TOP62【创新设计】2015-2016学年高中物理第八章气体第4讲习题课：理想气体状态方程的综合应用学案新人教版选修3-3.doc文档免费在线阅读

，活题组相关联的两部分气体问题如图所示，两端密封，下部装有水银，上部为空气柱的形管，静止时，管内水银面的高度差为，当形管做自由落体运动时，将图增大减小不变不等压变化得由等温变化得改画的图象如图所示汽缸类问题如图所示，汽缸长为，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为答案见解析解析过程是等容升温升压过程是等压升温增容，即等压膨胀过程是等温减压增容，即等温膨胀过程是等压降温减容，即等压压缩已知，则等容变化，由得故还剩贮液如图所示，定质量的理想气体从状态经再回到，问分别是什么过程已知在状态时体积为，请把此图改画为图象图，这时筒内还剩多少药液答案解析设每打次气，贮液筒内增加的压强为由玻意耳定律得，需打气次数设停止喷雾时贮液筒内气体体积为由玻意耳定律式打气筒每次能压入，的空气，设整个过程温度保持不变，求图要使贮气筒中空气的压强达到，打气筒应打压几次在贮气筒中空气的压强达到时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等量，得左室气体右室气体所以解得变质量问题种喷雾器的贮液筒的总容积为，如图所示，装入的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞，气体的温度，求右室气体的温度图答案解析根据题意对汽缸中左右两室中气体的状态进行分析左室的气体加热前，加热后右室的气体加热前，加热后根据恒问题如图所示，个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等现利用右室中的电热丝对右室加热段时间，活塞达到平衡后，左室的体积变为原来的联立可得借题发挥求解封闭气体的压强时，必须转换为以活塞等为研究对象，由于本题中系统处于加速状态，因此还必须以整体为对象进行研究，列动力学方程，求解结果相关联的两部分气体案解析以活塞为研究对象，其受力分析如图所示根据牛顿第二定律，有由于方程中有和两个未知量，所以还必须以整体为研究对象，列出牛顿第二定律方程它们的合理性例如图所示，汽缸质量为，活塞质量为，不计缸内气体的质量及切摩擦，当用水平外力拉活塞时，活塞和汽缸最终以共同的加速度运动求此时缸内气体的压强已知大气压为，活塞横截面积为图答末状态及状态变化过程，依气体实验定律列出方程对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程多个方程联立求解对求解的结果注意检验般思路弄清题意，确定研究对象般来说，研究对象分两类类是热学研究对象定质量的理想气体另类是力学研究对象汽缸活塞或系统分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初在图上状态变化过程的图线由各状态点依次连接，如图所示是等压膨胀过程，是等温膨胀过程，是等压压缩过程四汽缸类问题的处理方法解决汽缸类问题的可得由状态到状态为等温变化，由玻意耳定律有得可得由状态到状态为等温变化，由玻意耳定律有得在图上状态变化过程的图线由各状态点依次连接，如图所示是等压膨胀过程，是等温膨胀过程，是等压压缩过程四汽缸类问题的处理方法解决汽缸类问题的般思路弄清题意，确定研究对象般来说，研究对象分两类类是热学研究对象定质量的理想气体另类是力学研究对象汽缸活塞或系统分析清楚题目所述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初末状态及状态变化过程，依气体实验定律列出方程对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程注意挖掘题目中的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程多个方程联立求解对求解的结果注意检验它们的合理性例如图所示，汽缸质量为，活塞质量为，不计缸内气体的质量及切摩擦，当用水平外力拉活塞时，活塞和汽缸最终以共同的加速度运动求此时缸内气体的压强已知大气压为，活塞横截面积为图答案解析以活塞为研究对象，其受力分析如图所示根据牛顿第二定律，有由于方程中有和两个未知量，所以还必须以整体为研究对象，列出牛顿第二定律方程联立可得借题发挥求解封闭气体的压强时，必须转换为以活塞等为研究对象，由于本题中系统处于加速状态，因此还必须以整体为对象进行研究，列动力学方程，求解结果相关联的两部分气体问题如图所示，个密闭的汽缸，被活塞分成体积相等的左右两室，汽缸壁与活塞是不导热的，它们之间没有摩擦，两室中气体的温度相等现利用右室中的电热丝对右室加热段时间，活塞达到平衡后，左室的体积变为原来的，气体的温度，求右室气体的温度图答案解析根据题意对汽缸中左右两室中气体的状态进行分析左室的气体加热前，加热后右室的气体加热前，加热后根据恒量，得左室气体右室气体所以解得变质量问题种喷雾器的贮液筒的总容积为，如图所示，装入的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入，的空气，设整个过程温度保持不变，求图要使贮气筒中空气的压强达到，打气筒应打压几次在贮气筒中空气的压强达到时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液答案解析设每打次气，贮液筒内增加的压强为由玻意耳定律得，需打气次数设停止喷雾时贮液筒内气体体积为由玻意耳定律得故还剩贮液如图所示，定质量的理想气体从状态经再回到，问分别是什么过程已知在状态时体积为，请把此图改画为图象图答案见解析解析过程是等容升温升压过程是等压升温增容，即等压膨胀过程是等温减压增容，即等温膨胀过程是等压降温减容，即等压压缩已知，则等容变化，由等压变化得由等温变化得改画的图象如图所示汽缸类问题如图所示，汽缸长为，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为的光滑活塞，活题组相关联的两部分气体问题如图所示，两端密封，下部装有水银，上部为空气柱的形管，静止时，管内水银面的高度差为，当形管做自由落体运动时，将图增大减小不变不能判断答案解析形管自由落体时，水银柱不再产生压强，故右边气体压强减小，体积增加，左边气体压强增大，体积减小，所以增大如图所示，将装有温度都为的同种气体的两容器用水平细管相连，管中有小段水银将两部分气体隔开，现使同时升高温度，若升高到，升高到，已知，要使水银保持不动，则图答案解析初状态，末状态，所以水银柱保持不动，则不变对，对，得圆柱形汽缸直立在地面上，内有具有质量而无摩擦的绝热活塞，把汽缸分成容积相同的两部分，如图所示，两部分气体温度相同，都是，部分气体压强，部分气体压强现对部分气体加热，使活塞上升，使部分气体体积减小为原来的求此时图部分气体的压强部分气体的温度答案解析部分气体等温变化，由玻意耳定律，所以，把代入得部分气体初状态，末状态，由理想气体状态方程，得题组二变质量问题如图所示，太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为，经过太阳曝晒，气体温度由升至图求此时气体的压强保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值答案解析由题意知，气体体积不变，由查理定律得所以此时气体的压强抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为，由玻意耳定律可得可得所以集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值为用打气筒将的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积，轮胎容积，原来压强现要使轮胎内压强为，问用这个打气筒要打气几次设打气过程中空气的温度不变次次次次答案解析因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方程求解，代入数据得，解得，故答案选钢瓶中装有定质量的气体，现在用两种方法抽钢瓶中的气体第种方法是用小抽气机，每次抽出气体，共抽取三次第二种方法是用大抽气机，次抽取气体这两种抽法中，抽取气体质量较大的是第种抽法第二种抽法两种抽法抽出的气体质量样大无法判定答案解析设初态气体压强为，抽出气体后压强变为，对气体状态变化应用玻意耳定律，则第种抽法，同理三次抽完后的压强第二种抽法，得比较可知即第种抽法抽出气体后，剩余气体的压强小，即抽出的气体质量大题组三气体图象与图象的转换定质量理想气体，状态变化过程如图中图线所示，其中为段双曲线若将这状态变化过程表示在图或图中，下列选项正确的是图答案定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示和图各记录了其部分变化过程，试求图温度为时气体的体积在图象上将温度从升高到的变化过程补充完整答案见解析解析由理想气体状态方程，代入数据，得如图所示题组四汽缸类问题如图所示，在光滑的水平面上，有个内外壁都光滑的汽缸，汽缸的质量为，汽缸内有质量为，由玻意耳定律得故选项正确如图所示，竖直的弹簧支持着倒立汽缸内的活塞，使汽缸悬空而静止设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动缸壁导热性良好，缸内气体的温度能与外界大气温度相同下列结论中正确的是图若外界大气压增大，则弹簧的压缩量将会增大些若外界大气压增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大若外界气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将减小若外界气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大答案解析外界大气压增大时，气体体积减小，外界气温升高时，气体体积增大，但对于整个系统，弹簧的弹力恒等于系统的总重量，弹簧的形变量不变第讲习题课理想气体状态方程的综合应用目标定位进步熟练掌握气体三定律，并能熟练应用熟练掌握各种气体图象，及其它们之间的转换掌握理想气体状态方程的几个推论气体三定律玻意耳定律内容定质量的种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比公式或查理定律内容定质量的种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比公式或盖吕萨克定律内容定质量的种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比公式或理想气体状态方程对定质量的理想气体或相互关联的两部分气体的分析方法这类问题涉及两部分气体，它们之间虽然没有气体交换，但其压强或体积这些量间有定的关系，分析清楚这些关系是解决问题的关键，解决这类问题的般方法是分别选取