第4章 名师专题讲座1-2020-2021学年高中物理选修3-3【导学教程】同步辅导（鲁科版）课件PPT

第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 名师专题讲座 液柱移动问题的分析方法 1．假设法 用液柱或活塞隔开两部分气体，当气体温度变化时，液体或活塞是否移动？如何移动？此类问题的特点是：气体的状态参量p、V、T都发生了变化，直接判断液柱或活塞的移动方向比较困难，通常先进行气体状态的假设，然后应用查理定律可以简单地求解。其一般思路为： 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 (1)先假设液柱或活塞不发生移动，两部分气体均做等容变化。 (2)对两部分气体分别应用查理定律的分比形式Δp＝eq \f(ΔT,T)·p，求出每部分气体压强的变化量Δp，并加以比较。 (3)如果液柱两端的横截面积相等，则若Δp均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱向Δp值较小的一方移动；若Δp均小于零，意味着两部分气体的压强均减小，则液柱向压强减小量较大的一方(即|Δp|较大的一方)移动；若Δp相等，则液柱不移动。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 (4)如果液柱两端的横截面积不相等，则应考虑液柱两端的受力变化(ΔpS)，若Δp均大于零，则液柱向ΔpS较小的一方移动；若Δp均小于零，则液柱向|ΔpS|值较大的一方移动；若ΔpS相等，则液柱不移动。 (5)要判断活塞的移动方向，则需要选择好研究对象，进行受力分析，综合应用查理定律和力学规律进行推理和判断。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 2．极限法 所谓极限法就是将问题推向极端。如在讨论压强大小变化时，将变化较大的压强推向无穷大，而将变化较小的压强推向零。这样使复杂的问题变得简单明了。 如图1所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内有一段长为h的水银柱，将管内气体分为两部分。已知l2＝2l1，若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何运动？(设原来温度相同) 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 图1 根据极限法：由于管上段气柱压强p2较下段气柱压强p1小，设想p2→0，即管上部近似认为是真空，于是立即得到，温度T升高，水银柱向上移动。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 [例题]　如图2所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量相同温度的空气，空气柱长度H1＞H2，水银柱长度h1＞h2，今使封闭气柱降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是 图2 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 A．均向下移动，A管移动较多 B．均向上移动，A管移动较多 C．A管向上移动，B管向下移动 D．无法判断 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 【答案】　A 【解析】　根据盖­吕萨克定律的分比形式ΔV＝eq \f(ΔT,T)·V，因A、B管中的封闭空气柱初温T相同，温度降低量ΔT也相同，且ΔT＜0，所以ΔV＜0，即A、B管中气柱的体积都减小；又因为H1＞H2，A管中气柱的体积较大，|ΔV1|＞|ΔV2|，A管中气柱减小得较多，故A、B两管气柱上方的水银柱均向下移动，且A管中的水银柱下移得较多，故选项A正确。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 1．如图3所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0 ℃，B中气体温度为20 ℃，如果将它们的温度都降低10 ℃，则水银柱将 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 图3 A．向A移动　　　　　B．向B移动 C．不动　　　　　　　D．不能确定 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 答案　A 解析　假定降温后气体体积保持不变，由查理定律得eq \f(p0,T0)＝eq \f(p1,T1)，则Δp＝eq \f(ΔT,T0)·p0，降温前两边气体压强相等，但A容器的温度低，所以ΔpA＞ΔpB，A容器压强减小得多，所以水银柱向A移动。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 2．粗细均匀、两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图4所示。已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管中两部分气体均升高相同温度的过程中，水银柱将 图4 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 答案　C A．向A端移动 B．向B端移动 C．始终不动 D．以上三种情况都有可能 解析　由于玻璃管中两边气体初状态的温度和压强相同，所以升温后，增加的压强也相同，因此，水银柱不移动。 第4章　气体 物理·选修3-3（LK） 菜 单 图5 3．如图5为竖直放置的上细下粗密闭细管，水银