高中物理选修3-3理想气体方程常见问题专题(抽气,活塞,液柱变化等)
最新人教版高中物理选修3-3：8.3理想气体的状态方程 知识点总结及课时练习
3理想气体的状态方程 记一记 理想气体的状态方程知识体系 一个模型——理想气体 一个方程——理想气体的状态方程 三个特例——p1V1 T1＝ p2V2 T2 ?? ? ? ?T1＝T2时，p1V1＝p2V2 V1＝V2时， p1 T1＝ p2 T2 p1＝p2时， V1 T1＝ V2 T2 辨一辨 1.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律．(×) 2．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体．(√) 3．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍．(×) 4．气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p1V1 T1＝ p2V2 T2.(×) 5．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是因为压强减半且热力学温度加倍．(√) 想一想 什么样的气体才是理想气体？理想气体的特点是什么？ 提示：在任何温度、任何压强下都严格遵从实验定律的气体； 特点： ①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程，是一种理想
化模型． 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的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关． 思考感悟： 练一练 =1.有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是( ) A ．保持气体体积一定，升高温度 B ．保持气体的压强和温度一定，增大体积 C ．保持气体的温度一定，增大压强 D ．保持气体的压强一定，升高温度 解析：由ρ＝m /V 可知，ρ减小，V 增大，又由pV T ＝C 可知A 、 B 、 C 三项错， D 项对． 答案：D 2．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的实现是 ( ) A ．使气体体积增加而同时温度降低 B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D ．使气体温度升高，压强减小、体积减小 解析：由理想气体状态方程pV T ＝恒量得A 项中只要压强减小 就有可能，故A 项正确；而B 项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B 项错；C 项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C 项错；D 项中温度升高，压强减小， 体积减小，导致pV T 减小，故D 项错误． 答案：A 3.
高中物理选修3-3理想气体状态方程练习题
理想气体状态方程 一、填空题 1．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则气体柱Ⅰ长度将________，气体柱Ⅰ长度将________。（选填：“增大”、“减小”或“不变”） 2．如图1所示，在斯特林循环的p–V图象中，一定质量理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目（选填“增大”、“减小”或“不变”）．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图象如图2所示，则状态A对应的是（选填“Ⅰ”或“Ⅰ”）． 二、解答题 3．在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一股水银柱，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另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．
4．如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上侧与大气相通，下端开口处开关K关闭，A侧空气柱的长度为l=10.0cm，B侧水银面比A侧的高h=3.0cm，现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h1=10.0cm时，将开关K关闭，已知大气压强p0=75.0cmHg． （1）求放出部分水银后A侧空气柱的长度； （2）此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度． 5．U形管两臂粗细不同，开口向上，封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg.开口管中水银面到管口距离为11 cm，且水银面比封闭管内高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm，如图所示.现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： Ⅰ1）粗管中气体的最终压强； Ⅰ2）活塞推动的距离.
人教版 高中物理 选修3-3 理想气体的状态方程 同步习题(含答案解析)
人教版 高中物理 选修3-3 理想气体的状态方程 同步习题（含答案解析） 一、选择题 1．对一定质量的理想气体，下列状态变化中不可能的是( ) A ．使气体体积增大，同时温度降低、压强减小 B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小 C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大 D ．使气体温度降低，压强减小、体积减小 解析： 根据理想气体状态方程pV T ＝C 知，V 增大，T 降低，如果压强减小，A 可以实现；同理．D 可以实现，B 、C 不可以实现，因此选B 、C. 答案： BC 2.一定质量的某种气体自状态A 经状态C 变化到状态B ，这一过程在V －T 图上如图所示，则( ) A ．在过程AC 中，气体的压强不断变大 B ．在过程CB 中，气体的压强不断变小 C ．在状态A 时，气体的压强最大 D ．在状态B 时，气体的压强最大 答案： AD 3.如图所示，内壁光滑的气缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V ，压强为p ，若 用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V 2 ，缸内被封闭气体的( ) A ．压强等于2p B ．压强大于2p C ．压强小于2p D ．分子势能增大了 解析： 气缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由状态方程pV T ＝恒量可知T 增大，体积变为V 2 ，则压强大于2p ，故B 正确，A 、C 错，理想气体分子无势能，D 错． 答案： B 4．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 解析： 由图知汽缸内理想气体状态的pV 变化特点是先减小后增大，又因为pV T ＝C (常量)可知温度T 先减小后增大，故气体内能先减小后增大，B 正确． 答案： B 5．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p 甲、p 乙，且p 甲
2020-2021学年高中人教版物理选修3-3分层训练：8.3理想气体的状态方程 Word版含解析
姓名，年级： 时间：
分层训练（八) 理想气体的状态方程 基础达标练 1．(多选)关于理想气体的相关说法正确的是（) A．理想气体分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计 B．理想气体的分子不再做无规则运动了 C．理想气体的分子间除碰撞外不存在相互作用力 D．理想气体没有分子势能，内能只由温度和物质的量来决定 2．关于一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p、V、T的变化情况不可能的是( ) A．p、V、T都减小 B．V减小,p和T增大 C．p和V增大,T减小 D．p增大，V和T减小 3．(多选)理想气体的状态方程可以写成错误!＝C，对于常量C，下列说法正确的是( ） A．对质量相同的任何气体都相同 B．对质量相同的同种气体都相同 C．对质量不同的不同气体可能相同 D．对质量不同的不同气体一定不同 4．如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态a经状态b变化到状态c，在整个过程中，其体积( ） A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 5．如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是（) A．温度降低,压强增大 B．温度升高，压强不变 C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小 6．(多选)如图所示，表示一定质量的理想气体沿途径a→b→c→d→a发生
状态变化的过程,则该气体压强的变化情况是（) A．从状态c到状态d，压强减小 B．从状态d到状态a,压强增大 C．从状态a到状态b,压强增大 D．从状态b到状态c，压强不变 7．如图所示,U形管左端封闭，右端开口，左管横截面积为右管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左右两管水银面高度差为36 cm,外界大气压为76 cmHg。若给左管的封闭气体加热，使管内空气柱长度变为30 cm,则此时左管内气体的温度为多少?
高中物理选修3-3《气体》重点题型
一、气体压强的计算 （一）. 1. 知识要点 （1 （2 2. 典型 例1 如图1、2、3、4大气压强P cmHg 076=）。 练习:1两段空气柱1和2。已p 0=76cmHg ，求空气柱1和 2. 有一段12cm 图所示。的压强（设大气压强为P 0A. 76cmHg C. 88cmHg A 的上表面是M 。( ) (P 0 被轻刚性细杆连接在一起，S A =4.0×10－2 m2， 间。活塞外侧大气压强 g=10m/s 2。
二、图像类问题 一定质量的理想气体状态变化时，可以用图像表示气体状态的变化过程。应用图像解题，形象、直观、思路清晰，既能达到化难为易的目的，又能训练学生灵活多变的思维能力。 1、利用图像判断气体状态变化过程, 和能的转化和守恒定律判断气体做功、热传递及气体内能的变化 例3一定质量的理想气体，温度经过不同状态变化回到初始状态温度，可能的过程是： A.先等压膨胀，后等容降压 B.先等压压缩，后等容降压 C.先等容升压，后等压膨胀 D.先等容降压，后等压膨胀 例4一定质量的理想气体沿如图所示箭头方向发生状态变化，则下列说法正确的是： A.ab 过程放热，内能减少 B.bc 过程吸收的热量多于做功值 C.ca 过程内能一直不变 D.完成一个循环过程，气体放出热量 练习5.一定质量的理想气体状态变化的p-T 图像如图所示,由图像 知( ). (A)气体在a 、b 、c 三个状态的密度ρa ＜ρc ＜ρb (B)在a→b 的过程中,气体的内能增加 (C)在b→c 的过程中,气体分子的平均动能增大 (D)在c→a 的过程中,气体放热 6.一定质量的理想气体的状态变化过程如图中直线段AB 所示，C 是AB 的中点，则( ). (A )从状态A 变化到状态B 的过程中，气体的内能保持不变 (B )从状态A 变化到状态B 的过程巾，气体的温度先升高后降低 (C )从状态A 变化到状态C ，气体一定吸热 (D )从状态A 变化到状态B 的整个过程，气体一定吸热 2、图像与规律的转换, 图像与图像之间的转换. 通过对物理图像的分析，根据图像提供的物理信息，我们可以将图像反映的物理过程“还原”成数学公式，而达到快捷、准确的解题目的。理想气体状态变化的过程，可以用不同的图像描述，已知某个图像，可以根据这一图像转换成另一图像。如由P-V 图像变成P-T 图像或V-T 图像。 例5 如图是一定质量的理想气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V --T 图象．已知气体 在状态A 时的压强是1.5×105Pa. （1）说出A 到B 过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中T A 的温度值． （2）请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B 变为状态C 的P --T 图像，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C ．如果需要计算才能确定有 关坐标值，请写出计算 过程． 练习7、如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A 、B 两处设有限制装置，使活塞只能在A 、B 之间运动，B 左面汽缸的容积为V 0，A 、B 之间的容积为0.1V 0。开始时活塞在B 处，缸内气体的压强为0.9p 0（p 0为大气压强），温度为297K ，现缓慢加热汽缸内气体，直至399.3K 。求： （1）活塞刚离开B 处时的温度T B ； （2）缸内气体最后的压强p ； （3）在右图中画出整个过程的p -V 图线。 A B C V/m 3 0.6 0.4 O T A 300 400 T/K 甲 乙 2.0 1.5 1.0 0.5 P/105pa 0 1 2 3 4 T/×100K
高中物理选修3-3理想气体方程好题精选(附答案)
理想气体 2020.03.21 一、单选题 1．（2020· 全国高三课时练习）如图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象,它由状态A 经等容过程到状态B ,再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为A T 、B T 、C T ,则下列关系式中正确的是( ) A ．A B T T <,B C T T < B ．A B T T >,B C T T = C ．A B T T >,B C T T < D ．A B T T =,B C T T > 2．（2020· 全国高三课时练习）如图所示，甲、乙、丙三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且空气柱体积关系为123V V V =>，水银柱高度关系为123h h h <=。若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是（ ） A ．丙管 B ．甲管和乙管 C ．乙管和丙管 D ．三管中水银柱上移一样多 3．（2019· 河北省曲阳县第一高级中学高二月考）如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是 （ ） A ．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些； B ．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大； C ．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小； D ．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大． 4．（2020· 全国高三课时练习）如图所示，由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体．将一细管插入液体，由于虹吸现象，活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变．下列各个描述理想气体状态变化的图象中与上述过程相符合的是( )
高中物理人教版选修3-3学案：第八章3理想气体的状态方程 Word版含解析
3 理想气体的状态方程 1．理想气体 (1)概念 在任何温度、压强下都严格遵守气体实验定律的气体，理想气体是抽象出来的物理模型，实际中不存在。 在温度不太低、压强不太大的情况下，可把实际气体看成是理想气体。 (2)对理想气体的理解 ①理想气体是为了研究问题方便提出的一种理想模型，是实际气体的一种近似，就像力学中质点、电学中点电荷模型一样，突出矛盾的主要方面，忽略次要方面，从而认识物理现象的本质，是物理学中常用的方法。 ②实际气体，特别是那些不容易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、氦气等，在压强不太大(不超过大气压强的几倍)、温度不太低(不低于零下几十摄氏度)时，可以近似地视为理想气体。 ③在微观意义上，理想气体分子本身大小与分子间的距离相比可以忽略不计，分子除碰撞外，分子间不存在相互作用的引力和斥力，所以理想气体的分子势能为零，理想气体的内能等于分子的总动能。一定质量的理想气体的内能只与气体的温度有关。 ④严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程。 【例1】 有一定质量的氦气，压强与大气压相等，体积为1 m 3，温度为0 ℃。在温度 不变的情况下，如果压强增大到大气压的500倍，按玻意耳定律计算，体积应该缩小至1500 m 3，但实验的结果是1.36500 m 3。如果压强增大到大气压的1 000倍，体积实际减小至2.071 000 m 3，而不是按玻意耳定律计算得到的11 000 m 3。在此过程中可以把氦气看成理想气体吗？ 解析：理想气体是在任何温度、压强下都严格遵守气体实验定律的气体。一定质量的氦气在上述变化过程中，不符合玻意耳定律，所以不能看成理想气体。 答案：不可以 析规律：模型的建立 理想气体和质点的概念都是应用理想化模型的方法建立起来的。 2．理想气体状态方程 (1)理想气体遵循的规律 一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是一个常数。 (2)理想气体的状态方程
高中物理选修3-3精品学案：专题四 应用理想气体状态方程处理图象及变质量问题
一、气体图象问题 1．利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、不同温度的两条等温线，同质量、不同体积的两条等容线，同质量、不同压强的两条等压线的关系． 例如：在图1甲中，V 1对应虚线为等容线，A 、B 分别是虚线与T 2、T 1 两线的交点，可以认为从B 状态通过等容升压到A 状态，温度必然升高，所以T 2T 1. 又如图乙所示，A 、B 两点的温度相等，从B 状态到A 状态压强增大，体积一定减小，所以V 2V 1. 图1 2．依据理想气体状态方程pV T ＝C ，得到p ＝CT ·1V 或V ＝C p ·T 或p ＝C V ·T ，理解p －1 V 图象、 V －T 图象、p －T 图象斜率的意义． [复习过关] 1．一定质量的理想气体经过一系列过程，如图2所示．下列说法中正确的是( ) 图2 A ．c →a 过程中，气体压强增大，体积变小 B ．c →a 过程中，气体压强增大，体积变大 C ．a →b 过程中，气体体积增大，压强减小 D ．b →c 过程中，气体压强不变，体积增大 [答案] C [解析] 据pV T ＝C (常量)，图中c →a 过程中，气体的体积不变，温度升高，压强变大， 所以A 、B 选项错误；a →b 过程中，气体的温度不变，体积增大，压强减小，所以C 选项
正确；b →c 过程中，气体压强不变，温度减小，体积减小，所以D 选项错误． 2．一定质量的理想气体，从状态A 经过状态B 变化到状态C ，如图3所示，图中BC 是平行于横轴的直线，已知气体在状态A 时的体积为V A ＝0.2 m 3. 图3 (1)从状态A 到状态B ，气体的内能如何变化？ (2)求气体在状态B 时的压强p B ． (3)求气体在状态C 时的体积V C ． [答案] (1)气体内能增加 (2)1.33×106 Pa (3)0.25 m 3 [解析] (1)气体从状态A 到状态B ，温度升高，分子的平均动能增大，无分子势能，所以气体内能增加． (2)A →B 气体做等容变化p A T A ＝p B T B 所以p B ＝p A T B T A ＝1.0×106×400 300 Pa ≈1.33×106 Pa. (3)B →C 气体做等压变化V B T B ＝V C T C 所以V C ＝T C V B T B ＝500×0.2400 m 3 ＝0.25 m 3. 3．一定质量的理想气体，在状态变化过程中的p －T 图象如图4所示．在A 状态时的体积为V 0，试画出对应的V －T 图象和p －T 图象． 图4 [答案] 见[解析]图 [解析] 对气体A →B 的过程，根据玻意耳定律，有p 0V 0＝3p 0V B ，则V B ＝1 3V 0.由此可知 A 、 B 、 C 三点的状态参量分别为：A ：p 0、T 0、V 0；B ：3p 0、T 0、1 3 V 0；C ：3p 0、3T 0、V 0. V －T 图象和p －V 图象分别如图甲、乙所示．
高中物理选修3-3大题知识点及经典例题
高中物理选修3-3大题知识点及经典例题 气体压强的产生与计算 1．产生的原因：由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。 2．决定因素 (1)宏观上：决定于气体的温度和体积。 (2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。 3．平衡状态下气体压强的求法 (1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强。 (2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强。 (3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强。 4．加速运动系统中封闭气体压强的求法 选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。 考向1 液体封闭气体压强的计算 若已知大气压强为p0，在图2－2中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。 图2－2 [解析]在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知 p甲S＝－ρghS＋p0S 所以p甲＝p0－ρgh 在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有： p A S＋ρghS＝p0S p乙＝p A＝p0－ρgh 在图丙中，仍以B液面为研究对象，有 p A′＋ρgh sin 60°＝p B′＝p0 所以p丙＝p A′＝p0－ 3 2 ρgh 在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p丁S＝(p0＋ρgh1)S 所以p丁＝p0＋ρgh1。 [答案]甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－ 3 2 ρgh1丁：p0＋ρgh1 考向2 活塞封闭气体压强的求解 如图2－3中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边
高中物理选修3-3 第八章气体第三节理想气体的状态方程-水银柱封闭气体专题同步专项训练习题集
第八章气体第三节理想气体的状态方程-水银柱封闭气体 【典题强化】 1．如图所示，一定质量的理想气体被水银柱封闭在竖直玻璃管内，气柱长度为h。现继续向管内 缓慢地添加部分水银，设水银质量为m（m未知）。水银添加完时，气柱长度变为3/4h。再取质量 为m的水银缓慢地添加在管内，外界大气压强保持不变。试求： （1）第二次水银添加完时气柱的长度。 （2）若第二次水银添加完时气体温度为T0，现使气体温度缓慢升高，当气柱长度恢复到原来长度 h时气体的温度。（水银未溢出玻璃管） 2．如图所示，长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置，管内水银柱的上端正好 与管口齐平，封闭气体的长为10cm ，温度为270C，外界大气压强不变。若把玻璃管在竖 直平面内缓慢转至开口竖直向下，这时留在管内的水银柱长为15cm ，然后再缓慢转回到开 口竖直向上，求： （1）大气压强p0的值 （2）玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度 （3）当管内气体温度升高到多少时，水银柱的上端恰好重新与管口齐平 3．长100cm且内径均匀的细玻璃管，一端封闭另一端开口，当开口向上竖直放置时，用25cm长的水银柱封闭的空气柱长度为44cm，当地的大气压为75cmHg。若将玻璃管开口向下竖直放置时管内封闭的空气柱长应是多少? 4．在温度不变的情况下，把一根长为100cm，上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽中，插入后管口到槽内水银面的距离是管长的一半，若大气压为75 cmHg，求水银进入管内的长度 5．如图所示，在一粗细均匀两端封闭的U形玻璃管内，装有一段水银柱，将A、B两 端的理想气体隔开。在室温下A、B端的气体体积都是V，管内水银面的高度差为△h， 现将它竖直地全部浸没在沸水中。则（） A．A端气体体积比B端的大B．A端气体压强比B端的大 C．△h增大D．△h不变 6．两端开口、粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，两段水银柱中间封有一定质量的理 想气体，气体的长度为h2，其液面高度差h1如图所示，则如果向右管倒入少量水银后，图中 的h1将______ 和h2将（填“增大”“不变”或“减小”）。如果向左管倒入少量水银
选修3-3液柱类计算题
高要二中2017届高三专题复习二（液柱类计算题） 1、如图所示，竖直放置的粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为h＝19 cm，封闭端空气柱长度为L1＝40 cm.为了使左、右两管中的水银面相平，(设外界大气压强p0＝ 76 cmHg，空气柱温度保持不变)试问： ①需从左管的开口端再缓慢注入高度多少的水银柱？此时封闭端空气柱的长度是多少？ ②注入水银过程中，外界对封闭空气做________(填“正功”“负功” 或“不做功”)，气体将 ______(填“吸热”或“放热”)． 2、如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg。若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm，则此时左管内气体的温度为多少？ 3、如图所示为一可以测量较高温度的装置，左、右两壁等长的U形管内盛有温度为0 ℃的水银，左管上端开口，水银恰到管口，在封闭的右管上方有空气，空气柱高h＝24 cm，现在给空气柱加热，空气膨胀，挤出部分水银，当空气又冷却到0 ℃时，左边开口管内水银面下降了H＝5 cm。试求管内空气被加热到的最高温度。设大气压p0＝76 cmHg(设管子足够长，右管始终有水银)。
4、如图，一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置，玻璃管中有一段长为h＝24 cm的水银柱封闭了一段长为x0＝23 cm的空气柱，系统初始温度为T0＝200 K，外界大气压恒定不变为p0＝76 cmHg。现将玻璃管开口封闭，将系统温度升至T＝400 K，结果发现管中水银柱上升了2 cm，若空气可以看作理想气体，试求： ①升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少cmHg? ②玻璃管总长为多少？ 5、如图所示为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。27℃时，空气柱长度L1为20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为10cm，管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cm水银柱高。 （1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？ （2）如果要使该装置在87℃时报警，则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？ （3）如果大气压增大，则该报警器的报警温度会受到怎样的影响？ 6、如图，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l＝10.0 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h1＝10.0 cm时将开关K关闭。已知大气压强p0＝75.0 cmHg。 (1)求放出部分水银后A侧空气柱的长度； (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。
高中物理选修3-3-气体知识点及例题有答案
《物理选修3-3》——气体 一、考点聚焦 1.气体状态和状态参量。热力学温度。 2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。 3.气体分子运动的特点。气体压强的微观意义。 二、知识扫描 1．1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg，相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。 2．气体的状态参量有：(p、V、T) ①压强(p)：封闭气体的压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现，其决定因素有：1) 温度；2)单位体积内分子数。 ②体积(V)：1m3=103l= 106ml 。 ③热力学温度T= t+273.15 。 4．一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是：PV/T=常数，克拉珀珑方程是： PV/T=RM/μ。 5．理想气体分子间没有相互作用力。注意：一定质量的某种理想气体内能由温度决定。 三、典型例题 例1．已知大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体，管内水银柱高度为h cm，（或两边水银柱面高度差为h cm），玻璃管静止，求下列图中封闭理想气体的压强各是多少？ 解析：将图中的水银柱隔离出来做受力分析；⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做 受力分析．本题的所有试管的加速度都为零．所以在⑴中：G=N，p0S=PS；在⑵图中：p0S+G=pS，p0S+ρghS=pS，取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有：p= p0+h；同理，图⑶中试管内气体的压强为：p= p0-h；采用正交分解法解得：图⑷中：p= p0+hsinθ；图 ⑸中：p=p0-hsinθ；图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象，可得到：p= p0-h；图⑺中取
与管内气体接触的水银面（无质量）为研究对象：p 0S+ρghS=pS ，p= p 0+h 点评： （1） 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱（或其他起隔绝作用的物体）的接 触面，利用平衡的条件计算封闭气体的压强． （2） 封闭气体达到平衡状态时，其内部各处、各个方向上压强值处处相等． （3） 液体压强产生的原因是重力 （4）液体可将其表面所受压强向各个方向传递． 例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图8．３—１所示，甲 中装有与容 器等体积的水，乙中充满空气，试问： （1）两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素？ （2）若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁所受压强将怎样变化？ 解析： （1）对于甲容器，上壁压强为零，底面压强最大，侧壁压强自上而下由小变大其大小决 定于深度，对于乙容器各处器壁上的压强均相等，其大小决定于气体分子的温度和 气体分子的密度。 （2）甲容器做自由落体运动时，处于完全失重状态，器壁各处的压强均为零；乙容器做 自由落体运动时，气体分子的温度和气体分子的密度不变，所以器壁各处的压强不发 生变化。 点评：要分析、弄清液体压强和气体压强产生的原因是解决本题的关键。 例３．钢瓶内装有高压气体，打开阀门高压气体迅速从瓶口喷出，当内外气压相等时立即关 闭阀门。过一段时间后再打开阀门，问会不会再有气体喷出？ 解析：第一次打开阀门气体高速喷出，气体迅速膨胀对外做功，但来不及吸热。由热力学第 一定律可知，气体内能减少，导致温度突然下降。关闭阀门时，瓶内气体温度低于 外界温度，但瓶内压强等于外界气体压强。过一段时间后，通过与外界热交换，瓶 内温度升高到和外界温度相同，而瓶的体积没变，故而瓶内气体压强增大。因此， 再次打开阀门，会有气体喷出。 点评：此题有两个过程，第一次相当于绝热膨胀过程，第二次是等容升温。 例４．一房间内，上午10时的温度为150C ，下午2时的温度为250C ，假定大气压无变化， 则下午2时与上午10时相比较，房间内的 （ ） A ．空气密度增大 B ．空气分子的平均动增大 C ．空气分子速率都增大 D ．空气质量增大 解析：由于房间与外界相通，外界大气压无变化，因而房间内气体压强不变。但温度升高后， 体积膨胀，导致分子数密度减小。所以，房间内空气质量减少，空气分子的平均动 增大。但并非每个分子速率都增大，因为单个分子的运动是无规则的。答案B 是正 确。 图８．３－１ 甲 乙
2021学年高中物理第二章气体理想气体的状态方程习题教科版选修33
2021学年高中物理第二章气体理想气体的状态方程 习题教科版选修33 一、选择题 1．关于一定质量的理想气体，下述四个论述中正确的是（）． A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B．当分子热运动变剧烈时，压强能够不变 C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大 2．关于理想气体，下列说法中哪些是正确的？（） A．严格遵守玻意耳定律和查理定律以及盖一吕萨克定律的气体称为理想气体 B．理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似 C．温度不太低（和室温比较）和压强不太大（和大气压比较）条件下的实际气体能够近似看成理想气体 D．和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型 3．一绝热隔板将一绝热长方形容器隔成两部分，两边分别充满气体，隔板可无摩擦移动．开始时，左边的温度为0℃，右边的温度为20℃，当左边的气体加热到20℃，右边的气体加热到40℃时，则达到平稳状态时隔板的最终位置（）． A．保持不动 B．在初始位置右侧 C．在初始位置左侧 D．决定于加热过程4．常温下，在密闭容器里分别充入两种气体0.1 mol，在一定条件下充分反应后，复 原到原温度时，压强降低为初始的1 4 ，则原混合气体可能是（）． A．H2和O2 B．H2和Cl2 C．NH3和HCl D．CO和O2 5．一定质量的理想气体的p-t图象如图所示，在状态A变化到状态曰的过程中，体积（）． A．一定不变 B．一定减小 C．一定增加 D．可能不变 6．如图所示，a、b、c分别是一定质量的理想气体的三个状态点，设a、b、c状态的气体体积分别为V a、V b、V c，则下列关系中正确的是（）．
高中物理选修3-3精品学案：8.3理想气体的状态方程
3 理想气体的状态方程 [学习目标] 1.了解理想气体的模型，并知道实际气体看成理想气体的条件.2.掌握理想气体状态方程，知道理想气体状态方程的推导过程.3.能利用理想气体状态方程分析解决实际问题． 一、理想气体 1．理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体． 2．理想气体与实际气体 (1)实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理． (2)理想气体是对实际气体的一种科学抽象，就像质点、点电荷模型一样，是一种理想模型，实际并不存在． 二、理想气体的状态方程 1．内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p 1、V 1、T 1)变化到另一个状态(p 2、V 2、T 2)时，尽管p 、V 、T 都可能改变，但是压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变． 2．表达式：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C . 3．成立条件：一定质量的理想气体． [即学即用] 1．判断下列说法的正误． (1)不易液化的气体，在温度不太低、压强不太大(常温常压)时可以看做理想气体．( √ ) (2)理想气体在超低温和超高压时，气体的实验定律不适用了．( × ) (3)能用气体实验定律来解决的问题不一定能用理想气体状态方程来求解．( × )
(4)对于不同的理想气体，其状态方程pV T ＝C (恒量)中的恒量C 相同．( × ) (5)一定质量的理想气体温度增大到原来的2倍，若体积不变，压强也增大到原来的2倍．( × ) 2．已知湖水深度为20m ，湖底水温为4℃，水面温度为17℃，大气压强为1.0×105Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的___倍．(取g ＝10m /s 2，ρ水＝1.0×103 kg/m 3) [答案] 3.1 一、对理想气体的理解 [导学探究] 为什么要引入理想气体的概念？ [答案] 由于气体实验定律只在压强不太大，温度不太低的条件下理论结果与实验结果一致，为了使气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，引入了理想气体的概念． [知识深化] 理想气体的特点 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的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．
2019-2020学年高中物理人教版选修3-3同步作业与测评：8.3 理想气体的状态方程 Word版含解析
课时3 理想气体的状态方程 [对点训练] 知识点一·理想气体 理想气体的状态方程 1．(多选)关于理想气体，下列说法正确的是( ) A ．理想气体能严格的遵守气体实验定律 B ．实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下，可看成理想气体 C ．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体 D ．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体 答案 AC' 解析 理想气体是在任何温度、任何压强下都能遵守气体实验定律的气体，A 正确；理想气体是实际气体在温度不太低、压强不太大情况下的抽象，故C 正确， B 、D 错误，故选A 、 C 。 2．如图所示，A 、B 两点代表一定质量的理想气体的 两个不同状态，状态A 的温度为T A ，状态B 的温度为T B 。 由图可知( ) A ．T B ＝2T A B ．T B ＝4T A C ．T B ＝6T A D ．T B ＝8T A 答案 C 解析 由图可以知道，A 点的压强为2，体积为1；B 点的压强为3，体积为4；则由p 1V A T A ＝p 2V B T B ；T B T A ＝p 2V B p 1V A ＝3×42×1 ＝6；所以C 正确。 3．(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p 、V 、T 。经过一系列状态变化后，压强仍为p ，则下列过程中可以实现的是( ) A ．先等温膨胀，再等容降温 B ．先等温压缩，再等容降温 C ．先等容升温，再等温压缩 D ．先等容降温，再等温压缩 答案 BD 解析 先等温膨胀，根据理想气体状态方程可知，压强减小，后等容降温，
压强减小，所以不可以回到初始压强，故A 错误；先等温压缩，压强增大，后等容降温，压强降低，经过一系列状态变化后，压强可能仍为p ，故B 正确；先等容升温，压强增大，后等温压缩，压强增大，所以不可能回到初始压强，故C 错误；先等容降温，压强降低，后等温压缩，压强增大，所以可以回到初始压强，故D 正确。 知识点二·气体实验定律及理想气体状态方程的综合应用 4． 一定质量的理想气体，从如图所示的A 状态开始， 经历了B 、C 状态，最后到D 状态，下列判断中不正确的 是(BC 与横轴平行，CD 与纵轴平行)( ) A ．A → B 温度升高，压强不变 B ．B → C 体积不变，压强变大 C ．C → D 体积变小，压强变大 D ．D 点的压强比A 点的压强小 答案 B 解析 A →B 过程中V 与T 成正比，是等压线，A 判断正确；B →C 是等容过程，温度降低，压强减小，B 判断错误；C →D 是等温过程，体积变小，压强变大， C 判断正确； D 点与坐标原点连线的斜率大于OA 的斜率，由理想气体状态方程pV T ＝C ，得V T ＝C p ，可知在V -T 图象中斜率越大，压强越小，所以D 点的压强比A 点的压强小，D 判断正确。 5．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体( ) A ．温度不变时，体积减小，压强增大 B ．体积不变时，温度降低，压强减小 C ．压强不变时，温度降低，体积减小 D ．质量不变时，压强增大，体积减小 答案 B
高中物理选修3-3气体大题训练(带答案)
选修3-3气体计算题专练 1．如图所示，气缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部的高度，外界大气压强为1×105Pa，温度为27℃，现对气体加热．求： ①当活塞刚好到达汽缸口时，气体的温度； ②气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度和气体的压强． 2．如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg．左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm．现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： ①粗管中气体的最终压强； ②活塞推动的距离．
3．如图所示粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端用水银封闭着长L=13cm的理想气体，右端开口，当封闭气体的温度T=312K时，两管水银面的高度差△h=4cm．现对封闭气体缓慢加热，直到左．右两管中的水银面相平．设外界大气压p o=76cmHg． ①求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度； ②若保持①问中气体温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，直到右侧管的水银面比左侧管的高 △h′=4cm，求注入水银柱的长度． 4．如图，有一个在水平面上固定放置的气缸，由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成，a、b、c的横截面积分别为2S、S和3S．已知大气压强为p0．两绝热活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的细线相连，两活塞之间密封有温度为T0的空气，开始时，两活塞静止在图示位置．现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦．求： ①加热前被封闭气体的压强和细线中的拉力； ②气体温度上升到多少时，其中一活塞恰好移至其所在圆筒与b圆筒连接处； 气体温度上到时，封闭气体的压强．
高中物理选修3-3气体大题训练(带答案)
高中物理选修3-3气体大题训练(带答案) 本文为物理专业内部资料，包含了几道气体计算题，需要注意格式和表述的准确性。 1.题目描述：一个圆柱形气缸内有一个活塞，气缸上部有挡板，内部高度为d。活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞离底部加热。求： ①当活塞刚好到达气缸口时，气体的温度； ②气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度和气体的压强。 2.题目描述：一个U形管，左端封闭着水银和气体，右端开口，两管的气体温度始终不变。现在用小活塞封住开口端，并缓慢推动活塞，使两管液面相平。求： ①粗管中气体的最终压强； ②活塞推动的距离。 3.题目描述：一个U形玻璃管，左端封闭着理想气体，右端开口。封闭气体的温度为T=312K时，两管水银面的高度差
△h=4cm。现对封闭气体缓慢加热，直到两管水银面相平。设外界大气压p=76cmHg。 ①求左、右两管中的水银面相平时封闭气体的温度； ②若保持气体温度不变，从右管的开口端缓慢注入水银，直到右侧管的水银面比左侧管的高△h′=4cm，求注入水银柱的长度。 4.题目描述：一个由三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成的气缸，两活塞之间密封有温度为T的空气。开始时，两活塞静止在图示位置。现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动。求： ①加热前被封闭气体的压强和细线中的拉力； ②气体温度上升到多少时，其中一活塞恰好移至其所在圆筒与b圆筒连接处； ③气体温度上到时，封闭气体的压强。 5.题目描述：一个圆柱形气缸内有一个活塞，活塞封闭一定质量的气体，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气。总质量为m2的砝码盘通过左侧竖直的细绳与活塞相连。当环境温度为T 时，活塞离缸底的高度为h。现使活塞离缸底的高度为0.