永兴一中高三物理组.ppt

永兴一中高三物理组,选考3-3,一、全国卷1 3-3计算题考情分析,2、计算题没涉及的知识： （1）理想气体状态方程 （2）热力学第一定律,1、2016年考纲变化： 气体定律由一级目标变为二级目标，难度加大。,(2013年全国卷)如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为p0=75.0cmHg。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为l1=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离。,原题一水银柱-容器模型,情景设置：水银柱-容器模型。 研究对象：两封闭气体 研究过程：过程清晰明了，学生入手容易;两封闭气体均经历等温变化过程。两次运用波意耳定律求解,原题一水银柱-容器模型,分析：以cmHg为压强单位在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1p0l2 设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1，由玻意耳定律得 p1l1p1l1 设活塞下推距离为l，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3l3l1l1l 设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3，则 p3p1l2 由玻意耳定律得 p0l3p3l3 由至式及题给数据解得 l15.0 cm ,原题一改编,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为p0=75.0cmHg。 改编1：将玻璃管水平放置，求封闭气体柱多长？ 改编2：将玻璃管竖直倒立放置，求封闭气体柱多长？ 并试判断封闭气体是吸热还是放热，并简述理由,高考原题二活塞-汽缸模型,（2014年全国卷）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，汽缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界温度为T0 。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T，求重新到达平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。,原题二活塞-汽缸模型,情景设置：活塞-汽缸模型。 研究对象：被活塞封闭的气体，研究它先后经历两个热力学过程。 过程分析：第一过程：等温变化 第二过程：等压变化,解：设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得 phS =(p +p)(h - h/4)S 解得 p = p /3 外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h。根据盖吕萨克定律，得 = 解得 h= h 据题意可得 p = 气体最后的体积为 V =Sh 联立式得 V = ,原题二改编：活塞-汽缸模型,若此后对系统加热使温度变为原来的2T0 ，使活塞下表面相对于气缸底部的高度还是为h，求应该还要缓慢加沙子多少、（已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。） 解析：外界的温度变为2T0后，当活塞下表面相对于气缸底部的高度还是为h，此时气体体积hS，压强(p +p+p1)根据理想气体状态方程有： phS/T0 =(p +p+p1)hS/2T0 又p = p/3 则 p1=2p/3 p1S=Mg M=2pS/3g,高考原题三：连接体问题,（2015年全国卷）如图，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m1=2.50kg，横截面积为s1=80.0cm2，小活塞的质量为m2=1.50kg，横截面积为s2=40.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l=40.0cm，气缸外大气压强为p=1.00105Pa，温度为T=303K。初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1=495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求 （i）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间， 缸内封闭气体的温度。 （ii）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时， 缸内封闭气体的压强。,高考原题三：连接体问题,情景设置：两个同轴半径不同的圆筒组成的汽缸。 研究对象：被两个活塞封闭的气体，研究它先后经历两个不同的热力学过程。 难点：热力学过程性质的判断 过程分析：第一过程：等压变化 第二过程：等容变化。,原题三改编,改编1 求在大活塞与大圆筒底部接触前过程，外界对气体做了多少功。 改编2 若给出在大活塞与大圆筒底部接触前过程系统内能变化，求系统对外放热还是吸热。,创新题,如图所示，一定质量的理想气体，被轻质活塞封闭在横截面为S的圆柱形气缸内，汽缸导热性良好。弹簧上端固定，下端固定在活塞上，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时被封气体压强为2P0，活塞下表面距离气缸底部的高度为h，外界温度为T0 。现将外界的温度急降为T0/4的同时，将质量为m=P0S/g的沙子快速地倒到活塞的上表面。稳定后活塞下降至距离气缸底部h/2处，已知此过程中内能减少了2P0Sh，外界大气的压强P0始终保持不变， 重力加速度大小为g。求： (1)最终被封气体的压强 ？ (2)气体对外是吸热还是放热？并计算吸热 或放热量是多少？,创新题,解析： （1）沙子倒在活塞上前，对活塞封闭的气体的体积为V1=hS, 压强为P1=2P0，温度为T1=T0， 最终封闭的气体的体积为V2=hS/2, 压强为P2，温度为T1=T0/4， 根据理想气体方程有P1V1/T1=P2V2/T2 P2=P0,创新题,解析：（2）沙子倒上活塞前，对活塞受力分析有： 弹簧对活塞的弹力F=P0S，方向向下，弹簧被压缩 活塞在h/4处时，对活塞受力分析有： 弹簧对活塞的弹力F=P0S，方向向上，弹簧被拉升。 因此整个过程弹簧弹性势能不变，对活塞不做功。 设整个过程气体对活塞做功W，根据动能定理有：