高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2021-04-06高考物理第一輪復(fù)習(xí)物體的內(nèi)能溫標(biāo)學(xué)案。
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第二課時物體的內(nèi)能溫標(biāo)
【教學(xué)要求】
1.知道物體的內(nèi)能的概念,了解物體的內(nèi)能與宏觀物理量間的關(guān)系。
2.知道兩種溫標(biāo)以及它們間的換算關(guān)系。
【知識再現(xiàn)】
一、內(nèi)能
1.分子的平均動能:物體內(nèi)分子動能的平均值叫分子平均動能.是分子平均動能的標(biāo)志.溫度越高,分子平均動能.
2.分子勢能:由分子間的相互作用和決定的能量叫分子勢能.分子勢能的大小與物體的體積有關(guān):①當(dāng)分子間的距離rr0時,分子勢能隨分子間的距離增大而增大;②當(dāng)rr0時,分子勢能隨分子間的距離減小而增大;③r=r0時,分子勢能最?。?/p>
3.物體的內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子的
的總和叫物體的內(nèi)能.
4.改變物體的內(nèi)能的兩種方式是
和.
二、溫度(T或t)
1.兩種意義:宏觀上表示物體的;微觀上標(biāo)志物體內(nèi)分子熱運動的.它是物體分子的標(biāo)志.
2.兩種溫標(biāo)
攝氏溫標(biāo):單位℃,在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水的冰點作為,沸點作為.
熱力學(xué)溫標(biāo)T:單位K.把作為0K.絕對零度(0K)是的極限,只能接近不能達(dá)到.
兩種溫標(biāo)的關(guān)系:每1度表示的冷熱差別,兩種溫標(biāo)是相同的,只是不同,所以二者關(guān)系為式:T=t+273(K),△T=△t
知識點一對分子動能的理解
分子動能是指單個分子的動能,但分子是無規(guī)則運動的,因此各個分子的動能不盡相同,所以單個分子動能沒有意義,對大量的分子的動能才有意義。分子的平均動能是所有分子動能的平均值,溫度是分子平均動能的標(biāo)志。物體內(nèi)分子運動的總動能是所有分子動能的總和,也等于分子平均動能與分子總數(shù)的乘積。
【應(yīng)用1】當(dāng)物體溫度升高時,下列說法中正確的是()
A.每個分子的溫度都升高
B.每個分子的運動都加劇
C.每個分子的動能都增大
D.物體分子的平均動能增大
導(dǎo)示:溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志,不代表個別分子的情況,所以溫度升高后,只能說物體的分子平均動能增大,而對個別分子的一些說法都是無意義的。答案D正確。
當(dāng)溫度一定是,物體內(nèi)分子動能的分布呈正態(tài)分布,即分子動能大的和小的數(shù)目較少,而處于中間某定值的分子數(shù)目較多。這個中間值與物體的溫度有關(guān)。
知識點二對分子勢能的理解
由分子間的相互作用和相對位置決定的能量叫分子勢能。分子力做正功,分子勢能減少,分子力做負(fù)功,分子勢能增加。在平衡位置時(r=r0),分子勢能最小.分子勢能的大小跟物體的體積有關(guān)系.
【應(yīng)用2】(07蘇州調(diào)研)如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,縱軸表示分子間的相互作用力,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示,F(xiàn)>0為斥力,F(xiàn)<0為引力,a、b、c、d為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則()
A.乙分子由a到c的過程中,分子勢能先減小后增大
B.乙分子由a到d的過程中,分子勢能一直增加
C.乙分子從a到b做加速運動,由b到c做減速運動
D.乙分子由a到c做加速運動,到c時速度最大
導(dǎo)示:乙分子由a向甲分子運動時,運動到c之前一直為引力,分子力做正功,分子勢能減少,速度增大,再靠近乙分子的過程中,分子間表現(xiàn)為斥力,分子力做負(fù)功,速度又要減小。故D正確。
知識點三物體內(nèi)能的決定因素
物體內(nèi)能的決定因素是依據(jù)物體內(nèi)能的定義:物體中所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和。所以物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積、物態(tài)和物質(zhì)的量有關(guān)。又可分為微觀決定因素:分子勢能、分子平均動能、分子的數(shù)目。宏觀因素:體積、溫度、物質(zhì)的量。
【應(yīng)用3】判斷下列說法,正確的是()
A.溫度高的物體,內(nèi)能不一定大
B.同樣質(zhì)量的水100℃時的內(nèi)能比60℃時大
C.內(nèi)能相同的物體,溫度一定相同
D.物體速度增大,則分子平均動能增大,內(nèi)能也增大
導(dǎo)示:根據(jù)內(nèi)能的決定因素可知,A選項正確。物體的速度與分子熱運動的速度無關(guān),D錯,故選A。
分子的平均動能由溫度惟一決定,個別分子的動能是沒有意義的。分子勢能是由物體體積決定的,具有相對性。物體的內(nèi)能則由分子平均動能、總分子勢能、分子數(shù)目共同決定。
知識點四溫標(biāo)間的換算
熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的換算關(guān)系為:T=t+273.15,溫度每升高1C,在熱力學(xué)溫標(biāo)中就升高1K,在量值上是相等的,只不過是規(guī)定的零起點不同而已。
【應(yīng)用4】關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的正確說法是()
A.—33C=240K
B.熱力學(xué)溫標(biāo)零度為—273C,叫絕對零度
C.?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可以取負(fù)值
D.溫度由tC升高到2tC,對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了273K+t
導(dǎo)示:在熱力學(xué)溫標(biāo)中,273.15近似地認(rèn)為是273,根據(jù)換算,AD正確,熱力學(xué)溫標(biāo)零度為—273C,叫絕對零度是一種正常的說法,但攝氏溫度中有負(fù)值,熱力學(xué)溫度中是沒有負(fù)值的。故選ABD。
類型一內(nèi)能、熱量、機(jī)械能的比較
對于同一物體,機(jī)械能由物體的狀態(tài)和位置決定,內(nèi)能則與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量有關(guān),與物體宏觀的機(jī)械運動無關(guān)。熱量則是物體之間內(nèi)能轉(zhuǎn)移的一種量度。
【例1】關(guān)于機(jī)械能、內(nèi)能、熱量的說法正確的是()
A.機(jī)械能大的物體,內(nèi)能多,熱量也多
B.物體機(jī)械能損失時,內(nèi)能可以增加
C.物體機(jī)械能可以為零,內(nèi)能也可以為零
D.物體溫度不變,沒有熱量傳遞
導(dǎo)示:物體的機(jī)械能大,與內(nèi)能無關(guān),而熱量則是熱傳遞過程中量度內(nèi)能轉(zhuǎn)移的物理量,A錯。機(jī)械能損失了,有可能就轉(zhuǎn)化為該物體的內(nèi)能了,內(nèi)能可能增加,B對。物體的機(jī)械能可能為零,而內(nèi)能為零是不可能的,C錯。物體溫度不變的過程中,也有可能有熱傳遞,如對物體做了功,要保持溫度不變,必有熱傳遞過程,D錯。故選B。
能量是狀態(tài)量,物理中狀態(tài)量的還有:動能、速度等,熱量和功一樣是過程量,過程量是在狀態(tài)量發(fā)生變化過程中的一種量度。
類型二能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的計算
輻射、熔解、汽化、液化、升華等物理過程中都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移,在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中往往涉及到有關(guān)能量計算問題,能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是該過程計算的依據(jù)。
【例2】(07揚州期末)某校研究性學(xué)習(xí)小組為估測太陽對地面的輻射功率,制作了一個半徑0.10m的0C的冰球,在環(huán)境溫度為0C時,用黑布把冰球包裹后懸吊在彈簧秤下放在太陽光中。經(jīng)過40min后彈簧秤的示數(shù)減少了3.5N。已知冰的熔化熱λ=3.35×105J/kg,請你幫助這個小組估算太陽光垂直照射在每平方米面積上的輻射功率(冰的熔化熱是指一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下1kg0C的冰熔化成0C的水所吸收的熱量。設(shè)冰融化成水后,全部滴離黑布包著的冰球。g=10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
導(dǎo)示:太陽光垂直照射時間t=2400s
面積=m2
冰減少的質(zhì)量=0.35kg
冰吸收的熱量J
由熱平衡方程
所以W/㎡
另外,在計算熱輻射時常用到一種模型:以輻射源為球心,從輻射源到吸熱物體的距離為半徑,作一個球面,看吸熱物體的吸熱面積,從而計算出吸熱物體所吸收的熱量。
類型二改變物體內(nèi)能的兩種方式
改變物體內(nèi)能有兩種方式,即做功和熱傳遞,并且這兩種方式對改變物體內(nèi)能是等效的。
【例2】(07蘇錫常鎮(zhèn)一模)一定質(zhì)量的理想氣體,由初始狀態(tài)A開始,按圖中的箭頭所示方向進(jìn)行狀態(tài)變化,最后又回到初始狀態(tài)A,即A→B→C→A,這一過程稱為一個循環(huán),對氣體在該循環(huán)中的有關(guān)描述正確的是()
A.由A→B,氣體的分子平均動能增大,吸收熱量
B.由B→C,氣體的分子數(shù)密度增大,內(nèi)能減小,吸收熱量
C.由C→A,氣體的內(nèi)能減小,放出熱量,外界對氣體做功
D.經(jīng)過一個循環(huán)過程后,氣體內(nèi)能可能減少,也可能增加
導(dǎo)示:由A→B,氣體溫度升高,氣體的分子平均動能增大,同時體積增大,氣體要對外做功,所以要吸收熱量,A正確。由B→C,氣體體積不變,氣體的分子數(shù)密度不變,溫度降低,內(nèi)能減小,B錯。由C→A,溫度降低,氣體的內(nèi)能減小,體積減小,外界對氣體做功,必放出熱量,C正確。經(jīng)過一個循環(huán)過程后,氣體又回到了原來狀態(tài),氣體內(nèi)能不變,D錯。故選AC。
物體內(nèi)能改變的兩種方式中,要分清是由哪種情況而產(chǎn)生的,對內(nèi)能改變是增加還是減小往往是解題的關(guān)鍵。
1.下列關(guān)于分子的動能,正確的是()
A.物體運動速度大,物體內(nèi)分子的動能一定大
B.溫度升高,物體內(nèi)每個分子動能都增大
C.溫度降低,物體內(nèi)分子平均動能一定減小
D.物體內(nèi)分子的平均動能與物體做機(jī)械運動的速度大小無關(guān)
2.關(guān)于分子勢能,下列說法正確的是()
A.外力對物體做正功,分子勢能增大
B.分子力做正功,分子勢能增大
C.物體體積增大,分子勢能增大
D.理想氣體分子勢能為零
3.(07高考理綜北京卷)為研究影響家用保溫瓶保溫效果的因素,某位同學(xué)在保溫瓶中灌入熱水,先測量初始水溫,經(jīng)過一定時間后再測量末態(tài)水溫。改變實驗條件,先后共做了6次實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:
序號瓶內(nèi)水量(mL)初始水溫(℃)時間(h)末態(tài)水溫(℃)
1100091478
2100098874
3150091480
41500981075
5200091482
62000981277
下列研究方案中符合控制變量方法的是()
A.若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第1、3、5次實驗數(shù)據(jù)
B.若研究瓶內(nèi)水量與保溫效果的關(guān)系,可用第2、4、6次實驗數(shù)據(jù)
C.若研究初始水溫與保溫效果的關(guān)系,可用第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)
D.若研究保溫時間與保溫效果的關(guān)系,可用第4、5、6次實驗數(shù)據(jù)
4.(07南京檢測)固定的水平氣缸內(nèi)由活塞B封閉著一定量的氣體,氣體分子之間的相互作用力可以忽略.假設(shè)氣缸壁的導(dǎo)熱性能很好,環(huán)境的溫度保持不變.若用外力F將活塞B緩慢地向右拉動,如圖所示,則在拉動活塞的過程中,關(guān)于氣缸內(nèi)氣體的下列結(jié)論,其中正確的是()
A.氣體對外做功,氣體內(nèi)能減小
B.氣體對外做功,氣體內(nèi)能不變
C.外界對氣體做功,氣體內(nèi)能不變
D.氣體從外界吸熱,氣體內(nèi)能不變
參考答案:1.CD2.CD3.A
4.BD
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高考物理第一輪復(fù)習(xí)學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計劃和準(zhǔn)備,作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。所以你在寫教案時要注意些什么呢?以下是小編為大家精心整理的“高考物理第一輪復(fù)習(xí)學(xué)案”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
第四課時單元知識整合
本章知識結(jié)構(gòu)
1.對動量守恒定律:要理解透動量守恒的條件,以及動量守恒定律應(yīng)用的近似性、獨立性;另外,還應(yīng)特別注意動量守恒定律的方向性、相對性。各量應(yīng)對同一參考系。
2.碰撞問題是應(yīng)用動量守恒定律的重頭戲,既有定量計算的難題,也有定性分析判斷的活題。要牢固掌握兩球碰撞后可能狀態(tài)判斷的依據(jù),即:(1)碰撞前后應(yīng)符合系統(tǒng)動量守恒;(2)碰撞后的總動能應(yīng)不大于碰撞前的總動能;(3)所給碰撞后兩球的位置和狀態(tài)應(yīng)符合實際。如:后球不應(yīng)超越前球;兩球動量的變化(含方向)應(yīng)符合作用規(guī)律等。對導(dǎo)出式Ek=p2/2m要能夠熟練地應(yīng)用。
3.應(yīng)用動量定理和動量守恒定律的基本思路:確定研究對象——受力分析——過程分析——確定初末狀態(tài)——選取正方向——列方程求解。
說明:(1)對于單個物體的受力和時間問題的題目,優(yōu)先考慮動量定理。
(2)對于相互作用的物體系,且明顯具備了動量守恒條件的題目,優(yōu)先考慮動量守恒定律。
1.矢量運算法:由于動量、沖量均為矢量,因此在運用動量定理、動量守恒定律時都遵循矢量運算法則——平行四邊形法則。在一維的情況下,通過選取正方向可將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。
2.等效替代法:如在“驗證動量守恒定律”的實驗中,用其平拋運動的水平距離,等效替代碰撞前后的速度。
3.整體法和隔離法:如對研究對象的選取和過程的選取時經(jīng)常運用。
4.直接求解和間接求解:如求沖量I或△p
類型一動量定理解決變質(zhì)量問題
物體動量的增量可以是物體質(zhì)量不變,由速度變化形成,即△p=mv2-mv1=m(v2-v1)=m△v;也可以是速度不變,由質(zhì)量變化形成,即△p=m2v-m1v=(m2-m1)v=△mv,動量定理表達(dá)式為F△t=△mv.在分析問題時要注意第二種情況。
【例1】宇宙飛船進(jìn)入一個宇宙塵埃區(qū),每前進(jìn)1m,就有1O個平均質(zhì)量為2×10-7kg的微塵粒與飛船相撞,并附在飛船上。若塵埃微粒原來的速度不計,要保持飛船的速度10km/s,飛船噴氣產(chǎn)生的推力至少應(yīng)維持多大?
導(dǎo)示:設(shè)飛船速度為v,飛行時間為△t,每前進(jìn)1m附著的塵粒數(shù)為n,塵粒的平均質(zhì)量為m0,則在△t內(nèi)飛船增加的質(zhì)量△m=nm0v△t.
據(jù)動量定理F△t=△mv,可知推力:F=(nm0v△t/△t)v=nm0v2=200N
答案:200N
對于流體或類似流體(如粒子流)問題求解的的常用方法,選取一段時間內(nèi)作用在某物體上的流體柱為研究對象,然后確定出流體柱的體積、質(zhì)量、狀態(tài)變化及受力情況,再利用動量定理列式求解。
類型二碰撞中的臨界問題
【例2】如圖所示,甲、乙兩小孩各乘一輛小車在光滑的水平地面上以大小為v0=6m/s的速度勻速相向行駛,甲和他的車及所帶若干小球的總質(zhì)量為M1=50kg,乙和他的車的總質(zhì)量為M2=30kg.甲不斷地將小球一個一個地相對地面以向右大小為v=16.5m/s的速度拋向乙,并被乙接住。問甲至少要拋出多少個質(zhì)量均為m=1kg的小球,才能保證兩車不會相撞?
導(dǎo)示:兩車不相撞的臨界條件是:兩車最終相對于地面的速度相同(即速度大小、方向均相同),設(shè)此速度為vn.不考慮中間的“子過程”,而先研究由甲(包括車)、小球、乙(包括車)組成的系統(tǒng)。
以水平向右的方向為正方向.
系統(tǒng)初動量為p0=M1v0+M2(-v0)
系統(tǒng)末動量為pn=(M1+M2)vn
由動量守恒定律,得vn=1.5m/s
設(shè)甲至少要拋出n個質(zhì)量均為m=1kg的小球才能保證兩車不會相撞.仍不考慮中間的“子過程”,而研究由甲拋出的n個小球和乙(包括乙乘車)組成的系統(tǒng)。假定n個小球由甲一次水平向右拋出(拋出的速度為16.5m/s),并被乙接住,則由動量守恒定律,有nmv+M2(-v0)=(nm+M2)vn,得n=15
答案:15個
要注意分析物理情景,以及物理語言(“最大”“最小”“恰好”等)所蘊含的臨界狀態(tài),極限分析法是確定臨界狀態(tài)和臨界條件行之有效的方法之一。
類型三動量與能量結(jié)合的問題
【例3】如圖所示,坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為ml的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下,進(jìn)人水平面上的滑道時無機(jī)械能損失,為使A制動,將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上,另一端與質(zhì)量為m2的擋板B相連,彈簧處于原長時,B恰位于滑道的末端O點.A與B碰撞時間極短,碰后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧,已知在OM段A,B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ,其余各處的摩擦不計,重力加速度為g,求:
(1)物塊A在與擋板B碰撞前瞬間速度v的大?。?br>
(2)彈簧第一次達(dá)到最大壓縮量d時的彈性勢能E。(設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零).
導(dǎo)示:(1)由機(jī)械能守恒定律,有
mlgh=m1v2,v=
(2)A、B在碰撞過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,由動量守恒,有m1v=(m1+m2)v′
A、B克服摩擦力所做的功W=μ(ml十m2)gd
由能量守恒定律,有
(ml+m2)v′2=Ep+μ(ml十m2)gd
解得Ep=ml2gh/(ml十m2)-μ(ml十m2)gd
機(jī)械能守恒定律和動量守恒定律研究的都是系統(tǒng)相互作用過程中滿足的規(guī)律,不同之處是各自的守恒條件不同,要根據(jù)題設(shè)的物理情景和物理過程,確定滿足的物理規(guī)律,機(jī)械能守恒為標(biāo)量式,但勢能可能出現(xiàn)負(fù)值,動量守恒為矢量式,選取正方向后列代數(shù)式。
1.(2007年高考天津理綜卷)如圖所示,物體A靜止在光滑的水平面上,A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧,與A質(zhì)量相等的物體B以速度v,向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞,A、B始終沿同一直線運動,則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是()
A.A開始運動時
B.A的速度等于v時
C.B的速度等于零時
D.A和B的速度相等時
2.水力采煤時,用水槍在高壓下噴出強力的水柱沖擊煤層,設(shè)水的密度為ρ水槍口的截面積為s水從槍口射出的速度為v,水平射到煤層后速度變?yōu)榱悖瑒t煤層受到水的平均沖擊力為多少?
3.(07年揚州市期末調(diào)研測試)質(zhì)量為M的小車置于水平面上。小車的上表面由1/4圓弧和平面組成,車的右端固定有一不計質(zhì)量的彈簧,圓弧AB部分光滑,半徑為R,平面BC部分粗糙,長為l,C點右方的平面光滑。滑塊質(zhì)量為m,從圓弧最高處A無初速下滑(如圖),與彈簧相接觸并壓縮彈簧,最后又返回到B相對于車靜止。求:
(1)BC部分的動摩擦因數(shù)μ;
(2)彈簧具有的最大彈性勢能;
(3)當(dāng)滑塊與彈簧剛分離時滑塊和小車的速度大小。
答案:1、D;2、ρv2s;
3、(1)
(2)
(3),
高考物理第一輪導(dǎo)學(xué)案復(fù)習(xí)
20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
一、運動的描述(4)
【課題】實驗:探究速度隨時間的變化規(guī)律
【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】
1、了解游標(biāo)卡尺的原理,并會正確運用和讀數(shù)。
2、練習(xí)使用打點計時器,學(xué)習(xí)利用打上點的紙帶研究物體的運動。
3、學(xué)習(xí)用打點計時器測定即時速度和加速度。
【知識要點】
一、實驗誤差
1.誤差:測量值與真實值的叫做誤差.
2.系統(tǒng)誤差和偶然誤差
①系統(tǒng)誤差:由于儀器本身不精確、或?qū)嶒灧椒ù致曰驅(qū)嶒炘聿煌晟贫a(chǎn)生的.
②偶然誤差:由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的.
3.絕對誤差和相對誤差
①絕對誤差:測量值與真實值之差(取絕對值)。
②相對誤差:等于絕對誤差與真實值之比(通常用百分?jǐn)?shù)表示)。
二、有效數(shù)字
1.帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字。(因為測量總有誤差,測得的數(shù)值只能是近似數(shù)字,如用毫米刻度尺量得某書本長184.2mm,最末一位數(shù)字“2是估計出來的,是不可靠數(shù)字,但仍有意義,一定要寫出來).
2.有效數(shù)字的位數(shù)是從左往右數(shù),從第一個不為零的數(shù)字起,數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)字止。
三、游標(biāo)卡尺
游標(biāo)尺精度
(mm)測量結(jié)果(游標(biāo)尺第n條刻度線與主尺上的某條刻度線對齊)
格數(shù)刻度
總長每小格與1mm相差
109mm0.1mm0.1主尺mm數(shù)+0.1n
20xxmm0.05mm0.05主尺mm數(shù)+0.05n
5049mm0.02mm0.02主尺mm數(shù)+0.02n
1.結(jié)構(gòu):游標(biāo)卡尺的構(gòu)造如下圖所示,它的左測量爪固定在主尺上并與主尺垂直.右測量爪與左測量爪平行,固定在游標(biāo)尺上,可以隨同游標(biāo)卡尺一起沿主尺滑動.
2.原理及讀數(shù)方法:
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺上讀數(shù)+標(biāo)尺上對齊的格數(shù)×精確度;
常見游標(biāo)卡尺的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
四.打點計時器
打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,它每隔0.02s打一次點(由于電源頻率是50Hz),因此,紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置,研究紙帶上點之間的間隔,就可以了解物體運動的情況。
五.由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法
如圖所示,0、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點,s1、s2、s3、……為相鄰兩計數(shù)點間的距離,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。
3.由紙帶求物體運動加速度的方法
(1)用“逐差法”求加速度:
根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔),求出、、,再算出a1、a2、a3的平均值,即為物體運動的加速度。
(2)用v-t圖法:
先根據(jù),求出打第n點時紙帶的瞬時速度,后作出v-t圖線,圖線的斜率即為物體運動的加速度。
【典型剖析】
[例1]用毫米刻度尺測量某一物體的長度為12.6mm。若物體的實際長度為12.4mm,則絕對誤差△x=mm,相對誤差η=。
[例2]讀出如圖所示游標(biāo)尺的讀數(shù).
[例3](啟東08屆高三調(diào)研測試)在“利用打點計時器測定勻加速直線運動加速度”的實驗中,打點計時器接在50Hz的低壓交變電源上。某同學(xué)在打出的紙帶上每5點取一個計數(shù)點,共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(每相鄰兩個計數(shù)點間的四個點未畫出).從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段),將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中,如圖所示,由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線,從而求出加速度的大?。?/p>
(1)請你在xoy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線(作答在右圖上),并指出哪個軸相當(dāng)于v軸?答:;
(2)從第一個計數(shù)點開始計時,為求出0.15s時刻的瞬時速度,需要測出哪一段紙帶的長度?答:;
(3)若測得a段紙帶的長度為2.0cm,e段紙帶的長度為10.0cm,則可求出加速度的大小為m/s2.
[例4](鹽城市08屆高三六所名校聯(lián)考)某同學(xué)用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點,然后每3個點取一個計數(shù)點,所以測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如題圖所示。
該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔):
方法A:
由……,取平均值g=8.667m/s2;
方法B:
由取平均值g=8.673m/s2。
(1)從實驗裝置看,該同學(xué)所用交流電的電壓為______伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應(yīng)該是______________________。
(2)從數(shù)據(jù)處理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,對實驗結(jié)果起作用的,方法A中有__________;方法B中有______________________________。
因此,選擇方法______(A或B)更合理,這樣可以減少實驗的________(系統(tǒng)或偶然)誤差。
(3)本實驗誤差的主要來源有:______________________________(試舉出兩條)。
【訓(xùn)練設(shè)計】
1、如圖所示為測量一金屬筒時刻度尺示數(shù)的示意圖,該金屬筒長度為cm.
2、(1)某游標(biāo)卡尺兩測腳緊靠時如圖甲所示,測物體長度時如圖乙所示,則該物體的長度是_______________mm。
(2)新式游標(biāo)卡尺的刻線看起來很“稀疏”,使得讀數(shù)顯得清晰明了,便于使用者正確讀取數(shù)據(jù).通常游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規(guī)格;新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)的三種,但刻度卻是:19mm等分成10份,39mm等分成20份,99mm等分成50份,以“39mm等分成20份”的新式游標(biāo)卡尺為例,如圖所示.
①它的準(zhǔn)確度是___mm;
②用它測量某物體的厚度,示數(shù)如圖所示,正確的讀數(shù)是__cm.
3、如圖為用50分度的游標(biāo)卡尺測量物體長度時的讀數(shù),由于遮擋,只能看見游標(biāo)的后半部分,這個物體的長度為mm.
4、如圖為物體運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s,其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm。
則A點處瞬時速度的大小是___m/s,小車運動的加速度計算表達(dá)式為_____________,加速度的大小是_______m/s2。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
高考物理第一輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“高考物理第一輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
7階段測試(二)
1已知某行星繞太陽運動的軌道半徑為r,公轉(zhuǎn)的周期為T,萬有引力常量為G,則由此可求出
A某行星的質(zhì)量B太陽的質(zhì)量
C某行星的密度D太陽的密度
2已知下面的哪組數(shù)據(jù),可以算出地球的質(zhì)量M(引力常量G為已知)()
A月球繞地球運動的周期T及月球到地球中心的距離R
B地球繞太陽運行周期T及地球到太陽中心的距離R
C人造衛(wèi)星在地面附近的運行速度V和運行周期T
D地球繞太陽運行速度V及地球到太陽中心的距離R
3關(guān)于人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船的下列說法中,正確的是()
A如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期,再利用萬有引力恒量,就可算出地球的質(zhì)量
B兩顆人造地球衛(wèi)星,只要它們的繞行速度大小相等,不論它們的質(zhì)量,形狀差別有多大,它們的繞行半徑和繞行周期一定是相同的
C原來在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后,若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生相撞,只要將后者速度增大一些即可
D一只繞火星飛行的宇宙飛船,宇航員從艙內(nèi)慢慢走出,并離開飛船,飛船因質(zhì)量減小,所受萬有引力減小
4關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重.失重問題,下列說法正確的是()
A在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象
B在降落過程中向下減速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象
C進(jìn)入軌道時做勻速圓周運動,產(chǎn)生失重現(xiàn)象
D失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的
5同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星()
A可以在地球上任意一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同的值
B可以在地球上任意一點的正上方但離地心的距離是一定的
C只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同的值
D只能在赤道的正上方離地心的距離是一定的
6設(shè)想人類開發(fā)月球,不斷把月球上的礦藏搬運到地球上.假設(shè)經(jīng)過長時間開采后,地球仍可看成是均勻的球體,月球仍沿開采前的圓周軌道運動,則與開采前相比()
A地球與月球間的萬有引力將變大
B地球與月球間的萬有引力將變小
C月球繞地球運動的周期將變長
D月球繞地球運動的周期將變短
7我們國家在1986年成功發(fā)射了一顆實用地球同步衛(wèi)星,從1999年至今已幾次將”神州”號宇宙飛船送入太空,在某次實驗中,飛船在空中飛行了36h,環(huán)繞地球24圈.則同步衛(wèi)星與飛船在軌道上正常運轉(zhuǎn)相比較()
A衛(wèi)星運轉(zhuǎn)周期比飛船大
B衛(wèi)星運轉(zhuǎn)速度比飛船大
C衛(wèi)星運加轉(zhuǎn)速度比飛船大
D衛(wèi)星離地高度比飛船大
8宇宙飛船和空間站在同一軌道上運動,若飛船想與前面的空間站對接,飛船為了追上軌道空間站,可采取的方法是()
A飛船加速直到追上軌道空間站,完成對接
B飛船從原軌道減速至一個較低軌道,再加速追上軌道空間站,完成對接.
C飛船加速至一個較高軌道,再減速追上軌道空間站,完成對接.
D無論飛船如何采取何種措施,均不能與空間站對接
9可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星,使其圓軌道()
A與地球表面上某一緯度(非赤道)是共面的同心圓
B與地球表面上某一經(jīng)線(非赤道)是共面的同心圓
C與地球表面上的赤道是共面的同心圓,且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的
D與地球表面上的赤道是共面的同心圓,且衛(wèi)星相對地球表面是運動的
10在繞地球做勻速圓周運動的航天飛機(jī)外表面,有一隔熱陶瓷片自動脫落,則()
A陶瓷片做平拋運動
B陶瓷片做自由落體運動
C陶瓷片按原圓軌道做勻速圓周運動
D陶瓷片做圓周運動,逐漸落后于航天飛機(jī)
11火星的球半徑是地球半徑的1/2,火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10,忽略火星的自轉(zhuǎn),如果地球上質(zhì)量為60㎏的人到火星上去,則此人在火星表面的質(zhì)量是_______㎏,所受的重力是______N;在火星表面由于火星的引力產(chǎn)生的加速度是________m/s;在地球表面上可舉起60㎏杠鈴的人,到火星上用同樣的力,可以舉起質(zhì)量_______㎏的物體
12某行星的一顆小衛(wèi)星在半徑為r的圓軌道上繞行星運動,運行的周期是T.已知引力常量為G,這個行星的質(zhì)量M=_____________
13已知地球半徑為R,質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T.一個質(zhì)量為m的物體放在赤道處的海平面上,則物體受到的萬有引力F=_________,重力G=__________
14已知月球的半徑為r,月球表面的重力加速度為g,萬有引力常量為G,若忽略月球的自轉(zhuǎn),則月球的平均密度表達(dá)式為_________
15一個登月的宇航員,能用一個彈簧秤和一個質(zhì)量為m的砝碼,估測出月球的質(zhì)量和密度嗎?寫出表達(dá)式(已知月球半徑R)
16已知太陽光從太陽射到地球,需要8分20秒,地球公轉(zhuǎn)軌道可近似看成固定軌道,地球半徑約為6.4×106m,試估算太陽質(zhì)量M與地球質(zhì)量m之比M/m為多少(保留一位有效數(shù)字)
17火箭內(nèi)平臺上放有測試儀器,火箭從地面啟動后,以加速度g/2豎值向上勻加速運動,升到某一高度時,測試儀對平臺的壓力為啟動前壓力的17/18.已知地球半徑R,求火箭此時離地面的高度.(g為地面附近的重力加速度)
參考答案1B2AC3AB4ABC5D6BD7AD8B9CD10C11.60235.23.92150
12.4π2r3/GT213.GMm/R2GMm/R2-4π2mR/T2143g/4πRG15FR/Gm3F/4GR163*10517R/2
高考物理第一輪考綱知識復(fù)習(xí):分子動理論內(nèi)能
選修3-3熱學(xué)第一章分子動理論內(nèi)能
【高考目標(biāo)導(dǎo)航】
考綱點擊熱點提示
1.分子動理論的基本觀點和實驗根據(jù)Ⅰ
2.阿伏伽德羅常數(shù)Ⅰ
3.氣體分子運動速率的統(tǒng)計分析Ⅰ
4.溫度是分子平均動能的標(biāo)志、內(nèi)能Ⅰ
5.固體分子微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體Ⅰ
6.液體的微觀結(jié)構(gòu)Ⅰ
7.液體的表面張力現(xiàn)象Ⅰ
8.氣體實驗定律Ⅰ
9.理想氣體Ⅰ
10.飽和蒸汽、未飽和蒸汽和飽和蒸汽壓Ⅰ
11.相對濕度Ⅰ
12.熱力學(xué)第一定律Ⅰ
13.能量守恒定律Ⅰ
14.熱力學(xué)第二定律Ⅰ
15.要知道中學(xué)物理涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位、包括攝氏度、標(biāo)準(zhǔn)氣壓Ⅰ
實驗:用油膜法估測分子的大小1.考查阿伏伽德羅常數(shù)及分子大小、分子質(zhì)量、分子數(shù)目等微觀量的估算
2.考查分子的平均動能、熱運動和布朗運動
3.分子力與分子勢能的綜合問題
4.考查內(nèi)能的相關(guān)因素
5.考查晶體和非晶體的特點及液體表面張力產(chǎn)生的原因
6.氣體實驗定律的定量計算及圖像的考查
7.封閉氣體壓強的求解
8.熱力學(xué)第一定律與理想氣體狀態(tài)方程定性分析的綜合考查
9.考查熱力學(xué)第二定律
10.能量守恒定律的綜合運算
11.考查油膜法測分子直徑的實驗原理、操作步驟和數(shù)據(jù)的處理
12.飽和汽、未飽和汽壓及相對濕度
【考綱知識梳理】
一、宏觀量與微觀量及相互關(guān)系
1.固、液、氣三態(tài)分子模型
在固體和液體分子大小的估算中通常將分子看做是一個緊挨一個的小球(或小立方體),每個分子的體積也就是每個分子所占據(jù)的空間,雖然采用正方體模型和球形模型計算出分子直徑的數(shù)量級是相同的,但考慮到誤差因素,采用球形模型更準(zhǔn)確一些.對氣體分子來說,由于氣體沒有一定的體積和
形狀,氣體分子間的平均距離比較大,氣體分子占據(jù)的空間比每個分子的體積大得多,可以忽略每個分子的空間體積,認(rèn)為每個分子占據(jù)的空間是一個緊挨一個的立方體,分子間的平均距離為立方體邊長,氣體分子占據(jù)的空間并非氣體分子的實際體積.
2、物質(zhì)是由大量分子組成
(1)分子體積很小,質(zhì)量小。
(2)油膜法測分子直徑:
(3)阿伏伽德羅常量:
(4)微觀物理量的估算問題:
二、布朗運動與擴(kuò)散現(xiàn)象
1、擴(kuò)散現(xiàn)象:相互接觸的物體互相進(jìn)入對方的現(xiàn)象,溫度越高,擴(kuò)散越快。
2、布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的花粉顆粒的永不停息的無規(guī)則運動,顆粒越小,運動越明顯;溫度越高,運動越激烈,布朗運動是液體分子永不停息地做無規(guī)則熱動動的反映,是微觀分子熱運動造成的宏觀現(xiàn)象。
①布朗運動成因:液體分子無規(guī)則運動,對固體小顆粒碰撞不平衡。
②影響布朗運動劇烈程度因素:微粒小,溫度高,布朗運動劇烈
三、分子力與分子勢能
1、分子間存在著相互作用的分子力。
分子力有如下幾個特點:分子間同時存在引力和斥力;分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小,隨分子距離的減小而增大,但斥力比引力變化更快。實際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力。
(1)時(約幾個埃,1埃=米),
,分子力F=0。
(2)時,,分子力F為斥力。
(3)時,,分子力F為斥力。
④時,、f斥速度減為零,分子力F=0。
2、分子勢能
(1)分子間由于存在相互作用而具有的,大小由分子間相對位置決定的能叫做分子勢能。
(2)分子勢能改變與分子力做功的關(guān)系:分子力做功,分子勢能減少;克服分子力做功,分子勢能增加;且分子力做多少功,分子勢能就改變多少。分子勢能與分子間距的關(guān)系(如右圖示):
①當(dāng)r>時,分子力表現(xiàn)為引力,隨著r的增大,分子引力做負(fù)功,分子勢能增加;
②當(dāng)r<時,分子力表現(xiàn)為斥力,隨著r的減小,分子斥力做負(fù)功,分子勢能增加;
③r=時,分子勢能最小,但不為零,為負(fù)值,因為選兩分子相距無窮遠(yuǎn)時的分子勢能為零。
對實際氣體來說,體積增大,分子勢能增加;體積縮小,分子勢能減小。
四、物體的內(nèi)能
1.平均動能:每個做熱運動的分子都具有動能mv2,但是各個分子的動能有大有小,且不斷變化.在研究熱現(xiàn)象時,某個分子的動能大小沒有意義,有意義的是物體內(nèi)所有分子的動能的平均值,即平均動能
2.內(nèi)能
(1)定義:物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和.
(2)物體的內(nèi)能跟物體的溫度、體積、物態(tài)和分子個數(shù)(即質(zhì)量)都有關(guān)系.
3.改變物體內(nèi)能的兩種方式:做功和熱傳遞.
4、物體的內(nèi)能和機(jī)械能的比較
五、溫度和溫標(biāo)
1.溫度:溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度;在微觀上表示分子的平均動能.
2.兩種溫標(biāo)
(1)比較攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo):兩種溫標(biāo)溫度的零點不同,同一溫度兩種溫標(biāo)表示的數(shù)值不同,但它們表示的溫度間隔是相同的,即每一度的大小相同,Δt=ΔT.
(2)關(guān)系:T=t+273.15K.
3.平衡態(tài)及特點:對于一個孤立的熱學(xué)系統(tǒng),無論其初始狀態(tài)如何經(jīng)過足夠長的時間后,必須達(dá)到一個宏觀平衡性質(zhì)不再隨時間變化的狀態(tài),叫平衡態(tài),系統(tǒng)處于平衡態(tài)時有共同特性即“溫度相同”.
六、用油膜法估測分子的大小
1.實驗?zāi)康?br>
(1)估測油酸分子的大小.
(2)學(xué)習(xí)間接測量微觀量的原理和方法.
2.實驗原理:利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜,將油酸分子看做球形,測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積,用d=V/S計算出油膜的厚度,其中V為一滴油酸溶液中純油酸的體積,S為油膜面積,這個厚度就近似等于油酸分子的直徑.
3.實驗器材
盛水淺盤、滴管(或注射器)、試劑瓶、坐標(biāo)紙、玻璃板、痱子粉(或細(xì)石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩筆.
4.實驗步驟
(1)取1毫升(1cm3)的油酸溶于酒精中,制成200毫升的油酸酒精溶液.
(2)往邊長約為30cm~40cm的淺盤中倒入約2cm深的水,然后將痱子粉(或細(xì)石膏粉)均勻地撒在水面上.
(3)用滴管(或注射器)向量筒中滴入n滴配制好的油酸酒精溶液,使這些溶液的體積恰好為1mL,算出每滴油酸酒精溶液的體積
(4)用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液,油酸就在水面上慢慢散開,形成單分子油膜.
(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上.
(6)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,算出油酸薄膜的面積.
(7)據(jù)油酸酒精溶液的濃度,算出一滴溶液中純油酸的體積V,據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S,算出油酸薄膜的厚度,即為油酸分子的直徑.比較算出的分子直徑,看其數(shù)量級(單位為m)是否為10-10,若不是10-10需重做實驗.
5.注意事項
(1)油酸酒精溶液的濃度應(yīng)小于.
(2)痱子粉的用量不要太大,并從盤中央加入,使粉自動擴(kuò)散至均勻.
(3)測1滴油酸酒精溶液的體積時,滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù),應(yīng)多滴幾毫升,數(shù)出對應(yīng)的滴數(shù),這樣求平均值誤差較小.
(4)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小,并要水平放置,以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀,畫線時視線應(yīng)與板面垂直.
(5)要待油膜形狀穩(wěn)定后,再畫輪廓.
(6)利用坐標(biāo)求油膜面積時,以邊長為1cm的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),不足半個的舍去,大于半個的算一個.
(7)做完實驗后,把水從盤的一側(cè)邊緣倒出,并用少量酒精清洗,然后用脫脂棉擦去酒精,最后用水沖洗,以保持盤的清潔.
6.誤差分析
(1)純油酸體積的計算誤差.
(2)油膜面積的測量誤差主要是:
①油膜形狀的畫線誤差;
②數(shù)格子法本身是一種估算的方法,自然會帶來誤差.
【要點名師透析】
類型一:阿伏伽德羅常數(shù)及微觀量的計算
【例1】已知水的密度,其摩爾質(zhì)量,阿伏加德羅常數(shù)。試求:
⑴某人一口喝了的水,內(nèi)含多少水分子?
⑵估計一個水分子的線度多大?
解析:水的摩爾體積是
⑴中的水含有的分子數(shù)為
⑵把水分子看成“球體”,并設(shè)其直徑為,則有
所以
類型二、對內(nèi)能概念的理解
【例2】下列說法中正確的是
A.物體自由下落時速度增大,所以物體內(nèi)能也增大
B.物體的機(jī)械能為零時內(nèi)能也為零
C.物體的體積減小溫度不變時,物體內(nèi)能一定減小
D.氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大
解:物體的機(jī)械能和內(nèi)能是兩個完全不同的概念。物體的動能由物體的宏觀速率決定,而物體內(nèi)分子的動能由分子熱運動的速率決定。分子動能不可能為零(溫度不可能達(dá)到絕對零度),而物體的動能可能為零。所以A、B不正確。物體體積減小時,分子間距離減小,但分子勢能不一定減小,例如將處于原長的彈簧壓縮,分子勢能將增大,所以C也不正確。由于氣體分子間距離一定大于r0,體積增大時分子間距離增大,分子力做負(fù)功,分子勢能增大,所以D正確。
【感悟高考真題】
1.(20xx四川理綜T14)氣體能夠充滿密閉容器,說明氣體分子除相互碰撞的短暫時間外
A氣體分子可以做布朗運動
B氣體分子的動能都一樣大
C相互作用力十分微弱,氣體分子可以自由運動
D相互作用力十分微弱,氣體分子間的距離都一樣大
【答案】選C.布朗運動本身并不是分子運動,因此A錯;分子作無規(guī)則的熱運動,各個分子的動能不同,B錯;氣體分子平均距離較遠(yuǎn),所以分子力十分微弱,C正確;由于無規(guī)則的熱運動,每個氣體分子之間的距離是變化的,D錯.
2.(20xx上海高考物理T8)某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖中表示處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率,所對應(yīng)的溫度分別為,則
(A)(B)TⅢTⅡTⅠ(C)(D)
【答案】選B.
【詳解】曲線下的面積表示表示分子速率從0→∞所有區(qū)間內(nèi)分子數(shù)的比率之和,顯然其值應(yīng)等于1,當(dāng)溫度升高時,分子的速率普遍增大,所以曲線的高峰向右移動,曲線變寬,但由于曲線下總面積恒等于1,所以曲線的高度相應(yīng)降低,曲線變得平坦。所以,TⅢTⅡTⅠ
3.(20xx山東高考T36)(1)人類對物質(zhì)屬性的認(rèn)識是從宏觀到微觀不斷深入的過程,以下說法正確的是。
a.液晶的分子勢能與體積有關(guān)
b.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的
c.溫度升高,每個分子的動能都增大
d.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用
(2)氣體溫度計結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強計相連。開始時A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點處,右管D中水銀面高出O點=14cm。后來放入待測恒溫槽中,上下移動D,使左管C中水銀面在O點處,測得右管D中水銀面高出O點h2=44cm(已知外界大氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cmHg)
①求恒溫槽的溫度
②此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能(填“增大”或“減小”),氣體不對外做功,氣體將(填“吸熱”或者“放熱”)。
【答案】(1)a、b(2)①或②增大吸熱
【詳解】(1)選a、d。液晶是一類處于液態(tài)和固態(tài)之間的特殊物質(zhì),其分子間的作用力較強,在體積發(fā)生變化時需要考慮分子間力的作用,分子勢能和體積有關(guān),a正確。晶體分為單晶體和多晶體,單晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,多晶體物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性,b錯誤。溫度升高時,分子的平均動能增大但不是每一個分子動能都增大,c錯誤。露珠由于受到表面張力的作用表面積有收縮到最小的趨勢即呈球形,d正確。
(2)①由于在溫度變化前后左端被封閉氣體的體積沒有發(fā)生變化,由查理定律可得帶入數(shù)據(jù)可得恒溫槽的溫度
②此過程中由于被封閉理想氣體溫度升高,故內(nèi)能增大;由熱力學(xué)第一定律知在沒對外做功的前提下應(yīng)該從外界吸收熱量。
4.(20xx廣東理綜T13)如圖3所示,兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來,下面的鉛柱不脫落,主要原因是
A.鉛分子做無規(guī)則熱運動
B.鉛柱受到大氣壓力作用
C.鉛柱間存在萬有引力作用
D.鉛柱間存在分子引力作用
【答案】選D.
【詳解】擠壓后的鉛分子之間的距離可以達(dá)到分子之間存在相互作用力的距離范圍內(nèi),故不脫落的主要原因是分子之間的引力,故D正確,A.B.C錯誤。
5.(20xx全國卷Ⅰ19)右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是
A.當(dāng)r大于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力
B.當(dāng)r小于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力
C.當(dāng)r等于r2時,分子間的作用力為零
D.在r由r1變到r2的過程中,分子間的作用力做負(fù)功
【答案】BC
【解析】分子間距等于r0時分子勢能最小,即r0=r2。當(dāng)r小于r1時分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)r大于r1小于r2時分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)r大于r2時分子力表現(xiàn)為引力,A錯BC對。在r由r1變到r2的過程中,分子斥力做正功分子勢能減小,D錯誤。
【命題意圖與考點定位】分子間距于分子力、分子勢能的關(guān)系
6.(20xx上海物理14)分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生,并隨著分子間距的變化而變化,則
(A)分子間引力隨分子間距的增大而增大
(B)分子間斥力隨分子間距的減小而增大
(C)分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大
(D)分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大
答案:B
解析:根據(jù)分子力和分子間距離關(guān)系圖象,如圖,選B。
本題考查分子間相互作用力隨分子間距的變化,圖象的理解。
難度:中等。
7.(09北京13)做布朗運動實驗,得到某個觀測記錄如圖。圖中記錄的是(D)
A.分子無規(guī)則運動的情況
B.某個微粒做布朗運動的軌跡
C.某個微粒做布朗運動的速度——時間圖線
D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線
解析:布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動,而非分子的運動,故A項錯誤;既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運動軌跡,故B項錯誤,對于某個微粒而言在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的,所以無法確定其在某一個時刻的速度,故也就無法描繪其速度-時間圖線,故C項錯誤;故只有D項正確。
8.(09上海物理2)氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和,其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān),分子熱運動的平均動能與分子間勢能分別取決于氣體的(A)
A.溫度和體積B.體積和壓強
C.溫度和壓強D.壓強和溫度
解析:由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志,所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度;分子勢能是由于分子間引力和分子間距離共同決定,宏觀上取決于氣體的體積。因此答案A正確。
9.(09江蘇卷物理12.A)(選修模塊3—3)(12分)(1)若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變,則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法正確的是。(填寫選項前的字母)
(A)氣體分子間的作用力增大(B)氣體分子的平均速率增大
(C)氣體分子的平均動能減小(D)氣體組成的系統(tǒng)地熵增加
(2)若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體,氣泡從湖底上升到湖面的過程中,對外界做了0.6J的功,則此過程中的氣泡(填“吸收”或“放出”)的熱量是J。氣泡到達(dá)湖面后,溫度上升的過程中,又對外界做了0.1J的功,同時吸收了0.3J的熱量,則此過程中,氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了J。
(3)已知氣泡內(nèi)氣體的密度為1.29kg/,平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù),取氣體分子的平均直徑為,若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w,請估算液體體積與原來氣體體積的比值。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。
答案:A.(1)D;(2)吸收;0.6;0.2;(3)設(shè)氣體體積為,液體體積為,
氣體分子數(shù),(或)
則(或)
解得(都算對)
解析:(1)掌握分子動理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題。氣泡的上升過程氣泡內(nèi)的壓強減小,溫度不變,由玻意爾定律知,上升過程中體積增大,微觀上體現(xiàn)為分子間距增大,分子間引力減小,溫度不變所以氣體分子的平均動能、平均速率不變,此過程為自發(fā)過程,故熵增大。D項正確。
(2)本題從熱力學(xué)第一定律入手,抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點進(jìn)行處理。理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變,由熱力學(xué)第一定律,物體對外做功0.6J,則一定同時從外界吸收熱量0.6J,才能保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程,內(nèi)能增加了0.2J。
(3)微觀量的運算,注意從單位制檢查運算結(jié)論,最終結(jié)果只要保證數(shù)量級正確即可。設(shè)氣體體積為,液體體積為,氣體分子數(shù),(或)
則(或)
解得(都算對)
【考點模擬演練】
1.已知某氣體的摩爾體積為VA,摩爾質(zhì)量為MA,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是()
A.分子質(zhì)量B.分子體積
C.分子密度D.分子間平均距離
【答案】AD
【詳解】根據(jù)m=MANA可知選項A正確;由于氣體分子間距很大,故無法求出分子的體積和密度,選項B、C錯誤;由V=VANA=d3可知選項D正確.
2.做布朗運動實驗,得到某個觀測記錄如圖.圖中記錄的是()
A.分子無規(guī)則運動的情況
B.某個微粒做布朗運動的軌跡
C.某個微粒做布朗運動的速度—時間圖線
D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線
【答案】選D.
【詳解】布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動,而非分子的運動,故A項錯誤;既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運動軌跡,故B項錯誤;對于某個微粒而言,在不同時刻的速度大小和方向均是不確定的,所以無法確定其在某一個時刻的速度,故也就無法描繪其速度—時間圖線,故C項錯誤,D項正確.
3.下列說法中正確的是()
A.給輪胎打氣的過程中,輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能不斷增大
B.灑水車在不斷灑水的過程中,輪胎內(nèi)氣體的內(nèi)能不斷增大
C.太陽下暴曬的輪胎爆破,輪胎內(nèi)氣體內(nèi)能減小
D.拔火罐過程中,火罐能吸附在身體上,說明火罐內(nèi)氣體內(nèi)能減小
【答案】ACD
【詳解】給輪胎打氣的過程中,輪胎內(nèi)氣體質(zhì)量增加,體積幾乎不變,壓強增加,溫度升高,內(nèi)能增加,選項A正確;灑水車內(nèi)水逐漸減小,輪胎內(nèi)氣體壓強逐漸減小,體積增大,對外做功,氣體內(nèi)能減小,選項B錯誤;輪胎爆破的過程中,氣體膨脹對外做功,內(nèi)能減小,選項C正確;火罐內(nèi)氣體溫度逐漸降低時,內(nèi)能減小,選項D正確.
4.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F0表示斥力,F(xiàn)0表示引力,A、B、C、D為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放,則下列選項中的圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系,其中大致正確的是()
【答案】選B、C.
【詳解】乙分子從A處釋放后先是分子引力做正功,分子勢能減小,乙分子的動能增加;至B點處,乙分子所受分子引力最大,則此處乙分子加速度最大,B點至C點過程,分子引力繼續(xù)做正功,分子動能繼續(xù)增加,分子勢能繼續(xù)減小,至C點分子動能最大,分子勢能最??;C點至D點過程,分子斥力做負(fù)功,分子動能減小,分子勢能增加.綜合上述分析知B、C正確,A、D錯誤.
5.(1)氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運動動能和勢能的總和,其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān),分子熱運動的平均動能與分子勢能分別取決于氣體的()
A.溫度和體積B.體積和壓強
C.溫度和壓強D.壓強和溫度
(2)1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較,下列說法是否正確?
①分子的平均動能和分子的總動能都相同.
②它們的內(nèi)能相同.
【答案】(1)A(2)見解析
【詳解】(1)選A.由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志,所以氣體分子的動能宏觀上取決于溫度;分子勢能是由分子間作用力和分子間距離共同決定的,宏觀上取決于氣體的體積.因此選項A正確.
(2)①溫度相同則說明它們的分子平均動能相同;又因為1g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同,因而它們的分子總動能相同,所以①說法正確;
②當(dāng)100℃的水變成100℃的水蒸氣時,該過程吸收熱量,內(nèi)能增加,所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能,故②說法錯誤.
7.同學(xué)們一定都吃過味道鮮美的烤鴨,烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料,只是在烤制之前,把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時間,鹽就會進(jìn)入肉里.則下列說法正確的是()
A.如果讓腌制湯溫度升高,鹽進(jìn)入鴨肉的速度就會加快
B.烤鴨的腌制過程說明分子之間有引力,把鹽分子吸進(jìn)鴨肉里
C.在腌制湯中,有的鹽分子進(jìn)入鴨肉,有的鹽分子從鴨肉里面出來
D.把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍,將不會有鹽分子進(jìn)入鴨肉
【答案】AC
【詳解】鹽分子進(jìn)入鴨肉是因為鹽分子的擴(kuò)散,溫度越高擴(kuò)散得越快,A正確;鹽進(jìn)入鴨肉是因為鹽分子的無規(guī)則運動,并不是因為分子引力,B錯誤;鹽分子永不停息的做無規(guī)則運動,有的進(jìn)入鴨肉,有的離開鴨肉,C正確;冷凍后,仍然會有鹽分子進(jìn)入鴨肉,只不過速度慢一些,D錯誤.
8.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子位于x軸上,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F0為斥力,F(xiàn)0為引力.A、B、C、D為x軸上四個特定的位置,現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放,選項中四個圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系,其中大致正確的是()
【答案】B
【詳解】乙分子的運動方向始終不變,A錯誤;加速度與力的大小成正比,方向與力相同,故B正確;乙分子從A處由靜止釋放,分子勢能不可能增大到正值,故C錯誤;分子動能不可能為負(fù)值,故D錯誤.
9.若以μ表示水的摩爾質(zhì)量,v表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,NA為阿伏加德羅常數(shù),m、Δ分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積,下面四個關(guān)系式,其中正確的是
()
①NA=ρvm②ρ=μNAΔ③m=μNA④Δ=vNA
A.①和②B.①和③
C.③和④D.①和④
【答案】B
【詳解】NA=vmS=ρvm,NA=μm,所以m=μNA,B選項正確.
10.(1)如圖所示,把一塊潔凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面,如果你想使玻璃板離開水面,必須用比玻璃板重力______的拉力向上拉橡皮筋,原因是水分子和玻璃的分子間存在______作用.
(2)往一杯清水中滴入一滴紅墨水,一段時間后,整杯水都變成了紅色,這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為______現(xiàn)象,是由于分子的________而產(chǎn)生的.
【答案】(1)大分子引力(2)擴(kuò)散無規(guī)則運動(熱運動)
【詳解】(1)由于玻璃板除受豎直向下的重力外還受向下的水分子和玻璃分子間的分子引力,故向上的拉力應(yīng)大于重力.
(2)題目中的現(xiàn)象是由于分子無規(guī)則運動而引起的擴(kuò)散現(xiàn)象.
11.(20xx蘇州模擬)用油膜法估測分子的大小.
實驗器材有:濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1mL的量筒、盛有適量清水的淺盤、痱子粉、膠頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙(最小正方形邊長為1cm).則
(1)下面給出的實驗步驟中,正確排序應(yīng)為______(填序號)
為估算油酸分子的直徑,請補填最后一項實驗步驟D
A.待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上
B.用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)N
C.將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上,用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液,從低處向水面中央滴入一滴
D._______________________________________________
_________________________________________________.
(2)利用以上測量數(shù)據(jù),寫出單個油酸分子直徑的表達(dá)式為
___________________________________________.
【答案】(1)BCA將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S
(2)
【詳解】(1)根據(jù)實驗原理可得,給出的實驗步驟的正確排序為BCA,步驟D應(yīng)為將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上,以坐標(biāo)紙上邊長為1cm的正方形為單位,計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù),算出油酸薄膜的面積S.
(2)每滴油酸酒精溶液的體積為1滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為V=×0.05%
所以單個油酸分子的直徑為
12.(1)已知某氣體的摩爾體積為VA,摩爾質(zhì)量為MA,阿伏加德羅常數(shù)為NA,由以上數(shù)據(jù)能否估算出每個分子的質(zhì)量、每個分子的體積、分子之間的平均距離?
(2)當(dāng)物體體積增大時,分子勢能一定增大嗎?
(3)在同一個坐標(biāo)系中畫出分子力F和分子勢能Ep隨分子間距離的變化圖象,要求表現(xiàn)出Ep最小值的位置及Ep變化的大致趨勢.
【詳解】(1)可估算出每個氣體分子的質(zhì)量m0=MANA;由于氣體分子間距較大,由V0=VANA,求得的是一個分子占據(jù)的空間而不是一個氣體分子的體積,故不能估算每個分子的體積;由d=3V0=3VANA可求出分子之間的平均距離.
(2)在r>r0范圍內(nèi),當(dāng)r增大時,分子力做負(fù)功,分子勢能增大;在r<r0范圍內(nèi),當(dāng)r增大時,分子力做正功,分子勢能減小,故不能說物體體積增大,分子勢能一定增大,只能說當(dāng)物體體積變化時,其對應(yīng)的分子勢能也變化.
(3)