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第四章 天气与气候
第一节 天气
作者：滕州市东沙河中学 刘宝义
课标要求
区分天气概念，并能正确应用。
识别常用的天气符号，能看懂简单的天气图。
用实例说明人类活动对空气质量的影响。
教学目标：
1、了解天气的概念，能在生活中正确使用“天气”这一专业术语。
2、识别天气符号，通过多媒体展示天气预报，让学生养成收听、收看天气预报的习惯，并能听懂、看懂。
3、会阅读城市空气质量日报，说明人类活动 ( http: / / www.21cnjy.com )对空气质量的影响，培养学生主动参与意识和学习兴趣，激发学生科学探索意识和创新精神，培养学生相互协作友好相处的健康心态和团队精神。
教学方法
情境教学法、自主学习、小组合作法
教学模式
三为主、六环节教学模式
教学准备
多媒体课件、中央电视台天气预报视频|、手机
学生准备
收看中央电视台天气预报
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入学习目标自主学习天气概念天气的特征天气对生产生活的关系 导言：首先请同学们欣赏一段动画片，观看的同时思考，这是什么动画片？片中歌词唱到了什么？对了，是“天气”。大家常说了，天气就像小孩子的脸，说变就变，今天就让我们一同学习这像小孩子的脸一样“多变的天气”。 ①能够描述天气及理解天气特点,结合日常生活，说出天气对生产、生活的影响。②会看卫星云图并记住常用天气符号，据图能够自己预报天气预报③会看城市空气质量预报 首先老师问大家一个问题：我们这里经常下雨，和我们这里今天下雨。这两句话的意思相同吗？好，不同啊，的确，前一句话说的是气候，后一句指的是天气。理解很好，可谓是一语道破天机，大家已经把握住了天气的本质。 所谓天气，就是指：一个地方短时间内的大气状况。通过概念看出，天气有两部分组成，首先它是“ ( http: / / www.21cnjy.com )大气状况”，即我们平常所看到的“天气现象”；其次，它是“不断变化着的”，说明天气包括“天气过程”。天气过程大家每天都在感受体会，想来很不陌生了，那什么是天气现象呢？ 恩，风是，雨是，雪、霜、雾、冰雹……，太多了。老师在这里列举了一些。 细心的同学可能已经发现，很多都带有“雨” ( http: / / www.21cnjy.com )字旁啊，那是不是指这些天气现象都和“雨”有关呢？这个问题我们今天先不做解释，大家回去好好查阅资料思考一下，以后我们将争取抽出一节课时间来一起探讨这个有趣的问题，一起领略一下我们的汉字文化明白了天气的概念，相信有的同学已经敏感的捕捉到了天气的特点了，接下来我们看几个小故事 网页中的材料：1.七月的天孩子的脸：7月 ( http: / / www.21cnjy.com )2日早晨5点，天阴的很厉害，5：30分开始下起大雨，而7：00天晴了，人们不愁上班需要打伞了，正如人们所说的那样，7月的天就像孩子的脸一样善变。2.东边日出西边雨：一天小明骑自行车从学校回家，学校的雨下的很大，他想到家一定会被淋湿，但到家时，他却发现他家附近滴雨未降，天空十分晴朗。3.暴雨前后：暴雨之前狂风大作，暴雨之后天空出现了彩虹。给大家五分钟时间，小组讨论这当中反应出的天气特征。 大家都知道“春雨贵如油”的谚语，也熟 ( http: / / www.21cnjy.com )悉“草船借箭”的典故，这些都与天气有关。那天气到底对我们的生产生活带来多大的影响呢，它与我们到底有多紧密呢？1.来自新华网堪培拉消息：10月2 ( http: / / www.21cnjy.com )3日，罕见的沙尘暴横扫澳大利亚东部，包括悉尼在内的广大地区被沙尘笼罩，能见度仅有100多米。见此情况，在露天商场卖衣服的人们匆忙收摊了。2.10月中旬，一场飓风袭卷了紧临加勒比海的古巴西部，这里是古巴最优质的烟草生产基地。然而，这场飓风使得这里所有的烟草生产作坊倒塌。 老师到想问问你们了，为什么我们每天都要进行天气预报呢？天气会给我们的生产生活带来什么样的影响呢？ 欣赏动画片、思考问题、回答问题 预备状态 读目标，熟悉并理解学习目标根据助学，自学课本好奇并积极回答问题：不同，前一个说的是那个地方的气候，后一句指的是天气。 集中听讲，理解记忆 回答问题 风、雨、雪…… 思考并回答问题 联想，积极回答问题，思考问题 思考、填空 短时间、多变的 小组讨论分析材料中所反映出的天气特征 1.多变的2.同一时间不同地点的天气不同3.同一地点不同时间的天气可能差别很大 学生利用课件和自己上网查到的资料进行提问和汇报，分三档进行：1，基础能力：回答课件所反应的天气与生活的关系。2.知识补充：学生根据上网查到的资料，制作成演示文稿补充天气对人类生产生活的影响。3.强力推荐：推荐劳动人民在长期的生产生活中总结出的天气谚语，使学生将来应用于生活。 有的同学说：看了天气预报我才知道明天应该穿什么样的衣服，能不能出去旅游’什么的，的确，天气影响着我们生产生活的方方面面。 创设学习情境，激发学生兴趣 预想 先明确目标，学习时好有的放矢我们这里经常下雨，我们这里今天下雨（教师用两句话使学生更直观的理解天气的本质，从而引出天气的概念）进行引导，讲解概念 天气过程（引导提问） 引导说出天气现象 了解学生现有的知识层次和迫切需要的知识。汇集大家的智慧，激发学生汲取知识的欲望。学会用语言描述天气。 激发学生探究学习的兴趣 小组成员通过讨论分析得出结论，培养合作精神和探究学习能力 本环节的设计，第一：学生根据正确与否就可以了解自己的学习程度。第二：培养了学生上网搜集资料、整理资料的能力，拓展了学生的思维第三：体现了课改理念，使学生学习了对学生生活和终身发展有用的地理。
看图识天气自主学习合作探究 1、天气预报是怎样 “生产”出来的？2、你会看电视台的天气预报吗？ ( http: / / www.21cnjy.com )讲解卫星云图常识，要求试记常用天气符号。强调：白色表示云层，云的颜色越白，云层越厚。云层厚的地方一般是云雨区。3、 常见天气符号的练习(出示自制天气符号图片，随机抽取让学生逐个回答。）4、天气预报中的风向及风力 利用图片讲解风向及风力，风向及风力练习。5、综合练习 要求：以小组为单位，分组播报图4.3上各城市的天气状况。比一比，看哪一组播报的更快捷，更准确。播报时须声音洪亮，运用普通话。通常，我们可以通过哪些途径获取天气信息，了解天气变化？打开网页，让学生查找当天的天气情况和未来七天的天气情况。拿出手机，（老师先介绍，平时是不准带手机上课的，今天，作为教具才带来的）拨打12121，用免提收听枣庄的天气预报。 1、 观看视频“探秘天气预报”。 2、浏览天气预报产生的“流水线”知 道 天气预报 是怎样生产出来的。3、自主学习 “卫星云图”和“常用天气符号”；4、 观看视频：中央电视 台一套节目晚间《天气预报》。 通过观看电 视台的天气预报加强记忆，看图片迅速回答天气符号名称。 学习风向及风力 明白风向及风力，进一步明确天气预报中的符号发言 ： 模拟“气象先 生”“气象小姐”做城市天气预报活动结束，评出最佳气象先生、气象小姐。在网页上查找并读天气预报认真听预报 观察思考积极讨论锻炼了学生的记忆能力 通过练习加强对知识的 巩固学生好像找到兴奋点，非常激动，学生真正感觉到地理的用途。
关注空气质量 人们越来越关注空气质量 ( http: / / www.21cnjy.com )1、1952年12月上旬，伦敦发生了一起震惊 ( http: / / www.21cnjy.com )世界的烟雾事件，四周内造成大约4000人死亡，8周后增加到8000人。这一事件的祸首是空气污染。 2、 随着人类工业文明的 ( http: / / www.21cnjy.com )发展，二氧化硫、二氧化氮等废气与日俱增。一些地方浓烟笼罩，城市上空难觅蓝天，酸雨腐蚀着建筑物……空气污染已经成为多种疾病的重要致病因素，尤其是肺癌发病率高，与空气污染有密切关系。人类活动产生污染物污染空气，使空气质量下降，反过来又影响人类的生产和生活，为此，人类应该控制生产和生活过程中的污染物排放，以创造美好的生产和生活环境。 自主学习“空气污染指数、空气质量级别与人体健康关系对照表”，了解空气污染指数、空气质量级别与人体健康关系。阅读材料，思考并讨论空气质量的好坏对人类的健康和动植物的生长有什么影响？学生谈自己的看法。阅读“可吸入颗粒物及其危害” 培养自主学习能力，增强对空气污染指数和空气质量状况的认识。锻炼分析能力、合作能力可引发学生的发散性思维。保护每个学生探讨问题的积极性感受空气污染物的危害
总结 1、 这节课你学到了什 么？ 2、 PPT展示总结内容 谈谈本节课的收获与大家分享。
练习 一、抢答题1、人们经常用 、 、 等来描述天气。天气反映了一个地方 的大气状况，它是 变化的 ，同一时刻、不同 的天气可能差别 。 2、风向是风的____，风向为“北”，说明风来自____。风力是风的____，共分__级。级数越大，风力越__。 3、在卫星云图上绿色表示____，蓝 ( http: / / www.21cnjy.com )色表示____，白色表示 ____ 。不同地区，云层厚度是不同的。云的顔色越白，表示云层____。云层厚的地方一般是 。二、选择题4、下列叙述中，不属于天气的是( )A.今天有时有小雨 B.今天最高气温34℃C.明天晴到多云 D.海南岛长夏无冬5、学校准备周末到郊外春游。小强担心下雨去不了，晚上看电视的天气形势图后，小强很高兴。请问他看到了反映当地天气的什么符号？（ ）6、空气质量的高低，可以用污染指数来表示。空气污染指数越大，表明（ ）A.空气污染越严重 B.空气质量状况越好C.空气质量级别越低 D.空气污染越轻微
板书设计
教学反思 本节课有成功之处，当然也存在一些不足，现总结如下：一、成功之处： 1、利用多媒体网络教室和视屏强大的语音图像交互功能，创设学习情境，有效的抓住了学生的注意力。 2、增加课堂练习和成语谚语，提高学生的学习兴趣 3、学生分成小组讨论学习，上网查找资料简单制作ppt，增进学生团体合作能力，查找资料和整合自交的能力。 4、利用网页、手机现场 ( http: / / www.21cnjy.com )查找当天的天气预报，特别是用手机拨打12121询问天气时，学生好像找到兴奋点，学生非常激动，学生真正体会到了学习地理对生活和终身发展的作用。极大调动了学习地理的积极性。二、不足之处 1、多媒体网络教室给学生带来充分的学习空间的同时，也一定程度的阻碍了学生的思维的扩展，学生被多彩的网上世界所吸引。 2、课前要是能带领学生参观当地气象站，使学生对气象观测、天气预报的产生有感性认识，再在课堂上上升到理性认识，教学效果会更好。 3、学生彼此合作探究不足，个别学生学得被动，不能适应自主学习、合作探究的教学方式。
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专题定位　本专题用三讲时分别解决选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查的重点和热点有：
选修3－3：①分子大小的估算；②对分子动 ( http: / / www.21cnjy.com )理论内容的理解；③物态变化中的能量问题；④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容．
选修3－4：①波的图象；②波长、波速和频率 ( http: / / www.21cnjy.com )及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质．
选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子 ( http: / / www.21cnjy.com )的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．
应考策略　选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆．
选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象、光的折射定律这两条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力．
选修3－5涉及的知识点多， ( http: / / www.21cnjy.com )而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力．
第1讲　热　学
高考题型1　热学基本知识
解题方略
1．分子动理论
(1)分子大小
①阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1.
②分子体积：V0＝(占有空间的体积)．
③分子质量：m0＝.
④油膜法估测分子的直径：d＝.
(2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动．
①扩散现象特点：温度越高，扩散越快．
②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈．
(3)分子间的相互作用力和分子势能
①分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大，
引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快．
②分子势能：分子力做正功，分子势能减小 ( http: / / www.21cnjy.com )；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0(分子间的距离为r0时，分子间作用的合力为0)时，分子势能最小．
2．固体和液体
(1)晶体和非晶体的分子结构不同， ( http: / / www.21cnjy.com )表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化．
(2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间．液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．
(3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．
例1　关于热学基本知识的易错点辨析(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
(1)布朗运动是液体分子的无规则运动(　　)
(2)布朗运动并不是液体分子的运动，但它说明分子永不停息地做无规则运动(　　)
(3)液体温度越高，布朗运动会越激烈(　　)
(4)布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性(　　)
(5)悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显(　　)
(6)悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子的撞击就越容易平衡(　　)
(7)布朗运动是由于液体各部分温度不同而引起的(　　)
(8)在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动(　　)
(9)布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动(　　)
(10)显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性(　　)
(11)悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒，气温越高，运动越剧烈(　　)
(12)扩散运动就是布朗运动(　　)
(13)扩散现象与布朗运动都与温度有关(　　)
(14)扩散现象不仅能发生在气体和液体中，固体中也可以(　　)
(15)“酒香不怕巷子深”与分子热运动有关(　　)
(16)水不容易被压缩说明分子间存在分子力(　　)
(17)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力(　　)
(18)分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小(　　)
(19)将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间的分子力先增大后减小最后再增大(　　)
(20)当分子间距离增大时，分子间的引力减少，斥力增大(　　)
(21)若两分子间距离减小，分子间斥力增大，引力减小，合力为斥力(　　)
(22)当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小(　　)
(23)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力增大，斥力减小(　　)
(24)分子间引力总是随着分子间的距离减小而减小(　　)
(25)分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大(　　)
(26)分子间距离增大时，分子间的引力、斥力都减小(　　)
(27)随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小(　　)
(28)分子间的距离为r0时，分子间作用力的合力为零，分子势能最小(　　)
(29)同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现(　　)
(30)大颗粒的盐磨成了细盐，就变成了非晶体(　　)
(31)单晶体的某些物理性质具有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性的(　　)
(32)单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点(　　)
(33)晶体在各个方向上的导热性能相同，体现为各向同性(　　)
(34)单晶体的物理性质具有各向异性(　　)
(35)太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果(　　)
(36)漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面的观察是圆形的，是油滴液体呈各向同性的缘故(　　)
(37)液体与大气相接触，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引(　　)
(38)由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势(　　)
(39)液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部(　　)
(40)液体表面的分子距离大于分子间的平衡距离，使得液面有表面张力(　　)
(41)叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(　　)
(42)肥皂水的水面能托住小的硬币主要与液体的表面张力有关(　　)
(43)雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力(　　)
(44)液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征(　　)
(45)液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点(　　)
(46)当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大(　　)
(47)空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快(　　)
(48)只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数(　　)
(49)用阿伏加德罗常数和某种气体的密度，就可以求出该种气体的分子质量(　　)
(50)已知某气体的摩尔体积V，再知道阿伏加德罗常数NA，就可以求出一个气体分子的体积(　　)
(51)只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积(　　)
(52)用阿伏加德罗常数和某种气体的密度，就一定可以求出该种气体的分子质量(　　)
(53)达到热平衡的两个物体具有相同的热量(　　)
(54)物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大(　　)
(55)温度升高时物体内的每个分子的运动速率一定增大(　　)
(56)物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能(　　)
(57)物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和(　　)
(58)温度升高，物体内每个分子的动能一定增大(　　)
(59)相同质量0 ℃的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大(　　)
(60)气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力(　　)
(61)单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大(　　)
(62)气体的压强是由于大量分子频繁撞击器壁产生的(　　)
(63)若气体的温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多(　　)
(64)一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少(　　)
(65)从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关(　　)
(66)气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关(　　)
(67)单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强一定减小(　　)
预测1　(2015·新课标全国卷Ⅰ·33)下列说法正确的是________．
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
预测2　(2015·东北三省三模)下列说法正确的是________．
A．布朗运动反映了液体分子在永不停息的做无规则热运动
B．气体分子的平均动能增大，压强也一定增大
C．不同温度下，水的饱和汽压都是相同的
D．完全失重状态下悬浮的水滴呈球状是液体表面张力作用的结果
E．分子动理论认为，单个分子的运动是无规则的，但是大量分子的运动仍然有一定规律
高考题型2　热力学定律的理解
解题方略
1．物体内能变化的判定：温度变化引起分子平均动能的变化；体积变化，分子间的分子力做功，引起分子势能的变化．
2．热力学第一定律
(1)公式：ΔU＝W＋Q；
(2)符号规定：外界对系统做功，W ( http: / / www.21cnjy.com )>0；系统对外界做功，W<0.系统从外界吸收热量，Q>0；系统向外界放出热量，Q<0.系统内能增加，ΔU>0；系统内能减少，ΔU<0.
3．热力学第二定律的表述：①热量不能自发地从 ( http: / / www.21cnjy.com )低温物体传到高温物体(按热传递的方向性表述)．②不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响(按机械能和内能转化的方向性表述)．③第二类永动机是不可能制成的．
例2　关于热力学定律的理解，下列说法是否正确(正确的打“√”号，错误的打“×”号)
(1)外界对系统做功，其内能一定增加(　　)
(2)系统从外界吸收热量，其内能一定增加(　　)
(3)一定质量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变(　　)
(4)一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能增大(　　)
(5)在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降(　　)
(6)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程外界对其做功，瓶内空气内能增加(　　)
(7)热量能够自发地从高温物体传导到低温物体，但不能自发地从低温物体传导到高温物体(　　)
(8)利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的(　　)
(9)自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的(　　)
(10)功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程(　　)
(11)空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性(　　)
(12)不断改进工艺，热机的效率可能达到100%(　　)
(13)热量不可以自发地从低温物体传递到高温物体，是因为违背了热力学第一定律(　　)
(14)“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律(　　)
(15)“第二类永动机”不可能制成是因为它违反了能量守恒定律(　　)
预测3　(2015·呼伦贝尔一模)下列说法中正确的是________．
A．随着科学技术的发展，制冷机的制冷温度可以降到－280 ℃
B．随着科学技术的发展，热量可以从低温物体传到高温物体
C．随着科学技术的发展，热机的效率可以达到100%
D．无论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现
E．无论科技怎样发展，都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的
预测4　(2015·湖北八 ( http: / / www.21cnjy.com )校联考) 一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V－T图象如图1所示，Pa、Pb、Pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是________．
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图1
A．过程ab中气体一定吸热
B．Pc＝Pb>Pa
C．过程bc中分子势能不断增大
D．过程bc中每一个分子的速率都减小
E．过程ca中气体吸收的热量等于对外做的功
高考题型3　气体实验定律的应用
解题方略
1．气体实验定律
(1)等温变化：pV＝C或p1V1＝p2V2；
(2)等容变化：＝C或＝；
(3)等压变化：＝C或＝；
(4)理想气体状态方程：＝C或＝.
2．应用气体实验定律的三个重点环节：
(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系．
(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律．
(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律．
例3　(2015·新课标全国Ⅰ·33) 如图2，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞．已知大活塞的质量为m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距为l＝40.0 cm；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2.求：
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图2
(ⅰ)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度；
(ⅱ)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强．
　
　
　
　
　
预测5　(2015·烟台 ( http: / / www.21cnjy.com )二模) 如图3所示，一汽缸质量为M＝60 kg(汽缸的厚度忽略不计且透热性良好)，开口向上放在水平面上，汽缸中有横截面积为S＝100 cm2的光滑活塞，活塞质量m＝10 kg.汽缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气柱长度为L1＝0.4 m．已知大气压为p0＝1×105 Pa.现用力缓慢向上拉动活塞，若使汽缸能离开地面，气柱的长度至少是多少？(取重力加速度g＝10 m/s2)
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图3
　
预测6　(2015·黄冈市4月模拟)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图4，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为S1＝1 cm2、S2＝2 cm2，细管内水银长度为h1＝4 cm，封闭气体长度为L＝6 cm.大气压强为p0＝76 cmHg，气体初始温度为T1＝288 K，上管足够长．
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图4
(1)缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2；
(2)气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为8 cm，需向开口端注入的水银柱的体积为多少？
　
高考题型4　热学中的综合问题
例4　(2015·新课标全国Ⅱ·33(2)) 如图5，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l＝10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时将开关K关闭．已知大气压强p0＝75.0 cmHg.
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图5
(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱的长度；
(ⅱ)此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度．
　
预测7　(2015·石家庄二模) 1 ( http: / / www.21cnjy.com )mol 理想气体的压强p与体积V的关系如图6所示．气体在状态A时的压强为p0，体积为V0，热力学温度为T0，在状态B时的压强为2p0，体积为2V0，AB为直线段．已知该气体内能与温度成正比U＝CVT(CV为比例系数)．求：
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图6
(1)气体在B状态时的热力学温度；
(2)气体从状态A变化到状态B的过程中吸收的热量．
预测8　(2015·日照二模)在某 ( http: / / www.21cnjy.com )高速公路发生一起车祸，车祸系轮胎爆胎所致．已知汽车行驶前轮胎内气体压强为2.5 atm，温度为27 ℃，爆胎时胎内气体的温度为87 ℃，轮胎中的空气可看做理想气体．
(1)求爆胎时轮胎内气体的压强；
　
　
(2)从微观上解释爆胎前胎内气体压强变化的原因；
(3)爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，判断此过程胎内原有气体内能如何变化？简要说明理由．
　
　
　
提醒：完成作业　专题八　第1讲
学生用书答案精析
专题八　选考部分(3－3、3－4、3－5)
第1讲　热　学
高考题型1　热学基本知识
例1　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√
(6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)√
(11)√　(12)×　(13)√　(14)√　(15)√
(16)√　(17)×　(18)×　(19)√　(20)×
(21)×　(22)×　(23)×　(24)×　(25)×
(26)√　(27)×　(28)√　(29)√　(30)×
(31)√　(32)√　(33)×　(34)√　(35)√
(36)×　(37)√　(38)×　(39)×　(40)√
(41)√　(42)√　(43)√　(44)√　(45)√
(46)×　(47)×　(48)√　(49)×　(50)×
(51)×　(52)×　(53)×　(54)√　(55)×
(56)×　(57)√　(58)×　(59)√　(60)√
(61)×　(62)√　(63)√　(64)√　(65)×
(66)√　(67)×
预测1　BCD
预测2　ADE
高考题型2　热力学定律的理解
例2　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
(6)×　(7)√　(8)√　(9)√　(10)×
(11)×　(12)×　(13)×　(14)√　(15)×
预测3　BDE
预测4　ABE
高考题型3　气体实验定律的应用
例3　(ⅰ)330 K　(ⅱ)1.01×105 Pa
解析　(ⅰ)大小活塞在缓慢下移过程中，受力情况不变，汽缸内气体压强不变，由盖—吕萨克定律得＝
初状态V1＝(S1＋S2)，T1＝495 K
末状态V2＝lS2
代入可得T2＝T1＝330 K
(ⅱ)对大、小活塞受力分析则有
m1g＋m2g＋pS1＋p1S2＝p1S1＋pS2
可得p1＝1.1×105 Pa
缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡过程中，气体体积不变，由查理定律得＝
T3＝T＝303 K
解得p2＝1.01×105 Pa
预测5　1.1 m
解析　初状态p1＝p0＋＝1.1×105 Pa，V1＝0.4S
汽缸脱离地面有F＝mg＋Mg＝700 N
p2＝p0＋－＝0.4×105 Pa，V2＝L2S
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
解得L2＝1.1 m
即气柱的长度至少是1.1 m.
预测6　(1)468 K　(2)37 cm3
解析　(1)初状态：p1＝p0＋ph1，V1＝LS1
末状态：p2＝p0＋ph2，V2＝(L＋h1)S1
又有：S1h1＝S2h2
根据＝
由以上各式并代入数据解得：T2＝468 K.
(2)气体等温变化有：p2V2＝p3V3
解得p3＝97.5 cmHg，
设此时水银柱的液面高度差为h3，有：
h3＝97.5 cm－76 cm＝21.5 cm
注入的水银柱体积V注＝(21.5－2)×2 cm3＋2×1 cm3－4×1 cm3＝37 cm3.
高考题型4　热学中的综合问题
例4　(ⅰ)12.0 cm　(ⅱ)13.2 cm
解析　(ⅰ)以cmHg为压强单位．设A侧 ( http: / / www.21cnjy.com )空气柱长度l＝10.0 cm时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h1＝10.0 cm时，空气柱的长度为l1，压强为p1.
由玻意耳定律得pl＝p1l1①
由力学平衡条件得p＝p0＋h②
打开开关K放出水银的过程中，B侧水银 ( http: / / www.21cnjy.com )面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1③
联立①②③式，并代入题给数据得
l1＝12.0 cm④
(ⅱ)当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2.
由玻意耳定律得pl＝p2l2⑤
由力学平衡条件有p2＝p0⑥
联立②⑤⑥式，并代入题给数据得
l2＝10.4 cm⑦
设注入的水银在管内的长度Δh，依题意得
Δh＝2(l1－l2)＋h1⑧
联立④⑦⑧式，并代入题给数据得
Δh＝13.2 cm
预测7　(1)4T0　(2)3CVT0＋
解析　(1)根据理想气体状态方程＝，解得TB＝4T0.
(2)根据热力学第一定律，ΔU＝W＋Q，
根据图象可知
W＝－，
ΔU＝CV(4T0－T0)
解得：Q＝3CVT0＋.
预测8　(1)3 atm　(2)(3)见解析
解析　(1)初状态：p1＝2.5 atm，
T1＝(27＋273) K＝300 K
末状态：T2＝(87＋273) K＝360 K
爆胎之前气体状态变化为等容变化，
由气体实验定律得，＝，
解得p2＝3 atm.
(2)气体体积不变，分子密集程度不变， ( http: / / www.21cnjy.com )温度升高时，分子平均动能增大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，分子的平均撞击力增大，所以气体压强增大．
(3)气体迅速膨胀对外做功，但短时间内与外界几乎不发生热量传递，由热力学第一定律ΔU＝W＋Q得，ΔU<0，气体的内能减少．
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