2020年5月教科版理综物理名师指点复习精品：选修3-3 热学

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考点内容
要求
高考(全国卷)三年命题情况对照分析
2016
2017 2018 命题分析
分子
动理
论与
统计
观点
分子动理论的基本观点和实验依据
Ⅰ
卷Ⅰ·T 33(1)：内能
及热力学定律
T 33(2)：水下气泡内外压强
卷Ⅱ·T 33(1)：气体状态变化及图象
T 33(2)：等温下的变质量问题
卷Ⅲ·T 33(1)：内能 T 33(2)：活塞与液柱封闭关联气体
的多过程问题
卷Ⅰ·T 33(1)：分子动理论、温度
T 33(2)：活塞封闭的两部分气体的状态变化
卷Ⅱ·T 33(1)：内能、热力学第一定律
T 33(2)：热气球的受力平衡
卷Ⅲ·T 33(1)：p －
V 图象、热力学第
一定律
T 33(2)：水银封闭气体的状态变化
卷Ⅰ·T 33(1)：
V －T 图象、
热力学第一定律
T 33(2)：理想气体实验定律
卷Ⅱ·T 33(1)：实际气体的内能
T 33(2)：查理定律、盖—吕萨克定律
卷Ⅲ·T 33(1)：
p －V 图象、
热力学第一
1.以选择题的形式考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体
的特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、内能、p －V 图象、V －T 图
象等、热力学第二定律的理解等。

2.以计算和问答题
的形式结合气体考查内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等。

阿伏加德罗常数
Ⅰ
气体分子运动速率
的统计分布
Ⅰ
温度、内能 Ⅰ
固体、
液体
与气
体
固体的微观结构、晶体和非晶体
Ⅰ
液晶的微观结构
Ⅰ
液体的表面张力现
象
Ⅰ
气体实验定律 Ⅱ
理想气体 Ⅰ
2
饱和蒸汽、未饱和蒸汽、饱和蒸汽压
Ⅰ
定律
T 33(2)：玻意
耳定律
相对湿度
Ⅰ
热力学定律与
能量守恒
热力学第一定律 Ⅰ
能量守恒定律 Ⅰ
热力学第二定律 Ⅰ
实验
用油膜法估测分子的大小
(说明：要求会正确使用温度计)
第1讲分子动理论内能
知识排查
分子动理论
1.物体是由大量分子组成的
(1)分子的大小
①分子直径：数量级是10－10m；
②分子质量：数量级是10－26 kg；
③测量方法：油膜法。

(2)阿伏加德罗常数：1 mol任何物质所含有的粒子数，N A＝6.02×1023mol－1。

2.分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。

(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行。

(2)布朗运动：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。

3.分子力：分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快。

(1)r＝r0，F引＝F斥，F＝0
(2)r＞r0，F引＞F斥，F为引力
(3)r＜r0，F引＜F斥，F为斥力
3
温度
1.意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上表示物体中分子平均动能的大小)。

2.两种温标
(1)摄氏温标和热力学温标的关系T＝t＋273.15__K；
(2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值。

内能
1.分子动能
(1)意义：分子动能是分子做热运动所具有的能；
(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值。

温度是分子平均动能的标志。

2.分子势能
4
(1)意义：由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能。

(2)分子势能的决定因素
①微观上：决定于分子间距离和分子排列情况；
②宏观上：决定于体积和状态。

3.物体的内能
(1)概念理解：物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，是状态量；
(2)决定因素：对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定，即由物体内部状态决定；
(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(4)改变内能的方式
小题速练
1.(多选)目前，很多省份已开展空气中PM
2.5浓度的监测工作。

PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自
5。

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2020高中物理选修3-3热学知识点汇总

2020高中物理选修3-3热学知识点汇总第一章分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol 任何物质含有的微粒数相同N A =6.02x1023mol -1（3）对微观量的估算：分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ．微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.Ⅱ．宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 特别提醒：1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。

分子的体积V0＝N A Vm ，仅适用于固体和液体，对气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

2、对于气体分子，的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有空隙，温度越高扩散越快。

可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间（2）布朗运动：它是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。

但总是斥力变化得较快。

（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。

2020版创新设计高考总复习物理 (教科版)选修3-3 热学选修3-3 第2讲

第2讲固体、液体和气体知识排查固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构1.晶体与非晶体分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性原子排列有规则，但多晶体每个晶体间的排列无规则无规则2.晶体的微观结构特点：组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列。

3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动位置，保持了液体的流动性。

(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。

(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。

液体的表面张力现象1.作用液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。

2.方向表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直。

3.大小液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。

饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。

(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽。

2.饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强。

(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。

3.相对湿度空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。

即：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压。

气体分子运动速率的统计分布1.气体分子运动的特点和气体压强2.气体的压强(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。

(2)决定因素①宏观上：决定于气体的温度和体积。

②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。

气体实验定律理想气体1.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比表达式p1V1＝p2V2p1T1＝p2T2V1T1＝V2T2图像(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。

2020年高考物理选修3-3 热学中的图像信息问题(解析版)

热学中的图像信息问题【考纲解读与考频分析】图像信息问题，高考热点。

【高频考点定位】：图像信息问题考点一：图像信息问题【3年真题链接】6.（1）（5分）（2017全国III 卷·33·1）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________（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

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V【参考答案】ABD 【名师解析】过程ab ，温度T 增加，内能增加，选项A 正确；过程ca ，体积V 减小，外界对气体做功，选项B 正确；过程ab ，体积V 不变，气体不做功，选项C 不正确；过程bc ，温度T 不变，0U ∆=，体积V 增加，对外做功，0W <，由热力学第一定律：U Q W ∆=+，所以0Q >，选项D 正确；过程ca ，体积V 减小，外界对气体做功，>0W ，温度T 减小，0U ∆<，由热力学第一定律：U Q W ∆=+，所以0Q <，气体释放热量，选项E 不正确。

3．(2018·高考全国卷Ⅰ) （1）（5分）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（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分：每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

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（1）【参考答案】BDE【命题意图】本题考查对一定质量的理想气体的V ——T 图线的理解、理想气体状态方程、热力学第一定律、理想气体内能及其相关的知识点。

(完整版)物理选修3-3知识点总结

(完整版)物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3部分介绍了热学的基本概念，由它派生而来的温度、热量和热流对本质
模型有何影响，以及如何用热传导来解释相关现象。

首先，温度是物质间热量的一种测量，它是一种宏观量。

温度的单位是摄氏度（°C）和华氏度（°F）。

热量是温度变化所伴随而存在的能量，在一定温度条件下，物质中存
在能量不变性。

热流是物质中热量的流动，它决定了热冲击力的大小。

其次，本质模型可以用于解释物质的热量运动以及物体之间的热量传递，以及相应的
热冲击力的变化。

本质模型可以用来评估不同物质间的能量传输，包括热传导、热对流和
热辐射。

它们是物质热量传输的三种主要类型。

热传导是指物质内部在热量分布上的变化，它取决于热传导性能指标，如导热系数，
模拟物质内部能量流和温度分布变化的情况。

热对流指物质间温度非均匀性下，在物体表
面和空气中之间的交换，它取决于对流传热的系数，模拟物体表面和空气之间热流的传递。

热辐射是指热量在物质内部或者在物体表面和空气之间，以光或电磁波的方式传输，它取
决于辐射系数，可以表示物体表面和空气之间光热传递情况。

最后，热学中的概念可以用于研究物质的热量传输，并用本质模型来模拟不同体系中
热量传输的特征，说明不同物质之间的能量传输和物体表面与空气之间的热量传输情况。

另外，传热分析也可以用来衡量热量传输的精确度，从而辅助热学的实际应用，如火力发电、冷藏制冷等。

它们对于热学的理解和分析都很有帮助。

高中物理3-3复习知识点

选修3-3《热学》一、知识网络分子直径数量级物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数油膜法测分子直径分子动理论分子永不停息地做无规则运动扩散现象布朗运动分子间存在相互作用力，分子力的F －r 曲线分子的动能；与物体动能的区别物体的能分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；E P －r 曲线物体的能；影响因素；与机械能的区别单晶体——各向异性（热、光、电等）晶体多晶体——各向同性（热、光、电等）有固定的熔、沸点非晶体——各向同性（热、光、电等）没有固定的熔、沸点浸润与不浸润现象——毛细现象——举例饱和汽与饱和汽压液晶体积V 气体体积与气体分子体积的关系温度T （或t ）热力学温标分子平均动能的标志压强的微观解释压强P 影响压强的因素求气体压强的方法改变能的物理过程做功 ——能与其他形式能的相互转化热传递——物体间（物体各部分间）能的转移热力学第一定律能量转化与守恒能量守恒定律热力学第二定律（两种表述）——熵——熵增加原理能源与环境常规能源．煤、石油、天然气新能源．风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积V A 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） A V MV m ==ρ （1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ===（注意：00m V ρ≠）; （2）分子大小：(数量级10-10m)；分子动理论热力学固体热力学定律液体气体（3）分子体积：AA 0N M N V N V V A ρ＝＝=(对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）。

○1球体模型．30)2(34d N M N V V A A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：S V d =S —单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

【精选】物理(2020版)备考指南选修3-3 第2讲

p T成___正__比___，即p∝T，___T_____＝恒量．
(3)盖—吕萨克定律：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热栏目索引 V
力学温度T成__正__比____，即V∝T，___T_____＝恒量．
选修3－3 热学(选考)
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理科综合物理
4．饱和汽、未饱和汽和饱和汽压、相对湿度 (1)饱和汽与未饱和汽 ①饱和汽：在密闭容器中的液体不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发停止．这种与液体处于 __动__态__平__衡____的蒸汽称为饱和汽． ②未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽称为未饱和汽．
为各向异性，是由于该物质的微粒在空间有规则排列，选项C正确．石墨和金刚石都
由碳分子组成，但它们的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不
同，选项D正确．在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增
大，选项E错误．
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别越小，空气的湿度越大．选项E正确．
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4．(多选)(2018年洛阳二模)一定质量的理想气体的状态变化如图所示，则该气
体( )
A．状态b的压强大于状态c的压强
B．状态a的压强大于状态b的压强
C．从状态c到状态d，体积增大
D．从状态a到状态c，温度升高
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2．(多选)(2018年唐山名校期末)关于液体表面张力产生的原因，以下说法错误的是( )

第14讲选修3-3 热学高考物理(课标)复习专题

第14讲选修3-3 热学1.(1)下列说法中正确的是( )A.物体中分子热运动动能的总和等于物体的内能B.橡胶无固定熔点,是非晶体C.饱和汽压与分子密度有关,与温度无关D.热机的效率总小于100%E.对于同一种气体,温度越高,分子平均动能越大(2)在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管,管的两端封闭且管内充有水银,管的上端和左端分别封闭着长度均为L=15 cm的A、B两部分理想气体,已知竖直管内水银柱高度为H=20 cm,A部分气体的压强恰好等于大气压强。

对B部分气体进行加热到某一温度,保持A部分气体温度不变,水银柱上升h=5 cm(已知大气压强为76 cmHg,室温为300 K)。

试求:①水银柱升高后A部分气体的压强;②温度升高后B部分气体的温度。

答案(1)BDE (2)①114 cmHg②579.2 K解析(1)物体中分子热运动动能的总和与分子势能的总和等于物体的内能,故A错误;橡胶是非晶体,没有固定的熔点,故B正确;饱和汽压与温度有关,且随着温度的升高而增大,故C 错误;热机的效率无法达到100%,故D正确;温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,故E正确。

(2)①设L形管的横截面积为S,水银柱上升前后A部分气体的压强分别为pA 和pA',气体A的温度并没有发生变化,由玻意耳定律可得pA LS=pA'(L-h)S解得pA'=114 cmHg②设水银柱上升前后B部分气体的压强分别为pB 和pB',温度分别是T和T',则p B =pA+H,pB'=pA'+h+H由理想气体状态方程可得(p A +H)L 0S T =(p A '+H+h)(L 0+h)ST'解得T'≈579.2 K2.(2019山东烟台模拟)(1)下列说法正确的是( )A.液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性B.当两薄玻璃板间加有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力的缘故C.当环境的相对湿度为1时,则干湿泡湿度计的两个温度计读数一定相同D.用油膜法测出油酸分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,还需要知道油酸的密度和油酸的摩尔质量E.PM2.5是指环境空气中直径小于等于2.5 μm 的颗粒物。

2020高考物理一轮总复习第十一章热学选修3_3第31讲分子动理论内能课时达标

第31讲分子动理论内能[解密考纲]掌握分子动理论的基本内容；知道内能的概念；会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．1．关于物体的内能，以下说法正确的是(C)A．不同物体，温度相等，内能也相等B．所有分子的势能增大，物体内能也增大C．温度升高，分子平均动能增大，但内能不一定增大D．只要两物体的质量、温度、体积相等，两物体的内能一定相等解析：不同物体，温度相等，分子平均动能相等，分子动能不一定相等，不能说明内能也相等，A错误；所有分子的势能增大，不能反映分子动能如何变化，不能确定内能也增大，B错误；两物体的质量、温度、体积相等，但其物质的量不一定相等，不能得出内能相等．D 错误，C正确．2．(多选)雾霾天气造成城市里大面积低能见度的情况．在早上或夜间相对湿度较大的时候，形成的是雾；在白天气温上升、湿度下降的时候，逐渐转化成霾．这种现象既有气象原因，也有污染排放原因.2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾和污染中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警，13日10时北京甚至发布了北京气象史上首个雾霾橙色预警．从东北到西北，从华北到中部导致黄淮、江南地区，都出现了大范围的重度和严重污染．下列有关说法中正确的是( BD )A．雾霾天气时，空气中的微粒做布朗运动B．雾霾天气时，空气中的微粒做机械运动C．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能小D．一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大解析：布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，雾霾中的微粒在空气流动下有规律地做机械运动，A项错误，B项正确；0 ℃的水放出热量凝结成0 ℃的冰，所以一定质量0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大，C项错误，D项正确．3．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外(C)A．气体分子可以做布朗运动B．气体分子的动能都一样大C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10 m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动，而不是液体分子或气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率时刻发生变化，所以B ，D 均错误．4．(2017·上海嘉定区模拟)铜摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ．1个铜原子所占的体积是(A)A ．M ρN AB ．ρM N AC ．ρN A MD ．M ρ 解析：铜的摩尔体积V mol ＝M ρ，则一个铜原子所占的体积为V 0＝V mol N A ＝M ρN A，A 正确． 5．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A ．已知1克拉＝0.2克．则(C)A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10－3aN A MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为 36M ×10－3N A ρπ(单位为m) D ．每个钻石分子直径的表达式为 6M N A ρπ(单位为m) 解析：a 克拉钻石所含的分子数为0.2a MN A ，选项A 、B 错误；把分子看作球体模型，然后用国际单位，则M ×10－3ρ·N A ＝16πD 3，所以分子直径D ＝36M ×10－3N A ρπ，选项C 正确． 6．(多选)(2017·宁夏银川模拟)体积相同的玻璃瓶A 、B 分别装满温度为60℃的热水和0℃的冷水(如图所示)，下列说法正确的是( ACE )A ．由于温度是分子平均动能的标志，所以A 瓶中水分子的平均动能比B 瓶中水分子的平均动能大B ．由于温度越高，布朗运动愈显著，所以A 瓶中水分子的布朗运动比B 瓶中水分子的布朗运动更显著C ．若把A 、B 两只玻璃瓶并靠一起，则A 、B 瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递D ．由于A 、B 两瓶水的体积相等，所以A 、B 两瓶中水分子的平均距离相等E ．已知水的相对分子量是18，若B 瓶中水的质量为3 kg ，水的密度为1.0×103 kg/m 3，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol －1，则B 瓶中水分子个数约为1.0×1026个解析：温度是分子平均动能的标志，A 的温度高，故A 的分子平均动能大，故A 正确；布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B 错误；若把A 、B 两只玻璃瓶并靠在一起，则A 、B 瓶内水的内能都将发生改变，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确；分子平均距离与温度有关，相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，故D错误；已知B瓶中水的质量为m＝3 kg，水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，水的体积V＝mρ＝3×10－3m3，水的摩尔质量M＝18 g/mol，一个水分子的体积V0＝MρN A ＝18×10－31×1036.02×1023≈3×10－29m3，水分子的个数n＝VV0＝1×1026个，故E正确．7．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知( ACD )A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零解析：在F－r图象中，随r增大，斥力变化快，所以ab为引力图线，A对，B错；两图象相交点e为分子所受的引力和斥力大小相等，即分子受力平衡位置，分子力为0，分子势能最小，但不一定为0，故C、D对，E错．8．如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，下列四图大致正确的是( B ) 解析：根据牛顿第二定律可知，乙分子在C位置的分子力为零，分子的速率最大，A项错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B项正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C项错误；分子动能不可能为负值，故D项错误．9．物体由大量分子组成，下列说法正确的是( C )A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．只有外界对物体做功才能增加物体的内能解析：分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，但某一分子的动能不一定大，选项A 错误；分子间引力总是随分子间距离的减小而增大，选项B错误；物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以物体的内能跟物体的温度和体积有关，选项C正确；由热力学第一定律知，做功和热传递都可以改变物体的内能，选项D错误．10．(多选)如图所示，电路与一绝热密闭气缸相连，R为电阻丝，气缸内有一定质量的理想气体，外界大气压恒定．闭合电键后，绝热活塞K缓慢且无摩擦地向右移动，则下列说法正确的是( ADE )A．气体的内能增加B．气体分子平均动能不变C．电热丝放出的热量等于气体对外所做的功D．气体的压强不变E．气体分子单位时间内对器壁单位面积的撞击次数减少解析：活塞缓慢移动，根据活塞的平衡条件可知，气体的压强不变，D项正确；气体的压强不变，体积增大，气体的温度一定升高，气体的内能增加，气体分子平均动能增大，A 项正确，B项错误；气体的体积增大，气体一定对外做功，又内能增加，根据热力学第一定律可知，电热丝放出的热量大于气体对外所做的功，C项错误；气体温度升高，而压强不变，说明气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击次数减少，E项正确．11．(2014·上海徐汇区期末)下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是( C )A．气体容易被压缩B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C．两块纯净的铅块紧压后合在一起D．滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动解析：“气体容易被压缩”说明气体分子之间的距离大，“高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出”说明钢管分子之间有空隙，“两块纯净的铅块紧压后合在一起”说明分子间有相互作用力，“滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动”属于液体的扩散，说明分子在做无规则运动．12．(多选)(2015·河北衡水一调)下列说法正确的是( BDE )A．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当B．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动C．温度越低PM2.5活动越剧烈D．倡导低碳生活、减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度E．PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈13．(多选)(2015·河南洛阳统考)下列说法正确的是( BCE )A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息的做无规则热运动B．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因此压强也增大E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小14．(多选)(2016·山西太原市模拟)根据分子动理论，下列说法正确的是( BDE ) A．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力B．在一定条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素C．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大E．墨水中小炭粒在不停地做无规则运动，反映液体分子在做无规则运动。

2020年高考物理一轮复习知识考点专题15选修3-3《热学》

2020年高考一轮复习知识考点专题15 选修3-3《热学》第一节分子动理论内能(实验：用油膜法估测分子的大小) 【基本概念、规律】一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1) 分子的大小①分子直径：数量级是10 10 m;②分子质量：数量级是10「26 kg ；③测量方法：油膜法.(2) 阿伏加德罗常数1 mol任何物质所含有的粒子数，N A = 6.02 XI023 mol 12. 分子热运动一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(1 )扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行.(2) 布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著.3. 分子力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快.二、温度1. 意义：宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小).2. 两种温标⑴摄氏温标和热力学温标的关系T = t+ 273.15_K.⑵绝对零度(0 K):是低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值.三、内能1 .分子动能(1) 意义：分子动能是分子热运动所具有的动能；(2) 分子平均动能所有分子动能的平均值.温度是分子平均动能的标志.2. 分子势能由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关.3. 物体的内能⑴内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.(2) 决定因素：温度、体积和物质的量.【重要考点归纳】考点一微观量的估算1. 微观量：分子体积 V o 、分子直径d 、分子质量 m 。

.2. 宏观量：物体的体积 V 、摩尔体积 V m 、物体的质量 m 、摩尔质量 M 、物体的密度 p3. 关系M pV(1)分子的质量：m o = M=~NN^⑵分子的体积：如N A =PPN -.⑶物体所含的分子数：Vm“ mpVN= V m NA -pV m NA 或 N — M N A — M N A .4.两种模型⑵立方体模型边长为 d = V o .5.(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V o =NN m ，仅适用于固体和液体，对气体不适用.(2) 对于气体分子，d =普V 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.考点二布朗运动与分子热运动布朗运动分子热运动活动主体固体小颗粒分子区别是固体小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升咼而变得(1)球体模型直径为3特别提醒：(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间.(2)布朗运动不是分子的运动，是液体分子无规则运动的反映.考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系一、分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p= 0)1.当当r>r o时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加2.当当r<r o时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加3.当当r = r o时，分子势能最小.二、判断分子势能变化的两种方法(1) 根据分子力做功判断.分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加.(2) 利用分子势能与分子间距离的关系图线判断•但要注意此图线和分子力与分子间距离的关系图线形状虽然相似但意义不同，不要混淆.考点四物体的内能1. 物体的内能与机械能的比较运动形式热运动机械运动联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2•内能和热量的比较内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定.一个物体在不同的状态下有不同的内台匕冃匕是过程量，匕表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量3•分析物体的内能问题应当明确以下几点(1) 内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法.(2) 决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系.(3) 通过做功或热传递可以改变物体的内能.⑷温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同. 考点五实验：用油膜法估测分子的大小1•实验原理利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d =舟计算S出油膜的厚度，其中V为一滴油酸溶液中所含油酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径.2. 实验步骤3 1(1) 取1 mL(1 cm )的油酸溶于酒精中，制成N mL的油酸酒精溶液，则油酸的纯度为(2) 往边长为30〜40 cm的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上.(3) 用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好1为1 mL,算出每滴油酸酒精溶液的体积V o = - mL.n(4) 用滴管(或注射器)向水面中央滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油膜.(5) 待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上.(6) 将玻璃板取出放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积 S.3•数据处理1(1) 计算一滴溶液中油酸的体积： V =Nn (mL) •⑵计算油膜的面积：利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm 的正方形为单位,不足半个的舍去，大于半个的算一个.⑶计算油酸的分子直径: d = £(注意单位统一)• 【思想方法与技巧】用统计规律理解温度的概念1•对微观世界的理解离不开统计的观点.单个分子的运动是不规则的，但大量分子的运动是有规律的，如对大量气体分子来说，朝各个方向运动的分子数目相等，且分子的速率按照一定的规律分布.宏观物理量与微观物理量的统计平均值是相联系的，如温度是分子热运动平均动能的标志•但要注意：统计规律的适用对象是大量的微观粒子，若对单个分子谈温度是毫无意义的.第二节固体、液体和气体【基本概念、规律】一、固体1. 分类：固体分为晶体和非晶体两类.晶体分单晶体和多晶体. 2 •晶体与非晶体的比较计算轮廓内正方形的个数,二、液体1 .液体的表面张力(1) 作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.(2) 方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.(3) 大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大.2. 液晶的物理性质 (1) 具有液体的流动性. (2) 具有晶体的光学各向异性.(3) 在某个方向上看，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.三、饱和汽湿度1. 饱和汽与未饱和汽(1) 饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽. (2) 未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽. 2. 饱和汽压(1) 定义：饱和汽所具有的压强.(2) 特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关. 3. 湿度(1) 绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强.(2) 相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比. (3)相对湿度公式水蒸气的实际压强 p同温度水的饱和汽压 (B = p s X100%). 四、气体1. 气体分子运动的特点(1) 气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间.(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时刻变化，大量分子的速率按头少”的规律分布. (3) 温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大, 但速率分布规律不变. 2•气体实验三定律相对湿度=中间多，两五、理想气体状态方程1. 理想气体(1) 宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体. 实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体.(2) 微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.2. 理想气体的状态方程(1)内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变•⑵公式：P z V1= P I V2或pV= C(C是与p、V、T无关的常量). T i T2 T【重要考点归纳】考点一固体和液体的性质1. 晶体和非晶体(1) 单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性.(2) 只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体.(3) 只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体.2 .液体表面张力(1) 形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力.(2) 表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能.(3) 表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线.(4) 表面张力的效果：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小.(5) 表面张力的大小：跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系.考点二气体压强的产生与计算1.产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.2•决定因素(1) 宏观上：决定于气体的温度和体积.(2) 微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度.3•平衡状态下气体压强的求法(1) 液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强.(2) 力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强.⑶等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.4. 加速运动系统中封闭气体压强的求法1•选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解.考点三气体状态变化的图象问题2•气体状态变化图象的应用技巧(1)求解气体状态变化的图象问题，应当明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图象上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程.⑵在V —T图象(或p —T图象)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大.考点四理想气体状态方程与实验定律的应用1 •理想气体状态方程与气体实验定律的关系-温度不变：P i V i = P2V2玻意耳定律p i V i P2V2体积不变：里=p2查理定律 = T i T2T i T2压强不变：¥=¥盖一吕萨克定律l i丨22•几个重要的推论(i)查理定律的推论：A p= T^A TV i⑵盖一吕萨克定律的推论：A V = T^ A T⑶理想气体状态方程的推论：野=驴+P学+……3•应用状态方程或实验定律解题的一般步骤(1) 明确研究对象，即某一定质量的理想气体；(2) 确定气体在始末状态的参量p i、V i、T i及p2、V2、T2；(3) 由状态方程或实验定律列式求解；(4) 讨论结果的合理性.【思想方法与技巧】两部分气”问题的求解技巧解决此类问题的一般思路(1) 每一部分气体分别作为研究对象；(2) 分析每部分气体的初、末状态参量，判定遵守的定律；(3) 列出气体实验定律或状态方程；(4) 列出两部分气体初、末状态各参量之间的关系方程；(5) 联立方程组求解.第三节热力学定律与能量守恒【基本概念、规律】一、热力学第一定律和能量守恒定律1. 改变物体内能的两种方式(1)做功；(2)热传递.2. 热力学第一定律(1) 内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和.(2) 表达式：A U = Q+ W3. 能的转化和守恒定律(1) 内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.(2) 第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机.它是不可能制成的.二、热力学第二定律1•常见的两种表述(1) 克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.(2) 开尔文表述：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.2•第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机•这类永动机不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，也是不可能制成的.【重要考点归纳】考点一对热力学第一定律的理解及应用1•热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.2. 对公式A U = Q + W符号的规定3•几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q= 0, W= A U，外界对物体做的功等于物体内能的增加量.⑵若过程中不做功，即W= 0,则Q = A U，物体吸收的热量等于物体内能的增加量.⑶若过程的始末状态物体的内能不变，即A U = 0，则W+ Q = 0或W=- Q.外界对物体做的功等于物体放出的热量.特别提醒：(1)做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的：做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移.(2)气体向真空中膨胀不做功.(3做功看体积：体积增大，气体对外做功，W为负；体积缩小，外界对气体做功，W 为正.(4) 与外界绝热，则不发生热传递，此时Q= 0.(5) 由于理想气体没有分子势能，所以当它的内能变化时，主要体现在分子动能的变化上，从宏观上看就是温度发生了变化.考点二对热力学第二定律的理解1 •在热力学第二定律的表述中，自发地” 不产生其他影响”的涵义(1) 自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助.(2) 不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.2 •热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.特别提醒：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程.3. 两类永动机的比较热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现.____________________ 二热量Q能自发传给(1) 高温物体热量Q不能自发传给低温物体____________________ 能自发地完全转化为—(2) 功不能自发地完全转化为热量亠能自发膨胀到(3) 气体体积V i" 不能自发收缩到气体体积V2(较大)____________________ 能自发混合成(4) 不同气体A和B 不能自发分离成混合气体AB气态方程与热力学第一定律的综合应用对于一定质量的理想气体，状态发生变化时，必然要涉及做功、热传递、内能的变化, 利用气态方程（或实验定律）与热力学第一定律解决这类问题的一般思路如下:此 C? V ? A V?W ?T T? A T? A U ' 【思想方法与技巧】A U = Q + W.。