高中物理人教版3本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)模塊專(zhuān)題專(zhuān)題4

一、氣體圖象問(wèn)題1．利用垂直于坐標(biāo)軸的線(xiàn)作輔助線(xiàn)去分析同質(zhì)量、不同溫度的兩條等溫線(xiàn)，同質(zhì)量、不同體積的兩條等容線(xiàn)，同質(zhì)量、不同壓強(qiáng)的兩條等壓線(xiàn)的關(guān)系．例如：在圖1甲中，V1對(duì)應(yīng)虛線(xiàn)為等容線(xiàn)，A、B分別是虛線(xiàn)與T2、T1兩線(xiàn)的交點(diǎn)，可以認(rèn)為從B狀態(tài)通過(guò)等容升壓到A狀態(tài)，溫度必然升高，所以T2T1.又如圖乙所示，A、B兩點(diǎn)的溫度相等，從B狀態(tài)到A狀態(tài)壓強(qiáng)增大，體積一定減小，所以V2V1.圖12．依據(jù)理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C，得到p＝CT·eq\f(1,V)或V＝eq\f(C,p)·T或p＝eq\f(C,V)·T，理解p－eq\f(1,V)圖象、V－T圖象、p－T圖象斜率的意義．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]1．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，如圖2所示．下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．c→a過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變小B．c→a過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增大，體積變大C．a(chǎn)→b過(guò)程中，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小D．b→c過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)不變，體積增大答案C解析據(jù)eq\f(pV,T)＝C(常量)，圖中c→a過(guò)程中，氣體的體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)變大，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；a→b過(guò)程中，氣體的溫度不變，體積增大，壓強(qiáng)減小，所以C選項(xiàng)正確；b→c過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)不變，溫度減小，體積減小，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤．2．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，如圖3所示，圖中BC是平行于橫軸的直線(xiàn)，已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的體積為VA＝m3.圖3(1)從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體的內(nèi)能如何變化？(2)求氣體在狀態(tài)B時(shí)的壓強(qiáng)pB.(3)求氣體在狀態(tài)C時(shí)的體積VC.答案(1)氣體內(nèi)能增加(2)×106Pa(3)m3解析(1)氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)B，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，無(wú)分子勢(shì)能，所以氣體內(nèi)能增加．(2)A→B氣體做等容變化eq\f(pA,TA)＝eq\f(pB,TB)所以pB＝eq\f(pATB,TA)＝eq\f×106×400,300)Pa≈×106Pa.(3)B→C氣體做等壓變化eq\f(VB,TB)＝eq\f(VC,TC)所以VC＝eq\f(TCVB,TB)＝eq\f(500×,400)m3＝m3.3．一定質(zhì)量的理想氣體，在狀態(tài)變化過(guò)程中的p－T圖象如圖4所示．在A(yíng)狀態(tài)時(shí)的體積為V0，試畫(huà)出對(duì)應(yīng)的V－T圖象和p－T圖象．圖4答案見(jiàn)解析圖解析對(duì)氣體A→B的過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律，有p0V0＝3p0VB，則VB＝eq\f(1,3)V0.由此可知A、B、C三點(diǎn)的狀態(tài)參量分別為：A：p0、T0、V0；B：3p0、T0、eq\f(1,3)V0；C：3p0、3T0、V0.V－T圖象和p－V圖象分別如圖甲、乙所示．4．如圖5所示，水平放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度不計(jì)，在A(yíng)、B兩處設(shè)有限制裝置，使活塞只能在A(yíng)、B之間運(yùn)動(dòng)，B左面汽缸的容積為、B之間的容積為，開(kāi)始時(shí)活塞在B處，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為(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K．求：圖5(1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)的溫度TB；(2)缸內(nèi)氣體最后的壓強(qiáng)p3；(3)在圖中畫(huà)出整個(gè)過(guò)程的p－V圖線(xiàn)．答案(1)330K(2)(3)見(jiàn)解析圖解析(1)活塞剛離開(kāi)B處時(shí)，體積不變，封閉氣體的壓強(qiáng)為p2＝p0，由查理定律得：eq\f,297K)＝eq\f(p0,TB)，解得TB＝330K.(2)以封閉氣體為研究對(duì)象，活塞開(kāi)始在B處時(shí)：p1＝，V1＝V0，T1＝297K；活塞最后在A(yíng)處時(shí)：V3＝，T3＝K，由理想氣體狀態(tài)方程得eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p3V3,T3)，故p3＝eq\f(p1V1T3,V3T1)＝eq\f×K,×297K)＝(3)如圖所示，封閉氣體由狀態(tài)1保持體積不變，溫度升高，壓強(qiáng)增大到p2＝p0達(dá)到狀態(tài)2，再由狀態(tài)2先做等壓變化，溫度升高，體積增大，當(dāng)體積增大到后再等容升溫，使壓強(qiáng)達(dá)到.二、氣體變質(zhì)量問(wèn)題分析變質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，可以通過(guò)巧妙地選擇合適的研究對(duì)象，使這類(lèi)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一定質(zhì)量的氣體問(wèn)題，用相關(guān)規(guī)律求解．1．充氣問(wèn)題向球、輪胎等封閉容器中充氣是一個(gè)典型的變質(zhì)量的氣體問(wèn)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(duì)象，就可把充氣過(guò)程中的氣體質(zhì)量變化的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題．2．抽氣問(wèn)題分析從容器內(nèi)抽氣問(wèn)題時(shí)，將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象，可把抽氣過(guò)程中的氣體質(zhì)量變化的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題．3．分裝問(wèn)題分析一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問(wèn)題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體看成整體來(lái)作為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題．4．漏氣問(wèn)題容器漏氣過(guò)程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問(wèn)題，不能用相關(guān)方程求解．如果選容器內(nèi)剩余氣體為研究對(duì)象，便可使問(wèn)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．[復(fù)習(xí)過(guò)關(guān)]5．(多選)在室內(nèi)，將裝有5atm的6L氣體的容器的閥門(mén)打開(kāi)后，從容器中逸出的氣體相當(dāng)于(設(shè)室內(nèi)大氣壓強(qiáng)p0＝1atm)()A．5atm,3L B．1atm,24LC．5atm,L D．1atm,30L答案BC解析當(dāng)氣體從閥門(mén)跑出時(shí)，溫度不變，所以p1V1＝p2V2，當(dāng)p2＝1atm時(shí)，得V2＝30L，逸出氣體30L－6L＝24L，B正確．據(jù)p2(V2－V1)＝p1V1′得V1′＝L，所以逸出的氣體相當(dāng)于5atm下的L氣體，C正確．6．鋼瓶中裝有一定質(zhì)量的氣體，現(xiàn)在用兩種方法抽取鋼瓶中的氣體，第一種方法是用小抽氣機(jī)，每次抽出1L氣體，共抽取三次，第二種方法是用大抽氣機(jī)，一次抽取3L氣體，這兩種抽法中，抽取氣體質(zhì)量較多的是()A．第一種抽法B．第二種抽法C．兩種抽法抽出氣體質(zhì)量一樣多D．無(wú)法判斷答案A解析設(shè)初狀態(tài)氣體壓強(qiáng)為p0，抽出氣體后壓強(qiáng)為p，對(duì)氣體狀態(tài)變化應(yīng)用玻意耳定律，則：第一種抽法：p0V＝p1(V＋1)p1＝p0·eq\f(V,V＋1)p1V＝p2(V＋1)p2＝p1·eq\f(V,V＋1)＝p0(eq\f(V,V＋1))2p2V＝p(V＋1)p＝p2·eq\f(V,V＋1)＝p0(eq\f(V,V＋1))3即三次抽完后：p＝p0·eq\f(V3,V3＋3V2＋3V＋1)第二種抽法：p0V＝p(V＋3)，p＝eq\f(V,V＋3)p0＝eq\f(V3,V3＋3V2)p0.由此可知第一種抽法抽出氣體后，剩余氣體的壓強(qiáng)小，即抽出氣體的質(zhì)量多．7．空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)有atm的空氣L，現(xiàn)再充入atm的空氣L．設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看做理想氣體，則充氣后儲(chǔ)氣罐中氣體壓強(qiáng)為()A．a(chǎn)tm B．a(chǎn)tmC．a(chǎn)tm D．a(chǎn)tm答案A解析p1V1＋p2V2＝pV(其中V1＝V)代入數(shù)據(jù)解得p＝atm，故A正確．8．一只兩用活塞氣筒的原理如圖6所示(打氣時(shí)如圖甲，抽氣時(shí)如圖乙)，其筒內(nèi)體積為V0，現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，氣筒和容器內(nèi)的空氣壓強(qiáng)為p0，已知?dú)馔埠腿萜鲗?dǎo)熱性能良好，當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時(shí)，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為()圖6A．np0，eq\f(1,n)p0\f(nV0,V)p0，eq\f(V0,nV)p0C．(1＋eq\f(V0,V))np0，(1＋eq\f(V0,V))np0D．(1＋eq\f(nV0,V))p0，(eq\f(V,V＋V0))np0答案D解析打氣時(shí)，活塞每推動(dòng)一次，把體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體推入容器內(nèi)，若活塞工作n次，就是把壓強(qiáng)為p0、體積為nV0的氣體推入容器內(nèi)、容器內(nèi)原來(lái)有壓強(qiáng)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(V＋nV0)＝p′V所以p′＝eq\f((V＋nV0),V)p0＝(1＋neq\f(V0,V))p0抽氣時(shí)，活塞每拉動(dòng)一次，把容器中的氣體的體積從V膨脹為V＋V0，而容器中的氣體壓強(qiáng)就要減小，活塞推動(dòng)時(shí)，將抽氣筒中的V0氣體排出，而再次拉動(dòng)活塞時(shí)，將容器中剩余的氣體從V又膨脹到V＋V0，容器內(nèi)的壓強(qiáng)繼續(xù)減小，根據(jù)玻意耳定律得：第一次抽氣：p0V＝p1(V＋V0)，則p1＝eq\f(V,V＋V0)p0第二次抽氣：p1V＝p2(V＋V0)則p2＝eq\f(V,V＋V0)p1＝(eq\f(V,V＋V0))2p0則第n次抽氣后：pn＝(eq\f(V,V＋V0)