2019年高考物理備考 藝體生百日突圍系列 專題15 固體、液體、氣體與能量守恒（含解析）.docx
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專題15固體、液體、氣體與能量守恒 第一部分 名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn)，試題在考查主干知識的同時，注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律，以選擇題的形式考查晶體和非晶體的特點、液體的表面張力、飽和汽與飽和汽壓、熱力學運動定律的理解等；以計算和問答題的形式結(jié)合氣體考查內(nèi)能、氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程、熱力學第一定律等； （1）考綱要求 知道晶體、非晶體的區(qū)別；理解表面張力，會解釋有關(guān)現(xiàn)象；掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態(tài)變化問題。知道改變內(nèi)能的兩種方式，理解熱力學第一定律；知道與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀物理過程的方向性，了解熱力學第二定律；掌握能量守恒定律及其應用． （2）命題規(guī)律 高考熱學命題的重點內(nèi)容有：理想氣體狀態(tài)方程和用圖象表示氣體狀態(tài)的變化；氣體實驗定律的理解和簡單計算；固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解。高考對本部分內(nèi)容考查的重點和熱點有以下幾個方面：熱力學定律的理解和簡單計算，多以選擇題的形式出現(xiàn)。 第二部分知識背一背 （1）晶體與非晶體 單晶體 多晶體 非晶體 外形 規(guī)則 不規(guī)則 不規(guī)則 熔點 確定 確定 不確定 物理性質(zhì) 各向異性 各向同性 各向同性 典型物質(zhì) 石英、云母、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香 形成與 轉(zhuǎn)化 有的物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的形態(tài)．同一物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體 （2）液體的性質(zhì) ① 液體的表面張力： (a)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢． (b)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直． ② 液晶的物理性質(zhì):(a)具有液體的流動性;(b)具有晶體的光學各向異性．(c)從某個方向上看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的． (3)飽和汽 濕度 ①飽和汽與未飽和汽 ②飽和汽壓 ③濕度:絕對濕度；相對濕度 （4）氣體實驗定律 玻意耳定律 查理定律 蓋—呂薩克定律 內(nèi)容 一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比 一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強與熱力學溫度成正比 一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強不變的情況下，其體積與熱力學溫度成正比 表 達 式 p1V1＝p2V2 圖象 （5）理想氣體的狀態(tài)方程 一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程：；氣體實驗定律可看做一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程的特例． （6） 熱力學第一定律 ①內(nèi)容：一個熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它所做的功的和． ②表達式：ΔU＝Q＋W. （7） 能量守恒定律 ①內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律． ②任何違背能量守恒定律的過程都是不可能的，不消耗能量而對外做功的第一類永動機是不可能制成的． （8）熱力學第二定律 ①兩種表述 (a)第一種表述：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(克勞修斯表述)． (b)第二種表述：不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(開爾文表述)． ②第二類永動機是指設想只從單一熱庫吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響的熱機．這類永動機不可能制成的原因是違背了熱力學第二定律． 第三部分 技能+方法 一、氣體的壓強 ①求用固體(如活塞)或液體(如液柱)封閉在靜止的容器內(nèi)的氣體壓強，應對固體或液體進行受力分析，然后根據(jù)平衡條件求解． ②當封閉氣體所在的系統(tǒng)處于力學非平衡的狀態(tài)時，欲求封閉氣體的壓強，首先選擇恰當?shù)膶ο?如與氣體關(guān)聯(lián)的液柱、活塞等)，并對其進行正確的受力分析(特別注意內(nèi)、外氣體的壓力)，然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解． ③對于平衡狀態(tài)下的水銀柱，選取任意一個液片，其兩側(cè)面的壓強應相等． 二、應用氣體實驗定律或氣體狀態(tài)方程解題的步驟 ①選對象——根據(jù)題意，選出所研究的某一部分氣體，這部分氣體在狀態(tài)變化過程中，其質(zhì)量必須保持一定。 ②找參量——找出作為研究對象的這部分氣體發(fā)生狀態(tài)變化前后的一組p、V、T數(shù)值或表達式，壓強的確定往往是個關(guān)鍵，常需結(jié)合力學知識(如力的平衡條件或牛頓運動定律)才能寫出表達式。 ③認過程——過程表示兩個狀態(tài)之間的一種變化方式，除題中條件已直接指明外，在許多情況下，往往需要通過對研究對象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系的分析才能確定。認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提。 ④列方程——根據(jù)研究對象狀態(tài)變化的具體方式，選用氣體方程或某一實驗定律，代入具體數(shù)值，最后分析討論所得結(jié)果的合理性及其物理意義。 三、解決多汽缸問題的方法 兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題，解答時應分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解。 四、用圖象法分析氣體的狀態(tài)變化 類別圖線 特點 舉例 p—V pV＝CT(其中C為恒量)，即pV之積越大的等溫線，溫度越高，線離原點越遠 p— 斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高 p—T ，斜率，即斜率越大，體積越小 V—T ，斜率，即斜率越大，壓強越小 五、對熱力學第一定律的理解及應用 ①熱力學第一定律不僅反映了做功和熱傳遞這兩種方式改變內(nèi)能的過程是等效的，而且給出了內(nèi)能的變化量和做功與熱傳遞之間的定量關(guān)系． ②對公式ΔU＝Q＋W符號的規(guī)定 符號 W Q ΔU ＋ 外界對物體做功 物體吸收熱量 內(nèi)能增加 － 物體對外界做功 物體放出熱量 內(nèi)能減少 ③三種特殊情況 (a)若過程是絕熱的，則Q＝0，W＝ΔU，外界對物體做的功等于物體內(nèi)能的增加量． (b)若過程中不做功，即W＝0，則Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量． (c)若過程的始末狀態(tài)物體的內(nèi)能不變，即ΔU＝0，則W＋Q＝0或W＝－Q.外界對物體做的功等于物體放出的熱量． 特別提醒：對理想氣體，ΔU僅由溫度決定，W僅由體積決定，絕熱情況下，Q=0. 六、熱力學第二定律的理解 熱量Q能自發(fā)傳給 熱量Q不能自發(fā)傳給 高溫物體 低溫物體 能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為 不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化 功 熱量 能自發(fā)膨脹到 不能自發(fā)收縮到 氣體體積V1 氣體體積V2(較大) 能自發(fā)混合成 不能自發(fā)分離成 不同氣體A和B 混合氣體AB 第四部分 基礎練+測 1．以下說法正確的是 A．氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān) B．在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內(nèi)能也保持不變 C．懸浮在液體中的微粒運動的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性 D．當分子間的引力和斥力平衡時，分子勢能最小 E. 若一定質(zhì)量的理想氣體溫度升高，則氣體分子的平均動能一定增大 【答案】 CDE 【解析】 【詳解】 A、氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)及溫度有關(guān)，故A錯； B、在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，則動能不變，吸收的熱量轉(zhuǎn)化為分子勢能，所以內(nèi)能增大，故B錯； C、懸浮在液體中的微粒受到液體分子的碰撞，所以微粒運動的無規(guī)則性，間接地反映了液體分子運動的無規(guī)則性，故C對； D、當r
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