第二章 课程阶段总结(二)-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套课件(人教版）

物理 选择性必修第三册（人教） 第二章 气体、固体和液体 课程阶段总结(二) 　知识体系建构·关键理清 　学科素养提升·整合培优 一、液柱移动问题 1．假设推理法：根据题设条件，假设发生某种特殊的物理现象或物理过程，运用相应的物理规律及相关知识进行严谨的推理，得出答案。巧用假设推理法可以化繁为简，化难为易，简捷解题。 2．温度不变情况下的液柱移动问题 这类问题的特点是在保持温度不变的情况下改变其他题设条件，从而引起封闭气体的液柱的移动，或液面的升降，或气体体积的增减。解决这类问题通常假设液柱不移动，或液面不升降，或气体体积不变，然后从此假设出发，运用玻意耳定律等有关知识进行推论，求得答案。 3．温度变化情况下液柱移动问题 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： (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，求出每部分气体压强的变化量Δp＝p，并加以比较。 ①液柱或活塞两端的横截面积相等时，若Δp均大于零，意味着两部分气体的压强均增大，则液柱或活塞向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，则液柱或活塞向压强减小量较大的一方(即|Δp|较大的一方)移动；若Δp相等，则液柱或活塞不移动。 ②液柱或活塞两端的横截面积不相等时，则应考虑液柱或活塞两端的受力变化(ΔpS)，若Δp均大于零，则液柱或活塞向ΔpS较小的一方移动；若Δp均小于零，则液柱或活塞向|ΔpS|较大的一方移动；若ΔpS相等，则液柱或活塞不移动。 [对点练1]如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为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) 解析：水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的 压强差Δp＝p1－p2＝ph。温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp1>Δp2， 水银柱所受合外力方向向上，应向上移动；若Δp1<Δp2，水银柱向下移动；若Δp1＝Δp2，水银柱不动。所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合力方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多。 (1)假设法 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律： 上段：＝，所以p2′＝p2， Δp2＝p2′－p2＝p2＝p2； 下段：Δp1＝p1。 又因为ΔT2＝ΔT1，T1＝T2，p1＝p2＋ph>p2， 所以Δp1>Δp2，即水银柱上移。 (2)图像法 在同一p ­T图上画出两段气柱的等容线，如图所示，因为在温度相同时，p1>p2，得气柱l1等容线的斜率较大，当两气柱升高相同的温度ΔT时，其压强的增量Δp1>Δp2。所以水银柱上移。 (3)极限法 由于p2较小，设想p2＝0，即上部为真空，升温则p1增大，水银柱上移，降温则水银柱下降。 答案：水银柱上移 【名师点拨】　液柱(或活塞)移动问题的其他分析方法 1．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。 2．图像法 利用p ­T图像：先在p ­T图线上画出两气体的等容图线，找到它们因温度发生变化而引起的压强变化量Δp，比较两者的Δp或结合受力分析比较ΔpS从而得出结论。 [对点练2](多选)如图，竖直放置的均匀等臂U形导热玻璃管两端封闭，管内水银封有A、B两段气柱，左管水银面高于右管水银面，高度差为h，稳定时A、B气柱的压强分别为pA和pB，则(　　) A．若环境温度升高，pA增大，pB减小 B．若环境温度降低，稳定后A、B气柱的压强比值增大 C．若环境温度升高，稳定后A、B气柱压强变化ΔpA一定小于ΔpB D．若环境温度降低，稳定后A处液面高度变化Δh可能大于 解析：选BC。假设若环境温度升高后，h不变化，则气体做等容变化，由查理定律得：＝，即Δp＝ΔT，对两部分气体，由于T1、ΔT相同，pB>pA，则ΔpB>ΔpA，则水银柱向左移动，h增大，A的体积减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，A的压强pA增大，由于pB＝pA＋ph，则B的压强也增大，故A错误，C正确；假设若环境温度降低后，h不变化，同理可知ΔpB>ΔpA，温度降低，压强都减小，右边气体压强降得多，则左侧水银柱会向下移动，h将减小，由于pB＝pA＋ph，h减小，B压强减小得多，A压强减小得少，稳定后A、B气柱的压强比值增大，故B正确；假设若环境温度降低，则左侧水银柱向下运动，但温度降低前有pAVA<pBVB，则温度降低后有pA′VA′＜pB′VB′，分析可