“一二三”金字塔模式与热学复习

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  由于时间的关系,高考复习,重在理顺知识结构,唤起学生对知识的回忆,而热学部分,高考命题侧重在分子动理论、微观量的估算、热力学定律及其应用、气体状态的定性分析、联系“STS”等知识点。多以选择题的形式出现,但不排除计算题的可能,为此,二轮复习宜采用“一二三”金字塔模式复习。其中“一二”是热学知识的理顺与基础,“三”是本节知识高考最高能力考查的体现。
  
  一、热学中“一”的知识构成
  
  1.一种理论:“分子动理论。其重点是分子动理论的三个基本观点①物质组成观点。②分子的无规则运动观点。③分子间相互作用力观点。
  2 .一种运动:“布朗运动”。理解和识记的重点内容是:①布朗运动的物理学史。②实验装置。③布朗运动是固体微粒的运动,不是分子的运动。④与温度和微粒大小的关系。及其本质:液体分子无规则运动的体现。
  3.一座桥梁:“联系微观量和宏观量的桥梁:阿伏加德罗常数”。
  4.一种估算:“微观量的估算”。重点是应用分子的“球体”或“立方体”模型,求分子的直径或气体分子的平均距离。
  5.一个实验:“油膜法测分子直径”。重点是理解实验的原理、步骤及注意事项和公式V=Sd各物理量的含义,并能应用公式解决实际问题。从近几年的高考分析,2008年高考实验题,很有可能对此实验考查。
  6.一种理想模型:“理想气体”。理想气体是一种理想模型,其内能由气体的温度决定。
  7.一种统计规律:具有某一速率的分子数目并不相等,呈现“中间多,两头少”。
  以上知识,是高考的重点和焦点,通过以上的归纳,能帮助学生对知识的识记和理解。
  例1.(2008年广西模拟)下列有关布朗运动的说法中正确的是( )
  A.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动,这反应了液体分子运动的无规则性。
  B.布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关
  C.较暗的房间中,从射进来的阳光中,看到悬浮在空气中的微粒的无规则运动是布朗运动
  D.布朗运动是固体分子的运动
  分析:此题很容易错选C、D,关键是对布朗运动有关知识的不理解,布朗运动是固体微粒的运动,不是分子的运动,且与宏观现象中微粒是两回事。正确答案为(A、B)
  例2.关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是 ( )
  A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的
  B.某一时刻一个分子速度大小和方向是偶然的
  C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目相等
  D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化
  分析:具有某一速率的分子数目并不相等,呈现“中间多,两头少”的统计分布规律,所以A错误。由于分子的碰撞,分子的运动具有偶然性,B正确。虽然每个分子速度具有偶然性,但是大量分子的整体存在着统计规律,由于分子数目巨大,某一时刻向任意方向运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的,C正确。某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变的,只是分子运动的平均速率相等,D错误。正确答案为(B、C)
  学生练习:(2006.江苏物理)下列说法正确的是()
  A.气体的温度升高,并非所有分子的速率都增大
  B.盛有气体的容器作减速运动时,容器中气体的内能随之减小
  C.理想气体在等容变化过程中,容器对外不做功,气体的内能不变
  D.一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大
  (答案:A、D)
  
  二、热学中“二”的知识梳理
  
  1.两个图象的应用:①分子力F→r的关系图象。②分子势能 →r关系图象应用图象解决问题,是对学生能力考查的亮点,是高考命题的热点。
  
  例6.如图2所示为电冰箱的工作原理图,压缩机工作时,强迫致冷剂在冰箱内外管道中不断循环,那么下列说法中正确的是()
  A.在冰箱内的管道中,致冷剂迅速膨胀并吸收热量
  B.在冰箱外的管道中,致冷剂迅速膨胀并放出热量
  C.在冰箱内的管道中,致冷剂被剧烈压缩并吸收热量
  D.在冰箱外的管道中,致冷剂被剧烈压缩并放出热量
  分析:这是一道典型的联系现实生活的"STS"问题,解决此类问题的关键,是要熟悉我们身边生活中的物理知识,当然它对学生应用知识去解决实际问题的能力提出了新要求。从热学的知识,不难知道:电冰箱的工作原理是把热从低温物体传到高温物理,而消耗电能,所以箱内管道是蒸发管,致冷剂迅速膨胀并吸收热量。箱外管道恰好相反。故正确答案为(A、D)。此类题型又如医院输液管,空调机等的应用,2008年高考要特别注意。
  2.与功能关系问题的探究
  热学问题,往往与力学中的功能关系联系在一起,这种题对学生综合应用知识的能力提出了更高的要求。
  
  例7.(2007.天津高考)A、B两装置,均由一支一端封闭,一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同,将两管抽成真空后,开口向下直插入水银槽中(插入过程中没有空气进入管内),水银柱上升到如图3位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是()
  A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
  B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
  C.A和B 中水银体积保持不变,故内能增量相同
  D.A和B 中水银温度始终相同,故内能增量相同
  分析:这是一道热学与力学知识相结合的综合题,对学生综合应用知识的能力提出更高的要求,由题意可知,水银在两管中的高度相同,而管中水银体积也相同,槽中水银面下降高度也相同,大气对水银做功相同,由:w=△EP △E内,而管中水银柱的重心位置不同,A管中水银重心高于B管中水银重心,即△EPA>△EPB,所以:△EA内<△B内,故答案(B)正确。
  3.与能源环境问题的探究
  能源环境问题,是当今世界的焦点问题,在复习中也要有所注意。
  总之,针对本专题所牵涉到的重点、难点、热点内容,上述模式对知识结构性的分析,可帮助学生从宏观、整体上清理知识间脉络关系,对强化知识有很好的作用。
  (责任编辑:张华伟)
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