（名师导学）2020版高考物理总复习 第十三章 章末总结 提高课件 新人教版

章末总结提高热学部分在高考中主要从以下几方面考查：1．考查阿伏加德罗常数及分子大小、分子质量、分子数目等微观量的估算．2．考查分子的平均动能、热运动和布朗运动．3．考查晶体和非晶体的特点及液体表面张力产生的原因．4．气体实验定律的定量计算及图象的考查．5．热力学第一定律与理想气体状态方程定性分析的综合考查．6．考查热力学第二定律和能量守恒的综合运算．7．考查油膜法测分子直径大小的原理、操作步骤和数据的处理．1．(2017·全国卷Ⅰ)(1)(多选)氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是______．A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大(2)如图，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．(ⅰ)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；(ⅱ)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；(ⅲ)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．【解析】(1)因气体分子总数目一定，A正确；由图可知，具有最大比例的速率区间，0℃时对应的速率小，故说明虚线为0℃的分布图象，所对应的平均动能较小，故C正确；实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度高，故为100℃时的情形，故B正确；图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故D错误；由图可知，在0～400m/s段内，100℃对应的占据的比例均小于与0℃时所占据的比值，因此100℃时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故E错误．(2)(ⅰ)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1，依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得p0V＝p1V1①(3p0)V＝p1(2V－V1)②联立①②式得V1＝V2③p1＝2p0④(ⅱ)打开K3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2(V2≤2V)时，活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得(3p0)V＝p2V2⑤由⑤式得p2＝3VV2p0⑥由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为p2′＝32p0(ⅲ)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300K升高到T2＝320K的等容过程中，由查理定律得p2′T1＝p3T2⑦将有关数据代入⑦式得p3＝1.6p0⑧【答案】(1)ABC(2)见解析2．(2017·全国卷Ⅱ)(1)(多选)如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空．现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸．待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积．假设整个系统不漏气．下列说法正确的是________．A．气体自发扩散前后内能相同B．气体在被压缩的过程中内能增大C．在自发扩散过程中，气体对外界做功D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功E．气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变(2)一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb.已知空气在1个大气压、温度T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g.(i)求该热气球所受浮力的大小；(ii)求该热气球内空气所受的重力；(iii)设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量．【解析】(1)气体向真空扩散过程中不对外做功，且又因为汽缸绝热，可知气体自发扩散前后内能相同，选项A正确，C错误；气体在被压缩的过程中活塞对气体做功，因汽缸绝热，则气体内能增大，选项B、D正确；气体在被压缩的过程中，因气体内能增加，则温度升高，气体分子的平均动能增加，选项E错误；故选ABD.(2)(i)设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为ρ0＝mV0①在温度为T时的体积为VT，密度为ρT＝mVT②由盖－吕萨克定律得V0T0＝VTT③联立①②③式得ρT＝ρ0T0T④气球所受到的浮力为f＝ρTbgV⑤联立④⑤式得f＝Vgρ0T0Tb⑥(ii)气球内热空气所受的重力为G＝ρTaVg⑦联立④⑦式得G＝Vgρ0T0Ta⑧(iii)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件得mg＝f－G－m0g⑨联立⑥⑧⑨式得m＝Vρ0T01Tb－1Ta－m0⑩【答案】(1)ABD(2)见解析3．(2017·全国卷Ⅲ)(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到初态a.下列说法正确的是________．A．在过程ab中气体的内能增加B．在过程ca中外界对气体做功C．在过程ab中气体对外界做功D．在过程bc中气体从外界吸收热量E．在过程ca中气体从外界吸收热量(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l，顶端封闭，K2上端与待测气体连通；M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通．开始测量时，M与K2相通；逐渐提升R，直到K2中水银面与K1顶端等高，此时水银已进入K1，且K1中水银面比顶端低h，如图(b)所示．设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变，已知K1和K2的内径均为d，M的容积为V0，水银的密度为ρ，重力加速度大小为g.求：(i)待测气体的压强；(ii)该仪器能够测量的最大压强．【解析】(1)过程ab，温度T增加，内能增加，A正确；过程ca，体积V减小，外界对气体做功，B正确；过程ab，体积V不变，气体不做功，C不正确；过程bc，温度T不变，ΔU＝0，体积V增加，W0，由热力学第一定律：ΔU＝Q＋W，所以Q0，D正确；过程ca，体积V减小，W0，温度T减小，ΔU0，由热力学第一定律：ΔU＝Q＋W，所以Q0，E不正确．(2)(i)选择M与K1内部气体为研究对象，设稀薄气体压强为p0，初始状态由理想气体状态方程有，p0V0＋lST＝C①其中，C为定值，S＝14πd2设末状态时研究对象压强为p1，末状态时由理想气体状态方程有，p1hST＝C②由连通器原理有：p1＝p0＋ρgh③联立以上方程可解出：p0＝πρgh2d24V0＋πd2l－h(ii)随着h的增加，p0单调递增，由题意有，当h＝l时是该仪器能够测量的最大压强，即，pmax＝πρgl2d24V0【答案】(1)ABD(2)(i)p0＝πρgh2d24V0＋πd2l－h(ii)pmax＝πρgl2d24V04．(2018·全国卷Ⅰ)(1)(多选)如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e.对此气体，下列说法正确的是________．A．过程①中气体的压强逐渐减小B．过程②中气体对外界做正功C．过程④中气体从外界吸收了热量D．状态c、d的内能相等E．状态d的压强比状态b的压强小(2)如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K.开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0.现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为V8时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了V6.不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g.求流入汽缸内液体的质量．【解析】(1)过程①中气体做等容变化，温度升高，根据查理定律pT＝C知气体的压强逐渐增大，故A错误；过程②中气体体积增大，气体对外界做正功，故B正确；过程④中气体做等容变化，气体不做功，温度降低，气体内能减少，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q知气体向外界放出热量，故C错误；状态c、d的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态c、d的内能相等，故D正确；连接bO和dO，根据数学知识可知状态d的VT值大于状态b的VT值，根据理想气体状态方程pVT＝C知状态d的压强比状态b的压强小，故E正确．(2)设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为V1，压强为p1；下方气体的体积为V2，压强为p2.在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得p0V2＝p1V1①p0V2＝p2V2②由已知条件得V1＝V2＋V6－V8＝1324V③V2＝V2－V6＝V3④设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得p2S＝p1S＋mg⑤联立以上各式得m＝15p0S26g⑥【答案】(1)BDE(2)见解析5．(2016·全国卷Ⅱ)(1)(多选)关于热力学定律，下列说法正确的是__________．A．气体吸热后温度一定升高B．对气体做功可以改变其内能C．理想气体等压膨胀过程一定放热D．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡(2)在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σr，其中σ＝0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升．已知大气压强p0＝1.0×105Pa，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g＝10m/s2.(i)求在水下10m处气泡内外的压强差；(ii)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．【解析】(1)根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，说法A错误．改变物体内能的方式有做功和传热，对气体做功可以改变其内能，说法B正确．理想气体等压膨胀对外做功，根据pVT＝恒量知，膨胀过程一定吸热，说法C错误．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，说法D正确．两个系统达到热平衡时，温度相等，如果这两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，说法E正确．故选B、D、E.(2)(ⅰ)当气泡在水下h＝10m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1，则Δp1＝2σr1①代入题给数据得Δp1＝28Pa②(ⅱ)设气泡在水下10m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为Δp2，其体积为V2，半径为r2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2③由力学平衡条件有p1＝p0＋ρgh＋Δp1④p2＝p0＋Δp2⑤气泡体积V1和V2分别为V1＝43πr31⑥V2＝43πr32⑦联立③④⑤⑥⑦式得r1r23＝p0＋Δp2ρgh＋p0＋Δp1⑧由②式知，Δpi≪p0，i＝1，2，故可略去⑧式中的Δpi项．代入题给数据得r2r1＝32≈1.3⑨【答案】(1)BDE(2)见解析6．(2016·全国卷Ⅲ)(1)(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是________．A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加(2)一U形玻璃管竖直放置，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