大题精练01 热学计算——2024年高考物理题型突破限时精练（辽宁专用）

大题精练01热学计算 考点内容 考情分析 考点一 理想气体状态方程 1、热力学，辽宁卷会以计算题或选择题的形式考察。其中计算题主要考察理想气体状态方程，求解气体压强是解题关键，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。因此，该模块计算题很可能加入弹簧、电子秤等受力情境。 2、近三年辽宁选考卷考察情况：2021年第14题，2022年第6题，2023年第5题。预测2024年将会以计算题形式考察。 考点二 分子间作用力 考点三 内能 考点四 热力学定律 公式、知识点回顾（时间：5分钟） 知识点一、气体压强的求法 1．平衡状态下气体压强的求法 (1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强． (2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强． (3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强． 2．加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解． 知识点二、气体实验定律的应用 1．气体实验定律 玻意耳定律 查理定律 盖—吕萨克定律 内容 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比 一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比 表达式 p1V1＝p2V2 ＝或 ＝ ＝或 ＝ 图象 2.理想气体的状态方程 (1)理想气体 ①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体． ②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能． (2)理想气体的状态方程 一定质量的理想气体状态方程：＝或＝C. 气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例． 知识点三、热力学第一定律的理解及应用 1．热力学第一定律的理解 不仅反映了做功和热传递这两种方式改变内能的过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系． 2．对公式ΔU＝Q＋W符号的规定 符号 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 3.几种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量． (2)若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量． (3)若过程的初、末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q.外界对物体做的功等于物体放出的热量． 【例题1】（2023•沙河口区校级模拟）如图是一种汽车空气减震器的模型，其主要构造是导热性良好的气缸和活塞（面积为S＝40cm2），活塞通过连杆与车轮轴连接。将装有减震装置的轮子模拟静止在斜坡上的汽车，固定在倾角为37°的斜面上，连杆与斜面垂直，初始时气缸内密闭体积为V1＝800cm3，压强为p1＝1.2×105Pa的理想气体，环境温度为T1＝300K，气缸与活塞间的摩擦忽略不计，大气压强始终为p0＝1×105Pa。在气缸顶部固定一个物体A，稳定时气缸内气体体积缩小了200cm3，该过程气体温度保持不变。重力加速度取g＝10m/s2。 （1）求气缸和物体A的总质量M； （2）由于环境温度变化，气缸内气体体积逐渐恢复到620cm3。求体积恢复后的环境温度T2。 难度：★★★ 建议时间：25分钟 1. 【充气问题】（2023•辽宁二模）学校开设太空探索课，某学生小组根据反冲原理制作了一个“水火箭”。“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，现将其装入0.5L的水，再安装在发射架上，此时瓶内空气压强为p0，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL，压强为p0的外界空气压入瓶内，当水火箭内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，箭体发射。设充气过程气体温度不变，瓶体积和水的体积变化不计，瓶内气体视为理想气体。求： （1）要使水火箭发射出去，至少需要用打气筒打几次气： （2）若瓶内的水在极短时间内喷出，则该过程箭体内气体的温度升高还是降低，简要说明理由。 2. （2023•锦州模拟）足够长的玻璃管水平放置，用长15cm的水银封闭一段长为24cm的空气柱，大气压强为75cmHg，环境温度为300K，将玻璃管缓慢顺时