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- 2024-02-08 发布
专题14热学
考试大纲
要求
考纲解读
1. 分子动理论的基本观点和实验依据
Ⅰ
1.本专题的命题集中在分子动理论、估算分子数目和大小、热力学两大定律的应用、气体状态参量的意义、热力学第一定律的综合问题、气体实验定律和气体状态方程的应用，以及用图象表示气体状态的变化过程等知识点．
2．命题时往往在一题中容纳多个知识点，把热学知识综合在一起进行考查，以选择题的形式出现；后面部分热点知识的考查多以计算题的形式出现，着重考查热学状态方程的应用．
3．《物理课程新标准》在课程性质中指出：“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情．”近两年来，热学考题中还涌现了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题．同时，本考点还可以与生活、生产联系起来考查热学知识在实际中的应用.
2.阿伏加德罗常数
Ⅰ
3. 气体分子运动速率的统计分布
Ⅰ
4. 温度、内能
Ⅰ
5.固体的微观结构、晶体和非晶体
Ⅰ
6.液晶的微观结构
Ⅰ
7. 液体的表面张力现象
Ⅰ
8.气体实验定律
Ⅱ
9.理想气体
Ⅰ
10.饱和蒸汽、未饱和蒸汽和蒸汽压
Ⅰ
11.相对湿度
Ⅰ
12.热力学第一定律
Ⅰ
13.能量守恒定律
Ⅰ
14.热力学第二定律
Ⅰ
纵观近几年高考试题，预测2017年物理高考试题还会
1.从过去几年的高考题看，出现频率较高的知识点如下：分子动理论的基本观点，物体的内能及其改变，热力学第一、二定律，气体状态参量等．知识与现实联系密切。
2
.高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)；（2）理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解；
考向01 分子动理论内能
1.讲高考
（1）考纲要求
掌握分子动理论的基本内容.2.知道内能的概念.3.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化．
（2）命题规律
高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；题型多为选择题和填空题，绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)。
案例1．（多选）【2016·上海卷】某气体的摩尔质量为M，分子质量为m。若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位体积分子数为（阿伏伽德罗常数为NA）：（）
A． B． C． D．
【答案】ABC
【方法技巧】首先通过阿伏伽德罗常数和摩尔体积相比可以得到气体单位体积内的分子数，再通过选项结论反推，反推过程中要注意各物理量的意义。
案例2．（多选）【2015·山东·37（1）】墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是：（）
A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动
C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速
D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
【答案】BC
【解析】
根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选BC。
【方法技巧】掌握扩散现象产生的原因，知道影响扩散现象的主要因素是颗粒大小以及温度的高低.
案例3．【2014·北京·13】下列说法正确的是：（）
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变[
【答案】B
【方法技巧】分子的平均动能、内能与温度的关系。
2．讲基础
（1）物体是由大量分子组成的
①多数分子大小的数量级为10－10 m.
②一般分子质量的数量级为10－26 kg.
（2）分子永不停息地做无规则热运动
说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例
①扩散现象：由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象．温度越高，扩散越快．
②布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的固体颗粒的永不停息地无规则运动．布朗运动反映了液体内部的分子的无规则运动．颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈．
（3）分子间存在着相互作用力
①分子间同时存在引力和斥力，实际表现的分子力是它们的合力．
②引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，但斥力比引力变化得快．
(4)温度和内能
①当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大．
②从分子动理论观点来看，温度是物体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大；反之亦然．注意同一温度下，不同物质分子的平均动能都相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，所以分子运动的平均速率不尽相同。
③决定物体内能的是物体中所含分子的摩尔数、温度和体积三个因素。
3．讲典例
案例1．（多选）下列说法正确的是：（）
A. 当一定量气体吸热时，其内能可能减小
B. 玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
C.气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
D. 当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
E. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
【答案】ACD
【解析】玻璃为非晶体，B错；单晶体与多晶体有固定的熔点，E错。
【名师点睛】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
形成与转化
有的物质在不同条件下能够形成不同的形态．同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可转化为晶体
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
【趁热打铁】（多选）下列说法中正确的是：（）
A．利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积
B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关
C．固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用
D．只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变
E．物体温度升高，内能可能降低
【答案】BCE
【解析】
态、温度有关，因此只知道物体的温度关系是无法比较内能关系,选项E正确。故选BCE.
【名师点睛】要理解做功和热传递是改变物体内能的两种方式，这两种方式是等效的．分子之间同时存在着引力和斥力.
案例2．（多选）下列说法正确的是：（）
A.分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相同
B一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，内能一定减小
C.布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动
D.知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子的大小
E.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大
【答案】ACE
【解析】
【名师点睛】明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目，故平时学习时要“知其然，更要知其所以然”．
【趁热打铁】（多选）下列说法正确的是：（）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值
C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度
D．将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小再增大
E．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润
【答案】BDE
【解析】
布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接反应了液体分子无规则运动，故A错误；相对湿度为某一被测蒸气压与相同温度下的饱和蒸气压的比值的百分数，相对湿度则给出大气的潮湿程度，故B正确；根据热力学第二定律可知，尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机也不能使温度降至热力学零度，故C错误；将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间的分子力先增大后减小最后再增大；分子力表现为引力时，靠近的过程中分子力做正功；当分子力表现为斥力时，靠近的过程中分子力做负功，所以分子势能是先减小再增大，故D正确；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润，故E正确。
【名师点睛】本题考查了有关分子动理论的基础知识和固体与液体的性质，对于这部分知识注意平时多加积累和记忆，在平时训练中多加练习。
4．讲方法
（1）微观量的估算
①微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.
②宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.
③关系
(a)分子的质量：
(b)分子的体积：
(c)物体所含的分子数：或
④）分子的两种模型：
(a)对于固体、液体，分析分子的直径时，可建立球体模型，分子直径。
(b)对于气体，分析分子间的平均距离时，可建立立方体模型，相邻分子间的平均距离为。
⑤特别提醒
(a)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，仅适用于固体和液体，对气体不适用．
(b)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)布朗运动与分子热运动
布朗运动
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，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的
联系
布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映
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．
(3)分子间作用力
分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力，“分子力”是引力与斥力的合力．分子间的引力和斥力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．如图所示．
(1)当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；
(2)当rr0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引>F斥，F表现为引力；
(4)当r>10r0(10－9 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F＝0)
5．讲易错
【题目】（多选）如图所示的四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 ：（）
A.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B.当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
E.相对湿度越大，空气中的水分子含量一定越大
【错因】没有透过现象看本质，不会识图
【正解】微粒运动是布朗运动，但是不是物质分子的无规则热运动，选项A错误；当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，分子力表现为零，选项B正确；食盐是单晶体，单晶体具有规则的形状，并且也具有各向异性；故C错误；小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用；故D正确；相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和气压；绝对湿度越大，空气中的水分子含量一定越大．故E错误．故选BD。
【名师点睛】本题考查布朗运动，分子间的相互作用力、分子势能及单晶体的性质等，均属于选修3-3中的基础内容；要注意准确把握各种现象的本质内容．注意对3-3的全面把握。
考向02固体、液体和气体
1.讲高考
（1）考纲要求
知道晶体、非晶体的区别；理解表面张力，会解释有关现象；掌握气体实验三定律，会用三定律分析气体状态变化问题。
（2）命题规律
高考热学命题的重点内容有：理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；气体实验定律的理解和简单计算；固、液、气三态的微观解释和理解。
案例1．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（10分）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=,其中σ=0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0=1.0×105 Pa，水的密度ρ=1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g=10 m/s2。
（i）求在水下10 m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。
【答案】（i）28 Pa （ii）1.3
【解析】（i）当气泡在水下h=10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为∆p1，则
∆p1= ①
代入题给数据得∆p1=28 Pa ②
由②式知，∆pi<