高中物理选修3-3知识点与题型复习.doc

热学知识点复习 → 制作人：湄江高级中学：吕天鸿
一、 固、液、气共有性质
1、 组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能 。
注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。
扩散现象：相互渗透的 反应
2、 分子运动的表现
布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越
3、 分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而 。
(1) 分子力的合力F表现：是为F引 还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图
当r=r0时,F引=F斥,分子力为0;
当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为
当r<r0时,F引<F斥,分子力表现为 。
当分子间距离大于10r0(约为10-9 m)时,分子力很弱,可以忽略。
（2）分子势能EP与分子间距r的关系。用图像表示如右图补充线
注：当r=r0时,分子势能最小。
（3）分子力做功与EP的关系，类比三大势能一样关系
二、晶体与非晶体 单晶体：物理性质：各向异性。原子排列：有规则
晶体：有固定熔点
1、 多晶体：物理性质：各向同性。原子排列：无规则
非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则
2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨
3、 有些晶体与非晶体可以相互转化。
4、 常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。
三、 热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体
1、 热力学第一定律：ΔU=W+Q 表达式中正、负号法则:如下图

做功W
热量Q
内能的改变ΔU
取正值“+”
外界对物体做功
物体从外界吸收热量
物体的内能增加
取负值“-”
物体对外界做功
物体向外界放出热量
物体的内能减少
2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点:
(1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T↑，则内能增加，ΔU >0
(2)等容过程:W=0。若体积V↑，则气体对外界做功，W取“—”负号计算。反之亦然
(3)绝热过程:Q=0。
3、再次强调：温度T决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化
四、气体实验定律→　理想气体→P、V、T=t 0c+273 三个物理量关系
1、三条特殊线
等容线：=

等压线
（等温线：P1V1=p2V2 ）
2、 液体柱模型
（1） 明确点：P液=egh一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm时，P液=h .计算气体体积时，圆柱体体积V= 球体体积：
（2）解题关键：找等压面，目的计算气体压强。常考等压面找法有以下几种：
3、 气缸模型。
（1） 解题关键：用“受力平衡”列等式计算气体压强。注意：气体压力F=PS。一般选择活塞为受力对象。也常用到“整体与隔离”的解题方法进行受力分析→目的也是求气体压强
（2） 常考“受力分析”求气体压强有以下模型：
4、理想气体的状态方程
温度T不变时：
压强P不变时：
体积V不变时：
一定质量（封闭气体）的理想气体的状态方程: 
方程具有普适性：
一定质量的理想气体问题，由初状态（p1、V1、T1）变化到末状态（p2、V2、T2）时，找出初态与末态选择合理公式列等式即可：
5、读题时注意一些关键词：“缓慢”、“恰好”、“导热良好”“温度不变”“轻活塞”等等。特别有些条件是隐含的，如“气缸模型”中给气体缓慢加热使“活塞”升高到某一位置，实际上压强没改变
知识补充：1、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。另一种描述：不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其它影响。
2,、热力学第三定律：绝对零度（-2730C）不可能达到。
3、 第一类永动机违背能量守恒；第二类永动机违背热力学第二定律。
1、如图所示,上端开口的圆柱形汽缸竖直放置,截面积为5×10-3 m2,一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内,其压强为   Pa(大气压强取1.01×105 Pa,g取10 m/s2)。若从初温27 ℃开始加热气体,使活塞离汽缸底部的高度由0.50 m缓慢地变为0.51 m。则此时气体的温度为     ℃
2、 如图所示,光滑水平面上放有一质量为M的汽缸,汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞,活塞面积为S。现用水平恒力F向右推汽缸,最后汽缸和活塞达到相对静止状态,求此时缸内封闭气体的压强p。(已知外界大气压为p0)
3、 3-1　如图所示,内壁光滑的圆柱形金属容器内有一个质量为m、面积为S的活塞。容器固定放置在倾角为θ的斜面上。一定量的气体被密封在容器内,温度为T0,活塞底面与容器底面平行,距离为h。已知大气压强为p0,重力加速度为g。求:容器内气体压强为多大?
4、3-2　如图中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压为p0,求封闭气体A、B的压强各多大?
12. (2016甘肃会宁一中三模)用活塞将一定质量的一个大气压的理想气体封闭在水平固定放置的汽缸内,开始时气体体积为V0,温度为27 ℃。在活塞上施加压力,将气体体积压缩到原来的,温度升高到47 ℃。设大气压p0=1.0×105 Pa,活塞与汽缸壁摩擦不计。求:①此时气体的压强;
②保持温度不变,缓慢减小施加在活塞上的压力,使气体体积恢复到V0时气体的压强(结果保留三位有效数
15.[2014课标Ⅰ,33(2),9分]一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。
10.[2014课标Ⅱ,33(2),10分]如图,两汽缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;A的直径是B的2倍,A上端封闭,B上端与大气连通;两汽缸除A顶部导热外,其余部分均绝热。两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b,活塞下方充有氮气,活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时,活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的,活塞b在汽缸正中间。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞b恰好升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞a上升。当活塞a上升的距离是汽缸高度的时,求氧气的压强。
4-2  [2015海南单科,15(2),8分]如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为p0。现假设活塞B发生缓慢漏气,致使B最终与容器底面接触。求活塞A移动的距离。
【例7】把一根长100cm上端封闭的玻璃管，竖直插入一个水银槽中，使管口到水银面的距离恰好是管长的一半，如图13－21所示，求水银进入管中的高度是多少？已知大气压强是1.0×105Pa．
14.(2015河南三市联考)如图所示,内径粗细均匀的U形管,右侧B管上端封闭,左侧A管上端开口,管内注入水银,并在A管内装配有光滑的、质量可以不计的活塞,使两管中均封入L=11 cm的空气柱,活塞上方的大气压强为p0=76 cmHg,这时两管内水银面高度差h=6 cm。今用外力竖直向上缓慢地拉活塞,直至使两管中水银面相平。设温度保持不变,则:活塞在A管中向上移动距离是多少?