高考物理总复习 选考部分 热学 能力课 高考常考的“两类”计算题课件.ppt

能力课高考常考的 两类 计算题 常考点 封闭气体多过程的问题 多过程问题的处理技巧研究对象 一定质量的气体 发生了多种不同性质的变化 表现出 多过程 现象 对于 多过程 现象 则要确定每个有效的 子过程 及其性质 选用合适的实验定律 并充分应用各 子过程 间的有效关联 解答时 特别注意变化过程可能的 临界点 找出临界点对应的状态参量 在 临界点 的前 后可以形成不同的 子过程 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 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 图1 对大 小活塞受力分析则有m1g m2g ps1 p1s2 p1s1 ps2可得p1 1 1 105pa 末状态v2 ls2 缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中 气体体积不变 解得p2 1 01 105pa答案 330k 1 01 105pa 变式训练1 2015 新课标全国 33 2 如图2 一粗细均匀的u形管竖直放置 a侧上端封闭 b侧上端与大气相通 下端开口处开关k关闭 a侧空气柱的长度为l 10 0cm b侧水银面比a侧的高h 3 0cm 现将开关k打开 从u形管中放出部分水银 当两侧水银面的高度差为h1 10 0cm时将开关k关闭 已知大气压强p0 75 0cmhg 求放出部分水银后a侧空气柱的长度 此后再向b侧注入水银 使a b两侧的水银面达到同一高度 求注入的水银在管内的长度 图2 解析 以cmhg为压强单位 设a侧空气柱长度l 10 0cm时的压强为p 当两侧水银面的高度差为h1 10 0cm时 空气柱的长度为l1 压强为p1 由玻意耳定律得pl p1l1 由力学平衡条件得p p0 h 打开开关k放出水银的过程中 b侧水银面处的压强始终为p0 而a侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小 b a两侧水银面的高度差也随之减小 直至b侧水银面低于a侧水银面h1为止 由力学平衡条件有p1 p0 h1 联立 式 并代入题给数据得l1 12 0cm 当a b两侧的水银面达到同一高度时 设a侧空气柱的长度为l2 压强为p2 由玻意耳定律得pl p2l2 由力学平衡条件有p2 p0 联立 式 并代入题给数据得l2 10 4cm 设注入的水银在管内的长度 h 依题意得 h 2 l1 l2 h1 联立 式 并代入题给数据得 h 13 2cm 答案 12 0cm 13 2cm 常考点 关联气体的状态变化问题 多系统问题的处理技巧多个系统相互联系的定质量气体问题 往往以压强建立起系统间的关系 各系统独立进行状态分析 要确定每个研究对象的变化性质 分别应用相应的实验定律 并充分应用各研究对象之间的压强 体积 温度等量的有效关联 若活塞可自由移动 一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系 例2 2017 全国卷 33 2 如图3 容积均为v的汽缸a b下端有细管 容积可忽略 连通 阀门k2位于细管的中部 a b的顶部各有一阀门k1 k3 b中有一可自由滑动的活塞 质量 体积均可忽略 初始时 三个阀门均打开 活塞在b的底部 关闭k2 k3 通过k1给汽缸充气 使a中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭k1 已知室温为27 汽缸导热 图3 打开k2 求稳定时活塞上方气体的体积和压强 接着打开k3 求稳定时活塞的位置 再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 求此时活塞下方气体的压强 解析 设打开k2后 稳定时活塞上方气体的压强为p1 体积为v1 依题意 被活塞分开的两部分气体都经历等温过程 由玻意耳定律得p0v p1v1 3p0 v p1 2v v1 p1 2p0 打开k3后 由 式知 活塞必定上升 设在活塞下方气体与a中气体的体积之和为v2 v2 2v 时 活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得 3p0 v p2v2 将有关数据代入 式得p3 1 6p0 变式训练2 2016 全国卷 33 2 一u形玻璃管竖直放置 左端开口 右端封闭 左端上部有一光滑的轻活塞 初始时 管内汞柱及空气柱长度如图4所示 用力向下缓慢推活塞 直至管内两边汞柱高度相等时为止 求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离 已知玻璃管的横截面积处处相同 在活塞向下移动的过程中 没有发生气体泄漏 大气压强p0 75 0cmhg 环境温度不变 图4 解析设初始时 右管中空气柱的压强为p1 长度为l1 左管中空气柱的压强为p2 p0 长度为l2 活塞被下推h后 右管中空气柱的压强为p1 长度为l1 左管中空气柱的压强为p2 长度为l2 以cmhg为压强单位 由题给条件得p1 p0 20 0 5 00 cmhg 90cmhgl1 20 0cm 由玻意耳定