《（江蘇選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 選考模塊學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇選考）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題六 選考模塊學(xué)案（50頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題六　選考模塊 　二十六、熱 學(xué) [思維腦圖]　　　　　　　　　　學(xué)前串一串，平時翻一翻，考前憶一憶　　　　　　　　　　　　　 　　　　 [學(xué)前先做高考題]　　　　　　　　　　高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)　　　　　　　　　　　　　 1．(2015·江蘇高考)(1)對下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識，正確的有__________。 A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組

2、成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 (2)在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)?，可以起到保質(zhì)作用。某廠家為檢測包裝袋的密封性，在包裝袋中充滿一定量的氮?dú)?，然后密封進(jìn)行加壓測試。測試時，對包裝袋緩慢地施加壓力。將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，則加壓測試過程中，包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力________(選填“增大”、“減小”或“不變”)，包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1 L。將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時，氣體的體積變?yōu)?.45 L。 請通過計算判斷該包裝袋是否漏氣

3、。 解析：(1)晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點(diǎn)，則說明食鹽是晶體，選項A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的，故云母片是晶體，選項B錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項C錯誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項D正確。 (2)對氮?dú)饧訅汉?，氣體內(nèi)部的壓強(qiáng)增大，由F＝pS知，單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大。由于加壓過程是緩慢的，氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，所以氮?dú)獾膬?nèi)能不變。 (3)若不漏氣，設(shè)加壓后的體積為V1，由玻意耳定律知：p0V0＝p1V1

4、，代入數(shù)據(jù)得V1＝0.5 L，因?yàn)?.45 L<0.5 L，說明包裝袋漏氣。 答案：(1)AD　(2)增大　不變　(3)見解析 2．(2016·江蘇高考)(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋。水燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽。停止加熱，高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻。在冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸氣的變化情況為________。 A．壓強(qiáng)變小　　　　　　 B．壓強(qiáng)不變 C．一直是飽和汽 D．變?yōu)槲达柡推? (2)如圖1所示，在斯特林循環(huán)的p-V圖像中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個過程由兩個等溫和兩個等容過程組成。B→C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目____

5、____(選填“增大”“減小”或“不變”)。狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動速率的統(tǒng)計分布圖像如圖2所示，則狀態(tài)A對應(yīng)的是________(選填“①”或“②”)。 (3)如圖1所示，在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4 J和20 J。在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J。求氣體完成一次循環(huán)對外界所做的功。 解析：(1)高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸氣體積不變，溫度降低，則壓強(qiáng)變小，但鍋內(nèi)水蒸氣發(fā)生的是動態(tài)變化過程，一定是飽和汽。故選項A、C正確。 (2)B→C過程為等容過程，單位體積中的氣體分子數(shù)目不變。氣體狀態(tài)A的溫度低于狀態(tài)D的溫

6、度，則狀態(tài)A對應(yīng)的氣體分子的平均動能小，對應(yīng)著圖像①。 (3)完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20)J＝8 J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，氣體對外界所做的功為8 J。 答案：(1)AC　(2)不變　①　(3)8 J 3．(2017·江蘇高考)(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V-T圖像如圖1所示。下列說法正確的有________。 A．A→B的過程中，氣體對外界做功 B．A→B的過程中，氣體放出熱量 C．B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變 D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 (2)圖2甲和乙是某同學(xué)從資

7、料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動較劇烈。 (3)科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol－1。請估算該蛋白的密度。(計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)由題圖1可知，A→B過程氣體的體積減小，外界對氣體做功，A

8、項錯誤；A→B過程氣體的溫度不變，內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體放出熱量，B項正確；B→C過程中，是一個常數(shù)，氣體發(fā)生的是等壓變化，氣體的溫度降低，內(nèi)能減少，C項正確，D項錯誤。 (2)影響布朗運(yùn)動快慢的因素有兩個，即懸浮顆粒的大小和液體溫度，顆粒越小布朗運(yùn)動越明顯，液體溫度越高布朗運(yùn)動越明顯，從題圖2可以看出，乙中炭粒的布朗運(yùn)動明顯，因此溫度相同時，甲中炭粒的顆粒大；顆粒相同時，乙中水的溫度高，水分子的熱運(yùn)動較劇烈。 (3)摩爾體積V＝πr3NA[或V＝(2r)3NA] 由密度ρ＝，解得ρ＝ 代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103 kg/m3(或ρ≈5×102 kg/m3,5×102～1×

9、103 kg/m3均可)。 答案：(1)BC　(2)甲　乙　(3)1×103 kg/m3(或5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3均可) [研透?？碱}根] 對熱學(xué)基本知識的考查 1．分子動理論 (1)分子大小 ①阿伏加德羅常數(shù)：NA＝6.02×1023mol－1。 ②分子體積：V0＝(占有空間的體積)。 ③分子質(zhì)量：m0＝。 ④油膜法估測分子的直徑：d＝。 (2)分子熱運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動。 ①擴(kuò)散現(xiàn)象特點(diǎn)：溫度越高，擴(kuò)散越快。 ②布朗運(yùn)動特點(diǎn)：液體內(nèi)固體小顆粒做永不停息、無規(guī)則的運(yùn)動，顆粒越小、溫度越高，運(yùn)動越劇烈。

10、 (3)分子間的相互作用力和分子勢能 ①分子力：分子間引力與斥力的合力。分子間距離增大，引力和斥力均減??；分子間距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快。 ②分子勢能：分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負(fù)功，分子勢能增大；當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時，分子間作用的合力為0)時，分子勢能最小。 2．固體和液體 (1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同。晶體具有確定的熔點(diǎn)。單晶體表現(xiàn)出各向異性，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性。晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化。 (2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間。液晶具有流動性，在光學(xué)、電

11、學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性。 (3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切。 [即時訓(xùn)練] 1．判斷正誤 (1)布朗運(yùn)動并不是液體分子的運(yùn)動，但它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動。(√) (2)液體溫度越高，布朗運(yùn)動會越激烈。(√) (3)顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，這反映了液體分子運(yùn)動的無規(guī)則性。(√) (4)懸浮在空氣中做布朗運(yùn)動的PM2.5微粒，氣溫越高，運(yùn)動越劇烈。(√) (5)擴(kuò)散現(xiàn)象不僅能發(fā)生在氣體和液體中，固體中也可以。(√) (6)“酒香不怕巷子深”與分子熱運(yùn)動有關(guān)。(√) (7)水不容易被壓縮說明分子間存

12、在分子力。(√) (8)用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，說明此時分子間只存在引力而不存在斥力。(×) (9)將一個分子從無窮遠(yuǎn)處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間的分子力先增大后減小最后再增大。(√) (10)當(dāng)分子間距離增大時，分子間的引力減少，斥力增大。(×) (11)若兩分子間距離減小，分子間斥力增大，引力減小，合力為斥力。(×) (12)當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時，分子間的距離越大，分子勢能越小。(×) (13)同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)。(√) (14)大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽，就變成了非晶體。(×) (15)單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性，

13、而多晶體和非晶體是各向同性的。(√) (16)單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。(√) (17)晶體在各個方向上的導(dǎo)熱性能相同時，表現(xiàn)為各向同性。(√) (18)單晶體的物理性質(zhì)具有各向異性。(√) (19)太空中水滴成球形，是液體表面張力作用的結(jié)果。(√) (20)液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部。(×) (21)液體表面的分子距離大于分子間的平衡距離，使得液面有表面張力。(√) (22)葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用。(√) (23)液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征。(√) (24)液晶顯示器是利用了液晶對光具有各

14、向異性的特點(diǎn)。(√) (25)當(dāng)人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大。(×) (26)空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越快。(×) (27)只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計算出阿伏加德羅常數(shù)。(√) (28)用阿伏加德羅常數(shù)和某種氣體的密度，就可以求出該種氣體的分子質(zhì)量。(×) (29)只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出該氣體分子的體積。(×) (30)一定質(zhì)量的100 ℃的水吸收熱量后變成100 ℃的水蒸氣，則吸收的熱量大于增加的內(nèi)能。(√) (31)給自行車打氣時氣筒壓下后反彈，是由分子斥力造成的。(×) (32)如果

15、氣體分子總數(shù)不變，而氣體溫度升高，氣體的平均動能一定增大，因此壓強(qiáng)也必然增大。(×) (33)把很多小的單晶體放在一起，就變成了非晶體。(×) (34)用熱針尖接觸金屬表面的石蠟，熔化區(qū)域呈圓形，這是晶體各向異性的表現(xiàn)。(×) (35)漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性的緣故。(×) (36)雨水沒有透過布雨傘是因?yàn)橐后w分子表面張力的原因。(√) (37)在完全失重的情況下，氣體對容器壁的壓強(qiáng)為零。(×) (38)壓強(qiáng)變大時，分子間的平均距離必然變小。(×) (39)當(dāng)人們感到干燥時，空氣的相對濕度一定較小。(√) (40)影響蒸發(fā)快慢以及影

16、響人們對干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距。(√) 2．已知50 ℃時飽和水汽壓是92.5 mmHg，則在以下兩種變化中：①如果溫度不變，汽的體積縮小到原來一半；②體積不變，汽的溫度升高到100 ℃。其飽和水汽壓變化是(　　) A．不變，不變　　　　　　 B．變大，不變 C．不變，變大 D．變大，變大 解析：選C　根據(jù)飽和水汽壓與溫度有關(guān)，隨溫度的升高而增大，與體積無關(guān)可知，如果溫度不變，汽的體積縮小到原來一半，其飽和水汽壓不變；如果保持體積不變，當(dāng)汽的溫度升高時，其飽和水汽壓會變大。故C正確。 熱力學(xué)定律的理解 1．物體內(nèi)能變化的

17、判定 溫度變化引起分子平均動能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢能的變化。 2．熱力學(xué)第一定律 (1)公式：ΔU＝W＋Q。 (2)符號規(guī)定：外界對系統(tǒng)做功，W>0；系統(tǒng)對外界做功，W<0。系統(tǒng)從外界吸收熱量，Q>0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0。系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU>0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU<0。 3．熱力學(xué)第二定律的表述 (1)熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述)。 (2)不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)。 (3)第二類永動機(jī)是不可能制成的。 [即時訓(xùn)練] 1．判斷正誤 (1

18、)外界對系統(tǒng)做功，其內(nèi)能一定增加。(×) (2)系統(tǒng)從外界吸收熱量，其內(nèi)能一定增加。(×) (3)一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，其內(nèi)能不變。(×) (4)一定質(zhì)量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能增大。(√) (5)在輪胎爆裂這一短暫過程中，氣體膨脹，溫度下降。(√) (6)密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程外界對其做功，瓶內(nèi)空氣內(nèi)能增加。(×) (7)壓縮處于絕熱容器中的一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能一定增加。(√) (8)“鉆木取火”和“捂熱水袋”都是做功改變物體內(nèi)能的。(×) (9)熱量能夠自發(fā)地從高溫物體傳導(dǎo)到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳導(dǎo)到高

19、溫物體。(√) (10)利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機(jī)，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是可能的。(√) (11)自然界進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的。(√) (12)功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程一定是可逆過程。(×) (13)空調(diào)既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性。(×) (14)不斷改進(jìn)工藝，熱機(jī)的效率可能達(dá)到100%。(×) (15)熱量不可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第一定律。(×) (16)“第一類永動機(jī)”不可能制成，是因?yàn)樗`背了能量守恒定律。(√) (17)“第二類永動機(jī)”不可能制成，是因?yàn)樗`背了能量守

20、恒定律。(×) 2．關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(　　) A．氣體吸熱后溫度一定升高 B．對氣體做功可以改變其內(nèi)能 C．理想氣體等壓膨脹過程一定放熱 D．熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 解析：選BD　根據(jù)熱力學(xué)定律，氣體吸熱后如果對外做功，則溫度不一定升高，說法A錯誤；改變物體內(nèi)能的方式有做功和傳熱，對氣體做功可以改變其內(nèi)能，說法B正確；理想氣體等壓膨脹對外做功，根據(jù)＝恒量知，膨脹過程一定吸熱，說法C錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，說法D正確。 氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用 1．氣體實(shí)驗(yàn)定律 (1)等溫變化：pV＝C或p1V1＝p2

21、V2。 (2)等容變化：＝C或＝。 (3)等壓變化：＝C或＝。 (4)理想氣體狀態(tài)方程：＝C或＝。 2．應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律的三個重要環(huán)節(jié) (1)正確選擇研究對象：對于變質(zhì)量問題要保證研究質(zhì)量不變的部分；對于多部分氣體問題，要各部分獨(dú)立研究，各部分之間一般通過壓強(qiáng)找聯(lián)系。 (2)列出各狀態(tài)的參量：氣體在初、末狀態(tài)，往往會有兩個(或三個)參量發(fā)生變化，把這些狀態(tài)參量羅列出來會比較準(zhǔn)確、快速地找到規(guī)律。 (3)認(rèn)清變化過程：準(zhǔn)確分析變化過程以便正確選用氣體實(shí)驗(yàn)定律。 [例1]　一定質(zhì)量的理想氣體被質(zhì)量m＝30 kg、橫截面積S＝100 cm2的活塞封閉在光滑圓筒形的金屬汽缸內(nèi)，活塞與汽

22、缸底之間用一輕彈簧連接。開始時汽缸水平放置，彈簧恰好處于原長L0＝50 cm，如圖(a)所示。將汽缸從水平位置緩慢地豎直立起，穩(wěn)定后活塞下降L1＝10 cm，如圖(b)所示。再對汽缸內(nèi)的氣體逐漸加熱，活塞上升L2＝30 cm，如圖(c)所示。已知重力加速度g＝10 m/s2，外界氣溫t＝27 ℃，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，不計一切摩擦，求： (1)彈簧的勁度系數(shù)k； (2)加熱后，汽缸內(nèi)氣體的溫度T′。 [解析]　(1)設(shè)汽缸豎直穩(wěn)定后，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1， 活塞受力平衡p1S＋kL1＝p0S＋mg 由玻意耳定律得p0L0S＝p1(L0－L1)S 解得k＝500 N

23、/m。 (2)設(shè)加熱后汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2， 活塞受力平衡p2S＝p0S＋mg＋k(L2－L1) 初始溫度：T＝t＋273 K 由理想氣體狀態(tài)方程＝ 解得T′＝588 K。 [答案]　(1)500 N/m　(2)588 K [即時訓(xùn)練] 1．(2016·全國卷Ⅱ)一氧氣瓶的容積為0.08 m3，開始時瓶中氧氣的壓強(qiáng)為20個大氣壓。某實(shí)驗(yàn)室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36 m3。當(dāng)氧氣瓶中的壓強(qiáng)降低到2個大氣壓時，需重新充氣。若氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實(shí)驗(yàn)室使用多少天。 解析：設(shè)氧氣開始時的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，壓強(qiáng)變?yōu)閜2(2個大氣壓)時，體積為V2。

24、根據(jù)玻意耳定律得 p1V1＝p2V2① 重新充氣前，用去的氧氣在p2壓強(qiáng)下的體積為 V3＝V2－V1② 設(shè)用去的氧氣在p0(1個大氣壓)壓強(qiáng)下的體積為V0，則有 p2V3＝p0V0③ 設(shè)實(shí)驗(yàn)室每天用去的氧氣在p0壓強(qiáng)下的體積為ΔV，則氧氣可用的天數(shù)為 N＝④ 聯(lián)立①②③④式，并代入數(shù)據(jù)得 N＝4(天)。⑤ 答案：4天 2．(2017·江蘇四模)在水平面上有一個導(dǎo)熱汽缸，如圖甲所示，活塞與汽缸之間密封了一定質(zhì)量的理想氣體。最初密封氣體的溫度為27 ℃，氣柱長10 cm；給氣體加熱后，氣柱長變?yōu)?2 cm。已知汽缸內(nèi)橫截面積為0.001 m2，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105

25、Pa，重力加速度g取10 m/s2，不計活塞與汽缸之間的摩擦。 (1)求加熱后汽缸內(nèi)氣體的溫度； (2)若保持汽缸內(nèi)氣體溫度不變，將汽缸直立后(如圖乙所示)，氣柱長度又恢復(fù)為10 cm，求活塞質(zhì)量。 解析：(1)汽缸內(nèi)的密封氣體溫度升高后，壓強(qiáng)不變，是等壓變化，汽缸內(nèi)橫截面積用S表示， 則V1＝0.1S m3，V2＝0.12S m3，T1＝(273＋27)K 根據(jù)蓋—呂薩克定律，有＝ 代入數(shù)據(jù)解得：T2＝360 K(或87 ℃)。 (2)將汽缸直立后，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有p2V2＝p3V3 已知V2＝0.12S m3，V3＝0.1S m3，p2＝p0＝1.0×

26、105 Pa 代入數(shù)據(jù)解得p3＝1.2×105 Pa 因?yàn)棣＝p3－p0＝ 代入數(shù)據(jù)解得m＝2 kg。 答案：(1)360 K(或87 ℃)　(2)2 kg 熱學(xué)綜合問題 [例2]　(2017·南京一模)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)絕熱過程到達(dá)狀態(tài)B，再經(jīng)等容過程到達(dá)狀態(tài)C，此過程的p -V圖像如圖所示，圖中虛線為等溫線。在B→C的過程中，氣體吸收熱量為12 J。 (1)比較氣體在A和B狀態(tài)的內(nèi)能EA、EB的大??； (2)求氣體從A→B過程中氣體對外界做的功。 [解析]　(1)A→B過程絕熱，Q＝0，氣體體積V增大，對外做功，內(nèi)能減小，EA＞EB。 (2)A→B→

27、C過程中有：ΔU＝WAB＋WBC＋QAB＋QBC A、C溫度相等，內(nèi)能不變，ΔU＝0 A→B過程絕熱，QAB＝0 B→C等容變化不做功，WBC＝0 在B→C的過程中，氣體吸收熱量QBC＝12 J 解得WAB＝－12 J 即A→B過程氣體對外做功12 J。 [答案]　(1)EA＞EB　(2)12 J [即時訓(xùn)練] 1.(2017·許昌二模)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A。其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程。該循環(huán)過程中，下列說法正確的是(　　) A．A→B過程中，氣體對外界做功，吸熱 B．B→C過程中，氣體

28、分子的平均動能增加 C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)減少 D．D→A過程中，氣體吸熱 解析：選A　A→B過程中，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，A→B為等溫過程，內(nèi)能不變，ΔU＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知?dú)怏w吸熱，Q＞0，故A正確；B→C過程中，絕熱膨脹，氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；C→D過程中，等溫壓縮，體積變小，分子數(shù)密度變大，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C錯誤；D→A過程中，絕熱壓縮，Q＝0，故D錯誤。 2.(2017·南通一模)如圖所示，在開口向上、豎直放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)，用質(zhì)量m＝2.0 kg的活塞

29、密封一部分氣體，活塞在容器內(nèi)能自由滑動且保持水平，容器的底面積S＝100 cm2，開始時氣體的溫度T1＝280 K，活塞到容器底的距離h1＝20.0 cm。在氣體從外界吸收Q＝40 J熱量的過程中，活塞緩慢上升的距離Δh＝1.0 cm。已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)活塞停止上升時容器內(nèi)氣體的溫度T2； (2)密封氣體內(nèi)能的增加量ΔU。 解析：(1)活塞上升過程中，由蓋—呂薩克定律有：＝ 則有：T2＝T1＝T1 代入數(shù)據(jù)解得T2＝294 K。 (2)活塞上升的過程，外界對系統(tǒng)做的功為： W＝－(mg＋p0S)Δh 由熱力學(xué)第一定

30、律有：ΔU＝Q＋W 解得：ΔU＝29.8 J。 答案：(1)294 K　(2)29.8 J [專題跟蹤檢測] 一、選擇題 1．(2017·泰州三模)下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)分子間引力大于斥力時，隨著分子間距增加，分子間作用力的合力一定減小 B．單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此其他物質(zhì)分子不能擴(kuò)散到單晶硅中 C．液晶具有液體的流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性 D．密閉容器中水的飽和汽壓隨溫度和體積的變化而變化 解析：選C　當(dāng)分子間引力大于斥力時，分子間距離r＞r0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距增加，分子力先增大，后減小，故A錯誤；單晶硅

31、中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但分子之間仍然存在間隙，其他物質(zhì)分子能擴(kuò)散到單晶硅中，故B錯誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅僅與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故D錯誤。 2．在溫度不變的情況下，增大液面上方飽和汽的體積，再次平衡時，下面有關(guān)說法正確的是(　　) A．飽和汽的質(zhì)量不變，飽和汽的密度減小 B．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)減小 C．飽和汽的密度不變，飽和汽的壓強(qiáng)增大 D．飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變 解析：選D　飽和汽壓只與溫度有關(guān)，故在溫度不變的情況下，飽和汽的分子密度是不變的。增大液面上方飽和汽的體積，再

32、次平衡時，飽和汽的質(zhì)量增大，飽和汽的壓強(qiáng)不變，故D正確。 3.如圖所示，縱坐標(biāo)表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標(biāo)表示兩個分子的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m B．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級為10－10 m C．若兩個分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為引力 D．若兩個分子間距離越來越大，則分子勢能也越來越大 解析：選BC　在F-r圖像中，隨著距離的增大，斥力比引力變化快

33、，所以ab為引力曲線，cd為斥力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級時，引力等于斥力，所以e點(diǎn)的橫坐標(biāo)為10－10 m，故A錯誤，B正確；若兩個分子間距離大于e點(diǎn)的橫坐標(biāo)，則分子間作用力表現(xiàn)為引力，故C正確；若兩個分子間距離越來越大，小于平衡位置距離時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，斥力做正功；大于平衡位置距離時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，引力做負(fù)功，故分子勢能先減小后增大，故D錯誤。 4．(2017·南通模擬)下列說法中正確的是(　　) A．兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小 B．從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大，水面上方的空氣越潮濕 C.理想

34、氣體向真空中自由膨脹時，壓強(qiáng)減小，同時從外界吸熱 D．液滴在完全失重狀態(tài)下，其形狀可以做如圖所示虛線方向的周期性微小變化，這是表面張力產(chǎn)生的效果 解析：選AD　根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知，兩分子間的距離從r0處逐漸增大，分子間表現(xiàn)出的引力先增大后減小，故A正確；根據(jù)對蒸發(fā)與液化的平衡微觀解釋可知，從水里逸出的水分子數(shù)目與撞回水里的水分子數(shù)之差越大，水面上方的空氣越干燥，故B錯誤；理想氣體向真空中自由膨脹時，氣體不對外做功，壓強(qiáng)雖然減小，但不一定會從外界吸熱，故C錯誤；液滴在完全失重狀態(tài)下，由于表面張力的作用，其形狀近似為球體，故D正確。 5．(2017·徐州期中)如圖所示，對于圖片中所描述的物

35、理過程，下列分析中正確的是(　　) A．圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮，空氣的內(nèi)能增大 B．圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣的內(nèi)能增大 C．圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣的內(nèi)能減小 D．圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時，氣體的內(nèi)能增大 解析：選AC　題圖甲，厚玻璃筒內(nèi)的空氣被壓縮時，活塞對空氣做功，瓶內(nèi)空氣溫度升高，空氣的內(nèi)能增大，故A正確；題圖乙，瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時，空氣對活塞做功，空氣的內(nèi)能減小，故B錯誤；題圖丙，試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時，水蒸氣對塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能減小，故C正確；題圖丁，汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運(yùn)動時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

36、，內(nèi)能減小，故D錯誤。 6．(2017·南京四模)下列說法正確的有(　　) A．天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶體 B．大氣中氫含量較少的原因是氫分子平均速率較大，更容易從地球逃逸 C．相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度等于固體的擴(kuò)散速度 D．人類使用能量的過程是將髙品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能 解析：選BD　天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶體，故A錯誤；在動能一定的情況下，質(zhì)量越小，速率越大，地球大氣中氫含量少，是由于外層氣體中氫分子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易從地球逃逸，故B正確；在相同的溫度下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快，故C

37、錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，能量在利用過程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能，故D正確。 7.(2017·徐州二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖ABCDA的循環(huán)過程，其中A→B、C→D是兩個等壓過程，B→C、D→A是兩個絕熱過程。關(guān)于氣體狀態(tài)及其能量變化，下列說法中正確的有(　　) A．A→B過程，氣體對外做功，內(nèi)能增大 B．B→C過程，氣體分子平均動能增大 C．ABCDA循環(huán)過程中，氣體吸熱，對外做功 D．ABCDA循環(huán)過程中，A狀態(tài)氣體溫度最低 解析：選AC　A→B過程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對外做功，根據(jù)蓋—呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫

38、度升高，內(nèi)能增大，故A正確；B→C是絕熱過程，體積增大，氣體對外界做功，W＜0，絕熱過程，Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q＜0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動能減小，故B錯誤；ABCDA循環(huán)過程中，從A→B→C氣體對外做功，C→D→A外界對氣體做功，氣體對外做功大于外界對氣體做功，所以一個循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對外做功，W＜0；經(jīng)過一個循環(huán)，氣體回到初狀態(tài)A，內(nèi)能不變，ΔU＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q＞0，氣體吸熱，故C正確；ABCDA循環(huán)過程中，從D→A，體積減小，外界對氣體做功，W＞0，絕熱過程，Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＞0，內(nèi)能增加，溫度升高，D狀態(tài)溫度比A狀態(tài)

39、溫度低，即A狀態(tài)溫度不是最低，故D錯誤。 二、非選擇題 8.(2017·徐州模擬)一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)p與攝氏溫度t的關(guān)系如圖所示，氣體從狀態(tài)A變到狀態(tài)B，則氣體在狀態(tài)A的體積______(選填“＞”、“＝”或“＜”)在狀態(tài)B的體積；此過程中，氣體做功的絕對值為W，內(nèi)能變化量的絕對值為ΔU，則氣體與外界之間傳遞的熱量為__________。 解析：在p -t圖像中分別作出過A、B兩點(diǎn)的等容線，延長線交于同一點(diǎn)－273.15 ℃，等容線斜率越大，體積越小，所以氣體在狀態(tài)A的體積小于在狀態(tài)B的體積，氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度降低，內(nèi)能減小，ΔU＜0，此過程中氣體體積增大，氣體對外做功，W＜

40、0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q，代入：－ΔU＝－W＋Q，解得：Q＝W－ΔU。 答案：＜　W－ΔU 9．(2017·蘇錫常二模)我國科技人員用升溫析晶法制出了超大尺寸單晶鈣鈦礦晶體，尺寸超過71 mm，這是世界上首次報道尺寸超過0.5英寸的鈣鈦礦單晶。假設(shè)該單晶體的體積為V，密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)NA，則該晶體所含有的分子數(shù)為________，分子直徑為________。(球的體積公式V＝πD3，D為球的直徑) 解析：該單晶體的質(zhì)量m＝ρV，則分子數(shù)為：n＝NA，單個分子體積V0＝＝＝解得：D＝。 答案：NA　　 10.(2017·徐州模擬)如圖所示，豎直放置的內(nèi)壁

41、光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到缸底的距離h＝0.5 m。已知活塞質(zhì)量m＝2 kg，橫截面積S＝1×10－2 m2，環(huán)境溫度t＝0 ℃且保持不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105 Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol＝22.4 L/mol，g＝10 m/s2?，F(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至水平，求： (1)汽缸水平放置時，被封閉氣體的體積V； (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。 解析：(1)根據(jù)平衡條件得，封閉氣體的壓強(qiáng)：p1＝p0＋＝1.2×105 Pa 體積V1＝Sh＝5×10－3 m3 由玻意耳定律有：p

42、1V1＝p0V 解得V＝6×10－3 m3。 (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個數(shù)N＝×NA ＝×6×1023≈2×1023(個)。 答案：(1)6×10－3 m3　(2)2×1023個 11．(2017·宿遷三模)成年人在正常狀態(tài)下1分鐘呼吸18次，每次吸入的空氣約為500 mL，空氣中氧氣的含量約為21%，氧氣的密度約為1.4 kg/m3、摩爾質(zhì)量為3.2×10－2 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023 mol－1。求一個成年人在一晝夜的時間內(nèi)： (1)吸入氧氣的質(zhì)量； (2)吸入氧氣的分子數(shù)。(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字) 解析：(1)吸入氧氣的體積V＝n0V0η＝×18

43、×500×10－6×21% m3≈2.72 m3， 吸入氧氣的質(zhì)量m＝ρV＝1.4×2.72 kg≈4 kg。 (2)吸入的氧氣分子數(shù)N＝NA 解得N＝×6.0×1023≈8×1025(個)。 答案：(1)4 kg　(2)8×1025個 12.(2017·淮安一模)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S。開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0。將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中后，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q，活塞緩慢上升d后再次平衡。求： (1)外界空氣的溫度； (2)在此過程中密封氣體的內(nèi)能增加了

44、多少。 解析：(1)取密封氣體為研究對象，活塞上升過程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律得：＝ 解得：外界空氣的溫度為T＝T0。 (2)活塞上升的過程，密封氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，所以外界對系統(tǒng)做的功 W＝－(mg＋p0S)d。 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得密閉氣體增加的內(nèi)能 ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d。 答案：(1)T0　(2)Q－(mg＋p0S)d 13.如圖，在水平固定放置的汽缸內(nèi)，用不漏氣的輕質(zhì)活塞封閉有一定量的理想氣體，開有小孔的薄隔板將氣體分為A、B兩部分?；钊臋M截面積為S，與汽缸壁之間無摩擦。初始時A、B兩部分體積相同，溫度為T，大氣壓強(qiáng)為p0。 (1)

45、加熱氣體，使A、B兩部分體積之比達(dá)到1∶2，求此時的溫度T′； (2)將氣體溫度加熱至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p0S，推動活塞，直至最終達(dá)到平衡，推動活塞過程中溫度始終維持2T不變，求最終氣體壓強(qiáng)p′。 解析：(1)設(shè)A的體積為V，則初狀態(tài)A、B總體積為2V，末狀態(tài)總體積為3V 由蓋—呂薩克定律得：＝ 解得T′＝1.5T。 (2)假設(shè)活塞被推至隔板時氣體壓強(qiáng)為p臨 ＝ 解得p臨＝4p0＜ 由此可以判斷，活塞一直被推至隔板，此后氣體體積、溫度均不變，則壓強(qiáng)不再改變，p′＝4p0。 答案：(1)1.5T　(2)4p0 14．(2017·蘇州模擬)冬天天氣寒冷

46、，有時室內(nèi)需要加溫。如果有一房間室內(nèi)面積為22.4 m2，高為3.0 m，室內(nèi)空氣通過房間縫隙與外界大氣相通，開始時室內(nèi)溫度為0 ℃，通過加熱使室內(nèi)溫度升為20 ℃。若上述過程中大氣壓強(qiáng)不變，已知?dú)怏w在0 ℃的摩爾體積為22.4 L/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023 mol－1，試估算這個過程中有多少空氣分子從室內(nèi)跑出。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：0 ℃時室內(nèi)氣體分子總數(shù) N＝NA ＝×6.0×1023＝1.8×1027(個) 設(shè)20 ℃時室內(nèi)氣體體積與氣體總體積分別為 V1和V2， 根據(jù)蓋—呂薩克定律得＝，T1＝273 K， T2＝(273＋20)K＝293 K 解得

47、＝ 則室內(nèi)氣體分子數(shù)與總分子數(shù)之比為＝ 從室內(nèi)跑出的氣體分子數(shù)為ΔN＝N－N1 聯(lián)立解得ΔN＝N≈1.2×1026(個)。 答案：1.2×1026個 　二十七、振動和波動、光與電磁波 [思維腦圖]　　　　　　　　　　學(xué)前串一串，平時翻一翻，考前憶一憶　　　　　　　　　　　　　 　　　　 [學(xué)前先做高考題]　　　　　　　　　　高考題最經(jīng)典，每做一次都有新發(fā)現(xiàn)　　　　　　　　　　　　　 1．(2015·江蘇高考)(1)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比________。 A．波速變大　　　　　　 B．波速不變 C．頻率變高

48、 D．頻率不變 (2)用2×106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的________倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL較短，遇到結(jié)石時________(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射。 (3)人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn)。已知光線的入射角為30°，OA＝5 cm，AB＝20 cm，BP＝12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n。 解析：(1)漁船與魚群發(fā)生相對運(yùn)動，被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒

49、效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項B、C正確。 (2)由v＝λf知，超聲波在結(jié)石中的波長λ1＝，在膽汁中的波長λ2＝，則波長之比：＝＝1.5。 超聲波遇到結(jié)石時，其波長遠(yuǎn)小于結(jié)石的線度，則超聲波遇到結(jié)石時不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。 (3)設(shè)折射角為γ，由折射定律知：＝n 由幾何關(guān)系知：sin γ＝ 且OP＝ 代入數(shù)據(jù)得n＝≈1.5。 答案：(1)BC　(2)1.5　不容易　(3)(或n≈1.5) 2．(2016·江蘇高考)(1)一艘太空飛船靜止時的長度為30 m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是________。 A．飛船上的觀測者測得

50、該飛船的長度小于30 m B．地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m C．飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于c D．地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c (2)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波。一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，即兩列光的________相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________(選填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會出現(xiàn)暗條紋。 (3)在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長λ＝5.89×10－7 m，雙縫間的距離d＝1 mm，雙縫到屏的

51、距離l＝2 m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。 解析：(1)飛船上的觀測者相對飛船靜止，測得飛船的長度為飛船靜止時的長度l0＝30 m，選項A錯誤；地球上的觀測者與飛船有相對運(yùn)動，測得飛船的長度l＝l0＜l0，故應(yīng)小于30 m，選項B正確；狹義相對論的一個基本假設(shè)是光速不變原理，即飛船上和地球上的觀測者測得的光信號速度都等于c，選項C、D錯誤。 (2)當(dāng)一束光投射到兩條相距很近的狹縫上，狹縫成了兩個光源，兩列光的頻率、相位、振動方向相同。A、B兩點(diǎn)是振動加強(qiáng)點(diǎn)，出現(xiàn)亮條紋，C點(diǎn)是波峰與波谷的疊加，為振動減弱點(diǎn)，出現(xiàn)暗條紋。 (3)相鄰亮條紋的中心間距Δx＝λ 由題意知，亮條

52、紋的數(shù)目n＝10 所以L＝，代入數(shù)據(jù)解得L＝1.178×10－2 m。 答案：(1)B　(2)頻率　C　(3)1.178×10－2 m 3．(2017·江蘇高考)(1)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有________。 A．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快 B．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢 C．地球上的人觀測到地球上的鐘較快 D．地球上的人觀測到地球上的鐘較慢 (2)野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時，能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)?/p>

53、原來的2倍時，播出聲波的________(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍，聲波傳播速度________(選填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩個球體共軸。平行光束寬度為D，對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球，會聚在軸線上的P點(diǎn)。取球體的折射率為，且D＝R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出) 解析：(1)相對論告訴我們，運(yùn)動的鐘會變慢，由于飛船上的人相對飛船上的鐘是靜止的，而觀測到地球上的鐘是高速運(yùn)動的，因此飛船上的人觀測到飛船上的鐘相對于地球上的鐘快，A項正確，B項錯誤；同理，地球上的人觀測到飛船上的鐘是高速運(yùn)動的

54、，因此地球上的人觀測到地球上的鐘比飛船上的鐘快，C項正確，D項錯誤。 (2)播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則聲波的頻率也變?yōu)樵瓉淼?倍，但在同一均勻介質(zhì)中聲波的傳播速度不變。 (3)由幾何關(guān)系sin i＝， 解得i＝45° 則由折射定律＝n， 解得r＝30° 且i＝r＋，解得α＝30°。 答案：(1)AC　(2)頻率　不變　(3)30° [研透?？碱}根] 機(jī)械振動 1．簡諧運(yùn)動的對稱性 振動質(zhì)點(diǎn)在關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回復(fù)力F、加速度a與位移x的方向相反，而v與x的方向可能相同，也可能相反。振動質(zhì)點(diǎn)來回通過相同的兩點(diǎn)間的時間

55、相等，即tBC＝tCB。振動質(zhì)點(diǎn)通過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段的時間相等，即tBC＝tB′C′。如圖所示。 2．簡諧運(yùn)動的周期性 做簡諧運(yùn)動的物體，其位移、回復(fù)力、加速度、速度都隨時間按“正弦”或“余弦”規(guī)律變化，它們的周期均相同。其位移隨時間變化的表達(dá)式為：x＝Asin(ωt＋φ)或x＝Acos(ωt＋φ)。 [例1]　(2017·鹽城期中)一個在水平面內(nèi)做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點(diǎn)a時開始計時，下列說法中正確的是(　　) A．到它第二次經(jīng)過a點(diǎn)時，所需時間為半個周期 B．到它第二次經(jīng)過a點(diǎn)時，所需時間為一個周期 C．到它第三次經(jīng)過a點(diǎn)時

56、，所需時間為一個周期 D．到它第三次經(jīng)過a點(diǎn)時，所需時間為二個周期 [解析]　振子從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點(diǎn)a時開始計時，當(dāng)振子第二次經(jīng)過a點(diǎn)時，速度的方向一定與開始時的方向相反，所需要的時間可能大于半個周期，也可能小于半個周期，但一定不等于半個周期或一個周期，故A、B錯誤；振子從第一次以不等于零的速度經(jīng)過非平衡位置的某點(diǎn)a時開始計時，當(dāng)振子第三次經(jīng)過a點(diǎn)時，速度的方向一定與開始時的方向相同，所需要的時間一定是一個周期，故C正確，D錯誤。 [答案]　C [即時訓(xùn)練] 1．(2016·北京高考)如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動。以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸，

57、向右為x軸正方向。若振子位于N點(diǎn)時開始計時，則其振動圖像為(　　) 解析：選A　從振子位于N點(diǎn)開始計時，則在0時刻，振子位于正向最大位移處，分析振動圖像可知選項A正確。 2．如圖所示，彈簧振子在BC間振動，O為平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子從B經(jīng)O到C的運(yùn)動時間是1 s，則下列說法中正確的是(　　) A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B．振動周期是1 s，振幅是10 cm C．經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是20 cm D．從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm 解析：選D　振子在BC間振動，振子從B經(jīng)O到C經(jīng)歷的時間為半個周期，即半次全振動，故A錯

58、誤；振子從B經(jīng)O到C經(jīng)歷的時間為半個周期，所以振動周期為2 s，振子在B、C兩點(diǎn)間做機(jī)械振動，BO＝OC＝5 cm，O是平衡位置，則該振子的振幅為5 cm，故B錯誤；結(jié)合A的分析可知，經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程為40 cm，故C錯誤；從B開始經(jīng)過3 s，振子運(yùn)動的時間是1.5個周期，振子通過的路程是：1.5×4×5 cm＝30 cm，故D正確。 機(jī)械波 1．波動圖像描述的是在同一時刻，沿波的傳播方向上的各個質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。在時間上具有周期性、空間上具有重復(fù)性和雙向性的特點(diǎn)。 2．深刻理解波動中的質(zhì)點(diǎn)振動。質(zhì)點(diǎn)振動的周期(頻率)＝波源的周期(頻率)＝波的傳播周期(頻率)。

59、 3．要畫好、用好振動圖像，并正確地與實(shí)際情景相對應(yīng)。要正確畫出波形圖，準(zhǔn)確寫出波形平移距離、質(zhì)點(diǎn)振動時間與波長、周期的單一解或多解表達(dá)式。 4．分析簡諧運(yùn)動中各物理量的變化情況時，一定要以位移為橋梁，位移增大時，振動質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度、勢能均增大，速度、動能均減小；反之，則產(chǎn)生相反的變化。另外，各矢量均在其值為零時改變方向。 5．“一分、一看、二找”巧解波動圖像與振動圖像的綜合問題。 (1)分清振動圖像與波動圖像。只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動圖像。 (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級。 (3)找準(zhǔn)波動圖像對應(yīng)的時刻。 (4)找

60、準(zhǔn)振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。 [例2]　圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像，則(　　) A．t＝0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大 B．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點(diǎn)Q沿x軸負(fù)方向運(yùn)動了6 m C．t＝0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 D．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm [解析]　t＝0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)Q的位移達(dá)到負(fù)向最大，則知其加速度達(dá)到正向最大，故A錯誤；由題圖乙知：t＝0.10 s時質(zhì)點(diǎn)Q的速度方向沿y軸

61、負(fù)方向，則由波形的平移法判斷得知，該波沿x軸負(fù)方向傳播，t＝0.10 s時，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動，則t＝0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，故C正確；從t＝0.10 s到t＝0.25 s，所經(jīng)歷的時間為Δt＝0.15 s＝T，該波沿x軸負(fù)方向傳播了λ＝6 m，而質(zhì)點(diǎn)Q只會在其平衡位置來回振動，故B錯誤；從t＝0.10 s到t＝0.25 s，所經(jīng)歷的時間為Δt＝0.15 s＝T，由于質(zhì)點(diǎn)P向上接近波峰與向下接近波谷時速度較小，在這段時間內(nèi)通過的路程小于其從平衡位置起在0.15 s 內(nèi)通過的路程3A＝30 cm，即路程s＜3A＝30 cm，故D錯誤。 [答案]　C [即時訓(xùn)練]

62、1.(2017·上海一模)一列沿x軸正方向傳播的簡諧波t＝0時刻的波形如圖所示，t＝0.2 s時質(zhì)點(diǎn)C開始振動，則(　　) A．t＝0.3 s時，波向前傳播了3 m，質(zhì)點(diǎn)B將到達(dá)質(zhì)點(diǎn)C的位置 B．t＝0.05 s時，質(zhì)點(diǎn)A的速度方向向下 C．0～0.6 s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B的平均速度為2 m/s D．若同時存在一列振幅為10 cm、頻率為2.5 Hz的沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波，則兩列波相遇疊加的區(qū)域會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象 解析：選D　由題：t＝0.2 s時質(zhì)點(diǎn)C開始振動，波傳播了2 m，由波形平移法得：t＝0.3 s時，波向前傳播了3 m，但B點(diǎn)只在自己的平衡位置附近上下振動，沒有向前遷移，不會到達(dá)

63、質(zhì)點(diǎn)C的位置，故A錯誤；由題可得波的周期為T＝0.4 s，t＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)A的速度方向向上，在t＝0.05 s，質(zhì)點(diǎn)A正向波峰運(yùn)動，速度方向也向上，故B錯誤；0～0.6 s內(nèi)，時間經(jīng)過了1.5個周期，質(zhì)點(diǎn)B到達(dá)波峰，通過的位移大小為Δy＝20 cm，平均速度大小為＝＝ m/s≈0.33 m/s，故C錯誤；該波的頻率為f＝＝2.5 Hz，若同時存在另一列振幅為10 cm，頻率為2.5 Hz，沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧波，則兩列波相遇疊加的區(qū)域，由于頻率相同，會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，故D正確。 2.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t1＝0時刻波傳播到x＝2.0 m處的質(zhì)點(diǎn)C。在t2＝0.1 s時刻

64、，x＝1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)B第一次運(yùn)動到負(fù)方向最大位移處，則(　　) A．質(zhì)點(diǎn)C開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 B．該簡諧橫波的波速等于5 m/s C．在t1～t2時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B通過的路程為4.0 cm D．在t2時刻，這列波剛好傳播到位于x＝3.0 m處的質(zhì)點(diǎn)D 解析：選B　簡諧橫波沿x軸正方向傳播，由“上下坡法”知，質(zhì)點(diǎn)C開始振動時的運(yùn)動方向沿y軸正方向，故A錯誤；在t1＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)B正向下運(yùn)動，根據(jù)在t2＝0.1 s時刻，質(zhì)點(diǎn)B第一次運(yùn)動到負(fù)方向最大位移處，有＝0.1 s，得 T＝0.4 s，由題圖知波長λ＝2 m，所以波速為 v＝＝ m/s＝5 m/s，故B正確；因?yàn)閠2－

65、t1＝0.1 s＝，所以在t1～t2時間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)B通過的路程為一個振幅，為2.0 cm，故C錯誤；在t1～t2時間內(nèi)波傳播的距離 x＝vt2＝5×0.1 m＝0.5 m，所以在t2時刻，這列波剛好傳播到C、D的中間位置，故D錯誤。 光的折射和全反射 1．折射率 光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)的折射率，公式為n＝。實(shí)驗(yàn)和研究證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝。 2．臨界角 折射角等于90°時的入射角，稱為臨界角。當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時發(fā)生全反射的臨界角為C，則sin C＝。

66、 3．全反射的條件 (1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。 (2)入射角大于或等于臨界角。 4．綜合問題 光的幾何計算題往往是光路現(xiàn)象與光的反射、折射、全反射及幾何圖形關(guān)系的綜合問題。解決此類問題應(yīng)注意以下四個方面： (1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角。 (2)通過分析、計算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象。 (3)準(zhǔn)確作出光路圖。 (4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相似形、全等形等，仔細(xì)分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系。 [例3]　(2017·江蘇四模)某同學(xué)用下述方法測玻璃的折射率：先將平行玻璃磚固定在水平桌面的白紙上，畫出兩界面MN、PQ，在玻璃磚的一側(cè)用激光照射，在光源同側(cè)且與MN平行的光屏上得到兩光點(diǎn)A、B，兩光線的位置如圖所示。測得入射光線與界面的夾角α＝30°，光屏上兩光點(diǎn)之間的距離L＝3.0 cm，玻璃磚的厚度h＝2.0 cm，求玻璃的折射率。 [解析]　畫出光路圖如圖所示。 可知OO′＝AB，由幾何知識得： sin β＝＝＝＝ 則玻璃的折射率 n＝＝≈1.44。 [答