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第1頁(yè)(共1頁(yè))2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之熱學(xué)一.選擇題(共10小題)1.一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A,其體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.過(guò)程A→B中,氣體從外界放出熱量 B.過(guò)程C→D中,氣體內(nèi)能的減少量大于氣體向外界放出的熱量 C.過(guò)程B→C中,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)汽缸壁單位面積的碰撞次數(shù)增大 D.過(guò)程D→A與過(guò)程A→B→C→D中,氣體對(duì)外界做功的數(shù)值相等2.如圖,是以狀態(tài)α為起始點(diǎn)、在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾逆循環(huán)過(guò)程(制冷機(jī))的p﹣V圖像,虛線(xiàn)T1、T2為等溫線(xiàn)。該循環(huán)是由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成,該過(guò)程以理想氣體為工作物質(zhì),工作物質(zhì)與低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩唇粨Q熱量的過(guò)程為等溫過(guò)程,脫離熱源后的過(guò)程為絕熱過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A.a(chǎn)→b過(guò)程氣體壓強(qiáng)減小完全是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)減少導(dǎo)致的 B.一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,外界對(duì)氣體做的功小于氣體對(duì)外界做的功 C.d→a過(guò)程向外界釋放的熱量等于b→c過(guò)程從低溫?zé)嵩次盏臒崃?D.a(chǎn)→b過(guò)程氣體對(duì)外做的功等于c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做的功3.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B到狀態(tài)C再回到狀態(tài)A,其V-1T圖像如圖所示,其中CA.從A到B的過(guò)程中,氣體對(duì)外做功,內(nèi)能減少 B.從B到C的過(guò)程中,氣體吸收熱量,內(nèi)能減少 C.從C到A的過(guò)程中,氣體的壓強(qiáng)不變,內(nèi)能增加 D.從C到A的過(guò)程中,氣體在單位時(shí)間、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)變多4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中ba的延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),氣體a、b、c、d四個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系如圖所示,則()A.氣體在bc過(guò)程中體積的變化量等于da過(guò)程中體積的變化量 B.a(chǎn)bc過(guò)程,氣體對(duì)外界做功 C.氣體在ab過(guò)程中吸收的熱量等于cd過(guò)程中放出的熱量 D.由狀態(tài)a經(jīng)四個(gè)過(guò)程再回到狀態(tài)a,氣體放出熱量5.學(xué)校舉行趣味運(yùn)動(dòng)會(huì),某同學(xué)用氣泵給“陸地龍舟”充氣。“陸地龍舟”里原有壓強(qiáng)為1atm的空氣0.6m3,氣泵每秒鐘能把體積為5.0×10﹣4m3,壓強(qiáng)為1atm的空氣打入“陸地龍舟”中。請(qǐng)估算氣泵工作多長(zhǎng)時(shí)間能使“陸地龍舟”里的壓強(qiáng)達(dá)到1.1atm(近似認(rèn)為“陸地龍舟”的體積和溫度保持不變)()A.0.5min B.1.0min C.2.0min D.3.0min6.茶道文化起源于中國(guó),是一種以茶修身的生活方式。東坡有詩(shī)云“一勺勵(lì)清心,酌水誰(shuí)含出世想。”下列關(guān)于泡茶中的物理現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A.泡茶時(shí),開(kāi)水比冷水能快速泡出茶香,是因?yàn)闇囟仍礁叻肿訜徇\(yùn)動(dòng)越劇烈 B.放入茶葉后,水的顏色由淺變深,是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 C.泡茶過(guò)程中灑漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收,說(shuō)明茶水與茶托間是不浸潤(rùn)的 D.打碎的茶杯不能拼接復(fù)原,說(shuō)明分子間不存在作用力7.如圖是物理興趣小組的同學(xué)在某資料上發(fā)現(xiàn)的一幅物理圖像,該圖像未標(biāo)明坐標(biāo)軸代表的物理量。于是同學(xué)們對(duì)該圖像進(jìn)行了討論,正確的意見(jiàn)是()A.該圖像可能是某種氣體在不同溫度時(shí)的分子速率分布圖像,且圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的溫度較高 B.該圖像可能是黑體在不同溫度時(shí)的輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的圖像,且圖線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的溫度較高 C.該圖像可能是某振動(dòng)系統(tǒng)在不同驅(qū)動(dòng)力作用下受迫振動(dòng)的振幅隨頻率變化的圖像,且圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的驅(qū)動(dòng)力頻率較大 D.該圖像可能是不同電源的輸出功率隨負(fù)載電阻變化的圖像。且圖線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電源內(nèi)阻較大8.如圖所示,一絕熱容器被隔板K分為A、B兩部分,一定量的空氣處于A中,而B(niǎo)中真空。抽取隔板K,A中的氣體就會(huì)進(jìn)入B中,這一過(guò)程()A.氣體對(duì)外做功 B.氣體的內(nèi)能減小 C.氣體分子的平均速率不變 D.氣體分子的平均動(dòng)能減小9.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A出發(fā)到達(dá)狀態(tài)B,其V﹣T圖像如圖所示,AB的反向延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA=1.5×105Pa,從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中吸收熱量QA.氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2.5×105Pa B.氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為1.5×10﹣2m3 C.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程,氣體對(duì)外界做功750J D.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程,氣體的內(nèi)能增加50J10.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)歷a→b→c→a過(guò)程,其中a→b是等溫過(guò)程,b→c是等壓過(guò)程,c→a是等容過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A.完成一次循環(huán),氣體向外界放熱 B.a(chǎn)、b、c三個(gè)狀態(tài)中,氣體在c狀態(tài)分子平均動(dòng)能最大 C.b→c過(guò)程中,氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功 D.a(chǎn)→b過(guò)程中,容器壁在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上受到氣體分子撞擊的次數(shù)會(huì)增加二.多選題(共4小題)(多選)11.下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí),分子勢(shì)能最小 B.“油膜法估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中,油酸分子的直徑等于一滴油酸酒精溶液的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積 C.溫度總是從分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體轉(zhuǎn)移 D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能 E.一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加(多選)12.某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界環(huán)境的溫度相同,壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)?,F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng),直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同。下列說(shuō)法正確的是()A.外界對(duì)容器中的空氣做正功 B.容器中的空氣壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同時(shí),容器中空氣的溫度高于外界環(huán)境的溫度 C.容器中的空氣的內(nèi)能減小 D.容器中空氣的密度大于活塞移動(dòng)前容器中空氣的密度 E.容器中空氣的密度小于活塞移動(dòng)前容器中空氣的密度(多選)13.氣壓傳動(dòng)是工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)方式。導(dǎo)熱良好、氣密性良好、不計(jì)摩擦的氣缸中有面積為2S的輕活塞A和面積為S的輕活塞B,活塞重力均可忽略不計(jì)。初始狀態(tài)如圖甲所示,活塞A與氣缸右端相距L1,處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)用力緩慢向右移動(dòng)活塞A,最終如圖乙所示,活塞B和液體上升L2。已知大氣壓強(qiáng)為p0,液體密度為ρ、高度為h,彎管中的氣體體積可忽略,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中液體浸潤(rùn)豎直管道 B.初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為p0+ρgh C.最終活塞上升的高度為L(zhǎng)2=2D.該過(guò)程中外界對(duì)封閉氣體做功W,則W(多選)14.潛水員在水中呼出的CO2氣泡,從水下幾米深處快速上升到水面,這一過(guò)程中氣體與外界未實(shí)現(xiàn)熱交換。將氣泡內(nèi)的CO2氣體視為理想氣體,則在這一過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.CO2分子的平均動(dòng)能保持不變 B.單位時(shí)間內(nèi)與氣泡壁碰撞的CO2分子數(shù)減少 C.氣泡內(nèi)CO2分子的密度減小 D.CO2氣體對(duì)外做功,壓強(qiáng)減小三.填空題(共2小題)15.樹(shù)木輸液是一種有效的綠化養(yǎng)護(hù)手段,能夠促進(jìn)樹(shù)木的生長(zhǎng)和成活。如圖所示,玻璃瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)(選填“大于”“小于”或“等于”)外界的大氣壓強(qiáng),在瓶?jī)?nèi)的營(yíng)養(yǎng)液緩緩下滴的過(guò)程中,瓶?jī)?nèi)氣體(選填“吸收”或“放出”)熱量。16.如圖所示,小云將癟了的乒乓球放在電吹風(fēng)的上方,電吹風(fēng)向上吹熱風(fēng),過(guò)一會(huì)兒乒乓球就鼓了起來(lái)。乒乓球?qū)嵝阅芰己们覠o(wú)破損,球內(nèi)氣體可視為理想氣體,則此過(guò)程中,球內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能(選填“增大”、“減小”或“不變”),球內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量(選填“大于”、“等于”或“小于”)吸收的熱量。四.解答題(共4小題)17.一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓,溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,求氣體溫度升至27℃時(shí)高壓艙內(nèi)氣體的密度(保留三位有效數(shù)字);(2)保持第(1)問(wèn)升溫后的溫度27℃不變,再向體積為高壓艙體積19的真空瓶中釋放氣體,要使艙內(nèi)壓強(qiáng)低于1.018.如圖所示,用活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi),已知環(huán)境初始溫度T0=300K,活塞距氣缸底部的高度h0=27cm,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,活塞面積S=10cm2。g取10m/s2。不計(jì)活塞質(zhì)量和厚度,氣缸內(nèi)壁光滑。現(xiàn)將質(zhì)量m=5kg的物體放在活塞上,活塞向下移動(dòng)。(1)求活塞穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)和活塞距氣缸底部的高度;(2)活塞穩(wěn)定后再將環(huán)境溫度緩慢升高至T=400K,若升溫過(guò)程中氣體吸收20J的熱量,求該過(guò)程中氣體的內(nèi)能變化量。19.如圖所示,傾角37°的粗糙斜面上有一帶活塞的氣缸,活塞質(zhì)量m=2kg,氣缸質(zhì)量M=8kg,橫截面積為10cm2,活塞與氣缸間可無(wú)摩擦滑動(dòng),氣缸與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa,重力加速度(1)氣缸固定在斜面上穩(wěn)定時(shí),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng);(2)在(1)問(wèn)基礎(chǔ)上,氣缸由靜止釋放后,穩(wěn)定狀態(tài)下,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)及活塞與氣缸底部距離L2,已知(1)中活塞與氣缸底部距離為27cm。20.如圖所示,粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,左管上端封閉,右管開(kāi)口且足夠長(zhǎng),封閉的理想氣體的溫度t1=27℃,右管內(nèi)水銀面比左管高h(yuǎn)=4cm,左管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度L1=40cm,大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。(1)若使左管內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,求當(dāng)左管內(nèi)液面上升h1=4cm時(shí),管內(nèi)氣體的溫度t2。(2)若氣體溫度保持不變,在右管中緩慢加入水銀,使左管內(nèi)液面上升h2=8cm,求加入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度H。
2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)之熱學(xué)參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A,其體積V與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.過(guò)程A→B中,氣體從外界放出熱量 B.過(guò)程C→D中,氣體內(nèi)能的減少量大于氣體向外界放出的熱量 C.過(guò)程B→C中,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)汽缸壁單位面積的碰撞次數(shù)增大 D.過(guò)程D→A與過(guò)程A→B→C→D中,氣體對(duì)外界做功的數(shù)值相等【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的圖像問(wèn)題;氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋?zhuān)焕硐霘怏w多種狀態(tài)變化并存的圖像問(wèn)題.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;分析綜合能力.【答案】C【分析】A、A→B過(guò)程,根據(jù)氣體體積和溫度的變化可知W和ΔU的正負(fù),利用熱力學(xué)第一定律分析Q的正負(fù),則可得結(jié)論;B、利用熱力學(xué)第一定律判斷ΔU的絕對(duì)值與Q絕對(duì)值大小關(guān)系,則可得結(jié)論;C、根據(jù)氣體體積減小,密集程度增大分析;D、根據(jù)V﹣T圖像上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率越大壓強(qiáng)越小,可知壓強(qiáng)的變化特點(diǎn),利用W=pΔV比較兩個(gè)過(guò)程氣體做功的大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈、A→B過(guò)程中,氣體的體積不變,氣體不做功,則W=0,溫度升高,氣體的內(nèi)能增大,則ΔU>0,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可知Q>0,所以氣體吸收熱量,故A錯(cuò)誤;B、C→D過(guò)程中,氣體的體積減小,外界對(duì)氣體做功,則W>0,溫度降低,則氣體的內(nèi)能減小,則ΔU<0,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可知Q<0,則<,所以氣體的氣體內(nèi)能的減少量小于氣體向外界放出的熱量,故B錯(cuò)誤;C、B→C過(guò)程中,氣體溫度不變,氣體體積減小,則氣體密集程度增大,所以氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)汽缸壁單位面積的碰撞次數(shù)增大,故C正確;D、D→A過(guò)程,DA連線(xiàn)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),氣體的壓強(qiáng)不變,體積增大,氣體對(duì)外界做功,A→B→C→D過(guò)程中,A→B過(guò)程中,氣體不做功,B→C→D過(guò)程,根據(jù)V﹣T圖像上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率減小,氣體的壓強(qiáng)越大,可知B→C→D過(guò)程中壓強(qiáng)大于A→B過(guò)程中壓強(qiáng),體積減小,則外界對(duì)氣體做功,但兩過(guò)程體積變化相等,由W=pΔV可知兩過(guò)程氣體做功不相等,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了熱力學(xué)圖像,解題的關(guān)鍵是知道V﹣T圖像上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線(xiàn)的斜率越大,壓強(qiáng)越小,知道氣體做功的表達(dá)式:W=pΔV。2.如圖,是以狀態(tài)α為起始點(diǎn)、在兩個(gè)恒溫?zé)嵩粗g工作的卡諾逆循環(huán)過(guò)程(制冷機(jī))的p﹣V圖像,虛線(xiàn)T1、T2為等溫線(xiàn)。該循環(huán)是由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成,該過(guò)程以理想氣體為工作物質(zhì),工作物質(zhì)與低溫?zé)嵩春透邷責(zé)嵩唇粨Q熱量的過(guò)程為等溫過(guò)程,脫離熱源后的過(guò)程為絕熱過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A.a(chǎn)→b過(guò)程氣體壓強(qiáng)減小完全是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)減少導(dǎo)致的 B.一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,外界對(duì)氣體做的功小于氣體對(duì)外界做的功 C.d→a過(guò)程向外界釋放的熱量等于b→c過(guò)程從低溫?zé)嵩次盏臒崃?D.a(chǎn)→b過(guò)程氣體對(duì)外做的功等于c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做的功【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;熱力學(xué)第一定律的圖像問(wèn)題;理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】D【分析】理解圖像的物理意義,能根據(jù)氣體狀態(tài)參量的變化得出氣體的做功情況和溫度的變化情況,再結(jié)合熱力學(xué)第一定律完成分析。【解答】解:A、由公式pV=CT可知,pV的乘積越大,則氣體的溫度越高,a→b過(guò)程中氣體的溫度降低,則氣體的內(nèi)能減小,a→b過(guò)程氣體壓強(qiáng)減小是由于單位體積內(nèi)分子數(shù)減少和溫度降低而導(dǎo)致的分子平均動(dòng)能減小導(dǎo)致的,故A錯(cuò)誤;B、由圖像,一個(gè)循環(huán)過(guò)程中,c→d→a外界對(duì)氣體做的功大于a→b→c氣體對(duì)外界做的功,故B錯(cuò)誤;C、由圖像,d→a過(guò)程外界對(duì)氣體做的功大于b→c過(guò)程氣體對(duì)外做的功,所以d→a過(guò)程向外界釋放的熱量大于b→c過(guò)程從低溫?zé)嵩次盏臒崃?,故C錯(cuò)誤;D、因?yàn)閮蓚€(gè)過(guò)程是絕熱過(guò)程,a→b過(guò)程氣體對(duì)外做的功,氣體溫度由T1減小到T2,等于c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做的功,氣體溫度由T2增加到T1,根據(jù)ΔU=Q+W,a→b過(guò)程氣體對(duì)外做的功等于c→d過(guò)程外界對(duì)氣體做的功,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用,理解圖像的物理意義,結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可完成分析。3.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開(kāi)始依次經(jīng)過(guò)狀態(tài)B到狀態(tài)C再回到狀態(tài)A,其V-1T圖像如圖所示,其中CA.從A到B的過(guò)程中,氣體對(duì)外做功,內(nèi)能減少 B.從B到C的過(guò)程中,氣體吸收熱量,內(nèi)能減少 C.從C到A的過(guò)程中,氣體的壓強(qiáng)不變,內(nèi)能增加 D.從C到A的過(guò)程中,氣體在單位時(shí)間、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)變多【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋?zhuān)焕硐霘怏w多種狀態(tài)變化并存的圖像問(wèn)題.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】D【分析】氣體體積變大,氣體對(duì)外做功;理想氣體溫度不變,內(nèi)能不變;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,先判斷氣體做功情況,再分析氣體熱量變化;V-1【解答】解:A.由題圖可知,從A到B的過(guò)程中,氣體的體積增大,氣體對(duì)外做功,氣體的溫度不變,則氣體的內(nèi)能不變,故A錯(cuò)誤;B.從B到C的過(guò)程中,氣體做等容變化,W=0,氣體的內(nèi)能增大,即ΔU>0,即由熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體吸收熱量,故B錯(cuò)誤;C.C到A的曲線(xiàn)為雙曲線(xiàn)的一部分,因此從C到A的過(guò)程中,氣體的壓強(qiáng)不變,氣體的溫度降低,內(nèi)能減小,故C錯(cuò)誤;D.從C到A的過(guò)程中,氣體的壓強(qiáng)不變,氣體的體積減小,因此氣體在單位時(shí)間、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)變多,故D正確。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)對(duì)氣體做功情況、理想氣體內(nèi)能、熱力學(xué)第一定律等規(guī)律的掌握,綜合性較強(qiáng),但難度不高,需要學(xué)生平時(shí)多積累熟記。4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程,其中ba的延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),氣體a、b、c、d四個(gè)狀態(tài)的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系如圖所示,則()A.氣體在bc過(guò)程中體積的變化量等于da過(guò)程中體積的變化量 B.a(chǎn)bc過(guò)程,氣體對(duì)外界做功 C.氣體在ab過(guò)程中吸收的熱量等于cd過(guò)程中放出的熱量 D.由狀態(tài)a經(jīng)四個(gè)過(guò)程再回到狀態(tài)a,氣體放出熱量【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】D【分析】根據(jù)圖像的物理意義分析出氣體的狀態(tài)參量,結(jié)合體積的變化趨勢(shì)得出氣體的做功類(lèi)型;根據(jù)熱力學(xué)第一定律,結(jié)合圖像中面積的物理意義分析出氣體的吸放熱情況?!窘獯稹拷猓篈、在bc過(guò)程中,氣體發(fā)生等溫壓縮,壓強(qiáng)與體積乘積為定值,c狀態(tài)壓強(qiáng)增大到b狀態(tài)的1.5倍,則體積變?yōu)閎狀態(tài)的23;da過(guò)程是等溫膨脹,壓強(qiáng)與體積乘積為定值,壓強(qiáng)變?yōu)閐狀態(tài)壓強(qiáng)的12,則體積變?yōu)閐狀態(tài)體積的2倍;因?yàn)閍、b兩狀態(tài)的體積相等,設(shè)此時(shí)的體積為V,則c狀態(tài)體積為23V,bc過(guò)程中體積變化量為ΔV1=13V,d狀態(tài)體積為12V,da過(guò)程中體積變化量為ΔVB、根據(jù)上述分析可知,ab過(guò)程中氣體的體積不變,bc過(guò)程中氣體的體積減小,因此外界對(duì)氣體做功,故B錯(cuò)誤;C、理想氣體在ab過(guò)程中體積不變,則Wab=0,在cd過(guò)程中體積減小,則Wcd>0,則氣體在ab過(guò)程中吸收的熱量Qab=ΔUab,cd過(guò)程中放出的熱量Qcd=Wcd﹣ΔUcd,又因?yàn)槔硐霘怏w在ab過(guò)程中溫度變化量等于cd過(guò)程中溫度變化量,則氣體在ab過(guò)程中內(nèi)能的增加量等于cd過(guò)程中內(nèi)能的減小量,即ΔUab=﹣ΔUcd,氣體在ab過(guò)程中吸收的熱量小于cd過(guò)程中放出的熱量,故C錯(cuò)誤;D、由狀態(tài)a經(jīng)四個(gè)過(guò)程再回到狀態(tài)a的過(guò)程中,圖像為逆時(shí)針,即在壓強(qiáng)較大的時(shí)候外界對(duì)氣體做功,在壓強(qiáng)較小時(shí)氣體對(duì)外界做功,所以整個(gè)過(guò)程中W>0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體放出熱量,故D正確;故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是利用圖像的物理意義分析出氣體的狀態(tài)參量,結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可完成分析。5.學(xué)校舉行趣味運(yùn)動(dòng)會(huì),某同學(xué)用氣泵給“陸地龍舟”充氣?!瓣懙佚堉邸崩镌袎簭?qiáng)為1atm的空氣0.6m3,氣泵每秒鐘能把體積為5.0×10﹣4m3,壓強(qiáng)為1atm的空氣打入“陸地龍舟”中。請(qǐng)估算氣泵工作多長(zhǎng)時(shí)間能使“陸地龍舟”里的壓強(qiáng)達(dá)到1.1atm(近似認(rèn)為“陸地龍舟”的體積和溫度保持不變)()A.0.5min B.1.0min C.2.0min D.3.0min【考點(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;推理能力.【答案】C【分析】本題根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,結(jié)合每次打入的氣體狀態(tài)分析求解。【解答】解:設(shè)氣泵工作t時(shí)間能使“陸地龍舟”里的壓強(qiáng)達(dá)到1.1atm,則有:p1V1+t?p2V2=p3V3,其中p1=1atm,V1=0.6m3,p2=1atm,V2=5×10﹣4m3,p3=1.1atm,V3=0.6m3;解得:t=120s=2min,故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,熟悉氣體變化過(guò)程中各個(gè)物理量的含義及初末狀態(tài),合理利用公式分析是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。6.茶道文化起源于中國(guó),是一種以茶修身的生活方式。東坡有詩(shī)云“一勺勵(lì)清心,酌水誰(shuí)含出世想?!毕铝嘘P(guān)于泡茶中的物理現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是()A.泡茶時(shí),開(kāi)水比冷水能快速泡出茶香,是因?yàn)闇囟仍礁叻肿訜徇\(yùn)動(dòng)越劇烈 B.放入茶葉后,水的顏色由淺變深,是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 C.泡茶過(guò)程中灑漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收,說(shuō)明茶水與茶托間是不浸潤(rùn)的 D.打碎的茶杯不能拼接復(fù)原,說(shuō)明分子間不存在作用力【考點(diǎn)】浸潤(rùn)和不浸潤(rùn);分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng);布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)例、本質(zhì)及解釋?zhuān)环肿娱g的作用力與分子間距的關(guān)系.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;分子運(yùn)動(dòng)論專(zhuān)題;分析綜合能力.【答案】A【分析】溫度越高分子運(yùn)動(dòng)越劇烈;根據(jù)擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的概念分析;根據(jù)浸潤(rùn)現(xiàn)象分析;根據(jù)分子間作用力與分子間距的關(guān)系分析?!窘獯稹拷猓篈、溫度越高,分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,所以開(kāi)水能使茶葉中的香味物質(zhì)更快地?cái)U(kuò)散出來(lái),從而能快速泡出茶香,故A正確;B、將茶葉放入茶杯中,倒入沸水后發(fā)現(xiàn)水的顏色變深了,這是擴(kuò)散現(xiàn)象,不是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;C、泡茶過(guò)程中灑漏在茶托上的茶水可被茶托快速吸收,說(shuō)明茶水與茶托間是浸潤(rùn)的,而不是不浸潤(rùn),故C錯(cuò)誤;D、打碎的茶杯不能拼接復(fù)原,是因?yàn)榉肿娱g距離較大,分子間作用力十分微弱,而不是不存在作用力,故D錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查擴(kuò)散現(xiàn)象、浸潤(rùn)、分子作用力等內(nèi)容,要能用所學(xué)的物理知識(shí)分析生活中的物理問(wèn)題。7.如圖是物理興趣小組的同學(xué)在某資料上發(fā)現(xiàn)的一幅物理圖像,該圖像未標(biāo)明坐標(biāo)軸代表的物理量。于是同學(xué)們對(duì)該圖像進(jìn)行了討論,正確的意見(jiàn)是()A.該圖像可能是某種氣體在不同溫度時(shí)的分子速率分布圖像,且圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的溫度較高 B.該圖像可能是黑體在不同溫度時(shí)的輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的圖像,且圖線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的溫度較高 C.該圖像可能是某振動(dòng)系統(tǒng)在不同驅(qū)動(dòng)力作用下受迫振動(dòng)的振幅隨頻率變化的圖像,且圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的驅(qū)動(dòng)力頻率較大 D.該圖像可能是不同電源的輸出功率隨負(fù)載電阻變化的圖像。且圖線(xiàn)Ⅰ對(duì)應(yīng)的電源內(nèi)阻較大【考點(diǎn)】分子熱運(yùn)動(dòng)速率隨溫度變化具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律;溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系;黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律;阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng);共振及其應(yīng)用;電功和電功率的計(jì)算.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題;推理能力.【答案】A【分析】根據(jù)某種氣體在不同溫度時(shí)的分子速率分布圖像分析;根據(jù)黑體在不同溫度時(shí)的輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的圖像分析;根據(jù)振動(dòng)系統(tǒng)在不同驅(qū)動(dòng)力作用下受迫振動(dòng)的振幅隨頻率變化的圖像分析;根據(jù)電源的輸出功率隨負(fù)載電阻變化的圖像分析?!窘獯稹拷猓篈.如圖所示的可能是某種氣體在不同溫度時(shí)的分子速率分布圖像,因?yàn)殡S著溫度的升高,峰值向速率大的方向移動(dòng),所以圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的溫度較高,故A正確;B.溫度升高時(shí),黑體輻射各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加,不同溫度對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)不相交,故B錯(cuò)誤;C.同一振動(dòng)系統(tǒng)在不同驅(qū)動(dòng)力作用下的共振曲線(xiàn)峰值對(duì)應(yīng)的頻率相同,且不會(huì)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大,如果圖像是不同電源的輸出功率隨負(fù)載電阻變化的圖像,則圖線(xiàn)Ⅱ?qū)?yīng)的電源內(nèi)阻較大,故D錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了氣體在不同溫度時(shí)的分子速率分布圖像、黑體在不同溫度時(shí)的輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化的圖像、振動(dòng)系統(tǒng)在不同驅(qū)動(dòng)力作用下受迫振動(dòng)的振幅隨頻率變化的圖像、電源的輸出功率隨負(fù)載電阻變化的圖像四種圖像的區(qū)分,注意抓住圖像的特點(diǎn)進(jìn)行分析。8.如圖所示,一絕熱容器被隔板K分為A、B兩部分,一定量的空氣處于A中,而B(niǎo)中真空。抽取隔板K,A中的氣體就會(huì)進(jìn)入B中,這一過(guò)程()A.氣體對(duì)外做功 B.氣體的內(nèi)能減小 C.氣體分子的平均速率不變 D.氣體分子的平均動(dòng)能減小【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】C【分析】氣體向真空擴(kuò)散時(shí)氣體沒(méi)有做功,結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析出氣體內(nèi)能的變化趨勢(shì),并由此分析出氣體分子的平均的動(dòng)能和平均速率的變化特點(diǎn)?!窘獯稹拷猓篈、氣體向真空擴(kuò)散時(shí)氣體沒(méi)有做功,故A錯(cuò)誤;BCD、在絕熱容器中,Q=0,根據(jù)上述分析可知,W=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體的內(nèi)能不變,則氣體分子的平均動(dòng)能不變,則氣體分子的平均速率不變,故C正確,BD錯(cuò)誤;故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用,能根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析出氣體內(nèi)能的變化特點(diǎn),同時(shí)要掌握內(nèi)能對(duì)分子平均動(dòng)能的影響。9.一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A出發(fā)到達(dá)狀態(tài)B,其V﹣T圖像如圖所示,AB的反向延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)pA=1.5×105Pa,從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中吸收熱量QA.氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)為2.5×105Pa B.氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積為1.5×10﹣2m3 C.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程,氣體對(duì)外界做功750J D.從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程,氣體的內(nèi)能增加50J【考點(diǎn)】理想氣體多種狀態(tài)變化并存的圖像問(wèn)題;熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;理解能力.【答案】A【分析】根據(jù)AB的反向延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)原點(diǎn),可知從A到B氣體壓強(qiáng)不變,利用蓋﹣呂薩克定律可得氣體在狀態(tài)B的體積;根據(jù)W=pΔV可得氣體對(duì)外界做的功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得內(nèi)能的增加量?!窘獯稹拷猓篈B、AB的反向延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn),可知從狀態(tài)A到狀態(tài)B氣體的壓強(qiáng)不變,所以氣體在狀態(tài)B的壓強(qiáng)為1.5×105Pa,從A到B,由蓋﹣呂薩克定律有:VATA=VBTB,可得VB=1.5×10﹣CD、從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程,氣體做的功:W=pAΔV=1.5×105×(1.5×10﹣2﹣1×10﹣2)J=750J,氣體體積增大,氣體對(duì)外界做功,所以W應(yīng)為負(fù)值,即W=﹣750J,由熱力學(xué)第一定律有:ΔU=W+Q,其中Q=800J,代入數(shù)據(jù)可得:ΔU=50J,可知?dú)怏w內(nèi)能增加50J,故CD正確;本題選錯(cuò)誤的,故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了熱力學(xué)第一定律、蓋﹣呂薩克定律,解題的關(guān)鍵是知道V﹣T圖像的圖線(xiàn)經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),則氣體的壓強(qiáng)不變。10.如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)歷a→b→c→a過(guò)程,其中a→b是等溫過(guò)程,b→c是等壓過(guò)程,c→a是等容過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A.完成一次循環(huán),氣體向外界放熱 B.a(chǎn)、b、c三個(gè)狀態(tài)中,氣體在c狀態(tài)分子平均動(dòng)能最大 C.b→c過(guò)程中,氣體放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功 D.a(chǎn)→b過(guò)程中,容器壁在單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上受到氣體分子撞擊的次數(shù)會(huì)增加【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋?zhuān)焕硐霘怏w及理想氣體的狀態(tài)方程.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;分析綜合能力.【答案】C【分析】根據(jù)p﹣V圖像的面積表示氣體對(duì)外界做的功以及熱力學(xué)第一定律分析;根據(jù)pV=CT分析氣體在b→c過(guò)程氣體溫度變化情況,進(jìn)而分析分子平均動(dòng)能;根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q分析氣體放熱還是吸熱,并比較放出的熱量和外界對(duì)氣體做功的大小關(guān)系;根據(jù)ΔU=W+Q以及氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)意義分析。【解答】解:A、p﹣V圖像面積表示氣體對(duì)外界做功,即W<0,整個(gè)循環(huán)過(guò)程,氣體內(nèi)能不變,根據(jù)ΔU=W+Q可知,Q>0,即氣體從外界吸收熱量,故A錯(cuò)誤;B、由圖可知,a→b過(guò)程為等溫變化有Ta=Tb,b→c過(guò)程氣體發(fā)生等壓變化,根據(jù)pV=CT可知?dú)怏w溫度降低,即Tb>Tc,而即有Ta=Tb>Tc,所以氣體在c狀態(tài)分子平均動(dòng)能最小,故B錯(cuò)誤;C、b→c過(guò)程中,氣體體積減小,外界對(duì)氣體做功W>0,同時(shí)溫度降低內(nèi)能減小ΔU<0,所以氣體對(duì)外放熱Q<0,由此可知其放出的熱量大于外界對(duì)氣體做的功,故C正確;D、a→b為等溫過(guò)程,氣體壓強(qiáng)變小,體積增大,即因?yàn)闇囟炔蛔?,故氣體分子的平均動(dòng)能不變,壓強(qiáng)變小說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律和理想氣體狀態(tài)方程以及結(jié)合圖像來(lái)分析問(wèn)題,內(nèi)能的變化通過(guò)做功和熱傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn),溫度是平均動(dòng)能的標(biāo)志。二.多選題(共4小題)(多選)11.下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時(shí),分子勢(shì)能最小 B.“油膜法估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中,油酸分子的直徑等于一滴油酸酒精溶液的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積 C.溫度總是從分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體轉(zhuǎn)移 D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能 E.一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;用油膜法估測(cè)油酸分子的大??;分子間的作用力與分子間距的關(guān)系;氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋?zhuān)緦?zhuān)題】定性思想;推理法;分子間相互作用力與分子間距離的關(guān)系;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;氣體的狀態(tài)參量和實(shí)驗(yàn)定律專(zhuān)題;理解能力.【答案】ADE【分析】A、分子間距離等于r0時(shí),分子勢(shì)能最??;B、根據(jù)d=VSC、根據(jù)轉(zhuǎn)移的是熱量不是溫度分析;D、根據(jù)體積增大,溫度不變,可知W和ΔU的變化特點(diǎn),根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸收熱量和增加內(nèi)能的關(guān)系;E、根據(jù)蓋﹣呂薩克定律可知?dú)怏w體積的變化特點(diǎn),根據(jù)氣體密集程度變化特點(diǎn)分析。【解答】解:A、分子間的距離為r0時(shí),分子間的引力和斥力相等時(shí),分子間作用力為零,分子勢(shì)能最小,故A正確;B、“油膜法估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中,油酸分子的直徑等于一滴油酸酒精溶液純油酸的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積,故B錯(cuò)誤;C、熱量總是從分子平均動(dòng)能大的物體向分子平均動(dòng)能小的物體轉(zhuǎn)移,故C錯(cuò)誤;D、一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,體積增大,對(duì)外界做功,則W<0,溫度不變,ΔU=0,由熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q,可知Q>0,所以吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能,故C正確;E、一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),溫度降低,由蓋﹣呂薩克定律可知?dú)怏w的體積減小,氣體的密集程度變大,所以分子每秒對(duì)器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而增加,故E正確。故選:ADE?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了熱力學(xué)第一定律、氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋、油膜法測(cè)分子直徑,解題的關(guān)鍵是知道熱力學(xué)第一定律表達(dá)式:ΔU=W+Q,氣體體積增大,則W<0,氣體體積減小,則W>0。(多選)12.某容器中的空氣被光滑活塞封住,容器和活塞絕熱性能良好,空氣可視為理想氣體。初始時(shí)容器中空氣的溫度與外界環(huán)境的溫度相同,壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)?,F(xiàn)使活塞緩慢移動(dòng),直至容器中的空氣壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同。下列說(shuō)法正確的是()A.外界對(duì)容器中的空氣做正功 B.容器中的空氣壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)相同時(shí),容器中空氣的溫度高于外界環(huán)境的溫度 C.容器中的空氣的內(nèi)能減小 D.容器中空氣的密度大于活塞移動(dòng)前容器中空氣的密度 E.容器中空氣的密度小于活塞移動(dòng)前容器中空氣的密度【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用.【專(zhuān)題】定性思想;內(nèi)能及其變化專(zhuān)題;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;理解能力.【答案】ABD【分析】結(jié)合熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q可以根據(jù)做功情況分析內(nèi)能變化情況,從而判斷溫度變化;根據(jù)質(zhì)量和密度的關(guān)系可以求密度變化情況?!窘獯稹拷猓篈BC、要使容器中空氣的壓強(qiáng)增大,應(yīng)使外界對(duì)氣體做正功,氣體和外界沒(méi)有熱量交換,根據(jù)ΔU=W+Q可知,氣體的內(nèi)能增大,故容器中空氣的溫度高于外界環(huán)境的溫度,故AB正確,C錯(cuò)誤;DE、設(shè)容器中空氣的密度為ρ,則根據(jù)m=ρV,容器中空氣的質(zhì)量不變,體積減小,故容器中空氣的密度大于活塞移動(dòng)前容器中空氣的密度,故D正確、E錯(cuò)誤。故選:ABD?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查熱力學(xué)知識(shí),側(cè)重考查學(xué)生的理解能力,難度不大。(多選)13.氣壓傳動(dòng)是工業(yè)中常見(jiàn)的傳動(dòng)方式。導(dǎo)熱良好、氣密性良好、不計(jì)摩擦的氣缸中有面積為2S的輕活塞A和面積為S的輕活塞B,活塞重力均可忽略不計(jì)。初始狀態(tài)如圖甲所示,活塞A與氣缸右端相距L1,處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)用力緩慢向右移動(dòng)活塞A,最終如圖乙所示,活塞B和液體上升L2。已知大氣壓強(qiáng)為p0,液體密度為ρ、高度為h,彎管中的氣體體積可忽略,下列說(shuō)法正確的是()A.圖中液體浸潤(rùn)豎直管道 B.初始時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為p0+ρgh C.最終活塞上升的高度為L(zhǎng)2=2D.該過(guò)程中外界對(duì)封閉氣體做功W,則W【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算;氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】AC【分析】根據(jù)液面的特點(diǎn)可知液體浸潤(rùn)豎直管道;根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式得出壓強(qiáng)的大??;根據(jù)玻意耳定律分析出活塞上升的高度;氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)氣體狀態(tài)參量的變化特點(diǎn)分析出過(guò)程中氣體做的功。【解答】解:A、液體呈凹液面,圖中液體浸潤(rùn)豎直管道,故A正確;B、初始時(shí),活塞A靜止,封閉氣體的壓強(qiáng)為:p1=p0,故B錯(cuò)誤;C、最終封閉氣體的壓強(qiáng)大小為:p2=p0+ρgh活塞在緩慢移動(dòng)的過(guò)程中氣體的溫度保持不變,根據(jù)玻意耳定律可得:p1L1×2S=p2L2S解得:L2=2p0D、該過(guò)程中氣體發(fā)生等溫變化,p﹣V圖像不是直線(xiàn),所以氣體做功W≠ρgh(故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用,熟悉壓強(qiáng)的計(jì)算公式,結(jié)合玻意耳定律即可完成分析。(多選)14.潛水員在水中呼出的CO2氣泡,從水下幾米深處快速上升到水面,這一過(guò)程中氣體與外界未實(shí)現(xiàn)熱交換。將氣泡內(nèi)的CO2氣體視為理想氣體,則在這一過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.CO2分子的平均動(dòng)能保持不變 B.單位時(shí)間內(nèi)與氣泡壁碰撞的CO2分子數(shù)減少 C.氣泡內(nèi)CO2分子的密度減小 D.CO2氣體對(duì)外做功,壓強(qiáng)減小【考點(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋?zhuān)粶囟扰c分子動(dòng)能的關(guān)系.【專(zhuān)題】定量思想;方程法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;推理能力.【答案】BCD【分析】溫度是分子平均動(dòng)能的唯一標(biāo)志,根據(jù)體積的變化分析出CO2分子的密度變化和氣體的做功情況,結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析AD選項(xiàng);根據(jù)壓強(qiáng)的微觀(guān)意義分析B選項(xiàng)?!窘獯稹拷猓篈D、設(shè)CO2氣泡在水下深度為h,則氣泡壓強(qiáng)為p=p0+ρgh,可見(jiàn)從水下幾米深處快速上升到水面的過(guò)程中,壓強(qiáng)變小。假設(shè)氣體溫度不變,則由玻意耳定律可知:p1V1=p2V2則隨著氣泡壓強(qiáng)變小,氣泡體積會(huì)增大,氣體對(duì)外做功為:W<0又因?yàn)檫@一過(guò)程中氣體與外界未實(shí)現(xiàn)熱交換,由熱力學(xué)第一定律可知ΔU=W+Q其中,Q=0則ΔU=W<0即氣體內(nèi)能減小,又因?yàn)閷馀輧?nèi)的CO2氣體視為理想氣體,則內(nèi)能減小溫度會(huì)降低,與假設(shè)矛盾,即氣體溫度會(huì)降低,則CO2分子的平均動(dòng)能減小,故A錯(cuò)誤,D正確;BC、因?yàn)闅怏w分子平均動(dòng)能減小且氣體體積增大,則氣泡內(nèi)CO2分子的密度減小,單位時(shí)間內(nèi)與氣泡壁碰撞的CO2分子數(shù)減小,故BC正確。故選:BCD?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程,分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,從而分析出氣體的體積變化,結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可完成分析。三.填空題(共2小題)15.樹(shù)木輸液是一種有效的綠化養(yǎng)護(hù)手段,能夠促進(jìn)樹(shù)木的生長(zhǎng)和成活。如圖所示,玻璃瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)小于(選填“大于”“小于”或“等于”)外界的大氣壓強(qiáng),在瓶?jī)?nèi)的營(yíng)養(yǎng)液緩緩下滴的過(guò)程中,瓶?jī)?nèi)氣體吸收(選填“吸收”或“放出”)熱量。【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;氣體的壓強(qiáng)專(zhuān)題;理解能力.【答案】小于;吸收。【分析】根據(jù)瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)與營(yíng)養(yǎng)液液柱的壓強(qiáng)之和等于營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)入樹(shù)木處的壓強(qiáng)列式,則可得結(jié)論;根據(jù)瓶?jī)?nèi)氣體體積的變化,可知?dú)怏w對(duì)外界做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體吸收熱量還是放出熱量?!窘獯稹拷猓涸O(shè)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,大氣壓強(qiáng)為p0,營(yíng)養(yǎng)液液柱的高度為h,則有:p0=p+ρgh,可知玻璃瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)小于外界的大氣壓強(qiáng),瓶?jī)?nèi)的營(yíng)養(yǎng)液緩緩下滴的過(guò)程,瓶?jī)?nèi)氣體體積增大,氣體對(duì)外界做功,可知W<0,氣體的溫度不變,可知ΔU=0,由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可得Q>0,可知瓶?jī)?nèi)氣體吸收熱量。故答案為:小于;吸收。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了熱力學(xué)第一定律,解題的關(guān)鍵是知道營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)入樹(shù)木處壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),注意氣體體積增大,氣體對(duì)外界做功,則W<0,氣體吸收熱量,則Q>0。16.如圖所示,小云將癟了的乒乓球放在電吹風(fēng)的上方,電吹風(fēng)向上吹熱風(fēng),過(guò)一會(huì)兒乒乓球就鼓了起來(lái)。乒乓球?qū)嵝阅芰己们覠o(wú)破損,球內(nèi)氣體可視為理想氣體,則此過(guò)程中,球內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能增大(選填“增大”、“減小”或“不變”),球內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量小于(選填“大于”、“等于”或“小于”)吸收的熱量。【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系.【專(zhuān)題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】增大;小于?!痉治觥勘绢}根據(jù)溫度升高氣體分子的平均動(dòng)能增大以及熱力學(xué)第一定律分析求解?!窘獯稹拷猓浩古仪?qū)嵝阅芰己们覠o(wú)破損,故吹熱風(fēng),乒乓球內(nèi)部氣體溫度升高,故球內(nèi)氣體分子的平均動(dòng)能增大;根據(jù)熱力學(xué)第一定律:ΔU=W+Q,氣體體積增大,故氣體對(duì)外界做功,W<0,溫度升高,內(nèi)能增大,故球內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量小于吸收的熱量。故答案為:增大;小于。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了熱力學(xué)定律,理解氣體對(duì)外做功和內(nèi)能的關(guān)系,知道溫度與分子平均動(dòng)能的聯(lián)系是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。四.解答題(共4小題)17.一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓,溫度為17℃,密度為1.46kg/m3。(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,求氣體溫度升至27℃時(shí)高壓艙內(nèi)氣體的密度(保留三位有效數(shù)字);(2)保持第(1)問(wèn)升溫后的溫度27℃不變,再向體積為高壓艙體積19的真空瓶中釋放氣體,要使艙內(nèi)壓強(qiáng)低于1.0【考點(diǎn)】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專(zhuān)題】計(jì)算題;定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;推理能力.【答案】(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,氣體溫度升至27℃時(shí)高壓艙內(nèi)氣體的密度為1.41kg/m3;(2)保持第(1)問(wèn)升溫后的溫度27℃不變,再向體積為高壓艙體積19的真空瓶中釋放氣體,要使艙內(nèi)壓強(qiáng)低于1.0個(gè)大氣壓,至少要2【分析】(1)以釋放艙內(nèi)部分氣體后艙內(nèi)氣體為研究對(duì)象,氣體發(fā)生等壓變化,根據(jù)蓋—呂薩克定律求解初狀態(tài)的體積,結(jié)合密度公式列式求解即可;(2)以釋放艙內(nèi)部分氣體后艙內(nèi)氣體為研究對(duì)象,氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)玻意耳定律求解氣體的壓強(qiáng),結(jié)合密向第n個(gè)瓶子釋放氣體后,壓強(qiáng)表達(dá)式列式求解即可?!窘獯稹拷猓海?)由攝氏度和開(kāi)爾文溫度的關(guān)系可得:T1=(273+17)K=290K,T2=(273+27)K=300K根據(jù)蓋﹣呂薩克定律有:V故釋放后氣體體積滿(mǎn)足:V′=釋放的氣體和艙內(nèi)留下的氣體密度相同V=mρ解得:ρ2(2)向第一個(gè)瓶子釋放氣體時(shí),根據(jù)玻意耳定律,滿(mǎn)足p1V=向第n個(gè)瓶子釋放氣體后,壓強(qiáng)為(910)np1<p0,其中p1所以至少需要2個(gè)瓶子。答:(1)升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變,氣體溫度升至27℃時(shí)高壓艙內(nèi)氣體的密度為1.41kg/m3;(2)保持第(1)問(wèn)升溫后的溫度27℃不變,再向體積為高壓艙體積19的真空瓶中釋放氣體,要使艙內(nèi)壓強(qiáng)低于1.0個(gè)大氣壓,至少要2【點(diǎn)評(píng)】本題考查理想氣體狀態(tài)方程,解題關(guān)鍵是正確選擇研究對(duì)象,分析好氣體初末狀態(tài)的狀態(tài)參量,結(jié)合氣體實(shí)驗(yàn)定律是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。18.如圖所示,用活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi),已知環(huán)境初始溫度T0=300K,活塞距氣缸底部的高度h0=27cm,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,活塞面積S=10cm2。g取10m/s2。不計(jì)活塞質(zhì)量和厚度,氣缸內(nèi)壁光滑?,F(xiàn)將質(zhì)量m=5kg的物體放在活塞上,活塞向下移動(dòng)。(1)求活塞穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)和活塞距氣缸底部的高度;(2)活塞穩(wěn)定后再將環(huán)境溫度緩慢升高至T=400K,若升溫過(guò)程中氣體吸收20J的熱量,求該過(guò)程中氣體的內(nèi)能變化量?!究键c(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專(zhuān)題;推理能力.【答案】(1)活塞穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)為1.5×105Pa;活塞距氣缸底部的高度為18cm;(2)過(guò)程中氣體的內(nèi)能變化量為11J。【分析】(1)根據(jù)平衡條件求氣體的壓強(qiáng);根據(jù)玻意耳定律求活塞距氣缸底部的高度;(2)根據(jù)等壓變化求環(huán)境溫度升高后,活塞距氣缸底部的高度;根據(jù)做功公式、熱力學(xué)第一定律求解氣體的內(nèi)能?!窘獯稹拷猓海?)對(duì)氣體,根據(jù)平衡條件有p1=p0+解得p1=1.5×105Pa根據(jù)玻意耳定律,有p0Sh0=p1Sh2解得h2=18cm(2)由于氣體發(fā)生等壓變化,則S代入數(shù)據(jù)解得h3=24cm氣體對(duì)外做功為W=p1SΔh=1.5×105×10×10﹣4×(24﹣18)×10﹣2J=9J根據(jù)熱力學(xué)第一定律有ΔU=Q﹣W=20J﹣9J=11J答:(1)活塞穩(wěn)定后氣體的壓強(qiáng)為1.5×105Pa;活塞距氣缸底部的高度為18cm;(2)過(guò)程中氣體的內(nèi)能變化量為11J?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了共點(diǎn)力作用下的平衡條件,理想氣體的狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律。對(duì)于熱力學(xué)第一定律要正確理解。19.如圖所示,傾角37°的粗糙斜面上有一帶活塞的氣缸,活塞質(zhì)量m=2kg,氣缸質(zhì)量M=8kg,橫截面積為10cm2,活塞與氣缸間可無(wú)摩擦滑動(dòng),氣缸與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa,重力加速度(1)氣缸固定在斜面上穩(wěn)定時(shí),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng);(2)在(1)問(wèn)基礎(chǔ)上,氣缸由靜止釋放后,穩(wěn)定狀態(tài)下,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)及活塞與氣缸底部距離L2,已知(1)中活塞與氣缸底部距離為27cm?!究键c(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算.【專(zhuān)題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;推理能力.【答案】(1)氣缸固定在斜面上穩(wěn)定時(shí),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.12×105Pa;(2)氣缸由靜止釋放后,穩(wěn)定狀態(tài)下,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)及活塞與氣缸底部距離為28cm?!痉治觥浚?)對(duì)活塞進(jìn)行受力分析,根據(jù)其狀態(tài)特點(diǎn)得出氣體的壓強(qiáng);(2)對(duì)活塞進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得出氣體的壓強(qiáng),再結(jié)合玻意耳定律得出對(duì)應(yīng)的距離?!窘獯稹拷猓篠=10cm2=10﹣3m2(1)靜止時(shí),對(duì)活塞進(jìn)行受力分析可得:mgsinθ+p0s=p1S代入數(shù)據(jù)解得:p1=1.12×105Pa(2)氣缸與活塞在斜面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),對(duì)活塞受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可得:mgsinθ+p0S﹣p2S=ma對(duì)活塞和氣缸組成的整體根據(jù)牛頓第二定律可得:a=gsinθ﹣μgcosθ聯(lián)立解得:p氣缸導(dǎo)熱良好,環(huán)境溫度不變,氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)玻意耳定律可得:p1SL1=P2SL2解得:L2=28cm答:(1)氣缸固定在斜面上穩(wěn)定時(shí),缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.12×105Pa;(2)氣缸由靜止釋放后,穩(wěn)定狀態(tài)下,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)及活塞與氣缸底部距離為28cm?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了玻意耳定律的相關(guān)應(yīng)用,能根據(jù)對(duì)物體的受力分析得出氣體的壓強(qiáng),再結(jié)合玻意耳定律列式即可完成分析。20.如圖所示,粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,左管上端封閉,右管開(kāi)口且足夠長(zhǎng),封閉的理想氣體的溫度t1=27℃,右管內(nèi)水銀面比左管高h(yuǎn)=4cm,左管內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度L1=40cm,大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。(1)若使左管內(nèi)氣體的溫度緩慢下降,求當(dāng)左管內(nèi)液面上升h1=4cm時(shí),管內(nèi)氣體的溫度t2。(2)若氣體溫度保持不變,在右管中緩慢加入水銀,使左管內(nèi)液面上升h2=8cm,求加入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度H?!究键c(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專(zhuān)題】計(jì)算題;定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專(zhuān)題;推理能力.【答案】(1)管內(nèi)氣體的溫度t2為﹣30℃;(2)加入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度H為36cm?!痉治觥浚?)以左管上端封閉的氣柱為研究對(duì)象,結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程分析求解;(2)根據(jù)氣體等溫變化規(guī)律,結(jié)合壓強(qiáng)和高度的關(guān)系分析求解。【解答】解:(1)設(shè)U形管橫截面積為S,以左管上端封閉的氣柱為研究對(duì)象初狀態(tài)氣體壓強(qiáng)p1=p0+ρgh=76cmHg+4cmHg=80cmHg,氣柱長(zhǎng)度L1=40cm,熱力學(xué)溫度T1=300K末狀態(tài)氣體壓強(qiáng)p2=p0﹣ρgh1=76cmHg﹣4cmHg=72cmHg,氣柱長(zhǎng)度L2=36cm,熱力學(xué)溫度為T(mén)2根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有p代入數(shù)據(jù)解得T2=243K所以管內(nèi)氣體溫度t2=﹣30℃。(2)根據(jù)氣體等溫變化規(guī)律有p1L1S=p3L3S并且L3=L1﹣h2=40cm﹣8cm=32cm,p3=p0+ρg(h+H﹣2h2)代入數(shù)據(jù)解得H=36cm。答:(1)管內(nèi)氣體的溫度t2為﹣30℃;(2)加入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度H為36cm?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用,熟悉氣體變化過(guò)程中各個(gè)物理量的含義及初末狀態(tài),合理利用公式分析是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。
考點(diǎn)卡片1.阻尼振動(dòng)和受迫振動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)1.自由振動(dòng)(無(wú)阻尼振動(dòng)):系統(tǒng)不受外力,也不受任何阻力,只在自身回復(fù)力作用下的振動(dòng)。自由振動(dòng)的頻率,叫做系統(tǒng)的固有頻率。2.受迫振動(dòng)(1)概念:振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)。(2)特點(diǎn):受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。(3)規(guī)律:①物體做受迫振動(dòng)時(shí),振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟物體的固有頻率無(wú)關(guān);②物體做受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定:兩者越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,兩者相差越大受迫振動(dòng)的振幅越小。3.共振(1)現(xiàn)象:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大。(2)條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率。(3)共振曲線(xiàn):①當(dāng)f驅(qū)=f固時(shí),A=Am,Am的大小取決于驅(qū)動(dòng)力的幅度②f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,f驅(qū)與f固相差越遠(yuǎn),受迫振動(dòng)的振幅越?、郯l(fā)生共振時(shí),一個(gè)周期內(nèi),外界提供的能量等于系統(tǒng)克服阻力做功而消耗的能量。4.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較振動(dòng)項(xiàng)目自由振動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力情況僅受回復(fù)力受驅(qū)動(dòng)力作用受驅(qū)動(dòng)力作用振動(dòng)周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定,即固有周期T0或固有頻率f0由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定,即T=T驅(qū)或f=f驅(qū)T驅(qū)=T0或f驅(qū)=f0振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)械能不變由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供振動(dòng)物體獲得的能量最大常見(jiàn)例子彈簧振子或單擺(θ≤5°)機(jī)械工作時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)共振篩、聲音的共鳴等【命題方向】(1)??碱}型是考查對(duì)自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)的理解:如圖所示,把兩個(gè)彈簧振子懸掛在同一支架上,已知甲彈簧振子的固有頻率為8Hz,乙彈簧振子的固有頻率為72Hz,當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí),則兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況是()A.甲的振幅較大,且振動(dòng)頻率為8HzB.甲的振幅較大,且振動(dòng)頻率為9HzC.乙的振幅較大,且振動(dòng)頻率為9HzD.乙的振幅較大,且振動(dòng)頻率為72Hz分析:物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與固有頻率無(wú)關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近于物體的固有頻率時(shí),物體發(fā)生共振,振幅最大。解答:支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí),甲乙兩個(gè)彈簧振子都做受迫振動(dòng),它們振動(dòng)的頻率都等于驅(qū)動(dòng)力的頻率9Hz,由于甲的頻率接近于驅(qū)動(dòng)力的頻率,所以甲的振幅較大。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B。點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率,并要知道在什么條件下可以發(fā)生共振。(2)某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f,若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)f<f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f的增大而減小B.當(dāng)f>f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f的減小而增大C.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f0D.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f分析:受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅達(dá)最大。解:A、當(dāng)f=f0時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅最大,故f<f0時(shí),隨f的增大,振幅振大,故A錯(cuò)誤;B、當(dāng)f>f0時(shí),隨f的減小,驅(qū)動(dòng)力的頻率接近固有頻率,故該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅增大,故B正確;C、該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故C錯(cuò)誤;D、系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,系統(tǒng)的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故振動(dòng)頻率等于f,故D正確;故選:BD。點(diǎn)評(píng):本題應(yīng)明確受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),物體的振動(dòng)最強(qiáng)烈。2.共振及其應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共振(1)現(xiàn)象:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大.(2)條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率.(3)共振曲線(xiàn):①當(dāng)f驅(qū)=f固時(shí),A=Am,Am的大小取決于驅(qū)動(dòng)力的幅度②f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,f驅(qū)與f固相差越遠(yuǎn),受迫振動(dòng)的振幅越?、郯l(fā)生共振時(shí),一個(gè)周期內(nèi),外界提供的能量等于系統(tǒng)克服阻力做功而消耗的能量.2.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較振動(dòng)項(xiàng)目自由振動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力情況僅受回復(fù)力受驅(qū)動(dòng)力作用受驅(qū)動(dòng)力作用振動(dòng)周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定,即固有周期T0或固有頻率f0由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定,即T=T驅(qū)或f=f驅(qū)T驅(qū)=T0或f驅(qū)=f0振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)械能不變由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供振動(dòng)物體獲得的能量最大常見(jiàn)例子彈簧振子或單擺(θ≤5°)機(jī)械工作時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)共振篩、聲音的共鳴等【命題方向】(1)常考題型是考查產(chǎn)生共振的條件及其應(yīng)用:在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段,飛機(jī)上天后不久,飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來(lái),而且越抖越厲害.后來(lái)經(jīng)過(guò)人們的探索,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法,解決了這一問(wèn)題.在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的目的主要是()A.加大飛機(jī)的慣性B.使機(jī)體更加平衡C.使機(jī)翼更加牢固D.改變機(jī)翼的固有頻率分析:飛機(jī)上天后,飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來(lái),而且越抖越厲害,是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率發(fā)生共振,解決的方法就是使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離飛機(jī)的固有頻率.解:飛機(jī)的機(jī)翼(翅膀)很快就抖動(dòng)起來(lái),是因?yàn)轵?qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)翼的固有頻率發(fā)生共振,在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿,是為了改變機(jī)翼的固有頻率,使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率.故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.故選D.點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵知道共振的條件;當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接物體的固有頻率,會(huì)發(fā)生共振.以及解決共振的方法,使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻率.(2)如圖所示演示裝置,一根張緊的水平繩上掛著5個(gè)單擺,其中A、D擺長(zhǎng)相同,先使A擺擺動(dòng),其余各擺也擺動(dòng)起來(lái),可以發(fā)現(xiàn)()A.各擺擺動(dòng)的周期均與A擺相同B.B擺振動(dòng)的周期最短C.?dāng)[振動(dòng)的周期最長(zhǎng)D.D擺的振幅最大分析:5個(gè)單擺中,由A擺擺動(dòng)從而帶動(dòng)其它4個(gè)單擺做受迫振動(dòng),則受迫振動(dòng)的頻率等于A擺擺動(dòng)頻率,當(dāng)受迫振動(dòng)的中固有頻率等于受迫振動(dòng)頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象,振幅達(dá)到最大.解答:A擺擺動(dòng),其余各擺也擺動(dòng)起來(lái),它們均做受迫振動(dòng),則它們的振動(dòng)頻率均等于A擺的擺動(dòng)頻率,而由于A、D擺長(zhǎng)相同,所以這兩個(gè)擺的固有頻率相同,則D擺出現(xiàn)共振現(xiàn)象.故選:AD點(diǎn)評(píng):受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率;當(dāng)受迫振動(dòng)中的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率時(shí),出現(xiàn)共振現(xiàn)象.【解題方法點(diǎn)撥】對(duì)共振的理解(1)共振曲線(xiàn):如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為振幅A.它直觀(guān)地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大.(2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:受迫振動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換.3.電功和電功率的計(jì)算4.分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】一、分子熱運(yùn)動(dòng)定義:物體內(nèi)部大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。(1)擴(kuò)散現(xiàn)象相互接觸的不同物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。溫度越高,擴(kuò)散越快,可在固體、液體、氣體中進(jìn)行。(2)布朗運(yùn)動(dòng)懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),微粒越小,溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。二、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)研究對(duì)象懸浮在液(氣)體中的固體小顆粒分子形成原因由分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊力的不平衡引起的,是分子運(yùn)動(dòng)的反映是分子本身的特征運(yùn)動(dòng)條件固體小顆粒在液體(或氣體)中的運(yùn)動(dòng)一切狀態(tài)(固、液、氣)的物體中的分子都做熱運(yùn)動(dòng)共同特點(diǎn)都是永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)(絕對(duì)零度情況下除外),都隨溫度的升高而變得更加激烈【命題方向】??碱}型是與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合:下列說(shuō)法中正確的是()A.布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí),氣體的壓強(qiáng)一定變大C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大D.第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)樗`反了能量守恒定律分析:布朗運(yùn)動(dòng)是液體中固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。溫度是分子平均動(dòng)能的量度,即分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度只與溫度有關(guān)。分子表現(xiàn)為引力時(shí),距離增大,要克服引力做功,所以分子勢(shì)能增加。第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律。解答:A、布朗運(yùn)動(dòng)是液體中固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),反映的是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)。B、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān),而與壓強(qiáng)無(wú)關(guān),故B錯(cuò)。C、分子表現(xiàn)為引力時(shí),距離增大,要克服引力做功,所以分子勢(shì)能增加,故C對(duì)。D、第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)不可能制成,是因?yàn)樗`反了熱力學(xué)第二定律,故D錯(cuò)。故選:C點(diǎn)評(píng):本題主要考查基本知識(shí)點(diǎn),只要記住即可。5.布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)例、本質(zhì)及解釋6.分子間的作用力與分子間距的關(guān)系7.分子熱運(yùn)動(dòng)速率隨溫度變化具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】分子運(yùn)動(dòng)整體的統(tǒng)計(jì)規(guī)律1.在氣體中,大量分子的頻繁碰撞,使某個(gè)分子何時(shí)何地向何處運(yùn)動(dòng)是偶然的.但是對(duì)大量分子整體來(lái)說(shuō),在任意時(shí)刻,沿各個(gè)方向的機(jī)會(huì)是均等的,而且氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的數(shù)目也是基本相等的.這就是大量分子運(yùn)動(dòng)整體表現(xiàn)出來(lái)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律.2.氣體中的大多數(shù)分子的速率都接近某個(gè)數(shù)值,與這個(gè)數(shù)值相差越多,分子數(shù)越少,表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律.當(dāng)溫度升高時(shí),分子最多的速率區(qū)間移向速度大的地方,速率小的分子數(shù)減小,速率大的分子數(shù)增加,分子的平均動(dòng)能增大,總體上仍然表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律,氣體分子速率分布規(guī)律也是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律.【命題方向】??碱}型是對(duì)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的理解:(1)如圖描繪一定質(zhì)量的氧氣分子分別在0℃和100℃兩種情況下速率分布情況,符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的是.()A.B.C.D.分析:解答本題的關(guān)鍵是結(jié)合不同溫度下的分子速率分布曲線(xiàn)理解溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志的含義.解答:A、B、溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越高,平均動(dòng)能越大,故平均速率越大,故A正確,B錯(cuò)誤;C、D、分子總數(shù)目是一定的,故圖線(xiàn)與橫軸包圍的面積是100%,故兩個(gè)圖線(xiàn)與橫軸包圍的面積是相等的,故C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;故選A.點(diǎn)評(píng):對(duì)于物理學(xué)中的基本概念和規(guī)律要深入理解,理解其實(shí)質(zhì),不能只是停留在表面上,同時(shí)要通過(guò)練習(xí)加強(qiáng)理解.(2)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線(xiàn)如圖所示,圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率,所對(duì)應(yīng)的溫度分別為T(mén)I,TII,TIII,則()A.TⅠ>TⅡ>TⅢB.TⅢ>TⅡ>TⅠC.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ分析:本題關(guān)鍵在于理解:溫度高與低反映的是分子平均運(yùn)動(dòng)快慢程度解:溫度越高分子熱運(yùn)動(dòng)越激烈,分子運(yùn)動(dòng)激烈是指速率大的分子所占的比例大,圖Ⅲ腰最粗,速率大的分子比例最大,溫度最高;圖Ⅰ雖有更大速率分子,但所占比例最小,溫度最低,故B正確.故答案為:B.點(diǎn)評(píng):本題考查氣體分子速率分布曲線(xiàn)與溫度的關(guān)系,溫度高不是所有分子的速率都大.8.氣體壓強(qiáng)的微觀(guān)解釋【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就對(duì)器壁產(chǎn)生了持續(xù),均勻的壓力。所以從分子動(dòng)理論的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,氣體的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。2.決定氣體壓強(qiáng)大小的因素(l)微觀(guān)因素①氣體分子的數(shù)密度:氣體分子數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大,在單位時(shí)間內(nèi),與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多,氣體壓強(qiáng)就越大。②氣體分子的平均動(dòng)能:氣體的溫度高,氣體分子的平均動(dòng)能就大,氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性碰撞)對(duì)器壁的沖力就大;從另一方面講,分子的平均速率大,在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多,累計(jì)沖力就大,氣體壓強(qiáng)就越大。(2)宏觀(guān)因素1與溫度有關(guān):溫度越高,氣體的壓強(qiáng)越大。②與體積有關(guān):體積越小,氣體的壓強(qiáng)越大。3.密閉氣體壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系【命題方向】下列說(shuō)法中正確的是()A.一定溫度下理想氣體的分子速率一般都不相等,但在不同速率范圍內(nèi),分子數(shù)目的分布是均勻的B.氣體對(duì)器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁上的平均作用力氣體的體積變小時(shí),單位體積的分子數(shù)增多,單位時(shí)間內(nèi)打到器壁單位C.面積上的分子數(shù)增多,從而氣體的壓強(qiáng)一定增大D.如果壓強(qiáng)增大且溫度不變,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大分析:由不同溫度下的分子速率分布曲線(xiàn)可知,分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”統(tǒng)計(jì)規(guī)律,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度高則分子速率大的占多數(shù),所以分子的速率不等,在一定溫度下,速率很大和很小的分子數(shù)目很少,每個(gè)分子具有多大的速率完全是偶然的;由于大量氣體分子都在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),與器壁頻繁碰撞,使器壁受到一個(gè)平均持續(xù)的沖力,致使氣體對(duì)器壁產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)。根據(jù)壓強(qiáng)的定義得壓強(qiáng)等于作用力比上受力面積,即氣體對(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。氣體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。解答:A、由不同溫度下的分子速率分布曲線(xiàn)可知,分子數(shù)百分率呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”統(tǒng)計(jì)規(guī)律,溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度高則分子速率大的占多數(shù),所以分子的速率不等,在一定溫度下,速率很大和很小的分子數(shù)目很少,每個(gè)分子具有多大的速率完全是偶然的,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)壓強(qiáng)的定義得壓強(qiáng)等于作用力比上受力面積,即氣體對(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,故B正確。C、氣體壓強(qiáng)與溫度和體積有關(guān)。氣體體積也在減小,分子越密集,但是如果氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減少,即溫度減小,氣體的壓強(qiáng)不一定增大,故C錯(cuò)誤。D、如果壓強(qiáng)增大且溫度不變,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大,故D正確。故選:BD。點(diǎn)評(píng):加強(qiáng)對(duì)基本概念的記憶,基本方法的學(xué)習(xí)利用,是學(xué)好3﹣3的基本方法。此處高考要求不高,不用做太難的題目?!窘忸}思路點(diǎn)撥】氣體壓強(qiáng)的分析技巧(1)明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因——大量做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對(duì)器壁頻繁,持續(xù)地碰撞。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。(2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素——?dú)怏w分子的數(shù)密度與平均動(dòng)能。(3)只有知道了以上兩個(gè)因素的變化,才能確定壓強(qiáng)的變化,不能根據(jù)任何單個(gè)因素的變化確定壓強(qiáng)是否變化。9.溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.溫度溫度在宏觀(guān)上表示物體的冷熱程度;在微觀(guān)上表示分子的平均動(dòng)能.2.兩種溫標(biāo)(1)比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo):兩種溫標(biāo)溫度的零點(diǎn)不同,同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同,但它們表示的溫度間隔是相同的,即每一度的大小相同,△t=△T.(2)關(guān)系:T=t+273.15K.注意:1.熱力學(xué)溫度的零值是低溫極限,永遠(yuǎn)達(dá)不到,即熱力學(xué)溫度無(wú)負(fù)值.2.溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體行為,對(duì)個(gè)別分子來(lái)說(shuō)溫度沒(méi)有意義.10.氣體壓強(qiáng)的計(jì)算【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.氣體壓強(qiáng)的特點(diǎn)(1)氣體自重產(chǎn)生的壓強(qiáng)一般很小,可以忽略。但大氣壓強(qiáng)P0卻是一個(gè)較大的數(shù)值(大氣層重力產(chǎn)生),不能忽略。(2)密閉氣體對(duì)外加壓強(qiáng)的傳遞遵守帕斯卡定律,即外加壓強(qiáng)由氣體按照原來(lái)的大小向各個(gè)方向傳遞。2.封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算(1)理論依據(jù)①液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=ρgh。②液面與外界大氣相接觸。則液面下h處的壓強(qiáng)為p=p0+ρgh③帕斯卡定律:加在密閉靜止液體(或氣體)上的壓強(qiáng)能夠大小不變地由液體(或氣體)向各個(gè)方向傳遞(注意:適用于密閉靜止的液體或氣體)④連通器原理:在連通器中,同一種液體(中間液體不間斷)的同一水平面上的壓強(qiáng)是相等的。(2)計(jì)算的方法步驟(液體密封氣體)①選取假想的一個(gè)液體薄片(其自重不計(jì))為研究對(duì)象②分析液體兩側(cè)受力情況,建立力的平衡方程,消去橫截面積,得到液片兩面?zhèn)鹊膲簭?qiáng)平衡方程③解方程,求得氣體壓強(qiáng)11.氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】玻意耳定律(等溫變化):①內(nèi)容:一定質(zhì)量的氣體,在溫度保持不變時(shí),它的壓強(qiáng)和體積成反比;或者說(shuō),壓強(qiáng)和體積的乘積保持不變.②數(shù)學(xué)表達(dá)式:pV=C(常量)或p1V1=p2V2.③適用條件:a.氣體質(zhì)量不變、溫度不變;b.氣體溫度不太低(與室溫相比)、壓強(qiáng)不太大(與大氣壓相比).④p﹣V圖象﹣﹣等溫線(xiàn):一定質(zhì)量的某種氣體在p﹣V圖上的等溫線(xiàn)是雙曲線(xiàn)的一支,如圖A所示,從狀態(tài)M經(jīng)過(guò)等溫變化到狀態(tài)N,矩形的面積相等,在圖B中溫度T1<T2.⑤p-1V圖象:由pV=CT,可得p=CT1V,斜率k=CT,即斜率越大,溫度越高,且直線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)過(guò)原點(diǎn),如圖C所示,可知T1<【命題方向】如圖所示,一根足夠長(zhǎng)的粗細(xì)均勻的玻璃管豎直放置,用一段長(zhǎng)為19cm的水銀柱封閉一段長(zhǎng)10cm的空氣柱,已知大氣壓強(qiáng)為105Pa(相當(dāng)于76cmHg),氣體的溫度為27℃,玻璃管的橫截面積為2×10﹣4m2,求:(1)求初態(tài)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng);(2)若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置,整個(gè)過(guò)程溫度保持不變,求封閉空氣柱的長(zhǎng)度.分析:(1)根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式即可求出;(2)氣體做等溫變化,由玻意耳定律列方程求解末態(tài)氣柱長(zhǎng)度。解答:(1)初態(tài)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng):p1=p0+ρgh=76cmHg+10cmHg=95cmHg(2)初態(tài)時(shí)封閉氣體的體積:V1=l1S末態(tài)時(shí)封閉氣體的體積:V2=l2S氣體做等溫變化,由玻意耳定律得:p1V1=p2V2末態(tài)氣柱長(zhǎng)度:l2=12.5cm答:(1)初態(tài)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為95cmHg;(2)若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置,整個(gè)過(guò)程溫度保持不變,封閉空氣柱的長(zhǎng)度為12.5cm.點(diǎn)評(píng):(1)初態(tài)時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為95cmHg;(2)若將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至水平位置,整個(gè)過(guò)程溫度保持不變,封閉空氣柱的長(zhǎng)度為12.5cm.【解題思路點(diǎn)撥】應(yīng)用玻意耳定律求解時(shí),要明確研究對(duì)象,確認(rèn)溫度不變,根據(jù)題目的已知條件和求解的問(wèn)題,分別找出初、末狀態(tài)的參量,其中正確確定壓強(qiáng)是解題的關(guān)鍵。12.氣體的等壓變化與蓋-呂薩克定律的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.等壓變化:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),體積隨溫度變化的過(guò)程。2.蓋—呂薩克定律(1)文字表述:一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。(2)②表達(dá)式:V=CT(其中C是常量),或V13.圖像表達(dá)4.適用條件:氣體的質(zhì)量一定,壓強(qiáng)不變且不太大(等于或小于幾個(gè)大氣壓),溫度不太低(不低于零下幾十?dāng)z氏度)。5.在攝氏溫標(biāo)下,蓋—呂薩克定律的表述一定質(zhì)量的某種氣體,在壓強(qiáng)不變的情況下,溫度每升高(或降低)1℃,增大(或減小)的體積等于它在0℃時(shí)體積的1273數(shù)學(xué)表達(dá)式為Vt-V0t=V0273或6.推論;一定質(zhì)量的氣體,從初狀態(tài)(V、T)開(kāi)始,發(fā)生等壓變化,其體積變化ΔV和溫度的變化ΔT間的關(guān)系為ΔVΔT=V【命題方向】如圖所示,汽缸A中封閉有一定質(zhì)量的氣體,活塞B與A的接觸是光滑的且不漏氣,B上放一重物C,B與C的總重力為G,大氣壓為p0.當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是20℃時(shí),活塞與汽缸底部距離為h1;當(dāng)汽缸內(nèi)氣體溫度是100℃時(shí)活塞與汽缸底部的距離
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