2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔中等生篇《熱學(xué)》_第1頁
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文檔簡介

第1頁(共1頁)2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔中等生篇《熱學(xué)》一.選擇題(共10小題)1.(2024春?炎陵縣期末)一定質(zhì)量的氣體,在恒溫下體積膨脹,下列說法中正確的是()A.氣體分子的總數(shù)目將增多 B.氣體分子的平均速率將減小 C.氣體的壓強(qiáng)將減小 D.容器壁受到的氣體分子的平均沖力將增大2.(2024春?華州區(qū)期末)下列說法正確的是()A.布朗運(yùn)動反映了微粒中分子運(yùn)動的不規(guī)則性 B.對于一定質(zhì)量的大量氣體分子,在一定溫度時(shí),處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占的百分比是不確定的 C.能量的耗散是從能量的轉(zhuǎn)化角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 D.只要有足夠高的技術(shù)條件,絕對零度是可以達(dá)到的3.(2024春?濰坊期末)圖甲為桶裝純凈水使用壓水器供水的示意圖,圖乙是簡化的原理圖。當(dāng)手按下壓水器時(shí),壓水器中的活塞打開,外界空氣壓入桶內(nèi),放手后,壓水器活塞關(guān)閉。內(nèi)桶底橫截面積S=0.05m2,容積為20L?,F(xiàn)桶內(nèi)有10L水,初始時(shí)出水管豎直部分內(nèi)外液面相平,出水口與桶內(nèi)水面的高度差h=0.3m空氣可視為理想氣體。出水管的體積與桶內(nèi)水的體積相比可忽略不計(jì),水的密度ρ=1.0×103kg/m3,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。設(shè)桶內(nèi)氣體溫度不變,壓出5L水后,出水管中的液面恰好在出水管頂部,則壓入外界空氣的體積為()A.5.45L B.5.60L C.5.75L D.6.00L4.(2024春?臨沂期末)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程,a→b過程是等壓過程,b→c過程是等容過程,c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是()A.a(chǎn)→b過程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功 B.b→c過程,氣體吸熱,內(nèi)能增加 C.c→a過程,氣體放熱,內(nèi)能不變 D.a(chǎn)→b過程氣體對外界做的功等于c→a過程外界對氣體做的功5.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,健身球是一個(gè)充滿氣體的大皮球,當(dāng)人壓向健身球上時(shí),假設(shè)球內(nèi)氣體溫度不變,則在這個(gè)過程中()A.氣體分子的平均速率增大 B.外界對氣體做功 C.氣體從外界吸收熱量 D.氣體的壓強(qiáng)不變6.(2024春?道里區(qū)校級期末)新疆早晚的溫差比較大,某些地區(qū)早晨的溫度為﹣1℃、中午的溫度能達(dá)到32℃,假設(shè)環(huán)境的大氣壓幾乎不變。則中午和早晨相比()A.空氣分子的平均動能減小 B.單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量減小 C.單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大 D.單位時(shí)間撞擊某建筑物單位面積的分子數(shù)增多7.(2024春?慈溪市期末)關(guān)于熱力學(xué)第二定律說法正確的是()A.在自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵可能減小 B.從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律 C.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體 D.物體可以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8.(2024春?海門區(qū)期末)如圖,兩端封閉的玻璃管與水平面成θ角傾斜靜止放置,一段水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量的氣體分為兩個(gè)部分。則下列各種情況中,能使管中水銀柱相對于玻璃管向B端移動的是()A.降低環(huán)境溫度 B.使玻璃管做豎直上拋運(yùn)動 C.使玻璃管做自由落體運(yùn)動 D.順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管使θ角減小9.(2024春?棗莊期末)一定質(zhì)量的理想氣體的體積V隨溫度T的變化關(guān)系,如圖所示。氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,從外界吸收熱量為Q,該變化過程在V﹣T圖像中的圖線ba的延長線恰好過原點(diǎn)O,氣體狀態(tài)參量滿足pVTA.氣體對外做功為C(T2﹣T1) B.氣體對外做功為p(V2﹣V1) C.氣體內(nèi)能變化為ΔU=C(T2﹣T1)+Q D.氣體內(nèi)能變化為ΔU=p(V2﹣V1)+Q10.(2024春?克州期末)下列說法正確的是()A.一定質(zhì)量的理想氣體吸熱時(shí),其溫度一定升高 B.第一類永動機(jī)不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第二定律 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 D.一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減少二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024春?華州區(qū)期末)一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p﹣V圖線描述,其中D→A為等溫線,氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為TA=300K,下列說法正確的是()A.氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC=375K B.從A到C過程外界對氣體做了﹣600J的功 C.氣體從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減小,氣體分子的平均動能不變 D.若氣體從D到A過程中外界對氣體做功為250J,則氣體從A→B→C→D→A(一次循環(huán))過程中氣體吸收的熱量為250J(多選)12.(2024春?長壽區(qū)期末)氣壓式電腦桌的簡易結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)熱性能良好的汽缸與活塞之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦運(yùn)動。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A,將電腦放在桌面上,桌面下降一段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開空調(diào)一段時(shí)間后,桌面回到初始高度,此時(shí)氣體狀態(tài)為C。下列說法正確的是()A.從A到B的過程中,內(nèi)能不變 B.從A到B的過程中,氣體會從外界吸熱 C.從B到C的過程中,氣體分子平均動能不變 D.從B到C的過程中,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的碰撞次數(shù)變少(多選)13.(2024春?廣西期末)下列幾幅圖對應(yīng)的說法中正確的有()A.圖甲是玻璃管插入某液體中的情形,表明該液體能夠浸潤玻璃 B.圖乙中玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍,原因是玻璃是非晶體,加熱后變成晶體 C.圖丙說明氣體速率分布隨溫度變化,且T1>T2 D.圖丁中分子間距離為r0時(shí),分子間斥力和引力的合力為零,分子勢能最?。ǘ噙x)14.(2024春?廣西期末)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圖像如圖所示,pa、pb、pc分別表示a、b、c的壓強(qiáng),下列判斷正確的是()A.過程a到b中氣體內(nèi)能增大 B.過程b到c中氣體吸收熱量 C.過程b到c中每一分子的速率都減小 D.過程c到a中氣體吸收的熱量等于對外做的功(多選)15.(2024春?太原期末)用活塞壓縮密封在汽缸里的空氣,對空氣做了900J的功,同時(shí)汽缸向外散熱210J。對于汽缸里壓縮后的空氣,下列選項(xiàng)正確的是()A.空氣的分子勢能增大 B.每個(gè)空氣分子的動能都變大 C.空氣溫度升高,內(nèi)能增加690J D.空氣分子單位時(shí)間內(nèi)與汽缸壁單位面積上的碰撞次數(shù)增加三.填空題(共5小題)16.(2024?泉州模擬)樹木輸液是一種有效的綠化養(yǎng)護(hù)手段,能夠促進(jìn)樹木的生長和成活。如圖所示,玻璃瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)(選填“大于”“小于”或“等于”)外界的大氣壓強(qiáng),在瓶內(nèi)的營養(yǎng)液緩緩下滴的過程中,瓶內(nèi)氣體(選填“吸收”或“放出”)熱量。17.(2024春?泉州期末)一定質(zhì)量的理想氣體,由初始狀態(tài)A開始,按圖中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化,最后又回到初始狀態(tài)A,即A→B→C→A(其中BC與縱軸平行,CA與橫軸平行),這一過程稱為一個(gè)循環(huán),則:(1)由A→B,氣體的溫度。(填“升高”、“降低”或“不變”)(2)由B→C,氣體分子的平均動能(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)由C→A,氣體的內(nèi)能。(填“增大”、“減小”或“不變”)18.(2024?鼓樓區(qū)校級二模)在汽缸中,用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)歷a→b→c→d的一系列變化,p﹣V圖像如圖所示,其中bc的反向延長線過原點(diǎn)O,曲線cd是雙曲線的一部分,a、b、d在一條平行于橫軸的直線上。則(填“a→b”“b→c”或“c→d”);過程中氣體的溫度不變;d狀態(tài)下單位時(shí)間與單位面積活塞碰撞的分子數(shù)與a狀態(tài)相比(填“要多”“要少”或“一樣多”)。19.(2024?鯉城區(qū)校級模擬)2022年,我國“深海勇士”號和“奮斗者”號載人潛水器共完成175個(gè)潛次,開辟了我國深潛科學(xué)研究的新領(lǐng)域,現(xiàn)利用固定在潛水器體外的一個(gè)密閉氣缸完成實(shí)驗(yàn):如圖,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動,在潛水器緩慢下潛的過程中,海水溫度逐漸降低。則此過程中,氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能(選填“逐漸增大”“保持不變”或“逐漸減小”),活塞對氣體所做的功(選填“大于”、“小于”或者“等于”)氣體向外界放出的熱量;單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)(選填“增多”、“減少”或者“不變”)。20.(2024?三明模擬)已知泰寧大金湖某處水深度為20m,湖底水溫為4℃,水面溫度為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa,取g=10m/s2,ρ=1.0×103kg/m3,當(dāng)一氣泡從湖底緩慢升到水面時(shí),其體積約為原來的倍,此過程氣泡內(nèi)的氣體(選填“吸熱”或“放熱”),氣泡內(nèi)的氣體可視為理想氣體。四.解答題(共5小題)21.(2024春?武昌區(qū)期末)如圖甲所示,平直木板與固定在水平地面上的鉸鏈相連,內(nèi)壁光滑的氣缸固定在木板上,厚度不計(jì)的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動木板,木板與水平地面之間的夾角用θ表示,則氣體的壓強(qiáng)p與sinθ的關(guān)系圖線如圖乙所示,圖乙中p0為已知量。(1)已知活塞面積為S,重力加速度大小為g,求活塞的質(zhì)量;(2)當(dāng)θ=30°,活塞與氣缸底部的距離為d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T1;當(dāng)θ=53°,活塞與氣缸底部的距離為0.5d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T2,求T1:T2。22.(2024?衡水模擬)實(shí)驗(yàn)室里有一種用于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)氣體相關(guān)規(guī)律的儀器,如圖所示,氣缸靜止平放在實(shí)驗(yàn)臺上,用橫截面積為S的活塞封住一部分空氣,高度為h,活塞連同上面的置物平臺總質(zhì)量是M,(以下簡稱“活塞系統(tǒng)”)。開始時(shí),活塞系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),氣缸內(nèi)溫度為環(huán)境溫度,現(xiàn)在把質(zhì)量為m的小物塊放在置物平臺上,為了使活塞保持原位置不變,需要用控溫裝置改變封閉氣體的溫度,已知理想狀態(tài)下大氣壓強(qiáng)p0,環(huán)境溫度為T0,求:(1)氣體的溫度的變化量?(2)如果保持溫度不變,還可以往原有封閉空間充入理想狀態(tài)下的空氣,以保證放置小物塊后,活塞的位置不變,則需要充入空氣的體積是多少?23.(2023秋?碑林區(qū)校級期末)如圖所示為一簡易火災(zāi)報(bào)警裝置,其原理是:豎直放置的試管中裝有水銀,當(dāng)溫度升高時(shí),水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲。27℃時(shí),被封閉的理想氣體氣柱長L1為20cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為5cm。(T=t+273K)(1)若大氣壓為76cmHg,水銀柱長L3為26cm,則被封閉氣體壓強(qiáng)為多少cmHg?(2)當(dāng)溫度達(dá)到多少℃時(shí),報(bào)警器會報(bào)警?24.(2024春?濰坊期末)如圖,豎直放置的汽缸中,用橫截面積為S的輕活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始時(shí),A、B兩部分氣柱的長度均為L。已知隔板的質(zhì)量為m,不計(jì)活塞、隔板與汽缸間的摩擦力,外界大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。氣體溫度始終保持不變,緩慢向活塞上倒入鐵砂。(1)若倒入鐵砂的質(zhì)量為m,求隔板向下移動的距離;(2)若隔板向下緩慢移動了L225.(2024?廣州模擬)為擺脫水源條件的限制,宋朝時(shí)人們就發(fā)明了一種能汲取地下水的裝置—壓水井。在汕頭華僑公園的兒童玩水區(qū),安放著如甲圖所示的壓水井讓孩子們體驗(yàn)。壓水井結(jié)構(gòu)如圖乙所示,取水時(shí)先按下手柄同時(shí)帶動皮碗向上運(yùn)動,此時(shí)上單向閥門關(guān)閉.皮碗向上運(yùn)動到某個(gè)位置時(shí),下單向閥門被頂開,水流進(jìn)入腔體內(nèi).設(shè)某次下壓手柄前,腔體只有空氣,空氣的體積和壓強(qiáng)分別為P0和V0.現(xiàn)研究緩慢下壓手柄,直至下單向閥門剛被頂開的過程。已知大氣壓強(qiáng)為p0,水的密度為ρ,下單向閥門質(zhì)量為m,橫截面積為S,下單向閥門到水面距離為?(?<P(1)簡要說明緩慢下壓手柄過程,腔內(nèi)氣體是吸熱還是放熱;(2)求下單向閥門剛被頂開時(shí),腔體內(nèi)氣體的體積。

2025年高考備考高中物理個(gè)性化分層教輔中等生篇《熱學(xué)》參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024春?炎陵縣期末)一定質(zhì)量的氣體,在恒溫下體積膨脹,下列說法中正確的是()A.氣體分子的總數(shù)目將增多 B.氣體分子的平均速率將減小 C.氣體的壓強(qiáng)將減小 D.容器壁受到的氣體分子的平均沖力將增大【考點(diǎn)】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】C【分析】氣體恒溫膨脹,體積增大,分子總數(shù)不變,根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,分析分子平均速率的變化.結(jié)合壓強(qiáng)的微觀含義分析平均沖力的變化。【解答】解:A、由題意,氣體質(zhì)量不變,分子的總數(shù)目不變,故A錯(cuò)誤。B、溫度是分子平均動能的標(biāo)志,分子的平均動能不變,則分子的平均速率不變,故B錯(cuò)誤。CD、由pV=C知,體積增大,壓強(qiáng)減小,分子的平均動能不變,單位體積內(nèi)的分子數(shù)減小,氣缸壁受到氣體分子的平均沖力將減小,故C正確,D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是掌握分子動理論、氣態(tài)方程和分子平均速率的因素。2.(2024春?華州區(qū)期末)下列說法正確的是()A.布朗運(yùn)動反映了微粒中分子運(yùn)動的不規(guī)則性 B.對于一定質(zhì)量的大量氣體分子,在一定溫度時(shí),處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占的百分比是不確定的 C.能量的耗散是從能量的轉(zhuǎn)化角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性 D.只要有足夠高的技術(shù)條件,絕對零度是可以達(dá)到的【考點(diǎn)】熱力學(xué)第二定律的不同表述與理解;布朗運(yùn)動實(shí)例、本質(zhì)及解釋;溫度與分子動能的關(guān)系.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)布朗運(yùn)動的本質(zhì)解答;在一定溫度時(shí),處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占的百分比是確定的根據(jù)熱力學(xué)第二定律的幾種不同的說法解答;絕對零度是一切低溫物體的極限。【解答】解:A、布朗運(yùn)動反映了液體中分子運(yùn)動的不規(guī)則性,故A錯(cuò)誤;B、對于一定質(zhì)量的大量氣體分子,在一定溫度時(shí),處于一定速率范圍內(nèi)的分子數(shù)所占的百分比是確定的,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)熱力學(xué)第二定律,能量的耗散是從能量的轉(zhuǎn)化角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性,故C正確;D、絕對零度是一切低溫物體的極限,不可能達(dá)到,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評】本題考查了布朗運(yùn)動、熱力學(xué)第二定律等有關(guān)知識,難度不大,注意知識的積累。3.(2024春?濰坊期末)圖甲為桶裝純凈水使用壓水器供水的示意圖,圖乙是簡化的原理圖。當(dāng)手按下壓水器時(shí),壓水器中的活塞打開,外界空氣壓入桶內(nèi),放手后,壓水器活塞關(guān)閉。內(nèi)桶底橫截面積S=0.05m2,容積為20L?,F(xiàn)桶內(nèi)有10L水,初始時(shí)出水管豎直部分內(nèi)外液面相平,出水口與桶內(nèi)水面的高度差h=0.3m空氣可視為理想氣體。出水管的體積與桶內(nèi)水的體積相比可忽略不計(jì),水的密度ρ=1.0×103kg/m3,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。設(shè)桶內(nèi)氣體溫度不變,壓出5L水后,出水管中的液面恰好在出水管頂部,則壓入外界空氣的體積為()A.5.45L B.5.60L C.5.75L D.6.00L【考點(diǎn)】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)題意分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合玻意耳定律得出對應(yīng)的空氣體積?!窘獯稹拷猓涸O(shè)流出5L水后,液面下降Δh,則Δh=此刻瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng):p2=p0+ρg(h+Δh)瓶內(nèi)氣體體積:V2=V0+V1=10L+5L=15L設(shè)瓶內(nèi)氣體在外界壓強(qiáng)下的體積為V′,則結(jié)合玻意耳定律可得p2V2=p0V′初始狀態(tài)瓶中氣體壓強(qiáng)為p0,體積為V0,則ΔV=V′﹣V0解得:ΔV=5.60L,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合玻意耳定律列式即可完成分析。4.(2024春?臨沂期末)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程,a→b過程是等壓過程,b→c過程是等容過程,c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是()A.a(chǎn)→b過程,氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功 B.b→c過程,氣體吸熱,內(nèi)能增加 C.c→a過程,氣體放熱,內(nèi)能不變 D.a(chǎn)→b過程氣體對外界做的功等于c→a過程外界對氣體做的功【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;理想氣體多種狀態(tài)變化并存的圖像問題.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】C【分析】根據(jù)圖像分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析出氣體的吸放熱情況;根據(jù)圖像的物理意義分析出氣體在不同過程中的做功大小關(guān)系?!窘獯稹拷猓篈、a→b過程,氣體做等壓變化,氣體體積增大,則氣體溫度升高,內(nèi)能增大,由于體積增大,氣體對外做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體吸熱,故a→b過程,氣體從外界吸收的熱量一部分用于對外做功,一部分用于增加內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;B、b→c過程,氣體做等容變化,氣體壓強(qiáng)減小,則氣體溫度降低,內(nèi)能減小,由于體積不變,外界對氣體不做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體放熱,故B錯(cuò)誤;C、c→a過程,氣體做等溫變化,內(nèi)能不變,氣體體積減小,外界對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,氣體放熱,故C正確;D、p﹣V圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示做功,a→b過程p﹣V圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積大于c→a過程p﹣V圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積,故a→b過程氣體對外界做的功大于c→a過程外界對氣體做的功,故D錯(cuò)誤;故選:C?!军c(diǎn)評】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。5.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,健身球是一個(gè)充滿氣體的大皮球,當(dāng)人壓向健身球上時(shí),假設(shè)球內(nèi)氣體溫度不變,則在這個(gè)過程中()A.氣體分子的平均速率增大 B.外界對氣體做功 C.氣體從外界吸收熱量 D.氣體的壓強(qiáng)不變【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;溫度與分子動能的關(guān)系;理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】B【分析】氣體的溫度不變,則氣體分子的平均速率不變;根據(jù)氣體體積的變化得出做功的類型,結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析出氣體的吸放熱情況;根據(jù)公式pV=CT分析出氣體壓強(qiáng)的變化趨勢?!窘獯稹拷猓篈.氣體溫度不變,氣體分子的平均動能保持不變,則氣體分子的平均速率不變。故A錯(cuò)誤;BC.因?yàn)闅怏w的內(nèi)能不變,體積減小,外界對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知?dú)怏w要向外放出熱量,故B正確,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)公式PVT故選:B?!军c(diǎn)評】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)是分析出氣體狀態(tài)參量的變化,結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可完成分析。6.(2024春?道里區(qū)校級期末)新疆早晚的溫差比較大,某些地區(qū)早晨的溫度為﹣1℃、中午的溫度能達(dá)到32℃,假設(shè)環(huán)境的大氣壓幾乎不變。則中午和早晨相比()A.空氣分子的平均動能減小 B.單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量減小 C.單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大 D.單位時(shí)間撞擊某建筑物單位面積的分子數(shù)增多【考點(diǎn)】溫度與分子動能的關(guān)系;氣體壓強(qiáng)的微觀解釋.【專題】定性思想;推理法;氣體的壓強(qiáng)專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志分析判斷;根據(jù)氣體壓強(qiáng)微觀解釋分析判斷,由于單位體積內(nèi)的分子數(shù)一定減少,單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量減小。【解答】解:A.溫度是分子平均動能的唯一標(biāo)志,溫度升高則分子的平均動能增大,故A錯(cuò)誤;BCD.溫度升高,氣體分子的平均動能增大,平均每個(gè)分子對器壁的沖力將變大,但氣壓并未改變,單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊某建筑物單位面積的分子數(shù)減少,單位體積內(nèi)的分子數(shù)也一定減少,氣體的密度減小,單位體積內(nèi)空氣的質(zhì)量減小,故B正確,CD錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握影響氣體壓強(qiáng)的微觀因素:一個(gè)是氣體分子的平均動能,一個(gè)是分子的密集程度,知道溫度是分子平均動能的標(biāo)志。7.(2024春?慈溪市期末)關(guān)于熱力學(xué)第二定律說法正確的是()A.在自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵可能減小 B.從微觀的角度看,熱力學(xué)第二定律是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律 C.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體 D.物體可以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【考點(diǎn)】熵與熵增加原理;熱力學(xué)第二定律的不同表述與理解.【專題】開放題;定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;理解能力.【答案】B【分析】熱力學(xué)定律的兩種表述:(1)按傳熱的方向性表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體;(2)按機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述:不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。熵增加原理的內(nèi)容:在任何自然過程中,一個(gè)孤立系統(tǒng)的總熵不會減小。如果過程可逆,則熵不變;如果過程不可逆,則熵增加?!窘獯稹拷猓篈、根據(jù)熵增加原理,孤立系統(tǒng)的總熵不會自然減少,故A錯(cuò)誤;B、熱力學(xué)第二定律是從微觀角度看的一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,故B正確;C、根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,而不產(chǎn)生任何變化,故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)熱力學(xué)第二定律,不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響,故D錯(cuò)誤。故選:B。【點(diǎn)評】明確熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容和兩種描述方式,知道熵的意義,明確熵增加的原理即可正確求解。8.(2024春?海門區(qū)期末)如圖,兩端封閉的玻璃管與水平面成θ角傾斜靜止放置,一段水銀柱將管內(nèi)一定質(zhì)量的氣體分為兩個(gè)部分。則下列各種情況中,能使管中水銀柱相對于玻璃管向B端移動的是()A.降低環(huán)境溫度 B.使玻璃管做豎直上拋運(yùn)動 C.使玻璃管做自由落體運(yùn)動 D.順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管使θ角減小【考點(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用;豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】A【分析】根據(jù)題意分析出氣體壓強(qiáng)的變化,結(jié)合公式pV=CT分析出氣體體積的變化趨勢。【解答】解:A、當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí),根據(jù)公式pV=CT可知,氣體的體積減小,能使管中水銀柱相對于玻璃管向B端移動,故A正確;BC、玻璃管做豎直上拋或者自由落體,水銀柱都處于完全失重狀態(tài),則氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),會讓氣體的體積增大,水銀柱相對于玻璃管向A端移動,故BC錯(cuò)誤;D、順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動玻璃管使θ角減小,則水銀柱對氣體的壓力減小,會讓氣體的體積增大,水銀柱相對于玻璃管向A端移動,故D錯(cuò)誤;故選:A?!军c(diǎn)評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程的相關(guān)應(yīng)用,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體壓強(qiáng)的變化,結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程即可完成分析。9.(2024春?棗莊期末)一定質(zhì)量的理想氣體的體積V隨溫度T的變化關(guān)系,如圖所示。氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,從外界吸收熱量為Q,該變化過程在V﹣T圖像中的圖線ba的延長線恰好過原點(diǎn)O,氣體狀態(tài)參量滿足pVTA.氣體對外做功為C(T2﹣T1) B.氣體對外做功為p(V2﹣V1) C.氣體內(nèi)能變化為ΔU=C(T2﹣T1)+Q D.氣體內(nèi)能變化為ΔU=p(V2﹣V1)+Q【考點(diǎn)】理想氣體多種狀態(tài)變化并存的圖像問題;熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用.【專題】定量思想;圖析法;熱力學(xué)定律專題;分析綜合能力.【答案】A【分析】氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,氣體壓強(qiáng)不變,根據(jù)W=pΔV計(jì)算氣體對外做功;根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解氣體內(nèi)能變化量?!窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)pVT=C可知,氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,VT不變,氣體壓強(qiáng)p不變,由于氣體溫度升高,體積增大,所以氣體對外做功,內(nèi)能增大,則氣體對外做功為W=p(V2結(jié)合Cp=V2?CD、根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能變化為ΔU=Q﹣W=Q﹣C(T2﹣T1),故CD錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評】本題考查蓋—呂薩克定律、熱力學(xué)第一定律,在應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)注意符號法則的規(guī)定。10.(2024春?克州期末)下列說法正確的是()A.一定質(zhì)量的理想氣體吸熱時(shí),其溫度一定升高 B.第一類永動機(jī)不違反能量守恒定律,但違反了熱力學(xué)第二定律 C.當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí),分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大 D.一定質(zhì)量的氣體,在壓強(qiáng)不變時(shí),分子每秒對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)隨著溫度降低而減少【考點(diǎn)】熱力學(xué)第二定律的不同表述與理解;分子間的作用力與分子間距的關(guān)系;分子勢能與分子間距的關(guān)系;熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;第一類永動機(jī)不可能制成.【專題】定性思想;歸納法;分子間相互作用力與分子間距離的關(guān)系;熱力學(xué)定律專題;氣體的壓強(qiáng)專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷;第一類永動機(jī)違反了能量守恒定律;根據(jù)分子力做功與分子勢能的變化判斷;根據(jù)壓強(qiáng)的微觀解釋判斷。【解答】解:A、根據(jù)熱力學(xué)第一定律,可知當(dāng)一定質(zhì)量的理想氣體吸熱時(shí),如果同時(shí)對外做功,則其內(nèi)能可能減小,溫度可能降低,故A錯(cuò)誤;B、第一類永動機(jī)違反了能量守恒定律,故B錯(cuò)誤;C、當(dāng)分子距離小于平衡距離時(shí),表現(xiàn)為斥力,隨著分子間距離減小,分子力增大,分子力做負(fù)功,分子勢能增大,故C正確;D、溫度降低,分子的平均動能減小,分子每次對器壁的撞擊力減小,要保證壓強(qiáng)不變,分子單位時(shí)間對器壁單位面積平均碰撞次數(shù)必增加,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評】本題考查了熱力學(xué)第一定律、第一類永動機(jī)、分子力做功與分子勢能變化的關(guān)系、氣體壓強(qiáng)微觀解釋等基礎(chǔ)知識,要求學(xué)生能夠深刻理解并熟練應(yīng)用,要重視課本。二.多選題(共5小題)(多選)11.(2024春?華州區(qū)期末)一定質(zhì)量的理想氣體,狀態(tài)從A→B→C→D→A的變化過程可用如圖所示的p﹣V圖線描述,其中D→A為等溫線,氣體在狀態(tài)A時(shí)的溫度為TA=300K,下列說法正確的是()A.氣體在狀態(tài)C時(shí)的溫度TC=375K B.從A到C過程外界對氣體做了﹣600J的功 C.氣體從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減小,氣體分子的平均動能不變 D.若氣體從D到A過程中外界對氣體做功為250J,則氣體從A→B→C→D→A(一次循環(huán))過程中氣體吸收的熱量為250J【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的圖像問題;溫度與分子動能的關(guān)系;理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程.【專題】定性思想;理想氣體狀態(tài)方程專題;能力層次.【答案】ABD【分析】(1)根據(jù)圖像可知各狀態(tài)的氣體參數(shù),應(yīng)用一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程可得C點(diǎn)的溫度。(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合功的計(jì)算公式得出氣體放熱量及功?!窘獯稹拷猓篈.根據(jù)一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程得解得TC=375K,故A正確;B.從A到C過程氣體體積增大,外界對氣體做負(fù)功WAB=﹣p(VB﹣VA)=﹣600J,故B正確;C.氣體從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A,氣體體積減小,單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)增大;氣體從狀態(tài)D變化到狀態(tài)A,氣體的溫度不變,氣體分子的平均動能不變,故C錯(cuò)誤;D.氣體從C到D過程中外界對氣體做功為WCD一次循環(huán)氣體吸收的熱量為Q=600J﹣250J﹣100J=250J,故D正確。故選:ABD?!军c(diǎn)評】本題主要考察了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程,理解圖像的物理意義,結(jié)合熱力學(xué)第一定律和一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程即可完成分析。(多選)12.(2024春?長壽區(qū)期末)氣壓式電腦桌的簡易結(jié)構(gòu)如圖所示。導(dǎo)熱性能良好的汽缸與活塞之間封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦運(yùn)動。設(shè)氣體的初始狀態(tài)為A,將電腦放在桌面上,桌面下降一段距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)B。打開空調(diào)一段時(shí)間后,桌面回到初始高度,此時(shí)氣體狀態(tài)為C。下列說法正確的是()A.從A到B的過程中,內(nèi)能不變 B.從A到B的過程中,氣體會從外界吸熱 C.從B到C的過程中,氣體分子平均動能不變 D.從B到C的過程中,氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的碰撞次數(shù)變少【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;溫度與熱平衡及熱平衡定律;氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】AD【分析】根據(jù)A到B的過程中各階段的氣體狀態(tài)參量的變化情況,結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析判斷;根據(jù)A到C過程中各階段的氣體狀態(tài)參量的變化情況,結(jié)合蓋—呂薩克定律、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋即可?!窘獯稹拷猓篈B.從A到B的過程中,氣體壓強(qiáng)變大,體積減小,因汽缸導(dǎo)熱性良好,可知?dú)怏w溫度不變,內(nèi)能不變,外界對氣體做功,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知,氣體向外放熱,故A正確,B錯(cuò)誤;CD.從B到C的過程中,氣體壓強(qiáng)不變,體積變大,根據(jù)蓋—呂薩克定律可知,氣體溫度升高,則氣體分子平均動能變大,氣體分子對器壁的平均碰撞力變大,而氣體數(shù)密度減小,可知?dú)怏w分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的碰撞次數(shù)變少,故C錯(cuò)誤,D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評】本題考查了在封閉氣體經(jīng)歷多個(gè)變化過程中應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律分析問題,解題關(guān)鍵是要分析好壓強(qiáng)、體積、溫度三個(gè)狀態(tài)參量的變化情況,選擇合適的實(shí)驗(yàn)定律解答。(多選)13.(2024春?廣西期末)下列幾幅圖對應(yīng)的說法中正確的有()A.圖甲是玻璃管插入某液體中的情形,表明該液體能夠浸潤玻璃 B.圖乙中玻璃管鋒利的斷口在燒熔后變鈍,原因是玻璃是非晶體,加熱后變成晶體 C.圖丙說明氣體速率分布隨溫度變化,且T1>T2 D.圖丁中分子間距離為r0時(shí),分子間斥力和引力的合力為零,分子勢能最小【考點(diǎn)】浸潤和不浸潤;分子間的作用力與分子間距的關(guān)系;分子熱運(yùn)動速率隨溫度變化具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律;晶體和非晶體.【專題】定性思想;推理法;分子運(yùn)動論專題;分子間相互作用力與分子間距離的關(guān)系;理解能力.【答案】AD【分析】液體能夠浸潤器壁,液面呈凹形;熔化后液體的表面張力使玻璃管變鈍;根據(jù)分子熱運(yùn)動與平均速率的關(guān)系判斷;分子間距離為r0時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等,分子力為零,分子勢能最小?!窘獯稹拷猓篈.液體在毛細(xì)管中上升,說明該液體能夠浸潤玻璃。故A正確;B.玻璃為非晶體,熔化再凝固仍為非晶體,燒熔后變鈍的原因是熔化后液體的表面張力使玻璃管變鈍。故B錯(cuò)誤;C.溫度越高,速率大的分子占比越大,則T1<T2。故C錯(cuò)誤;D.分子間距離為r0時(shí),此時(shí)它們間相互作用的引力和斥力大小相等,分子力為零,分子勢能最小。故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評】本題主要是對圖示的把握,以及對所學(xué)知識的應(yīng)用能力,對生活中的現(xiàn)象,應(yīng)該能用自己掌握的知識給予解釋,側(cè)重知識的實(shí)際應(yīng)用能力。(多選)14.(2024春?廣西期末)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圖像如圖所示,pa、pb、pc分別表示a、b、c的壓強(qiáng),下列判斷正確的是()A.過程a到b中氣體內(nèi)能增大 B.過程b到c中氣體吸收熱量 C.過程b到c中每一分子的速率都減小 D.過程c到a中氣體吸收的熱量等于對外做的功【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的圖像問題;溫度與分子動能的關(guān)系.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】AD【分析】A、根據(jù)理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)分析;B、根據(jù)氣體溫度、體積變化可知ΔU和W的正負(fù),利用熱力學(xué)第一定律可得Q的正負(fù),則可得結(jié)論;C、根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志,是大量分子運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對單個(gè)的分子沒有意義分析;D、根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析?!窘獯稹拷猓篈、a→b過程氣體溫度升高,理想氣體的內(nèi)能增大,故A正確;B、b→c過程氣體溫度降低,內(nèi)能減小,即:ΔU<0,體積減小,外界對氣體做功,則W>0由熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,可知Q<0,所以氣體放出熱量,故B錯(cuò)誤;C、溫度是分子平均動能的標(biāo)志,是大量分子運(yùn)動的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對單個(gè)的分子沒有意義,所以b→c過程中氣體的溫度降低,分子的平均動能減小,并不是每個(gè)分子的速率都減小,故C錯(cuò)誤;D、由圖可知c→a過程氣體等溫膨脹,理想氣體內(nèi)能不變,則氣體對外做功,即:ΔU=0,W<0由熱力學(xué)第一定律可知,Q>0,氣體吸熱,則氣體吸收的熱量等于對外做的功,故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評】本題考查了熱力學(xué)圖像問題,解題的關(guān)鍵是知道理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān),溫度升高,內(nèi)能增大,溫度降低,內(nèi)能減小。(多選)15.(2024春?太原期末)用活塞壓縮密封在汽缸里的空氣,對空氣做了900J的功,同時(shí)汽缸向外散熱210J。對于汽缸里壓縮后的空氣,下列選項(xiàng)正確的是()A.空氣的分子勢能增大 B.每個(gè)空氣分子的動能都變大 C.空氣溫度升高,內(nèi)能增加690J D.空氣分子單位時(shí)間內(nèi)與汽缸壁單位面積上的碰撞次數(shù)增加【考點(diǎn)】熱力學(xué)第一定律的表達(dá)和應(yīng)用;溫度與分子動能的關(guān)系;分子勢能與分子間距的關(guān)系.【專題】信息給予題;定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】CD【分析】A.根據(jù)分子間的作用力類型結(jié)合距離的變化分析出分子勢能的變化趨勢;BC.根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析出氣體內(nèi)能的變化趨勢,由此得出空氣分子的動能變化特點(diǎn);D.壓縮空氣的過程中,空氣的體積減小,空氣分子的密度增大,據(jù)此分析作答。【解答】解:A.空氣分子之間的作用力為引力,在壓縮的過程中,空氣分子的間距減小,分子間作用力做正功,則空氣的分子勢能減小,故A錯(cuò)誤;BC.根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知?dú)怏w的內(nèi)能ΔU=900J﹣210J=690J>0因此空氣分子的內(nèi)能增加了690J空氣分子的內(nèi)能增加,溫度升高,但并不是每個(gè)空氣分子的動能都變大,故B錯(cuò)誤,C正確;D.壓縮空氣的過程中,空氣的體積減小,空氣分子的密度增大,則空氣分子單位時(shí)間內(nèi)與汽缸壁單位面積上的碰撞次數(shù)增加,故D正確。故選:CD?!军c(diǎn)評】本題主要考查了分子力做功與分子勢能的關(guān)系,考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用;知道溫度是分贓平均動能大小的標(biāo)志。三.填空題(共5小題)16.(2024?泉州模擬)樹木輸液是一種有效的綠化養(yǎng)護(hù)手段,能夠促進(jìn)樹木的生長和成活。如圖所示,玻璃瓶內(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),在瓶內(nèi)的營養(yǎng)液緩緩下滴的過程中,瓶內(nèi)氣體吸收(選填“吸收”或“放出”)熱量?!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.【專題】定性思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;氣體的壓強(qiáng)專題;理解能力.【答案】小于;吸收?!痉治觥扛鶕?jù)瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)與營養(yǎng)液液柱的壓強(qiáng)之和等于營養(yǎng)液進(jìn)入樹木處的壓強(qiáng)列式,則可得結(jié)論;根據(jù)瓶內(nèi)氣體體積的變化,可知?dú)怏w對外界做功,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。【解答】解:設(shè)瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p,大氣壓強(qiáng)為p0,營養(yǎng)液液柱的高度為h,則有:p0=p+ρgh,可知玻璃瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)小于外界的大氣壓強(qiáng),瓶內(nèi)的營養(yǎng)液緩緩下滴的過程,瓶內(nèi)氣體體積增大,氣體對外界做功,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,可知瓶內(nèi)氣體吸收熱量。故答案為:小于;吸收?!军c(diǎn)評】本題考查了熱力學(xué)第一定律,解題的關(guān)鍵是知道營養(yǎng)液進(jìn)入樹木處壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),注意氣體體積增大,氣體對外界做功,則W<0,氣體吸收熱量,則Q>0。17.(2024春?泉州期末)一定質(zhì)量的理想氣體,由初始狀態(tài)A開始,按圖中箭頭所示的方向進(jìn)行了一系列狀態(tài)變化,最后又回到初始狀態(tài)A,即A→B→C→A(其中BC與縱軸平行,CA與橫軸平行),這一過程稱為一個(gè)循環(huán),則:(1)由A→B,氣體的溫度升高。(填“升高”、“降低”或“不變”)(2)由B→C,氣體分子的平均動能減?。ㄌ睢霸龃蟆?、“減小”或“不變”)。(3)由C→A,氣體的內(nèi)能減小。(填“增大”、“減小”或“不變”)【考點(diǎn)】理想氣體多種狀態(tài)變化并存的圖像問題.【專題】定性思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;分析綜合能力.【答案】(1)升高,(2)減小,(3)減小【分析】(1)先判斷A→B過程的壓強(qiáng)、體積變化趨勢,結(jié)合理想氣體方程PV=CT即可知道氣體溫度變化趨勢;(2)先判斷B→C過程的壓強(qiáng)、體積變化趨勢,再結(jié)合理想氣體方程PV=CT分析出氣體溫度變化趨勢,利用分子平均動能與溫度間的聯(lián)系判斷分子平均動能的變化趨勢;(3)先判斷C→A過程的壓強(qiáng)、體積變化趨勢,再結(jié)合理想氣體方程PV=CT分析出氣體溫度變化趨勢,根據(jù)理想氣體內(nèi)能與溫度間的聯(lián)系分析出氣體內(nèi)能的大小變化?!窘獯稹拷猓海?)由A→B,壓強(qiáng)增大,體積減小,根據(jù)理想氣體方程可知,氣體溫度一定升高;(2)由B→C,壓強(qiáng)減小,體積不變,根據(jù)理想氣體方程可知,氣體溫度一定降低,根據(jù)分子熱運(yùn)動與溫度間的聯(lián)系可得,氣體分子的平均動能減??;(3)由C→A,壓強(qiáng)不變,體積減小,由理想氣體方程可知,氣體溫度一定降低,由于理想氣體的內(nèi)能只考慮分子熱運(yùn)動的動能,所以氣體內(nèi)能隨溫度降低而降低。故答案為:(1)升高,(2)減小,(3)減小【點(diǎn)評】本題主要結(jié)合圖像考察對理想氣體方程的理解和應(yīng)用、以及物質(zhì)內(nèi)能的理解,難度一般。18.(2024?鼓樓區(qū)校級二模)在汽缸中,用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,經(jīng)歷a→b→c→d的一系列變化,p﹣V圖像如圖所示,其中bc的反向延長線過原點(diǎn)O,曲線cd是雙曲線的一部分,a、b、d在一條平行于橫軸的直線上。則c→d(填“a→b”“b→c”或“c→d”);過程中氣體的溫度不變;d狀態(tài)下單位時(shí)間與單位面積活塞碰撞的分子數(shù)與a狀態(tài)相比要少(填“要多”“要少”或“一樣多”)?!究键c(diǎn)】理想氣體及理想氣體的狀態(tài)方程;氣體壓強(qiáng)的微觀解釋;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專題】定性思想;圖析法;氣體的壓強(qiáng)專題;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】c→d;要少【分析】由理想氣體狀態(tài)方程分析各個(gè)過程中各狀態(tài)參量的變化情況氣,從中選出溫度不變的過程;d狀態(tài)與a狀態(tài)相比壓強(qiáng)相等、體積大,由理想氣體狀態(tài)方程可知溫度要高,氣體分子的平均速率大,根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋判斷單位時(shí)間與單位面積活塞碰撞的分子數(shù)的關(guān)系。【解答】解:由p﹣V圖像可知a→b過程中氣體壓強(qiáng)不變,體積增大,由理想氣體狀態(tài)方程可知?dú)怏w的溫度升高;b→c過程中氣體壓強(qiáng)增大,體積增大,由理想氣體狀態(tài)方程可知?dú)怏w的溫度升高;c→d過程中氣體壓強(qiáng)減小,體積增大,曲線cd是雙曲線的一部分,由玻意耳定律可知?dú)怏w的溫度不變;d狀態(tài)與a狀態(tài)相比壓強(qiáng)相等、體積大,由理想氣體狀態(tài)方程可知溫度要高,氣體分子的平均速率大,所以d狀態(tài)下單位時(shí)間與單位面積活塞碰撞的分子數(shù)與a狀態(tài)相比要少。故答案為:c→d;要少【點(diǎn)評】本題考查了理想氣體狀態(tài)方程及對p﹣V圖像和氣體壓強(qiáng)的微觀解釋,關(guān)鍵要根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程判斷各狀態(tài)參量的變化,常見題型。19.(2024?鯉城區(qū)校級模擬)2022年,我國“深海勇士”號和“奮斗者”號載人潛水器共完成175個(gè)潛次,開辟了我國深潛科學(xué)研究的新領(lǐng)域,現(xiàn)利用固定在潛水器體外的一個(gè)密閉氣缸完成實(shí)驗(yàn):如圖,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,輕質(zhì)導(dǎo)熱活塞可自由移動,在潛水器緩慢下潛的過程中,海水溫度逐漸降低。則此過程中,氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能逐漸減小(選填“逐漸增大”“保持不變”或“逐漸減小”),活塞對氣體所做的功小于(選填“大于”、“小于”或者“等于”)氣體向外界放出的熱量;單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多(選填“增多”、“減少”或者“不變”)?!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)的微觀解釋.【專題】定量思想;推理法;熱力學(xué)定律專題;推理能力.【答案】逐漸減小,小于,增多【分析】根據(jù)溫度變化分析內(nèi)能,根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析出W與Q的關(guān)系;根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋完成分析?!窘獯稹拷猓涸跐撍骶徛聺摰倪^程中,氣體的壓強(qiáng)逐漸增大,體積逐漸減小,則外界對氣體做功,又因?yàn)楹K疁囟冉档?,所以氣體的溫度降低,內(nèi)能逐漸減小,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W可知,活塞對氣體所做的功小于氣體向外界放出的熱量,根據(jù)上述分析可知,因?yàn)闅怏w壓強(qiáng)增大,且溫度降低,則單位時(shí)間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積器壁的次數(shù)增多;故答案為:逐漸減小,小于,增多【點(diǎn)評】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體狀態(tài)參量的變化,結(jié)合ΔU=Q+W可完成分析。20.(2024?三明模擬)已知泰寧大金湖某處水深度為20m,湖底水溫為4℃,水面溫度為27℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa,取g=10m/s2,ρ=1.0×103kg/m3,當(dāng)一氣泡從湖底緩慢升到水面時(shí),其體積約為原來的3.141倍,此過程氣泡內(nèi)的氣體吸熱(選填“吸熱”或“放熱”),氣泡內(nèi)的氣體可視為理想氣體?!究键c(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.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】3.141,吸熱。【分析】本題根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程結(jié)合熱力學(xué)第一定律分析求解?!窘獯稹拷猓汉姿輧?nèi)壓強(qiáng)大約為:p=p0+ρ水gh,解得p=3×105Pa,湖底水溫為4℃=277K,水面溫度為27℃=290K,由理想氣體狀態(tài)方程可得:pV1277K根據(jù)熱力學(xué)第一定律,氣泡溫度上升,內(nèi)能增加,體積變大對外做功,故氣泡內(nèi)的氣體吸熱。故答案為:3.141,吸熱。【點(diǎn)評】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問題的關(guān)鍵。四.解答題(共5小題)21.(2024春?武昌區(qū)期末)如圖甲所示,平直木板與固定在水平地面上的鉸鏈相連,內(nèi)壁光滑的氣缸固定在木板上,厚度不計(jì)的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)。在豎直平面內(nèi)緩慢地轉(zhuǎn)動木板,木板與水平地面之間的夾角用θ表示,則氣體的壓強(qiáng)p與sinθ的關(guān)系圖線如圖乙所示,圖乙中p0為已知量。(1)已知活塞面積為S,重力加速度大小為g,求活塞的質(zhì)量;(2)當(dāng)θ=30°,活塞與氣缸底部的距離為d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T1;當(dāng)θ=53°,活塞與氣缸底部的距離為0.5d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T2,求T1:T2?!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.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】(1)已知活塞面積為S,重力加速度大小為g,活塞的質(zhì)量為2p(2)當(dāng)θ=30°,活塞與氣缸底部的距離為d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T1;當(dāng)θ=53°,活塞與氣缸底部的距離為0.5d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T2,T1:T2為20:13。【分析】(1)對活塞進(jìn)行受力分析,結(jié)合題意得出活塞的質(zhì)量;(2)根據(jù)題意分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程得出溫度的比值關(guān)系?!窘獯稹拷猓海?)以活塞為研究對象得p=mg由圖乙有p=2p0sinθ+p0聯(lián)立解得:m=2(2)當(dāng)θ=30°,代入②中,p1=2p0當(dāng)θ=53°,代入②中,p1=2.6p0由理想氣體狀態(tài)方程得p1解得:T1:T2=20:13答:(1)已知活塞面積為S,重力加速度大小為g,活塞的質(zhì)量為2p(2)當(dāng)θ=30°,活塞與氣缸底部的距離為d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T1;當(dāng)θ=53°,活塞與氣缸底部的距離為0.5d時(shí),氣缸內(nèi)的氣體溫度為T2,T1:T2為20:13?!军c(diǎn)評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程即可完成分析。22.(2024?衡水模擬)實(shí)驗(yàn)室里有一種用于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)氣體相關(guān)規(guī)律的儀器,如圖所示,氣缸靜止平放在實(shí)驗(yàn)臺上,用橫截面積為S的活塞封住一部分空氣,高度為h,活塞連同上面的置物平臺總質(zhì)量是M,(以下簡稱“活塞系統(tǒng)”)。開始時(shí),活塞系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),氣缸內(nèi)溫度為環(huán)境溫度,現(xiàn)在把質(zhì)量為m的小物塊放在置物平臺上,為了使活塞保持原位置不變,需要用控溫裝置改變封閉氣體的溫度,已知理想狀態(tài)下大氣壓強(qiáng)p0,環(huán)境溫度為T0,求:(1)氣體的溫度的變化量?(2)如果保持溫度不變,還可以往原有封閉空間充入理想狀態(tài)下的空氣,以保證放置小物塊后,活塞的位置不變,則需要充入空氣的體積是多少?【考點(diǎn)】氣體的等容變化與查理定律的應(yīng)用;氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;氣體的狀態(tài)參量和實(shí)驗(yàn)定律專題;分析綜合能力.【答案】(1)氣體的溫度的變化量mgT(2)需要充入空氣的體積是mg?p【分析】(1)對氣缸系統(tǒng)進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件求解壓強(qiáng)的變化;由于活塞位置不變,根據(jù)查理定律可得氣體的溫度的變化量;(2)溫度不變時(shí),根據(jù)玻意耳定律,結(jié)合在壓強(qiáng)p2不變的情況下,想要回到原位置根據(jù)玻意耳定律可得活塞的位置不變需要充入空氣的體積?!窘獯稹拷猓海?)初態(tài)時(shí),對氣缸系統(tǒng)進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件有:p1S=p0S+Mg整理得到:p當(dāng)往活塞系統(tǒng)放置m時(shí),再次對活塞系統(tǒng)受力分析,同理有:p2S=p0S+Mg+mg整理得到:p所以壓強(qiáng)的變化為:Δp=根據(jù)查理定律有:p變形后求得:ΔT=(2)由題意知初態(tài)時(shí),氣體體積:V1=Sh溫度不變時(shí),根據(jù)玻意耳定律有:p1V1=p2V2代入數(shù)據(jù)求得:V則在壓強(qiáng)p2不變的情況下,想要回到原位置,還需要:ΔV=V1﹣V2則根據(jù)玻意耳定律有:p2ΔV=p0Vx變形求得:V答:(1)氣體的溫度的變化量mgT(2)需要充入空氣的體積是mg?p【點(diǎn)評】本題主要是考查了理想氣體的狀態(tài)方程;解答此類問題的方法是:找出不同狀態(tài)下的三個(gè)狀態(tài)參量,分析理想氣體發(fā)生的是何種變化,利用理想氣體的狀態(tài)方程列方程求解;本題注意根據(jù)平衡條件求解壓強(qiáng)。23.(2023秋?碑林區(qū)校級期末)如圖所示為一簡易火災(zāi)報(bào)警裝置,其原理是:豎直放置的試管中裝有水銀,當(dāng)溫度升高時(shí),水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲。27℃時(shí),被封閉的理想氣體氣柱長L1為20cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為5cm。(T=t+273K)(1)若大氣壓為76cmHg,水銀柱長L3為26cm,則被封閉氣體壓強(qiáng)為多少cmHg?(2)當(dāng)溫度達(dá)到多少℃時(shí),報(bào)警器會報(bào)警?【考點(diǎn)】氣體的等壓變化與蓋﹣呂薩克定律的應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】(1)若大氣壓為76cmHg,水銀柱長L3為26cm,則被封閉氣體壓強(qiáng)為102cmHg;(2)當(dāng)溫度達(dá)到102℃時(shí),報(bào)警器會報(bào)警?!痉治觥浚?)根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式,代入數(shù)據(jù)得出氣體的壓強(qiáng);(2)氣體做等壓變化,代入數(shù)據(jù)得出對應(yīng)的報(bào)警溫度?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式可得:p=p0+p1=76cmHg+26cmHg=102cmHg(2)溫度升高,封閉氣體做等壓變化,則SL代入數(shù)據(jù)解得:T2=375K則t=(375﹣273)℃=102℃答:(1)若大氣壓為76cmHg,水銀柱長L3為26cm,則被封閉氣體壓強(qiáng)為102cmHg;(2)當(dāng)溫度達(dá)到102℃時(shí),報(bào)警器會報(bào)警?!军c(diǎn)評】本題主要考查了一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)方程即可完成分析。24.(2024春?濰坊期末)如圖,豎直放置的汽缸中,用橫截面積為S的輕活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,中間的隔板將氣體分為A、B兩部分;初始時(shí),A、B兩部分氣柱的長度均為L。已知隔板的質(zhì)量為m,不計(jì)活塞、隔板與汽缸間的摩擦力,外界大氣壓強(qiáng)為p0,重力加速度為g。氣體溫度始終保持不變,緩慢向活塞上倒入鐵砂。(1)若倒入鐵砂的質(zhì)量為m,求隔板向下移動的距離;(2)若隔板向下緩慢移動了L2【考點(diǎn)】氣體的等溫變化與玻意耳定律的應(yīng)用;氣體壓強(qiáng)的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;理想氣體狀態(tài)方程專題;推理能力.【答案】(1)若倒入鐵砂的質(zhì)量為m,隔板向下移動的距離為(p(2)若隔板向下緩慢移動了L2的距離,活塞向下移動的距離為3L【分析】(1)分別對兩部分氣體進(jìn)行分析,由題意得出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合玻意耳定律列式得出對應(yīng)的距離;(2)根據(jù)玻意耳定律列式得出活塞向下移動的距離?!窘獯稹拷猓海?)若倒入質(zhì)量為m的鐵砂平衡時(shí),根據(jù)固體壓強(qiáng)公式可得此刻A中氣體的壓強(qiáng):pAB中氣體的壓強(qiáng):pB因?yàn)闅怏w溫度始終保持不變,所以B中氣體發(fā)生等溫變化,令末狀態(tài)B氣體長度為l初狀態(tài):pB0VB0=LS末狀態(tài):VB=lS由玻意耳丁定律得:pB0VB0=pBVB解得:l=則隔板向下移動的距離:Δx=L﹣l=(2)對B內(nèi)氣體分析,由于溫度不變初狀態(tài):pB0VB0=LS末狀態(tài):VB1由玻意耳定律得:pB0VB0=pB1VB1解得:p由于p所以:p設(shè)A中氣體現(xiàn)在的長度為d,由玻意耳定律得:p0LS=pA1dS則活塞向下移動的距離:x=3L解得:x=答:(1)隔板向下移動的距離為(p(2)活塞向下移動的距離為3L2【點(diǎn)評】本題主要考查了玻意耳定律的相關(guān)應(yīng)用,解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析出氣體變化前后的狀態(tài)參量,結(jié)合玻意耳定律列式即可完成分析。25.(2024?廣州模擬)為擺脫水源條件的限制,宋朝時(shí)人們就發(fā)明了一種能汲取地下水的裝置—壓水井。在汕頭華僑公園的兒童玩水區(qū),安放著如甲圖所示的壓水井讓孩子們體驗(yàn)。壓水井結(jié)構(gòu)如圖乙所示,取水時(shí)先按下手柄同時(shí)帶動皮碗向上運(yùn)動,此時(shí)上單向閥門關(guān)閉.皮碗向上運(yùn)動到某個(gè)位置時(shí),下單向閥門被頂開,水流進(jìn)入腔體內(nèi).設(shè)某次下壓手柄前,腔體只有空氣,空氣的體積和壓強(qiáng)分別為P0和V0.現(xiàn)研究緩慢下壓手柄,直至下單向閥門剛被頂開的過程。已知大氣壓強(qiáng)為p0,水的密度為ρ,下單向閥門質(zhì)量為m,橫截面積為S,下單向閥門到水面距離為?(?<P(1)簡要說明緩慢下壓手柄過程,腔內(nèi)氣體是吸熱還是放熱;(2)求下單向閥門剛被頂開時(shí),腔體內(nèi)氣體的體積?!究键c(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.【專題】定量思想;推理法;氣體的狀態(tài)參量和實(shí)驗(yàn)定律專題;分析綜合能力.【答案】(1)見解析;(2)下單向閥門剛被頂開時(shí),腔體內(nèi)氣體的體積為p0【分析】(1)根據(jù)題意分析此過程氣體做功情況以及吸放熱情況,再根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q即可求解;(2)此過程氣體做等溫變化,分別求出氣體的壓強(qiáng)、體積等初末狀態(tài)量,根據(jù)玻意爾定律列式即可求解?!窘獯稹拷猓海?)下壓手柄帶動皮,碗向上運(yùn)動,氣體對外做功,緩慢過下壓手柄過程,氣體內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q,則氣體應(yīng)吸熱;(2)設(shè)下閥門恰好要被頂開時(shí),腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1,體積為V1,則p0=p1+mgSp0V0=p1V1聯(lián)立解得V1=答:(1)見解析;(2)下單向閥門剛被頂開時(shí),腔體內(nèi)氣體的體積為p0【點(diǎn)評】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律以及玻意耳定律的運(yùn)用,需要對基本公式熟記并能熟練運(yùn)用。

考點(diǎn)卡片1.自由落體運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體只在重力作用下從靜止開始豎直下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動.2.公式:v=gt;h=12gt2;v3.運(yùn)動性質(zhì):自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.4.物體做自由落體運(yùn)動的條件:①只受重力而不受其他任何力,包括空氣阻力;②從靜止開始下落.重力加速度g:①方向:總是豎直向下的;②大?。篻=9.8m/s2,粗略計(jì)算可取g=10m/s2;③在地球上不同的地方,g的大小不同.g隨緯度的增加而增大(赤道g最小,兩極g最大),g隨高度的增加而減小.【命題方向】自由落體運(yùn)動是常見的運(yùn)動,可以看作是勻變速直線運(yùn)動的特例,高考命題常以新情境來考查,而且經(jīng)常與其他知識綜合出題.單獨(dú)考查的題型一般為選擇題或計(jì)算題,綜合其它知識考查的一般為計(jì)算題,難度一般中等或偏易.例1:關(guān)于自由落體運(yùn)動,下列說法中正確的是()A.在空氣中不考慮空氣阻力的運(yùn)動是自由落體運(yùn)動B.物體做自由運(yùn)動時(shí)不受任何外力的作用C.質(zhì)量大的物體,受到的重力大,落到地面時(shí)的速度也大D.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動分析:自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,加速度g與質(zhì)量無關(guān).解答:A、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落的運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;B、物體做自由運(yùn)動時(shí)只受重力,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)v=gt可知,落到地面時(shí)的速度與質(zhì)量無關(guān),故C錯(cuò)誤;D、自由落體運(yùn)動是指物體僅在重力的作用下由靜止開始下落加速度為g的勻加速直線運(yùn)動運(yùn)動,故D正確.故選:D.點(diǎn)評:把握自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)和規(guī)律,理解重力加速度g的變化規(guī)律即可順利解決此類題目.例2:一個(gè)小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB.該愛好者用直尺量出軌跡的實(shí)際長度,如圖所示.已知曝光時(shí)間為11000A.6.5cmB.10mC.20mD.45m分析:根據(jù)照片上痕跡的長度,可以知道在曝光時(shí)間內(nèi)物體下落的距離,由此可以估算出AB段的平均速度的大小,在利用自由落體運(yùn)動的公式可以求得下落的距離.解答:由圖可知AB的長度為2cm,即0.02m,曝光時(shí)間為11000s,所以AB段的平均速度的大小為v=由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得,h=v故選:C.點(diǎn)評:由于AB的運(yùn)動時(shí)間很短,我們可以用AB段的平均速度來代替A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,由此再來計(jì)算下降的高度就很容易了,通過本題一定要掌握這種近似的方法.【解題思路點(diǎn)撥】1.自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,所以,勻變速直線運(yùn)動公式也適用于自由落體運(yùn)動.2.該知識點(diǎn)的3個(gè)探究結(jié)論:(1)物體下落快慢不是由輕重來決定的,是存在空氣阻力的原因.(2)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動.“自由”的含義是物體只受重力作用、且初速度為零.(3)不同物體從同一高度做自由落體運(yùn)動,它們的運(yùn)動情況是相同的.2.豎直上拋運(yùn)動的規(guī)律及應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.定義:物體以初速度v0豎直向上拋出后,只在重力作用下而做的運(yùn)動,叫做豎直上拋運(yùn)動。2.特點(diǎn):(1)初速度:v0≠0;(2)受力特點(diǎn):只受重力作用(沒有空氣阻力或空氣阻力可以忽略不計(jì));(3)加速度:a=g,其大小不變,方向始終豎直向下。3.運(yùn)動規(guī)律:取豎直向上的方向?yàn)檎较颍校簐t=v0﹣gt,h=v0t?12gtvt4.幾個(gè)特征量:(1)上升的最大高度hmax=v(2)質(zhì)點(diǎn)在通過同一高度位置時(shí),上升速度與下落速度大小相等;上升到最大高度處所需時(shí)間t上和從最高處落回到拋出點(diǎn)所需時(shí)間相等t下,t上=t下=v【命題方向】例1:某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2.5s內(nèi)物體的()A.路程為65mB.位移大小為25m,方向向上C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s,方向向上分析:豎直上拋運(yùn)動看作是向上的勻減速直線運(yùn)動,和向下的勻加速直線運(yùn)動,明確運(yùn)動過程,由運(yùn)動學(xué)公式即可求出各物理量。解答:由v=gt可得,物體的速度減為零需要的時(shí)間t=vA、路程應(yīng)等于向上的高度與后2s內(nèi)下落的高度之和,由v2=2gh可得,h=v22g=45m,后兩s下落的高度h'B、位移h=v0t?12gtC、速度的改變量△v=gt=50m/s,方向向下,故C錯(cuò)誤;D、平均速度v=?故選:AB。點(diǎn)評:豎直上拋運(yùn)動中一定要靈活應(yīng)用公式,如位移可直接利用位移公式求解;另外要正確理解公式,如平均速度一定要用位移除以時(shí)間;速度變化量可以用△v=at求得。例2:在豎直的井底,將一物塊以11m/s的初速度豎直向上拋出,物體沖出井口再落回到井口時(shí)被人接住,在被人接住前1s內(nèi)物體的位移是4m,位移方向向上,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2.求:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間;(2)豎直井的深度。分析:豎直上拋運(yùn)動的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題可以直接應(yīng)用整體法進(jìn)行求解。解答:(1)設(shè)最后1s內(nèi)的平均速度為v則:v=平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即接住前0.5s的速度為v1=4m/s設(shè)物體被接住時(shí)的速度為v2,則v1=v2﹣gt得:v2=4+10×0.5=9m/s,則物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間t=v2?(2)豎直井的深度即拋出到接住物塊的位移,則h=v0t?12gt2=11×1.2?1答:(1)物體從拋出點(diǎn)到被人接住所經(jīng)歷的時(shí)間為1.2s(2)豎直井的深度為6m。點(diǎn)評:豎直上拋運(yùn)動的處理方法有整體法和分段法,要求路程或上升的最大高度時(shí)一般用分段法,此題只有豎直向上的勻減速運(yùn)動,直接應(yīng)用整體法求解即可。【解題方法點(diǎn)撥】1.豎直上拋運(yùn)動的兩種研究方法:(1)分段法:上升階段是勻減速直線運(yùn)動,下落階段是自由落體運(yùn)動,下落過程是上升過程的逆過程。(2)整體法:從全程來看,加速度方向始終與初速度v0的方向相反,所以可把豎直上拋運(yùn)動看成一個(gè)勻變速直線運(yùn)動,要特別注意v0、vt、g、h等矢量的正、負(fù)號。一般選取豎直向上為正方向,v0總是正值,上升過程中vt為正值,下落過程中vt為負(fù)值;物體在拋出點(diǎn)以上時(shí)h為正值,物體在拋出點(diǎn)以下時(shí)h為負(fù)值。?。贺Q直上拋運(yùn)動的上升階段和下降階段具有對稱性:①速度對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一位置時(shí)速度等大、反向;②時(shí)間對稱:上升和下降過程經(jīng)過同一段高度的上升時(shí)間和下降時(shí)間相等。3.布朗運(yùn)動實(shí)例、本質(zhì)及解釋【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.布朗運(yùn)動的定義:懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動.2.原因:小顆粒受到不同方向的液體分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的撞擊力不平衡引起的.3.實(shí)質(zhì):不是液體分子的運(yùn)動,也不是固體小顆粒分子的運(yùn)動,而是小顆粒的運(yùn)動.4.特點(diǎn):①無規(guī)則每個(gè)液體分子對小顆粒撞擊時(shí)給顆粒一定的瞬時(shí)沖力,由于分子運(yùn)動的無規(guī)則性,每一瞬間,每個(gè)分子撞擊時(shí)對小顆粒的沖力大小、方向都不相同,合力大小、方向隨時(shí)改變,因而布朗運(yùn)動是無規(guī)則的。②永不停歇因?yàn)橐后w分子的運(yùn)動是永不停息的,所以液體分子對固體微粒的撞擊也是永不停息的[2]。顆粒越小,布朗運(yùn)動越明顯③顆粒越小,顆粒的表面積越小,同一瞬間,撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少,據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,少量分子同時(shí)作用于小顆粒時(shí),它們的合力是不可能平衡的。而且,同一瞬間撞擊的分子數(shù)越少,其合力越不平衡,又顆粒越小,其質(zhì)量越小,因而顆粒的加速度越大,運(yùn)動狀態(tài)越容易改變,故顆粒越小,布朗運(yùn)動越明顯。④溫度越高,布朗運(yùn)動越明顯溫度越高,液體分子的運(yùn)動越劇烈,分子撞擊顆粒時(shí)對顆粒的撞擊力越大,因而同一瞬間來自各個(gè)不同方向的液體分子對顆粒撞擊力越大,小顆粒的運(yùn)動狀態(tài)改變越快,故溫度越高,布朗運(yùn)動越明顯。⑤肉眼看不見做布朗運(yùn)動的固體顆粒很小,肉眼是看不見的,必須在顯微鏡才能看到。布朗運(yùn)動間接反映并證明了分子熱運(yùn)動。5.物理意義:間接證明了分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動.【命題方向】用顯微鏡觀察液體中懸浮微粒的布朗運(yùn)動,觀察到的是()A、液體中懸浮的微粒的有規(guī)則運(yùn)動B、液體中懸浮的微粒的無規(guī)則運(yùn)動C、液體中分子的有規(guī)則運(yùn)動D、液體中分子的無規(guī)則運(yùn)動分析:花粉微粒做布朗運(yùn)動的情況,其運(yùn)動不是自身運(yùn)動,而是花粉微粒周圍的分子做無規(guī)則運(yùn)動,對其撞擊產(chǎn)生的運(yùn)動.解答:布朗運(yùn)動是固體花粉顆粒的無規(guī)則運(yùn)動,產(chǎn)生原因是液體分子對小顆粒的撞擊不平衡造成的,故布朗運(yùn)動間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。故選:AB。點(diǎn)評:考查了微粒的運(yùn)動與分子的運(yùn)動的區(qū)別,同時(shí)要知道溫度越高、顆粒越小,運(yùn)動越劇烈.【解題方法點(diǎn)撥】對布朗運(yùn)動的理解要準(zhǔn)確:(1)布朗運(yùn)動不是液體分子的運(yùn)動,而是固體顆粒的運(yùn)動,但它反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(理解時(shí)注意幾個(gè)關(guān)聯(lián)詞:不是…,而是…,但…).(2)溫度越高,懸浮顆粒越小布朗運(yùn)動越明顯.(3)產(chǎn)生原因:周圍液體分子的無規(guī)則運(yùn)動對懸浮顆粒撞擊的不平衡.(4)布朗運(yùn)動是永不停止的.注意布朗顆粒的限度是非常小的,不能用肉眼直接觀察到.(5)常見的錯(cuò)誤如:光柱中看到灰塵的布朗運(yùn)動、風(fēng)沙的布朗運(yùn)動、液體的布朗運(yùn)動等。4.分子間的作用力與分子間距的關(guān)系知識點(diǎn)的認(rèn)識】分子間的相互作用力1.特點(diǎn):分子間同時(shí)存在引力和斥力,實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的合力.2.分子間的相互作用力與分子間距離的關(guān)系如圖所示,分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小,隨分子間距離的減小而增大,但總是斥力變化得較快.(1)當(dāng)r=r0時(shí),F(xiàn)引=F斥,分子力F=0;(2)當(dāng)r<r0時(shí),F(xiàn)引和F斥都隨距離的減小而增大,但F斥比F引增大得更快,分子力F表現(xiàn)為斥力;(3)當(dāng)r>r0時(shí),F(xiàn)引和F斥都隨距離的增大而減小,但F斥比F引減小得更快,分子力F表現(xiàn)為引力;(4)當(dāng)r>10r0(10﹣9m)時(shí),F(xiàn)引、F斥迅速減弱,幾乎為零,分子力F≈0.【命題方向】(1)第一類??碱}型是考查分子間的作用力:如圖所示,縱坐標(biāo)表示兩個(gè)分間引力、斥力的大小,橫坐標(biāo)表示兩個(gè)分子的距離,圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系,e為兩曲線的交點(diǎn),則下列說法正確的是()A.a(chǎn)b為斥力曲線,cd為引力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10﹣10mB.a(chǎn)b為引力曲線,cd為斥力曲線,e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10﹣10mC.若兩個(gè)分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo),則分子間作用力表現(xiàn)為斥力D.若兩個(gè)分子間距離越來越大,則分子勢能亦越大分析:在F﹣r圖象中,隨著距離的增大斥力比引力變化的快,當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時(shí),引力等于斥力.解答:在F﹣r圖象中,隨著距離的增大斥力比引力變化的快,所以ab為引力曲線,cd為斥力曲線,當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時(shí),引力等于斥力.故選B.點(diǎn)評:本題主要考查分子間的作用力,要明確F﹣r圖象的含義.(2)第二類常考題型是結(jié)合分子勢能進(jìn)行考查:如圖,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,甲分子對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(chǎn)、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.乙分子從a到b做加速運(yùn)動,由b到c做減速運(yùn)動B.乙分子由a到c做加速運(yùn)動,到達(dá)c時(shí)速度最大C.乙分子由a到b的過程中,兩分子間的分子勢能一直減少D.乙分子由b到d的過程中,兩分子間的分子勢能一直增加分析:由圖可知分子間的作用力的合力,則由力和運(yùn)動的關(guān)系可得出物體的運(yùn)動情況,由分子力做功情況可得出分子勢能的變化情況.解答:A、分子在a點(diǎn)受引力,故分子開始做加速運(yùn)動,c點(diǎn)后,分子力變成了斥力,分子開始減速;故從a到c分子一直做加速運(yùn)動,故A錯(cuò)誤;B、由A分析可知,分子從a到c做加速運(yùn)動,c點(diǎn)后開始減速,故c時(shí)速度最大,故B正確;C、乙分子由a到b的過程中,分子力做正功,故分子勢能一直減小,故C正確;D、由b到d的過程中,分子力仍做正功,故分子勢能減小,故D錯(cuò)誤;故選BC.點(diǎn)評:分子間的勢能要根據(jù)分子間作用力做功進(jìn)行分析,可以類比重力做功進(jìn)行理解記憶.【解題方法點(diǎn)撥】1.要準(zhǔn)確掌握分子力隨距離變化的規(guī)律:(1)分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力.(2)引力和斥力都隨著距離的減小而增大,隨著距離的增大而減小,但斥力變化得快.2.分子力做功與常見的力做功有相同點(diǎn),就是分子力與分子運(yùn)動方向相同時(shí),做正功,相反時(shí)做負(fù)功;也有不同點(diǎn),就是分子運(yùn)動方向不變,可是在分子靠近的過程中會出現(xiàn)先做正功再做負(fù)功的情況.5.分子熱運(yùn)動速率隨溫度變化具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律【知識點(diǎn)的認(rèn)識】分子運(yùn)動整體的統(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)動是偶然的.但是對大量分子整體來說,在任意時(shí)刻,沿各個(gè)方向的機(jī)會是均等的,而且氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動的數(shù)目也是基本相等的.這就是大量分子運(yùn)動整體表現(xiàn)出來的統(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理解溫度是分子平均動能的標(biāo)志的含義.解答:A、B、溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志,溫度越高,平均動能越大,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,故圖線與橫軸包圍的面積是100%,故兩個(gè)圖線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:對于物理學(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,所對應(yīng)的溫度分別為TI,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)動快慢程度解:溫度越高分子熱運(yùn)動越激烈,分子運(yùn)動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:本題考查氣體分子速率分布曲線與溫度的關(guān)系,溫度高不是所有分子的速率都大.6.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋【知識點(diǎn)的認(rèn)識】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,就對器壁產(chǎn)生了持續(xù),均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點(diǎn)來看,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氣體分子的平均動能:氣體的溫度高,氣體分子的平均動能就大,氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性

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