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

1、能力课高考常考的能力课高考常考的“两类两类”计算题计算题常考点常考点封闭气体多过程的问题封闭气体多过程的问题多过程问题的处理技巧多过程问题的处理技巧研究对象研究对象(一定质量的气体一定质量的气体)发生了多种不同性质的变化，表现发生了多种不同性质的变化，表现出出“多过程多过程”现象。对于现象。对于“多过程多过程”现象，则要确定每个有现象，则要确定每个有效的效的“子过程子过程”及其性质，选用合适的实验定律，并充分应及其性质，选用合适的实验定律，并充分应用各用各“子过程子过程”间的有效关联。解答时，特别注意变化过程间的有效关联。解答时，特别注意变化过程可能的可能的“临界点临界点”，找出临界点对应的状

2、态参量，在，找出临界点对应的状态参量，在“临界临界点点”的前、后可以形成不同的的前、后可以形成不同的“子过程子过程”。()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；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。的压强。图图1()对大、小活塞受力分析则有对大、小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2可得可得p11.1105 Pa末状态末状态V2lS2缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体

3、积不变，变，解得解得p21.01105 Pa答案答案()330 K()1.01105 Pa【变式训练【变式训练1】2015新课标全国新课标全国，33(2)如图如图2，一粗细均匀的一粗细均匀的U形管竖直放置，形管竖直放置，A侧上端封闭，侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；关闭；A侧侧空气柱的长度为空气柱的长度为l10.0 cm，B侧水银面比侧水银面比A侧的侧的高高h3.0 cm。现将开关。现将开关K打开，从打开，从U形管中放出形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时将开关时将开关K关闭。已知大

4、气压强关闭。已知大气压强p075.0 cmHg。()求放出部分水银后求放出部分水银后A侧空气柱的长度；侧空气柱的长度；()此后再向此后再向B侧注入水银，使侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。度，求注入的水银在管内的长度。图图2解析解析()以以cmHg为压强单位。设为压强单位。设A侧空气柱长度侧空气柱长度l10.0 cm时的压强为时的压强为p；当两侧水银面的高度差为当两侧水银面的高度差为h110.0 cm时，空气柱的长度为时，空气柱的长度为l1，压强为压强为p1。由玻意耳定律得由玻意耳定律得plp1l1由力学平衡条件得由力学平衡条件得pp

5、0h打开开关打开开关K放出水银的过程中，放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为侧水银面处的压强始终为p0，而而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，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，直至两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于侧水银面低于A侧水侧水银面银面h1为止。由力学平衡条件有为止。由力学平衡条件有p1p0h1联立联立式，并代入题给数据得式，并代入题给数据得l112.0 cm()当当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长侧空气柱的长度为度为l2，压强为，压强为p2。由玻意耳定律得由玻

6、意耳定律得plp2l2由力学平衡条件有由力学平衡条件有p2p0联立联立式，并代入题给数据得式，并代入题给数据得l210.4 cm设注入的水银在管内的长度设注入的水银在管内的长度h，依题意得，依题意得h2(l1l2)h1联立联立式，并代入题给数据得式，并代入题给数据得h13.2 cm答案答案()12.0 cm()13.2 cm常考点常考点关联气体的状态变化问题关联气体的状态变化问题多系统问题的处理技巧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，要确定每个研究对统间的关系，各系统独立

7、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。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【例2】2017全国卷全国卷，33(2)如图如图3，容积均为，容积均为V的汽缸的汽缸A、B下端有细管下端有细管(容积可忽略容积可忽略)连通，阀门连通，阀门K2位于细管的中部，位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可

8、自由滑动的活中有一可自由滑动的活塞塞(质量、体积均可忽略质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞。初始时，三个阀门均打开，活塞在在B的底部；关闭的底部；关闭K2、K3，通过，通过K1给汽缸充气，使给汽缸充气，使A中气体中气体的压强达到大气压的压强达到大气压p0的的3倍后关闭倍后关闭K1。已知室温为。已知室温为27 ，汽，汽缸导热。缸导热。图图3()打开打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；()接着打开接着打开K3，求稳定时活塞的位置；，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再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞，

9、求此时活塞下方气体的压强。下方气体的压强。解析解析()设打开设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体，体积为积为V1。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得由玻意耳定律得p0Vp1V1(3p0)Vp1(2VV1)p12p0()打开打开K3后，由后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与与A中气体的体积之和为中气体的体积之和为V2(V22V)时，活塞下气体压强为时，活塞下气体压强为p2由玻意耳定律得由玻意耳定律得(3p0)Vp2V2将有关数据代入将有关数

10、据代入式得式得p31.6p0【变式训练【变式训练2】2016全国卷全国卷，33(2)一一U形玻璃管竖直放形玻璃管竖直放置，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始时，管内汞柱及空气柱长度如图4所示。用力向下缓慢推所示。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；处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强大气压强p075.0 cmHg。环境温度不变。环境温度不变。图图4解析解析设初始时，右管中空气柱的压强为设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为，长度为l1；左管；左管中空气柱的压强为中空气柱的压强为p2p0，长度为，长度为l2。活塞被下推。活塞被下推h后，右管中后，右管中空气柱的压强为空气柱的压强为p1，长度为，长度为l1；左管中空气柱的压强为；左管中空气柱的压强为p2，长度为长度为l2。以。以cmHg为压强单位。由题给条件得为压强单位。由题