《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 專題強(qiáng)化十四 應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決兩類模型問(wèn)題課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 專題強(qiáng)化十四 應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決兩類模型問(wèn)題課件.ppt（50頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

專題強(qiáng)化十四應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決兩類模型問(wèn)題 第十三章熱學(xué) 專題解讀 1 本專題是氣體實(shí)驗(yàn)定律在玻璃管液封模型和汽缸活塞類模型中的應(yīng)用 高考在選考模塊中通常以計(jì)算題的形式命題 2 學(xué)好本專題可以幫助同學(xué)們熟練的選取研究對(duì)象和狀態(tài)變化過(guò)程 掌握處理兩類模型問(wèn)題的基本思路和方法 3 本專題用到的相關(guān)知識(shí)和方法有 受力分析 壓強(qiáng)的求解方法 氣體實(shí)驗(yàn)定律等 內(nèi)容索引 命題點(diǎn)一玻璃管液封模型 命題點(diǎn)二汽缸活塞類模型 課時(shí)作業(yè) 盤(pán)查拓展點(diǎn) 1 命題點(diǎn)一玻璃管液封模型 1 三大氣體實(shí)驗(yàn)定律 1 玻意耳定律 等溫變化 p1V1 p2V2或pV C 常數(shù) 2 查理定律 等容變化 常數(shù) 3 蓋 呂薩克定律 等壓變化 常數(shù) 2 利用氣體實(shí)驗(yàn)定律及氣態(tài)方程解決問(wèn)題的基本思路 3 玻璃管液封模型求液柱封閉的氣體壓強(qiáng)時(shí) 一般以液柱為研究對(duì)象分析受力 列平衡方程 要注意 1 液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為p gh 其中h為至液面的豎直高度 2 不要漏掉大氣壓強(qiáng) 同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力 3 有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理 連通器內(nèi)靜止的液體 同種液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等 4 當(dāng)液體為水銀時(shí) 可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位 cmHg 等 使計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)捷 2015 新課標(biāo)全國(guó) 33 2 如圖 一粗細(xì)均勻的U形管豎直放置 A側(cè)上端封閉 B側(cè)上端與大氣相通 下端開(kāi)口處開(kāi)關(guān)K關(guān)閉 A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度為l 10 0cm B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h(yuǎn) 3 0cm 現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K打開(kāi) 從U形管中放出部分水銀 當(dāng)兩側(cè)水銀面的高度差為h1 10 0cm時(shí)將開(kāi)關(guān)K關(guān)閉 已知大氣壓強(qiáng)p0 75 0cmHg 1 求放出部分水銀后A側(cè)空氣柱的長(zhǎng)度 例1 答案 解析 12 0cm 分析 p p0 h p1 p0 h1 pl p1l1 p p0 h p1 p0 h1 聯(lián)立 式 l1 12 0cm 2 此后再向B側(cè)注入水銀 使A B兩側(cè)的水銀面達(dá)到同一高度 求注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度 答案 解析 13 2cm pl p2l2 p2 p0 聯(lián)立 式 l2 10 4cm 設(shè)注入的水銀在管內(nèi)的長(zhǎng)度為 h h 2 l1 l2 h1 聯(lián)立 式 h 13 2cm 氣體實(shí)驗(yàn)定律的應(yīng)用技巧1 用氣體實(shí)驗(yàn)定律解題的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)剡x取研究對(duì)象 必須是一定質(zhì)量的氣體 搞清氣體初 末狀態(tài)的狀態(tài)參量 正確判斷出氣體狀態(tài)變化的過(guò)程是屬于等溫 等壓還是等容過(guò)程 然后列方程求解 2 分析氣體狀態(tài)變化過(guò)程的特征要注意以下兩個(gè)方面 一是根據(jù)題目的條件進(jìn)行論證 比如從力學(xué)的角度分析壓強(qiáng)的情況 判斷是否屬于等壓過(guò)程 二是注意挖掘題目的隱含條件 比如緩慢壓縮導(dǎo)熱良好的汽缸中的氣體 意味著氣體溫度與環(huán)境溫度保持相等 1 如圖所示 一細(xì)U型管兩端開(kāi)口 用兩段水銀柱封閉了一段空氣柱在管的底部 初始狀態(tài)時(shí)氣體溫度為280K 管的各部分尺寸如圖所示 圖中封閉空氣柱長(zhǎng)度L1 20cm 其余部分長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)2 15cm L3 10cm h1 4cm h2 20cm 現(xiàn)使氣體溫度緩慢升高 取大氣壓強(qiáng)為p0 76cmHg 求 1 氣體溫度升高到多少時(shí)右側(cè)水銀柱開(kāi)始全部進(jìn)入豎直管 答案 解析 630K 分析 設(shè)U型管的橫截面積是S 以封閉氣體為研究對(duì)象 其初狀態(tài) p1 p0 h1 76 4 cmHg 80cmHg V1 L1S 20S當(dāng)右側(cè)的水銀全部進(jìn)入豎直管時(shí) 水銀柱的高度 h h1 L3 4 10 cm 14cm 此時(shí)左側(cè)豎直管中的水銀柱也是14cm氣體的狀態(tài)參量 p2 p0 h 76 14 cmHg 90cmHg V2 L1S 2L3S 20S 2 10S 40S由理想氣體的狀態(tài)方程得 代入數(shù)據(jù)得 T2 630K 2 氣體溫度升高到多少時(shí)右側(cè)水銀柱與管口相平 答案 解析 787 5K V3 L1S L3S h2S 20S 10S 20S 50S代入數(shù)據(jù)得 T3 787 5K 水銀柱全部進(jìn)入右管后 產(chǎn)生的壓強(qiáng)不再增大 所以左側(cè)的水銀柱不動(dòng) 右側(cè)水銀柱與管口相平時(shí) 分析 2 2016 全國(guó) 卷 33 2 在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng) 兩壓強(qiáng)差 p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為 p 其中 0 070N m 現(xiàn)讓水下10m處一半徑為0 50cm的氣泡緩慢上升 已知大氣壓強(qiáng)p0 1 0 105Pa 水的密度 1 0 103kg m3 重力加速度大小g 10m s2 1 求在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差 答案 解析 28Pa 水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差是28Pa 2 忽略水溫隨水深的變化 在氣泡上升到十分接近水面時(shí) 求氣泡的半徑與其原來(lái)半徑之比的近似值 答案 解析 氣泡上升過(guò)程中做等溫變化 p1V1 p2V2其中 p1 p0 gh1 1 105Pa 1 103 10 10Pa 2 105Pa 2p0p2 p0聯(lián)立得 2r13 r23得 2 命題點(diǎn)二汽缸活塞類模型 汽缸活塞類問(wèn)題是熱學(xué)部分典型的物理綜合題 它需要考慮氣體 汽缸或活塞等多個(gè)研究對(duì)象 涉及熱學(xué) 力學(xué)等物理知識(shí) 需要靈活 綜合地應(yīng)用知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題 1 解決汽缸活塞類問(wèn)題的一般思路 1 弄清題意 確定研究對(duì)象 一般地說(shuō) 研究對(duì)象分兩類 一類是熱學(xué)研究對(duì)象 一定質(zhì)量的理想氣體 另一類是力學(xué)研究對(duì)象 汽缸 活塞或某系統(tǒng) 2 分析清楚題目所述的物理過(guò)程 對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初 末狀態(tài)及狀態(tài)變化過(guò)程 依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程 對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析 依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程 3 注意挖掘題目的隱含條件 如幾何關(guān)系等 列出輔助方程 4 多個(gè)方程聯(lián)立求解 對(duì)求解的結(jié)果注意檢驗(yàn)它們的合理性 2 汽缸活塞類問(wèn)題的幾種常見(jiàn)類型 1 氣體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 需綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和物體的平衡條件解題 2 氣體系統(tǒng)處于力學(xué)非平衡狀態(tài) 需要綜合應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題 3 封閉氣體的容器 如汽缸 活塞 玻璃管等 與氣體發(fā)生相互作用的過(guò)程中 如果滿足守恒定律的適用條件 可根據(jù)相應(yīng)的守恒定律解題 4 兩個(gè)或多個(gè)汽缸封閉著幾部分氣體 并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題 解答時(shí)應(yīng)分別研究各部分氣體 找出它們各自遵循的規(guī)律 并寫(xiě)出相應(yīng)的方程 還要寫(xiě)出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式 最后聯(lián)立求解 說(shuō)明當(dāng)選擇力學(xué)研究對(duì)象進(jìn)行分析時(shí) 研究對(duì)象的選取并不唯一 可以靈活地選整體或部分為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析 列出平衡方程或動(dòng)力學(xué)方程 解析 分析 如圖所示 兩端開(kāi)口的汽缸水平固定 A B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞 可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng) 面積分別為S1 20cm2 S2 10cm2 它們之間用一根細(xì)桿連接 B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為M 2kg的重物C連接 靜止時(shí)汽缸中的氣體溫度T1 600K 汽缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L(zhǎng) 已知大氣壓強(qiáng)p0 1 105Pa 取g 10m s2 缸內(nèi)氣體可看作理想氣體 1 活塞靜止時(shí) 求汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng) 2 若降低汽缸內(nèi)氣體的溫度 當(dāng)活塞A緩慢向右移動(dòng)時(shí) 求汽缸內(nèi)氣體的溫度 例2 答案 500K 答案 1 2 105Pa 1 設(shè)靜止時(shí)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1 活塞受力平衡p1S1 p0S2 p0S1 p1S2 Mg代入數(shù)據(jù)解得p1 1 2 105Pa 2 由活塞受力平衡可知缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)沒(méi)有變化 設(shè)開(kāi)始溫度為T(mén)1 變化后溫度為T(mén)2 由蓋 呂薩克定律得代入數(shù)據(jù)解得T2 500K 2014 課標(biāo) 33 2 如圖所示 兩汽缸A B粗細(xì)均勻 等高且內(nèi)壁光滑 其下部由體積可忽略的細(xì)管連通 A的直徑是B的2倍 A上端封閉 B上端與大氣連通 兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外 其余部分均絕熱 兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a b 活塞下方充有氮?dú)?活塞a上方充有氧氣 當(dāng)大氣壓為p0 外界和汽缸內(nèi)氣體溫度均為7 且平衡時(shí) 活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的 活塞b在汽缸正中間 例3 1 現(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)?當(dāng)活塞b恰好升至頂部時(shí) 求氮?dú)獾臏囟?答案 320K 解析 分析 活塞b升至頂部的過(guò)程中 活塞a不動(dòng) 氮?dú)饨?jīng)歷等壓變化 設(shè)汽缸A的容積為V0 氮?dú)獬鯌B(tài)的體積為V1 溫度為T(mén)1 末態(tài)體積為V2 溫度為T(mén)2 按題意 汽缸B的容積為 則 由題給數(shù)據(jù)及蓋 呂薩克定律有 由 式及所給的數(shù)據(jù)可得 T2 320K 2 繼續(xù)緩慢加熱 使活塞a上升 當(dāng)活塞a上升的距離是汽缸高度的時(shí) 求氧氣的壓強(qiáng) 答案 解析 活塞b升至頂部后 由于繼續(xù)緩慢加熱 活塞a開(kāi)始向上移動(dòng) 直至活塞上升的距離是汽缸高度的時(shí) 活塞a上方的氧氣經(jīng)歷等溫變化 設(shè)氧氣初態(tài)的體積為V1 壓強(qiáng)為p1 末態(tài)體積為V2 壓強(qiáng)為p2 由所給數(shù)據(jù)及玻意耳定律可得 p1 V1 p2 V2 由 式可得 p2 p0 多系統(tǒng)問(wèn)題的處理技巧多個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系的定質(zhì)量氣體問(wèn)題 往往以壓強(qiáng)建立起系統(tǒng)間的關(guān)系 各系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行狀態(tài)分析 要確定每個(gè)研究對(duì)象的變化性質(zhì) 分別應(yīng)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律 并充分應(yīng)用各研究對(duì)象之間的壓強(qiáng) 體積 溫度等量的有效關(guān)聯(lián) 若活塞可自由移動(dòng) 一般要根據(jù)活塞平衡確定兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系 3 如圖所示 導(dǎo)熱性能極好的汽缸 高為L(zhǎng) 1 0m 開(kāi)口向上固定在水平面上 汽缸中有橫截面積為S 100cm2 質(zhì)量為m 20kg的光滑活塞 活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi) 當(dāng)外界溫度為t 27 大氣壓為p0 1 0 105Pa時(shí) 氣柱高度為l 0 80m 汽缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì) 取g 10m s2 求 答案 解析 1 如果氣體溫度保持不變 將活塞緩慢拉至汽缸頂端 在頂端處 豎直拉力F為多大 240N 設(shè)起始狀態(tài)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1 當(dāng)活塞緩慢拉至汽缸頂端 設(shè)汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2 由玻意耳定律得p1Sl p2SL在起始狀態(tài)對(duì)活塞由受力平衡得p1S mg p0S在汽缸頂端對(duì)活塞由受力平衡得F p2S mg p0S聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得F 240N 2 如果僅因?yàn)榄h(huán)境溫度緩慢升高導(dǎo)致活塞上升 當(dāng)活塞上升到汽缸頂端時(shí) 環(huán)境溫度為多少攝氏度 答案 解析 由蓋 呂薩克定律得代入數(shù)據(jù)解得t 102 102 4 2016 全國(guó) 卷 33 2 一U形玻璃管豎直放置 左端開(kāi)口 右端封閉 左端上部有一光滑的輕活塞 初始時(shí) 管內(nèi)汞柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示 用力向下緩慢推活塞 直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時(shí)為止 求此時(shí)右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)和活塞向下移動(dòng)的距離 已知玻璃管的橫截面積處處相同 在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中 沒(méi)有發(fā)生氣體泄漏 大氣壓強(qiáng)p0 75 0cmHg 環(huán)境溫度不變 保留三位有效數(shù)字 答案 解析 144cmHg9 42cm 分析 p1 p0 20 0 5 00 cmHg 90cmHgl1 20 0cm l1 20 0 7 5 cm 12 5cm 由玻意耳定律得p1l1S p1 l1 S 聯(lián)立 式和題給條件得p1 144cmHg 依題意p2 p1 l2 4 00cm cm h 11 5cm h 由玻意耳定律得p2l2S p2 l2 S 聯(lián)立 式和題給條件得h 9 42cm 盤(pán)查拓展點(diǎn) 3 變質(zhì)量氣體問(wèn)題的分析技巧分析變質(zhì)量氣體問(wèn)題時(shí) 要通過(guò)巧妙地選擇研究對(duì)象 使變質(zhì)量氣體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問(wèn)題 用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解 1 打氣問(wèn)題 選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象 就可把充氣過(guò)程中氣體質(zhì)量變化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問(wèn)題 2 抽氣問(wèn)題 將每次抽氣過(guò)程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象 質(zhì)量不變 故抽氣過(guò)程可以看成是等溫膨脹過(guò)程 3 灌氣問(wèn)題 把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對(duì)象 可將變質(zhì)量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問(wèn)題 4 漏氣問(wèn)題 選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象 便可使問(wèn)題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化 可用理想氣體的狀態(tài)方程求解 2013 福建理綜 29 2 某自行車輪胎的容積為V 里面已有壓強(qiáng)為p0的空氣 現(xiàn)在要使輪胎內(nèi)的氣壓增大到p 設(shè)充氣過(guò)程為等溫過(guò)程 空氣可看作理想氣體 輪胎容積保持不變 則還要向輪胎充入溫度相同 壓強(qiáng)也是p0 體積為 的空氣 典例1 答案 解析 設(shè)充入氣體體積為V0 根據(jù)玻意耳定律可得p0 V V0 pV 解得V0 1 V C項(xiàng)正確 如圖所示 一太陽(yáng)能空氣集熱器 底面及側(cè)面為隔熱材料 頂面為透明玻璃板 集熱器容積為V0 開(kāi)始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的壓強(qiáng)為p0 經(jīng)過(guò)太陽(yáng)暴曬 氣體溫度由T0 300K升至T1 350K 1 求此時(shí)氣體的壓強(qiáng) 典例2 答案 解析 由題意知?dú)怏w體積不變 2 保持T1 350K不變 緩慢抽出部分氣體 使氣體壓強(qiáng)再變回到p0 求集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值 答案 解析 抽氣過(guò)程可等效為等溫膨脹過(guò)程 設(shè)膨脹后氣體的總體積為V2 由玻意耳定律可得p1V0 p0V2則所以 集熱器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來(lái)總質(zhì)量的比值為 課時(shí)作業(yè) 4 1 如圖所示 在長(zhǎng)為l 57cm的一端封閉 另一端開(kāi)口向上的豎直玻璃管內(nèi) 用4cm高的水銀柱封閉著51cm長(zhǎng)的理想氣體 管內(nèi)外氣體的溫度均為33 現(xiàn)將水銀徐徐注入管中 直到水銀面與管口相平 此時(shí)管中氣體的壓強(qiáng)為多少 接著緩慢對(duì)玻璃管加熱升溫至多少時(shí) 管中剛好只剩下4cm高的水銀柱 大氣壓強(qiáng)為p0 76cmHg 答案 解析 85cmHg318K 1 2 3 4 設(shè)玻璃管的橫截面積為S 初態(tài)時(shí) 管內(nèi)氣體的溫度為T(mén)1 306K 體積為V1 51S 壓強(qiáng)為p1 80cmHg 當(dāng)水銀面與管口相平時(shí) 水銀柱高為H 則管內(nèi)氣體的體積為V2 57 H S 壓強(qiáng)為p2 76 H cmHg 由玻意耳定律得p1V1 p2V2代入數(shù)據(jù) 得H2 19H 252 0解得H 9cm或H 28cm 舍去 所以p2 85cmHg設(shè)溫度升至T時(shí) 水銀柱高為4cm 管內(nèi)氣體的體積為V3 53S 壓強(qiáng)為p3 80cmHg 由蓋 呂薩克定律得代入數(shù)據(jù) 解得T 318K 1 2 3 4 2 如圖a所示 左端封閉 內(nèi)徑相同的U形細(xì)玻璃管豎直放置 左管中封閉有長(zhǎng)為L(zhǎng) 20cm的空氣柱 兩管水銀面相平 水銀柱足夠長(zhǎng) 已知大氣壓強(qiáng)為p0 75cmHg 1 若將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180 使U形細(xì)玻璃管豎直倒置 水銀未溢出 如圖b所示 當(dāng)管中水銀靜止時(shí) 求左管中空氣柱的長(zhǎng)度 答案 解析 將裝置緩慢翻轉(zhuǎn)180 設(shè)左管中空氣柱的長(zhǎng)度增加量為h 由玻意耳定律得p0L p0 2h L h 解得h 0或h 17 5cm則左管中空氣柱的長(zhǎng)度為20cm或37 5cm 20cm或37 5cm 1 2 3 4 2 若將圖a中的閥門(mén)S打開(kāi) 緩慢流出部分水銀 然后關(guān)閉閥門(mén)S 右管水銀面下降了H 35cm 求左管水銀面下降的高度 答案 解析 10cm 若將圖a中閥門(mén)S打開(kāi) 緩慢流出部分水銀 然后關(guān)閉閥門(mén)S 右管水銀面下降了H 35cm 設(shè)左管水銀面下降的高度為l 由玻意耳定律得p0L p0 H l L l 解得l 10cm或l 70cm 舍去 即左管水銀面下降的高度為10cm 1 2 3 4 3 2015 課標(biāo)全國(guó) 33 2 如圖 一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成 兩圓筒中各有一個(gè)活塞 已知大活塞的質(zhì)量為m1 2 50kg 橫截面積為S1 80 0cm2 小活塞的質(zhì)量為m2 1 50kg 橫截面積為S2 40 0cm2 兩活塞用剛性輕桿連接 間距保持為l 40 0cm 汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p 1 00 105Pa 溫度為T(mén) 303K 初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距 兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1 495K 現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降 活塞緩慢下移 忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦 重力加速度大小g取10m s2 求 1 在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間 汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度 答案 解析 330K 1 2 3 4 大小活塞在緩慢下移過(guò)程中 受力情況不變 汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變 由蓋 呂薩克定律得初狀態(tài)V1 S1 S2 T1 495K末狀態(tài)V2 lS2代入可得T2 T1 330K 1 2 3 4 2 缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí) 缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng) 答案 解析 1 01 105Pa 1 2 3 4 對(duì)大 小活塞受力分析則有m1g m2g pS1 p1S2 p1S1 pS2可得p1 1 1 105Pa缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡過(guò)程中 氣體體積不變 由查理定律得T3 T 303K解得p2 1 01 105Pa 1 2 3 4 4 如圖所示 內(nèi)壁光滑 長(zhǎng)度均為4l 橫截面積均為S的汽缸A B A水平 B豎直固定 之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連 整個(gè)裝置置于溫度為27 大氣壓為p0的環(huán)境中 活塞C D的質(zhì)量及厚度均忽略不計(jì) 原長(zhǎng)3l 勁度系數(shù)k 的輕彈簧 一端連接活塞C 另一端固定在位于汽缸A缸口的O點(diǎn) 開(kāi)始活塞D距汽缸B的底部3l 后在D上放一質(zhì)量為m 的物體 求 1 穩(wěn)定后活塞D下降的距離 答案 解析 1 2 3 4 由于活塞的質(zhì)量不計(jì) 所以初始狀態(tài)汽缸A B中的氣體壓強(qiáng)都為大氣壓p0 彈簧彈力為零 所以活塞C到汽缸A底部的距離為x1 l放上物體穩(wěn)定后汽缸A B中氣體的壓強(qiáng)都為p1 對(duì)D活塞有p1S mg p0S對(duì)活塞C有p1S F1 p0SF1為彈簧的彈力 F1 k x1 聯(lián)立以上三式可求得彈簧被壓縮 x1 此時(shí)活塞C距汽缸底部的距離為x2 初態(tài)下氣體的總體積V0 4lS 末態(tài)總體積為V1 由玻意耳定律p0V0 p1V1解得V1 2lS由此可知活塞D下降的距離為 1 2 3 4 2 改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置 則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌?答案 解析 377 改變氣體溫度使活塞D回到初位置 氣體為等壓變化 所以彈簧位置不變 V2 由蓋 呂薩克定律解得T2 650K 所以氣體此時(shí)的溫度為t 377 1 2 3 4