【步步高】2019版(通用版)全國(guó)卷高中物理大一輪復(fù)習(xí)課件第十三章熱學(xué) 專題強(qiáng)化十四(共59張PPT)

1、專題強(qiáng)化十四應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決“三類模型問(wèn)題” 第十三章熱學(xué) 專題解讀專題解讀 1.本專題是氣體實(shí)驗(yàn)定律在玻璃管液封模型、汽缸活塞類模型、變質(zhì)量 氣體模型中的應(yīng)用，高考在選考模塊中通常以計(jì)算題的形式命題. 2.學(xué)好本專題可以幫助同學(xué)們熟練的選取研究對(duì)象和狀態(tài)變化過(guò)程，掌 握處理三類模型問(wèn)題的基本思路和方法. 3.本專題用到的相關(guān)知識(shí)和方法有：受力分析、壓強(qiáng)的求解方法、氣體 實(shí)驗(yàn)定律等. 內(nèi)容索引 研透命題點(diǎn) 細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點(diǎn) 課時(shí)作業(yè) 限時(shí)訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度 研透命題點(diǎn) 1.三大氣體實(shí)驗(yàn)定律三大氣體實(shí)驗(yàn)定律 (1)玻意耳定律(等溫變化)：p1V1p2V2或pVC(常數(shù)). 命

2、題點(diǎn)一“玻璃管液封”模型能力能力考點(diǎn)考點(diǎn)師生共研師生共研 模型模型 構(gòu)建構(gòu)建 2.利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路 3.玻璃管液封模型玻璃管液封模型 求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí)，一般以液柱為研究對(duì)象分析受力、列平衡方 程，要注意： (1)液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為pgh(其中h為至液面的豎直高度)； (2)不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力； (3)有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理連通器內(nèi)靜止的液體，同種液體在同 一水平面上各處壓強(qiáng)相等； (4)當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”等，使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷. 類型類型1單獨(dú)氣體問(wèn)

3、題單獨(dú)氣體問(wèn)題 例例1(2017全國(guó)卷33(2)一種測(cè)量稀薄氣體 壓強(qiáng)的儀器如圖1(a)所示，玻璃泡M的上端和下 端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2.K1長(zhǎng)為l， 頂端封閉，K2上端與待測(cè)氣體連通；M下端經(jīng) 橡皮軟管與充有水銀的容器R連通.開(kāi)始測(cè)量時(shí)， M與K2相通；逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1 頂端等高，此時(shí)水銀已進(jìn)入K1，且K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示.設(shè)測(cè)量 過(guò)程中溫度、與K2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變.已知K1和K2的內(nèi)徑均為d， M的容積為V0，水銀的密度為，重力加速度大小為g.求： (1)待測(cè)氣體的壓強(qiáng)； 圖1 答案解析 解析解析水銀面上升至M的下端使玻璃泡中氣

4、體恰好被封住，設(shè)此時(shí)被封 閉的氣體的體積為V，壓強(qiáng)等于待測(cè)氣體的壓強(qiáng)p.提升R，直到K2中水銀 面與K1頂端等高時(shí)，K1中水銀面比頂端低h；設(shè)此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為 p1，體積為V1，則 由力學(xué)平衡條件得 p1pgh 整個(gè)過(guò)程為等溫過(guò)程，由玻意耳定律得 pVp1V1 聯(lián)立式得 (2)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng). 答案解析 解析解析由題意知 hl 聯(lián)立式有 該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)為 變式變式1(2015全國(guó)卷33(2)如圖2，一粗細(xì)均勻的U形管 豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開(kāi)口 處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l10.0 cm，B側(cè)水銀面 比A側(cè)的高h(yuǎn)3.0 cm.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打

5、開(kāi)，從U形管中放出部分 水銀，當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0 cm時(shí)將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉. 已知大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg. (1)求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度； 答案解析 圖2 答案答案12.0 cm 解析解析以cmHg為壓強(qiáng)單位.設(shè)A側(cè)空氣柱長(zhǎng)度l10.0 cm時(shí)的壓強(qiáng)為p；當(dāng) 兩側(cè)水銀面的高度差為h110.0 cm時(shí)，空氣柱的長(zhǎng)度為l1，壓強(qiáng)為p1. 由玻意耳定律得plp1l1 由力學(xué)平衡條件得pp0h 打開(kāi)開(kāi)關(guān)K放出水銀的過(guò)程中，B側(cè)水銀面處的壓強(qiáng)始終為p0，而A側(cè)水 銀面處的壓強(qiáng)隨空氣柱長(zhǎng)度的增加逐漸減小，B、A兩側(cè)水銀面的高度差 也隨之減小，直至B側(cè)水銀面低于A側(cè)水銀面h1為止

6、.由力學(xué)平衡條件有 p1p0h1 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l112.0 cm (2)此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高 度，求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度. 答案解析 答案答案13.2 cm 解析解析當(dāng)A、B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度時(shí)，設(shè)A側(cè)空氣柱 的長(zhǎng)度為l2，壓強(qiáng)為p2. 由玻意耳定律得plp2l2 由力學(xué)平衡條件有p2p0 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得l210.4 cm 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為h，依題意得 h2(l1l2)h1 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得h13.2 cm. 類型類型2關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題 例例2(2016全國(guó)卷33(2)一U形玻璃管豎直放置， 左端開(kāi)口，右端

7、封閉，左端上部有一光滑的輕活塞. 初始時(shí)，管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖3所示.用力向 下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止. 求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離. 已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動(dòng) 的過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強(qiáng)p075.0 cmHg.環(huán)境溫度不變. (保留三位有效數(shù)字) 答案解析 答案答案144 cmHg9.42 cm 圖3 解析解析設(shè)初始時(shí)，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1，長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱 的壓強(qiáng)為p2p0，長(zhǎng)度為l2.活塞被下推h后，右管中空氣柱的壓強(qiáng)為p1， 長(zhǎng)度為l1；左管中空氣柱的壓強(qiáng)為p2，長(zhǎng)度為l2.以cmHg為壓強(qiáng)單 位.由題

8、給條件得 p1p0(20.05.00) cmHg90 cmHgl120.0 cm 由玻意耳定律得p1l1Sp1l1S 聯(lián)立式和題給條件得 p1144 cmHg 依題意p2p1 由玻意耳定律得p2l2Sp2l2S 聯(lián)立式和題給條件得 h9.42 cm. 變式變式2如圖4所示，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、 B和C浸泡在溫度均為0 的水槽中，B的容積是A的 3倍.閥門(mén)S將A和B兩部分隔開(kāi).A內(nèi)為真空，B和C內(nèi) 都充有氣體.U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm. 打開(kāi)閥門(mén)S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱 高度相等.假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積. (1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)

9、(以mmHg為單位)； 答案解析 圖4 答案答案180 mmHg 解析解析在打開(kāi)閥門(mén)S前，兩水槽水溫均為T(mén)0273 K. 設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為VB，玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)為pC， 依題意有p1pCp 式中p60 mmHg. 打開(kāi)閥門(mén)S后，兩水槽水溫仍為T(mén)0， 設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB，依題意，有pBpC 玻璃泡A和B中氣體的體積V2VAVB 根據(jù)玻意耳定律得p1VBpBV2 聯(lián)立式，并代入已知數(shù)據(jù)得 (2)將右側(cè)水槽中的水從0 加熱到一定溫度時(shí)，U形 管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè) 水槽的水溫. 答案解析 答案答案364 K 解析解析當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T

10、時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為p， 玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)pCpBp 聯(lián)立式，并代入題給數(shù)據(jù)得T364 K. 汽缸活塞類問(wèn)題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題，它需要考慮氣體、汽缸或 活塞等多個(gè)研究對(duì)象，涉及熱學(xué)、力學(xué)等物理知識(shí)，需要靈活、綜合地應(yīng) 用知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題. 1.一般思路一般思路 (1)確定研究對(duì)象，一般地說(shuō)，研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象(一定 質(zhì)量的理想氣體)；另一類是力學(xué)研究對(duì)象(汽缸、活塞或某系統(tǒng)). (2)分析物理過(guò)程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程， 依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，依 據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程. (3)挖掘題目的隱含條件，

11、如幾何關(guān)系等，列出輔助方程. (4)多個(gè)方程聯(lián)立求解.對(duì)求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性. 命題點(diǎn)二“汽缸活塞類”模型能力考點(diǎn)師生共研能力考點(diǎn)師生共研 模型模型 構(gòu)建構(gòu)建 2.常見(jiàn)類型常見(jiàn)類型 (1)氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，需綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和物體的平衡條件 解題. (2)氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài)，需要綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和牛頓運(yùn) 動(dòng)定律解題. (3)兩個(gè)或多個(gè)汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題， 解答時(shí)應(yīng)分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫(xiě)出相應(yīng) 的方程，還要寫(xiě)出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解. 說(shuō)明說(shuō)明當(dāng)選擇力學(xué)研究對(duì)象進(jìn)行分析時(shí)，研究對(duì)象的選取

12、并不唯一，可 以靈活地選整體或部分為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，列出平衡方程或動(dòng)力 學(xué)方程. 類型類型1單獨(dú)氣體問(wèn)題單獨(dú)氣體問(wèn)題 例例3(2015全國(guó)卷33(2)如圖5，一固定的豎直汽缸由一 大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞.已知大 活塞的質(zhì)量為m12.50 kg，橫截面積為S180.0 cm2；小活 塞的質(zhì)量為m21.50 kg，橫截面積為S240.0 cm2；兩活塞 用剛性輕桿連接，間距保持為l40.0 cm；汽缸外大氣的壓 強(qiáng)為p1.00105 Pa，溫度為T(mén)303 K.初始時(shí)大活塞與大圓 筒底部相距 ，兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1495 K.現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度 緩慢下降，活塞緩慢下

13、移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度 大小g取 10 m/s2.求： 圖5 (1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體 的溫度； 答案解析 答案答案330 K 末狀態(tài)V2lS2 (2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣 體的壓強(qiáng). 答案解析 答案答案1.01105 Pa T3T303 K，解得p21.01105 Pa. 解析解析對(duì)大、小活塞受力分析則有 m1gm2gpS1p1S2p1S1pS2 可得p11.1105 Pa 變式變式3如圖6所示，兩端開(kāi)口的汽缸水平固 定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，可在汽 缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，面積分別為S120 cm2， S210

14、cm2，它們之間用一根水平細(xì)桿連接， B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪與質(zhì) 量為M2 kg的重物C連接，靜止時(shí)汽缸中的氣體溫度T1600 K，汽缸兩 部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng)，已知大氣壓強(qiáng)p01105 Pa，取g10 m/s2，缸內(nèi) 氣體可看做理想氣體. (1)活塞靜止時(shí)，求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)； 答案解析 圖6 答案答案1.2105 Pa 解析解析設(shè)靜止時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，活塞受力平衡p1S1p0S2p0S1 p1S2Mg 代入數(shù)據(jù)解得p11.2105 Pa (2)若降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，當(dāng)活塞A緩慢 向右移動(dòng) 時(shí)，求汽缸內(nèi)氣體的溫度. 答案解析 答案答案500 K 解析解析由活塞受力平衡可知缸

15、內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒(méi) 有變化，設(shè)開(kāi)始溫度為T(mén)1，變化后溫度為T(mén)2，由蓋呂薩克定律得 代入數(shù)據(jù)解得T2500 K. 類型類型2關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題 例例4(2017全國(guó)卷33(2)如圖7，容積均為V的 汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門(mén)K2 位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門(mén)K1、K3； B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略). 初始時(shí)，三個(gè)閥門(mén)均打開(kāi)，活塞在B的底部；關(guān)閉 K2、K3，通過(guò)K1給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān) 閉K1.已知室溫為27 ，汽缸導(dǎo)熱. (1)打開(kāi)K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)； 答案解析 圖7 解析解析設(shè)打開(kāi)K2后，穩(wěn)定

16、時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1.依題意， 被活塞分開(kāi)的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過(guò)程.由玻意耳定律得 p0Vp1V1 (3p0)Vp1(2VV1) 聯(lián)立式得 p12p0 (2)接著打開(kāi)K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置； 答案解析 答案答案B的頂部 解析解析打開(kāi)K3后，由式知，活塞必定上升.設(shè)在 活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V22V) 時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2，由玻意耳定律得 (3p0)Vp2V2 由式得 由式知，打開(kāi)K3后活塞上升直到B的頂部為止； (3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ，求 此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng). 答案解析 答案答案1.6p0 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得 p31.6p0

17、 變式變式4(2014新課標(biāo)全國(guó)33(2)如圖8所示，兩 汽缸A、B粗細(xì)均勻，等高且內(nèi)壁光滑，其下部由 體積可忽略的細(xì)管連通；A的直徑是B的2倍，A上 端封閉，B上端與大氣連通；兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱 外，其余部分均絕熱，兩汽缸中各有一厚度可忽略 的絕熱輕活塞a、b，活塞下方充有氮?dú)猓钊鸻上 方充有氧氣.當(dāng)大氣壓為p0、外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7 且平衡時(shí)，活 塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的 ，活塞b在汽缸正中間. (1)現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)猓?dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí)，求氮?dú)獾臏囟龋?圖8 答案解析 答案答案320 K 解析解析活塞b升至頂部的過(guò)程中，活塞a不動(dòng)，活塞a、b下方的氮?dú)饨?jīng)歷等 壓

18、變化，設(shè)汽缸A的容積為V0，氮?dú)獬鯌B(tài)的體積為V1，溫度為T(mén)1，末態(tài)體 積為V2，溫度為T(mén)2，按題意，汽缸B的容積為 ，則 由蓋呂薩克定律有： 由式及所給的數(shù)據(jù)可得：T2320 K (2)繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升，當(dāng)活塞a上升的距 離是汽缸高度的 時(shí)，求氧氣的壓強(qiáng). 答案解析 解析解析活塞b升至頂部后，由于繼續(xù)緩慢加熱，活塞a開(kāi)始向上移動(dòng)，直至 活塞上升的距離是汽缸高度的 時(shí)，活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫變化，設(shè) 氧氣初態(tài)的體積為V1，壓強(qiáng)為p1，末態(tài)體積為V2，壓強(qiáng)為p2，由 所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得 p1V1p2V2 分析變質(zhì)量氣體問(wèn)題時(shí)，要通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象，使變質(zhì)量氣體問(wèn) 題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)

19、量氣體問(wèn)題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解. (1)打氣問(wèn)題：選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象，就可把充 氣過(guò)程中氣體質(zhì)量變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題. (2)抽氣問(wèn)題：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， 質(zhì)量不變，故抽氣過(guò)程可以看成是等溫膨脹過(guò)程. (3)灌氣問(wèn)題：把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研 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：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象，便可使 問(wèn)題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解. 命題點(diǎn)三“變質(zhì)量氣體”模型能力考點(diǎn)能力考點(diǎn)師生共研師生共研 模型模型 構(gòu)建構(gòu)建 例例5

20、如圖9所示，一太陽(yáng)能空氣集熱器， 底面及側(cè)面為隔熱材料，頂面為透明玻 璃板，集熱器容積為V0.開(kāi)始時(shí)內(nèi)部封閉 氣體的壓強(qiáng)為p0，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)暴曬，氣體溫度由T0300 K升至T1350 K. (1)求此時(shí)氣體的壓強(qiáng)； 圖9 答案解析 (2)保持T1350 K不變，緩慢抽出部分氣 體，使氣體壓強(qiáng)再變回到p0.求集熱器內(nèi) 剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值. 解析解析抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程，設(shè)膨脹后氣體的總體積為V2， 由玻意耳定律可得p1V0p0V2 答案解析 變式變式5某自行車輪胎的容積為V，里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣，現(xiàn)在要使 輪胎內(nèi)的氣壓增大到p，設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程，空氣可看做理想氣體，

21、輪胎容積保持不變，則還要向輪胎充入溫度相同、壓強(qiáng)也是p0、體積為 _的空氣. 答案解析 課時(shí)作業(yè) 1.如圖1所示，在長(zhǎng)為l57 cm的一端封閉、另一端開(kāi)口向上 的豎直玻璃管內(nèi)，用4 cm高的水銀柱封閉著51 cm長(zhǎng)的理想 氣體，管內(nèi)外氣體的溫度均為33 .現(xiàn)將水銀徐徐注入管中， 直到水銀面與管口相平，此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)為多少？接著 緩慢對(duì)玻璃管加熱升溫至多少時(shí)，管中剛好只剩下4 cm高的 水銀柱？(大氣壓強(qiáng)為p076 cmHg) 1234 答案解析 圖1 答案答案85 cmHg318 K 5 解析解析設(shè)玻璃管的橫截面積為S，初態(tài)時(shí)，管內(nèi)氣體的溫度為T(mén)1306 K， 體積為V151S，壓強(qiáng)為p1

22、80 cmHg. 當(dāng)水銀面與管口相平時(shí)，水銀柱高為H，則管內(nèi)氣體的體積為V2(57H)S， 壓強(qiáng)為p2(76H) cmHg. 由玻意耳定律得p1V1p2V2，代入數(shù)據(jù)，得 H219H2520，解得H9 cm或H28 cm(舍去) 所以p285 cmHg 12345 答案解析 1234 2.(2017河南六市一聯(lián))如圖2所示，在兩端封閉的均 勻半圓管道內(nèi)封閉有理想氣體，管內(nèi)有不計(jì)質(zhì)量可 自由移動(dòng)的活塞P，將管內(nèi)氣體分成兩部分，其中 OP與管道水平直徑的夾角45.兩部分氣體的溫 度均為T(mén)0300 K，壓強(qiáng)均為p01.0105 Pa.現(xiàn)對(duì)管道左側(cè)氣體緩慢加熱， 管道右側(cè)氣體溫度保持不變，當(dāng)可動(dòng)活塞緩

23、慢移到管道最低點(diǎn)時(shí)(不計(jì)摩 擦).求： (1)管道右側(cè)氣體的壓強(qiáng)； 圖2 答案答案1.5105 Pa 5 解析解析對(duì)于管道右側(cè)氣體，由于氣體做等溫變化，有： p0V1p2V2 解得p21.5105 Pa 12345 (2)管道左側(cè)氣體的溫度. 答案答案900 K 解析解析對(duì)于管道左側(cè)氣體，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有 V22V1 當(dāng)活塞P移動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)活塞P受力分析可得出兩部分氣體對(duì)活塞的 壓強(qiáng)相等，則有 p2p2 解得T900 K 答案解析 12345 3.(2017安徽江南十校聯(lián)考)如圖3所示，一圓柱形 汽缸沿水平方向固定在桌面上，一定量的理想氣 體被活塞封閉其中，已知汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞

24、 可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng).開(kāi)始時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞 內(nèi)表面相對(duì)汽缸底部的距離為L(zhǎng)，外界溫度為T(mén)0，現(xiàn)用一質(zhì)量為m的重錘 通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑輕質(zhì)滑輪水平連接活塞，重新平衡后， 重錘下降h.求：(已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g) (1)活塞的橫截面積S. 圖3 答案解析 12345 解析解析由玻意耳定律可知 pLSp1(Lh)S 活塞受力平衡，有p1SpSmg 聯(lián)立方程可得 12345 (2)若此后外界的溫度變?yōu)門(mén)，則重新達(dá)到平衡后 汽缸內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度為多少？ 答案解析 1234 解析解析由蓋呂薩克定律有 5 4.如圖4甲所示，左端封閉、內(nèi)徑相同的U形細(xì)玻璃管 豎直放置

25、，左管中封閉有長(zhǎng)為L(zhǎng)20 cm的空氣柱， 兩管水銀面相平，水銀柱足夠長(zhǎng).已知大氣壓強(qiáng)為p0 75 cmHg. (1)若將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180，使U形細(xì)玻璃管豎直倒 置(水銀未溢出)，如圖乙所示.當(dāng)管中水銀靜止時(shí)，求 左管中空氣柱的長(zhǎng)度； 圖4 答案答案20 cm或37.5 cm 答案解析 12345 解析解析將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180，設(shè)左管中空氣柱的長(zhǎng)度增 加量為h， 由玻意耳定律得p0L(p02h)(Lh) 解得h0或h17.5 cm 則左管中空氣柱的長(zhǎng)度為20 cm或37.5 cm 12345 (2)若將圖甲中的閥門(mén)S打開(kāi)，緩慢流出部分水銀，然后關(guān)閉閥 門(mén)S，右管水銀面下降了H35 cm，求左管水銀面下降的高度. 答案答案10 cm 答案解析 1234 解析解析若將題圖甲中閥門(mén)S打開(kāi)，