高中物理選修3-3《氣體》重點(diǎn)題型

1、高中物理選修 3-3 氣體重點(diǎn)題型1 / 3 選修 3-3氣體復(fù)習(xí)一、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算（一） .液體封閉的靜止容器中氣體的壓強(qiáng)1. 知識(shí)要點(diǎn)（1）液體在距液面深度為h 處產(chǎn)生的壓強(qiáng)：pghh（式中表示液體的密度）。（2）連通器原理：在連通器中，同種液體的同一水平面上的壓強(qiáng)相等；2. 典型例 1如圖 1、 2、3、 4 玻璃管中都灌有水銀，分別求出四種情況下被封閉氣體a 的壓強(qiáng)pa（設(shè)大氣壓強(qiáng)pcmhg076）。練習(xí) :1 如圖所示，粗細(xì)均勻的豎直倒置的u 型管右端封閉，左端開口插入水銀槽中，封閉著兩 段 空 氣 柱 1和2。已 知h1=15cm ， h2=12cm ， 外 界 大 氣 壓 強(qiáng)p0

2、=76cmhg ，求空氣柱1 和 2 的壓強(qiáng)。2. 有一段 12cm 長(zhǎng)汞柱，在均勻玻璃管中封住了一定質(zhì)量的氣體。如圖所示。 若管中向上將玻璃管放置在一個(gè)傾角為30 的光滑斜面上。 在下滑過(guò)程中被封閉氣體的壓強(qiáng)（設(shè)大氣壓強(qiáng)為p0=76cmhg ）為（）a. 76cmhg b. 82cmhg c. 88cmhg d. 70cmhg （二） .活塞封閉的靜止容器中氣體的壓強(qiáng)1. 解題的基本思路（1）對(duì)活塞（或氣缸）進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖；（2）列出活塞（或氣缸）的平衡方程，求出未知量。注意：不要忘記氣缸底部和活塞外面的大氣壓。2. 典例例 2如圖 5 所示，一個(gè)橫截面積為s 的圓筒形容器豎直

3、放置，金屬圓板a 的上表面是水平的， 下表面是傾斜的，下表面與水平面的夾角為，圓板的質(zhì)量為m。不計(jì)圓板與容器內(nèi)壁之間的摩擦。若大氣壓強(qiáng)為p0，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)p 等于（）a. pmgs0cosb. pmgs0coscosc. pmgs02cosd. pmgs0練習(xí) :3 如圖所示，活塞質(zhì)量為m，缸套質(zhì)量為m，通過(guò)彈簧吊在天花板上，氣缸內(nèi)封住了一定質(zhì)量的空氣，而活塞與缸套間無(wú)摩擦,活塞面積為s，則下列說(shuō)法正確的是( )(p0為大氣壓強(qiáng) ) a、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向上，大小為mg b、內(nèi)外空氣對(duì)缸套的總作用力方向向下，大小為mg c、氣缸內(nèi)空氣壓強(qiáng)為p0-mg/sd、氣缸內(nèi)

4、空氣壓強(qiáng)為p0+mg/s 4. 如圖 7，氣缸由兩個(gè)橫截面不同的圓筒連接而成?；钊?a、b 被輕剛性細(xì)桿連接在一起，可無(wú)摩擦移動(dòng)。 a、b 的質(zhì)量分別為ma=12kg ， mb=8.0kg ，橫截面積分別為sa=4.0 102m2，sb=2.0 102m2。 一 定 質(zhì) 量 的 理 想 氣 體 被 封 閉 在 兩 活 塞 之 間 。 活 塞 外 側(cè) 大 氣 壓 強(qiáng)p0=1.0 105pa。（ 1）氣缸水平放置達(dá)到如圖7 所示的平衡狀態(tài)，求氣體的壓強(qiáng)。（ 2）現(xiàn)將氣缸豎直放置，達(dá)到平衡后。求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)。取重力加速度g=10m/s2。高中物理選修 3-3 氣體重點(diǎn)題型2 / 3 二、圖像類問題

5、一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，可以用圖像表示氣體狀態(tài)的變化過(guò)程。應(yīng)用圖像解題，形象、直觀、思路清晰，既能達(dá)到化難為易的目的，又能訓(xùn)練學(xué)生靈活多變的思維能力。1、利用圖像判斷氣體狀態(tài)變化過(guò)程, 和能的轉(zhuǎn)化和守恒定律判斷氣體做功、熱傳遞及氣體內(nèi)能的變化例 3一定質(zhì)量的理想氣體，溫度經(jīng)過(guò)不同狀態(tài)變化回到初始狀態(tài)溫度，可能的過(guò)程是：a.先等壓膨脹，后等容降壓 b.先等壓壓縮，后等容降壓c.先等容升壓，后等壓膨脹 d.先等容降壓，后等壓膨脹例 4一定質(zhì)量的理想氣體沿如圖所示箭頭方向發(fā)生狀態(tài)變化，則下列說(shuō)法正確的是：a.ab 過(guò)程放熱，內(nèi)能減少b.bc 過(guò)程吸收的熱量多于做功值c.ca 過(guò)程內(nèi)能一直不變d

6、.完成一個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體放出熱量練習(xí) 5.一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p-t 圖像如圖所示,由圖像知( ).(a) 氣體在 a、 b、c 三個(gè)狀態(tài)的密度ac b(b)在 ab 的過(guò)程中 ,氣體的內(nèi)能增加(c)在 bc 的過(guò)程中 ,氣體分子的平均動(dòng)能增大(d)在 ca 的過(guò)程中 ,氣體放熱6. 一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程如圖中直線段ab 所示， c 是 ab 的中點(diǎn)，則 ( ). ( a) 從狀態(tài) a 變化到狀態(tài)b 的過(guò)程中，氣體的內(nèi)能保持不變( b) 從狀態(tài) a 變化到狀態(tài)b 的過(guò)程巾，氣體的溫度先升高后降低( c) 從狀態(tài) a 變化到狀態(tài)c，氣體一定吸熱( d) 從狀態(tài) a 變化到狀態(tài)

7、b 的整個(gè)過(guò)程，氣體一定吸熱2、圖像與規(guī)律的轉(zhuǎn)換, 圖像與圖像之間的轉(zhuǎn)換. 通過(guò)對(duì)物理圖像的分析，根據(jù)圖像提供的物理信息，我們可以將圖像反映的物理過(guò)程“還原”成數(shù)學(xué)公式，而達(dá)到快捷、準(zhǔn)確的解題目的。理想氣體狀態(tài)變化的過(guò)程，可以用不同的圖像描述，已知某個(gè)圖像，可以根據(jù)這一圖像轉(zhuǎn)換成另一圖像。如由p-v 圖像變成p-t 圖像或 v-t 圖像。例 5如圖是一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)過(guò)狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c的v-t圖象已知?dú)怏w在狀態(tài)a時(shí)的壓強(qiáng)是1.5 105pa. （1）說(shuō)出a到b過(guò)程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖像提供的信息，計(jì)算圖中ta的溫度值（2）請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)a經(jīng)過(guò)狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c的p-

8、t圖像，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母a、b、c如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程練習(xí) 7、如圖所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在a、b 兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在a、b 之間運(yùn)動(dòng)， b 左面汽缸的容積為v0，a、b 之間的容積為0.1v0。開始時(shí)活塞在b 處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為0.9p0（p0為大氣壓強(qiáng)） ，溫度為297k，現(xiàn)緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體，直至399.3k。求：（1）活塞剛離開b 處時(shí)的溫度tb；（2）缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p；（3）在右圖中畫出整個(gè)過(guò)程的p-v 圖線。a b c v/m30.6 0.4 o ta300 400 t/k 甲乙2.0 1.5 1.0 0.

9、5 p/105pa 0 1 2 3 4 t/100k b a v0p 1.2p0 1.1p0 p00.9p0 0.9v0 v01.1v01.2v0v 高中物理選修 3-3 氣體重點(diǎn)題型3 / 3 三、綜合提升例 6：上端開口、豎直放置的玻璃管，內(nèi)橫截面積為0.10 cm2，管中有一段 15 cm長(zhǎng)的水銀柱將一些空氣封閉在管中，如右圖所示， 此時(shí)氣體的溫度為27. 當(dāng)溫度升高到 30時(shí)，為了使氣體體積不變，需要再注入多少克水銀？設(shè)大氣壓強(qiáng)為p075 cmhg且不變，水銀密度 13.6 g/cm3. 例 7：如圖所示 u形管左端開口、右端封閉，左管水銀面到管口為18.6 cm，右端封閉的空氣柱長(zhǎng)為10cm ，外界大氣壓強(qiáng) po75cmhg ，在溫度保持不變的情況下，由左管開口處慢慢地向管內(nèi)灌入水銀，試求再灌入管中的水銀柱長(zhǎng)度最多為多少厘米？例 8：放在光滑水平面上的氣缸，如圖7 所示，缸體的質(zhì)量為m ，活塞的質(zhì)量為 m ，靜止時(shí)活塞距缸底l0，活塞面積為 s，外界大氣壓強(qiáng)為p0，現(xiàn)水平推力向左推活塞，使活塞和氣缸以共同加速度向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞到氣缸底的距離變?yōu)?l，求向左的加速度多大？水平推力多大？( 假設(shè)氣體的溫度不變 ) 例 9. 如圖 87，粗細(xì)均勻，兩端開口的u型管豎直放置，管的內(nèi)徑很小，水平部分 bc 長(zhǎng)為 14cm ，一空氣柱將管內(nèi)水銀分割成左右兩段，大氣壓強(qiáng)