2022-2023年高考物理一轮复习 热学课件

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(2)如图所示,用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从T1升高到T2,且空气柱的高度增加了Δl,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0,问:
①此过程中被封闭气体的内能变化了多少;②被封闭空气初始状态的体积.
[解析] (1)"用油膜法估测分子的大小"实验中,油膜经充分扩散,形成单分子油膜,故纯油酸体积除以油酸膜面积即为油酸分子直径,A项正确;由查理定律可知,B项正确;气体的压强与气体分子的平均动能和气体分子的密集程度两个因素有关,所以气体分子的平均动能越大,气体的压强不一定越大,C项错误;多晶体也具有各向同性的特点,D项错误;由液体表面张力的定义知E项正确.(2)①由受力分析和做功分析知,在气体缓缓膨胀过程中,活塞与砝码的压力对气体做负功,大气压力对气体做负功,根据热力学第一定律得
ΔU＝W＋Q＝－mgΔl－p0SΔl＋Q.②被封闭气体等压变化,据盖—吕萨克定律得解得V1＝ .[答案] (1)ABE　(2)见解析
类型2　热力学定律与气体实验定律的组合[例2](多选)(1)下列说法正确的是(　　)A．单晶体冰糖磨碎后熔点不会发生变化B．足球充足气后很难压缩,是足球内气体分子间斥力作用的结果C．一定质量的理想气体经过等容过程,吸收热量,其内能一定增加D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
E．一定质量的理想气体保持体积不变,单位体积内分子数不变,虽然温度升高,单位时间内撞击单位面积上的分子数不变(2)如图所示,圆柱形汽缸的上部有小挡板,可以阻止活塞滑离汽缸,汽缸内部的高度为d,质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内.开始时活塞离底部高度为 d,温度为t1＝27 ℃,外界大气压强为p0＝1.0×105 Pa,现对气体缓慢加热.求:
①气体温度升高到t2＝127 ℃时,活塞离底部的高度;②气体温度升高到t3＝387 ℃时,缸内气体的压强(本问结果保留3位有效数字).
[解析] (1)冰糖磨碎不改变其微观结构,仍是晶体,所以不改变其熔点,A项正确;足球充足气后很难被压缩,是压强的作用效果,不是分子斥力的作用,B项错误;等容过程中,由气体实验定律和热力学第一定律可知,吸收热量其内能一定增大,C项正确;由热力学第二定律(熵增加原理)可知,D项正确;由理想气体状态方程可知,气体体积不变,温度升高,压强一定增大,由压强的微观解释可知，单位体积内分子数不变，但由于温度升高,分子平均动能增大,故单位时间内撞击在单位面积上的分子数一定增大，E项错误.
(2)①假设气体温度达到tc时,活塞恰好移动到挡板处,气体做等压变化,设汽缸横截面积为S,由盖—吕萨克定律得 ,0即 解得tc＝ (273＋t1)－273＝177 ℃因为t2小于tc,所以温度升高到127 ℃前,气体做等压变化,设活塞离底部的高度为h,由盖—吕萨克定律得
选修3­4　题型解读　 1.机械振动与机械波部分(1)要将两种图像加以比较、区别及了解其之间的联系.两种图像形式相似,但物理意义完全不同,只有深刻理解了它们的不同物理意义才可能对某些问题作出正确的判断.(2)熟练掌握波速、波长、周期和频率的关系.(3)培养理解能力、推理能力、分析综合能力和周密思考问题的能力.
2．光学部分(1)明确介质折射率的大小关系,进而明确光线的偏折方向.(2)当光从光密介质射向光疏介质时,应注意全反射临界角条件的判定.(3)注意理解折射过程中的几何关系,这往往是解决许多题目的关键.
类型1　光的特性与机械波传播的组合[例1](多选)(1)关于光的现象,下列说法中正确的是________.A．光在同一介质中沿直线传播B．经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度C．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的色散现象D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用E．光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹是光的衍射现象
(2)一列简谐横波沿x轴传播,A、B是波传播方向上的两质点,其平衡位置相距10.0 m,如图所示.观察到当质点A的位移达到正向最大时,质点B的位移恰为0,且向y轴负方向振动,此后经t＝0.1 s,质点A第一次回到平衡位置,求此列波的波速.
[解析] (1)光在同一均匀介质中沿直线传播,则选项A错误;红光的波长比绿光的波长大,根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝ λ可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度,选项B正确;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的色散现象,选项C正确;照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项D错误;光线通过一条很窄的缝后在光屏上呈现明暗相间的条纹是光的衍射现象,E正确.
(2)依题意,无论波向哪个方向传播,波的周期均为T＝4t＝0.4 s.
若波沿x轴正方向传播,最简波形如图甲所示,则满足d＝ λ(n＝0,1,2,…)而波速v＝ ,联立解得v1＝ m/s(n＝0,1,2,…)若波沿x轴负方向传播,最简波形如图乙所示,则满足d＝ λ(n＝0,1,2,…)联立解得v2＝ m/s(n＝0,1,2,…).
类型2　波的基础知识与几何光学的组合[例2](1)两列简谐横波a、b在同一种均匀介质中沿x轴传播,a波周期为0.5 s.某时刻,两列波的波峰正好在xP＝3.0 m处的P点重合,如图甲所示,则b波的周期为Tb＝________s,该时刻,离P点最近的波峰重叠点的平衡位置坐标是x＝________m.
(2)如图乙所示,某透明材料制成的半球形光学元件直立放置,其直径与水平光屏垂直接触于M点,球心O与M间的距离为10 cm.一束激光与该元件的竖直圆面成30°角射向圆心O,结果在光屏上出现间距为d＝40 cm的两个光斑,请完成光路图并求该透明材料的折射率.
[解析] (1)从题图甲中可以看出两列波的波长分别为λa＝3.0 m,λb＝3.0 m＋1.8 m＝4.8 m,则波速:v＝ m/s＝6.0 m/sTb＝ s＝0.8 s,两列波波长的最小整数公倍数为s＝24 m,则t＝0时,两列波的波峰重合处的所有位置为x＝(3.0±24k) m,k＝0,1,2,3,…k取1时,x1＝27.0 m或x2＝－21.0 m.
(2)光屏上的两个光斑分别是激光束经光学元件反射与折射的光线形成,其光路图如图所示:
依题意,R＝10 cm,据反射规律与几何关系知,反射光线形成光斑P1与M点的距离为:d1＝Rtan 30°激光束的入射角i＝60°,设其折射角为r,由几何关系可知折射光线形成光斑P2与M点间距为:d2＝Rct r据题意有:d1＋d2＝d联立各式并代入数据解得: