第2章 气体、固体和液体 章末复习方案（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

命题视角一　理想气体图像与变质量问题 1．(2021·福建改编)如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的温度________(选填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始终不变”)． 解析 由题图可知，从状态A到状态B，p与V乘积先增大后减小，根据理想气体状态方程＝C可知气体的温度先升高后降低． 答案 先升高后降低 2．(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) 命题视角二　气体实验定律与理想气体状态方程 1．(2022·全国乙)如图所示，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l.初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0.已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，重力加速度为g，不计弹簧的体积． (1)求弹簧的劲度系数； (2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度． 解析 (1)设封闭气体的压强为p1，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有 mg＋p0·2S＋2mg＋p1S＝p0S＋p1·2S， 解得p1＝p0＋， 对活塞Ⅰ由平衡条件有2mg＋p0·2S＋k·0.1l＝p1·2S， 解得弹簧的劲度系数为k＝. (2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，气体的压强不变依然为p2＝p1＝p0＋， 即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为 V1＝×2S＋×S＝，V2＝l2·2S， 由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有l2＝1.1l， 有等压方程可知＝， 解得T2＝T0. 答案 (1)k＝　(2)p2＝p0＋，T2＝T0 2．(2021·湖北)质量为m的薄壁导热柱形气缸，内壁光滑，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体．在下述所有过程中，气缸不漏气且与活塞不脱离．当气缸如图甲竖直倒立静置时．缸内气体体积为V1，温度为T1.已知重力加速度大小为g，大气压强为p0. (1)将气缸如图乙竖直悬挂，缸内气体温度仍为T1，求此时缸内气体体积V2； (2)如图丙所示，将气缸水平放置，稳定后对气缸缓慢加热，当缸内气体体积为V3时，求此时缸内气体的温度． 解析 (1)题图甲状态下，对气缸受力分析，如下图甲所示，则封闭气体的压强为p1＝p0＋， 当气缸按题图乙方式悬挂时，对气缸受力分析，如下图乙所示，则封闭气体的压强为 p2＝p0－， 对封闭气体由玻意耳定律得p1V1＝p2V2， 解得V2＝V1. (2)当气缸按题图丙的方式水平放置时，封闭气体的压强为p3＝p0， 由理想气体状态方程得＝， 解得T3＝. 答案 (1)V1　(2) 3．(2022·全国甲)如图所示，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为V0和V0、环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦． (1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度； (2)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强． 解析 (1)因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B中的活塞刚到达汽缸底部时， 由盖－吕萨克定律可得＝， 解得T＝T0. (2)设当A中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p，则此时Ⅳ内