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    2022_2023学年新教材高中物理第二章气体液体和固体习题课气体实验定律和理想气体状态方程的应用课件粤教版选择性必修第三册
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    粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 气体实验定律(Ⅱ)习题ppt课件

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    这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 气体实验定律(Ⅱ)习题ppt课件,共29页。PPT课件主要包含了答案1cm,答案AC,答案C,答案B等内容,欢迎下载使用。

    2.利用气体实验定律解决问题的基本思路
    [典例1]  如图所示,一定量气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300 K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室连接一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76 cm,右室容器中连接有阀门K,可与外界大气相通(外界大气压等于76 cmHg)。求:(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?(2)打开阀门K后将容器的气体从300 K分别加热到400 K和540 K,U形管内两边水银面的高度差各为多少?
    (1)活塞与容器底接触之前,活塞处于动态平衡, 受力不变,气体的压强也不变。(2)活塞与容器底接触之后,气体的体积不再变化,随着温度的继续升高,气体压强升高。
    [集训提能]1.(2021·全国乙卷) 如图,一玻璃装置放在水平桌面上,竖直玻璃管A、B、C粗细均匀,A、B两管的上端封闭,C管上端开口,三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为l1=13.5 cm,l2=32 cm。将水银从C管缓慢注入,直至B、C两管内水银柱的高度差h=5 cm。已知外界大气压为p0=75 cmHg。求A、B两管内水银柱的高度差。解析:对B管中的气体,水银还未上升产生高度差时,初态压强为p1B=p0,体积为V1B=l2S,末态压强为p2B,设水银柱离下端同一水平面的高度为h2,体积为V2B=(l2-h2)S,由水银柱的平衡条件有p2B=p0+ρghB管中气体发生等温压缩变化过程,根据玻意耳定律有p1BV1B=p2BV2B联立解得h2=2 cm
    2.扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图所示,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300 K,压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升到303 K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立刻减为p0,温度仍为303 K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到300 K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求:(1)当温度上升到303 K且尚未放气时,封闭气体的压强;(2)当温度恢复到300 K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。
    综合提能(二)  气体状态变化图像的对比应用[知识贯通]
    [典例2]  (多选)一定质量理想气体,状态变化过程如图中A→B→C图线所示,其中B→C为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在选项图中的p -T图像或V -T图像上,其中正确的是 (  )
    关于图像转换问题的解题技巧(1)用图像法表示物理规律能使各种物理量之间的变化关系更加形象、直观,并能形象地反映出各种物理量关系变化的趋势和一些性质,但图像中往往隐含一些物理量,这些要在图像转换中特别注意。(2)p -V图像中重点比较气体的温度,p -T图像中重点比较气体的体积,以及V -T图像中重点比较气体的压强。掌握了图像中隐含的物理量,图像转换问题就会迎刃而解。
    [集训提能]1. 一定质量的理想气体,其状态变化过程的p -V关系图像如图所示,则该过程对应的p -T图像应是 (  )
    2.一定质量的理想气体由状态A经一系列过程变为状态D,其有关数据如图甲所示,状态D的压强是2×104 Pa。(1)求状态A的气体压强。(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p-T图像,并分别标出A、B、C、D各个状态,不要求写出计算过程。
    答案:(1)4×104 Pa (2)见解析图
    综合提能(三) 理想气体状态方程及其应用[知识贯通]1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系
    2.理想气体状态方程的应用要点(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,其质量必须保持一定。(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,常需结合力学知识(如力的平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式。(3)析过程:过程表示两个状态之间的一种变化时,除题中条件已直接指明外,在许多情况下,往往需要通过对研究对象跟周围环境的相互关系的分析中才能确定,认清变化过程是正确选用物理规律的前提。(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,代入具体数值,T必须用热力学温度,p、V的单位要统一,最后分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。
    典例3 (2021年1月新高考8省联考·河北卷)“天问1号”的发射开启了我国探测火星的征程。设想将图中所示的粗细均匀、导热良好、右端封闭有一定质量理想气体的“U”型管带往火星表面。“U”型管分别在地球和火星表面某地竖直放置时的相关参数如下表所示。
    求:(结果保留2位有效数字)(1)火星表面高1 m的水银柱产生的压强相当于地球表面多高水柱产生的压强。已知ρ水银= 13.6×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3;(2)火星表面的大气压强p火。[解析] (1)根据液体压强公式p1=ρgh得ρ水银×0.38g×h0=ρ水gh代入数据解得h≈5.2 m。(2)封闭气体在地球表面的压强p1=p地-ρ水银gh地=3 cmHg,V1=l地S,T1=300 K在火星表面封闭气体的压强p2=p火-ρ水银×0.38g×h火,V2=l火S,T2=280 K 又由于h地=h火+2(l火-l地)
    [答案] (1)5.2 m (2)0.57 cmHg
    应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象(某一部分气体),明确气体所处系统的力学状态。(2)弄清气体状态的变化过程。(3)确定气体的初、末状态及其状态参量,并注意单位的统一。(4)根据题意,选用适当的气体状态方程求解。若非纯热学问题,还要综合应用力学等有关知识列辅助方程。(5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义。
    2. (2021·北京人大附中高二下月考)(多选)一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四段过程在p-T图像上都是直线段,ab和cd的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab,由图可以判断 (  )A.ab过程中气体体积不断减小B.bc过程中气体体积不断减小C.cd过程中气体体积不断增大D.da过程中气体体积不断增大
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