2022年高中物理第章气体章末分层突破教师用书鲁科版选修- .pdf

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1、1 第 4 章 气体 自我校对 压强 (p) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - 2 mTpV双曲线mVpT倾斜直线m?p?VT? 倾斜直线?pVT?p2V2T2? 动态平衡? 无关气体实验定律的归纳应用1. 理想气体状态方程理想气体：严格遵守三个实验定律的气体公式：p1V1T1p2V2T2T一定时，pVCTC1( 玻意耳定律 ) ；V一定时，pTCVC2( 查理定律 ) ；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载

2、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - 3 p一定时，VTCpC3( 盖吕萨克定律) 2解题要点(1) 选对象根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持不变(2) 找参量找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，需结合力学知识( 如受力平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式(3) 认过程过程表示两个状态之间的一种变化方式，认清变化过程是正确选用物理规律的前提 另外，要

3、弄清气体状态变化过程是单一过程变化还是多过程变化，是否会出现临界状态或极值问题(4) 列方程根据研究对象状态变化的具体方式，选用理想气体状态方程( 或某一实验定律 ) 列方程代入具体数值时，T必须用热力学温度，p、V的单位要统一(5) 验结果解答出结果后，不要急于下结论要分析讨论所得结果的合理性及其是否有实际的物理意义如图 4-1 所示，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料开始时活塞至容器底部的高度为H1，容器内气体温度与外界温度相等在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H2处，气体温度升高了T；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止

4、于距容器底部H3处；已知大气压强为p0. 求：气体最后的压强与温度. 【导学号： 30110053】图 4-1【解析】设外界温度为T0，加砝码前后，根据理想气体状态方程，有p0H1T0p2H2T0T.取走保温材料， 最后气体温度等于外界温度T0，气体压强为p2，气体为等压变化， 有H2T0TH3T0，联立以上两式得T0H3H2H3T，p2H1H3p0. 【答案】H1H3p0H3H2H3T1理想气体的特点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 18 页 - - -

5、- - - - - - 4 (1) 严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程(2) 理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点 . (3) 理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力(4) 理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关2理想气体状态方程的两点提醒(1) 该方程表示的是一定质量的理想气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关(2) 公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T) 无关变质量问题的求解方法分析变质量问题时， 可以通过巧妙地选择研究对象，使问题转化为一定质量的气体问题，再用相关规律求解1充气

6、问题向球、轮胎中充气是典型的变质量的气体问题只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题2抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变， 故抽气过程可看成是等温膨胀过程3分装问题把一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题分析这类问题时， 可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题，运用相关规律求解4漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用相

7、关方程求解如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用相关方程式求解用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图4-7 所示，A的容积为7.5 L ，装入药液后，药液上方空气体积为1.5 L关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa的空气 250 cm3.假设整个过程温度不变，求：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - 5 图 4-7(1) 要使药液上方气体的压强为4105 Pa，应打几次

8、气？(2) 当A中有 4105 Pa 的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？( 忽略喷管中药液产生的压强) 【解析】(1) 设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打n次后压强由p0变为p1，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：p0(VnV0) p1V，故n（p1p0）Vp0V0（4105105）1.510525010318( 次)(2) 打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象p1Vp0V，Vp1Vp041051051.5 L 6 L ，

9、因此A容器中剩余药液的体积为7.5 L 6 L 1.5 L. 【答案】(1)18 次(2)1.5 L 1(2016全国甲卷) 一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20 个大气压某实验室每天消耗1 个大气压的氧气0.36 m3. 当氧气瓶中的压强降低到2 个大气压时，需重新充气若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天【解析】设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2 个大气压 ) 时，体积为V2. 根据玻意耳定律得p1V1p2V2 重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1 设用去的氧气在p0(1 个大气压 ) 压强下的体积为V0

10、，则有p2V3p0V0 设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为 V，则氧气可用的天数为NV0/ V 联立式，并代入数据得N4(天 ) 【答案】4 天2(2016全国丙卷) 一 U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞初始时，管内汞柱及空气柱长度如图4-2 所示 用力向下缓慢推活塞，直至管名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - 6 内两边汞柱高度相等时为止求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距

11、离已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0 cmHg.环境温度不变. 【导学号： 30110054】图 4-2【解析】设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2. 活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2. 以 cmHg 为压强单位由题给条件得p1p0(20.0 5.00)cmHg l120.0 20.0 5.002cm 由玻意耳定律得p1l1p1l1 联立式和题给条件得p1 144 cmHg 依题意p2p1l2 4.00 cm 20.0 5.00

12、2cmh 由玻意耳定律得p2l2p2l2联立式和题给条件得h9.42 cm. 【答案】144 cmHg 9.42 cm 3(2015全国卷 ) 如图4-3 所示，一固定的竖直气缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞已知大活塞的质量为m12.50 kg ，横截面积为S180.0 cm2；小活塞的质量为m21.50 kg ，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm；气缸外大气的压强为p1.00 105Pa，温度为T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移忽略两活塞与气

13、缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g取 10 m/s2. 求：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - 7 图 4-3(1) 在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，气缸内封闭气体的温度；(2) 缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强【解析】(1) 设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V2，温度为T2. 由题给条件得V1S1l2S2ll2V2S2l 在活塞缓慢下移的过程中，用

14、p1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得S1(p1p) m1gm2gS2(p1p) 故缸内气体的压强不变由盖- 吕萨克定律有V1T1V2T2联立式并代入题给数据得T2330 K(2) 在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p1.在此后与气缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变设达到热平衡时被封闭气体的压强为p，由查理定律，有pTp1T2联立式并代入题给数据得p1.01105 Pa. 【答案】(1)330 K (2)1.01 105 Pa 4(2016全国乙卷) 在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差p与气泡半径r之间的关系为p2r，其中 0.070 N/m

15、. 现让水下10 m 处一半径为0.50 cm 的气泡缓慢上升已知大气压强p01.0 105 Pa ，水的密度1.0 103 kg/m3，重力加速度大小g10 m/s2. (1) 求在水下10 m 处气泡内外的压强差；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - 8 (2) 忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值. 【导学号： 30110055】【解析】(1) 当气泡在水下h1

16、0 m 处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为p1，则p12r1代入题给数据得p128 Pa. (2) 设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，内外压强差为p2，其体积为V2，半径为r2. 气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有p1V1p2V2 由力学平衡条件有p1p0ghp1 p2p0p2 气泡体积V1和V2分别为V143r31V243r32联立式得r1r23p0p2ghp0p1由式知， pi?p0，i1，2，故可略去式中的pi项代入题给数据得r2r1321.3.【答案】(1)28 Pa (2)32或 1.3 5(201

17、5全国卷 ) 如图4-4 所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l10.0 cm ，B侧水银面比A侧的高h 3.0 cm.现将开关K打开，从 U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h110.0 cm 时将开关 K关闭已知大气压强p075.0 cmHg. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - 9 图 4-4(1) 求放出部分水银后A侧空气柱的长度

18、；(2) 此后再向B侧注入水银， 使A、B两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度【解析】(1) 以 cmHg为压强单位设A侧空气柱长度l10.0 cm 时的压强为p；当两侧水银面的高度差为h110.0 cm 时，空气柱的长度为l1，压强为p1. 由玻意耳定律得plp1l1 由力学平衡条件得pp0h 打开开关 K放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止由力学平衡条件有p1p0h1 联立式，并代入题给数据得l112.0 cm. (2) 当A、B两侧的水银面达到

19、同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为p2. 由玻意耳定律得plp2l2 由力学平衡条件有p2p0 联立式，并代入题给数据得l210.4 cm 设注入的水银在管内的长度为h，依题意得h2(l1l2) h1 联立式，并代入题给数据得h13.2 cm. 【答案】(1)12.0 cm (2)13.2 cm 6(2014全国卷 ) 一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内气名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 18 页 - - - - - - - -

20、- 10 缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0. 现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h4. 若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g. 【解析】设气缸的横截面积为S，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为p，由玻意耳定律得phS(pp)h14h S 解得 p13p 外界的温度变为T后，设活塞距底面的高度为h，根据盖 - 吕萨克定律，得h14h ST0hST解得h3T4T0h 据题意可得 pmgS气体最后的体积为VSh联立式得V9mg

21、hT4pT0. 【答案】9mghT4pT0章末综合测评 ( 四) ( 时间： 60 分钟满分： 100 分) 一、选择题 ( 本题包括 7 小题，每小题6 分在每小题给出的五个选项中有三项符合题目要求，选对1 个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分；选错 1个扣 3 分，最低得分为 0 分) 1由饱和汽与饱和汽压的概念判断下列说法哪些是正确的 ( ) A气体和液体之间的动态平衡是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等B一定温度下饱和汽的密度为一定值，温度升高饱和汽密度增大C一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而增大D一定温度下的饱和汽压随饱和汽的体积增大而减小E一

22、定温度下的饱和汽压与饱和汽的体积无关【解析】由动态平衡的概念可知，汽化与液化的速率相等，故 A正确在一定温度下，饱和汽的密度是一定的，它随温度的升高而增大，B正确；一定温度下饱和汽压与体积无关，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - 11 C、D错误， E正确【答案】ABE 2如图 1 所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中错误的是( 容器容积恒定 ) ( ) 【导学号： 30

23、110056】甲乙图 1 A两容器中器壁的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C甲容器中pApB，乙容器中pCpDD当温度升高时，pA、pB变大，pC、pD也要变大E当温度升高时，pA、pB不变，pC、pD均增大【解析】甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B 错；液体的压强pgh，hAhB，可知pApB，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，pCpD，C对；温度升高时，pA、pB不变，而pC、pD增大， D错，E对用选错误的，故选A、B、D. 【答案】ABD 3如图 2 所示是某气体状态变化的p-

24、V图象，则下列说法中正确的是 ( ) 图 2 A气体做的是等温变化B从A至B气体的压强一直减小C从A至B气体的体积一直增大D气体的三个状态参量一直都在变EA状态的温度一定等于B状态的温度【解析】一定质量的气体的p-V图象的等温曲线是双曲线，A 错误；从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大， B、C正确；该过程中气体的三个状态参量一直都在变化，D正确；A状态pAVA的乘积不一定等于B状态名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，

25、共 18 页 - - - - - - - - - 12 PBVB的乘积， E错误【答案】BCD 4. 一定质量的理想气体经过一系列过程，如图3 所示下列说法中正确的是( ) 【导学号： 30110057】图 3 Aab过程中，气体体积增大，压强减小Bbc过程中，气体压强不变，体积增大Cbc过程中，气体压强不变，体积减小Dca过程中，气体压强增大，体积减小Eca过程中，气体温度升高，体积不变【解析】由p-T图象知，ab为等温过程根据p1V1p2V2，气体压强减小，则体积增大，A正确；bc为等压过程， 根据V1T1V2T2，温度降低， 则体积减小， B错误，C正确；ca为等容过程，根据p1T1p2

26、T2，气体压强增大，温度升高，D错误， E正确【答案】ACE 5一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p1、V1、T1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2，下列关系正确的是( ) Ap1p2，V12V2，T12T2Bp1p2，V112V2，T12T2Cp12p2，V12V2，T12T2Dp12p2，V1V2，T12T2ET1T2，p12p2，V112V2【解析】当p1p2时，由V1V2T1T2可知 A对，B错；当V1V2时，由p1p2T1T2可知 D正确；由p1V1T1p2V2T2可知 C错；当T1T2时，由p1V1p2V知 E正确【答案】ADE 6

27、. 如图 4 所示，在一个圆柱形的导热气缸中，用活塞封闭了一部分空气，活塞与气缸壁间是密封而光滑的， 一弹簧秤挂在活塞上，将整个气缸悬吊在天花板上，当外界气温升高( 大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - 13 气压不变 )时 ( ) 【导学号： 30110058】图 4 A弹簧秤示数变大B弹簧秤示数变小C弹簧秤示数不变 D 气缸的底部下降E活塞位置不变【解析】对活塞受力分析，可知Fmgp0SpS现在需要讨论一下气

28、体压强的变化以气缸为研究对象受力分析，如图所示则有p0SMgpS解得pp0MgS因为M、S、p0均为不变量，在气体温度变化时，气体的压强不变而气体在此过程中做等压膨胀由此而知，弹簧秤的示数不变气缸的底部下降，活塞位置不变故正确选项为 C、D、E. 【答案】CDE 7如图 5 是一定质量的某种气体的等压线，等压线上的a、b两个状态比较， 下列说法正确的是 ( ) 图 5 A在相同时间内撞在单位面积上的分子数，b状态较多B在相同时间内撞在单位面积上的分子数，a状态较多C在相同时间内撞在相同面积上的分子数，两状态一样多D单位体积的分子数，a状态比b状态多名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

29、- - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - 14 E气体分子的平均动能b状态比a状态大【解析】b状态比a状态体积大，故单位体积分子数b状态比a状态少， D对；b状态比a状态温度高，其分子平均动能大，E 正确，而a、b状态压强相等，故相同时间内撞到单位面积上的分子数a状态较多， B正确， A、C错误【答案】BDE 二、非选择题(本题共 5 小题，共 58 分，按题目要求作答) 8(12 分) 用 DIS 研究一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图

30、6 所示 ，实验步骤如下：图 6 把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、 计算机逐一连接；移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；图 7 用V-1p图象处理实验数据，得出如图7 所示图线(1)为 了 保 持 封 闭 气 体 的 质 量 不 变 ， 实 验 中 采 取 的 主 要 措 施 是_ _ ；(2) 为 了 保 持 封 闭 气 体 的 温 度 不 变 ， 实 验 中 采 取 的 主 要 措 施 是 _ 和_ ；(3) 如 果 实 验 操 作 规 范 正 确 ， 但 如 图 所 示 的V-1p图 线 不 过 原 点 ， 则V0代

31、 表_ 【解析】(1) 通过涂润滑油可使注射器不漏气(2) 缓慢移动活塞是为了有足够的时间使封闭气体与外界热交换，不用手握住注射器也是为了不使手上的热量传递给气体(3) 注射器与压强传感器连接部位有气体，从而使图线不过原点【答案】(1) 在注射器活塞上涂润滑油名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - 15 (2) 移动活塞要缓慢不能用手握住注射器封闭气体部分(3) 注射器与压强传感器连接部位的气体体积9(11 分) 如

32、图 8 所示，气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为 1 cm，气缸全长为21 cm，气缸质量为20 kg，大气压强为1105Pa，当温度为7 时，活塞封闭的气柱长10 cm ，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通g取 10 m/s2，求：【导学号： 30110059】图 8 (1) 气缸倒置时，活塞封闭的气柱多长；(2) 当温度多高时，活塞刚好接触平台【解析】(1) 设气缸倒置前、后被封闭气体的压强分别为P1和P2，气柱长度分别为L1和L2. P1P0mgS1.2 105 Pa，P2P0mgS0.8 105 Pa 倒置过程为等温

33、变化，由玻意耳定律可得P1L1SP2L2S，所以L2p1p2L115 cm. (2) 设倒置后升温前、后封闭气柱温度分别为T2和T3，升温后气柱长度为L3，则T2T1(273 7) K 280 K，L215 cm，L320 cm 升温过程为等压变化，由盖- 吕萨克定律可得L2ST2L3ST3，所以T3L3L2，T2373 K即温度升高到100 时，活塞刚好接触平台【答案】(1)15 cm (2)100 10(11 分) 如图 9 所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管，管内有一部分水银封住密闭气体，上管足够长，图中大小截面积分别为S12 cm2、S21 cm2，粗细管内水银长度分别为h1h22

34、 cm，封闭气体长度为L22 cm.大气压强为p076 cmHg ，气体初始温度为 57 .求：图 9 (1) 若缓慢降低气体温度，降低至多少开尔文时，所有水银全部进入粗管内；(2) 若温度降低至237 K ，气体的长度为多少名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - 16 【解析】(1) 初始时刻的压强为p1p0h1h280 cmHg，体积为V1LS1，温度T1273 K57 K 330 K，水银全部进入的末状态压强p

35、2p0h1h2279 cmHg，体积为V2Lh12S1，根据理想气体状态方程p1V1T1p2V2T2，解得T2311 K. (2) 由于 237 K 小于 311 K，所以再降温的过程中，气体将做等压变化V2T2V3T3，得出L316 cm. 【答案】(1)311 K (2)16 cm 11(12 分) 如图 10 甲所示是一个右端开口的圆筒形气缸，活塞可以在气缸内自由滑动活塞将一定量的理想气体封闭在气缸内，此时气体的温度为27 C.若给气缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从MN缓慢地移到PQ. 已知大气压强p01.0 105 Pa. 求：【导学号： 30110060】图 10 (1) 当

36、活塞到达PQ后缸内气体的温度；(2) 把活塞锁定在PQ位置上，让气体的温度缓慢地降到27 C，求此时气体的压强；(3) 在图乙中画出上述两个过程中气体压强p随温度T变化的图象【解析】(1) 此过程为等压变化过程p1p2p01105 Pa，V22V1，T1300 K 由V1T1V2T2得：T2600 K. (2) 此过程为等容变化过程，T3300 K 由查理定律p2T2p3T3得：p30.5 105 Pa. (3)p-T图象如图所示：【答案】(1)600 K (2)0.5 105 Pa (3) 见解析12(12 分) 如图 11 所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气名师资料

37、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - 17 缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0，气缸中各有一个绝热活塞 ( 质量不同， 厚度可忽略 ) 开始时 K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体( 可视为理想气体 ) ，压强分别为p0和p03；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为V04. 现使气缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段

38、时间，重新达到平衡已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦求：图 11 (1) 恒温热源的温度T；(2) 重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积Vx. 【解析】(1) 与恒温热源接触后，在K未打开时， 右活塞不动， 两活塞下方的气体经历等压过程，由盖吕萨克定律得TT07V0/45V0/4由此得T75T0. (2) 由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的大打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 18 页 - - - - - - - - - 18 气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程，设左活塞上方气体压强为p，由玻意耳定律得pVxp03V04(pp0)(2V0Vx) p074V0 联立式得6V2xV0VxV200 其一解为Vx12V0另一解为Vx13V0，不合题意，舍去【答案】(1)75T0(2)12V0 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - -