人教版高中物理選擇性必修三 第2章 章末綜合提升講義

1、鞏固層知識整合提升層能力強化封閉氣體壓強的計算方法封閉氣體壓強的計算是應(yīng)用氣體實驗定律的基礎(chǔ)，大致可分為液體封閉氣體壓強的計算和固體封閉氣體壓強的計算。1平衡時液體封閉氣體壓強計算：液體封閉氣體壓強的計算的典型問題是水銀柱封閉氣體壓強的計算，采用的方法主要有：(1)取等壓面法：即根據(jù)同種液體在同一水平液面處壓強相等，在連通器內(nèi)靈活選取等壓面，由兩側(cè)壓強相等列方程求解壓強。如圖中，C、D在同一液面處，兩點壓強相等，所以封閉氣體的壓強pp0gh(其中h為液面間的豎直高度差，不一定是液柱的長度)。(2)參考液片法：通常是在液體的最低點選取假想的液體薄片(自身重力不計)為研究對象，分析液片兩側(cè)受力情況

2、，建立平衡方程消去面積，得到液片兩側(cè)壓強相等，進而求得封閉氣體的壓強。如圖所示，設(shè)U形管的橫截面積為S，在其最低處取一液片B，由其兩側(cè)受力平衡可知：pSgh0Sp0Sgh0SghS即得pp0gh2平衡時固體封閉氣體壓強的計算：固體封閉氣體壓強計算的典型問題是汽缸和活塞封閉氣體壓強的計算，通常選活塞或汽缸為研究對象，對其進行受力分析，列平衡方程求封閉氣體的壓強。3容器加速運動時，封閉氣體壓強的計算：當(dāng)容器加速運動時，通常選與氣體相關(guān)聯(lián)的液體柱、固體等為研究對象，分析研究對象的受力情況，再根據(jù)運動情況，根據(jù)牛頓第二定律列方程，可求得封閉氣體的壓強?！纠?】如圖所示，一上端開口、下端封閉的細長玻璃管

3、豎直放置。玻璃管的下部封有長l125.0 cm的空氣柱，中間有一段長l225.0 cm 的水銀柱，上部空氣柱的長度l340.0 cm。已知大氣壓強為p075.0 cmHg?，F(xiàn)將一活塞(圖中未畫出)從玻璃管開口處緩慢往下推，使管下部空氣柱長度變?yōu)閘120.0 cm。假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離。思路點撥：研究玻璃管上、下兩端封閉氣體的初態(tài)和末態(tài)的狀態(tài)參量，根據(jù)大氣壓強和水銀柱長可求出封閉氣體的壓強，結(jié)合玻意耳定律求解。解析以cmHg為壓強單位。在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強為p1p0l2設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強為p1，由玻意耳定律得p1l1p1l1如圖，設(shè)活塞下推距離

4、為l，則此時玻璃管上部空氣柱的長度為l3l3l1l1l設(shè)此時玻璃管上部空氣柱的壓強為p2，則p2p1l2由玻意耳定律得p0l3p2l3由至式及題給數(shù)據(jù)解得l15.0 cm。答案15.0 cm應(yīng)用狀態(tài)方程討論變質(zhì)量問題分析變質(zhì)量問題時，可以通過巧妙地選擇合適的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問題，以便用氣體實驗定律求解未知量。1充氣問題：向球、輪胎等封閉容器中充氣是一個典型的變質(zhì)量的氣體問題。只要選擇容器內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。2抽氣問題：從容器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小，這屬于變質(zhì)量問題。分析時，將每次

5、抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，可把抽氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。3分裝問題：將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題。分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看成整體來作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。4漏氣問題：容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，不能用相關(guān)方程求解。如果選漏出的氣體和容器內(nèi)剩余氣體為研究對象，便可使問題變成一定質(zhì)量的氣體狀態(tài)變化，再用相關(guān)方程求解即可?！纠?】一只兩用活塞氣筒的原理如圖所示(打氣時如圖甲，抽氣時如圖乙)，其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連

6、接，氣筒和容器內(nèi)的空氣壓強為p0，已知氣筒和容器導(dǎo)熱性能良好，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強分別為多少？甲乙思路點撥：(1)因?qū)嵝阅芰己?，所以是等溫變化?2)打氣時把變質(zhì)量的問題，轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的問題；抽氣依次推導(dǎo)歸納出規(guī)律來求得結(jié)果。解析打氣時，活塞每推動一次，把體積為V0、壓強為p0的氣體推入容器內(nèi)，若活塞工作n次，就是把壓強為p0、體積為nV0的氣體推入容器內(nèi)，容器內(nèi)原來有壓強為p0、體積為V的氣體，現(xiàn)在全部充入容器中，根據(jù)玻意耳定律得p0(VnV0)pV解得peq f(VnV0),V)p0(1neq f(V0,V)p0抽氣時，活塞每拉

7、動一次，把容器中的氣體的體積從V膨脹為VV0，而容器中的氣體壓強就要減小，活塞推動時，將抽氣筒中的V0氣體排出，而再次拉動活塞時，將容器中剩余的氣體從V又膨脹到VV0，容器內(nèi)的壓強繼續(xù)減小，根據(jù)玻意耳定律得第一次抽氣：p0Vp1(VV0)，則p1eq f(V,VV0)p0第二次抽氣：p1Vp2(VV0)則p2eq f(V,VV0)p1eq blc(rc)(avs4alco1(f(V,VV0)eq sup12(2)p0則第n次抽氣后：pneq blc(rc)(avs4alco1(f(V,VV0)eq sup12(n)p0答案eq blc(rc)(avs4alco1(1f(nV0,V)p0，eq

8、blc(rc)(avs4alco1(f(V,VV0)np0氣體狀態(tài)變化的圖像問題1常見的有pV圖像、VT圖像、pT圖像三種。2要能夠識別pV圖像、pT圖像、VT圖像中的等溫線、等容線和等壓線，能從圖像上解讀出狀態(tài)參量和狀態(tài)變化過程。3依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq f(pV,T)C，得到Veq f(C,p)T或peq f(C,V)T，認識peq f(1,V)圖像、VT圖像、p T圖像斜率的意義。4作平行于橫軸(或縱軸)的平行線，與同一坐標(biāo)系內(nèi)的兩條pV線(或peq f(1,V)線)，或兩條VT線或兩條pT線交于兩點，兩點橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))相同，依據(jù)縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))關(guān)系，比較第三物理量的關(guān)系?！纠?

9、】如圖所示，1、2、3為一定質(zhì)量理想氣體在pV圖中的三個狀態(tài)。該理想氣體由狀態(tài)1經(jīng)過程123到達狀態(tài)3，其中23之間圖線為雙曲線。已知狀態(tài)1的參量為p11.0105 Pa，V12 L，T1200 K。(1)若狀態(tài)2的壓強p24.0105 Pa，則溫度T2是多少？(2)若狀態(tài)3的體積V36 L，則壓強p3是多少？思路點撥：(1)由圖像分析各個過程的變化，12是等容變化，23是等溫變化。(2)利用查理定律、玻意耳定律，找到初、末狀態(tài)參量，列方程求解。解析(1)12是等容變化由查理定律得eq f(p1,T1)eq f(p2,T2)，解得T2eq f(p2,p1)T1800 K。(2)23是等溫變化由

10、玻意耳定律得p2V2p3V3解得p3eq f(p2V2,V3)eq f(4,3)105 Pa。答案(1)800 K(2)eq f(4,3)105 Pa一語通關(guān)解決圖像問題應(yīng)注意的幾個問題(1)看清坐標(biāo)軸，理解圖像的意義：圖像上的一個點表示一定質(zhì)量氣體的一個平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)參量；圖像上的一條直線或曲線表示一定質(zhì)量氣體狀態(tài)變化的一個過程。(2)觀察圖像，弄清圖像中各量的變化情況，看是否屬于特殊變化過程，如等溫變化、等容變化或等壓變化。(3)若不是特殊過程，可在坐標(biāo)系中作特殊變化的圖像(如等溫線、等容線或等壓線)實現(xiàn)兩個狀態(tài)的比較。(4)涉及微觀量的考查時，要注意各宏觀量和相應(yīng)微觀量的對應(yīng)

11、關(guān)系。液體微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性質(zhì)及其浸潤、毛細現(xiàn)象1液體的結(jié)構(gòu)更接近于固體，具有一定體積、難壓縮、易流動、沒有一定形狀等特點。2表面張力是液體表面層各個部分之間相互作用的引力。它是由表面層內(nèi)分子之間的引力產(chǎn)生的，表面張力使液體表面具有收縮的趨勢。3浸潤、不浸潤現(xiàn)象和液體、固體都有關(guān)系，與附著層的分子分布有關(guān)。4毛細現(xiàn)象是表面張力、浸潤和不浸潤共同作用的結(jié)果。若液體浸潤毛細管管壁，則附著層有擴張的趨勢，毛細管中液面上升，反之，下降。【例4】(多選)同一種液體，滴在固體A的表面時，出現(xiàn)如圖甲所示的情況；當(dāng)把毛細管B插入這種液體時，液面又出現(xiàn)如圖乙所示的情況。若A固體和B毛細管都很干凈，則下列說法正確的

12、是()甲乙AA固體和B管可能是由同種材料制成的BA固體和B管一定不是由同種材料制成的C固體A的分子對液體附著層內(nèi)的分子的引力比B管的分子對液體附著層內(nèi)的分子的引力小些D. 固體A的分子對液體附著層內(nèi)的分子的引力比B管的分子對液體附著層內(nèi)的分子的引力大些思路點撥：(1)把握好浸潤與不浸潤產(chǎn)生的原因是解題關(guān)鍵。(2)浸潤與不浸潤是相對的，不同材料，情況可以不同。BC由所給現(xiàn)象知，該液體對A不浸潤，對毛細管B浸潤，A錯誤，B正確；固體A的分子對液體附著層內(nèi)的分子引力比B管的分子對液體附著層內(nèi)的分子的引力小，C正確，D錯誤。一語通關(guān)浸潤、不浸潤現(xiàn)象和液體、固體都有關(guān)系，與附著層的分子分布有關(guān)。培養(yǎng)層素

13、養(yǎng)升華靜脈滴注是生活中常見的現(xiàn)象。如圖是醫(yī)院用于靜脈滴注的示意圖，倒置的輸液瓶上方有一段封閉氣體A，密封的瓶口處的軟木塞上插有兩根細管，其中a管與大氣相通，b管為輸液軟管，中間又有一氣室B，而其c端則通過針頭接入人體靜脈。設(shè)問探究1若氣室A、B中的壓強分別為pA、pB，則它們與外界大氣壓強p0的大小關(guān)系是怎樣的？2在輸液瓶懸掛高度與輸液軟管內(nèi)徑都確定的情況下，藥液滴注的速度是如何變化的？提示：1由于a管與大氣相通，氣室A中的氣體壓強pA加上輸液瓶中液體的壓強等于大氣壓強，故pAp0。由于a管與大氣相通，a管上端所處的高度上，液體內(nèi)部壓強等于大氣壓強，所以B中氣體壓強pB等于大氣壓強加上B氣室上面輸液軟管中液體產(chǎn)生的壓強，故pBp0。綜合比較：pAp0pB。2只要瓶中有液體，b管上端壓