人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体习题课2理想气体的综合问题课件+学案+练习含答案

习题课2　理想气体的综合问题 题型一　液柱(或活塞)的移动问题 INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF" 1．假设法 用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液体或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是气体的状态参量p、V、T都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解。 2．极限法 所谓极限法就是将问题推向极端。如在讨论压强大小变化时，将变化较大的压强推向无穷大，而将变化较小的压强推向零。这样使复杂的问题变得简单明了。 3．图像法 利用p－T图像：先在p－T图线上画出两气体的等容图线，找到它们因温度发生变化而引起的压强变化量Δp，比较两者的Δp或结合受力分析比较ΔpS从而得出结论。 INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF" 【例1】　如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱，将管内气体分为两部分，已知l2＝2l1。若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) [解析]　设上段气体初态压强为p1，末态压强为p1′，压强变化量为Δp1，下段气体初态压强为p2，末态压强为p2′，压强变化量为Δp2，初始温度为T1，末态温度为T2，温度变化量分别为ΔT1、ΔT2。水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强差Δp＝p1－p2＝ρgh。温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp1>Δp2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若Δp1<Δp2，水银柱向下移动；若Δp1＝Δp2，水银柱不动。所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多。 (1)假设法 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律： 上段：＝，所以p2′＝p2， Δp2＝p2′－p2＝p2＝p2； 下段：Δp1＝p1 又因为ΔT2＝ΔT1，T1＝T2，p1＝p2＋ph>p2， 所以Δp1>Δp2，即水银柱上移。 (2)图像法 在同一p－T图像上画出两段气柱的等容线，如图所示，因为在温度相同时p1>p2，由图可得气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1>Δp2，所以水银柱上移。 (3)极限法 由于p2较小，设想p2＝0，即上部为真空，升温则p1增大，水银柱上移，降温则水银柱下降。 [答案]　水银柱上移 [针对训练1]　(多选)某校外学习小组在进行实验探讨。如图所示，在烧瓶上连着一根玻璃管，用橡皮管把它跟一个水银压强计连在一起，在烧瓶中封入了一定质量的理想气体，整个烧瓶浸没在温水中。用这个实验装置来研究一定质量的气体在体积不变时，压强随温度变化的情况。开始时水银压强计U形管两端水银面一样高，在下列几种做法中，能使U形管左侧水银面保持原先位置(即保持瓶内气体体积不变)的是(　　) A．甲同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向下移 B．乙同学：把烧瓶浸在热水中，同时把A向上移 C．丙同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向下移 D．丁同学：把烧瓶浸在冷水中，同时把A向上移 答案：BC 题型二　关联气体问题的分析方法 INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF" 1．问题特点 两部分或多部分气体被液柱或活塞分开，各部分气体之间存在着压强和体积关系的关联。 2．解题思路 (1)分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量，根据气体实验定律列式求解。 (2)认真分析两部分气体的压强、体积之间的关系，并列出方程。 (3)多个方程联立求解。 INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF" 【例2】　在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气。当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm 和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg。现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入 ... ...