物理步步高大一轮复习章末总结11

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1、热点解读热点解读 热学内容知识点多热学内容知识点多,记忆的内容多，复习时要将本记忆的内容多，复习时要将本 章内容梳理出清晰的脉络，加强记忆章内容梳理出清晰的脉络，加强记忆.下面将热学中下面将热学中的内容归纳为的内容归纳为“一二三一二三”三大块三大块,有利于复习中理清有利于复习中理清头绪和记忆头绪和记忆.热点讲座热点讲座11.11.热学复习中的热学复习中的“一二三一二三”章末总专题讲座专题讲座专题一专题一 热学中热学中“一一”的知识构成的知识构成1.1.一种理论一种理论分子动理论分子动理论 其重点是分子动理论的三个基本观点其重点是分子动理论的三个基本观点:物质组成物质组成 观点观点;分子的无规则

2、运动观点；分子的无规则运动观点；分子间相互作分子间相互作 用力观点用力观点.2.2.一种运动一种运动布朗运动布朗运动 理解和识记的重点是理解和识记的重点是:布朗运动的物理学史布朗运动的物理学史;实实 验装置验装置;布朗运动是固体微粒的运动布朗运动是固体微粒的运动,不是分子的不是分子的 运动运动,而是分子运动的反映而是分子运动的反映;与温度和微粒大小的与温度和微粒大小的 关系关系;本质本质:液体分子无规则运动的体现液体分子无规则运动的体现.3.3.一座桥梁一座桥梁 联系微观量和宏观量的桥梁联系微观量和宏观量的桥梁:阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数.4.4.一种估算一种估算微观量的估算微观量的估算 重

3、点是应用分子的重点是应用分子的“球体球体”或或“立方体立方体”模型模型,求求 分子的直径或气体分子的平均距离分子的直径或气体分子的平均距离.5.5.一个实验一个实验油膜法测分子直径油膜法测分子直径 重点是理解实验的原理、步骤及注意事项和公式重点是理解实验的原理、步骤及注意事项和公式 V V=SdSd中各物理量的含义中各物理量的含义,并能应用公式解决实际问并能应用公式解决实际问 题题.从近几年的高考分析，很有可能对此实验进行从近几年的高考分析，很有可能对此实验进行 考查考查.6.6.一种理想模型一种理想模型理想气体理想气体 理想气体是一种理想模型理想气体是一种理想模型,其内能由气体的温度决定其内

4、能由气体的温度决定.7.7.一种统计规律一种统计规律 具有某一速率的分子数目并不相等具有某一速率的分子数目并不相等,呈现呈现“中间多中间多,两头少两头少”.以上知识以上知识,是高考的重点和难点是高考的重点和难点,通过以上的归纳通过以上的归纳,有助于学生对知识的识记和理解有助于学生对知识的识记和理解.【例例1 1】下列有关布朗运动的说法中正确的是下列有关布朗运动的说法中正确的是()()A.A.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒在不停地做显微镜下观察到的墨水中的小炭粒在不停地做 无规则运动无规则运动,这反应了液体分子运动的无规则性这反应了液体分子运动的无规则性 B.B.布朗运动是否明显与悬浮在液体中的

5、颗粒大小布朗运动是否明显与悬浮在液体中的颗粒大小 有关有关 C.C.较暗的房间中较暗的房间中,从射进来的阳光中从射进来的阳光中,看到悬浮在空看到悬浮在空 气中的微粒的无规则运动是布朗运动气中的微粒的无规则运动是布朗运动 D.D.布朗运动是固体分子的运动布朗运动是固体分子的运动 解析解析 此题很容易错选此题很容易错选C C、D D,关键是对布朗运动有关键是对布朗运动有 关的知识不理解关的知识不理解,布朗运动是固体微粒的运动布朗运动是固体微粒的运动,不是不是 分子的运动分子的运动,且与宏观现象中微粒是两回事且与宏观现象中微粒是两回事.AB【例例2 2】已知高山上某处的气压为已知高山上某处的气压为0

6、.40 0.40 atmatm,气温为气温为 -30,-30,则该处每立方厘米大气中的分子数为则该处每立方厘米大气中的分子数为_ (阿伏加德罗常数为阿伏加德罗常数为6.06.010102323 molmol-1-1,在标准状态下在标准状态下 1 1 mol mol 气体的体积为气体的体积为22.4 22.4 L L).).解析解析 理想气体性质是在标准状态下理想气体性质是在标准状态下(p p0 0=1.0=1.0 10 105 5 PaPa,T T0 0=273=273 K K)1)1 molmol气体体积均为气体体积均为22.4 22.4 L L.根据根据 理想气体状态方程理想气体状态方程

7、可求得高山上某处可求得高山上某处 1 1 cmcm3 3的气体的气体,在标准状态下的体积为在标准状态下的体积为V V0 0,再求得此再求得此TpVTVp 000 1 1 cmcm3 3气体的摩尔数气体的摩尔数 最后得到所含气体分最后得到所含气体分 子个数子个数 答案答案 1.21.210101919个个 ,.4220Vn 个个个个192353500102110642224310127310110400422 .AATpNpVTnNN专题二专题二 热学中热学中“二二”的知识梳理的知识梳理1.1.两个图象的应用两个图象的应用 (1)(1)分子力分子力F Fr r的关系图象的关系图象 (2)(2)分

8、子势能分子势能E Ep pr r的关系图象的关系图象 应用图象解决问题应用图象解决问题,是对学生能力考查的亮点是对学生能力考查的亮点,是是 高考命题的热点高考命题的热点.【例例3 3】甲分子固定在坐标原点甲分子固定在坐标原点O O,乙乙 分子位于分子位于x x轴上轴上,甲分子对乙分子的甲分子对乙分子的 作用力与两分子间距离的关系如图作用力与两分子间距离的关系如图 1 1中曲线所示中曲线所示,F F0 0为斥力为斥力,F F0 0为为 图图1 1 引力引力.a a、b b、c c、d d为为x x轴上四个特定的位置轴上四个特定的位置.现把乙现把乙 分子从分子从a a处由静止释放处由静止释放,则则

9、 ()()A.A.乙分子从乙分子从a a到到b b做加速运动做加速运动,由由b b到到c c做减速运动做减速运动B.B.乙分子从乙分子从a a到到c c做加速运动做加速运动,到达到达c c时速度最大时速度最大C.C.乙分子从乙分子从a a到到b b的过程中的过程中,两分子间的分子势能一直两分子间的分子势能一直 减少减少D.D.乙分子从乙分子从b b到到d d的过程中的过程中,两分子间的分子势能一直两分子间的分子势能一直 增加增加解析解析 乙分子由乙分子由a a到到c c,一直受引力作用，速度方向与一直受引力作用，速度方向与 引力方向一致引力方向一致,做加速运动做加速运动,分子力做正功分子力做正

10、功,分子势能分子势能一直减少一直减少;从从c c到到d d分子力为斥力，方向与运动方向相分子力为斥力，方向与运动方向相反反,乙分子做减速运动乙分子做减速运动,由于分子力做负功由于分子力做负功,分子势能分子势能增加增加,故正确选项为故正确选项为B B、C C.答案答案 BC 2.2.两个定律两个定律 (1)(1)热力学第一定律热力学第一定律,是高考的重点和难点是高考的重点和难点.学生要学生要 掌握改变物体内能的两种方式的本质区别及改变内掌握改变物体内能的两种方式的本质区别及改变内 能上的等效性能上的等效性.物体物体内能的改变要同时考虑内能的改变要同时考虑“做功做功”和和“热传递热传递”.(2)(

11、2)热力学第二定律热力学第二定律,从两种表达方式从两种表达方式,知道热传导知道热传导 的方向性、机械能和内能转化过程的方向性的方向性、机械能和内能转化过程的方向性.3.3.两类两类“永动机永动机”(1)(1)第一类永动机第一类永动机:不消耗任何能量却源源不断地对不消耗任何能量却源源不断地对 外做功的机器外做功的机器.违背了能量的守恒定律违背了能量的守恒定律.(2)(2)第二类永动机第二类永动机:从单一热源吸取热量并把它全部从单一热源吸取热量并把它全部 用来做功用来做功,而不引起其他的变化的热机而不引起其他的变化的热机,不违背能量不违背能量 守恒定律守恒定律,但违背了热力学第二定律但违背了热力学

12、第二定律.4.4.两种温度两种温度 摄氏温度摄氏温度,热力学温度及其关系热力学温度及其关系.温度是分子平均动温度是分子平均动 能的标志能的标志.【例例4 4】关于物体内能的变化关于物体内能的变化,下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()()A.A.物体吸收热量物体吸收热量,内能一定增大内能一定增大 B.B.物体对外做功物体对外做功,内能一定减小内能一定减小 C.C.物体吸收热量物体吸收热量,同时对外做功同时对外做功,内能可能不变内能可能不变 D.D.物体放出热量物体放出热量,同时对外做功同时对外做功,内能可能不变内能可能不变 解析解析 物体内能的改变要同时考虑两种方物体内能的改变要同时考虑两

13、种方式式,故故A A、B B错误错误.物体放出热量又同时对外做功物体放出热量又同时对外做功,内能一定减内能一定减 小小,D D错误错误.C专题三专题三 热学中热学中“三三”个热点探究个热点探究1.1.联系实际生活的问题探究联系实际生活的问题探究 联系实际生活与当代科技发展的一类新题型联系实际生活与当代科技发展的一类新题型,是高是高 考知识与能力考查的新热点考知识与能力考查的新热点.【例例5 5】如图如图2 2所示为电冰箱的工作原所示为电冰箱的工作原 理图理图,压缩机工作时压缩机工作时,强迫制冷剂在强迫制冷剂在 冰箱内外的管道中不断循环冰箱内外的管道中不断循环,那么那么,下列说法中正确的是下列说

14、法中正确的是 ()()A.A.在冰箱内的管道中在冰箱内的管道中,制冷剂迅速膨制冷剂迅速膨 胀并吸收热量胀并吸收热量 图图2 2 B.B.在冰箱外的管道中在冰箱外的管道中,制冷剂迅速膨胀并放出热量制冷剂迅速膨胀并放出热量 C.C.在冰箱内的管道中在冰箱内的管道中,制冷剂被剧烈压缩并吸收热量制冷剂被剧烈压缩并吸收热量 D.D.在冰箱外的管道中在冰箱外的管道中,制冷剂被剧烈压缩并放出热量制冷剂被剧烈压缩并放出热量解析解析 这是一道典型的联系现实生活问题这是一道典型的联系现实生活问题,解决此类解决此类 问题的关键是要熟悉我们身边生活中的物理知识问题的关键是要熟悉我们身边生活中的物理知识,当当然它对学生

15、应用知识去解决实际问题的能力提出了新然它对学生应用知识去解决实际问题的能力提出了新要求要求.通过热学的知识不难知道通过热学的知识不难知道,电冰箱的工作原理是电冰箱的工作原理是把热从低温物体传到高温物体而消耗电能把热从低温物体传到高温物体而消耗电能,所以箱内所以箱内管道是蒸发管管道是蒸发管,制冷剂迅速膨胀并吸收热量制冷剂迅速膨胀并吸收热量,箱外管道箱外管道恰好相反恰好相反,故故A A、D D正确正确.此类题型又如医院输液管、空此类题型又如医院输液管、空调机等的应用调机等的应用.答案答案 AD 2.2.与功能关系问题的探究与功能关系问题的探究【例例6 6】A A、B B两装置两装置,均由一支一端封

16、闭、一端开口均由一支一端封闭、一端开口 且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡除玻璃泡 在管上的位置不同外在管上的位置不同外,其他条件都相同其他条件都相同.将两管抽成将两管抽成 真空后真空后,开口向下竖直插入水银槽中开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有插入过程没有 空气进入管内空气进入管内).).水银柱上升至图水银柱上升至图3 3所示位置停止所示位置停止.假假 设这一过程水银与外界没有热交换设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正则下列说法正 确的是确的是 ()()图图3 3A.A.A A中水银的内能增量大于中水银的内能增量大于B B中水银的内能增

17、量中水银的内能增量B.B.B B中水银的内能增量大于中水银的内能增量大于A A中水银的内能增量中水银的内能增量C.C.A A和和B B中水银体积保持不变中水银体积保持不变,故内能增量相同故内能增量相同D.D.A A和和B B中水银温度始终相同中水银温度始终相同,故内能增量相同故内能增量相同 解析解析 由题意可知由题意可知,水银在两管中的高度相同，而管水银在两管中的高度相同，而管 中水银体积也相同中水银体积也相同,槽中水银面下降高度也相同，大槽中水银面下降高度也相同，大气对水银做功相同气对水银做功相同,由由W W=E Ep p+E E内内，而管中水银柱，而管中水银柱的重心位置不同，的重心位置不同

18、，A A管中水银重心高于管中水银重心高于B B管中水银重管中水银重心心,即即E Ep pA AE Ep pB B,所以所以E EA A内内E EB B内内,故故B B正确正确.答案答案 B3.3.与能源环境问题的探究与能源环境问题的探究 能源环境问题是当今世界的焦点问题能源环境问题是当今世界的焦点问题,在复习中也在复习中也 要有所注意要有所注意.总之总之,针对本专题所牵涉的重点、难点、热点内容针对本专题所牵涉的重点、难点、热点内容,上述模式对知识结构的分析上述模式对知识结构的分析,可帮助学生从宏观、可帮助学生从宏观、整体上清理知识间脉络关系整体上清理知识间脉络关系,对强化知识有很好的对强化知识

19、有很好的 作用作用.1.1.关于永动机和热力学定律的说法关于永动机和热力学定律的说法,下列叙述正确的下列叙述正确的 是是 ()()A.A.第二类永动机违反能量守恒定律第二类永动机违反能量守恒定律 B.B.如果物体从外界吸收了热量如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定则物体的内能一定 增加增加 C.C.外界对物体做功外界对物体做功,则物体的内能一定增加则物体的内能一定增加 D.D.做功和热传递都可以改变物体的内能做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能量但从能量 转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的素能提升素能提升解析解析 第二类永动机违反

20、热力学第二定律并不违反第二类永动机违反热力学第二定律并不违反 能量守恒定律能量守恒定律,故故A A错错.据热力学第一定律据热力学第一定律U U=Q Q+W W知知内能的变化由做功内能的变化由做功W W和热传递和热传递Q Q两个方面共同决定两个方面共同决定,只只知道做功情况或只知道传热情况就无法确定内能的变知道做功情况或只知道传热情况就无法确定内能的变化情况化情况,故故B B、C C项错误项错误.做功和热传递都可改变物体做功和热传递都可改变物体内能内能.但做功是不同形式能的转化但做功是不同形式能的转化,而热传递是同种形而热传递是同种形式能间的转移式能间的转移,这两种方式是有区别的这两种方式是有区

21、别的,故故D D正确正确.答案答案 D2.2.关于气体分子的运动情况关于气体分子的运动情况,下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()()A.A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的 B.B.某一时刻一个分子速度大小和方向是偶然的某一时刻一个分子速度大小和方向是偶然的 C.C.某一时刻向任意方向运动的分子数目相等某一时刻向任意方向运动的分子数目相等 D.D.某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化某一温度下大多数气体分子的速率不会发生变化 解析解析 具有某一速率的分子数目并不相等，呈现具有某一速率的分子数目并不相等，呈现 “中间多中间多,两头少两头少”

22、的统计分布规律的统计分布规律,所以所以A A错误错误;由由 于分子的碰撞于分子的碰撞,分子的运动具有偶分子的运动具有偶然性然性,B B正确正确;虽然虽然每个分子速度具有偶然性每个分子速度具有偶然性,但是大量分子的整体存在但是大量分子的整体存在 着统计规律着统计规律,由于分子数目巨大由于分子数目巨大,某一时刻向任意方向某一时刻向任意方向运动的分子数目只有很小的差别运动的分子数目只有很小的差别,可以认为是相等的可以认为是相等的,C C正确正确;某一温度下某一温度下,每个分子的速率仍然是瞬息万变每个分子的速率仍然是瞬息万变的的,只是分子运动的平均速率相等只是分子运动的平均速率相等,D D错误错误.答

23、案答案 BC3.3.如图如图4 4所示所示,固定容器及可动活塞固定容器及可动活塞P P 都是绝热的都是绝热的,中间有一导热的固定中间有一导热的固定 隔板隔板B B,B B的两边分别盛有气体甲和的两边分别盛有气体甲和 乙乙,现将活塞现将活塞P P缓慢地向缓慢地向B B移动一段移动一段 图图4 4 距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高,则则 在移动在移动P P的过程中的过程中 ()()A.A.外力对乙做功外力对乙做功,甲的内能不变甲的内能不变 B.B.外力对乙做功外力对乙做功,乙的内能不变乙的内能不变 C.C.乙传递热量给甲乙传递热量给甲,乙的内能增加乙

24、的内能增加 D.D.乙的内能增加乙的内能增加,甲的内能不变甲的内能不变 解析解析 外界对乙做功外界对乙做功,乙的内能增加温度升高乙的内能增加温度升高,乙通乙通 过导热隔板过导热隔板B B向甲传递热量向甲传递热量,故故C C正确正确.C4.4.有两个分子有两个分子,用用r r表示它们之间的距离表示它们之间的距离,当当r r=r r0 0时时,两两 分子间的斥力和引力相等分子间的斥力和引力相等.使两分子从相距很远处使两分子从相距很远处 (r rr r0 0)逐渐靠近逐渐靠近,直至不能靠近为止直至不能靠近为止(r r r r0 0时时,分子引力大于斥力分子引力大于斥力,表现出的分子力为表现出的分子力

25、为引力引力;当当r r r r0 0处靠近，直至处靠近，直至r r r r0 0时分子力做正功时分子力做正功,使分子势能减少；当使分子势能减少；当r r r r0 0时时,则分子克服分子力做功则分子克服分子力做功,分子势能增加，不难分子势能增加，不难看出看出,当当r r=r r0 0时分子势能最小时分子势能最小.答案答案 D5.5.水的沸点随水面压强的增大而升高水的沸点随水面压强的增大而升高,其关系如下表其关系如下表 所示所示:根据这一原理制成高压锅根据这一原理制成高压锅,锅盖密封良好锅盖密封良好,盖上有一盖上有一 个排气孔个排气孔,上面倒扣一个限压阀上面倒扣一个限压阀,利用其重力将排气利用其

26、重力将排气 孔压住孔压住,以增大锅内气体压强以增大锅内气体压强.加热后加热后,当锅内气压当锅内气压 达到一定值时达到一定值时,气体就会把限压阀顶起气体就会把限压阀顶起,使高压气体使高压气体 从孔中喷出从孔中喷出,保持锅内稳定高压保持锅内稳定高压.有一个高压锅限压有一个高压锅限压 阀直径阀直径D D=2.0=2.0 cm cm,排气孔直径排气孔直径d d=0.3=0.3 cmcm.某地使用某地使用 时水的沸点能达到时水的沸点能达到1 128(128(1标准大气压标准大气压=760=760 mmHg mmHg =1.0=1.010105 5 PaPa).).求求:沸点沸点t t()()100100

27、105105110110115115 120120 125125 130130 135135 140140压强压强p p(kPakPa)100100120120140140170170 200200 235235 270270 315315 360360(1)(1)锅内气体的压强锅内气体的压强.(2)(2)该高压锅限压阀的质量该高压锅限压阀的质量.解析解析 (1)(1)从表中的数据可知从表中的数据可知p p=256=256 kPakPa（误差在（误差在5 5 kPakPa以内均可以内均可)(2)(2)锅内气体压强锅内气体压强限压阀质量限压阀质量答案答案 (1)256(1)256 kPa kPa

28、 (2)1.1(2)1.1 kgkg204dMgppkg.)(11420 dgppM6.6.已知金刚石的密度为已知金刚石的密度为=3 500=3 500 kg/mkg/m3 3.现有一块体现有一块体 积为积为V V=5.7=5.71010-8-8 m m3 3的金刚石的金刚石,它含有多少个碳原它含有多少个碳原 子子?假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的,试估试估 算碳原子的直径算碳原子的直径.解析解析 金刚石的质量金刚石的质量 m m=V V=3 500=3 5005.75.71010-8-8 kgkg=2.0=2.01010-4-4 kgkg 碳的摩尔数为

29、碳的摩尔数为 mol107.1mol102.1100.2224Mmn金刚石所含碳原子数为金刚石所含碳原子数为n n=nNnNA A=1.7=1.71010-2-26.026.0210102323=1.0=1.010102222一个碳原子的体积为一个碳原子的体积为把金刚石中的碳原子看成球体把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式则由公式 可得碳原子直径约为可得碳原子直径约为答案答案 1.01.010102222个个 2.22.21010-10-10 m m 33032280107510011075m.m.nVV306dV m102.2m14.3107.5661030033Vd7.7.如图如图5 5所

30、示所示,喷雾器内有喷雾器内有10 10 L L水水,上上 部封闭有部封闭有1 1 atmatm的空气的空气2 2 L L.关闭喷关闭喷 雾阀门雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充用打气筒向喷雾器内再充 入入1 1 atmatm的空气的空气3 3 L L(设外界环境温设外界环境温 度一定度一定,空气可看作理想气体空气可看作理想气体).).图图5 5 (1)(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体求气体 压强压强,并从微观上解释气体压强变化的原因并从微观上解释气体压强变化的原因.(2)(2)打开喷雾阀门打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等喷雾过程中封闭气体

31、可以看成等 温膨胀温膨胀,此过程气体是吸热还是放热？此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由简要说明理由.解析解析 (1)(1)设气体初态压强为设气体初态压强为p p1 1,体积为体积为V V1 1；末态压；末态压 强为强为p p2 2,体积为体积为V V2 2,由玻意耳定律由玻意耳定律p p1 1V V1 1=p p2 2V V2 2 由由p p1 1=1=1 atm ,Vatm ,V1 1=2=2 L L+3+3 L L=5=5 L L,V V2 2=2=2 L L代入代入式得式得p p2 2=2.5=2.5 atm atm 微观解释微观解释:温度不变温度不变,分子平均动能不变分子平均动能不

32、变,单位体积内单位体积内分子数增加分子数增加,所以压强增加所以压强增加.(2)(2)吸热吸热.气体对外做功而内能不变气体对外做功而内能不变,根据热力学第一根据热力学第一定律可知气体吸热定律可知气体吸热.答案答案 (1)2.5(1)2.5 atm atm 温度不变温度不变,分子平均动能不变分子平均动能不变,单单位体积内分子数增加位体积内分子数增加,所以压强增加所以压强增加(2)(2)吸热气体对外做功而内能不变吸热气体对外做功而内能不变,根据热力学第一定根据热力学第一定律可知气体吸热律可知气体吸热阅卷手记阅卷手记 本章中的错误主要表现在本章中的错误主要表现在:对较为抽象的分子热运对较为抽象的分子热

33、运 动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位的变化规律理解不到位,导致这些微观量及规律与宏导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系系;对于宏观的气体状态的分析，学生的问题通常表对于宏观的气体状态的分析，学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难,由此由此导致对气体状态规律应用出现错误导致对气体状态规律应用出现错误;不能很好的利用不能很好的利用图象分析气体变化的规律；对热力学定律理解不准图象分析

34、气体变化的规律；对热力学定律理解不准确等确等.阅卷现场阅卷现场易错点实例分析易错点实例分析1.1.不能正确应用热学定律造成错误不能正确应用热学定律造成错误 试题回放试题回放 如图如图1 1所示所示,一圆柱形绝热容器竖直一圆柱形绝热容器竖直 放置放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温通过绝热活塞封闭着摄氏温 度为度为t t1 1的理想气体的理想气体,活塞的质量为活塞的质量为m m,横截面积为横截面积为S S,与容器底部相距与容器底部相距h h1 1.现现 图图1 1 通过电热通过电热丝给气体加热一段时间丝给气体加热一段时间,使其温度上升到使其温度上升到t t2 2,若这段时间内气体吸收的热量为若这段时间

35、内气体吸收的热量为Q Q,已知大气压强已知大气压强 为为p p0 0,重力加速度为重力加速度为g g,求求:(1)(1)气体的压强气体的压强.(2)(2)这段时间内活塞上升的距离是多少？这段时间内活塞上升的距离是多少？(3)(3)这段时间内气体的内能如何变化这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少？变化了多少？错解分析错解分析 本题的易错之处为以下几个方面本题的易错之处为以下几个方面:挖掘不出挖掘不出“绝绝 热热”的含义的含义,不能确定气体吸、放热情况，从而无法不能确定气体吸、放热情况，从而无法判断内能的变化判断内能的变化;找不到气体体积的变化与做功的找不到气体体积的变化与做功的关系关系;不会

36、判断体积变化时气体做功的正负，造成不会判断体积变化时气体做功的正负，造成计算内能变化的错误计算内能变化的错误.正确答案正确答案 (1)(1)分析活塞的受力情况如图所示分析活塞的受力情况如图所示,根据根据平衡条件有平衡条件有mgmg+p p0 0S S=pSpS,由此得由此得:(2)(2)设温度为设温度为t t2 2时活塞与容器底部相距时活塞与容器底部相距h h2 2.因为气体做等压变化因为气体做等压变化,由盖由盖吕萨克定律吕萨克定律.Smgpp 0.)()(:112112121222112211273273273273273ttthhhhtthhtShtShTVTV 活塞上升了活塞上升了由此得

37、由此得得得(3)(3)气体对外做功为气体对外做功为由热力学第一定律可知由热力学第一定律可知 研究热力学问题首先要分析状态特点和变化过程的研究热力学问题首先要分析状态特点和变化过程的特点，恰当的选取进行计算分析特点，恰当的选取进行计算分析.要注意挖掘隐含条要注意挖掘隐含条件，如件，如“绝热绝热”、“活塞固定活塞固定”、“活塞能自由移活塞能自由移动动”、“导热气缸导热气缸,缓慢变化缓慢变化”等词语分别表示等词语分别表示“不不放热不吸热放热不吸热,只考虑做功对内能的影响只考虑做功对内能的影响”、“体积不体积不变变”、“压强不变或相等压强不变或相等”、“温度不变或相等温度不变或相等”.11210112

38、10273273ttthmgSpttthSSmgphpSW )()()()(.)()(11210273ttthmgSpQWQU 2.2.不能正确选取研究对象和初末状态的错误不能正确选取研究对象和初末状态的错误试题回放试题回放 如图如图2 2所示所示,A A、B B是体积相同的气缸是体积相同的气缸,B B内有一导热内有一导热 的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞的、可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞 C C,D D为不导热的阀门为不导热的阀门.起初起初,阀门关闭阀门关闭,A A内装有压内装有压 强强p p1 1=2.0=2.010105 5 PaPa,温度温度T T1 1=300=30

39、0 K K的氮气的氮气.B B内装有内装有 压强压强p p2 2=1.0=1.010105 5 Pa Pa,温度温度T T2 2=600=600 K K的氧气的氧气.打开阀打开阀 门门D D,活塞活塞C C向右移动向右移动,最后达到平衡最后达到平衡,以以V V1 1和和V V2 2分别分别 表示平衡后氮气和氧气的体积表示平衡后氮气和氧气的体积,则则V V1 1V V2 2=_=_ (假定氧气和氮气均为理想气体，并与外界无热交假定氧气和氮气均为理想气体，并与外界无热交 换换,连接气缸的管道体积可忽略连接气缸的管道体积可忽略)图图2 2错解分析错解分析 开始是平衡状态开始是平衡状态,末态还是平衡状

40、态末态还是平衡状态,由理想气体由理想气体 状态方程可知状态方程可知:此题答案为此题答案为14.14.理想气体状态方程或气体定律理想气体状态方程或气体定律,针对的对象应为一针对的对象应为一 定质量的理想气体定质量的理想气体,而不能是两种而不能是两种(或两部分或两部分)气体各气体各自的状态自的状态,必须是一定质量的理想气体初、末两种状必须是一定质量的理想气体初、末两种状222111TVpTVp 416001002300100155211221 .TpTpVV态之间满足的关系态之间满足的关系,上述解法把两部分气体的上述解法把两部分气体的p p1 1、p p2 2,T T1 1、T T2 2与一定质量

41、的气体前后两种状态的与一定质量的气体前后两种状态的p p1 1、p p1 1、T T1 1、T T1 1混为一谈混为一谈,以致出现完全相反的结论以致出现完全相反的结论.正确答案正确答案 对于对于A A容器中的氮气容器中的氮气,其气体状态为其气体状态为:p p1 1=2.0=2.010105 5 PaPa,T T1 1=300=300K K p p1 1=p p,T T1 1=T T 由气体状态方程可知由气体状态方程可知:对于对于B B容器中的氧气容器中的氧气,其气体状态为其气体状态为:p p2 2=1.0=1.010105 5 PaPa,T T2 2=600=600K K111TpVTVp p p2 2=p p,T T2 2=T T由气态方程可知由气态方程可知联立联立消去消去T T、V V可得可得:此题的正确答案为此题的正确答案为V V1 1V V2 2=41.=41.222TpVTVp 43001001600100255122121 .TpTpVV返回返回