高中物理选修3大题知识点例题

1、高中物理选修3-3大题知识点例题气体压强的产生与计算1产生的原由：因为大批分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、连续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。2决定要素宏观上：决定于气体的温度和体积。微观上：决定于分子的均匀动能和分子的密集程度。3均衡状态下气体压强的求法液片法：采纳设想的液体薄片(自己重力不计)为研究对象，分析液片双侧受力状况，成立均衡方程，消去面积，获得液片双侧压强相等方程，求得气体的压强。力均衡法：采纳与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，获得液柱(或活塞)的受力均衡方程，求得气体的压强。等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不中断)同一深度处

2、压强相等。液体内深h处的总压强pp0gh，p0为液面上方的压强。4加快运动系统中关闭气体压强的求法采纳与气体接触的液柱(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液体关闭气体压强的计算若已知大气压强为p0，在图22中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为，求被关闭气体的压强。图22分析在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力均衡知p甲0SghSpS因此p甲p0gh在图乙中，以B液面为研究对象，由均衡方程F上F下有：pASghSp0Sp乙pAp0gh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有pAghsin60pBp03因此p丙pAp02gh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力

3、均衡得p丁S(p0gh1)S因此p丁p0gh1。答案甲：p0gh乙：p0gh丙：p031丁：012ghpgh考向2活塞关闭气体压强的求解如图23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，左侧的汽缸静止在水平面上，右侧的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别关闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，求关闭气体A、B的压强各多大？图23分析由题图甲中选m为研究对象。pASp0Smgmg得pAp0S题图乙中选M为研究对象得MgpBp0S。mgMg答案p0Sp0S理想气体状态方程与实验定律的应用1理想气体状态方程与气体实验定律的关系温度不变：p1VpV（玻意耳定律）1222

4、2体积不变：p1211p（查理定律）T1T2T1T2V1V2压强不变：TT（盖吕萨克定律）122几个重要的推论(1)查理定律的推论：p1TpT1(2)盖吕萨克定律的推论：1TVVT1(3)理想气体状态方程的推论：p0V0p1V1p2V2T0T1T23应用状态方程或实验定律解题的一般步骤明确研究对象，即某必定质量的理想气体；确立气体在始末状态的参量p1，V1、T1及p2、V2、T2；由状态方程或实验定律列式求解；讨论结果的合理性。4用图象法分析气体的状态变化必定质量的气体不一样样图象的比较种类特色举例图线pVCT(此中C为恒量)，即pV之积越大的等温pV线温度越高，线离原点越远11pVpCTV，

5、斜率kCT，即斜率越大，温度越高CCpTpVT，斜率kV，即斜率越大，体积越小CCVTVpT，斜率kp，即斜率越大，压强越小考向1气体实验定律的应用如图24所示，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒构成，两圆筒中各有一个活塞。已知大活塞的质量为m12.50kg，横截面积为S180.0cm2；小活塞的质量为m21.50kg22；两活塞用刚性轻杆连结，间距保持为l40.0cm；汽，横截面积为S40.0cm缸外大气的压强为p1.00105Pa，温度为T303K。初始时大活塞与大圆筒底部相距l，2两活塞间关闭气体的温度为1495K。现汽缸内气体温度迟缓降落，活塞迟缓下移。忽视T两活塞与汽缸壁之间的摩

6、擦，重力加快度大小g取10m/s2。求图24在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬时，缸内关闭气体的温度；缸内关闭的气体与缸外大气达到热均衡时，缸内关闭气体的压强。分析(1)设初始时气体体积为V1，在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬时，缸内关闭气体的体积为V2，温度为T2。由题给条件得llV1S2l2S12V2S2l在活塞迟缓下移的过程中，用p1表示缸内气体的压强，由力的均衡条件得S1(p1p)m1gm2gS2(p1p)故缸内气体的压强不变。由盖吕萨克定律有V1V2TT12联立式并代入题给数据得T2330K。(2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被关闭气体的压强为1。在今后与汽缸外大气达p到热均衡的过程中，

7、被关闭气体的体积不变。设达到热均衡时被关闭气体的压强为p，由查理定理，有p1pTT2联立式并代入题给数据得p1.01105Pa。答案(1)330K(2)1.01105Pa考向2气体状态变化的图象问题必定质量的理想气体由状态A变成状态D，其有关数据如图25甲所示，若状态D的压强是2104Pa。图25求状态A的压强；请在图乙中画出该状态变化过程的pT图象，并分别标出A、B、C、D各个状态，不要求写出计算过程。思路点拨读出VT图上各点的体积和温度，由理想气体状态方程即可求出各点对应的压强。分析(1)据理想气体状态方程：pAVApDVD，TATDpDVDTA则pAVATD4104Pa。pT图象及A、B

8、、C、D各个状态以以下列图所示。答案(1)4104Pa(2)看法析规律总结(1)要清楚等温、等压、等容变化，在V图象、图象、图象、pT图象、ppTVTVT图象中的特色。若题中给出了图象，则从中提取有关的信息，如物态变化的特色、已知量、待求量等。若需作出图象，则分析物态变化特色，在特别点处，依据题给已知量、解得的待求量，按要求作图象若从已知图象作相同坐标系的新图象，则在计算后也能够应用“平移法”。某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，此刻要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p、体积为_的空气。(填选项

9、前的字母)0A.p0VB.pVC.p1VD.p1Vpp0p0p0分析设需充入体积为V的空气，以V、V体积的空气整体为研究对象，由理想气体状态方程有p（VV）pV，得(p1)。0VVTTp0答案C如图212所示，汽缸长为L1m，固定在水平面上，汽缸中有横截面积为2S100cm5的圆滑活塞，活塞关闭了必定质量的理想气体，当温度为t27、大气压强为p0110图212假如温度保持不变，将活塞迟缓拉至汽缸右端口，此时水平拉力F的大小是多少？假如汽缸内气体温度迟缓高升，使活塞移至汽缸右端口时，气体温度为多少摄氏度？分析(1)设活塞抵达汽缸右端口时，被封气体压强为p1，则p1Sp0SF由玻意耳定律得：p0l

10、Sp1LS解得：F100N由盖吕萨克定律得：lSLS300KT解得：333K，则t60。T答案(1)100N(2)60如图213所示，一底面积为、内壁圆滑的圆柱形容器竖直搁置在水平川S面上，张口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有必定量的相同的理想气体，均衡时体积均为V。已知容器内气体温度素来不变，重力加快度大小为g，外界大气压强为p0。现假定活塞B发生迟缓漏气，以致B最后与容器底面接触。求活塞A挪动的距离。图213分析初始状态下A、B两部分气体的压强分别设为pAO、pBO，则对活塞A、B由均衡条件可得：p0SmgpAOSpAOSmgpBOS最后状态

11、下两部分气体交融在一同，压强设为p，体积设为V，对活塞A由均衡条件有p0SmgpS对两部分气体由理想气体状态方程可得pAOVpBOVpV设活塞A挪动的距离为h，则有V2VhS联立以上五式可得mgVh（p0Smg）S。mgV答案（0）pSmgS如图214所示，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁圆滑，其下部由体积可忽视的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端关闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其他部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽视的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气。当大气压为p0、外界平易缸内气体温度均为7且均衡时，活塞a离1，活塞b在气缸正中间。气缸顶的距离是气缸高

12、度的4图214(1)现经过电阻丝迟缓加热氮气，当活塞b恰巧升至顶部时，求氮气的温度；(2)连续迟缓加热，使活塞a上涨。当活塞a上涨的距离是气缸高度的116时，求氧气的压强。分析(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程。设气缸A的容积为0，氮气初态体积为1，温度为1；末态体积为2，温度为2。按题意，VVTVT气缸B的容积为V0/4，由题给数据和盖吕萨克定律有131V0700V4V248VV23V01V0V044V1V2T2T1由式和题给数据得T2320K(2)活塞b升至顶部后，因为连续迟缓加热，活塞a开始向上挪动，直至活塞上涨的距离是气缸高度的1时，活塞a上方的

13、氧气经历等温过程。设氧气初态体积为V1，压强为16p；末态体积为V，压强为p。由题给数据和玻意耳定律有122110，10，230V4VppV16Vp1V1p2V2由式得4p23p0。答案(1)320K40(2)3p如图37所示，粗细均匀、导热优秀、装有合适水银的U型管竖直搁置，右端与大气相通，左端关闭气柱长l20cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低1压舱(未画出)接通，坚固后右管水银面超出左管水银面h10cm。(环境温度不变，大气压强p075cmHg)图37求坚固后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)；此过程中左管内的气体对外界_(填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气

14、体将_(填“吸热”或“放热”)。分析(1)设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中关闭气体压强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中关闭气体压强为p2，气柱长度为l2，坚固后低压舱内的压强为p。左管中关闭气体发生等温变化，依据玻意耳定律得p1V1p2V210pp2hppp11VlSV2l2S由几何关系得h2(l2l1)联立式，代入数据得50cmHgp(2)左管内气体膨胀，气体对外界做正功，温度不变，U0，依据热力学第必定律，且0，因此0，气体将吸热。UQWWQW答案(1)50cmHg(2)做正功吸热如图38所示，倒悬的导热汽缸中关闭着必定质量的理想气体，轻质活塞可无摩擦地上下挪动，活塞的横截面积为S，活塞的下边吊着一个重为G的物体，大气压强恒为p0。起初环境的热