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1、專題十二 氣體的性質雷區(qū)掃描本部分常見的失分點有：1.不善于靈活、正確提取研究對象，恰當?shù)睦脷怏w規(guī)律；2.不能正確地確定氣體的狀態(tài)參量；3.推理和運算能力不熟練；4.沒有理解氣體的等溫、等容和等壓變化過程圖象的物理意義，沒有掌握它們的特點.產(chǎn)生以上失誤的原因是沒有對氣體的三個狀態(tài)參量進行深入的理解，解題過程不規(guī)范，缺乏從所給材料中提取有用的信息的能力.排雷示例例1.( 全國)在一密封的啤酒瓶中，下方為溶有CO2的啤酒，上方為純CO2氣體.在20時，溶于啤酒的CO2的質量為mA=1.05010-3 kg，上方氣體狀態(tài)的CO2的質量mB=0.13710-3 kg，壓強為p0=1標準大氣壓.當溫度

2、升高到40時，啤酒中溶解的CO2的質量有所減少，變?yōu)?mA=mA-m，瓶中氣體CO2的壓強上升到p1.已知=0.60，啤酒的體積不因溶入CO2而變化，且不考慮容器體積和啤酒體積隨溫度的變化，又知對同種氣體，在體積不變的情況下與m成正比.試計算p1等于多少標準大氣壓(結果保留兩位有效數(shù)字).雷區(qū)探測本題主要考查學生對氣體實驗定律及狀態(tài)方程的適用條件的理解，同時考查學生對新知識的接受能力，是個很新穎的題目.雷區(qū)診斷個別同學誤認為啤酒瓶上方的CO2氣體，做等容變化，由查理定律有： =，即：=,得p1=大氣壓.實際上，由題中可知，啤酒上方的CO2氣體的質量隨溫度的升高而有所增加，氣體實驗三定律或狀態(tài)方

3、程已不能直接運用，錯解考生正是死套公式的結果.解答此題首先由題中給出的溶入啤酒CO2的質量變化，根據(jù)啤酒瓶內(nèi)CO2的總質量守恒確定出啤酒上方CO2氣體在40時的總質量，然后由題中所給出的對同種氣體體積不變時，與m成正比的條件，建立方程求解.正確解答 在40時，溶入啤酒的CO2的質量為mAmAm因質量守恒，氣態(tài)CO2的質量為mBmB+m由題設,=0.60由于對同種氣體，體積不變時，與m成正比，可得=由以上各式解得p1=p0解得p1=1.6標準大氣壓例2.（1999年上海）如圖均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長.管的橫截面積為S，內(nèi)裝密度為的液體.右管內(nèi)有一質量為m的活塞擱在固定卡口上

4、，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無摩擦且不漏氣.溫度為T0時，左、右管內(nèi)液面高度相等，兩管內(nèi)空氣柱長度均為L，壓強均為大氣壓強p0.現(xiàn)使兩邊溫度同時逐漸升高，求：圖121(1)溫度升高到多少時，右管活塞開始離開卡口上升?(2)溫度升高到多少時，左管內(nèi)液面下降h?雷區(qū)探測本題因涉及到兩部分氣體，一些同學因不能正確選擇研究對象而出現(xiàn)失誤，有的同學因不能正確分析右管氣體的狀態(tài)變化而出現(xiàn)失誤，本題要求學生有較強的綜合分析能力和應變能力.雷區(qū)診斷開始時，兩管中氣體壓強為p0，此時，卡口對活塞的支持力大小即為活塞重力大小，當溫度升高時，管內(nèi)氣體壓強增大，但因活塞有重力，所以活塞開始一段時間內(nèi)不動，因兩管

5、中氣體質量、種類都相同，因此升高相同的溫度其壓強變化量相同，由此可以判定，在右管活塞離開卡口上升之前，氣體做等容變化.對第（2）問，要注意，左管液面下降h，則右管液面要上升h，兩管液面高度差為2h，同時應知道，右管中活塞上升后，右管中氣體做等壓變化，之后由狀態(tài)方程即可求得.正確解答 （1）右管內(nèi)氣體為等容過程 =p1p0mg/S由、式得T1T0（1）(2)對左管內(nèi)氣體列出狀態(tài)方程p2p0mg/S2gh2（h）S所以T2（p0mg/S2gh）（h）例3.（1998年上海）如圖所示，一個具有均勻橫截面的不導熱的封閉容器，被一不導熱活塞分成A、B兩部分.A、B中充有同種理想氣體，活塞可無摩擦地左右移

6、動.開始時A、B的體積分別為VA2、B，溫度分別為TA和TB，兩邊壓強均為p，圖122活塞處于平衡狀態(tài).現(xiàn)用某種方法使活塞能導熱而發(fā)生移動，最后，兩部分氣體溫度相同，兩邊的壓強仍為p.試求：(1)最終狀態(tài)時，A、B兩部分氣體體積之比AB.(2)最終狀態(tài)時，A、B兩部分氣體的溫度T .雷區(qū)探測本題考查重點是理想氣體狀態(tài)方程，要求學生對兩部分氣體分別列氣態(tài)方程，且注意無論活塞怎樣移動，兩部分氣體體積之和不變.雷區(qū)診斷部分同學因在解題過程中把氣體的狀態(tài)參量調(diào)換而導致失誤，個別同學不能找出兩部分氣體的聯(lián)系紐帶而出現(xiàn)失誤.正確解答 (1)/，并注意VA2，B得2（2）+,并注意VA2，B及ABVA+VB

7、=3得T =例4.（2000年上海）如圖所示，粗細均勻，兩端開口的U形管豎直放置，管的內(nèi)徑很小，水平部分BC長14 cm.一空氣柱將管內(nèi)水銀分隔成左右兩段.大氣壓強相當于高為76 cm水銀柱的壓強.圖123(1)當空氣柱溫度為T0273 K，長為l08 cm時，BC管內(nèi)左邊水銀柱長2 cm，AB管內(nèi)水銀柱長也是2 cm，則右邊水銀柱總長是多少?(2)當空氣柱溫度升高到多少時，左邊的水銀恰好全部進入豎直管AB內(nèi)?(3)當空氣柱溫度為90 K時，兩豎直管內(nèi)水銀柱上表面高度各為多少?雷區(qū)探測本題考查對氣體狀態(tài)變化的分析，要求學生能準確找出被封氣柱在各個階段的各個狀態(tài)參量的變化特點，要求學生有較強的綜

8、合分析能力和推理、計算能力.雷區(qū)診斷分析氣柱的變化情況：狀態(tài):p1=p0+2,V1=8 S,T1=T0,左管水銀恰好全部進入豎直管中，右邊豎直CD內(nèi)水銀柱高度也是4 cm，狀態(tài)：p2=p0+4,V2=12 S，T2=？以后溫度繼續(xù)升高，但因左邊管內(nèi)水銀柱長度不再變化，因此做等壓變化，狀態(tài):p3=p2,V3=?，T3= 490 K，列方程即可求解.正確解答 (1)U形管兩端均開口，所以兩豎直管內(nèi)水銀面高度應相同，即右邊豎直管內(nèi)水銀柱高度為h02 cm右邊水平管內(nèi)水銀柱長度為1l02 cm右邊水銀柱總長是2 cmcm6 cm(2)左邊的水銀全部進入豎直管內(nèi)時，兩豎直管內(nèi)水銀柱高度均為h14 cm此

9、時,右邊水平管內(nèi)水銀柱長度為2 cm，所以空氣柱長為l114 cm2 cm12 cm所以T1T027320 (3)設溫度為T290 時，空氣柱長為l2等壓過程所以l2T290cm1cm其中有2 cm氣柱進入右邊豎直管內(nèi)所以右管內(nèi)水銀面高度為h14 cm左邊管內(nèi)水銀面高度為h24 cm2 cm6 cm排雷演習1.如圖124所示，某水銀氣壓計的玻璃管頂端高出水銀槽液面1 m，因上部混入少量空氣，使其讀數(shù)不準.當氣溫為27，標準氣壓計讀數(shù)為76cmHg，該氣壓計讀數(shù)為70 cmHg.圖124(1)在相同氣溫下，若用該氣壓計測量氣壓，測得讀數(shù)為68 cmHg，則實際氣壓應為多少?(2)若氣溫為-3時，

10、用該氣壓計測得氣壓計讀數(shù)仍為70 cmHg，則實際氣壓為多少?2.圖125中直線AB為一定質量的理想氣體等容過程的pt圖線，原點O處的壓強p=0，溫度t=0.現(xiàn)先使該氣體從狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)過一等溫膨脹過程，體積變?yōu)樵瓉淼?倍，然后保持體積不變，緩慢加熱氣體，使之達到某一狀態(tài)F.此時其壓強等于狀態(tài)B的壓強.試用作圖方法，在所給的pt圖上畫出F的位置.圖1253.如圖126所示，U形管內(nèi)分別由水銀封有l(wèi)1、l2兩部分氣體，若水銀和管的熱膨脹不計，則下列陳述中正確的有 圖126A.只對l1加熱，則h變小，氣柱l2的長度減小B.只對l2加熱，則h不變，氣柱l2的長度增加C.使l1、l2同時升高相同的溫度

11、，則l1增大，h減小(無水銀溢出)D.若在右管中再注入一些水銀，h將增大4.如圖127所示，一個絕熱的氣缸，內(nèi)有一個絕熱的活塞，將氣缸分為體積不等的A、B兩部分，活塞可在氣缸內(nèi)無摩擦的滑動.當A內(nèi)充有溫度為20的空氣，B內(nèi)充有10的空氣時，活塞剛好靜止不動.若將A和B中空氣溫度同時升高或降低相同的溫度，那么活塞移動的情況是圖127A.無論是升高還是降低相同的溫度，活塞都是向右運動B.無論是升高還是降低相同的溫度，活塞都是向左運動C.升高相同溫度活塞向左移動，降低相同溫度活塞向右移動D.升高相同溫度活塞向右移動，降低相同溫度活塞向左移動5.一定質量的理想氣體的pt圖象如圖128所示，在氣體由狀態(tài)

12、A變化到狀態(tài)B的過程中，體積的變化情況是圖128A.一定不變B.一定減小C.一定增大D.不能判定怎樣變化6.一個質量可不計的活塞將一定的理想氣體封閉在上端開口的直立圓筒形氣缸內(nèi)，活塞上堆放著鐵砂，如圖129所示.最初活塞擱置在氣缸內(nèi)壁的卡環(huán)上，氣體柱的高度為H0，壓強等于大氣壓強p0.現(xiàn)在對氣體緩慢加熱，當氣體溫度升高了T=60 K時，活塞(及鐵砂)開始離開卡環(huán)而上升.繼續(xù)加熱直到氣柱高度為H1=1.5 H0.此后，在維持溫度不變的條件下逐漸取走鐵砂，直到鐵砂全部被取走時，氣柱高度變?yōu)镠2=1.8 H0，求此時氣體的溫度.(不計活塞與氣缸之間的摩擦).圖1297.麥克勞真空計是一種測量極稀薄氣

13、體壓強的儀器，其基本部分是一個玻璃連通器，其上端玻璃管A與盛有待測氣體的容器連接，其下端D經(jīng)過橡皮軟管與水銀容器R相通，如圖1210所示.圖中K1、K2是互相平行的豎直毛細管，它們的內(nèi)徑皆為d，K1頂端封閉，玻璃泡B與管C相通處刻有標記m.測量時，先降低R使水銀面低于m，如圖(a).逐漸提升R，直到K2中水銀面與K1頂端等高，這時K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示.設待測容器較大，水銀面升降不影響其中壓強，測量過程中溫度不變.已知B(m以上)的容積為V，K1的容積遠小于V，水銀密度為.圖1210(1)試導出上述過程中計算待測壓強p的表達式.(2)已知V=628 cm3，毛細管直徑d=0.3

14、0 mm，水銀密度=13.6103 kg/m3，h=40 mm，算出待測壓強p(計算時取g=10 m/s2，結果保留兩位有效數(shù)字).8.如圖1211所示，為測量某種易溶于水、形狀不規(guī)則、小顆粒狀的礦物質的密度的裝置.測量步驟如下：先打開開關S，容器C與大氣相通，上、下移動盛有水銀的連通器D，使水銀面在E處；關閉S，升起D，使水銀面到達B處，這時連通器中兩管內(nèi)水銀面的高度差h1=15 cm.再打開S，把440 g礦物質放入C中，移動D，使水銀面重新在E處；關閉S，上移D，使左端的水銀面又到達B處，此時兩管中的水銀面的高度差h2=25 cm，已知大氣壓強p0=75 cmHg，容器C和AB管的總體積為V=1000 cm3，測量過程中溫度不變.求礦物質的密度.