内容正文:
押广东卷计算题1
热学和光学
今年是广东物理新教材新高考的第二年,热学和光学这部分知识沿用上一年的形式,将其放在第13题,题型为计算题。高考对于这部分知识点的命题形式是以生产或生活中的情景为背景,强调情景与对应的热学知识和光学知识的有机融合,突出了应用性,巩固了基础性。考查学生的推理能力、综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力。
命题的思路:热学涉及的生活情境有体积测量仪、抽水机、空调器等,以某个情景为基础,该情景包含多个物理过程,每一个过程可对应不同的物理模型,不同物理过程通过一个衔接点联系起来(找准衔接点往往是解题的突破口)。光学涉及的情境主要是一些折射模型。
常考考点
真题举例
波意耳定律 理想气体状态方程 热力学第一定律
2023·广东·高考真题
考点1:热学
1、理想气体的状态变化图像
类别
图像
特点
其他图像
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、在平衡状态下计算封闭气体压强的方法
方法
内容
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、利用理想气体状态方程分析液柱的思路
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:
查理定律
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。
图像法
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、气缸中平衡态分析思路
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。
5、气缸中非平衡态分析思路
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。
6、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
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
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
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。
考点2:光学
1、计算公式
折射率的定义式:n= ,折射率的计算公式:n=,全反射临界角的计算公式:sin C=。
2、几种常见的折射模型
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
光的折射图
说明
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移。
通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折。
圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折。
3、求解思路
4、解决全反射问题的方法
1. (2023·广东·高考真题)在驻波声场作用下,水中小气泡周围液体的压强会发生周期性变化,使小气泡周期性膨胀和收缩,气泡内气体可视为质量不变的理想气体,其膨胀和收缩过程可简化为如图所示的图像,气泡内气体先从压强为、体积为、温度为的状态等温膨胀到体积为、压强为的状态,然后从状态绝热收缩到体积为、压强为、温度为的状态到过程中外界对气体做功为.已知和.求:
(1)的表达式;
(2)的表达式;
(3)到过程,气泡内气