高三物理二轮：第3讲 气体性质应用(二).doc

第3讲 气体性质的应用（二） 学习目标：1、进一步加强对气体实验定律的理解 　　　　　2、让学生通过强化训练，学会理想气体方程问题的物理过程的处理方法 一、专题梳理： 1、专题结构： 　　　　　→等温变化→玻意耳定律p1V1＝p2V2 　　　　　　　→等容变化→查理定律　＝＝＝A．过程ab中气体一定吸热 B．过程bc中气体既不吸热也不放热 C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热 D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小 E．a和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同 (2)（9分）一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形汽缸内。汽缸壁导热良好，活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p0，活塞下表面相对于汽缸底部的高度为h，外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g。 2．（2015·山东高考）扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象．如图所示，横截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，开始时内部封闲气体的温度为300 K，压强为大气压强p0．当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p0，温度仍为303 K．再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K．整个过程中封闭气体均可视为理想气体．求： (1)当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强； (2)当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力． 三、典型例题： 例1：（2015·德州二模）如图所示，质量m＝1kg的导热汽缸倒扣在水平地面上，A为T形活塞，汽缸内充有理想气体，汽缸的横截面积S＝2×10－4m2．当外界温度为t＝27℃时，汽缸对地面恰好没有压力，此时活塞位于汽缸中央，不计汽缸壁厚度，内壁光滑，活塞始终在地面上静止不动，大气压强为p0＝1×105Pa，g＝10m/s2．求： (1)汽缸内气体的压强； (2)环境温度升高时，汽缸缓慢上升，温度至少升高到多少时，汽缸不再上升． (3)汽缸不再上升后，温度继续升高，从微观角度解释压强变化的原因． 变式1： (2015·山西四校第三次联考) 如图3所示，开口向上竖直放置的内壁光滑汽缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成工、Ⅱ两部分，初状态整个装置静止不动处于平衡，I、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度均为T0．设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且mg＝p0S，环境温度保持不变．求： （1）在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m，两活塞在某位置重新处于平衡时，活塞B下降的高度． （2）现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置．此时，Ⅱ气体的温度． 例2： （2015·河北衡水中学三模）质量M＝10kg的缸体与质量m＝4kg的活塞，封闭一定质量的理想气体（气体的重力可以忽略），不漏气的活塞被一劲度系数k＝20 N/cm的轻弹簧竖直向上举起立于空中，如图所示，环境温度为T1＝1500 K时被封气柱长度L1＝30cm，缸口离地的高度为为h＝5cm，若环境温度变化时，缸体有良好的导热性能．已知活塞与缸壁间无摩擦，弹簧原长L0＝27cm，活塞横截面积S＝2×l0－3m2，大气压强p0＝1.0×105Pa，当地重力加速度g＝10m/s2，求环境温度降到多少时汽缸着地，温度降到多少时能使弹簧恢复原长． 变式2： （2015年高考江苏卷）(1)（多选）对下列几种固体物质的认识，正确的有　　　　　　。 A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 (2)在装有食品的包装袋中充入氮气，可以起到保质作用．某厂家为检测包装袋的密封性，在包装袋中充满一定量的氮气，然后密封进行加压测试．测试时，对包装袋缓慢地施加压力．将袋内的氮气视为理想气体，则加压测试过程中，包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力　　　　（选填“增大’’“减小’’或“不变’’），包装袋内氮气的内能　　　　　（选填“增大”“减小’’或“不变’’）． (3)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L．将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0. 45 L．请通过计算判断该包装袋是否漏气． 例3：(1)关于一定量的气体，下列说法正确的是　　　　　． A．气体的体