第二章 第3节 课时2 气体的等容变化-【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 2 课时2 气体的等容变化 刷基础 2 1.[湖北武汉2022高二下期中] 民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一 个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会被紧紧地“吸”在皮肤 上.其原因是当火罐内的气体( ) B A.温度不变时，体积减小，压强增大 B.体积不变时，温度降低，压强减小 C.压强不变时，温度降低，体积减小 D.质量不变时，压强增大，体积减小 题型1 认识等容变化 3 解析 把火罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，之后罐内气体温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压强，火罐被紧紧地压在皮肤上,故选B. 题型1 认识等容变化 4 2.[浙江宁波效实中学2023高二下期中] 如图所示，一定质量的理想气体用质量可忽 略的活塞封闭在导热性能良好的汽缸中，活塞的密封性良好.将汽缸的底部悬挂在天 花板上，用一段轻绳将活塞和质量为 的物体拴接在一起，物体置于水平面 上，开始轻绳刚好伸直但无作用力.已知活塞与汽缸底部的间距为 ，活塞 的横截面积为 ，外界环境的压强为 ，温度为 ，忽略一切摩擦，重力加速度 .降低环境温度，当物体与水 平面之间的弹力恰好为零时环境温度为( ) A A. B. C. D. 题型2 气体的等容变化规律 5 解析 设物体与水平面之间的弹力恰好为零时，轻绳的拉力为 ，缸内气体压强为 ，对活塞受力分析得 ，对物体受力分析有 ，联立解得 .缸内气体做等容变化，根据查理定律有 ，其中因开始细绳刚好伸直但无作用力，则 ， ，解得 ，A正确. 题型2 气体的等容变化规律 6 3.[江苏连云港2023高二下检测] 如图所示， 、 两个大容器装有同种气体，容器间用一根细 玻璃管连接，管中有一水银滴 做活塞，当左边容器的温度为 ，右边容器的温度为 时，水银滴刚好在玻璃管中央保持平衡，当两个容器的温度都下降 时，下列说法正确的是 ( ) C A.水银滴将不运动 B.水银滴将向右运动 C.水银滴将向左运动 D.水银滴的运动方向无法判断 题型2 气体的等容变化规律 7 解析 假设水银滴不动，两边气体都发生等容变化，根据 可知，对左侧气体有 ，对右侧气体有 ，整理可得 ，因此水银滴将向左运动，故选C. 题型2 气体的等容变化规律 8 【一题多解】解法二：查理定律的分比形式为 ，可知压强相同的不同气体变化相同的温 度，压强的变化量与原来气体的温度成反比.由题意，两个容器气体温度都降低，故压强都减小，结 合查理定律的分比形式，可得右边气体压强减小得少，故最终右边气体压强较大，水银滴向左运动. 解法三：图像法.在同一个 图上画出两段气柱的等容图线，如图所示.由题意，初始状态 时， 中气体和 中气体压强相同，但是 中气体温度较低，可得图线1表示 中气体，图线2表 示 中气体，由图可知，降低相同的温度， 中气体压强降低较多，故水银滴将向左运动. 题型2 气体的等容变化规律 9 4.[北京一零一中学2023高二下期中] 如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意 图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水槽中（水槽内的水足够 多，并且水面位置保持不变），玻璃泡中封闭有一定量的理想空气.玻璃管的容积 和玻璃泡的容积相比可以忽略不计.根据玻璃管中水柱距离水槽的高度 在玻璃管 上进行标定温度 . （1）温度越高在玻璃管上标定的位置是越偏上还是越偏下？ [答案] 越偏下 解析 玻璃泡中的气体压强与大气压 的关系为 ，该过程为等容过程，温度越高， 压强 越大，所以玻璃管中水柱距离水槽的高度 越小，玻璃管上标定的位置越偏下. 题型2 气体的等容变化规律 10 （2）玻璃管上标定的刻度是否均匀？请通过适当的公式进行推理说明. [答案] 均匀，见解析 解析 设初始温度为 ，玻璃管中水柱距离水槽的高度为 ，温度变化过程属于等容变化，则 有 ， 可得 ， ， 解得 ， 与 为一次函数关系式，所以玻璃管上标定的刻度是均匀的. 题型2 气体的等容变化规律 11 （3）当水柱高度为 时，小明查询到当前室温为 ，在该处标注好温度.他再根据标准 大气压 ，推算出水柱高度为 时对应温度为 ，并标记在玻璃管上.如果当时的大气压 小于标准大气压，则当液柱高度为 时，实际的温度是高于 还是低于 ？请通过适当的 公式进行推理说明. [答案] 低于 ，见解析 解析 由题意， ， ， 因为 减小，所以 减小