专题十二 热学【精剖细解】-2024年高考物理二轮复习讲义

专题十二 热学 ——精剖细解细备考讲义 高考对于这部分知识点主要以常见模型为背景，通过创新情景灵活出题，其本质与常规无异。强化对物理基本概念、基本规律的考核。在解决此类问题时要将所学物理知识与题意中的模型联系起来，抓住问题实质，具备一定的物理分析能力和数学推导能力。选择题规避了定量计算，通过定性和半定量分析即可选出正确答案。主要考查的知识点有：磁通量，感应电动势，自感，电磁感应图像，电磁感应中的电路分析，电磁感应动力学问题。 知识点1：热学 1、理想气体的状态变化图象 类别 图象 特点 其他图象 等温线 pV＝CT(其中C为恒量)，pV之积越大，等温线温度越高，线离原点越远 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 等容线 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 等压线 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 2、平衡状态下计算封闭气体的压强的方法 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。 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。 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。 3、理想气体状态方程分析液柱 4、液柱移动方向的判断方法 用液柱或活塞隔开的两部分气体，当气体温度变化时，往往气体的状态参量p、V、T都要发生变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，可采用以下方法， 应用查理定律求解 先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化；对两部分气体分别应用查理定律的分比式ΔP＝P，求出每部分气体压强的变化量ΔP，并加以比较，从而判断液柱的移动方向。 应用图像法求解 先假设液柱或活塞不发生移动，做出两个等容变化图线；判断相同量（温度或压强），比较另一量，确定两部分气体各自所对应的图线；结合斜率比较压强变化量大小，判断液柱的移动方向 5、气缸问题平衡态的分析思路 两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题，要对各部分气体独立进行状态分析，找出它们各自遵循的规律，写出相应的方程及各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解；若活塞可自由移动，一般要根据活塞的受力平衡条件确定两部分气体的压强关系。 6、气缸问题非平衡态分析 非平衡状态下封闭气体压强的求法：选取汽缸、活塞整体为研究对象或选取和气体接触的活塞为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。 7、巧选“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中的研究对象——化变质量为定质量 在“充气、抽气、灌气(分装)、漏气”问题中通过巧选研究对象可以把变质量问题转化为定质量的问题． 充气问题：设想将充进容器内的气体用一个无形的弹性口袋收集起来，那么当我们取容器和口袋内的全部气体为研究对象时，这些气体状态不管怎样变化，其质量总是不变的．这样，就将变质量问题转化为定质量问题． 抽气问题：用抽气筒对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，其解决方法同充气问题类似，假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即把变质量问题转化为定质量问题． 灌气(分装)问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看作整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题． 漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，不能用理想气体状态方程求解．如果选容器内剩余气体为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题． 8、热力学定律与气体状态变化的综合 气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时，气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点： 内能变化量ΔU 由气体温度变化分析ΔU，温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0；由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。 做功情况W 由体积变化分析气体做功情况，体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。 气体吸、放热Q 一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热． 等温过程：理想气体内能不变，即ΔU＝0；等容过程：W＝0；绝热过程：Q＝0。 热学 1．（2024·广东佛山·二模）如图是小魔术“浮沉子”的模型．在密封的矿泉水瓶中，一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气，可看作理想气体．现用手挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开矿泉水瓶后，小瓶缓慢上浮，上浮过程中小瓶内气体温度保持不变，则上浮