第二章 第3节 气体的等压变化和等容变化 综合训练-【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 3 第3节综合训练 刷能力 2 1.[湖南衡阳2023高二下期末] 如图所示，粗细均匀的弯管，左侧 、 两处液面上方分别封闭一 段气体，右侧开口处与大气相通. 与 、 与 两处液面的高度差分别为 、 .现用一轻质活 塞封住开口处一段气体.活塞不计质量且可在弯管内无摩擦滑动，大气压强为 ，装置气密性良 好，右侧开口端与活塞足够远.下列说法正确的是( ) C A. 、 液面之间气体压强为 B.若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体， 处液面位置会移动 C.若缓慢向上推动活塞， 处液面上升， 处上方气体压强增大 D.若加热 处上方的气体， 、 液面之间气体的体积不变 3 解析 由于活塞是轻质的，不考虑其重力，对活塞分析可知， 处气体的压强为 ，设 、 液 面之间的气体压强为 ，对 、 两处液面分析有 ，可得 ,A错误； 若仅缓慢加热右侧轻活塞处封闭的气体，对轻质活塞分析可知 处气体的压强始终为 ，气体发 生等压变化，温度升高，体积增大，可知 处液面位置不会移动，而活塞将下移，B错误；若缓 慢向上推动活塞， 处气体的压强增大，则 处上方气体压强增大， 处液面上升，C正确；若 加热 处上方的气体，该处气体体积增大， 处液面下降， 处液面上升，若 、 液面之间气 体的体积不变，则 处液面上升， 处液面下降， 增大，由 可知， 、 液面 之间气体的压强减小，而其温度不变，则 、 液面之间气体的体积一定发生变化，D错误. 4 2.[江苏南通2023高二下期中] 如图所示， 的氧气和 的氢气体积相同，汞柱在连通两 容器的细管中央，下列叙述正确的是( ) C A.当氧气和氢气的温度都升高 时，汞柱不移动 B.当氧气和氢气的温度都升高 时，汞柱将向左移 C.当氧气温度升高 ，氢气温度升高 时，汞柱向左移 D.当氧气温度升高 ，氢气温度升高 时，汞柱不会移动 5 【思路导引】本题可利用假设法，假设气体的体积不变，根据等容变化判断出氧气和氢气的压强变化量，从而判断出汞柱的移动方向. 6 【方法总结】液柱、活塞移动问题的解题方法 当被封闭的气体的状态发生变化时，将引起与之关联的液体、活塞发生移动，此类问题的特点是气体的状态参量发生变化，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，然后应用气体实验定律求解.一般思路如下： 7 （1）先假设液柱（或活塞）不发生移动,两部分气体均做相应的等容变化. （2）对两部分气体分别应用查理定律的推论式 ,求出每一部分气体压强的变化量 ,并 加以比较. .如果液柱（或活塞）两端的横截面积相等,若 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 值较小的一方移动;若 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 较大的一方移动;若 相等，则液柱（或活塞）不移动. .如果液柱（或活塞）两端的横截面积不相等,则应考虑液柱（或活塞）两端的受力变化 , 若 均大于零,则液柱（或活塞）向 较小的一方移动;若 均小于零,则液柱（或活塞）向 较大的一方移动;若 相等，则液柱（或活塞）不移动. 8 解析 假设两部分气体的体积不变，设气体初始状态的参量为 、 ，末状态参量为 、 ，温度变化为 ，压强变化为 ，由查理定律有 ，可得 ，开始时两部分气体的压强 相同， ，若变化过程中 相同，由 ，得 ，所以汞柱向右移动，故A、B错误.开始时两部分气体的压强 相同， ， ，若 ， ，由 ，得 ，所以汞柱向左移，故C正确，D错误. 9 3.[江西临川一中2022高二下月考] 如图所示，两个内壁光滑的导热汽缸通过一个质量 不能忽略的“工”字形活塞封闭了 、 两部分气体.下面汽缸的横截面积大于上面汽 缸的横截面积，现使环境温度降低 ，外界大气压强保持不变，下列说法正确的 是( ) A A.活塞下降 B.活塞上升 C.活塞静止不动 D.不能确定 10 解析 初态时，对活塞整体受力分析有 ，对上面汽缸受力分析有 .末态时，对活塞整体受力分析有 ，对上面汽缸受力分析有 ，联立解得 ， .对 、 气体，根据理想气体状态方程可得 ， ，因为温度降低， ， ，则 、 均变小，活塞下降.故选A. 11 4.如图所示，一玻璃管上端开口下端封闭，上管内径小于下管内径，管内用水银封住一定质量 的气体，在大气压强不变的情况下，气体温度缓慢升高，水银全部进入上管且未溢出，此过程 中气