学第一定律的应用方法
3.进一步体会宏观的热现象与分子动理论之间的关系，了解统计方法在热现象研究中的应用。
【复习重难点】
1.重点：分子动理论、气体实验定律及热力学第一定律的应用等
2.难点：气体状态方程的具体应用。
【复习方法】
讲授法、自主复习法、讨论法、练习法等。
【课时安排】
2课时
【教学过程】
第一课时
选择题型知识点概述
一.知识点复习提要：
1.扩散现象、布朗运动等实验基础；认识物体的内能及分子势能、分子力与分子间距的关系。
2.晶体、非晶体、液晶等特征；液体表面张力、饱和汽压、空气湿度等。
3.热力学第一定律的内容和表达式。
4.热力学第二定律的表述和微观意义
二.例题解析及解题指导：
1.必须熟悉常见常考的知识点：
（1）扩散现象是物质分子永不停息的做无规则运动的直接证明，而布朗运动并不是分子的热运动，但布朗运动能间接反映液体分子无规则的热运动且布朗粒子越小、温度越高，布朗运动越显著。
(
r
A
A
F
A
A
0
A
A
r
0
分子合力
A
A
分子力
斥力
引力
)
(
r
A
A
E
p
0
A
A
r
0
分子势能
A
A
分子力
)（2）分子间作用力、分子势能与分子间距关系两类曲线
（3）晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；单晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体和多晶体表现为各向同性；液晶既有液体的流动性，而其光学性质又具有各向异性。
（4）空气的绝对湿度是指空气中所含水蒸气的压强，而相对湿度是指空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比，即：。影响蒸发快慢以及影响人对干爽和潮湿感受的因素与相对湿度有关，相对湿度越大，蒸发的越慢，人感到越潮湿。
（5）热力学第一定律：。温度是分子平均动能的标志，理想气体的内能只与温度有关。
（6）热力学第二定律的表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体；
不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
第二类永动机不可能制成；
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，即熵增加原理。
2.常见例题解析：
例1.
(多选)以下说法正确的是(　　)
A.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距
B.功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程
C.用油膜法估测分子直径的实验中，把用酒精稀释过的油酸滴在水面上，待测油酸面扩散后又收缩的原因是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复以及酒精挥发后液面收缩
D.液晶具有液体的流动性又具有晶体的各向异性，从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的
E．温度高的物体分子平均动能和内能一定大
例2.
(多选)下列说法正确的是(　　)
A.液面上部的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出
B.质量相等的80℃的液态萘和80℃的固态萘相比，具有不同的分子势能
C.单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性
D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大
E.理想气体等温膨胀时从单一热源吸热可以全部用来对外做功，这一过程违反了热力学第二定律
例3.以下说法正确的是（
）
A.气体扩散现象表明气体分子间只存在斥力
B.高压气体的体积很难被压缩，表明高压气体分子间无间隙
C.热量总是自发地从分子平均动能较大的物体传递到分子平均动能较小的物体
D.液晶具有流动性，其光学性质表现为各向异性
E.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面存在表面张力
例4.
(多选)下列说法正确的是(　　)
A.气体从外界吸收热量,其内能不一定增加
B.液体的表面层的分子距离比液体内部要大些,分子力表现为引力
C.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能为零
D.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但它是制造不出来的
E.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越远离饱和汽压,水蒸发越慢
例5.下列叙述中正确的是(　　)
A.同一温度下气体分子速率呈现出“中间多,两头少”的分布规律
B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C.第二类永动机是不可能制造出来的,尽管它不违反热力学第一定律,但它违反热力学第二定律
D.物体熔化时吸热,分子平均动能不一定增加
E.只知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数就可以算出气体分子的体积
三.课后练习及课后复习
专题训练热学练习；预复习气体状态方程。
第二课时
气体状态方程
一.知识点复习提要：
1.理想气体的分子大小忽略不计，不计分子间的相互作用力，一定质量的气体的内能只与温度有关。
2气体的实验定律：
（1）气体的等温变化——玻意耳定律，其关系式为:
（2）气体的等容变化——查理定律，其关系式为:
（3）气体的等压变化——盖—吕萨克定律，其关系式为:
（4）克拉伯龙方程：
(
p
A
A
0
A
A
T
1
V
等温图象
T
2
T
2
>T
1
)
(
p
A
A
0
A
A
T
等容图象
V
2
>
V
1
V
1
V
2
)
(
V
A
A
0
A
A
T
等压图象
p
2
>
p
1
p
1
p
2
)（5）常见的图象：
二.解题指导及例题解析：
应用气体状态方程解题的基本步骤方法：
（1）明确研究的对象
（2）分析气体变化的具体过程（等温、等压、等容？）
（3）列气体状态方程及相关方程求解讨论。
熟练把握“活塞类”和
“水银柱类”两类问题中应用物体的平衡等力与运动的关系表示气体的压强的方法，及对这两类问题的应用处理。
例1：（2017·新课标Ⅰ卷）如图（1）所示，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27
℃，汽缸导热。
（1）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
（2）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；
(
B
A
A
K
3
A
图(1)
活塞
K
2
K
1
)（3）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20
℃，求此时活塞下方气体的压强。
例2：竖直放置的U形玻璃管，左端开口右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图（2）所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0
cmHg。环境温度不变。
(
活塞
图(2)
20cm
A
A
20cm
A
A
5cm
A
A
4cm
A
A
空气
水银
)
(
2
图(
3
)
p
A
A
0
A
A
M
V
1
N
)例3：一定量的理想气体从状态M可以经历过程1或者过
程2到达状态N，其p–V图象如图（3）。在过程1中，
气体始终与外界无热量交换；在过程2中，气体先经
历等容变化再经历等压变化。对于这两个过程，下列
说法正确的是_______。
A．气体经历过程1，其温度降低
B．气体经历过程1，其内能减小
C．气体在过程2中一直对外放热
D．气体在过程2中一直对外做功
E．气体经历过程1的内能改变量与经历过程2的相同
例4：底端封闭顶端开口长为L=0.96m的粗细均匀的玻璃管竖直放置，管内长为h=20cm水银柱与玻璃管间封闭一段长为l
=60cm的空气柱，此时空气柱的温度为27℃，如图（4）所示。现缓慢加热空气柱，水银柱缓慢上升。已知大气压强p0=76cmHg，试求：
（1）水银柱的顶端恰好与玻璃管顶端相平时，此时空气柱的温度是多少？
（2）空气柱的温度至少加热到多少可使水银柱全部排出玻璃管外？
（3）若保持温度不变，将玻璃管在竖直面内缓慢的旋转到开口朝下，
求空气柱的长度。
(
h
A
A
l
A
A
L
图(
4
)
)
三.专题六热学部分小结：
本专题属选修部分的选考内容，从最近几年的考题形式来看，共两个题目，其一是五选三的选择题，其二是有关气体方程的计算题。对于选择题主要考识记的一些，如分子力、布朗运动、晶体性质、内能，热力学第一定律、热力学第二定律等；而计算题的核心就是理性气体状态方程的考查，弄清楚研究对象和变化过程是解题的关键。
四.课后练习及课后复习
专题训练热学部分练习；预复习力学实验专题。
【专题六教后反思】
参考答案：
第一课时：
例1:ACD
例2:BCD
例3:
CDE
例4:ABD
例5:ACD
第二课时：
例1:
（1）V/2
2P0
(2)
气缸最顶端处
（3）1.6
P0
例2:
144cmHg
9.42cm
例3:
ABE
例4:
（1）107℃
（2）112.2℃
（3）86.6cm