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(共41张PPT)
第一部分
核心主干复习专题
专题六　热学　原子物理
知识网络构建
核心知识·固双基
命题热点·巧突破
知识网络构建
第15讲　热学
核心知识 固双基
“必备知识”解读
一、分子动理论及热力学定律
1.估算问题
2.反映分子热运动规律的两个实例
(1)布朗运动：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒做无规则、永不停息地运动，与颗粒大小、温度有关。
(2)扩散现象：产生原因是分子永不停息地做无规则运动，与温度有关。
3.对热力学定律的理解
(1)热力学第一定律ΔU＝Q＋W，其中W和Q的符号可以这样确定：只要对内能增加有正贡献的就为正值。
(2)对热力学第二定律的理解：热量可以由低温物体传到高温物体，也可以从单一热源吸收热量全部转化为功，但这些过程不可能自发进行而不产生其他影响。
二、气体实验定律和理想气体状态方程
“关键能力”构建
一、两种模型
二、应用热力学第一定律的看到与想到
1.看到“绝热过程”，想到Q＝0，则W＝ΔU。
2.看到“等容过程”，想到W＝0，则Q＝ΔU。
3.对于理想气体看到“等温过程”，想到ΔU＝0，则W＋Q＝0。
命题热点 巧突破
〔真题研究1〕
(2023·海南高考卷)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( 　　)
A．分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力
B．分子从无限远靠近到距离r0处过程中分子势能变大
C．分子势能在r0处最小
D．分子间距离小于r0且减小时，分子势能在减小
题型1　分子动理论、内能
C
【解析】　分子间距离大于r0，分子间表现为引力，分子从无限远靠近到距离r0处过程中，引力做正功，分子势能减小，则在r0处分子势能最小；继续减小距离，分子间表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。故选C。
〔对点训练〕
1. (2023·福建南平质检)福建南平茶文化久负盛名，“风过武夷茶香远”“最是茶香沁人心”。人们在泡大红袍茶时茶香四溢，下列说法正确的是( 　　)
A．茶香四溢是扩散现象，说明分子间存在着相互作用力
B．茶香四溢是扩散现象，泡茶的水温度越高，分子热运动越剧烈，茶香越浓
C．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子间存在着相互作用力
D．茶香四溢是布朗运动现象，说明分子在永不停息地做无规则运动
B
【解析】　“茶香四溢”是扩散现象，故C、D错误；茶香四溢是因为茶水的香味分子不停地做无规则的运动，扩散到空气中，故A错误；物体温度越高，分子的无规则运动越剧烈，所以茶水温度越高，分子的热运动越剧烈，茶香越浓，故B正确。
2. (多选)(2023·河南开封三模)下列说法正确的是( )
A．当两分子间距减小到分子间作用力为0时，其分子势能一定最小
B．达到热平衡的系统一定具有相同的温度
C．一定质量的理想气体，在发生绝热膨胀的过程中，其分子的平均动能一定减小
D．一种液体是否浸润某种固体，仅与固体的性质有关系
ABC
【解析】　当两分子间距减小到分子间作用力为0时，分子间距为r0，分子间距小于r0时，分子间为斥力，随距离增大，分子力做正功，分子势能减小，分子间距大于r0时，分子间为引力，随距离减小，分子力做正功，分子势能减小，则分子间距为r0时，分子势能最小，故A正确；热传递的条件是两个系统之间存在温度差，温度是否相等是两个系统是否达到热平衡的标志，因此达到热平衡的系统一定具有相同的温度，故B正确；一定质量的理想气体，在发生绝热膨胀的过程中，气体对外做功，气体内能减小，温度降低，分子的平均动能一定减小，故C正确；一种液体是否浸润某种固体与液体的性质和固体的性质都有关，故D错误。
气体状态方程
1.压强的计算
(1)被活塞或汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解，压强单位为Pa。
(2)水银柱密封的气体，应用p＝p0＋ph或p＝p0－ph计算压强，压强p的单位为cmHg或mmHg。
题型2　气体实验定律与理想
2.合理选取气体变化所遵循的规律列方程
(1)若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解。
(2)若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。
3.关联气体问题
解决由活塞、液柱相联系的两部分气体问题时，根据两部分气体压强、体积的关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解。
(1)最终汽缸内气体的压强。
(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。
〔真题研究3〕
(2023·湖南高考卷)汽车刹车助力装置能有效为驾驶员踩刹车省力。如图所示，刹车助力装置可简化为助力气室和抽气气室等部分构成，连杆AB与助力活塞固定为一体，驾驶员踩刹车时，在连杆AB上施加水平力推动液压泵实现刹车。助力气室与抽气气室用细管连接，通过抽气降低助力气室压强，利用大气压与助力气室的压强差实现刹车助力。每次抽气时，K1打开，K2闭合，抽气活塞在外力作用下从抽气气室最下端向上运动，助力气室中的气体充满抽气气室，达到两气室压强相等；然后，K1闭合，K2打开，抽气活塞向下运动，抽气气室中的全部气体从K2排出，完成一次抽气过程。已知助力气室容积为V0，初始压强等于外部大气压强p0，助力活塞横截面积为S，抽气气室的容积为V1。假设抽气过程中，助力活塞保持不动，气体可视为理想气体，温度保持不变。
(1)求第1次抽气之后助力气室内的压强p1。
(2)第n次抽气后，求该刹车助力装置为驾驶员省力的大小ΔF。
〔对点训练〕
1. (2023·辽宁高考卷)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p－T图像如图所示。该过程对应的p－V图像可能是( 　　)
B
2. (2023·安徽黄山三模)如图所示是一种演示气体定律的仪器——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶，在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的理想气体，开始时气球自然松弛，气球内气体与外界连通，气体体积为V，瓶内气体体积为2V。用打气筒出气口紧密贴合气球吹气口并向气球内缓慢打入气体，直至气球体积增大到2V，容器和气球导热良好，外界温度不变，气球壁厚度不计、重力不计，大气压强为p0，在此过程中( 　　)
C
A．瓶内气体内能减小
B．瓶内气体吸热
C．瓶内气体压强由p0变为2p0
D．气球中充入的气体质量等于开始时气球中气体质量
〔真题研究4〕
(2023·海南高考卷)某饮料瓶内密封一定质量理想气体，t＝27 ℃时，压强p＝1.050×105 Pa。
题型3　热力学定律与气体实验定律相结合
(1)t′＝37 ℃时，气压是多大？
(2)保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)时相同时，气体体积为原来的多少倍？
【答案】　(1)1.085×105 Pa　(2)0.97
【解析】　(1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为
T＝(27＋273)K＝300 K，
T′＝(37＋273)K＝310 K
〔对点训练〕
(多选)(2023·山东高考真题)一定质量的理想气体，初始温度为300 K，压强为1×105 Pa。经等容过程，该气体吸收400 J的热量后温度上升100 K；若经等压过程，需要吸收600 J的热量才能使气体温度上升100 K。下列说法正确的是( )
A．初始状态下，气体的体积为6 L
B．等压过程中，气体对外做功400 J
AD(共33张PPT)
第一部分
核心主干复习专题
专题六　热学　原子物理
第16讲　原子物理
核心知识·固双基
命题热点·巧突破
核心知识 固双基
“必备知识”解读
一、光电效应及其规律
1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。
3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
4.Ek-ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。
(1)横轴截距表示极限频率；
(2)纵轴截距的绝对值表示逸出功；
(3)图线的斜率表示普朗克常量h。
二、原子结构与玻尔理论
知识体系
三、原子核及其衰变
知识体系
四、核反应　核能的计算
知识体系
“关键能力”构建
一、光电效应的研究思路
二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别
2.一个处于较高能级n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为n－1。
三、计算核能的几种思路
1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2。
2.根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。
3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。
命题热点 巧突破
〔真题研究1〕
(2023·辽宁高考卷)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则( 　　)
题型1　光电效应　能级跃迁
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
A
【解析】　由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ekm＝hν－W逸出功则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误，故选A。
〔对点训练〕
1. (2023·山东高考真题)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激
发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为( 　　)
A．ν0＋ν1＋ν3 B．ν0＋ν1－ν3
C．ν0－ν1＋ν3 D．ν0－ν1－ν3
D
【解析】　原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ－EⅠ＝hν0，且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，联立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故选D。
2. (2023·四川绵阳三诊)用如图甲所示的电路研究光电效应，先后用两种不同频率的光1、2照射相同的阴极K，并根据电流表和电压表测得的示数，绘制出电流与电压的关系图像如图乙所示，则( 　　)
B
A．光1的频率小于光2的频率
B．光1的频率大于光2的频率
C．用光1照射时，阴极K的截止频率较大
D．用光2照射时，阴极K的截止频率较大
【解析】　根据光电效应方程有hν－W＝Ek＝eU可知截止电压大，光的频率高，由图像可知光1的截止电压大，则光1的频率大于光2的频率，故A错误，B正确；逸出功和截止频率由金属本身决定，阴极K的截止频率不变，故C、D错误。
〔真题研究2〕
题型2　原子核的衰变规律
C
〔对点训练〕
1. (2022·河南开封二模)在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7?1，那么C的衰变方程为( 　　)
B
2. (2023·浙江温州模拟)轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数为77，放射源在进行β衰变产生新核X的同时会释放出γ射线，放射性元素的半衰期为74天，下列说法正确的是( 　　)
A
B．衰变放射出的β粒子来自于原子的核外电子
C．若有4.0 g铱192，经过148天有1.0 g发生了衰变
D．若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变小
〔真题研究3〕
(2023·湖南高考卷)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是( 　　)
A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
C．核聚变的核反应燃料主要是铀235
D．核聚变反应过程中没有质量亏损
题型3　核反应与核能的计算
A
【解析】　核聚变是轻核的聚变，相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确，C错误；氘氚核聚变反应遵守电荷数守恒和质量数守恒，B错误；核聚变反应有质量亏损，D错误。
〔对点训练〕
1. (2023·全国甲卷)在下列两个核反应方程中
X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则( 　　)
A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2
C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4
D
【解析】　设Y的电荷数为Z1，质量数为A1，由质量数守恒和电荷数守恒得A＋14＝A1＋17，Z＋7＝Z1＋8，A1＋7＝2A，Z1＋3＝2Z，解得Z＝2，A＝4，选项D正确。
C

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