【期中復(fù)習(xí)】2023-2024學(xué)年人教版高二物理下冊(cè)專題訓(xùn)練-專題06 熱學(xué).zip-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc31117" PAGEREF _Tc31117 \h 2
\l "_Tc2652" PAGEREF _Tc2652 \h 2
\l "_Tc24895" 考點(diǎn)01 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn) PAGEREF _Tc24895 \h 2
\l "_Tc20886" 考題1：擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng) PAGEREF _Tc20886 \h 3
\l "_Tc11963" 考題2：分子間的相互作用力 PAGEREF _Tc11963 \h 3
\l "_Tc9530" 考點(diǎn)02 微觀量與宏觀量的兩種建模方法 PAGEREF _Tc9530 \h 4
\l "_Tc3747" 考題3：分子體積、數(shù)量的計(jì)算 PAGEREF _Tc3747 \h 5
\l "_Tc18342" 考點(diǎn)03 固體與液體的性質(zhì) PAGEREF _Tc18342 \h 5
\l "_Tc26901" 一、固體的性質(zhì) PAGEREF _Tc26901 \h 5
\l "_Tc23249" 1. 晶體和非晶體的判斷方法 PAGEREF _Tc23249 \h 5
\l "_Tc4406" 考題4：固體及其性質(zhì) PAGEREF _Tc4406 \h 6
\l "_Tc25130" 考題5：液體及其性質(zhì) PAGEREF _Tc25130 \h 7
\l "_Tc3600" 考點(diǎn)04 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算 PAGEREF _Tc3600 \h 8
\l "_Tc31884" 考題6：理想氣體的狀態(tài)方程及各物理量間的關(guān)系 PAGEREF _Tc31884 \h 8
\l "_Tc12097" 考題7：應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程處理實(shí)際問題 PAGEREF _Tc12097 \h 9
\l "_Tc24218" 考點(diǎn)05 三大氣體實(shí)驗(yàn)定律 PAGEREF _Tc24218 \h 10
\l "_Tc29779" 考題8：氣體的等溫變化——玻意耳定律 PAGEREF _Tc29779 \h 11
\l "_Tc6472" 考題9：氣體的等容變化——查理定律 PAGEREF _Tc6472 \h 12
\l "_Tc17340" 考題10：氣體的等壓變化——蓋呂薩克定律 PAGEREF _Tc17340 \h 12
\l "_Tc21849" 考點(diǎn)06 熱力學(xué)第一定律 PAGEREF _Tc21849 \h 13
\l "_Tc5833" 考題11：判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況 PAGEREF _Tc5833 \h 14
\l "_Tc13333" 考題12：計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及作用 PAGEREF _Tc13333 \h 14
\l "_Tc10760" 考點(diǎn)07 熱力學(xué)第二定律 PAGEREF _Tc10760 \h 15
\l "_Tc18068" 考題13：熱力學(xué)第二定律 PAGEREF _Tc18068 \h 16
考點(diǎn)01 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)
1．物體是由大量分子組成的
（1）分子的大小
①分子的直徑（視為球模型）：數(shù)量級(jí)為 m；
②分子的質(zhì)量：數(shù)量級(jí)為10－26 kg.
（2）阿伏加德羅常數(shù)
①1 ml的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)．通?？扇A＝ ml－1；
②阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量和微觀物理量的橋梁．
2．分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
（1）擴(kuò)散現(xiàn)象
①定義：物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象；
②實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象并不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，溫度，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯．
（2）布朗運(yùn)動(dòng)
①定義：懸浮在液體中的小顆粒的永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)；
②實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)反映了的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；
③特點(diǎn)：顆粒越，運(yùn)動(dòng)越明顯；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈．
（3）熱運(yùn)動(dòng)
①分子永不停息地做運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)；
②特點(diǎn)：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和溫度有關(guān)，溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)越激烈．
3．分子間同時(shí)存在引力和斥力
（1）物質(zhì)分子間存在空隙，分子間的引力和斥力是存在的，實(shí)際表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的；
（2）分子力隨分子間距離變化的關(guān)系：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而，隨分子間距離的減小而，但斥力比引力變化得快；
（3）分子力與分子間距離的關(guān)系圖線
由分子間的作用力與分子間距離關(guān)系圖線（如圖1所示）可知：
①當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，分子力為零；
②當(dāng)r＞r0時(shí)，F(xiàn)引＞F斥，分子力表現(xiàn)為；
③當(dāng)r＜r0時(shí)，F(xiàn)引＜F斥，分子力表現(xiàn)為；
④當(dāng)分子間距離大于10r0（約為10－9 m）時(shí)，分子力很弱，可以忽略不計(jì)．
考題1：擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)
【例1】（22-23高二下·江蘇揚(yáng)州·期中）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)
B．布朗運(yùn)動(dòng)證明，組成固體小顆粒的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都能直接說(shuō)明分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
D．為了提高鋼材的硬度，可采用滲碳法在鋼材的表面形成一定厚度的滲碳層，其原理是利用了擴(kuò)散現(xiàn)象
【變式】（22-23高二下·河北保定·期中）下列關(guān)于熱學(xué)問題的說(shuō)法不正確的是（）
A．小草葉子上的露珠是由空氣中的水蒸氣凝結(jié)成的水珠，這一物理過程中水分子間的引力、斥力都增大
B．物體是由大量分子組成的
C．液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
D．?dāng)U散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證據(jù)之一
考題2：分子間的相互作用力
【例2】（多選）（22-23高二下·山西陽(yáng)泉·期中）分子力與分子間距離的關(guān)系圖像如圖所示，圖中為分子斥力和引力平衡時(shí)兩個(gè)分子間的距離，規(guī)定兩分子間距離為無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0，下列說(shuō)法正確的是（）

A．當(dāng)分子間的距離時(shí)，引力大于斥力
B．當(dāng)分子間的距離時(shí)，引力大于斥力
C．分子間距離從減小到的過程中，分子勢(shì)能減小
D．分子間距離從無(wú)限遠(yuǎn)減小到的過程中，分子勢(shì)能先減小后增大
【變式】（多選）（22-23高二下·山東青島·期中）下面四幅圖對(duì)應(yīng)的說(shuō)法中正確的有（）

A．圖甲為氣體速率分布隨溫度變化圖像，由圖像知，但對(duì)應(yīng)的分子平均速率比對(duì)應(yīng)的分子平均速率要小
B．圖乙為布朗運(yùn)動(dòng)示意圖，懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子越少，撞擊作用力的不平衡性就越明顯
C．圖丙為分子間作用力隨分子間距的變化規(guī)律，分子間距從C到A的過程中分子引力和分子斥力均減小，但分子勢(shì)能一直增大
D．圖丁為鋒利的玻璃管斷口在燒熔后變鈍，原因是玻璃原來(lái)是晶體，加熱后變成非晶體
考點(diǎn)02 微觀量與宏觀量的兩種建模方法
1．宏觀量與微觀量的相互關(guān)系
（1）微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0.
（2）宏觀量：物體的體積V、摩爾體積Vml、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物體的密度ρ.
（3）相互關(guān)系
①一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝eq \f(M,NA)＝eq \f(ρVml,NA).
②一個(gè)分子的體積：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(M,ρNA)（注：對(duì)氣體，V0為分子所占空間體積）；
③物體所含的分子數(shù)：N＝eq \f(V,Vml)·NA＝eq \f(m,ρVml)·NA或N＝eq \f(m,M)·NA＝eq \f(ρV,M)·NA.
2．求解分子直徑時(shí)的兩種模型（對(duì)于固體和液體）
（1）把分子看成球形，d＝ eq \r(3,\f(6V0,π)).
（2）把分子看成小立方體，d＝eq \r(3,V0).
【特別提示】對(duì)于氣體，利用d＝eq \r(3,V0)算出的不是分子直徑，而是氣體分子間的平均距離．
考題3：分子體積、數(shù)量的計(jì)算
【例3】（22-23高二下·北京大興·期末）用油膜法估測(cè)油酸分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，一滴油酸酒精溶液中油酸的體積為，油膜面積為，油酸的摩爾質(zhì)量為，阿伏伽德羅常數(shù)為，下列說(shuō)法正確的是（）
A．一個(gè)油酸分子的質(zhì)量為
B．一個(gè)油酸分子的體積為
C．油酸的密度為
D．一滴油酸溶液中油酸分子個(gè)數(shù)
【變式】（22-23高二下·江蘇徐州·期中）很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全。轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利用疊氮化鈉（）爆炸產(chǎn)生氣體充入氣囊。若氣體充入后安全氣囊的容積V，囊中氣體密度，已知?dú)怏w摩爾質(zhì)量M，阿伏加德羅常數(shù)。試估算：
（1）囊中氣體分子的總個(gè)數(shù)N；
（2）囊中氣體分子間的平均距離。
考點(diǎn)03 固體與液體的性質(zhì)
一、固體的性質(zhì)
1. 晶體和非晶體的判斷方法
（1）只要是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體
（2）只要是具有各向異性的物體必定是單晶體
（3）單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性.
2. 液體表面張力
（1）形成原因：表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力
（2）表面特性：表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜，分子勢(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能.
（3）表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線
（4）表面張力的效果：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小.
（5）表面張力的大?。焊吔缇€的長(zhǎng)度、液體的種類、溫度都有關(guān)系
二、液體的性質(zhì)
1.液體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）分子間的距離很?。辉谝后w內(nèi)部分子間的距離在10－10 m左右。
（2）液體分子間的相互作用力很大，但比固體分子間的作用力要小。
（3）分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合。
2．液體表面張力
3.液晶的主要性質(zhì)
（1）液晶具有晶體的各向異性的特點(diǎn)。原因是在微觀結(jié)構(gòu)上，從某個(gè)方向看，液晶的分子排列比較整齊，有特殊的取向。
（2）液晶分子排列是雜亂的，因而液晶又具有液體的性質(zhì)，具有一定的流動(dòng)性。
考題4：固體及其性質(zhì)
【例4】（22-23高二下·江蘇揚(yáng)州·期中）如圖所示為方解石的雙折射現(xiàn)象的照片，關(guān)于方解石的說(shuō)法正確的是（）

A．是多晶體B．具有固定的熔點(diǎn)
C．導(dǎo)電等性能也是各向異性D．沒有規(guī)則的幾何形狀
【變式】（22-23高二下·寧夏石嘴山·期末）下列說(shuō)法中正確的是（）
單晶體和多晶體都有規(guī)則的幾何外形
熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度；
熱傳導(dǎo)的過程是具有方向性的
對(duì)人們生活產(chǎn)生影響的主要是相對(duì)濕度
液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性
A．B．C．D．
考題5：液體及其性質(zhì)
【例5】（多選）（22-23高二下·寧夏石嘴山·期末）下列說(shuō)法中正確的是（）
A．由于水的表面張力作用，即使傘面上有很多細(xì)小的孔，傘也能達(dá)到遮雨的效果
B．空氣的絕對(duì)濕度越大，水蒸發(fā)越慢，人就感覺越潮濕
C．用熱針尖接觸涂有石蠟薄層的云母片背面，熔化的石蠟呈橢圓形，說(shuō)明石蠟是晶體
D．脫脂棉脫脂的目的在于使它從不被水浸潤(rùn)變?yōu)榭梢员凰?rùn)，以便吸取藥液
【變式】（22-23高二下·廣東東莞·期末）在“天宮課堂”上，王亞平用水在兩板之間“搭建了一座橋”，形成了如圖所示的“液橋”，關(guān)于“液橋”下列說(shuō)法中正確的是（）
A．“液橋”表面層的水分子之間作用力表現(xiàn)為引力，使得“液橋”表面有收縮的趨勢(shì)
B．“液橋”表面層的水分子間距小于“液橋”內(nèi)部的水分子間距
C．“液橋”的形成與水的表面張力有關(guān)，表面張力的方向總是垂直于“液橋”表面
D．王亞平之所以能搭建“液橋”，是因?yàn)樗谔罩胁皇艿厍蛞?br>考點(diǎn)04 氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生與計(jì)算
產(chǎn)生的原因：由于大量分子無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器，形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的壓力，作用在器壁單位面積上的壓力叫做氣體的壓強(qiáng).
決定因素
（1）宏觀上：決定于氣體的溫度和體積
（2）微觀上：決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度
3. 平衡狀態(tài)下氣體壓強(qiáng)的求法
（1）液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計(jì)）為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).
（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng).
（3）等壓面法：在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強(qiáng)相等
如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式。
考題6：理想氣體的狀態(tài)方程及各物理量間的關(guān)系
【例6】（20-21高二下·遼寧沈陽(yáng)·期中）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷一系列變化過程，如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）
A．過程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大
B．過程中，氣體體積減小，壓強(qiáng)減小
C．過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積不變
D．過程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小
【變式】（多選）（22-23高二下·重慶北碚·期中）理想氣體a和b，物質(zhì)的量分別為和，它們做等溫變化時(shí)的溫度分別為和，溫變化圖線分別是圖中的a和b，則下列說(shuō)法一定正確的是（）
A．
B．
C．它們?cè)谧兓^程中分子總動(dòng)能不變
D．它們?cè)谧兓^程中壓強(qiáng)與體積成反比
考題7：應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程處理實(shí)際問題
【例7】（多選）（22-23高二下·遼寧沈陽(yáng)·期中）一汽缸豎直放在水平地面上，缸體質(zhì)量，活塞的質(zhì)量，活塞的橫截面積，活塞上面的汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，下面有氣孔O與外界相通，大氣壓強(qiáng)?；钊旅媾c勁度系數(shù)的輕彈簧相連，當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度為127℃時(shí)彈簧為自然長(zhǎng)度，此時(shí)汽缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度，g取，活塞不漏氣，且與汽缸壁無(wú)摩擦?，F(xiàn)給封閉氣體加熱，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．當(dāng)汽缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度時(shí)，汽缸內(nèi)氣體溫度為
B．當(dāng)汽缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度時(shí)，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為
C．汽缸內(nèi)氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹
D．汽缸內(nèi)氣體溫度上升到以上，氣體將做等壓膨脹
【變式】（22-23高二下·江蘇揚(yáng)州·期中）如圖所示，粗細(xì)均勻的形管豎直放置，左端封閉，右端開口。左端用水銀封閉長(zhǎng)的理想氣體，當(dāng)溫度為時(shí)，兩管水銀面的高度差。設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為。
（1）求理想氣體的壓強(qiáng)；
（2）若對(duì)封閉氣體緩慢加熱，求當(dāng)左右兩管的水銀面相平且穩(wěn)定時(shí)理想氣體的溫度。

考點(diǎn)05 三大氣體實(shí)驗(yàn)定律
1．理想氣體
（1）宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守的氣體，實(shí)際氣體在壓強(qiáng)不太大、溫度不太低的條件下，可視為理想氣體。
（2）微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無(wú)其他作用力，即分子間無(wú) 。
2．氣體實(shí)驗(yàn)定律
3．理想氣體的狀態(tài)方程
一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程：eq \f(p1V1,T1)＝eq \f(p2V2,T2)或eq \f(pV,T)＝C。
4. 利用理想氣體方程解題的一般步驟
考題8：氣體的等溫變化——玻意耳定律
【例8】（22-23高二下·山東青島·期中）一倒T型內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管，C端開口豎直向上，用水銀密封A、B兩部分理想氣體。已知A、B、C三部分氣柱和對(duì)應(yīng)三段水銀柱長(zhǎng)度均為10cm。外界大氣壓強(qiáng)76cmHg。現(xiàn)將細(xì)玻璃管繞B點(diǎn)在豎直面內(nèi)順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，整個(gè)過程溫度不變。則旋轉(zhuǎn)后三段水銀柱狀態(tài)為（）

A． B． C． D．
【變式】（多選）（22-23高二下·河南南陽(yáng)·階段練習(xí)）設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定水深的深度計(jì)，導(dǎo)熱性能良好的圓柱形氣缸I、II內(nèi)徑分別為r和2r，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，內(nèi)部分別有輕質(zhì)薄活塞A、B，活塞密封性良好且可無(wú)摩擦左右滑動(dòng)，氣缸I左端開口。外界大氣壓強(qiáng)為p0，最初氣缸Ⅰ內(nèi)通過A封有壓強(qiáng)為p0的氣體，氣缸II內(nèi)通過B封有壓強(qiáng)為3p0的氣體，一細(xì)管連通兩氣缸，開始時(shí)A、B均位于氣缸最左端，該裝置放入水下后，通過A向右移動(dòng)的距離可測(cè)定水的深度，已知p0相當(dāng)于10m高的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)，不計(jì)水溫隨深度的變化，被封閉氣體視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）

A．當(dāng)活塞A向右移動(dòng)時(shí)，水的深度h=5m
B．此深度計(jì)能測(cè)的最大深度h=22.5m
C．若要測(cè)量的最大水深h=25m，氣缸I內(nèi)通過A所封氣體的壓強(qiáng)應(yīng)改為p=2p0
D．若要測(cè)量的最大水深h=50m，氣缸II內(nèi)通過B所封氣體的壓強(qiáng)應(yīng)改為p=5.75p0
考題9：氣體的等容變化——查理定律
【例9】（22-23高二下·山西陽(yáng)泉·期中）圖甲為某品牌的可加熱飯盒，飯盒蓋密封性良好且其上有一排氣口，飯盒內(nèi)部橫截面積為S，質(zhì)量、厚度均不計(jì)的飯盒蓋與飯盒底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，飯盒蓋與飯盒底部之間的距離為L(zhǎng)，且飯盒蓋固定不動(dòng)，可以將其看成是一導(dǎo)熱性能良好的汽缸，如圖乙所示。氣體的初始溫度T0=300 K，初始?jí)簭?qiáng)為大氣壓強(qiáng)，已知大氣壓強(qiáng)為P0=105pa，重力加速度取g=10 m/s2?，F(xiàn)緩慢加熱飯盒使其內(nèi)部氣體溫度達(dá)到360K，求此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。

【變式】（21-22高二下·江蘇·期中）如圖為豎直放置的上細(xì)下粗的密閉細(xì)管，水銀柱將氣體分隔成A、B兩部分，初始溫度相同，現(xiàn)使A、B降低相同溫度達(dá)到穩(wěn)定后，體積變化量為、，壓強(qiáng)變化量為、，對(duì)液面壓力的變化量為、，則（）

A．水銀柱向上移動(dòng)了一段距離B．
C．D．
考題10：氣體的等壓變化——蓋呂薩克定律
【例10】（22-23高二下·山東·期中）把一端封閉、另一端開口的粗細(xì)均勻的玻璃管開口向下插入水中，讓玻璃管豎直懸浮于水中，試管底部恰好與水面相齊，如圖所示。已知試管質(zhì)量為m，橫截面積為S，重力加速度取g，環(huán)境溫度為T，大氣壓強(qiáng)為。水的密度為。
（1）求此時(shí)試管內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。
（2）水溫緩慢提升，求露出水面的試管長(zhǎng)度。
【變式】（22-23高二下·云南大理·期中）如圖所示，在溫度為17℃的環(huán)境下，一根豎直的輕質(zhì)彈簧支撐著一倒立汽缸的活塞，使汽缸懸空且靜止，此時(shí)倒立汽缸的頂部離地面的高度為h=49cm，已知彈簧原長(zhǎng)l=50cm，勁度系數(shù)k=100N/m，汽缸的質(zhì)量M=2kg，活塞的質(zhì)量m=1kg，活塞的橫截面積，若大氣壓強(qiáng)，且不隨溫度變化。設(shè)活塞與缸壁間無(wú)摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動(dòng)，缸壁導(dǎo)熱性良好，使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同。（彈簧始終在彈性限度內(nèi)，且不計(jì)汽缸壁及活塞的厚度）
（1）求彈簧的壓縮量；
（2）若環(huán)境溫度緩慢上升到37℃，求此時(shí)倒立汽缸的頂部離地面的高度。

考點(diǎn)06 熱力學(xué)第一定律
做功可以改變物體的內(nèi)能
（1）絕熱過程：系統(tǒng)只由于外界對(duì)它做功而與外界交換能量，它不從外界吸熱，也不向外界放熱的過程，
（2）功與內(nèi)能變化的關(guān)系：當(dāng)系統(tǒng)從某一狀態(tài)經(jīng)過絕熱過程達(dá)到另一狀態(tài)時(shí)，內(nèi)能的增加量 △U 就等于外界對(duì)系統(tǒng)所做的功W
公式：△U=U2-U1 =W
熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能
（1）熱傳遞：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體的過程
（2）熱傳遞的方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射.
（3）熱傳遞的條件：有溫度差.
（4）熱與內(nèi)能變化的關(guān)系：當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài) 1經(jīng)過單純的傳熱達(dá)到狀態(tài) 2 時(shí)，內(nèi)能的增加量 △U=U2-U1 ，就等于外界向系統(tǒng)傳遞的熱量 Q，即 △U=Q.
3. 熱力學(xué)第一定律
（1）內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和.
（2）公式：△U=Q+W.
（3）公式的理解
考題11：判斷系統(tǒng)吸放熱、做功情況和內(nèi)能變化情況
【例11】（多選）（22-23高二下·北京海淀·期中）導(dǎo)熱汽缸開口向下，內(nèi)有理想氣體，缸內(nèi)活塞可自由滑動(dòng)且不漏氣，活塞下掛一個(gè)沙桶，沙桶裝滿沙子時(shí)，活塞恰好靜止，現(xiàn)在往桶里緩慢加入細(xì)沙、并緩慢升高汽缸外部環(huán)境溫度，則（）

A．氣體不斷放熱
B．氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功
C．內(nèi)能可能減小
D．氣體單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積的器壁的平均沖量減小
【變式】（多選）（22-23高二下·北京海淀·期中）一定質(zhì)量的理想氣體，其壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．A→B的過程中，從外界吸收熱量
B．B→C的過程中，從外界吸收熱量
C．氣體經(jīng)歷A→B→C→A再回到最初的A狀態(tài)的整個(gè)過程中，從外界吸收熱量大于向外界放出的熱量
D．如果氣體通過經(jīng)歷A→C→B→A再回到最初的A狀態(tài)，與經(jīng)歷A→B→C→A回到最初A狀態(tài)相比，與外界的熱傳遞相同
考題12：計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)能改變、吸放熱及作用
【例12】（多選）（22-23高二下·遼寧沈陽(yáng)·期中）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c、已知?dú)怏w從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b的過程中外界對(duì)氣體做功為，與外界的熱交換量為；從狀態(tài)b變化到狀態(tài)c的過程中外界對(duì)氣體做功為，與外界的熱交換量為，下列說(shuō)法不正確的是（）。
A．氣體在狀態(tài)b的內(nèi)能大于在狀態(tài)a、c時(shí)的內(nèi)能B．
C．D．
【多選】（22-23高二下·江蘇徐州·期中）如圖所示，一只內(nèi)部高為H、底面積為S的絕熱氣缸靜止在地面上。氣缸內(nèi)部帶有加熱裝置，頂部開口但有卡扣，以保證活塞不會(huì)脫離氣缸。用質(zhì)量的絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞上端與一根勁度系數(shù)的輕質(zhì)彈簧連接，輕質(zhì)彈簧上端固定。缸內(nèi)氣體初始溫度為T0，活塞到氣缸底部的距離為0.5H，彈簧被拉伸了0.25H?，F(xiàn)緩慢加熱氣體，直到溫度變?yōu)?T0。已知大氣壓強(qiáng)恒為p0，重力加速度為g，忽略活塞和氣缸壁的厚度，不計(jì)一切摩擦。求：
（1）溫度為T0時(shí)，氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強(qiáng)p；
（2）活塞恰好到達(dá)氣缸頂部時(shí)封閉氣體的溫度T；
（3）已知在整個(gè)加熱過程中，氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化量ΔE。
考點(diǎn)07 熱力學(xué)第二定律
考法2 熱力學(xué)第二定律
熱力學(xué)第二定律
（1）克勞修斯表述
①內(nèi)容:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體.即從傳熱的方向性表述
②理解:熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，在傳熱過程中不會(huì)對(duì)其他物體產(chǎn)生影響;如果有其他作用，熱量有可能由低溫物體傳遞到高溫物體
（2）開爾文表述
①內(nèi)容:不可能從單一熱庫(kù)吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響
②理解:從單一熱庫(kù)吸收熱量，一般來(lái)說(shuō)只有部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;如果引起其他變化，可能從單一熱庫(kù)吸收熱量并把它全部用來(lái)做功
（3）實(shí)質(zhì):熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等價(jià)的，可以從一種表述推出另一種表述，同時(shí)這兩種表述揭示了自然界的基本規(guī)律:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性，即一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀的自然過程都是不可逆的.
2. 熱力學(xué)第二定律的微觀解釋
（1）熱力學(xué)第二定律的微觀意義:自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性;一切自然過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性增大的方向進(jìn)行；
（2）熵增加原理
①內(nèi)容:在任何自然過程中，一個(gè)孤立系統(tǒng)的總不會(huì)減少.如果過程可逆，則熵不變;如果過程不可逆，則熵增加.
②從微觀的角度看，熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律:一個(gè)孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展，而熵值較大代表著較為無(wú)序，所以自發(fā)的宏觀過程總是向無(wú)序程度更大的方向發(fā)展
考題13：熱力學(xué)第二定律
【例13】（22-23高二下·遼寧大連·期中）如圖所示，這是中國(guó)傳統(tǒng)玩具飲水鳥。在鳥的面前放上一杯水，用手把鳥嘴浸到水里，“喝”了一口后，又直立起來(lái)。之后，無(wú)需人的干預(yù)，小鳥直立一會(huì)兒就會(huì)自己俯下身去使鳥嘴浸入水中“喝”水，然后又會(huì)直立起來(lái)。就這樣周而復(fù)始，小鳥不停地點(diǎn)頭“喝”水，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．飲水鳥上下運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源于周圍空氣的內(nèi)能
B．水杯中的水干了之后，小鳥還能點(diǎn)頭“喝”水
C．這種玩具飲水鳥是一架永動(dòng)機(jī)
D．此現(xiàn)象違背了熱力學(xué)第二定律
【變式】（22-23高二下·吉林長(zhǎng)春·期中）對(duì)熱力學(xué)第二定律理解，正確的是（）
A．熱力學(xué)第二定律是從另一個(gè)側(cè)面闡述能量守恒定律
B．若消除熱機(jī)的漏氣、摩擦和熱量損耗，熱機(jī)效率可以達(dá)到
C．第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，說(shuō)明機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．熵是系統(tǒng)內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序性的量度，一個(gè)孤立系統(tǒng)總是從熵小的狀態(tài)向熵大的狀態(tài)發(fā)展
形成原因
表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力
表面特性
表面層分子間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的彈性薄膜，分子勢(shì)能大于液體內(nèi)部的分子勢(shì)能
方向
和液面相切，垂直于液面上的分界線
效果
表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小
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(qiáng)與體積成
一定質(zhì)量的某種氣體，在體積不變的情況下，壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成
一定質(zhì)量的某種氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，其體積與熱力學(xué)溫度成

表達(dá)式
p1V1＝p2V2
eq \f(p1,T1)＝eq \f(p2,T2)，拓展：Δp＝eq \f(p1,T1)ΔT
eq \f(V1,T1)＝eq \f(V2,T2)，拓展：ΔV＝eq \f(V1,T1)ΔT
微觀解釋
一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度保持不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能．體積減小時(shí)，分子的密集程度，氣體的壓強(qiáng)
一定質(zhì)量的某種理想氣體，體積保持不變時(shí)，分子的密集程度，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能，氣體的壓強(qiáng)
一定質(zhì)量的某種理想氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能 .只有氣體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程度，才能保持壓強(qiáng)不變
圖像
符號(hào)
W
Q
△U
+
外界對(duì)物體做功
物體吸收熱量
內(nèi)能增加
-
物體對(duì)外界做功
物體放出熱量
內(nèi)能減少

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