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1、專題十二 氣體的性質(zhì)雷區(qū)掃描本部分常見的失分點(diǎn)有：1.不善于靈活、正確提取研究對象，恰當(dāng)?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(yùn)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(diǎn).產(chǎn)生以上失誤的原因是沒有對氣體的三個(gè)狀態(tài)參量進(jìn)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.(2001年全國)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(shí)，溶于啤酒的CO2的質(zhì)量為mA=1.05010-3 kg，上方氣體狀態(tài)的CO2的質(zhì)量mB=0.13710-3 kg，壓強(qiáng)為p0=1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

2、.當(dāng)溫度升高到40時(shí)，啤酒中溶解的CO2的質(zhì)量有所減少，變?yōu)?mA=mA-m，瓶中氣體CO2的壓強(qiáng)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(jì)算p1等于多少標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).雷區(qū)探測本題主要考查學(xué)生對氣體實(shí)驗(yàn)定律及狀態(tài)方程的適用條件的理解，同時(shí)考查學(xué)生對新知識的接受能力，是個(gè)很新穎的題目.雷區(qū)診斷個(gè)別同學(xué)誤認(rèn)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(shí)際上，由題中可知，啤酒上方的CO2氣體的質(zhì)量隨溫度的升高而有所增加，氣體實(shí)驗(yàn)三定律

3、或狀態(tài)方程已不能直接運(yùn)用，錯(cuò)解考生正是死套公式的結(jié)果.解答此題首先由題中給出的溶入啤酒CO2的質(zhì)量變化，根據(jù)啤酒瓶內(nèi)CO2的總質(zhì)量守恒確定出啤酒上方CO2氣體在40時(shí)的總質(zhì)量，然后由題中所給出的對同種氣體體積不變時(shí)，與m成正比的條件，建立方程求解.正確解答 在40時(shí)，溶入啤酒的CO2的質(zhì)量為mAmAm因質(zhì)量守恒，氣態(tài)CO2的質(zhì)量為mBmB+m由題設(shè),=0.60由于對同種氣體，體積不變時(shí)，與m成正比，可得=由以上各式解得p1=p0解得p1=1.6標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量為m的活塞擱在固

4、定卡口上，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(shí)，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(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0.現(xiàn)使兩邊溫度同時(shí)逐漸升高，求：圖121(1)溫度升高到多少時(shí)，右管活塞開始離開卡口上升?(2)溫度升高到多少時(shí)，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(xué)因不能正確選擇研究對象而出現(xiàn)失誤，有的同學(xué)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(xué)生有較強(qiáng)的綜合分析能力和應(yīng)變能力.雷區(qū)診斷開始時(shí)，兩管中氣體壓強(qiáng)為p0，此時(shí)，卡口對活塞的支持力大小即為活塞重力大小，當(dāng)溫度升高時(shí)，管內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，但因活塞有重力，所以活塞開始一段時(shí)間內(nèi)不動(dòng)

5、，因兩管中氣體質(zhì)量、種類都相同，因此升高相同的溫度其壓強(qiáng)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(shí)應(yīng)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(gè)具有均勻橫截面的不導(dǎo)熱的封閉容器，被一不導(dǎo)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

6、地左右移動(dòng).開始時(shí)A、B的體積分別為VA2、B，溫度分別為TA和TB，兩邊壓強(qiáng)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(dǎo)熱而發(fā)生移動(dòng)，最后，兩部分氣體溫度相同，兩邊的壓強(qiáng)仍為p.試求：(1)最終狀態(tài)時(shí)，A、B兩部分氣體體積之比AB.(2)最終狀態(tài)時(shí)，A、B兩部分氣體的溫度T .雷區(qū)探測本題考查重點(diǎn)是理想氣體狀態(tài)方程，要求學(xué)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(dòng)，兩部分氣體體積之和不變.雷區(qū)診斷部分同學(xué)因在解題過程中把氣體的狀態(tài)參量調(diào)換而導(dǎo)致失誤，個(gè)別同學(xué)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ABV

7、A+VB=3得T =例4.（2000年上海）如圖所示，粗細(xì)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(qiáng)相當(dāng)于高為76 cm水銀柱的壓強(qiáng).圖123(1)當(dāng)空氣柱溫度為T0273 K，長為l08 cm時(shí)，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(dāng)空氣柱溫度升高到多少時(shí)，左邊的水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)?(3)當(dāng)空氣柱溫度為90 K時(shí)，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(xué)生能準(zhǔn)確找出被封氣柱在各個(gè)階段的各個(gè)狀態(tài)參量的變化特點(diǎn)，要求學(xué)生有

8、較強(qiáng)的綜合分析能力和推理、計(jì)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(jìn)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(yīng)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(jìn)入豎直管內(nèi)時(shí)，兩豎直管內(nèi)水銀柱高度均為h14

9、 cm此時(shí),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(shè)溫度為T290 時(shí)，空氣柱長為l2等壓過程所以l2T290cm1cm其中有2 cm氣柱進(jìn)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(xí)1.如圖124所示，某水銀氣壓計(jì)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(zhǔn).當(dāng)氣溫為27，標(biāo)準(zhǔn)氣壓計(jì)讀數(shù)為76cmHg，該氣壓計(jì)讀數(shù)為70 cmHg.圖124(1)在相同氣溫下，若用該氣壓計(jì)測量氣壓，測得讀數(shù)為68 cmHg，則實(shí)際氣壓應(yīng)為多少?(2)若氣溫為

10、-3時(shí)，用該氣壓計(jì)測得氣壓計(jì)讀數(shù)仍為70 cmHg，則實(shí)際氣壓為多少?2.圖125中直線AB為一定質(zhì)量的理想氣體等容過程的pt圖線，原點(diǎn)O處的壓強(qiáng)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(dá)到某一狀態(tài)F.此時(shí)其壓強(qiáng)等于狀態(tài)B的壓強(qiáng).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(jì)，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(shí)升高相

11、同的溫度，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(gè)絕熱的氣缸，內(nèi)有一個(gè)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(dòng).當(dāng)A內(nèi)充有溫度為20的空氣，B內(nèi)充有10的空氣時(shí)，活塞剛好靜止不動(dòng).若將A和B中空氣溫度同時(shí)升高或降低相同的溫度，那么活塞移動(dòng)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(yùn)動(dòng)B.無論是升高還是降低相同的溫度，活塞都是向左運(yùn)動(dòng)C.升高相同溫度活塞向左移動(dòng)，降低相同溫度活塞向右移動(dòng)D.升高相同溫度活塞向右移動(dòng)，降低相同溫度活塞向左移動(dòng)5.一定質(zhì)量的理想氣體的pt圖象如圖128所示，在氣

12、體由狀態(tài)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(gè)質(zhì)量可不計(jì)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(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0.現(xiàn)在對氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度升高了T=60 K時(shí)，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(shí)，氣柱高度變?yōu)镠2=1.8 H0，求此時(shí)氣體的溫度.(不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦).圖1297.麥克勞真空計(jì)是一種測量

13、極稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器，其基本部分是一個(gè)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(xì)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(biāo)記m.測量時(shí)，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(shí)K1中水銀面比頂端低h，如圖(b)所示.設(shè)待測容器較大，水銀面升降不影響其中壓強(qiáng)，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(yuǎn)小于V，水銀密度為.圖1210(1)試導(dǎo)出上述過程中計(jì)算待測壓強(qiáng)p的表達(dá)式.(2)已知V=628 cm3，毛細(xì)管直徑d

14、=0.30 mm，水銀密度=13.6103 kg/m3，h=40 mm，算出待測壓強(qiáng)p(計(jì)算時(shí)取g=10 m/s2，結(jié)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(zhì)的密度的裝置.測量步驟如下：先打開開關(guān)S，容器C與大氣相通，上、下移動(dòng)盛有水銀的連通器D，使水銀面在E處；關(guān)閉S，升起D，使水銀面到達(dá)B處，這時(shí)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(zhì)放入C中，移動(dòng)D，使水銀面重新在E處；關(guān)閉S，上移D，使左端的水銀面又到達(dá)B處，此時(shí)兩管中的水銀面的高度差h2=25 cm，已知大氣壓強(qiáng)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(zhì)的密度.