第2章 气体、固体和液体 章末复习方案 （Word教参）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

气体、固体和液体 素能提升一　理想气体图像与变质量问题 1．(2020·北京)如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C．有关A、B和C三个状态温度TA、TB和TC的关系，正确的是(　　) A．TA＝TB，TB＝TC B．TA<TB，TB<TC C．TA＝TC，TB>TC D．TA＝TC，TB<TC 答案　C 解析　从A到B为等压膨胀过程，由＝C知温度升高，则TA<TB；从B到C为等容降压过程，由＝C知温度降低，则TB>TC；由题图可知，pAVA＝pCVC，则TA＝TC，选项C正确． 2．(2020·全国Ⅰ)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)．甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为p.现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等．求调配后 (1)两罐中气体的压强； (2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比． 解析 (1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p，其体积变为V1，由玻意耳定律有p·2V＝pV1，① 两罐气体压强均为p时，总体积为(V＋V1)， 设调配后两罐中气体的压强为p′，由玻意耳定律有p(V＋V1)＝p′(V＋2V)，② 联立①②式解得p′＝p.③ (2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时，体积为V2，由玻意耳定律有p′V＝pV2，④ 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k， 则有k＝＝＝，⑤ 联立③④⑤式解得k＝. 答案 (1)p　(2) 素能提升二　气体实验定律与理想气体状态方程 1．(2020·山东)中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病．常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门．使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上．抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强．某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K，最终降到300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的.若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同．罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化．求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值． 　　　 解析 设火罐内气体初始状态参量分别为p1、T1、V1，温度降低后状态参量分别为p2、T2、V2，罐的容积为V0，由题意知 p1＝p0、T1＝450 K、V1＝V0、T2＝300 K、V2＝，① 由理想气体状态方程得＝， 则有＝，② 代入数据解得p2＝0.7p0；③ 对于抽气拔罐，设初态气体状态参量分别为p3、V3，末态气体状态参量分别为p4、V4，罐的容积为V′0， 由题意知p3＝p0、V3＝V′0、p4＝p2，④ 由玻意耳定律得p3V3＝p4V4， 则有p0V′0＝p2V4，⑤ 联立③⑤式，代入数据解得V4＝V′0，⑥ 设抽出的气体的体积为ΔV，由题意知 ΔV＝V4－V′0，⑦ 故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 ＝，⑧ 联立⑥⑦⑧式，代入数据解得＝. 答案 2．(2020·全国Ⅱ)潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似．潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要．为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示．已知水的密度为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，H≫h，忽略温度的变化和水密度随深度的变化． (1)求进入圆筒内水的高度l； (2)保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为p0时的体积． 解析 (1)设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为V0和V1，放入水下后筒内气体的压强为p1，由玻意耳定律和题给条件有 p1V1＝ p0V0， V0＝hS， V1＝(h－l)S， p1＝p0＋ ρg(H－l)， 联立以上各式并考虑到H≫h>l，解得l＝h. (2)设水全部排出后筒内气体的压强为p2，此时筒内气体的体积为V0，这些气体在其压强为p0时的体积为V3，由玻意耳定律有p2V0＝ p0V3， 其中p2＝p0＋ρgH， 设需压入筒内的气体体积为V，原有气体在压强为p0时的体积为V0， 则依题意有V＝V3－V0， 联立上述各式解得V＝. 答案 (1)h　(2) 3．(2020·全国Ⅲ)如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18 cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开