2012屆高考物理考點(diǎn)物體的內(nèi)能 溫標(biāo)復(fù)習(xí)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
【教學(xué)要求】
1.知道物體的內(nèi)能的概念,了解物體的內(nèi)能與宏觀物理量間的關(guān)系。
2.知道兩種溫標(biāo)以及它們間的換算關(guān)系。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、內(nèi)能
1.分子的平均動(dòng)能:物體內(nèi)分子動(dòng)能的平均值叫分子平均動(dòng)能. 是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.溫度越高,分子平均動(dòng)能 .
2.分子勢(shì)能:由分子間的相互作用和 決定的能量叫分子勢(shì)能.分子勢(shì)能的大小與物體的體積有關(guān):①當(dāng)分子間的距離r>r0時(shí),分子勢(shì)能隨分子間的距離增大而增大;②當(dāng)r3.物體的內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子的
的總和叫物體的內(nèi)能.
4.改變物體的內(nèi)能的兩種方式是
和 .
二、溫度(T或t)
1.兩種意義:宏觀上表示物體的 ;微觀上標(biāo)志物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的 .它是物體分子 的標(biāo)志.
2.兩種溫標(biāo)
攝氏溫標(biāo):?jiǎn)挝弧,?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的冰點(diǎn)作為 ,沸點(diǎn)作為 .
熱力學(xué)溫標(biāo)T:?jiǎn)挝籏.把 作為0K.絕對(duì)零度(0K)是 的極限,只能接近不能達(dá)到.
兩種溫標(biāo)的關(guān)系:每1度表示的冷熱差別,兩種溫標(biāo)是相同的,只是 不同,所以二者關(guān)系為式:T=t+273(K),△T=△t
知識(shí)點(diǎn)一對(duì)分子動(dòng)能的理解
分子動(dòng)能是指單個(gè)分子的動(dòng)能,但分子是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的,因此各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同,所以單個(gè)分子動(dòng)能沒(méi)有意義,對(duì)大量的分子的動(dòng)能才有意義。分子的平均動(dòng)能是所有分子動(dòng)能的平均值,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志。物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是所有分子動(dòng)能的總和,也等于分子平均動(dòng)能與分子總數(shù)的乘積。
【應(yīng)用1】當(dāng)物體溫度升高時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.每個(gè)分子的溫度都升高
B.每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都加劇
C.每個(gè)分子的動(dòng)能都增大
D.物體分子的平均動(dòng)能增大
導(dǎo)示: 溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,不代表個(gè)別分子的情況,所以溫度升高后,只能說(shuō)物體的分子平均動(dòng)能增大,而對(duì)個(gè)別分子的一些說(shuō)法都是無(wú)意義的。答案D正確。
當(dāng)溫度一定是,物體內(nèi)分子動(dòng)能的分布呈正態(tài)分布,即分子動(dòng)能大的和小的數(shù)目較少,而處于中間某定值的分子數(shù)目較多。這個(gè)中間值與物體的溫度有關(guān)。
知識(shí)點(diǎn)二對(duì)分子勢(shì)能的理解
由分子間的相互作用和相對(duì)位置決定的能量叫分子勢(shì)能。分子力做正功,分子勢(shì)能減少,分子力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加。在平衡位置時(shí)(r=r0),分子勢(shì)能最小.分子勢(shì)能的大小跟物體的體積有關(guān)系.
【應(yīng)用2】(07蘇州調(diào)研)如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,縱軸表示分子間的相互作用力,甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F(xiàn)>0為斥力,F(xiàn)<0為引力,a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則( )
A.乙分子由a到c的過(guò)程中,分子勢(shì)能先減小后增大
B.乙分子由a到d的過(guò)程中,分子勢(shì)能一直增加
C.乙分子從a到b做加速運(yùn)動(dòng),由b到c做減速運(yùn)動(dòng)
D.乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng),到c時(shí)速度最大
導(dǎo)示: 乙分子由a向甲分子運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)到c之前一直為引力,分子力做正功,分子勢(shì)能減少,速度增大,再靠近乙分子的過(guò)程中,分子間表現(xiàn)為斥力,分子力做負(fù)功,速度又要減小。故D正確。
知識(shí)點(diǎn)三物體內(nèi)能的決定因素
物體內(nèi)能的決定因素是依據(jù)物體內(nèi)能的定義:物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。所以物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和物質(zhì)的量有關(guān)。又可分為微觀決定因素:分子勢(shì)能、分子平均動(dòng)能、分子的數(shù)目。宏觀因素:體積、溫度、物質(zhì)的量。
【應(yīng)用3】判斷下列說(shuō)法,正確的是( )
A.溫度高的物體,內(nèi)能不一定大
B.同樣質(zhì)量的水100℃時(shí)的內(nèi)能比60℃時(shí)大
C.內(nèi)能相同的物體,溫度一定相同
D.物體速度增大,則分子平均動(dòng)能增大,內(nèi)能也增大
導(dǎo)示: 根據(jù)內(nèi)能的決定因素可知,A選項(xiàng)正確。物體的速度與分子熱運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),D錯(cuò),故選A。
分子的平均動(dòng)能由溫度惟一決定,個(gè)別分子的動(dòng)能是沒(méi)有意義的。分子勢(shì)能是由物體體積決定的,具有相對(duì)性。物體的內(nèi)能則由分子平均動(dòng)能、總分子勢(shì)能、分子數(shù)目共同決定。
知識(shí)點(diǎn)四溫標(biāo)間的換算
熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的換算關(guān)系為:T=t+273.15,溫度每升高1C,在熱力學(xué)溫標(biāo)中就升高1K,在量值上是相等的,只不過(guò)是規(guī)定的零起點(diǎn)不同而已。
【應(yīng)用4】關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的正確說(shuō)法是( )
A.?33 C=240K
B.熱力學(xué)溫標(biāo)零度為?273 C,叫絕對(duì)零度
C.?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值
D.溫度由t C升高到2t C,對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K+t
導(dǎo)示:在熱力學(xué)溫標(biāo)中,273.15近似地認(rèn)為是273,根據(jù)換算,AD正確,熱力學(xué)溫標(biāo)零度為?273 C,叫絕對(duì)零度是一種正常的說(shuō)法,但攝氏溫度中有負(fù)值,熱力學(xué)溫度中是沒(méi)有負(fù)值的。故選ABD。
類型一內(nèi)能、熱量、機(jī)械能的比較
對(duì)于同一物體,機(jī)械能由物體的狀態(tài)和位置決定,內(nèi)能則與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān),與物體宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。熱量則是物體之間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的一種量度。
【例1】關(guān)于機(jī)械能、內(nèi)能、熱量的說(shuō)法正確的是( )
A.機(jī)械能大的物體,內(nèi)能多,熱量也多
B.物體機(jī)械能損失時(shí),內(nèi)能可以增加
C.物體機(jī)械能可以為零,內(nèi)能也可以為零
D.物體溫度不變,沒(méi)有熱量傳遞
導(dǎo)示:物體的機(jī)械能大,與內(nèi)能無(wú)關(guān),而熱量則是熱傳遞過(guò)程中量度內(nèi)能轉(zhuǎn)移的物理量,A錯(cuò)。機(jī)械能損失了,有可能就轉(zhuǎn)化為該物體的內(nèi)能了,內(nèi)能可能增加,B對(duì)。物體的機(jī)械能可能為零,而內(nèi)能為零是不可能的,C錯(cuò)。物體溫度不變的過(guò)程中,也有可能有熱傳遞,如對(duì)物體做了功,要保持溫度不變,必有熱傳遞過(guò)程,D錯(cuò)。故選B。
能量是狀態(tài)量,物理中狀態(tài)量的還有:動(dòng)能、速度等,熱量和功一樣是過(guò)程量,過(guò)程量是在狀態(tài)量發(fā)生變化過(guò)程中的一種量度。
類型二能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的計(jì)算
輻射、熔解、汽化、液化、升華等物理過(guò)程中都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中往往涉及到有關(guān)能量計(jì)算問(wèn)題,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是該過(guò)程計(jì)算的依據(jù)。
【例2】 (07揚(yáng)州期末)某校研究性學(xué)習(xí)小組為估測(cè)太陽(yáng)對(duì)地面的輻射功率,制作了一個(gè)半徑0.10m的0C的冰球,在環(huán)境溫度為0C時(shí),用黑布把冰球包裹后懸吊在彈簧秤下放在太陽(yáng)光中。經(jīng)過(guò)40min后彈簧秤的示數(shù)減少了3.5N。已知冰的熔化熱λ=3.35×105J/kg,請(qǐng)你幫助這個(gè)小組估算太陽(yáng)光垂直照射在每平方米面積上的輻射功率(冰的熔化熱是指一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下1kg0C的冰熔化成0C的水所吸收的熱量。設(shè)冰融化成水后,全部滴離黑布包著的冰球。g=10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
導(dǎo)示: 太陽(yáng)光垂直照射時(shí)間t=2400s
面積 = m2
冰減少的質(zhì)量 =0.35kg
冰吸收的熱量 J
由熱平衡方程
所以 W/?
另外,在計(jì)算熱輻射時(shí)常用到一種模型:以輻射源為球心,從輻射源到吸熱物體的距離為半徑,作一個(gè)球面,看吸熱物體的吸熱面積,從而計(jì)算出吸熱物體所吸收的熱量。
類型二改變物體內(nèi)能的兩種方式
改變物體內(nèi)能有兩種方式,即做功和熱傳遞,并且這兩種方式對(duì)改變物體內(nèi)能是等效的。
【例2】(07蘇錫常鎮(zhèn)一模)一定質(zhì)量的理想氣體,由初始狀態(tài)A開(kāi)始,按圖中的箭頭所示方向進(jìn)行狀態(tài)變化,最后又回到初始狀態(tài)A ,即A→B→C→A ,這一過(guò)程稱為一個(gè)循環(huán),對(duì)氣體在該循環(huán)中的有關(guān)描述正確的是 ( )
A.由A→B,氣體的分子平均動(dòng)能增大,吸收熱量
B.由B→C,氣體的分子數(shù)密度增大,內(nèi)能減小,吸收熱量
C.由C→A,氣體的內(nèi)能減小,放出熱量,外界對(duì)氣體做功
D.經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程后,氣體內(nèi)能可能減少,也可能增加
導(dǎo)示: 由A→B,氣體溫度升高,氣體的分子平均動(dòng)能增大,同時(shí)體積增大,氣體要對(duì)外做功,所以要吸收熱量,A正確。由B→C,氣體體積不變,氣體的分子數(shù)密度不變,溫度降低,內(nèi)能減小,B錯(cuò)。由C→A,溫度降低,氣體的內(nèi)能減小,體積減小,外界對(duì)氣體做功,必放出熱量,C正確。經(jīng)過(guò)一個(gè)循環(huán)過(guò)程后,氣體又回到了原來(lái)狀態(tài),氣體內(nèi)能不變,D錯(cuò)。故選AC。
物體內(nèi)能改變的兩種方式中,要分清是由哪種情況而產(chǎn)生的,對(duì)內(nèi)能改變是增加還是減小往往是解題的關(guān)鍵。
1.下列關(guān)于分子的動(dòng)能,正確的是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)速度大,物體內(nèi)分子的動(dòng)能一定大
B.溫度升高,物體內(nèi)每個(gè)分子動(dòng)能都增大
C.溫度降低,物體內(nèi)分子平均動(dòng)能一定減小
D.物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能與物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)
2.關(guān)于分子勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.外力對(duì)物體做正功,分子勢(shì)能增大
B.分子力做正功,分子勢(shì)能增大
C.物體體積增大,分子勢(shì)能增大
D.理想氣體分子勢(shì)能為零
3.(07高考理綜北京卷)為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,某位同學(xué)在保溫瓶中灌入熱水,先測(cè)量初始水溫,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后再測(cè)量末態(tài)水溫。改變實(shí)驗(yàn)條件,先后共做了6次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表:
序號(hào)瓶?jī)?nèi)水量(mL)初始水溫(℃)時(shí)間(h)末態(tài)水溫(℃)
1100091478
2100098874
3150091480
41500981075
5200091482
62000981277
下列研究方案中符合控制變量方法的是 ( )
A.若研究瓶?jī)?nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第1、3、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
B.若研究瓶?jī)?nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第2、4、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
C.若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系,可用第1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
D.若研究保溫時(shí)間與保溫效果的關(guān)系,可用第4、5、6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.( 07南京檢測(cè))固定的水平氣缸內(nèi)由活塞 B 封閉著一定量的氣體,氣體分子之間的相互作用力可以忽略.假設(shè)氣缸壁的導(dǎo)熱性能很好,環(huán)境的溫度保持不變.若用外力 F 將活塞B緩慢地向右拉動(dòng),如圖所示,則在拉動(dòng)活塞的過(guò)程中,關(guān)于氣缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論,其中正確的是( )
A.氣體對(duì)外做功,氣體內(nèi)能減小
B.氣體對(duì)外做功,氣體內(nèi)能不變
C.外界對(duì)氣體做功,氣體內(nèi)能不變
D.氣體從外界吸熱,氣體內(nèi)能不變
參考答案:1.CD 2.CD 3.A


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/74236.html

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