《（江蘇選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 選考模塊學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 選考模塊學(xué)案（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題六選考模塊二十六、熱 學(xué)思維腦圖學(xué)前串一串，平時翻一翻，考前憶一憶 學(xué)前先做高考題高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)1(2015江蘇高考)(1)對下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識，正確的有_。A食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體C天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同(2)在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)猓梢云鸬奖Ｙ|(zhì)作用。某廠家為檢測包裝袋的密封性，在包裝袋中充滿一定量的氮?dú)?，然后密封進(jìn)行加壓測試。測試時，對包裝袋緩慢地施加壓力。將

2、袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，則加壓測試過程中，包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能_(選填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊猓谑覝叵?，袋中氣體壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1 L。將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45 L。請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣。解析：(1)晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點，則說明食鹽是晶體，選項A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的導(dǎo)熱特點是各向異性的，故云母片是晶體，選項B錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向

3、異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項C錯誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項D正確。(2)對氮?dú)饧訅汉螅瑲怏w內(nèi)部的壓強(qiáng)增大，由FpS知，單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大。由于加壓過程是緩慢的，氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，所以氮?dú)獾膬?nèi)能不變。(3)若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0p1V1，代入數(shù)據(jù)得V10.5 L，因為0.45 L0；系統(tǒng)對外界做功，W0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，U0。3熱力學(xué)第二定律的表述(1)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)。(2)不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成

4、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)。(3)第二類永動機(jī)是不可能制成的。即時訓(xùn)練1判斷正誤(1)外界對系統(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，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，此過程外界對其做功，瓶內(nèi)空氣內(nèi)能增加。()(7)壓縮處于絕熱容器中的一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能一定增加。()(8)“鉆木取火”和“捂熱水袋”都是做功改變物體內(nèi)能的。()(9)熱量能

5、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。()(10)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。()(11)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。()(12)功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程一定是可逆過程。()(13)空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性。()(14)不斷改進(jìn)工藝，熱機(jī)的效率可能達(dá)到100%。()(15)熱量不可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，是因為違背了熱力學(xué)第一定律。()(16)“第一類永動機(jī)”不可能制成，是因為它違背了能量守恒定律。()(17)“第二類永動機(jī)”不可能制成，是因

6、為它違背了能量守恒定律。()2關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是()A氣體吸熱后溫度一定升高B對氣體做功可以改變其內(nèi)能C理想氣體等壓膨脹過程一定放熱D熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體解析：選BD根據(jù)熱力學(xué)定律，氣體吸熱后如果對外做功，則溫度不一定升高，說法A錯誤；改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱，對氣體做功可以改變其內(nèi)能，說法B正確；理想氣體等壓膨脹對外做功，根據(jù)恒量知，膨脹過程一定吸熱，說法C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說法D正確。氣體實驗定律的應(yīng)用1氣體實驗定律(1)等溫變化：pVC或p1V1p2V2。(2)等容變化：C或。(3)等壓變化：C或。(4

7、)理想氣體狀態(tài)方程：C或。2應(yīng)用氣體實驗定律的三個重要環(huán)節(jié)(1)正確選擇研究對象：對于變質(zhì)量問題要保證研究質(zhì)量不變的部分；對于多部分氣體問題，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)，往往會有兩個(或三個)參量發(fā)生變化，把這些狀態(tài)參量羅列出來會比較準(zhǔn)確、快速地找到規(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驗定律。例1一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量m30 kg、橫截面積S100 cm2的活塞封閉在光滑圓筒形的金屬汽缸內(nèi)，活塞與汽缸底之間用一輕彈簧連接。開始時汽缸水平放置，彈簧恰好處于原長L050 cm，如圖(a)所示。將汽缸從水平位置緩

8、慢地豎直立起，穩(wěn)定后活塞下降L110 cm，如圖(b)所示。再對汽缸內(nèi)的氣體逐漸加熱，活塞上升L230 cm，如圖(c)所示。已知重力加速度g10 m/s2，外界氣溫t27 ，大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa，不計一切摩擦，求：(1)彈簧的勁度系數(shù)k；(2)加熱后，汽缸內(nèi)氣體的溫度T。解析(1)設(shè)汽缸豎直穩(wěn)定后，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，活塞受力平衡p1SkL1p0Smg由玻意耳定律得p0L0Sp1(L0L1)S解得k500 N/m。(2)設(shè)加熱后汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，活塞受力平衡p2Sp0Smgk(L2L1)初始溫度：Tt273 K由理想氣體狀態(tài)方程解得T588 K。答案(1)500 N/m(2)

9、588 K即時訓(xùn)練1(2016全國卷)一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。解析：設(shè)氧氣開始時的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個大氣壓)時，體積為V2。根據(jù)玻意耳定律得p1V1p2V2重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為V3V2V1設(shè)用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有p2V3p0V0設(shè)實驗室每天用去的氧氣在p0壓強(qiáng)下的體積為V，則氧氣可用的天數(shù)為N聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得N

10、4(天)。答案：4天 2(2017江蘇四模)在水平面上有一個導(dǎo)熱汽缸，如圖甲所示，活塞與汽缸之間密封了一定質(zhì)量的理想氣體。最初密封氣體的溫度為27 ，氣柱長10 cm；給氣體加熱后，氣柱長變?yōu)?2 cm。已知汽缸內(nèi)橫截面積為0.001 m2，大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，不計活塞與汽缸之間的摩擦。(1)求加熱后汽缸內(nèi)氣體的溫度；(2)若保持汽缸內(nèi)氣體溫度不變，將汽缸直立后(如圖乙所示)，氣柱長度又恢復(fù)為10 cm，求活塞質(zhì)量。解析：(1)汽缸內(nèi)的密封氣體溫度升高后，壓強(qiáng)不變，是等壓變化，汽缸內(nèi)橫截面積用S表示，則V10.1S m3，V20.12S m3，T1(2

11、7327)K根據(jù)蓋呂薩克定律，有代入數(shù)據(jù)解得：T2360 K(或87 )。(2)將汽缸直立后，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p2V2p3V3已知V20.12S m3，V30.1S m3，p2p01.0105 Pa代入數(shù)據(jù)解得p31.2105 Pa因為pp3p0代入數(shù)據(jù)解得m2 kg。答案：(1)360 K(或87 )(2)2 kg熱學(xué)綜合問題例2(2017南京一模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程到達(dá)狀態(tài)B，再經(jīng)等容過程到達(dá)狀態(tài)C，此過程的p V圖像如圖所示，圖中虛線為等溫線。在BC的過程中，氣體吸收熱量為12 J。(1)比較氣體在A和B狀態(tài)的內(nèi)能EA、EB的大??；(2)求氣體從AB過

12、程中氣體對外界做的功。解析(1)AB過程絕熱，Q0，氣體體積V增大，對外做功，內(nèi)能減小，EAEB。(2)ABC過程中有：UWABWBCQABQBCA、C溫度相等，內(nèi)能不變，U0AB過程絕熱，QAB0BC等容變化不做功，WBC0在BC的過程中，氣體吸收熱量QBC12 J解得WAB12 J即AB過程氣體對外做功12 J。答案(1)EAEB(2)12 J即時訓(xùn)練1.(2017許昌二模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，AB和CD為等溫過程，BC和DA為絕熱過程。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是()AAB過程中，氣體對外界做功，吸熱BBC過程中，氣體分子的平

13、均動能增加CCD過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少DDA過程中，氣體吸熱解析：選AAB過程中，體積增大，氣體對外界做功，W0，AB為等溫過程，內(nèi)能不變，U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w吸熱，Q0，故A正確；BC過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；CD過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C錯誤；DA過程中，絕熱壓縮，Q0，故D錯誤。2.(2017南通一模)如圖所示，在開口向上、豎直放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)，用質(zhì)量m2.0 kg的活塞密封一部分氣體，活塞在容器內(nèi)能自由滑動且保持水平，容器的底

14、面積S100 cm2，開始時氣體的溫度T1280 K，活塞到容器底的距離h120.0 cm。在氣體從外界吸收Q40 J熱量的過程中，活塞緩慢上升的距離h1.0 cm。已知大氣壓強(qiáng)p01.0105 Pa，重力加速度g10 m/s2。求：(1)活塞停止上升時容器內(nèi)氣體的溫度T2；(2)密封氣體內(nèi)能的增加量U。解析：(1)活塞上升過程中，由蓋呂薩克定律有：則有：T2T1T1代入數(shù)據(jù)解得T2294 K。(2)活塞上升的過程，外界對系統(tǒng)做的功為：W(mgp0S)h由熱力學(xué)第一定律有：UQW解得：U29.8 J。答案：(1)294 K(2)29.8 J專題跟蹤檢測一、選擇題1(2017泰州三模)下列說法中

15、正確的是()A當(dāng)分子間引力大于斥力時，隨著分子間距增加，分子間作用力的合力一定減小B單晶硅中原子排列成空間點陣結(jié)構(gòu)，因此其他物質(zhì)分子不能擴(kuò)散到單晶硅中C液晶具有液體的流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性D密閉容器中水的飽和汽壓隨溫度和體積的變化而變化解析：選C當(dāng)分子間引力大于斥力時，分子間距離rr0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距增加，分子力先增大，后減小，故A錯誤；單晶硅中原子排列成空間點陣結(jié)構(gòu)，但分子之間仍然存在間隙，其他物質(zhì)分子能擴(kuò)散到單晶硅中，故B錯誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，與

16、體積無關(guān)，故D錯誤。2在溫度不變的情況下，增大液面上方飽和汽的體積，再次平衡時，下面有關(guān)說法正確的是()A飽和汽的質(zhì)量不變，飽和汽的密度減小B飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)減小C飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)增大D飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變解析：選D飽和汽壓只與溫度有關(guān)，故在溫度不變的情況下，飽和汽的分子密度是不變的。增大液面上方飽和汽的體積，再次平衡時，飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變，故D正確。3.如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個分子的距離，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，則下列說法正確的是()A

17、ab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為1010 mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標(biāo)的數(shù)量級為1010 mC若兩個分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為引力D若兩個分子間距離越來越大，則分子勢能也越來越大解析：選BC在Fr圖像中，隨著距離的增大，斥力比引力變化快，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，引力等于斥力，所以e點的橫坐標(biāo)為1010 m，故A錯誤，B正確；若兩個分子間距離大于e點的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為引力，故C正確；若兩個分子間距離越來越大，小于平衡位置距離時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，斥力做正功；大于平衡位置距

18、離時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，引力做負(fù)功，故分子勢能先減小后增大，故D錯誤。4(2017南通模擬)下列說法中正確的是()A兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小B從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大，水面上方的空氣越潮濕C.理想氣體向真空中自由膨脹時，壓強(qiáng)減小，同時從外界吸熱D液滴在完全失重狀態(tài)下，其形狀可以做如圖所示虛線方向的周期性微小變化，這是表面張力產(chǎn)生的效果解析：選AD根據(jù)分子力的特點可知，兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小，故A正確；根據(jù)對蒸發(fā)與液化的平衡微觀解釋可知，從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大

19、，水面上方的空氣越干燥，故B錯誤；理想氣體向真空中自由膨脹時，氣體不對外做功，壓強(qiáng)雖然減小，但不一定會從外界吸熱，故C錯誤；液滴在完全失重狀態(tài)下，由于表面張力的作用，其形狀近似為球體，故D正確。5(2017徐州期中)如圖所示，對于圖片中所描述的物理過程，下列分析中正確的是()A圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮，空氣的內(nèi)能增大B圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣的內(nèi)能增大C圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內(nèi)能減小D圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時，氣體的內(nèi)能增大解析：選AC題圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時，活塞對空氣做功，瓶內(nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增大，故A正確；題圖乙，瓶子

20、內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，空氣的內(nèi)能減小，故B錯誤；題圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，故C正確；題圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減小，故D錯誤。6(2017南京四模)下列說法正確的有()A天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶體B大氣中氫含量較少的原因是氫分子平均速率較大，更容易從地球逃逸C相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度等于固體的擴(kuò)散速度D人類使用能量的過程是將髙品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能解析：選BD天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶體，故A錯誤；在動能一定的情況下，質(zhì)量越小，速率越大，

21、地球大氣中氫含量少，是由于外層氣體中氫分子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易從地球逃逸，故B正確；在相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快，故C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量在利用過程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能，故D正確。7.(2017徐州二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖ABCDA的循環(huán)過程，其中AB、CD是兩個等壓過程，BC、DA是兩個絕熱過程。關(guān)于氣體狀態(tài)及其能量變化，下列說法中正確的有()AAB過程，氣體對外做功，內(nèi)能增大BBC過程，氣體分子平均動能增大CABCDA循環(huán)過程中，氣體吸熱，對外做功DABCDA循環(huán)過程中，A狀態(tài)氣體溫度最低解析：選A

22、CAB過程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對外做功，根據(jù)蓋呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，故A正確；BC是絕熱過程，體積增大，氣體對外界做功，W0，絕熱過程，Q0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；ABCDA循環(huán)過程中，從ABC氣體對外做功，CDA外界對氣體做功，氣體對外做功大于外界對氣體做功，所以一個循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對外做功，W0；經(jīng)過一個循環(huán)，氣體回到初狀態(tài)A，內(nèi)能不變，U0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q0，氣體吸熱，故C正確；ABCDA循環(huán)過程中，從DA，體積減小，外界對氣體做功，W0，絕熱過程，Q0，根據(jù)熱

23、力學(xué)第一定律UWQ知U0，內(nèi)能增加，溫度升高，D狀態(tài)溫度比A狀態(tài)溫度低，即A狀態(tài)溫度不是最低，故D錯誤。二、非選擇題8.(2017徐州模擬)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系如圖所示，氣體從狀態(tài)A變到狀態(tài)B，則氣體在狀態(tài)A的體積_(選填“”、“”或“”)在狀態(tài)B的體積；此過程中，氣體做功的絕對值為W，內(nèi)能變化量的絕對值為U，則氣體與外界之間傳遞的熱量為_。解析：在p t圖像中分別作出過A、B兩點的等容線，延長線交于同一點273.15 ，等容線斜率越大，體積越小，所以氣體在狀態(tài)A的體積小于在狀態(tài)B的體積，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度降低，內(nèi)能減小，U0，此過程中氣體體積增大，氣體對外做功，

24、W0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律UWQ，代入：UWQ，解得：QWU。答案：WU9(2017蘇錫常二模)我國科技人員用升溫析晶法制出了超大尺寸單晶鈣鈦礦晶體，尺寸超過71 mm，這是世界上首次報道尺寸超過0.5英寸的鈣鈦礦單晶。假設(shè)該單晶體的體積為V，密度為，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA，則該晶體所含有的分子數(shù)為_，分子直徑為_。(球的體積公式VD3，D為球的直徑)解析：該單晶體的質(zhì)量mV，則分子數(shù)為：nNA，單個分子體積V0解得：D。答案：NA10.(2017徐州模擬)如圖所示，豎直放置的內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到缸底的距離h0.5 m。已知活塞質(zhì)量m2 kg，橫截

25、面積S1102 m2，環(huán)境溫度t0 且保持不變，外界大氣壓強(qiáng)p01105 Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA61023 mol1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol22.4 L/mol，g10 m/s2?，F(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至水平，求：(1)汽缸水平放置時，被封閉氣體的體積V；(2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。解析：(1)根據(jù)平衡條件得，封閉氣體的壓強(qiáng)：p1p01.2105 Pa體積V1Sh5103 m3由玻意耳定律有：p1V1p0V解得V6103 m3。(2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)NNA6102321023(個)。答案：(1)6103 m3(2)21023個11(2017宿遷三模)成年人在正

26、常狀態(tài)下1分鐘呼吸18次，每次吸入的空氣約為500 mL，空氣中氧氣的含量約為21%，氧氣的密度約為1.4 kg/m3、摩爾質(zhì)量為3.2102 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.01023 mol1。求一個成年人在一晝夜的時間內(nèi)：(1)吸入氧氣的質(zhì)量；(2)吸入氧氣的分子數(shù)。(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)解析：(1)吸入氧氣的體積Vn0V01850010621% m32.72 m3，吸入氧氣的質(zhì)量mV1.42.72 kg4 kg。(2)吸入的氧氣分子數(shù)NNA解得N6.0102381025(個)。答案：(1)4 kg(2)81025個12.(2017淮安一模)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用

27、質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S。開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0。將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中后，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q，活塞緩慢上升d后再次平衡。求：(1)外界空氣的溫度；(2)在此過程中密封氣體的內(nèi)能增加了多少。解析：(1)取密封氣體為研究對象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋呂薩克定律得：解得：外界空氣的溫度為TT0。(2)活塞上升的過程，密封氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對系統(tǒng)做的功W(mgp0S)d。根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能UQWQ(mgp0S)d。答案：(1)T0(2)Q(mgp0S)d13

28、.如圖，在水平固定放置的汽缸內(nèi)，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉有一定量的理想氣體，開有小孔的薄隔板將氣體分為A、B兩部分?；钊臋M截面積為S，與汽缸壁之間無摩擦。初始時A、B兩部分體積相同，溫度為T，大氣壓強(qiáng)為p0。(1)加熱氣體，使A、B兩部分體積之比達(dá)到12，求此時的溫度T；(2)將氣體溫度加熱至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F5p0S，推動活塞，直至最終達(dá)到平衡，推動活塞過程中溫度始終維持2T不變，求最終氣體壓強(qiáng)p。解析：(1)設(shè)A的體積為V，則初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)總體積為3V由蓋呂薩克定律得：解得T1.5T。(2)假設(shè)活塞被推至隔板時氣體壓強(qiáng)為p臨解得p臨4p0由此可以判斷

29、，活塞一直被推至隔板，此后氣體體積、溫度均不變，則壓強(qiáng)不再改變，p4p0。答案：(1)1.5T(2)4p014(2017蘇州模擬)冬天天氣寒冷，有時室內(nèi)需要加溫。如果有一房間室內(nèi)面積為22.4 m2，高為3.0 m，室內(nèi)空氣通過房間縫隙與外界大氣相通，開始時室內(nèi)溫度為0 ，通過加熱使室內(nèi)溫度升為20 。若上述過程中大氣壓強(qiáng)不變，已知?dú)怏w在0 的摩爾體積為22.4 L/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol1，試估算這個過程中有多少空氣分子從室內(nèi)跑出。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：0 時室內(nèi)氣體分子總數(shù) NNA6.010231.81027(個)設(shè)20 時室內(nèi)氣體體積與氣體總體積分別為 V

30、1和V2，根據(jù)蓋呂薩克定律得，T1273 K，T2(27320)K293 K解得則室內(nèi)氣體分子數(shù)與總分子數(shù)之比為從室內(nèi)跑出的氣體分子數(shù)為NNN1聯(lián)立解得NN1.21026(個)。答案：1.21026個二十七、振動和波動、光與電磁波思維腦圖學(xué)前串一串，平時翻一翻，考前憶一憶 學(xué)前先做高考題高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)1(2015江蘇高考)(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比_。A波速變大B波速不變C頻率變高 D頻率不變(2)用2106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該

31、超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的_倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波的波長較短，遇到結(jié)石時_(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射。(3)人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點。已知光線的入射角為30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n。解析：(1)漁船與魚群發(fā)生相對運(yùn)動，被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項B、C正確。(2)由vf知，超聲波在結(jié)石中的波長1，在膽汁中的波長2，則波長之比：1.5。超聲波遇到結(jié)石時，其波長遠(yuǎn)小于結(jié)石的線度，則超聲波遇到結(jié)石

32、時不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。(3)設(shè)折射角為，由折射定律知：n由幾何關(guān)系知：sin 且OP代入數(shù)據(jù)得n1.5。答案：(1)BC(2)1.5不容易(3)(或n1.5)2(2016江蘇高考)(1)一艘太空飛船靜止時的長度為30 m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是_。A飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mB地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mC飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c(2)楊氏干涉實驗證明光的確是一種波。一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉

33、的必要條件，即兩列光的_相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在_(選填“A”“B”或“C”)點會出現(xiàn)暗條紋。(3)在上述楊氏干涉實驗中，若單色光的波長5.89107 m，雙縫間的距離d1 mm，雙縫到屏的距離l2 m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。解析：(1)飛船上的觀測者相對飛船靜止，測得飛船的長度為飛船靜止時的長度l030 m，選項A錯誤；地球上的觀測者與飛船有相對運(yùn)動，測得飛船的長度ll0l0，故應(yīng)小于30 m，選項B正確；狹義相對論的一個基本假設(shè)是光速不變原理，即飛船上和地球上的觀測者測得的光信號速度都等于c，選項C、D錯誤。

34、(2)當(dāng)一束光投射到兩條相距很近的狹縫上，狹縫成了兩個光源，兩列光的頻率、相位、振動方向相同。A、B兩點是振動加強(qiáng)點，出現(xiàn)亮條紋，C點是波峰與波谷的疊加，為振動減弱點，出現(xiàn)暗條紋。(3)相鄰亮條紋的中心間距x由題意知，亮條紋的數(shù)目n10所以L，代入數(shù)據(jù)解得L1.178102 m。答案：(1)B(2)頻率C(3)1.178102 m3(2017江蘇高考)(1)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有_。A飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C地球上的人觀測到地球上的鐘較快D地球上的人觀測到地球上的鐘較慢(2)

35、野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時，能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時，播出聲波的_(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波傳播速度_(選填“變大”“變小”或“不變”)。(3)人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D，對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球，會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為，且DR。求光線的會聚角。(示意圖未按比例畫出)解析：(1)相對論告訴我們，運(yùn)動的鐘會變慢，由于飛船上的人相對飛船上的鐘是靜止的，而觀測到地球上的鐘是高速運(yùn)動的，因此飛船上

36、的人觀測到飛船上的鐘相對于地球上的鐘快，A項正確，B項錯誤；同理，地球上的人觀測到飛船上的鐘是高速運(yùn)動的，因此地球上的人觀測到地球上的鐘比飛船上的鐘快，C項正確，D項錯誤。(2)播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則聲波的頻率也變?yōu)樵瓉淼?倍，但在同一均勻介質(zhì)中聲波的傳播速度不變。(3)由幾何關(guān)系sin i，解得i45則由折射定律n，解得r30且ir，解得30。答案：(1)AC(2)頻率不變(3)30研透常考題根機(jī)械振動1簡諧運(yùn)動的對稱性振動質(zhì)點在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x的方向相反，而v與x的方向可能相同，也可能相反。振動質(zhì)點來回通過相

37、同的兩點間的時間相等，即tBCtCB。振動質(zhì)點通過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段的時間相等，即tBCtBC。如圖所示。2簡諧運(yùn)動的周期性做簡諧運(yùn)動的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦”規(guī)律變化，它們的周期均相同。其位移隨時間變化的表達(dá)式為：xAsin(t)或xAcos(t)。例1(2017鹽城期中)一個在水平面內(nèi)做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點a時開始計時，下列說法中正確的是()A到它第二次經(jīng)過a點時，所需時間為半個周期B到它第二次經(jīng)過a點時，所需時間為一個周期C到它第三次經(jīng)過a點時，所需時間為一個周期D到它第三次經(jīng)過a點時，所需時間

38、為二個周期解析振子從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點a時開始計時，當(dāng)振子第二次經(jīng)過a點時，速度的方向一定與開始時的方向相反，所需要的時間可能大于半個周期，也可能小于半個周期，但一定不等于半個周期或一個周期，故A、B錯誤；振子從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點a時開始計時，當(dāng)振子第三次經(jīng)過a點時，速度的方向一定與開始時的方向相同，所需要的時間一定是一個周期，故C正確，D錯誤。答案C即時訓(xùn)練1(2016北京高考)如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動。以平衡位置O為原點，建立Ox軸，向右為x軸正方向。若振子位于N點時開始計時，則其振動圖像為()解析：選A從振子位于N點開始計時

39、，則在0時刻，振子位于正向最大位移處，分析振動圖像可知選項A正確。2如圖所示，彈簧振子在BC間振動，O為平衡位置，BOOC5 cm，若振子從B經(jīng)O到C的運(yùn)動時間是1 s，則下列說法中正確的是()A振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動B振動周期是1 s，振幅是10 cmC經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20 cmD從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm解析：選D振子在BC間振動，振子從B經(jīng)O到C經(jīng)歷的時間為半個周期，即半次全振動，故A錯誤；振子從B經(jīng)O到C經(jīng)歷的時間為半個周期，所以振動周期為2 s，振子在B、C兩點間做機(jī)械振動，BOOC5 cm，O是平衡位置，則該振子的振幅為5 cm，故B錯誤

40、；結(jié)合A的分析可知，經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程為40 cm，故C錯誤；從B開始經(jīng)過3 s，振子運(yùn)動的時間是1.5個周期，振子通過的路程是：1.545 cm30 cm，故D正確。機(jī)械波1波動圖像描述的是在同一時刻，沿波的傳播方向上的各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移。在時間上具有周期性、空間上具有重復(fù)性和雙向性的特點。2深刻理解波動中的質(zhì)點振動。質(zhì)點振動的周期(頻率)波源的周期(頻率)波的傳播周期(頻率)。3要畫好、用好振動圖像，并正確地與實際情景相對應(yīng)。要正確畫出波形圖，準(zhǔn)確寫出波形平移距離、質(zhì)點振動時間與波長、周期的單一解或多解表達(dá)式。4分析簡諧運(yùn)動中各物理量的變化情況時，一定要以位移為橋梁，位

41、移增大時，振動質(zhì)點的回復(fù)力、加速度、勢能均增大，速度、動能均減小；反之，則產(chǎn)生相反的變化。另外，各矢量均在其值為零時改變方向。5“一分、一看、二找”巧解波動圖像與振動圖像的綜合問題。(1)分清振動圖像與波動圖像。只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動圖像。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級。(3)找準(zhǔn)波動圖像對應(yīng)的時刻。(4)找準(zhǔn)振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點。例2圖甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖像，則()At0.15 s時，質(zhì)點Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大B從t0.10

42、 s到t0.25 s，質(zhì)點Q沿x軸負(fù)方向運(yùn)動了6 mCt0.15 s時，質(zhì)點P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向D從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm解析t0.15 s時，質(zhì)點Q的位移達(dá)到負(fù)向最大，則知其加速度達(dá)到正向最大，故A錯誤；由題圖乙知：t0.10 s時質(zhì)點Q的速度方向沿y軸負(fù)方向，則由波形的平移法判斷得知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，t0.10 s時，質(zhì)點P沿y軸正方向運(yùn)動，則t0.15 s時，質(zhì)點P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，故C正確；從t0.10 s到t0.25 s，所經(jīng)歷的時間為t0.15 sT，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m，而質(zhì)點Q只會在其平衡位置來回振動，故B錯誤；從t

43、0.10 s到t0.25 s，所經(jīng)歷的時間為t0.15 sT，由于質(zhì)點P向上接近波峰與向下接近波谷時速度較小，在這段時間內(nèi)通過的路程小于其從平衡位置起在0.15 s 內(nèi)通過的路程3A30 cm，即路程s3A30 cm，故D錯誤。答案C即時訓(xùn)練1.(2017上海一模)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波t0時刻的波形如圖所示，t0.2 s時質(zhì)點C開始振動，則()At0.3 s時，波向前傳播了3 m，質(zhì)點B將到達(dá)質(zhì)點C的位置Bt0.05 s時，質(zhì)點A的速度方向向下C00.6 s內(nèi)，質(zhì)點B的平均速度為2 m/sD若同時存在一列振幅為10 cm、頻率為2.5 Hz的沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波，則兩列波相遇疊加的

44、區(qū)域會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象解析：選D由題：t0.2 s時質(zhì)點C開始振動，波傳播了2 m，由波形平移法得：t0.3 s時，波向前傳播了3 m，但B點只在自己的平衡位置附近上下振動，沒有向前遷移，不會到達(dá)質(zhì)點C的位置，故A錯誤；由題可得波的周期為T0.4 s，t0時刻，質(zhì)點A的速度方向向上，在t0.05 s，質(zhì)點A正向波峰運(yùn)動，速度方向也向上，故B錯誤；00.6 s內(nèi)，時間經(jīng)過了1.5個周期，質(zhì)點B到達(dá)波峰，通過的位移大小為y20 cm，平均速度大小為 m/s0.33 m/s，故C錯誤；該波的頻率為f2.5 Hz，若同時存在另一列振幅為10 cm，頻率為2.5 Hz，沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波，則兩列波相遇

45、疊加的區(qū)域，由于頻率相同，會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，故D正確。2.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t10時刻波傳播到x2.0 m處的質(zhì)點C。在t20.1 s時刻，x1.0 m處的質(zhì)點B第一次運(yùn)動到負(fù)方向最大位移處，則()A質(zhì)點C開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向B該簡諧橫波的波速等于5 m/sC在t1t2時間內(nèi)，質(zhì)點B通過的路程為4.0 cmD在t2時刻，這列波剛好傳播到位于x3.0 m處的質(zhì)點D解析：選B簡諧橫波沿x軸正方向傳播，由“上下坡法”知，質(zhì)點C開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸正方向，故A錯誤；在t10時刻，質(zhì)點B正向下運(yùn)動，根據(jù)在t20.1 s時刻，質(zhì)點B第一次運(yùn)動到負(fù)方向最大位移處，有0

46、.1 s，得 T0.4 s，由題圖知波長2 m，所以波速為 v m/s5 m/s，故B正確；因為t2t10.1 s，所以在t1t2時間內(nèi)，質(zhì)點B通過的路程為一個振幅，為2.0 cm，故C錯誤；在t1t2時間內(nèi)波傳播的距離 xvt250.1 m0.5 m，所以在t2時刻，這列波剛好傳播到C、D的中間位置，故D錯誤。光的折射和全反射1折射率光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)的折射率，公式為n。實驗和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n。2臨界角折射角等于90時的入射角，稱為臨界角。當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空

47、氣)時發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C。3全反射的條件(1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。4綜合問題光的幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射及幾何圖形關(guān)系的綜合問題。解決此類問題應(yīng)注意以下四個方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角。(2)通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象。(3)準(zhǔn)確作出光路圖。(4)充分考慮三角形、圓的特點，運(yùn)用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細(xì)分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系。例3(2017江蘇四模)某同學(xué)用下述方法測玻璃的折射率：先將平行玻璃磚固定在水平桌面的白紙上，畫出兩界面MN、PQ，在玻璃磚的一側(cè)用激光照射，在光源同側(cè)且與MN平行的光屏上得到兩光點A、B，兩光線的位置如圖所示。測得入射光線與界面的夾角30，光屏上兩光點之間的距離L3.0 cm，玻璃磚的厚度h2.0 cm，求玻璃的折射率。解析畫出光路圖如圖所示。可知OOAB，由幾何知識得：sin 則玻璃的折射率n1.44。答