第二章 第3节 课时1 气体的等压变化-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步课件（人教版2019 江苏专用）

物理 选择性必修 第三册 江苏专版 1 1 课时1 气体的等压变化 刷基础 2 1.如图所示，在一只烧瓶上连一根玻璃管，把它跟一个水银压强计 连在一起，烧瓶里封闭着一定质量的理想气体，开始时水银压强计 形管两端水银面一样高.为使 形管两端水银面保持相同高度，下 列说法正确的是( ) C ①如果把烧瓶浸在热水中，应把 向上移 ②如果把烧瓶浸在热水中，应把 向下移 ③如果把烧瓶浸在冷水中，应把 向上移 ④如果把烧瓶浸在冷水中，应把 向下移 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 题型1 认识等压变化 3 解析 将烧瓶浸在热水中时，气体温度升高，压强变大，左管水银面下降，应适当向下移动 管使两管水银面等高，即保证了气体压强不变，故①错误,②正确.将烧瓶浸在冷水中时，气体温度降低，压强减小，左管水银面上升，应适当向上移动 管使两管水银面等高，故③正确,④错误.故选C. 题型1 认识等压变化 4 2.[河南洛阳创新发展联盟2023高二下段考] 冬天，一同学在室内空调显示屏上看到 室内的空气温度，该温度换算成热力学温度为 ，为了测出室外的空气温度，他将一 近似球形的气球在室内吹大并放置较长一段时间后，测量其直径为 ，之后拿到室 外并放置较长一段时间后，测量其直径为 ，若不考虑气球对内压强的变化，且气 D A. B. C. D. 球吹大后视为球体，大气压不变，室内外的温度均保持不变，则室外的热力学温度为( ) 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 5 解析 气球的体积公式为 ，由题意知，室内、外的温度均保持不变，由等压变化 规律得 ，联立可得 ，D正确. 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 6 3.[江西南昌二中2023高二下月考] 如图所示为一温度计的结构原理图，利用 汽缸底部高度变化反应温度变化.质量为 的导热汽缸内密封一定质量的 理想气体，汽缸内横截面积为 .活塞与汽缸壁间无摩擦且不漏气.环境 温度为 时，活塞刚好位于汽缸正中间，整个装置静止.已知大气压为 ，重力加速度 .则( ) B A.刻度表的刻度是不均匀的 B.能测量的最大温度为 C.环境温度升高时，弹簧的长度将变短 D.环境温度为 时，缸内气体的压强为 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 7 解析 活塞位于汽缸正中间时，以汽缸为研究对象，由平衡条件可得 ，当活塞位 于汽缸的最下端时，设缸内气体温度为 ，压强为 ，则有 ，联立可得 ，可知缸内气体为等压变化，由盖-吕萨克定律可得 ，解得 ，则能测量的最大温度为 ，又因为 ,且 ，故 ，则刻度表的刻度是均匀的，A、D错误，B正确；由以上分析可知， 汽缸内的气体做等压变化，分析活塞受力可知，弹簧受到的弹力不变，因此环境温度升高时，弹 簧的长度不变，C错误. 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 8 【一题多解】整体分析看弹簧弹力的变化 分析C选项时，可以把活塞和汽缸看作一个整体，对整体受力分析，同样可得弹簧的弹力不变，长度不变. 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 9 4.[江苏南京六校2023调研改编] 如图甲所示，质量 的导热汽缸置于水平地面上，用质量和厚度均不计的水平导热活塞密封一定质量的理想气体，气体温度为 .一质量 的重物用轻绳经光滑滑轮与汽缸中活塞竖直连接，重物和活塞均处于静止状态，这时活塞离缸底的高度 ，不计活塞与汽缸间的摩擦，且汽缸不漏气.已知大气压强 ，活塞的横截面积 ， 取 ，下列两种情况中，活塞均未脱离汽缸. 甲 乙 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 10 （1）若将图甲中环境温度缓慢降低至 ，求此时活塞离汽缸底的高度； [答案] 解析 缸内气体做等压变化，由盖-吕萨克定律得 ， ， ， 代入数据解得 . 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 11 （2）若保持图甲中环境温度为 不变，将汽缸从图甲状态变为图乙状态，用轻绳将汽缸和 活塞竖直悬挂在天花板上，稳定后处于静止状态，求稳定后活塞离汽缸底的高度. [答案] 解析 由题意可知 ， ， 缸内气体做等温变化，由玻意耳定律得 ， ， ，解得 . 题型2 等压变化规律（盖-吕萨克定律）的应用 12 5.[山东济南、枣庄2023高二下期中] 把一端封闭、另一端开口的粗细均匀的 玻璃管开口向下插入水中，让玻璃管竖直悬浮于水中，玻璃管底部恰好与水 面相齐，如图所示.已知玻璃管质量为 ，横截面积为 ，重力加速度为 ， 环境温度为 ，大气压强为