玻意耳定律的应用(密)

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玻意耳定律的应用(1)应用玻意耳定律解题的一般步骤:ⅰ)确定研究对象(一般为密封气体);ⅱ)找出状态变化中的两个状态,写状态参量;ⅲ)根据状态变化的特征(等温),列方程P1V1=P2V2,代数求解。1、如图所示,粗细均匀的U形玻璃管,右端开口,左端封闭,管内水银将一部分空气封闭在管中,开口朝上竖直放置时,被封闭的空气柱长24cm,两边水银面高度差为15cm,若大气压为75cmHg,问再向开口端倒入长为46cm的水银柱时,封闭端长度将是多少?15cm2、圆筒形汽缸静置于地面上,如图所示,汽缸筒的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为P0,平衡时汽缸内的容积为V,现用手握住活塞手柄缓慢向上提,设汽缸足够长,在整个上提过程中气体温度不变,并且不计汽缸内气体的重力及活塞与汽缸壁间的摩擦,求将汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。3、如图所示,可沿汽缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒型汽缸分隔成A、B两部分,活塞与汽缸顶部有一弹簧相连。当活塞位于汽缸底部时,弹簧恰好无形变,开始时B内充有一定量的气体,A内是真空。B部分高度为L1=0.1m,此时活塞受到弹簧的力与受的重力大小相等。现将整个装置倒置,达到新的平衡后B部分的高度L2等于多少?设整个过程温度不变。ABBA1(P1,V1,t1)2(P2,V2,t2)二.变质量问题变质量问题:向容器中进行多次抽气或充气属于变质量问题。解题思路:通过巧妙选取研究对象,化质量变化为质量不变,进而运用气体实验定律求解。例题1:一个容积是10L的球,原来盛有1atm的空气,现在想使球内气体压强变为5atm,应向球内打入多少一个标准大气压的空气。(设温度不变)练习1.一个足球的容积是2.5L,用打气筒给这个足球打气,每打依次就把1atm的空气打进去125cm^3,如果足球在打气前内部没有空气,打了40次以后,足球内部空气的压强为多大?例题2:容器的容积为5L,压强为P,用容积为1L的抽气筒向外抽气,在温度不变的条件下,(1)抽1次后容器内气体的压强是多大?(2)抽10次后容器内气体的压强是多大?练习:钢瓶中装有一定质量的气体,现在用两种方法抽钢瓶中的气体,第一种方法是用小抽气机,每次抽出1L气体,共抽取三次,第二种方法是用大抽气机,一次抽取3L气体,这两种抽法中,抽取气体压强较大的是()A.第一种抽法B.第二种抽法C.两种方法一样D.无法判断三.动态分析2.两端开口粗细均匀的U形管中装有水银,右管上端另有一段水银柱,将一部分气体封在管内,水银及空气柱静止时,A、B液面高度差为h,如图所示,若再向管中加入水银,则下列说法中正确的应是()A.若在左臂中加入水银,h将增大,空气柱体积变小B.若在左管中加入水银,h和空气柱体积均不变C.若在右管中加入水银,空气技体积变小,h将变大D.若在右管中加入水银,空气柱体积变小,h不变方法一:运用物理规律(如玻意耳定律)进行推理2、如图所示,粗细均匀的U形管一端封闭,另一端开口,开口端竖直向下,管内由水银封闭一段空气柱,如果沿虚线所示位置把开口一侧的竖直部分截断,保持弯曲部分管子位置不动,则封闭在管内的空气柱()A.体积变小B.体积变大C.压强变小D.任强增大2.在两端开口的U形管中灌有水银,在左管上端另有一小段水银柱,将一部分空气封在管内,如图所示,若将右管内水银取出一些,当重新平衡时()A.左边管内被封闭的空气体积将增大B.U形管内两边水银面高度差将减小C.U形管内两边水银面高度差将增大D.U形管内两边水银面高度差保持不变3.粗细均匀、一端封闭的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中,这时管内水银柱比槽内水银面高出h,水银柱在玻璃管内封有一定质量的气体,空气柱长为L,如图8-1-16所示.若保持水银面外玻璃管的长度不变,而使玻璃管倾斜一定的角度,这时玻璃管内空气柱长度为L′,则L与L′的关系是()A.L′>LB.L′<LC.L′=LD.无法确定方法二:假设法(即先假设是某种情况,运用物理规律(如玻意耳定律)进行推理,得到与假设相矛盾的结论,进而修正假设(即用现在的结论去取代原有假设),最后得到合理结论(正确答案)。气体状态变化的定性判断:1、一根一端封闭玻璃管开口向下插入水银槽中,内封一定质量的气体,管内水银面低于管外,在温度不变时稍向下插一些,下列说法正确的是()(如图所示)A、玻璃管内气体体积减小B、玻璃管内气体体积增大C、管内外水银面的高度差减小D、管内外水银面的高度差增大2.如图1-3所示,上端封闭、粗细均匀的玻璃管中水银柱的上方有少量的空气,如果把玻璃管再向水银槽内插入一些,玻璃管内水银柱的高度和封闭气体的压强的变化是[]A.水银柱高度增大,气体压强增大B.水银柱高度增大,气体压强减小C.水银柱高度减小,气体压强增大D.水银柱高度减小,气体压强减小3.如图所示,均匀的U形管中有一段空气柱,另有水银柱A,B处于平衡态.如果再把U形管从水银槽中往上提起一点,则B段水银柱相对于管壁的运动为()A向上移动B向下移动C不动D不能确定B思考4:如图所示,上端封闭的连通器A、B、C三管中水银面相平,三管横截面面积关系是SA〉SB〉SC。管内水银上方的空气柱长度为LA〈LB〈LC。若从下方通过阀门K流出少量水银(保持三管中均有水银)。则三管中水银面的高度关系是()A、A管中水银面最高B、C管中水银面最高C、一样高D、条件不足,无法确定ABCKA方法二:极限分析法(即把某变化条件“合理外推”到区间的两端,由物理概念或物理规律将矛盾迅速暴露出来,此方法对定性处理选择题填空题中增大、减小、向左、向右等问题时特别方便。但对先增后减或先减后增的情况不适用。“合理外推”指不违背物理概念、规律的约束,应在题设物理情景、条件变化范围内外推★如下页左图所示,粗细均匀竖直放置的玻璃管中,P为一小活塞,有一段水银柱将封闭在玻璃管中的空气分成上、下两部分,活塞和水银柱都静止不动。现在用力向下压活塞,使得活塞向下移动一段距离L,同时水银柱将向下缓慢移动一段距离为H,其中温度不变,试比较L和H的大小。四.P—V图像1、一定质量的气体发生等温变化时的P—V图象如图1所示。图线的形状为双曲线。由于它描述的是温度不变时的P—V关系,因此称它为等温线。气体等温变化的图象VP0t1图1t2P1/V图20T2T12、一定质量的气体,不同温度下的等温线是不同的。在图1中,t1t23、画出P—1/V图象如图2示,图线的形状是通过原点的直线,斜率越大温度越高,T1T22.如图,为一定质量的气体在不同温度下的两条p—1/V图线,由图可知()A.一定质量的气体在发生等温变化时其压强与体积成正比B.一定质量的气体在发生等温变化时其p—1/V图线的延长线是经过坐标原点的C.由图可知T1T2D.由图可知T1T23.图中,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,t为摄氏温度.各图中正确描述一定质量的气体发生等温变化的是()4.(2008年高考物理上海卷9)已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线为汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线,则在整个过程中汽缸内气体的内能()(A)先增大后减小(B)先减小后增大(C)单调变化(D)保持不变p2等温线OV1B解析:由PV/T为恒量,由图像与坐标轴围成的面积表达PV乘积,从实线与虚线(等温线)比较可得出,该面积先减小后增大,说明温度T先减小后增大,内能将先减小后增大。

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