高中物理选修3-3气体压强专项练习题(附答案)
选修 3-3 气体压强计算专项练习
一、计算题
1、一定质量的理想气体从状态
A 变化到状态
B 再变化到状态
C ，其状态变化过程的
p ﹣V 图象如图所示．已知该气体
在状态 A 时的温度为 27℃．则：
①该气体在状态 B 和 C 时的温度分别为多少℃？
②该气体从状态 A 经 B 再到 C 的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？
2、一定质量理想气体经历如图所示的 A →B 、B →C 、C →A 三个变化过程， T A ＝300 K ，气体从 C →A 的过程中做功为 100
J ，同时吸热 250 J ，已知气体的内能与温度成正比。求： （i ）气体处于 C 状态时的温度 T C ； （i i ）气体处于 C 状态时内能 U C 。
3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为 27℃，现将一个质量 为 m=2kg 的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为
S=4.0 × 10
﹣4
m 2
，大气压
强为 P 0=1.0 × 10 5
Pa ，重力加速度 g 取 10m/s
5
Pa ，重力加速度 g 取 10m/s
2
，气缸高为 h=0.3m ，忽略活塞及气缸壁的厚度．
（i ）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积． （ii ）现在活塞上放置一个
2kg 的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，
要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？
4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，
活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm
2. 活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg ，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8. 两物块间距为d=10 cm. 开始时活塞距缸
底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×10
5 Pa，温度t
5 Pa，温度
t 1=27 ℃. 现对汽缸内的气体缓慢加热，(
g=10 m/s 2)
求：
①物块A开始移动时，汽缸内的温度；
②物块B开始移动时，汽缸内的温度.
﹣3m
2
5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10 质量为m=4kg厚度不计的活塞与
气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm 处有一对与气缸固定
连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P
0=1.0 ×10
5Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s
5Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s
2
求：（1）活塞与气缸底部之间的距离；
（2）加热到675K 时封闭气体的压强．
6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2 ，中间用两个活塞A和B 封住一定质量的气体。A、
B 都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。 A 的质量不计， B 的质量为M，并与一劲度系数为k = 5 ×103 N/m 的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1 ×105 Pa ，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m ，现用力压A，使之缓慢向下移
动一段距离后，保持平衡。此时用于压 A 的力 F = 500 N 。求活塞 A 下移的距离。
7、如图所示，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分。活塞与气缸顶部有一弹簧相连。
当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时B内充有一定量的气体，A内是真空。B部分高度为L1=0.10米、此
时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将整个装置倒置，达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设温度
不变。
8、如图，上端开口的竖直气缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连接，两活
塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气。已知：大活塞的质量为2m，横截面积为2S，小活塞的质量为m，横截面积为S；两活塞间距为L；大活塞导热性能良好，气缸及小活塞绝热。初始时氮气和气缸外大气的匀强均为p0，大活塞与大L
，两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。现通过电阻丝缓慢加热氮气。
圆筒底部相距
2
求：当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强。
9、如图所示，导热的圆柱形气缸放置在水平桌而上，横截面积为S、质量为m l的活塞封闭着一定质量的气体（可视
为理想气体），活塞与气缸间无摩擦且不漏气．总质量为m2：的砝码盘（含砝码）通过左侧竖直的细绳与活塞相连．当
T
环境温度为T时，活塞离缸底的高度为h．现使环境温度缓慢降为
：
2
①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是多少？
T
②保持环境温度为不变，在砝码盘中添加质量为△m的砝码时，
2
活塞返回到高度为h处，求大气压强p
0．
9、一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如题10（2）图所示，活塞的质量为m=30Kg，横截面积
为S=100cm2，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。开始时使气缸水平放置，
连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l0=50cm。经测量大气压强p0=1．0×105Pa，将气缸从水平位置缓慢地竖直立
起，稳定后活塞下移l10cm，整个过程外界温度不变。
求：气缸竖直放置时的压强，并判断能否求解弹簧的劲度系数。
11、如图，上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为S1＝1cm2、S2＝2cm2，细管内水银长度为h1＝4cm，封闭气体长度为L＝6cm。大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为T1＝280K，上管足够长。
（1）缓慢升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2；
（2）气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为8cm，需向开口端注入的水银柱的体积为多少？
12、如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长
为l
2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为P0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从
玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l20.0cm
1．假设活塞下推过程中没有漏气，试求：
（1）最后管下部空气的压强为多少cmHg？
（2）活塞下推的距离（cm）
13、如图所示，在长为L=57cm 的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内，用4cm 高的水银柱封闭着51cm长的理想气体，管内外气体的温度均为33℃，大气压强p0=76cmHg．
①若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，求管中气体的温度；
②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，
直到水银柱上表面与管口相平，求此时管中气体的压强．
14、如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长的玻璃管插在水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封
闭在左右两侧的竖直管中。开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300 K 平衡时水银的位置如图( h1＝h2＝5 cm ，L1＝50 cm) ，大气压为75 cmHg。求：
(1) 右管内空气柱的长度L
2；
(2) 关闭阀门A，当温度升至405 K 时，左侧竖直管内气柱的长度L
3。
15、如图 1 所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L=20cm 的空气柱，两管水银面
相平，水银柱足够长．已知大气压强为p0=75cmHg．
（1）若将装置翻转180°，使U形细玻璃管竖直倒置（水银未溢出），如图 2
所示．当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；
（2）若将图 1 中的阀门S 打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水
银面下降了H=35cm，求左管水银面下降的高度．
16、如图，在柱形容器中密闭有一定质量理想气体，一光滑导热活塞将容器分为A、B 两部分，离气缸底部高为49cm 处开有一小孔，与装有水银的U形管相连，容器顶端有一阀门K．先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p0=75cmHg，室温t 0=27℃，稳定后U 形管两边水银面的高度差为△h=25cm，此时活塞离容器底部为L=50cm．闭合阀门，使容器内
温度降至﹣57℃，发现活塞下降，且U形管左管水银面比右管水银面高25cm．（U形管内径很小，活塞有一定质量，
但不考虑厚度）求：
（1）此时活塞离容器底部高度L′；
（2）整个柱形容器的高度H．
17、如图所示，U形管右管横截面积为左管 2 倍，管内水银在左管内封闭了一段长为26cm、温度为280K 的空气柱，
左右两管水银面高度差为36cm，大气压为76cm Hg．现向右管缓慢补充水银．
①若保持左管内气体的温度不变，当左管空气柱长度变为20cm时，左管内气体的压强为多大？
②在①条件下，停止补充水银，若给左管的气体加热，
使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为多少？
2
18、如图所示，一根两端开口、横截面积为S=2cm 足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定（插入水银槽中的部分
足够深）．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L=21cm 的气柱，气体的温度为t
1=7℃，外界大气压取
P0=1.0 ×105Pa（相当于75cm高的汞柱的压强）．
（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg 的砝码，保持气体的温度t
1 不变，则平衡后气柱为多长？（g=10m/s
2 ）
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t
2=77℃，此时气柱为多长？（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加多少？
19、如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管
口 A 之间气体柱长为40cm。先将口 B 封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银
面比中管内水银面高2cm，求：
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p
0＝76cmHg）
20、如图，在柱形容器中密闭有一定质量气体，一具有质量的光滑导热活塞将容器分为A、B 两部分，离气缸底部高
为49cm处开有一小孔，与U 形水银管相连，容器顶端有一阀门K。先将阀门打开与大气相通，外界大气压等于p
0＝75cmHg，室温t 0＝27°C，稳定后U 形管两边水银面的高度差为Δh＝25cm，此时活塞离容器底部为L＝50cm。闭合阀门，使容器内温度降至－57°C，发现U 形管左管水银面比右管水银面高25cm。求：
（1）此时活塞离容器底部高度L′；
（2）整个柱形容器的高度H。
21、(2013 上海徐汇区期末) 如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长L OA＝30cm，右管足够长且管口开口，初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm，气体温度为27°C，左右两管水银面等高。已知大气压强为p0＝75cmHg.
（1）现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成10cm 长的高度差. 则此时气体的温度为多少摄氏度？
（2）保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，则至少加入多少长度的水银，可以使得左侧管内气体恢复最初
的长度？
22、如图，竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，AB=BC=l0，且此时A、C端等高。平街
时，管内水银总长度为l，玻璃管AB内封闭有长为
0l
2
的空气柱。已知大气压强为l汞柱高。如果使玻璃管绕B点在
竖直平面内顺时针缓慢地转动至BC管水平，求此时AB管内气体的压强为多少汞柱高?管内封入的气体可视为理想气
体且温度不变。
23、如图所示，装有水银的细U形管与巨大的密封气罐A相连，导热性能均良好，左端封闭有一段空气柱，气温为－23℃时，空气柱长为62cm，右端水银面比左端低40cm．当气温升到27℃时，U形管两边高度差增加了4cm，则气罐
内气体在－23℃时的压强为是多少cmHg？
24、如图所示，截面均匀的U形玻璃细管两端都开口，玻璃管足够长，管内有两段水银柱封闭着一段空气柱，若气柱
温度是27
0C时，空气柱在U形管的左侧，A、B两点之间封闭着的空气柱长为15cm，U形管底边长CD=10cm，AC高为5cm。已知此时的大气压强为75cmHg。
（1）若保持气体的温度不变，从U形管左侧管口处缓慢地再注入25cm长的水银柱，
则管内空气柱长度为多少？某同学是这样解的：
33
对AB部分气体，初态p1=100cmHg，V1=15S cm，末态p2=125cmHg，V2=LS cm
，
则由玻意耳定律p1V1=p2V2解得管内空气柱长度L=12cm。
以上解法是否正确，请作出判断并说明理由，如不正确则还须求出此时管内空气柱的实际长度为多少？
（3）为了使这段空气柱长度恢复到15cm，且回到A、B两点之间，可以向U形管中再注入一些水银，且改变气体的
温度。问：应从哪一侧管口注入多长的水银柱？气体的温度变为多少？
25、如图所示，两水平放置的导热气缸其底部由管道连通，轻质活塞a、b 用钢性轻杆相连，可在气缸内无摩擦地移动，两活塞横截面积分别为S a 和S b，且S b =2S a。缸内封有一定质量的气体，系统平衡时，活塞a、b 到缸底的距离均为L，已知大气压强为p0，环境温度为T
0，忽略管道中的气体体积。求：
（1）缸中密闭气体的压强；
1
（2）若活塞在外力作用下向左移动L
4
，稳定后密闭气体的压强；
（3）若环境温度升高到
7
6 T
，活塞移动的距离。
26、如图所示，两个绝热、光滑、不漏气的活塞 A 和B 将气缸内的理想气体分隔成甲、乙两部分，气缸的横截面积为
2
S = 500 cm。开始时，甲、乙两部分气体的压强均为 1 atm（标准大气压）、温度均为27 ℃，甲的体积为V1 = 20 L，乙的体积为V2 = 10 L 。现保持甲气体温度不变而使乙气体升温到127 ℃。
若要使活塞 B 仍停在原位置，则活塞 A 应向右推多大距离?
27、一内壁光滑体积为V 的绝热气缸固定在水平地面上，绝热光滑活塞厚度不计，刚开始时处于气缸的中间位置，活
塞两侧封闭相同质量的相同理想气体．初始状态两侧温度T0=300K，压强为P0．若活塞左侧气缸内电热丝通电，温度
升高到T=600K，试求左侧气缸的压强与体积．
27、如图，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同汽缸直立放置，汽缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有
阀门K. 两汽缸的容积均为V ，汽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0
活塞上方充有气体( 可视为理想气体) ，压强分别为p0 和p
3
；左活塞在汽缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气
V
体体积为. 现使汽缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至汽缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与汽缸壁间的摩擦．
4
求：(1) 恒温热源的温度T；
(2) 重新达到平衡后左汽缸中活塞上方气体的体积Vx.
29、喷雾器内有10L 水，上部封闭有latm 的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm 的空气3L（设外界环境温度一定，空气可看作理想气体）。
（1）当水面上方气体温度与外界沮度相等时，求气体压强，并从徽观上解释气体压强变化的原因。
（2）打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由。
30、如图所示，在以加速度 a 做加速运动的小车上，用质量为m 的活塞将气体封闭在气缸内，外界大气压强为p0 ，活塞截面积为S，不计活塞与气缸间的摩擦，则气缸内气体的压强是多少？
31、容积为2L 的烧瓶，在压强为 1.0 ×105Pa时，用塞子塞住，此时温度为27℃，当把它加热到127℃时，塞子被打
开了，稍过一会儿，重新把盖子塞好，停止加热并使它逐渐降温到27℃，求：
（1）塞子打开前的最大压强（2）27℃时剩余空气的压强．
32、容器内装有1kg 的氧气，开始时，氧气压强为 1.0 ×10 6Pa，温度为57℃，因为漏气，经过一段时间后，容器内
氧气压强变为原来的
3
5
，温度降为27℃，求漏掉多少千克氧气？
33、某压缩式喷雾器储液桶的容量为 5.7 ×10
﹣3m3
﹣
3m3往桶内倒入 4.2 ×10
﹣3 m3
﹣3
m3
的药液后开始打气，打气过程中药液不会
向外喷出，如图所示．如果每次能打进 2.5 ×10 的空气，要使喷雾器内空气的压强达4atm，应打气几次？这个
﹣4 m3
压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1atm）
33、用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的可乐易拉罐容积
V＝355 mL。假设在室温(17 ℃) 罐内装有0.9 V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为 1 atm。若易拉罐承受的压强为 1.2 atm ，则保存温度不能超过多少？
34、有一块防水仪表，密封性能良好，表内外压强差超过 6.0x10 4 Pa 时表盘玻璃将爆裂。某运动员携带此表攀登
珠峰，山下温度为27℃，表内气压为l.0x10 5 Pa ；登上珠峰时，表盘玻璃发生爆裂，此时山上气温为－23℃。表内气体体积的变化可忽略不计。分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂，并求山顶大气压强是多少？（结果保留两位有效数字）
36、为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服．航天服有一套生命系统，为航天员提供合适温度、氧气和
气压，让航天员在太空中如同在地面上一样．假如在地面上航天服内气压为 1.0×10
5Pa，气体体积为2L，到达太空
后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大体积．若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．
①求此时航天服内的气体压强；
②若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0×10
4Pa，则需补充 1.0×105Pa的等温气体
多少升？
参考答案
一、计算题
1、答案：①B、C时的温度分别为177℃，27℃
②A 到状态C的过程中放热．
2、解析：（i ）C状态的温度T C＝150 K （i i ）U C＝150 J
3、答案：（i ）活塞静止时气缸内封闭气体的体积为
（ii ）现在活塞上放置一个2kg 的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到327 摄氏度
4、①②
5、答：（1）活塞与气缸底部之间的距离为20cm；
5
（2）加热到675K 时封闭气体的压强 1.5 ×10 pa．
6、l = 0.3 m (2 分)
7、L2＝2L1＝0.2 米、⑥
8、
9、答：①当活塞再次平衡时，活塞离缸底的高度是；
②大气压强p0 为
10、设竖直位置缸内气体的压强为P，由波意耳定律有
(Pa)
11、解：（1）T2＝455K （2）此时水银柱的液面高度差h3＝97.5 －76＝21.5cm
注入的水银柱体积V 注＝（21.5 －3）×2＝37cm3
12、答：（1）最后管下部空气的压强为125cmHg；
（2）活塞下推的距离为15cm．
13、答：①若缓慢对玻璃管加热，当水银柱上表面与管口刚好相平时，管中气体的温度是318K；
②若保持管内温度始终为33℃，现将水银缓慢注入管中，直到水银柱上表面与管口相平，此时管中气体的压强是
85cmHg．
14、答案：(1)50 cm (2)60 cm
15、答：（1）左管中空气柱的长度为20cm或37.5cm
（2）左管水银面下降的高度为10cm
16、答：（1）此时活塞离容器底部高度L′=48cm；
（2）整个柱形容器的高度H=75cm
17、答：①当左管空气柱长度变为20cm 时，左管内气体的压强为52cmHg；
②使管内气柱长度恢复到26cm，则左管内气体的温度为427K．
18、答：（1）若在活塞上放一个质量为m=0.1kg 的砝码，保持气体的温度t 1不变，则平衡后气柱为20cm
（2）若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t
2=77℃，此时气柱为25cm．
（3）若在（2）过程中，气体吸收的热量为10J，则气体的内能增加8.95J
19、（1）插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p0l 0S＝p（l 0－Dh/2 ）S，所以p＝78cmHg；
（2）左管插入水银槽深度h＝l ＋Dh/2 －l ’＋h1＝7cm。
20、（1）U形管内两边水银面的高度差为Δh＝25cm
A 中气体p A1＝p0＋pΔh＝75＋25＝100cmHg
B 中为大气，所以活塞产生的压强p 塞＝25cmHg（1 分）
闭合阀门后，两部分气体温度降低，压强均减小且A处降低较多，活塞会下移（ 1 分）
设此时U形管表示的是A中压强，p A2＝p0－pΔh＝75－25＝50cmHg（1 分）
对 A 中气体，解得L A2＝72cm＞49cm
假设不成立。说明此时U形管表示的应该是 B 中压强
p B2＝50cmHg（1 分）
则 A 中气体压强p A2＝p B2＋p 塞＝50＋25＝75cmHg（1 分）
对 A 中气体（1 分）解得L A2＝48cm（1 分）活塞离容器底部高度L′＝L A2＝48cm
（判断、讨论共 2 分，得出48cm的解题过程共 3 分）
（2）对B 中气体（1 分）
（1 分），解得H＝75cm（2 分）
21、
22、解答：即：( 汞柱高)
23、答案：P1＝140cmHg
24、解：（1）不正确。因为A CE段水银柱总长只有45cm，所以在左侧缓慢加入25cm长水银柱后，左侧竖直管中只
为
125cmHg。
不
强
可能保留45cm 长的水银柱。故末状态
的压
已知p1=100cmHg，V1=15S，T1=300K；p2=（75+45）cmHg=120 cmHg，V2=l
2S
p1 V1= p2 V2 得L2=12.5cm
入25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间。
（2）由水银柱的平衡条件可知向右侧注
p3=（75+50）cmHg=125 cmHg 由查理定律得T3=375K
这时空气柱的压
强为
25、
26、答案：x = 0.1 m ???????????????????????（ 1 分）
27、答：左侧气缸的压强为P0；体积为．
28、
29、【解析】
(l ）设气体初态压强为，体积为；末态压强为，体积为，由玻意耳定律
代人数据得
(2 ）吸热。气体对外做功而内能不变．根据热力学第一定律可知气体吸热。
30、以活塞为研究对象，受力情况如图5所示，由牛顿第二定律有
pS-p 0S=ma 所以p=p 0 +Ma/S
31、答：（1）塞子打开前的最大压强 1.33 ×105Pa （2）27℃时剩余空气的压强7.5 ×104Pa
32、答：漏掉0.34 千克氧气．
33、答：应打气18 次，这个压强能使喷雾器内的药液全部喷完
34、
35、解：表内气体初态压强、温度为：
、?? 1 分
其末态的温度为：
?????????? 1 分
有查理定律有：
???????????????? 2 分
解得山顶上表内气体压强为：
????????????? 1 分
若表盘是向内爆裂，则山上气压为：
△???? 1 分
因为山上气压小于山脚下气压，故向内爆裂是不可能的，所以，表盘是向外爆裂。?? 2 分
为：
山上大气压强
△???? 2 分
36、答：①此时航天服内的气体压强5×10
4P
a
②若开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到9.0 ×10
4Pa，则需补充 1.0 ×105Pa 的等温气体为1.6L
高中物理选修3-3知识点整理
选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度 越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子 间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线 所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子 力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力) 随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时， 分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为 1010-m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十 分微弱，可以忽略不计了 4、温度
高中物理-封闭气体压强的计算
难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. ⑶认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 圭寸闭气体压强的计算 1.系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体圭寸闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分 析，利用它的受力平衡，求出气体的压强. ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等， 在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出 压强.液体内部深度为h处的总压强p= p o+ p gh 例如，图中 同一水平液面C、D处压强相等，则P A= p o + p gh (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于该固体 必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固体进行受力分 析，由平衡条件建立方程来找出气体压强与其他各力的关系.
2?加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强. 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS— p o S- m (g + a) mg= ma, S为玻璃管横截面积，得p= p o+ S . 3 ?分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小， 气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等. (2)求解液体内部深度为h处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强. 囱口用气体实验定律解题的思路 1 ?基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气 体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定). (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式. (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定. (4)列出相关方程. 2.对两部分气体的状态变化问题总结 多个系统相互联系的定质量气体问题，往往以压强建立起系统间的关系，各系统独立进行状态分析，要确定每个研究对象的变化性质，分别应用相应的实验定律，并充分应用各研究对象之间的压强、体积、温度等量的有效关联.若活塞可自由移动，一般要根据活塞平衡确定两部分气体的压强关系. □口变质量气体问题的分析方法 这类问题的关键是巧妙地选择研究对象，把变质量转化为定质量问题.常见变质量
高中物理选修3-3知识点整理
选修3—3期末复习知识点汇总 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径-V=Sd V 是滴入浅水盘中纯油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。S 是单分子油膜在水面上形成的面积。 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成 立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N =【固体和液体-分子体积，气体--分子平均占有空间体积】 c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= ===【M-任意质量；v--任意体积】 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同 时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，但颗粒很小，是在显微镜下才能观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显； 温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞 击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，扩散现象的产生原因是物体分子 做无规则热运动。两者都有力地说明分子在永不停息地做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。 布朗运动不是分子热运动，扩散现象是分子热运动。 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间 斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。 分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力，随距 离的增加，分子力先减小，后增加，再减小。。在图1图象中实 线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横 坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010-m ， 相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志，不同分子温度相同，平均速率不一定相同。热力学温度与摄氏温度的关系： 273.15T t K =+。热力学温度是国际单位制中的基本单位。 5、分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分 子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小）固体分子和液体内部分子通常处于平衡位置， 势能最小。分子势能随距离增加，先减小，再增加。 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加
高中物理气体压强
气体压强计算问题归类例析 一、液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h 处产生的压强：P gh h =ρ（式中ρ表示液体的密度）。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等； 帕斯卡定律（Pascal law ） 加在被封闭液体上的压强大小不变地由液体向各个方向传递。 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A （设大气压强P cmHg 076=）。 解析：在图1中，液体在C 点产生的压强为P cmHg 15=，故C 点的压强为P P P C A =+1。根据连通器原理可知，P C 与管外液面处的压强相等，等于大气压强即P P C =0。故P P P cmHg A =-=-=0176571()。
在图2中，左管中与封闭气体接触液面处的压强为P A 。由连通器原理，右管中与上述液面处在同一水平面的液面处的压强也等于P A 。而C 点到该面的液体产生的压强为P 2=10cmHg ，故C 点的压强P P P C A =+2。C 点的压强就是大气压强P 0，所以P P P A =-02=()761066-=cmHg 。 在图3中，液柱在C 点产生的压强P cmHg 3106053=?=sin ，故C 点的压强为P C =P A ＋P 3。而C 点的压强又等于大气压强P 0，故P P P cmHg A =-=-037653()。 在图4中，右管液体在C 点产生的压强P h cmHg 42=，故C 点的压强P P P C =+04。左管液体对同一水平面处液面的压强为P h c m H g 51=。由连通器原理可知，P P P P A +=+504，解得P P h h A =+-021。 二、活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0，则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于（ ） A. P Mg S 0+cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C. P Mg S 02+cos θ D. P Mg S 0+
(完整word)高中物理选修3-3资料
高中物理选修3-3复习 专题定位本专题用三讲时分别解决选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查的重点和热点有： 选修3－3：①分子大小的估算；②对分子动理论内容的理解；③物态变化中的能量问题； ④气体实验定律的理解和简单计算；⑤固、液、气三态的微观解释和理解；⑥热力学定律的理解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容． 选修3－4：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质． 选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等． 应考策略选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体的性质、气体实验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行理解性记忆． 选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象、光的折射定律这两条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力． 选修3－5涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力． 第1讲热学 高考题型1热学基本知识 解题方略 1．分子动理论 (1)分子大小 ①阿伏加德罗常数：N A＝6.02×1023 mol－1. ②分子体积：V0＝V mol N A(占有空间的体积)．
③分子质量：m0＝M mol N A. ④油膜法估测分子的直径：d＝V S. (2)分子热运动的实验基础：扩散现象和布朗运动． ①扩散现象特点：温度越高，扩散越快． ②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则的运动，颗粒越小、温度越高，运动越剧烈． (3)分子间的相互作用力和分子势能 ①分子力：分子间引力与斥力的合力．分子间距离增大， 引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快． ②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0(分子间的距离为r0时，分子间作用的合力为0)时，分子势能最小． 2．固体和液体 (1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同．晶体具有确定的熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当的条件下可以相互转化． (2)液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间．液晶具有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性． (3)液体的表面张力使液体表面具有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．
高中物理：封闭气体压强的计算
专题:密闭气体压强得计算 一、平衡态下液体封闭气体压强得计算 1、理论依据 ①液体压强得计算公式ｐ= ρgｈ。 ②液面与外界大气相接触。则液面下h处得压强为ｐ= p0 + ρgh ③帕斯卡定律:加在密闭静止液体(或气体)上得压强能够大小不变地由液体(或气体)向各个方向传递 (注意:适用于密闭静止得液体或气体) ④连通器原理:在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)得同一水平面上得压强就是相等得。 2、计算得方法步骤(液体密封气体) ①选取假想得一个液体薄片(其自重不计)为研究对象 ②分析液体两侧受力情况,建立力得平衡方程,消去横截面积,得到液片两面侧得压强平衡方程 ③解方程,求得气体压强 例1:试计算下述几种情况下各封闭气体得压强,已知大气压Ｐ0,水银得密度为ρ,管中水银柱得长度均为Ｌ。均处于静止状态 θθ 8 练１:计算图一中各种情况下,被封闭气体得压强。(标准大气压强ｐ０＝６cｍHg,图中液体为水银 图一 练2、如图二所示,在一端封闭得U形管内,三段水银柱将空气柱A、B、C封在管中,在竖直放置时,AB两气柱得下表面在同一水平面上,另两端得水银柱长度分别就是h1与h2,外界大气得压强为p0,则A、B、C三段气体得压强分别就是多少？ 、练3、如图三所示,粗细均匀得竖直倒置得Ｕ型管右端封闭,左端开口插入水银槽中,封闭着两段空气柱１与2。已知h1＝1５ｃm,h2=12cｍ,外界大气压强p0=76cmHg,求空气柱1与2得压强。 二、平衡态下活塞、气缸密闭气体压强得计算 1。解题得基本思路 (１)对活塞(或气缸)进行受力分析,画出受力示意图; (2)列出活塞(或气缸)得平衡方程,求出未知量、 注意:不要忘记气缸底部与活塞外面得大气压。 例2 如图四所示,一个横截面积为S得圆筒形容器竖直放置,金属圆板Ａ得上表面就是水平得,下表面就是倾斜得,下表面与水平面得夹角为θ,圆板得质量为M。不计圆板与容器内壁之间得摩擦。若大气压强为Ｐ０,则被圆板封闭在容器中得气体压强Ｐ等于( ) A. Ｂ。Ｃ。 Ｄ、 图四 练习4:三个长方体容器中被光滑得活塞封闭一定质量得气体。如图五所示,Ｍ为重物质量,F就是外力,p0为大气压,S为活塞面积,G为活塞重,则压强各为: 练习５、如图六所示,活塞质量为ｍ,缸套质量为Ｍ,通过弹簧吊在天花板上,气缸内封住了一定质量得空
高中物理选修3-3知识总结
高中物理3-３知识点总结 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成的 微观量：分子体积Ｖ0、分子直径d 、分子质量m ０ 宏观量：物质体积V 、摩尔体积V Ａ、物体质量ｍ、摩尔质量Ｍ、物质密度ρ。 联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A ＝6．02×10２3 ｍol －1 ） A V M V m ==ρ （1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ=== (2）分子体积:A A 0N M N V N V V A ρ＝＝= (对气体,V ０应为气体分子占据的空间大小) （３）分子大小：(数量级1０-１ 0m) 球体模型．30)2 (34d N M N V V A A A πρ=== 直径3 06πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：S V d = S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积 错误!立方体模型．3 0=V d （气体一般用此模型；对气体,ｄ应理解为相邻分子间的平均距离) 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)； 气体分子间距很大,大小可忽略,不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。 （4)分子的数量:A A N M V N M m nN N A ρ== = 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、分子永不停息地做无规则运动 （1）扩散现象:不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。 （2）布朗运动:悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。
发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接 ．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动. 错误!布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动. ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小,布朗运动越明显；温度越高,布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力 ①分子间引力和斥力一定同时存在,且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快,实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力 ②分子力的表现及变化,对于曲线注意两个距离，即平衡距离r0（约10－１0m)与10r０。 （ⅰ)当分子间距离为r0时，引力等于斥力,分子力为零。 （ⅱ）当分子间距r>r０时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小 (ⅲ)当分子间距r<ｒ０时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由ｒ０减小时，分子力不断增大 二、温度和内能 1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多,两头少”的分布规律。 ２、分子平均动能:物体内所有分子动能的平均值。 ①温度是分子平均动能大小的标志。 ②温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同). 3、分子势能 （1)一般规定无穷远处分子势能为零, (2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。 (3)分子势能与分子间距离r0关系（类比弹性势能） ①当r>r0时，r增大,分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。 x 0 E P r0
高中物理热学 理想气体状态方程 试题及答案
高中物理热学-- 理想气体状态方程 试题及答案 一、单选题 1.一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是 A ．p 1 =p 2，V 1=2V 2，T 1= 21T 2 B ．p 1 =p 2，V 1=21 V 2，T 1= 2T 2 C ．p 1 =2p 2，V 1=2V 2，T 1= 2T 2 D ．p 1 =2p 2，V 1=V 2，T 1= 2T 2 2．已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定 质量 的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的 内能 A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.单调变化 D.保持不变 3.地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交热忽略不计.已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能） A.体积减小，温度降低 B.体积减小，温度不变 C.体积增大，温度降低 D.体积增大，温度不变 4.下列说法正确的是 A. 气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B. 气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量 C. 气体分子热运动的平均动能减少，气体的压强一定减小 D. 单位面积的气体分子数增加，气体的压强一定增大 5．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的 A ．温度和体积 B ．体积和压强 C ．温度和压强 D ．压强和温度 6.带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a ，然后经过过程ab 到达状态b 或进过过程ac 到状态c ，b 、c 状态温度相同，如V-T 图所示。设气体在状态b 和状态c 的压强分别为Pb 、和PC ,在过程ab 和ac 中吸收的热量分别为Qab 和Qac ，则 A. Pb >Pc ，Qab>Qac B. Pb >Pc ，Qab 热学知识点复习→制作人：湄江高级中学：吕天鸿 一、固、液、气共有性质 1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能。 注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。 扩散现象：相互渗透的反应 2、分子运动的表现 布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越 3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而。 (1)分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图 当r=r0时,F引=F斥,分子力为0; 当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为 当r 非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则 2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨 3、有些晶体与非晶体可以相互转化。 4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。 三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体 1、热力学第一定律：ΔU =W+Q 表达式中正、负号法则:如下图 2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点: (1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T ↑，则内能增加，ΔU >0 (2)等容过程:W=0。若体积V ↑，则气体对外界做功，W 取“—”负号计算。反之亦然 (3)绝热过程:Q=0。 3、再次强调：温度T 决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化 四、气体实验定律→ 理想气体→P 、V 、T=t 0c+273 三个物理量关系 1、三条特殊线 （等温线：P 1V 1=p 2V 2 ） 2、液体柱模型 （1）明确点：P 液=egh 一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm 时，P 液=h .计算气 高中物理选修3-3 气体计算题 1．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]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所示．用力向下缓慢推活塞，直至管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p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变． 1．【解析】 设初始时，右管中空气柱的压强为p 1，长度为l 1；左管中空气柱的压强为p 2＝p 0，长度为l 2.活塞被下推h 后，右管中空气柱的压强p 1′，长度为l 1′；左管中空气柱的压强为p 2′，长度为l 2′.以cmHg 为压强单位．由题给条件得 p 1＝p 0＋(20.0－5.00) cmHg Ⅲ l 1′＝? ? ???20.0－ 20.0－5.002 cm ＝12.5 cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 1l 1＝p 1′l 1′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢ式和题给条件得p 1′＝144 cmHg Ⅲ 依题意p 2′＝p 1′ Ⅲ l 2′＝4.00 cm ＋20.0－5.00 2 cm －h ＝(11.5－h ) cm Ⅲ 由玻意耳定律得p 2l 2＝p 2′l 2′ Ⅲ 联立ⅢⅢⅢⅢ式和题给条件得h ＝9.42 cm Ⅲ 【答案】 144 cmHg 9.42 cm 2．[2016·全国Ⅲ，33(2)，10分]一氧气瓶的容积为0.08 m 3，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 m 3.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． 2．【解析】 设氧气开始时的压强为p 1，体积为V 1，压强变为p 2(2个大气压)时，体积为V 2，根据玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2 Ⅲ 高二物理选修3—3知识点检测 1、物质是由大量组成的 （1）分子大小数量级 （2）1mol任何物质含有的微粒数相同N A= （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） 球模型分子大小： 立方体模型分子大小： ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 已知物体的体积V、摩尔体积V mol ，物体的质量M、摩尔质量M mol 、物体的密度ρ、阿伏伽 德罗常数N A a. 分子数量： b. 分子质量： c.分子体积：特别提醒： 固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积V 0＝V mol /N A ，仅适用 于，对气体不适用，对气体其表示。 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在，同时还说明分子间有，越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点：；； 。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的性造成的。 ③布朗运动间接地反映了，布朗运动、扩散现象都有力地 说明物体内大量的分子都在。 （3）热运动：的无规则运动与有关，简称热运动，越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 （1）分子间 存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。 （2）画出分子间作用力与分子间距离关系图： （3）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而 ，随分子间距离的减小而 。但总是斥力变化得 。 （4）r 0位置叫做 ，r 0的数量级为 m 。 （5）假定甲分子固定在坐标原点，乙分子从远处由静止释放，在乙分子向甲分子靠近的过程中：a.乙分子的运动状态 b.乙分子动能和分子势能如何变化 4、温度 宏观上的温度表示 ，微观上的温度是物体大量分子热运动 的标志。热力学温度与摄氏温度的关系： 5、内能 在右边方框中画出分子势能与分子间距离的关系图 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与 有关，分子势能的大小变化可通过宏观量 来反映。 当0r r >时，分子力为 ，当r 增大时，分子力做 ，分子势能 当0r r <时，分子力为 ，当r 减少时，分子力做 ，分子是能 当r ＝r 0时，分子势能最 ，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时分子势能为零 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的 和 的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此 物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于 ） ③改变内能的方式： 与 （两种方式是 的） 特别提醒： (1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0 ℃的水结成0 ℃的冰后体积变大，但分子势能却减小了． (2)理想气体分子间相互作用力为 ，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气 选修3-3《气体》复习 一、气体压强的计算 （一）.液体封闭的静止容器中气体的压强 1. 知识要点 （1）液体在距液面深度为h 处产生的压强：P gh h =ρ（式中ρ表示液体的密度）。 （2）连通器原理：在连通器中，同种液体的同一水平面上的压强相等； 2. 典型 例1 如图1、2、3、4玻璃管中都灌有水银，分别求出四种情况下被封闭气体A 的压强P A （设 大气压强P cmHg 076=）。 练习:1如图所示，粗细均匀的竖直倒置的U 型管右端封闭，左端开口插入水银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知h 1=15cm ，h 2=12cm ，外界大气压强p 0=76cmHg ，求空气柱1和2的压强。 2. 有一段12cm 长汞柱，在均匀玻璃管中封住了一定质量的气体。如 图所示。若管中向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上。在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为P 0=76cmHg ）为（ ） A. 76cmHg B. 82cmHg C. 88cmHg D. 70cmHg （二）.活塞封闭的静止容器中气体的压强 1. 解题的基本思路 （1）对活塞（或气缸）进行受力分析，画出受力示意图； （2）列出活塞（或气缸）的平衡方程，求出未知量。 注意：不要忘记气缸底部和活塞外面的大气压。 2. 典例 例2 如图5所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板A 的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为M 。不计圆板与容器内壁之间的摩擦。若大气压强为P 0，则被圆板封闭在容器中的气体压强P 等于（ ） A . P Mg S 0+ cos θ B. P Mg S 0cos cos θθ+ C . P Mg S 02+ cos θ D. P Mg S 0+ 练习:3如图所示，活塞质量为m ，缸套质量为M ，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住了一定质量的空气，而活塞与缸套间无摩擦,活塞面积为S ，则下列说法正确的是( ) (P 0为大气压强) A 、内外空气对缸套的总作用力方向向上，大小为Mg B 、内外空气对缸套的总作用力方向向下，大小为mg C 、气缸内空气压强为P 0-Mg/S D 、气缸内空气压强为P 0+mg/S 4. 如图7，气缸由两个横截面不同的圆筒连接而成。活塞A 、B 被轻刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动。A 、B 的质量分别为m A =12kg ，m B =8.0kg ，横截面积分别为S A =4.0×10－2 m2， S B =2.0×10 －2 m 2。一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间。活塞外侧大气压强 P 0=1.0×105Pa 。 （1）气缸水平放置达到如图7所示的平衡状态，求气体的压强。 （2）现将气缸竖直放置，达到平衡后。求此时气体的压强。取重力加速度g=10m/s 2。 第1课时分子动理论 一、要点分析 1.命题趋势 本部分主要知识有分子热运动及内能，在09年高考说明中，本课时一共有五个考点，分别是：1.物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数;2.用油膜法估测分子的大小（实验、探究）;3.分子热运动布朗运动;4.分子间作用力;5.温度和内能.这五个考点的要求都是I级要求，即对所列的知识点要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接应用。由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变化，江苏省近几年的考题中涉及到了几乎所有的考点,试题多为低档题，中档题基本没有。分子数量、质量或直径（体积）等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力。分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点。2.题型归纳 随着物理高考试卷结构的变化，所以估计今后的高考试题中，考查形式与近几年大致相同：多以选择题、简答题出现。 3.方法总结 （1）对应的思想：微观结构量与宏观描述量相对应，如分子大小、分子间距离与物体的体积相对应；分子的平均动能与温度相对应等；微观结构理论与宏观规律相联系，如分子热运动与布朗运动、分子动理论与热学现象。 （2）阿伏加德罗常数在进行宏观和微观量之间的计算时起到桥梁作用；功和热量在能量转化中起到量度作用。 （3）通过对比理解各种变化过程的规律与特点，如布朗运动与分子热运动、分子引力与分子斥力及分子力随分子间距离的变化关系、影响分子动能与分子势能变化的因素、做功和热传递等。 4.易错点分析 （1）对布朗运动的实质认识不清 布朗运动的产生是由于悬浮在液体中的布朗颗粒（即固体小颗粒）不断地受到液体分子的撞击，是小颗粒的无规则运动。布朗运动实验是在光学显微镜下观察到的，因此，只能看到固体小颗粒而看不到分子，它是液体分子无规则运动的间接反映。布朗运动的剧烈程度与颗粒大小、液体的温度有关。布朗运动永远不会停止。 （2）对影响物体内能大小的因素理解不透彻 内能是指物体里所有的分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和。分子动能取决于分子个数和温度；分子势能微观上由分子间相对位置决定，宏观上取决于物体的体积。同时注意内能与机械能的区别和联系。 二、典型例题 例1、铜的摩尔质量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3 。求（1）铜原子的质量和体积； （2）铜1m3所含的原子数目；（3）估算铜原子的直径。 例2、下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里。 选修3-3 气体压强计算专项练习 一、计算题 1、一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示．已知该气体 在状态A时的温度为27℃．则： ①该气体在状态B和C时的温度分别为多少℃？ ②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？ 2、一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，T A＝300 K，气体从C→A的过程中做功为100 J，同时吸热250 J，已知气体的内能与温度成正比。求： （i）气体处于C状态时的温度T C； （i i）气体处于C状态时内能U C。 3、如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量 为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10﹣4m2，大气压强为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度． （i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积． （ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高， 要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？ 4、【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体， 活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S=100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另 一物块B，A、B的质量均为m=62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ=0.8.两物块间距为d=10 cm.开始时活塞距缸 底L1=10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0=1×105Pa，温度t1=27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g=10 m/s2)求： ①物块A开始移动时，汽缸内的温度； ②物块B开始移动时，汽缸内的温度. 5、如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S=2×10﹣3m2质量为m=4kg厚度不计的活塞与 气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定 连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0×105Pa．现将气缸竖直放置，如图所示，取g=10m/s2 求：（1）活塞与气缸底部之间的距离； （2）加热到675K时封闭气体的压强． 6、一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移 动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力 F = 500 N。求活塞A下移的距离。 高中物理3-3知识点总结 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成的 微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0 宏观量：物质体积V 、摩尔体积V A 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。 联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） A V M V m ==ρ （1）分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ=== （2）分子体积：A A 0N M N V N V V A ρ＝＝= （对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小） （3）分子大小：(数量级10-10m) ○1球体模型．30)2 (34d N M N V V A A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：S V d = S —单分子油膜的面积，V —滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)； 气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。 （4）分子的数量：A A N M V N M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、分子永不停息地做无规则运动 （1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直 接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。 （2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。 发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接．． 说明了液体分子在永不停息地做无规则运动． ○1布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动． ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液 体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运 动的轨迹． ④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显． 高中物理封闭气体压强 的计算 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98- 难点突破： 用气体实验定律解题的思路 1．基本解题思路 (1)选取研究对象：它可以是由两个或多个物体组成的系统，也可以是全部气体和某一部分气体(状态变化时质量必须一定)． (2)确定状态参量：找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式． (3)认识变化过程：除题设条件已指明外，常需通过研究对象跟周围环境的相互关系来确定． (4)列出相关方程． 封闭气体压强的计算 1．系统处于平衡状态的气体压强的计算方法 (1)液体封闭的气体压强的确定 ①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受 力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强． ②取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压 强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强 相等建立方程求出压强．液体内部深度为h 处的总压强p ＝p 0＋ρgh ， 例如，图中同一水平液面C 、D 处压强相等，则p A ＝ p 0＋ρgh . (2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定：由于 该固体必定受到被封闭气体的压力，可通过对该固 体进行受力分析，由平衡条件建立方程来找出气体 压强与其他各力的关系． 2．加速运动系统中封闭气体压强的计算方法 一般选与气体接触的液柱或活塞、汽缸为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求出封闭气体的压强． 如图所示，当竖直放置的玻璃管向上加速时，对液柱受力分析有：pS －p 0S －mg ＝ma ，S 为玻璃管横截面积，得p ＝p 0＋ S m （g ＋a ）. 3．分析压强时的注意点 (1)气体压强与大气压强不同，大气压强由于重力而产生，随高度增大而减小，气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，大小不随高度而变化；封闭气体对器壁的压强处处相等． (2)求解液体内部深度为h 处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强． 用气体实验定律解题的思路 物理选修3-3 知识点汇总 一、宏观量与微观量及相互关系 微观量：分子体积V0、分子直径d 、分子质量 宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 1. 分子的大小：分子直径数量级：-10 10m. 2．油膜法测分子直径：d ＝V S 单分子油膜，V 是油滴的体积，S 是水面上形成的 单分子油膜 的面积． 3. 宏观量与微观量及相互关系 (1)分子数 N ＝nN A ＝m M N A 4. 宏观量与微观量及相互关系 (2)分子质量的估算方法：每个分子的质量为：m 0＝M N A （3）分子体积（所占空间）的估算方法：V 0＝V m N A ＝M ρN A 其中ρ是液体或固 体的密度 (4)分子直径的估算方法：把固体、液体分子看成球形，则V 0＝16 πd 3 .分子直径 d ＝ 36V 0 π ；把固体、液体分子看成立方体，则d ＝3 V 0. 5. 气体分子微观量的估算方法 (1)摩尔数n ＝错误! ，V 为气体在标况下的体积．（标况是指0摄氏度、一个标准 大气压的条件，V 的单位为升L ，如果 3m ） 注意：同质量的同一气体，在不同状态下的体积有很大差别，不像液体、固体体积差别不大，所以求气体分子间的距离应说明实际状态． 二、分子的热运动 1．扩散现象和布朗运动：扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动． (1)扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快． (2)布朗运动：a.定义：悬浮在液体中的 小颗粒 所做的无规则运动． b ．特点 ：永不停息；无规则运动；颗粒越小，运动越 剧烈 ；温度越高，运动越 剧烈 ；运动轨迹不确定；肉眼看不到． c ．产生的原因：由各个方向的液体分子对微粒碰撞的不平衡引起的． d ．布朗颗粒：布朗颗粒用肉眼直接看不到，但在显微镜下能看到，因此用肉眼看到的颗粒所做的运动不能叫做布朗运动．布朗颗粒大小约为10－6 m(包含约1021 个分子)，而分子直径约为10－10 m ．布朗颗粒的运动是分子热运动的间接反映。 2．热运动：(1)定义： 分子永不停息的无规则运动． (2)特点：温度越高，分子的热运动 剧烈 ． 说明：(1)布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的间接反映，是微观分子热运动造成的宏观现象． (2)布朗运动只能发生在气体、液体中，而扩散现象在气体、液体、固体之间均可发生．高中物理选修3-3知识点与题型复习
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