高考物理二轮总复习精品课件 第一编 核心专题突破 专题7 热学(选考) 专题七 热学(选考).ppt

2.(命题角度1)(2022湖南卷)如图所示,小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。一个容积V0=9.9L的导热汽缸下接一圆管,用质量m1=90g、横截面积S=10cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与圆管壁间摩擦不计。活塞下端用轻质细绳悬挂一质量m2=10g的U形金属丝,活塞刚好处于A位置。将金属丝部分浸入待测液体中,缓慢升起汽缸,使金属丝从液体中拉出,活塞在圆管中的最低位置为B。已知A、B间距离h=10cm,外界大气压强p0=1.01×105Pa,重力加速度g取10m/s2,环境温度保持不变。求:(1)活塞处于A位置时,汽缸中的气体压强p1;(2)活塞处于B位置时,液体对金属丝拉力F的大小。答案(1)1.0×105Pa(2)1N解析(1)当活塞处于A位置时,对活塞与金属丝整体受力分析得p0S=p1S+(m1+m2)g代入数据解得p1=1.0×105Pa。(2)当活塞处于B位置时,设汽缸内气体的压强为p2,则有p1V0=p2(V0+Sh)代入数据解得p2=9.9×104Pa对活塞与金属丝整体受力分析得p0S=p2S+(m1+m2)g+F解得F=1N。练模拟·提能力(命题角度4)(2023浙江1月选考)某探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用面积S=100cm2、质量m=1kg的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度TA=300K、活塞与容器底的距离h0=30cm的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升d=3cm恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度TC=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了ΔU=158J。取大气压p0=0.99×105Pa,求气体:(1)在状态B的温度;(2)在状态C的压强;(3)由状态A到状态C过程中从外界吸收的热量Q。答案(1)330K(2)1.1×105Pa(3)188J解析(1)根据题意可知,气体由状态A变化到状态B的过程中,封闭气体的压强不变,则有(2)从状态A到状态B的过程中,活塞缓慢上升,则pBS=p0S+mg解得pB=1×105Pa根据题意可知,气体由状态B变化到状态C的过程中,气体的体积不变,则有(3)根据题意可知,从状态A到状态C的过程中气体对外做功为W0=pBSΔh=30J由热力学第一定律有ΔU=W+Q解得Q=ΔU+W=188J。3突破热考命题经典物理模型:充气、抽气、灌气、漏气问题模型建构1.充气问题设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来,那么当我们取容器内原有的气体和口袋内的全部气体作为研究对象时,这些气体状态不管怎样变化,其质量总是不变的。这样,就将变质量问题转化成等质量问题了。2.抽气问题用抽气筒对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,其解决方法和充气问题类似,取剩余气体和抽出的全部气体作为研究对象,这些气体状态不管怎样变化,其质量总是不变的。3.灌气分装问题将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象,将变质量问题转化为等质量问题。4.漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化,不能用理想气体状态方程求解。如果选容器内剩余气体为研究对象,便可使变质量问题变成等质量问题,可用理想气体状态方程求解。考向分析充气、抽气、灌气、漏气问题的本质是变质量问题,涉及的情境有球类、轮胎的充气,氧气瓶灌装与分装等等,这也是高考命题的热点,解答的关键是通过灵活选择研究对象,把变质量问题转化为等质量问题,然后应用气体实验定律或理想气体状态方程求解。案例探究例题一个带有阀门K、容积为2dm3的容器(容积不可改变)如图所示。先打开阀门让其与大气连通,再用打气筒向里面打气,打气筒活塞每次可以打进1.0×105Pa、200cm3的空气,忽略打气和用气时气体的温度变化。外界大气压强为p0=1×105Pa。(1)若要使气体压强增大到5.0×105Pa,应打多少次气?(2)若上述容器中装的是5.0×105Pa的氧气,现用它给容积为0.7dm3的真空瓶充气,使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105Pa,则可充多少瓶?解题指导审题:读取题干获取信息容积不可改变打气前后、分瓶前后容器内气体的质量不管怎样变,容器内气体的体积不变,始终等于容器的容积先打开阀门让其与大气连通打气前容器内气体压强为大气压强忽略打气和用气时气体的温度变化打气过程是等温变化现用它给容积为0.7dm3的真空瓶充气