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2018粤教版高中物理选修(3-3)第14点《气体实验三定律的比较》精讲精练

第14点 气体实验三定律的比较

2018粤教版高中物理选修(3-3)第14点《气体实验三定律的比较》精讲精练

2018粤教版高中物理选修(3-3)第14点《气体实验三定律的比较》精讲精练

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2018粤教版高中物理选修(3-3)第14点《气体实验三定律的比较》精讲精练

对点例题 长为100cm 的内径均匀的细玻璃管,一端封闭,另一端开口,当开口竖直向上时,用20cm 水银柱封住l 1=49cm 长的空气柱,如图1所示,当开口竖直向下时(设当时大气压强为76cmHg),管内被封闭的空气柱长为多少? 解题指导 设玻璃管的横截面积为S ,初状态:

1

p 1=(76+20) cmHg ,V 1=l 1S

设末状态时(管口向下)无水银溢出,管内被封闭的空气柱长为l 2 p 2=(76-20) cmHg ,V 2=l 2S

根据玻意耳定律有:p 1V 1=p 2V 2,解得:l 2=84cm.

因84cm +20cm =104cm>100cm(管长),这说明水银将要溢出一部分,原假设的末状态时(管口向下)无水银溢出不合理,求出的结果是错误的,故必须重新计算. 设末状态管内剩余的水银柱长为x ,则: p 2=(76-x ) cmHg ,V 2=(100-x )S 根据玻意耳定律p 1V 1=p 2V 2

得:(76+20)×49S =(76-x )(100-x )S , 即:x 2-176x +2896=0,

解得:x ≈18.4cm ,x ′≈157.6cm(舍去) 所求空气柱长度为:100cm -x =81.6cm.

答案 81.6cm

易错辨析 (1)解物理题一定要注意分析讨论答案的合理性,否则像本题若求出空气柱长84cm 后,就草草收场,必然导致错误结果.

(2)要注意挖掘题目中物理过程的多种可能性,对存在多种可能性的问题,求解时可假设其中一种情况进行推理论证.

2018粤教版高中物理选修(3-3)第14点《气体实验三定律的比较》精讲精练

一活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,初始时气体体积为3.0×10-

3m 3.此时气体的温

度和压强分别为300K 和1.0×105Pa.一段时间后,测得气体的温度和压强分别为320K 和1.0×105Pa.

(1)求此时气体的体积.

(2)再保持温度不变,在活塞上施加一作用力,使稳定后气体压强变为8.0×104Pa ,求此时气体的体积.

答案 (1)3.2×10-

3m 3 (2)4.0×10-

3m 3

解析 (1)以气缸内封闭气体为研究对象,初状态: V 1=3.0×10-

3m 3,T 1=300K ,p 1=1.0×105Pa

末状态:T 2=320K ,p 2=1.0×105Pa 由理想气体状态方程 p 1V 1T 1=p 2V 2

T 2

得V 2=p 1V 1T 2p 2T 1=3.2×10-3m 3

(2)由玻意耳定律得p 2V 2=p 3V 3 V 3=p 2V 2p 3

=4.0×10-

3m 3