2022年高中物理高考热学气缸活塞类型十大考点专题复习.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理高考热学气缸活塞类型十大考点专题复习对近几年高考试题争论发觉,有关气缸类型试题是考查热学的好载体,始终受高考命题者青睐, 该类试题命题的意图主要是考查对热学基本规律的综合应用,都是环绕气缸活塞的变化问题设置的； 由于该类试题涉及热学和力学学问,需要同学有较好的分析综合思维才能以及敏捷运用学问解决问题的才能；因此, 在高三物理复习过程中,要重视该类问题的解法思路分析,归纳题型的种类和考点,提高同学分析问题和解决问题的才能；考点一、 考查热力学第肯定律例 1（2022 年广东卷）如图 1 是密闭的气缸,外力推动活塞 P 压缩气体,对缸内气体

2、做功 800J,同时气体向外界放热 200J,缸内气体的（）A温度上升,内能增加 600J 名师归纳总结 B温度上升,内能削减200J 第 1 页,共 9 页C温度降低,内能增加600J D温度降低,内能削减200J 解析： 由热力学第肯定律得：,肯定质量的抱负气体的内能大小只与温度有关,故温度上升,答案选A 正确；例 2（ 2022 年全国 II卷）如图 2,一绝热容器被隔板K 隔开 a、b 两部分；已知a内有肯定量的淡薄气体,b 内为真空,抽开隔板K 后,a 内气体进入b,最终达到平稳状态；在此过程中（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A气体对外

3、界做功,内能削减B气体不做功,内能不变C气体压强变小,温度降低D气体压强变小,温度不变解析： 绝热容器内的淡薄气体与外界没有热传递,Q=0；淡薄气体向真空扩散没有做功,W=0；依据热力学第肯定律淡薄气体的内能不变,就温度不变；淡薄气体扩散体积增大,压强必定减小；答案为 BD；考点二、 考查气体内能变化问题例 3（ 2022 年全国卷 II ）如图 3 所示,水平放置的密封气缸内的气体被一竖直隔板分隔为左右两部分,隔板可在气缸内无摩擦滑动,右侧气体内有一电热丝；气缸壁和隔板均绝热； 初始时隔板静止,左右两边气体温度相等；现给电热丝供应一柔弱电流,通电一段时间后切断电源；当缸内气体再次达到平稳时,

4、与初始状态相比（）A右边气体温度上升,左边气体温度不变B左右两边气体温度都上升C左边气体压强增大D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解析： 此题考查电路接入气缸问题,当电热丝通电后,右的气体温度上升气体膨胀,将隔板向左推,对左边的气体做功,依据热力学第肯定律,内能增加,气体的温度上升,依据气体定律左边的气体压强增大；BC正确,右边气体内能的增加值为电热丝发出的热量减去对左边的气体所做的功,D错；因此,答案为BC；考点三、 考查气缸受力平稳问题例 4如图 4 所示,一根竖直的弹簧

5、支持着一倒立汽缸的活塞,使汽缸悬空而静止；设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好；使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同,就以下结论中正确选项（）A如外界大气压强增大,就弹簧将压缩一些B如外界大气压强增大,就汽缸的上底面距地面的高度将增大C如气温上升,就活塞距地面的高度将减小D如气温上升,就汽缸的上底面距地面的高度将增大解析： 取活塞及汽缸为争论对象,其重力和弹簧弹力受力平稳,无论气体怎样变化,弹力不变,其长度不变,A 错；由,得大气压强p0增大,气体压强变大,温度不变；由此时气柱变短,即汽缸上底面离地高度变小,B 错；气体压强不变,温度上升,根据气体试验定律知体积增大,气

6、柱变长,知C错, D对；答案为D；考点四、 考查气体状态参量的图像例 5如图 5 甲所示,固定在水平地面上的气缸内,用活塞封闭肯定质量的抱负气体,已知在环境温度变化时大气压强不变；现对活塞施加一作用力F,使气缸内气体分别经受图名师归纳总结 乙所示的三个过程,缓慢地从状态A 变化到状态B,状态 A、B压强相等,就以下说第 3 页,共 9 页法正确选项（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A过程 F定对活塞做负功B过程 F 对活塞做功为零C过程 F 先对活塞做正功,后对活塞做负功D过程的内能比过程的内能增加的多解析： 由题意知,过程是压强先增大后减小,最终

7、与原先相等,温度增加体积增大,得活塞向右移动,F 对活塞做负功, A 正确；过程说明活塞受力平稳,得 F=0,F 对活塞做功也为零, B正确；过程温度增加体积增大,得活塞向先向右后向左移动,得 F 先对活塞做负功,后对活塞做正功,C错；过程的内能和过程的内能增加一样多,D错；因此答案 AB选项正确；例 6如图 6 所示,导热的汽缸固定在水平地面上,用活塞把肯定质量的抱负气体封闭在汽缸中（状态）,汽缸的内壁光滑；现用水平外力F 作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右名师归纳总结 移动一段距离（状态）,在此过程中,假如环境保持恒温,分别用p、V、T 表示该抱负气第 4 页,共 9 页体的压强、 体积、温度

8、；气体从状态变化到状态,此过程可用图中的哪几个图象表示（ ）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析： 由题意知,从到,温度不变,体积增大,压强减小,所以只有 AD正确； AD；考点五、 考查气体状态参量的争论例 7（2022 年福建卷）如图7 所示,肯定质量的抱负气体密封在绝热（即与外界不发生热交换） 容器中, 容器内装有一可以活动的绝热活塞；今对活塞施以一竖直向下的压力 F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小； 如忽视活塞与容器壁间的摩擦力,就被密封的气体（）A温度上升,压强增大,内能削减B温度降低,压强增大,内能削减C温度上升,压强增大,

9、内能增加D温度降低,压强减小,内能增加解析： 依据题意得,外力F 做正功, W0；绝热, Q=0；由热力学第肯定律U=Q+W 0,内能增加,温度上升；另外,由可以判定出压强增大；答案为C；考点六、 考查气体分子平均速率例 8如图 8 所示,用导热的固定隔板把一容器隔成容积相等的甲、乙两部分,甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气；在达到平稳时,它们的温度必相等,如分子势能可忽视,名师归纳总结 就甲、乙中（）第 5 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A气体的压强相等B气体分子的平均动能相等C气体的内能相等D气体分子的平均速率相等解析： 由于温度

10、是分子平均动能的标志,所以在达到平稳时,它们的温度相等,气体分子的平均动能必相等；答案为 B；考点七、 考查气缸弹簧连接体问题例 9如图 9 所示,密闭绝热的具有肯定质量的活塞,活塞的上部封闭着气体,下部为真空, 活塞与器壁的摩擦忽视不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上, 弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为 EP（弹簧处于自然长度时的弹性势能为零）,现绳突然断开,弹簧推动活塞向上运动,经过多次往复运动后活塞静止,气体达到平稳态,经过此过程（）AEP全部转换为气体的内能BEP一部分转换成活塞的重力势能,其余部分仍为弹簧的弹性势能CEP全部转换成活塞的重力势能

11、和气体的内能DEP一部分转换成活塞的重力势能,一部分转换为气体的内能,其余部分仍为弹簧的弹性势能名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解析： 以活塞为争论对象,设初态时气体压强为P1,活塞质量为m,截面积为S,末态时的压强为P2,初态：,由题意可得末态位置必需高于初态位置,否就20220318不能平稳,就由 和（绝热）, W为正,也必为正,温度上升,内能增加,活塞重力势能增加,末态时,由力的平稳条件知：,仍旧具有肯定弹性势能,D正确；答案为 D；考点八、 考查气体压强微观说明例 10如图 10 所示,一个内壁光滑与外界不

12、发生热传递的汽缸固定在地面上,缸内活塞下方封闭着空气 （活塞与外界也不发生热传递）,如用竖直向上的力F 将活塞向上拉一些,达到稳固后缸内封闭着的气体（）A如活塞重力不计,拉力B分子平均动能不变F 对活塞做的功等于缸内气体内能的转变量C单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数削减D每个分子对缸壁的冲力都会减小解析： 活塞向上运动气体体积增大,气体对外做功,又没有发生热传递,故气体的温度降低, 压强肯定减小,故分子平均动能减小；气体对外做的功等于气体内能的削减量；答案为 C；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 考点

13、九、 考查热敏电阻接入气缸问题例 11如图 11 所示,带有活塞的汽缸中封闭肯定质量的气体（不考虑分子势能）；将一个半导体热敏电阻置于汽缸中,热敏电阻与汽缸外的电流表和电源相连接；活塞可以自由滑动, 活塞上有几块质量不等的小物块,仍有预备好的可以往活塞上添加的小物块；以下说法正确选项（）A如发觉电流表示数变小,汽缸内的温度肯定上升了,要想保持气体的体积不变,就需要往活塞上添加小物块B如发觉电流表示数变小,气体的内能肯定减小了,要想保持气体的体积不变,就需要削减活塞上的物块的数量C如发觉电流表示数变小,当保持活塞上的物块数量不变时,就气体的体积肯定增大,活塞会向上移动D如发觉电流表示数变小,就汽

14、缸内的温度肯定降低了,如活塞上物块数量保持不变,活塞会向下移动解析： 依据气体状态参量p、V、T关系,闭合电路欧姆定律以及热敏电阻特性知,电流表示数变小, R值变大,温度降低,内能减小；易选出正确选项 BD；考点十、 考查气体试验定律例 12（2022 年宁夏卷） 如图 12 所示,肯定质量的抱负气体被活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动；取一小盒沙子缓慢地倒在活塞名师归纳总结 的上表面上；沙子倒完时,活塞下降了h/4 ；再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的第 8 页,共 9 页上表面上；外界天气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的

15、高度；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解析： 设大气和活塞对气体的总压强为,加一小盒沙子对气体产生的压强为,由玻马定律得 ,由式得：,再加一小盒沙子后,气体的压强变为 p0+2p；设其次次加沙子后,活塞的高度为 h ,又由于 ,联立式解得 h=；总结： 从上面例子看出,有关气缸类型试题已是各类考试考查热点之一,这类试题考查的考点多, 学问综合性较强； 解决这类问题的关键是对气体状态参量和内能等基本概念的理解,特殊是活塞移动时的机械运动状态及其变化与气体状态及其变化相互影响等等,通过以上总结的十大考点以后,再做一些相关练习,信任同学们能很好的把握好气缸类问题；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 9 页