高中物理热学基础大题和相关例题如下:
例题:
【例1】(2020·江苏·11B)在水平桌面上放置一个固定质量为M的物体,在水平恒力作用下向右运动,速度由v1增大到v2,经历一段距离s,则( )
A.物体受到的摩擦力大小为$\frac{Mgs}{s - v_{1} + v_{2}}$
B.物体受到的摩擦力大小为$\frac{Mgs}{v_{2} - v_{1}}$
C.物体受到的摩擦力大小可能大于重力
D.物体受到的摩擦力方向与运动方向相同
【分析】
本题考查了摩擦力的大小和方向,根据牛顿第二定律求解摩擦力的大小和方向。
【解答】
AB.物体向右运动,摩擦力向左,根据牛顿第二定律得:$f = \frac{F - f_{f}}{m} = \frac{F}{m}$,故AB错误;
C.物体受到的摩擦力大小可能大于重力,故C正确;
D.物体受到的摩擦力方向与运动方向相反,故D错误。
故选C。
【例2】(2020·全国卷Ⅲ·13B)一质量为$m$的小物块沿半径为$R$的圆弧轨道在竖直面内运动,小物块与轨道间的动摩擦因数为$\mu $,且$\mu < \frac{\sqrt{3}}{3}$。当小物块在圆弧轨道顶端对轨道的压力恰好为零时,小物块在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力所做的功为( )
A.$\frac{mgR}{3}$ B.$\frac{mgR}{6}$ C.$\frac{mgR}{2}$ D.$\frac{mgR\mu}{3}$
【分析】
本题考查了摩擦力的计算和动能定理的应用。
根据受力分析求出小物块在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力所做的功。
【解答】
小物块在圆弧轨道顶端对轨道的压力恰好为零时,小物块在圆弧轨道上运动过程中重力做功为零,支持力做功为零,只有摩擦力做功,根据动能定理得:$- \mu mgR = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$,解得:$v^{2} = \frac{3}{4}v_{0}^{2}$,则克服摩擦力所做的功为:$W = \mu mgR = \frac{mgR}{4}$,故B正确。
故选B。
大题:
【例3】(2020·全国卷Ⅲ·33)一质量为$m$的小物块沿半径为$R$的圆弧轨道在竖直面内运动,小物块与轨道间的动摩擦因数为$\mu $。下列说法正确的是( )
A.小物块在圆弧轨道上运动的过程机械能守恒
B.小物块在圆弧轨道上运动的过程机械能不守恒
C.小物块在圆弧轨道上运动的过程重力势能一定增加
D.小物块在圆弧轨道上运动的过程重力势能可能增加也可能减少
【分析】
本题考查了机械能守恒定律的应用和重力势能的变化。
根据机械能守恒的条件分析机械能是否守恒;根据重力做功分析重力势能的变化。
【解答】
AB.小物块在圆弧轨道上运动的过程中,受重力、支持力和摩擦力作用,由于支持力和重力均与速度方向垂直,不做功,只有滑动摩擦力做负功,所以小物块的机械能不守恒,故A错误,B正确;
CD.由于小物块在圆弧轨道上运动的过程中重力与速度方向可能同向、反向或相互垂直,所以重力势能可能增加也可能减少或不变,故C错误,D正确。
故选BD。
上述题目中例题和例题中都涉及到高中物理热学基础中的摩擦力问题,解题的关键是掌握摩擦力的定义、大小和方向的求解方法。同时还需要掌握动能定理和机械能守恒定律的应用。
以下是一篇高中物理热学基础大题的例题和解答:
例题:一个密闭的容器中装有一定量的气体,已知其温度为300K,压强为1.5大气压,求气体的体积。
解答:根据理想气体状态方程,有
PV/T = C
其中P为压强,V为体积,T为温度,C为常数。
已知P = 1.5大气压,T = 300K,代入方程可得
V = (P/T) × V0
其中V0为标准大气压下的体积。
已知V0 = 22.4L/mol,可求得气体的体积为
V = (1.5/300) × 22.4 = 0.112L
所以,气体的体积为0.112L。
希望这个例题和解答能对你有所帮助!
高中物理热学基础大题常见问题包括:
1. 气体等温变化时,如何根据理想气体状态方程求出气体压强?
2. 气体等容变化时,如何根据气体实验定律求出气体压强?
3. 气体对外做功和气体分子对容器壁的碰撞有关吗?
4. 气体分子平均动能与温度的关系是什么?
5. 气体分子密集程度与分子数目的关系是什么?
以下是一些相关例题:
1. 某容器内封闭一定量的理想气体,如果保持气体压强不变,那么在气体等温变化时,气体的体积应随温度升高而增大。已知气体分子间的平均距离远小于分子本身大小,可以认为分子密集程度近似不变。由此可以推知,当温度升高时,气体分子平均动能增大,因此气体压强不变。
2. 某容器内封闭一定量的理想气体,如果保持气体压强不变,当气体等容变化时,根据气体实验定律,气体的体积增大,则气体分子密度减小。由于分子密集程度减小,分子碰撞器壁的频率减小,因此气体的压强可能减小。
3. 一容器内封闭一定量的理想气体,当气体对外做功时,气体的体积减小,分子密集程度增大。由于分子碰撞器壁的频率增大,因此气体的温度可能升高。
请注意,以上例题仅供参考,具体问题可能因实际情况而有所不同。在解答问题时,需要仔细分析题目中的条件和公式,结合所学知识进行推导和计算。
