高考物理大二輪總復(fù)習(xí) 增分策略 專題八 第1講 熱學(xué)課件（選考部分）.ppt

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專題八選考部分 3 3 3 4 3 5 本專題用三講時(shí)分別解決選修3 3 3 4 3 5中高頻考查問題 高考對(duì)本部分內(nèi)容考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)有 選修3 3 分子大小的估算 對(duì)分子動(dòng)理論內(nèi)容的理解 物態(tài)變化中的能量問題 氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算 固 液 氣三態(tài)的微觀解釋和理解 熱力學(xué)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算 用油膜法估測(cè)分子大小等內(nèi)容 專題定位 選修3 4 波的圖象 波長(zhǎng) 波速和頻率及其相互關(guān)系 光的折射及全反射 光的干涉 衍射及雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及振動(dòng)圖象 電磁波的有關(guān)性質(zhì) 選修3 5 動(dòng)量守恒定律及其應(yīng)用 原子的能級(jí)躍遷 原子核的衰變規(guī)律 核反應(yīng)方程的書寫 質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算 原子物理部分的物理學(xué)史和 三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用等 選修3 3內(nèi)容瑣碎 考查點(diǎn)多 復(fù)習(xí)中應(yīng)以四塊知識(shí) 分子動(dòng)理論 從微觀角度分析固體 液體 氣體的性質(zhì) 氣體實(shí)驗(yàn)定律 熱力學(xué)定律 為主干 梳理出知識(shí)點(diǎn) 進(jìn)行理解性記憶 選修3 4內(nèi)容復(fù)習(xí)時(shí) 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解 抓住波的傳播和圖象 光的折射定律這兩條主線 強(qiáng)化訓(xùn)練 提高對(duì)典型問題的分析能力 應(yīng)考策略 選修3 5涉及的知識(shí)點(diǎn)多 而且多是科技前沿的知識(shí) 題目新穎 但難度不大 因此應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解 抓住動(dòng)量守恒定律和核反應(yīng)兩條主線 強(qiáng)化典型題目的訓(xùn)練 提高分析綜合題目的能力 高考題型1熱學(xué)基本知識(shí) 高考題型2熱力學(xué)定律的理解 高考題型3氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 高考題型4熱學(xué)中的綜合問題 欄目索引 第1講熱學(xué) 高考題型1熱學(xué)基本知識(shí) 解題方略 1 分子動(dòng)理論 1 分子大小 阿伏加德羅常數(shù) NA 6 02 1023mol 1 2 分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng) 擴(kuò)散現(xiàn)象特點(diǎn) 溫度越高 擴(kuò)散越快 布朗運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 液體內(nèi)固體小顆粒永不停息 無規(guī)則的運(yùn)動(dòng) 顆粒越小 溫度越高 運(yùn)動(dòng)越劇烈 3 分子間的相互作用力和分子勢(shì)能 分子力 分子間引力與斥力的合力 分子間距離增大 引力和斥力均減小 分子間距離減小 引力和斥力均增大 但斥力總比引力變化得快 分子勢(shì)能 分子力做正功 分子勢(shì)能減小 分子力做負(fù)功 分子勢(shì)能增大 當(dāng)分子間距為r0 分子間的距離為r0時(shí) 分子間作用的合力為0 時(shí) 分子勢(shì)能最小 2 固體和液體 1 晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同 表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同 晶體具有確定的熔點(diǎn) 單晶體表現(xiàn)出各向異性 多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性 晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化 2 液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài) 所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間 液晶具有流動(dòng)性 在光學(xué) 電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性 3 液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì) 表面張力的方向跟液面相切 例1關(guān)于熱學(xué)基本知識(shí)的易錯(cuò)點(diǎn)辨析 正確的打 號(hào) 錯(cuò)誤的打 號(hào) 1 布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 2 布朗運(yùn)動(dòng)并不是液體分子的運(yùn)動(dòng) 但它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 3 液體溫度越高 布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)越激烈 4 布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒中分子運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性 5 懸浮在液體中的固體微粒越小 布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯 6 懸浮在液體中的微粒越小 受到液體分子的撞擊就越容易平衡 7 布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分溫度不同而引起的 8 在較暗的房間里 看到透過窗戶的 陽光柱 里粉塵的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng) 9 布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 10 顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性 11 懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)的PM2 5微粒 氣溫越高 運(yùn)動(dòng)越劇烈 12 擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng) 13 擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)都與溫度有關(guān) 14 擴(kuò)散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中 固體中也可以 15 酒香不怕巷子深 與分子熱運(yùn)動(dòng)有關(guān) 16 水不容易被壓縮說明分子間存在分子力 17 用力拉鐵棒的兩端 鐵棒沒有斷 說明此時(shí)分子間只存在引力而不存在斥力 18 分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小 19 將一個(gè)分子從無窮遠(yuǎn)處無限靠近另一個(gè)分子 則這兩個(gè)分子間的分子力先增大后減小最后再增大 20 當(dāng)分子間距離增大時(shí) 分子間的引力減少 斥力增大 21 若兩分子間距離減小 分子間斥力增大 引力減小 合力為斥力 22 當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時(shí) 分子間的距離越大 分子勢(shì)能越小 23 分子間同時(shí)存在著引力和斥力 當(dāng)分子間距增加時(shí) 分子間的引力增大 斥力減小 24 分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小 25 分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大 先減小后增大 26 分子間距離增大時(shí) 分子間的引力 斥力都減小 27 隨著分子間距離增大 分子間作用力減小 分子勢(shì)能也減小 28 分子間的距離為r0時(shí) 分子間作用力的合力為零 分子勢(shì)能最小 29 同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn) 30 大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽 就變成了非晶體 31 單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性 而多晶體和非晶體是各向同性的 32 單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn) 非晶體沒有確定的熔點(diǎn) 33 晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同 體現(xiàn)為各向同性 34 單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性 35 太空中水滴成球形 是液體表面張力作用的結(jié)果 36 漂浮在熱菜湯表面上的油滴 從上面的觀察是圓形的 是油滴液體呈各向同性的緣故 37 液體與大氣相接觸 表面層內(nèi)分子所受其他分子的作用表現(xiàn)為相互吸引 38 由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離 液面分子間只有引力 沒有斥力 所以液體表面具有收縮的趨勢(shì) 39 液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部 40 液體表面的分子距離大于分子間的平衡距離 使得液面有表面張力 41 葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 42 肥皂水的水面能托住小的硬幣主要與液體的表面張力有關(guān) 43 雨水沒有透過布雨傘是因?yàn)橐后w表面存在張力 44 液晶具有液體的流動(dòng)性 同時(shí)具有晶體的各向異性特征 45 液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光具有各向異性的特點(diǎn) 46 當(dāng)人們感到潮濕時(shí) 空氣的絕對(duì)濕度一定較大 47 空氣相對(duì)濕度越大時(shí) 空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓 水蒸發(fā)越快 48 只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量 就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù) 49 用阿伏加德羅常數(shù)和某種氣體的密度 就可以求出該種氣體的分子質(zhì)量 50 已知某氣體的摩爾體積V 再知道阿伏加德羅常數(shù)NA 就可以求出一個(gè)氣體分子的體積 51 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù) 就可以算出氣體分子的體積 52 用阿伏加德羅常數(shù)和某種氣體的密度 就一定可以求出該種氣體的分子質(zhì)量 53 達(dá)到熱平衡的兩個(gè)物體具有相同的熱量 54 物體的溫度越高 分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈 分子的平均動(dòng)能越大 55 溫度升高時(shí)物體內(nèi)的每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定增大 56 物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和叫做物體的內(nèi)能 57 物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和 58 溫度升高 物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能一定增大 59 相同質(zhì)量0 的水的分子勢(shì)能比0 的冰的分子勢(shì)能大 60 氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 61 單位體積的氣體分子數(shù)增加 氣體的壓強(qiáng)一定增大 62 氣體的壓強(qiáng)是由于大量分子頻繁撞擊器壁產(chǎn)生的 63 若氣體的溫度不變 壓強(qiáng)增大 說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多 64 一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)不變時(shí) 氣體分子單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的平均碰撞次數(shù)隨著溫度升高而減少 65 從微觀角度看氣體壓強(qiáng)只與分子平均動(dòng)能有關(guān) 66 氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數(shù) 與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度都有關(guān) 67 單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上碰撞次數(shù)減少 氣體的壓強(qiáng)一定減小 預(yù)測(cè)1 2015 新課標(biāo)全國(guó)卷 33 下列說法正確的是 A 將一塊晶體敲碎后 得到的小顆粒是非晶體B 固體可以分為晶體和非晶體兩類 有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)C 由同種元素構(gòu)成的固體 可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D 在合適的條件下 某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體 某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體 E 在熔化過程中 晶體要吸收熱量 但溫度保持不變 內(nèi)能也保持不變解析晶體有固定的熔點(diǎn) 并不會(huì)因?yàn)轭w粒的大小而改變 即使敲碎為小顆粒 仍舊是晶體 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 固體分為晶體和非晶體兩類 有些晶體在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同 表現(xiàn)為晶體具有各向異性 選項(xiàng)B正確 同種元素構(gòu)成的固體可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體 如金剛石和石墨 選項(xiàng)C正確 晶體的分子排列結(jié)構(gòu)如果遭到破壞就可能形成非晶體 反之亦然 選項(xiàng)D正確 熔化過程中 晶體要吸熱 溫度不變 但是內(nèi)能增大 選項(xiàng)E錯(cuò)誤 答案BCD 預(yù)測(cè)2下列說法正確的是 A 布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子在永不停息的做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B 氣體分子的平均動(dòng)能增大 壓強(qiáng)也一定增大C 不同溫度下 水的飽和汽壓都是相同的D 完全失重狀態(tài)下懸浮的水滴呈球狀是液體表面張力作用的結(jié)果E 分子動(dòng)理論認(rèn)為 單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的 但是大量分子的運(yùn)動(dòng)仍然有一定規(guī)律 解析布朗運(yùn)動(dòng)是花粉的無規(guī)則運(yùn)動(dòng) 間接反映了液體分子在永不停息的做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng) 故A正確 氣體分子的平均動(dòng)能增大 溫度升高 但是若體積增大 則單位時(shí)間內(nèi)打在器壁上的分子數(shù)會(huì)減少 故氣體壓強(qiáng)不一定增大 故B錯(cuò)誤 水的飽和氣壓隨溫度升高而增大 故C錯(cuò)誤 完全失重狀態(tài)下懸浮的水滴呈球狀是液體表面張力作用的結(jié)果 故D正確 分子動(dòng)理論認(rèn)為 單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的 但是大量分子的運(yùn)動(dòng)仍然有一定規(guī)律 基本呈現(xiàn)的是速度大小中間多兩頭少的規(guī)律 故E正確 答案ADE 高考題型2熱力學(xué)定律的理解 解題方略 1 物體內(nèi)能變化的判定 溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化 體積變化 分子間的分子力做功 引起分子勢(shì)能的變化 2 熱力學(xué)第一定律 1 公式 U W Q 2 符號(hào)規(guī)定 外界對(duì)系統(tǒng)做功 W 0 系統(tǒng)對(duì)外界做功 W0 系統(tǒng)向外界放出熱量 Q0 系統(tǒng)內(nèi)能減少 U 0 3 熱力學(xué)第二定律的表述 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 按熱傳遞的方向性表述 不可能從單一熱庫吸收熱量 使之完全變成功 而不產(chǎn)生其他影響 按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述 第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 例2關(guān)于熱力學(xué)定律的理解 下列說法是否正確 正確的打 號(hào) 錯(cuò)誤的打 號(hào) 1 外界對(duì)系統(tǒng)做功 其內(nèi)能一定增加 2 系統(tǒng)從外界吸收熱量 其內(nèi)能一定增加 3 一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時(shí) 其內(nèi)能不變 4 一定質(zhì)量的理想氣體 在等壓膨脹過程中 氣體分子的平均動(dòng)能增大 5 在輪胎爆裂這一短暫過程中 氣體膨脹 溫度下降 6 密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁 此過程外界對(duì)其做功 瓶?jī)?nèi)空氣內(nèi)能增加 7 熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳導(dǎo)到低溫物體 但不能自發(fā)地從低溫物體傳導(dǎo)到高溫物體 8 利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī) 將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的 9 自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性 是不可逆的 10 功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程 11 空調(diào)既能制熱又能制冷 說明熱傳遞不存在方向性 12 不斷改進(jìn)工藝 熱機(jī)的效率可能達(dá)到100 13 熱量不可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體 是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第一定律 14 第一類永動(dòng)機(jī) 不可能制成 是因?yàn)樗`反了能量守恒定律 15 第二類永動(dòng)機(jī) 不可能制成是因?yàn)樗`反了能量守恒定律 預(yù)測(cè)3下列說法中正確的是 A 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 制冷機(jī)的制冷溫度可以降到 280 B 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 熱量可以從低溫物體傳到高溫物體C 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 熱機(jī)的效率可以達(dá)到100 D 無論科技怎樣發(fā)展 第二類永動(dòng)機(jī)都不可能實(shí)現(xiàn)E 無論科技怎樣發(fā)展 都無法判斷一溫度升高的物體是通過做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的 解析熱力學(xué)溫度與分子的平均動(dòng)能成正比 分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不可能為零 制冷機(jī)的制冷溫度不可以降到 273 以下 故A錯(cuò)誤 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 熱量可以從低溫物體傳到高溫物體 故B正確 根據(jù)熱力學(xué)第二定律 熱機(jī)的效率不可以達(dá)到100 故C錯(cuò)誤 不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響 即第二類永動(dòng)機(jī)都不可能實(shí)現(xiàn) 故D正確 做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能 無論科技怎樣發(fā)展 都無法判斷一溫度升高的物體是通過做功還是熱傳遞實(shí)現(xiàn)的 故E正確 答案BDE 預(yù)測(cè)4一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始 經(jīng)歷三個(gè)過程ab bc ca回到原狀態(tài) 其V T圖象如圖1所示 Pa Pb Pc分別表示狀態(tài)a b c的壓強(qiáng) 下列判斷正確的是 A 過程ab中氣體一定吸熱B Pc Pb PaC 過程bc中分子勢(shì)能不斷增大D 過程bc中每一個(gè)分子的速率都減小E 過程ca中氣體吸收的熱量等于對(duì)外做的功 圖1 解析由a到b 氣體做等容變化 根據(jù) U Q W 溫度升高 內(nèi)能增大 故氣體一定吸熱 故A正確 從b到c做的是等壓變化 故Pc Pb a到b為等容變化 溫度升高 壓強(qiáng)變大 Pb Pa 故B正確 氣體沒有分子勢(shì)能 故C錯(cuò)誤 b到c 溫度降低 分子平均動(dòng)能降低 平均速率減小 但不是每一個(gè)分子的速率都減小 故D錯(cuò)誤 c到a 氣體等溫變化 根據(jù) U Q W 氣體吸收的熱量等于對(duì)外做的功 故E正確 故選A B E 答案ABE 1 氣體實(shí)驗(yàn)定律 1 等溫變化 pV C或p1V1 p2V2 高考題型3氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 解題方略 2 應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié) 1 正確選擇研究對(duì)象 對(duì)于變質(zhì)量問題要保證研究質(zhì)量不變的部分 對(duì)于多部分氣體問題 要各部分獨(dú)立研究 各部分之間一般通過壓強(qiáng)找聯(lián)系 2 列出各狀態(tài)的參量 氣體在初 末狀態(tài) 往往會(huì)有兩個(gè) 或三個(gè) 參量發(fā)生變化 把這些狀態(tài)參量羅列出來會(huì)比較準(zhǔn)確 快速的找到規(guī)律 3 認(rèn)清變化過程 準(zhǔn)確分析變化過程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律 圖2 在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間 汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度 答案330K 缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí) 缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng) T3 T 303K解得p2 1 01 105Pa答案1 01 105Pa 預(yù)測(cè)5如圖3所示 一汽缸質(zhì)量為M 60kg 汽缸的厚度忽略不計(jì)且透熱性良好 開口向上放在水平面上 汽缸中有橫截面積為S 100cm2的光滑活塞 活塞質(zhì)量m 10kg 汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體 此時(shí)氣柱長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 0 4m 已知大氣壓為p0 1 105Pa 現(xiàn)用力緩慢向上拉動(dòng)活塞 若使汽缸能離開地面 氣柱的長(zhǎng)度至少是多少 取重力加速度g 10m s2 圖3 汽缸脫離地面有F mg Mg 700N 由玻意耳定律得p1V1 p2V2解得L2 1 1m即氣柱的長(zhǎng)度至少是1 1m 答案1 1m 預(yù)測(cè)6如圖4 上粗下細(xì)且上端開口的薄壁玻璃管內(nèi)有一部分水銀封住密閉氣體 橫截面積分別為S1 1cm2 S2 2cm2 細(xì)管內(nèi)水銀長(zhǎng)度為h1 4cm 封閉氣體長(zhǎng)度為L(zhǎng) 6cm 大氣壓強(qiáng)為p0 76cmHg 氣體初始溫度為T1 288K 上管足夠長(zhǎng) 圖4 1 緩慢升高氣體溫度 求水銀剛好全部進(jìn)入粗管內(nèi)時(shí)的溫度T2 解析初狀態(tài) p1 p0 ph1 V1 LS1末狀態(tài) p2 p0 ph2 V2 L h1 S1又有 S1h1 S2h2 由以上各式并代入數(shù)據(jù)解得 T2 468K 答案468K 2 氣體溫度保持T2不變 為使封閉氣體長(zhǎng)度變?yōu)?cm 需向開口端注入的水銀柱的體積為多少 解析氣體等溫變化有 p2V2 p3V3解得p3 97 5cmHg 設(shè)此時(shí)水銀柱的液面高度差為h3 有 h3 97 5cm 76cm 21 5cm注入的水銀柱體積V注 21 5 2 2cm3 2 1cm3 4 1cm3 37cm3 答案37cm3 高考題型4熱學(xué)中的綜合問題 例4 2015 新課標(biāo)全國(guó) 33 2 如圖5 一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置 A側(cè)上端封閉 B側(cè)上端與大氣相通 下端開口處開關(guān)K關(guān)閉 A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l 10 0cm B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn) 3 0cm 現(xiàn)將開關(guān)K打開 從U形管中放出部分水銀 當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1 10 0cm時(shí)將開關(guān)K關(guān)閉 已知大氣壓強(qiáng)p0 75 0cmHg 圖5 求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度 解析以cmHg為壓強(qiáng)單位 設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l 10 0cm時(shí)的壓強(qiáng)為p 當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1 10 0cm時(shí) 空氣柱的長(zhǎng)度為l1 壓強(qiáng)為p1 由玻意耳定律得pl p1l1 由力學(xué)平衡條件得p p0 h 打開開關(guān)K放出水銀的過程中 B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0 而A側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小 B A兩側(cè)水銀面的高度差也隨之減小 直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止 由力學(xué)平衡條件有p1 p0 h1 聯(lián)立 式 并代入題給數(shù)據(jù)得l1 12 0cm 答案12 0cm 此后再向B側(cè)注入水銀 使A B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度 求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度 解析當(dāng)A B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí) 設(shè)A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l2 壓強(qiáng)為p2 由玻意耳定律得pl p2l2 由力學(xué)平衡條件有p2 p0 聯(lián)立 式 并代入題給數(shù)據(jù)得l2 10 4cm 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度 h 依題意得 h 2 l1 l2 h1 聯(lián)立 式 并代入題給數(shù)據(jù)得 h 13 2cm答案13 2cm 預(yù)測(cè)71mol理想氣體的壓強(qiáng)p與體積V的關(guān)系如圖6所示 氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為p0 體積為V0 熱力學(xué)溫度為T0 在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2p0 體積為2V0 AB為直線段 已知該氣體內(nèi)能與溫度成正比U CVT CV為比例系數(shù) 求 圖6 1 氣體在B狀態(tài)時(shí)的熱力學(xué)溫度 解得TB 4T0 答案4T0 2 氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中吸收的熱量 U CV 4T0 T0 預(yù)測(cè)8在某高速公路發(fā)生一起車禍 車禍系輪胎爆胎所致 已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2 5atm 溫度為27 爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87 輪胎中的空氣可看做理想氣體 1 求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng) 解析初狀態(tài) p1 2 5atm T1 27 273 K 300K末狀態(tài) T2 87 273 K 360K爆胎之前氣體狀態(tài)變化為等容變化 答案3atm 2 從微觀上解釋爆胎前胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化的原因 解析氣體體積不變 分子密集程度不變 溫度升高時(shí) 分子平均動(dòng)能增大 單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子數(shù)增多 分子的平均撞擊力增大 所以氣體壓強(qiáng)增大 答案見解析 3 爆胎后氣體迅速外泄 來不及與外界發(fā)生熱交換 判斷此過程胎內(nèi)原有氣體內(nèi)能如何變化 簡(jiǎn)要說明理由 解析氣體迅速膨脹對(duì)外做功 但短時(shí)間內(nèi)與外界幾乎不發(fā)生熱量傳遞 由熱力學(xué)第一定律 U W Q得 U 0 氣體的內(nèi)能減少 答案見解析