2020届高考物理二轮复习 专题冲刺 专题复习篇十 选考部分课件

要点提炼要点提炼1.热学基本概念和规律(1)分子动理论与内能①分子动理论a．物体是由大量分子组成的：油膜法测分子直径d＝VS。b．分子的热运动：分子永不停息的无规则运动。证据：扩散现象、布朗运动。c．分子间存在相互作用力，如图1所示。②温度和温标a．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。b．摄氏温度t与热力学温度T的关系：T＝t＋273.15K③内能a．分子动能温度是分子热运动平均动能的标志。b．分子势能：如图2所示c．内能：是对于物体而言。物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。(2)气体状态方程①玻意耳定律(等温)：p1V1＝p2V2。②查理定律(等容)：p1T1＝p2T2。③盖—吕萨克定律(等压)：V1T1＝V2T2。④理想气体状态方程：p1V1T1＝p2V2T2。(3)固体、液体、液晶①固体a．晶体形状规则，有固定熔点。单晶体：各向异性的性质；多晶体：各向同性。有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。例如均由碳原子组成的石墨和金刚石。b．非晶体无确定几何形状，物理性质各向同性，无固定熔点。同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现。物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的，是能够相互转化的，例如天然水晶和石英玻璃。②液体a．表面张力：使液体表面积收缩到最小。b．浸润和不浸润：是分子力作用的表现。一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。如图3所示。水可以浸润玻璃，但水不能浸润蜂蜡和石蜡；水银不浸润玻璃，但水银浸润铅。c．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。d．液晶：具有液体的流动性；具有晶体的光学各向异性。e．饱和汽与饱和气压饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。饱和气压：在一定温度下，饱和汽的压强。随温度而变。绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强p1来表示。相对湿度：空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的比值。相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压(4)热力学定律①热力学第一定律：ΔU＝Q＋W。②热力学第二定律a．不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。b．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功，而不引起其他变化。2．气体压强的几种求法(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强。(2)力平衡法：选与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强。(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。(4)牛顿第二定律法：求解加速运动系统中封闭气体压强，通常选与气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。3．机械振动与机械波的有关公式(1)简谐运动的方程x＝Acos(ωt＋φ)。(2)单摆周期公式T＝2πLg。(3)波长、波速和周期(或频率)的关系式λ＝vT＝vf。4．光的折射和全反射的有关公式(1)n＝sinθ1sinθ2(θ1、θ2分别为空气到介质时的入射角和折射角)。(2)n＝cv(c、v分别为光在真空、介质中的速度)。(3)临界角公式：sinC＝1n。5．折射率与频率(或波长)的关系：在同一介质中，不同频率的光对应的折射率不同，频率越高，波长越短，对应的折射率越大。6．光的双缝干涉间距：Δx＝Ldλ。高考考向高考考向1气体实验定律的应用命题角度1汽缸活塞类问题例1(2019·全国卷Ⅰ)热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温温度为27℃。氩气可视为理想气体。(1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；(2)将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强。解析(1)设初始时每瓶气体的体积为V0，压强为p0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p1。假设体积为V0、压强为p0的气体压强变为p1时，其体积膨胀为V1。由玻意耳定律p0V0＝p1V1①被压入进炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为V1′＝V1－V0②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为V2。由玻意耳定律p2V2＝10p1V1′③联立①②③式并代入题给数据得p2＝3.2×107Pa④(2)设加热前炉腔的温度为T0，加热后炉腔温度为T1，气体压强为p3，由查理定律p3T1＝p2T0⑤联立④⑤式并代入题给数据得p3＝1.6×108Pa⑥答案(1)3.2×107Pa(2)1.6×108Pa(1)气体问题中汽缸活塞类模型的处理思路①弄清题意，确定研究对象。一般地说，研究对象分为两类：一类是热学研究对象(一定质量的理想气体)；另一类是力学研究对象(汽缸、活塞等)。②分析清楚题目所述的物理过程。对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律或理想气体状态方程pVT＝恒量，列出式子；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。③注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。④多个方程联立求解。对求解的结果注意检验它们的合理性。(2)在“充气、抽气”模型中可以假设把充进或抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把变质量问题转化为恒定质量的问题。①充气中的变质量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，就将变质量的问题转化成质量一定的问题了。②抽气中的变质量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气体作为研究对象，这些气体不管怎样变化，其质量总是不变的。备课记录：1．(2019·全国卷Ⅱ)如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求(1)抽气前氢气的压强；(2)抽气后氢气的压强和体积。答案(1)12(p0＋p)(2)12p0＋14p4p0＋pV02p0＋p解析(1)设抽气前氢气的压强为p10，根据力的平衡条件得p10·2S＋p·S＝p·2S＋p0·S①得p10＝12(p0＋p)②(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V1，氮气的压强和体积分别为p2和V2。根据力的平衡条件有p2·S＝p1·2S③由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④p2V2＝p0V0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥联立②③④⑤⑥式解得p1＝12p0＋14pV1＝4p0＋pV02p0＋p。命题角度2液柱类问题例2(2019·全国卷Ⅲ)如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。(1)求细管的长度；(2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。解析(1)设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h1，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，被密封气体的体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有pV＝p1V1①由力的平衡条件有pS＝p0S＋ρghS②p1S＋ρghS＝p0S③式中，ρ、g分别为水银的密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有V＝S(L－h1－h)④V1＝S(L－h)⑤由①②③④⑤式和题给数据得L＝41cm⑥(2)设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖—吕萨克定律有VT0＝V1T⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T＝312K。答案(1)41cm(2)312K气体实验定律与热力学定律问题的处理思路备课记录：2.(2019·河南省八市三模)如图所示，粗细均匀的U形管中，封闭了两段水银柱和两部分空气柱，水银柱A的长度h1＝25cm，位于左侧封闭端的顶部。水银柱B与A之间的空气柱长度L1＝12.5cm，右侧被活塞C封闭的空气柱长度L2＝12.5cm，已知玻璃管周围环境温度t＝27℃时，右侧封闭空气柱的压强恰为p0＝75cmHg，水银柱B左右两部分液面的高度差h2＝45cm。保持环境温度t＝27℃不变，缓慢拉动活塞C，求：(1)当水银柱A恰好对U形管的顶部没有压力时，右侧封闭气体的压强为多少？(2)当U形管内B部分的水银面相平时，活塞C共向上移动多少？答案(1)65cmHg(2)47.5cm解析(1)左侧气体做等温变化，有：p1SL1＝p1′SL1′p1＝p0－ρgh2＝30cmHg，p1′＝25cmHg解得：L1′＝15cm故水银柱B左右两部分液面的高度差变为h2′＝h2－2(L1′－L1)＝40cm右侧气体压强为p2′＝p1′＋ρgh2′＝65cmHg。(2)B部分的水银面相平时，左侧液面下降h22，右侧液面上升h22水银柱A下降，左侧气体压强仍为p1′＝25cmHg此时左右两侧气体压强相等，即右侧气体压强p″＝25cmHg右侧气柱做等温变化，有：p0SL2＝p″SL2″解得：L2″＝37.5cm；则活塞上升的高度h＝L2″－L2＋h22＝47.5cm。高考考向2气体实验定律与图象、热力学第一定律综合应用例3(2019·全国卷Ⅱ)如p­V图所示，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N1________N2，T1________T3，N2________N3。(填“大于”“小于”或“等于”)解析根据理想气体状态方程有p1′V1′T1＝p2′V2′T2＝p3′V3′T3，可知T1＞T2，T2T3，T1＝T3；对于状态1、2，由于T1T2，所以状态1时气体分子热运动的平均动能大，热运动的平均速率大，体积相等，分子数密度相等，故分子在单位时间内对单位面积容器壁的平均碰撞次数多，即N1N2；对于状态2、3，由于T2T3，所以状态2时分子热运动的平均速率小，每个分子单位时间内对器壁的平均撞击力小，而压强等于单位时间撞击到器壁单位面积上的分子数N与单位时间每个分子对器壁的平均撞击力的乘积，即p＝N·F，而p2′＝p3′，F2F3，则N2N3。答案大于等于大于近3年全国高考热学部分对气体实验定律与图象、热力学第一定律、分子动理论(气体温度、压强的微观意义)等的综合考查比较多，也是一个难点。另外2019全国卷Ⅰ考过与密度相关的综合问题，2017全国卷Ⅱ考过与密度、浮力相关的综合问题。对于这类问题：(1)首先要熟练掌握理想气体状态方程和热力学第一定律方程的运用；(2)如果题目涉及图象，要先弄清是p­V图象、p­T图象还是V­T图象，并根据气体状态变化的图线结合理想气体状态方程分析第三个量的变化情况，然后结合热力学第一定律分析吸放热和内能变化情况；(3)与气体有关的分子动理论(包括气体分子速率分布、气体温度和内能、气体压强)