气体实验定律题型分析
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1T混合气体的状态方程和典型题型高中物理中常常涉及到气体混合、打气、抽气、漏气、气体分装等问题,对这类问题,大多数老师和 资料采用的是等效法——先将分离的不同部分气体看作是同一温度和压强的气体,用一定质量的理想气体 状态方程处理后,再一部分一部分的当做质量不变的理想气体分别处理。
这种思路一方面是比较绕,另一 方面是实际并不存在这样的中间过程,对于大部分同学而言,这种方法不大容易掌握。
其实,上述困境是老师教学过程中刻意回避或不熟悉混合气体的状态方程的结果,如果直接把混合气体的状态方程告知学生,不仅没有增加教学的难度,反而使得这一类混合气体的题目的处理变得简洁明了, 一个方程,一步,就可以搞定,何乐而不为?一、混合气体的状态方程 1、克拉珀龙方程将物质的量包含进理想气体状态方程,就是克拉珀龙方程:pV nRT 或pV nRT表达式中,n 为理想气体的物质的量,R 为普适气体常量。
所谓一定质量的理想气体,即物质的量 n 保持不变,所以有p 1V 1T 1p 2V 2nR ,这就是高中物理教材T 2呈现的一定质量的理想气体状态方程。
对 pVnRT 中的四个参量两两控制,则可得到理想气体的五个实验定律:①玻意耳定律:一定质量,一定温度,pV =C ; ②查理定律:一定质量,一定体积,p /T =C ;③盖-吕萨克定律:一定质量,一定压强,V /T =C ; ④阿伏伽德罗定律:等温等压气体混合,V ∝n ; ⑤道尔顿分压定律:等温等容气体混合,p i ∝n i 。
(混合气体的压强,等于各种气体单独产生压强的代数和,且各种气体单独产生的压强与该气体的物 质的量成正比。
p 1V n 1RT , p 2V n 2 RT , p 1V p 2V n 1RT n 2 RT , ( p 1 p 2 )V(n 1 n 2 )RT )2、混合气体状态方程将两种不同状态的气体混合在一起,对每一种气体,有p 1V 1n R ,p 2V 2 n R ,两式左右相加,得1T 2n R n R p 1V 1 p 2V 2 1 21 2 其中,等式的左边可以改写为n 1R n 2 R (n 1 n 2 )R nR ,即混合后的气体的物质的量乘以普适气体常量。
第一部分保分模块前置专题1.1 热学问题目录【专题知识网络构建】 (1)【专题高考定位】 (1)【突破高考题型】 (2)题型一分子动理论固体和液体 (2)题型二气体实验定律理想气体状态方程 (5)题型三热力学定律与气体实验定律的综合 (10)【专题突破练】 (13)【专题知识网络构建】【专题高考定位】1.考查重点:分子动理论;固体和液体的性质;应用气体实验定律和理想气体状态方程解决“玻璃管类”和“活塞类”的气体性质分析;气体状态变化的图像问题;受力分析、平衡条件与气体实验定律的综合应用;热力学第一定律和气体实验定律的结合。
2.考题形式:选择题、计算题。
【突破高考题型】题型一 分子动理论 固体和液体【核心主干知识回扣】 1.估算问题(1)分子总数:N =nN A =m M N A =VV mol N A。
特别提醒:对气体而言,V 0=VN 不等于一个气体分子的体积,而是表示一个气体分子占据的空间。
(2)两种分子模型:①球体模型:V =43πR 3=16πd 3(d 为球体直径);①立方体模型:V =a 3。
2.分子热运动:分子永不停息地做无规则运动,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,即平均速率越大,但某个分子的瞬时速率不一定大。
3.晶体与非晶体分类 比较 晶体非晶体 单晶体多晶体外形 规则 不规则 物理性质 各向异性 各向同性 熔点 确定不确定 原子排列 有规则,但多晶体每个晶体间的排列无规则 无规则联系晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力表面特性 表面层分子间作用力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜表面张力的方向 和液面相切,垂直于液面上的各条分界线表面张力的效果表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小【例1】(多选)(2022·北京高三二模)关于分子动理论,下列说法中正确的是( )A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,测得油酸分子大小的数量级为10-10 m B.图乙为布朗运动实验的观测记录,图中记录的是某个微粒做布朗运动的速度—时间图线C.图丙为分子力F与分子间距r的关系图,分子间距从r0开始增大时,分子势能变小D.图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线①对应的分子平均动能较大【答案】AD【解析】图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,测得油酸分子大小的数量级为10-10 m,A正确;图乙为布朗运动实验的观测记录,图中记录的是某个微粒做布朗运动每隔一定时间所到的位置,然后连起来,可发现该微粒做的是无规则运动,B错误;图丙为分子力F与分子间距r的关系图,分子间距从r0开始增大时,分子力做负功,分子势能变大,C错误;图丁为大量气体分子热运动的速率分布图,曲线①中分子速率较大的占比较大,故对应的分子平均动能较大,D正确。
【高中物理】高中物理常考11类重点题型,附经典例题+详解!应用力的平衡条件解题是高考命题的热点,有时还同时考查对物体进行受力分析以及力的合成与分解,对此问题的考查不是在选择题中出现,就是在计算题中出现,是高考必考的知识点。
常见题型二:热力学定律高考常把物体内能的变化与热力学第一定律结合起来考查,特别是把气体状态变化过程中内能变化的分析作为热点进行考查。
常见题型三:分子动理论、气体实验定律分析:高考对分子动理论考查的内容包括:分子动理论的基本观点和实验依据、阿伏加德罗常数、气体分子运动速率的统计分布、温度是分子平均动能的标志、内能等。
考查分子动理论的试题为选择题,难度中等或偏易。
分析:高考对本知识点的考查一般是状态变化过程中p、V、T 其中一个状态参量不变的情况,因此,处理这类问题要注意选取研究对象,明确状态变化过程。
常见题型四:电磁感应分析:电磁感应中经常涉及磁感应强度、磁通量、感应电动势、感应电流等随时间(或位移)变化的图象。
解答的基本方法是:根据题述的电磁感应物理过程或磁通量(磁感应强度)的变化情况,运用法拉第电磁感应定律和楞次定律(或右手定则)判断出感应电动势和感应电流随时间或位移的变化情况,得出图象。
高考关于电磁感应与图象的试题难度中等偏难。
常见题型五:运动学(直线运动和曲线运动)分析:图象仍然是此类命题的重点.高考物理命题常常利用图示或图象反映物理信息和物理规律,从不同的角度考查了考生认识图、分析图、用图的能力。
还进一步考查学生还原物理过程、正确推理图象的能力,考查的难度进一步提高,形式比较新颖。
其中v-t 图象在高考中最为常见,考题通常把图象问题与物体的追及、相遇问题相联系,或者与运动学的基本规律相联系进而解决物体运动问题。
尤其注意v-t 图象只能描述直线运动。
分析:抛体运动与圆周运动是高中阶段学习的两种重要的运动形式,是历年高考重点考查的内容之一,有时为选择题,有时以计算题形式出现。
热学、光学、机械振动、机械波压轴选择、填空题(全国甲卷和Ⅰ卷)热学、光学、机械振动、机械波压轴选择、填空题是考查学生物理学科基本概念和规律的试金石,表现为综合性强、求解难度适中、对考生的综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力要求高等特点。
一、命题范围1.气体实验定律和热力学第一定律(压轴指数★★★★)①气体状态参量的函数图像。
结合气体实验定律和理想气体状态方程解决。
②结合热力学第一定律,解决气体做功和吸热、放热,内能的增加和减少的判断。
2、几何光学结合光的折射定律和全反射现象综合性题目(压轴指数★★★)画好光路图,画好法线、入射光线、出射光线,找出入射角、折射角。
3、机械振动和机械波(压轴指数★★★★)深刻理解简谐运动的性质和运动特点,对简谐运动的物理量的描述要清晰准确,能利用简谐运动方程判断质点的运动规律、力学特点和能量特点。
理解好机械波的形成过程,对机械波的周期性问题、机械波和机械振动相结合的问题能做出准确判断。
二、命题类型1.单一知识点型。
物理情境选自生活生产情境或学习探究情境,已知条件情境化、隐秘化、需要仔细挖掘题目信息。
求解方法技巧性强、灵活性高、应用数学知识解决问题的能力要求高的特点。
命题点常包含:气体实验定律、光的折射定律、全反射角、气体分子运动的统计规律、分子力或分子势能与分子间距离的函数图像,机械振动和机械波。
命题常常通过相关函数图像联系知识点在一起考查。
2.综合型问题。
通过某一情境,考查本知识点所在章节的多个知识点,知识点间有的相互联系,有的独立的。
需要全面掌握各知识点及它们之间的联系。
一、多选题1.(2022·全国·统考高考真题)一定量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p T 图上从a到b的线段所示。
在此过程中()A.气体一直对外做功B.气体的内能一直增加C.气体一直从外界吸热D.气体吸收的热量等于其对外做的功E.气体吸收的热量等于其内能的增加量2.(2019·全国·高考真题)一简谐横波沿x 轴正方向传播,在t =2T 时刻,该波的波形图如图(a )所示,P 、Q 是介质中的两个质点.图(b )表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)A .质点Q 的振动图像与图(b )相同B .在t =0时刻,质点P 的速率比质点Q 的大C .在t =0时刻,质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D .平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b )所示E .在t =0时刻,质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大3.(2020·全国·统考高考真题)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有__________。