专题15选修33-高考物理之纠错笔记系列

15 选选修修 3-3 易错综述易错综述 一一、、物体内能理解误区理解物体内能理解误区理解 ①物体的体积越大，分子势能不一定越大，如 0 ℃的水结成 0 ℃的冰后体积变大，但是分子势能缺减 小了。 ②理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体的内能只与温度有关。 ③内能是对物体的大量分子而言，不存在某个分子内能的说法。 二、二、微观量的估算步骤微观量的估算步骤 ①建立合适的物理模型：将题给的现象突出主要因素，忽略次要因素，用熟悉的理想模型来模拟实际 的物理现象。如常把液体分子模拟为球形，固体分子模拟为小立方体。 ②根据建立的理想物理模型寻找适当的物理规律，将题中有关条件串联起来。 ③挖掘赖以进行估算的隐含条件。 ④合理处理数据：估算的目的是获得对数量级的认识，因此为避免繁杂的运算，许多常数常取一位有 效数字，最后结果也可只取一位有效数字。有些题甚至要求最后结果的数量级正确即可。 三、三、理想气体三大定律理想气体三大定律 定律名称 比较项目 玻意耳定律 （等温变化） 查理定律 （等容变化） 盖-吕萨克定律 （等压变化） 数学表达式 pV=C 或 p1V1=p2V2 p T =C 或 1 1 p T = 2 2 p T （体积不变） T V =C 或 1 1 V T = 2 2 V T 同一气体的图 线 微观解释 一定质量的理想气体温度不 变，分子平均动能一定，当 体积减小时，分子密集程度 增大，气体压强就增大 一定质量的理想气体， 体积保持 不变时，分子密集程度一定，当 温度升高时，分子平均动能增 大，气体压强增大 一定质量的理想气体，温 度升高，分子平均动能增 大，只有气体体积同时增 大，分子密集程度减小， 才能保持压强不变 四、四、力学角度计算压强的方法力学角度计算压强的方法 1．平衡状态下气体压强的求法 ①参考液片法：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，同一液柱（中间不间断）同一深度处压强相等。 2．加速运动系统中封闭气体压强的求法 选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。 五、五、液柱或活塞移动液柱或活塞移动问题的问题的分析分析方法方法 用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液柱或活塞是否移动？如何移动？ 此类问题的特点是气体的状态参量 p、V、T 都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困 难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解，两部分气体均做等容变化。其一般 思路为： 1．先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化。 2．对两部分气体分别应用查理定律的分比形式 Δ Δ T pp T ，求出每部分气体压强的变化量Δp，并加以 比较。 ①如果液柱或活塞两端的横截面积相等，则若Δp均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱 或活塞向Δp值较小的一方移动；若Δp均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱或活塞向着压 强减小量较大的一方（即|Δp|较大的一方）移动；若Δp相等，则液柱或活塞不移动。 ②如果液柱或活塞两端的横截面积不相等，则应考虑液柱或活塞两端的受力变化（ΔpS），若 Δp 均大 于零，则液柱或活塞向ΔpS较小的一方移动；若 Δp 均小于零，则液柱或活塞向|ΔpS|值较大的一方移动； 若ΔpS相等，则液柱或活塞不移动。 六、气缸类问题六、气缸类问题的解题技巧的解题技巧 气缸类问题是热学部分典型的物理综合题，它需要考虑气体、气缸或活塞等多个研究对象，设计热学、 力学乃至电学等物理知识，需要灵活、综合地应用知识来解决问题。 1．解决气缸类问题的一般思路 ①弄清题意，确定研究对象，一般地说，研究对象分两类：一类是热学研究对象（一定质量的理想气 体）；另一类是力学研究对象（气缸、活塞或某系统）、 ②分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚除、末状态及状态变化过程，依据气体实 验定律列出方程；对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。 ③注意挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。 ④多个方程连理求解。对求解的结果注意检查他们的合理性。 2．气缸类问题的几种常见类型 ①气体系统处于平衡状态，需综合应用气体实验定律和物体的平衡条件解题。 ②气体系统处于力学非平衡状态，需要综合应用气体实验定律和牛顿运动定律解题。 ③封闭气体的容器（如气缸、活塞、玻璃管等）与气体发生相互作用的过程中，如果满足守恒定律的 适用条件，可根据相应的守恒定律解题。 ④两个或多个气缸封闭着几部分气体，并且气缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体， 找出他们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体质检压强或体积的关系式，最后联立 求解。 说明 当选取力学研究对象进行分析时，研究对象的选取并不唯一，可以灵活地选择整体或部分为研 究对象进行受力分析，列出平衡方程或动力学方程。 七、变质量问题的分析七、变质量问题的分析方法方法 分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题， 用气态方程求解。 ①打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的变质量的气体问题。只需要选择球内原有气体和即将打入的气体作为 研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题。 ②抽气问题 从容器中抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽出的气 体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看作是等温膨胀过程。 易错易错展示展示 易错点一：易错点一：分子分子平均动能、平均动能、分子分子势能、势能、内能内能 典型例题典型例题 由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。 如图所示为分子势能 Ep随分子间距离 r 变化的图象，取 r 趋近于无穷大时 Ep为零。通过功能关系可以从分 子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是 A．假设将两个分子从 r=r2处释放，它们将开始远离 B．假设将两个分子从 r=r2处释放，它们将相互靠近 C．假设将两个分子从 r=r1处释放，它们的加速度先增大后减小 D．假设将两个分子从 r=r1处释放，当 r=r2时它们的速度最大 不了解分子间距离与分子势能之间的关系，导致本题错解。 由图可知，两个分子从 2 rr 处的分子势能最小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的 作用力恰好为 0，结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势 能最小，所以假设将两个分子从 2 rr 处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，故 AB 错误；由于 12 rr ，可知分子在 1 rr 处的分子之间的作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子力做正功，分 子的速度增大；当分子之间的距离大于 2 r时，分子之间的作用力表现为引力，