《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計(jì)劃 高考必考題突破講座（12）氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題策略學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計(jì)劃 高考必考題突破講座（12）氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題策略學(xué)案（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 高考必考題突破講座(十二)氣體實(shí)驗(yàn)定律的解題策略 題型特點(diǎn) 考情分析 命題趨勢(shì) 氣體實(shí)驗(yàn)定律的研究對(duì)象為一部分氣體或多部分氣體的高考題各占一半，研究對(duì)象為多部分氣體的問題，更能考查學(xué)生綜合分析能力，題型多為計(jì)算題或綜合性的選擇題，題目難度中等 2017·全國(guó)卷Ⅰ，33(2) 2016·全國(guó)卷Ⅱ，33(2) 高考對(duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律或理想氣體狀態(tài)方程的考查頻率很高，多以大題出現(xiàn)，選擇題常與分子動(dòng)理論及熱力學(xué)定律綜合，預(yù)測(cè)2019年高考中本知識(shí)會(huì)以計(jì)算題形式出現(xiàn) 1．應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律及理想氣體狀態(tài)方程流程圖 ―→―→―→ 2．涉及問題 研究對(duì)象必須是質(zhì)量一定的氣體．

2、 ?解題方法 1．玻意耳定律(等溫變化) 2．查理定律(等容變化) 3．蓋－呂薩克定律(等壓變化) ?答題步驟 1．確定研究對(duì)象：它可以是由兩個(gè)或多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，也可以是全部氣體和某一部分氣體．(狀態(tài)變化時(shí)質(zhì)量必須一定) 2．確定狀態(tài)參量：找出變化前后的p、V、T數(shù)值或表達(dá)式． 3．認(rèn)識(shí)變化過程：除題設(shè)條件指明外，常需通過研究對(duì)象跟周圍環(huán)境的相互關(guān)系來確定． 4．列方程求解． ?規(guī)范解答 1．文字?jǐn)⑹鲱惖念}目要規(guī)范解答，指代具體．例如，對(duì)某部分氣體應(yīng)用玻意耳定律列方程． 2．認(rèn)真審題，不要因粗心大意失分．例如，T的單位是開爾文，不是攝氏度． 角度1　與圖象

3、有關(guān)的綜合問題 與p-T、V-T圖象有關(guān)的問題，常與氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)定律、氣體的微觀解釋等相結(jié)合，比其他單獨(dú)命題的題目難度大些，需要考生全面掌握、靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)． 角度2　關(guān)聯(lián)“多系統(tǒng)”氣體狀態(tài)變化問題 多個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系的定質(zhì)量氣體問題，往往以壓強(qiáng)建立起系統(tǒng)間的關(guān)系，各系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行狀態(tài)分析，要確定每個(gè)研究對(duì)象的變化性質(zhì)，分別應(yīng)用相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律，并充分應(yīng)用各研究對(duì)象之間的壓強(qiáng)、體積、溫度等量的有效關(guān)聯(lián)．若活塞可自由移動(dòng)，一般要根據(jù)活塞平衡確定兩部分氣體的壓強(qiáng)關(guān)系． 角度3　關(guān)聯(lián)“多過程”氣體狀態(tài)變化問題 研究對(duì)象(一定質(zhì)量的氣體)發(fā)生了多種不同性質(zhì)的變化，表現(xiàn)出“多過程”現(xiàn)象．對(duì)

4、于“多過程”現(xiàn)象，則要確定每個(gè)有效的“子過程”及其性質(zhì)，選用合適的實(shí)驗(yàn)定律，并充分應(yīng)用各“子過程”間的有效關(guān)聯(lián)．解答時(shí)，特別注意變化過程可能的“臨界點(diǎn)”，找出臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)參量，在“臨界點(diǎn)”的前、后可以形成不同的“子過程”． 角度4　變質(zhì)量氣體問題 分析變質(zhì)量問題時(shí)，可通過巧妙地選擇研究對(duì)象，使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體問題，用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解． (1)打氣問題：選擇原有氣體和即將充入的氣體作為研究對(duì)象，就可把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題． (2)抽氣問題：將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對(duì)象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可以看成是等溫膨脹過程． (

5、3)灌氣問題：把大容器中的剩余氣體和多個(gè)小容器中的氣體整體作為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題． (4)漏氣問題：選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對(duì)象，便可使問題變成一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化，可用理想氣體的狀態(tài)方程求解． [例1]一定質(zhì)量的理想氣體，從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示．圖中TA、VA和TD為已知量． (1)從狀態(tài)A到B，氣體經(jīng)歷的是__等容__(選填“等溫”“等容”或“等壓”)過程； (2)從B到C的過程中，氣體的內(nèi)能__不變__(選填“增大”“減小”或“不變”)； (3)從C到D的過程中，氣體對(duì)外__做負(fù)功_

6、_(選填“做正功”“做負(fù)功”或“不做功”)，同時(shí)__放熱__(選填“吸熱”或“放熱”)； (4)氣體在狀態(tài)D時(shí)的體積VD＝?。?！　　###． 解析　本題主要考查理想氣體V-T圖象的變化過程分析和熱力學(xué)第一定律的理解，解題的關(guān)鍵是通過V-T圖象分析各狀態(tài)參量的變化，以及明確應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)各物量正、負(fù)的意義．(1)由V-T圖象知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，氣體體積不變，即等容過程；(2)從B到C過程，氣體溫度不變，內(nèi)能不變；(3)從C到D過程，氣體的體積變小，溫度降低，氣體對(duì)外界做負(fù)功；由熱力學(xué)第一定律可判斷氣體放出熱量；(4)由氣體狀態(tài)方程＝，結(jié)合pA＝pD得VD＝ [例2](2017·全國(guó)

7、卷Ⅰ)如圖，容積均為V的氣缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，A、B的頂部各有一閥門K1、K3；B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)．初始時(shí)，三個(gè)閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過K1給氣缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉K1.已知室溫為27 ℃，氣缸導(dǎo)熱． (1)打開K2，求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)； (2)接著打開K3，求穩(wěn)定時(shí)活塞的位置； (3)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20 ℃，求此時(shí)活塞下方氣體的壓強(qiáng)． 解析　(1)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1，依題意，被活塞分開的兩

8、部分氣體都經(jīng)歷等溫過程．由玻意耳定律得 p0V＝p1V1，　 ① (3p0)V＝p1(2V－V1)，　 ② 聯(lián)立①②式得V1＝，　 ③ p1＝2p0.　 ④ (2)打開K3后，由④式知，活塞必定上升．設(shè)在活塞下方氣體與A中氣體的體積之和為V2(V2≤2V)時(shí)，活塞下氣體壓強(qiáng)為p2.由玻意耳定律得 (3p0)V＝p2V2，　 ⑤ 由⑤式得p2＝p0，　 ⑥ 由⑥式知，打開K3后活塞上升直到B的頂部為止；此時(shí)p2為p′2＝p0． (3)設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為p3，氣體溫度從T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容過程中，由查理定律得 ＝，　 ⑦ 將有關(guān)

9、數(shù)據(jù)代入⑦式得 p3＝1.6p0． 答案　(1)　2p0　(2)見解析　(3)1.6 p0 [例3]如圖，兩個(gè)側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的相同汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細(xì)管連通，頂部的細(xì)管帶有閥門K.兩汽缸的容積均為V0，汽缸中各有一個(gè)絕熱活塞(質(zhì)量不同，厚度可忽略)．開始時(shí)K關(guān)閉，兩活塞下方和右活塞上方充有氣體(可視為理想氣體)，壓強(qiáng)分別為p0和；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為.現(xiàn)使汽缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后打開K，經(jīng)過一段時(shí)間，重新達(dá)到平衡．已知外界溫度為T0，不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦，求： (1)

10、恒溫?zé)嵩吹臏囟萒； (2)重新達(dá)到平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx． 解析　(1)與恒溫?zé)嵩唇佑|后，在K未打開時(shí)，右活塞不動(dòng)，兩活塞下方的氣體經(jīng)歷等壓過程，由蓋—呂薩克定律得＝， ① 由此得T＝T0. ② (2)由初始狀態(tài)的力學(xué)平衡條件可知，左活塞的質(zhì)量比右活塞的大，打開K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必須升至汽缸頂才能滿足力學(xué)平衡條件． 汽缸頂部與外界接觸，底部與恒溫?zé)嵩唇佑|，兩部分氣體各自經(jīng)歷等溫過程，設(shè)左活塞上方氣體壓強(qiáng)為p，由玻意耳定律得 pVx＝·， ③ (p＋p0)(2V0－Vx)＝p0·V0， ④ 聯(lián)立③④得6V－V0Vx－V＝0.其一解為Vx＝，

11、⑤ 另一解Vx＝－V0，不合題意，舍去． 答案　(1)T0　(2)V0 [例4](2017·湖北武漢質(zhì)檢)某醫(yī)院使用的氧氣瓶容積為32 L，在溫度為27 ℃時(shí)瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)為15 atm，按規(guī)定當(dāng)使用到17 ℃時(shí)壓強(qiáng)降到1 atm，便應(yīng)重新充氣．該醫(yī)院在22 ℃時(shí)，平均每天用0.1 atm的氧氣429 L，問一瓶氧氣能用多少天？ 解析　設(shè)一瓶氧氣能用n天，據(jù)題意，氣體初態(tài)時(shí)p0＝15 atm，V0＝32 L，T0＝300 K． n天用掉的氧氣 p1＝0.1 atm，V1＝429n L，T1＝295 K． 瓶?jī)?nèi)剩余的氧氣 p2＝1 atm，V2＝32 L，T2＝290 K． 由分態(tài)式

12、理想氣體狀態(tài)方程得 ＝＋，代入數(shù)據(jù)得n≈10， 所以一瓶氧氣能用10天． 答案　10天 1．(多選)一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示的a→b、b→c、c→d、d→a四個(gè)過程，其中bc的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，da與bc平行．則氣體體積在(　AB　) A．a(chǎn)→b過程中不斷增加 B．b→c過程中保持不變 C．c→d過程中不斷增加 D．d→a過程中保持不變 解析　因?yàn)閎c的延長(zhǎng)線通過原點(diǎn)，所以bc是等容線，即氣體體積在b→c過程中保持不變，選項(xiàng)B正確；ab是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，選項(xiàng)A正確；cd是等壓線，溫度降低則體積減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；連接aO交

13、cd于e，則ae是等容線，即Va＝Ve，因?yàn)閂d＜Ve，所以Vd＜Ve，所以d→a過程中體積不是保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．(2018·江蘇鎮(zhèn)江模擬)容積為2 L的燒瓶，在壓強(qiáng)為1.0×105 Pa時(shí)，用塞子塞住，此時(shí)溫度為27 ℃；當(dāng)把它加熱到127 ℃時(shí)，塞子被打開了，稍過一會(huì)兒，重新把塞子塞好，停止加熱并使它逐漸降溫到27 ℃，求： (1)塞子打開前的最大壓強(qiáng)； (2)27 ℃時(shí)剩余空氣的壓強(qiáng)． 解析　塞子打開前，瓶?jī)?nèi)氣體的狀態(tài)變化為等容變化．塞子打開后，瓶?jī)?nèi)有部分氣體會(huì)逸出，此后應(yīng)選擇瓶中剩余氣體為研究對(duì)象，再利用查理定律求解． (1)塞子打開前，選瓶中氣體為研究對(duì)象 初態(tài)

14、p1＝1.0×105 Pa，T1＝(273＋27) K＝300 K． 末態(tài)p2＝？，T2＝(273＋127) K＝400 K． 由查理定律可得p2＝＝×1.0×105 Pa≈1.33×105 Pa． (2)重新將塞子塞緊后，選瓶中剩余氣體為研究對(duì)象 初態(tài)p1′＝1.0×105 Pa，T1′＝400 K． 末態(tài)p2′＝？，T2′＝300 K． 由查理定律可得p2′＝＝×1.0×105＝0.75×105 Pa． 答案　(1)1.33×105 Pa　(2)0.75×105 Pa 3．一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的圓柱形汽缸內(nèi)，汽缸壁導(dǎo)熱良好，活塞可沿汽缸壁無摩擦地滑動(dòng)．開始

15、時(shí)氣體壓強(qiáng)為p，活塞下表面相對(duì)于汽缸底部的高度為h，外界的溫度為T0.現(xiàn)取質(zhì)量為m的沙子緩慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完時(shí)，活塞下降了.若此后外界的溫度變?yōu)門，求重新達(dá)到平衡后氣體的體積．已知外界大氣的壓強(qiáng)始終保持不變，重力加速度大小為g． 解析　設(shè)汽缸的橫截面積為S，沙子倒在活塞上后，對(duì)氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Δp，由玻意耳定律得 phS＝(p＋Δp)(h－h(huán))S， ① 解得Δp＝p， ② 外界的溫度變?yōu)門后，設(shè)活塞距底面的高度為h′，根據(jù)蓋—呂薩克定律，得＝， ③ 解得h′＝h， ④ 據(jù)題意可得Δp＝， ⑤ 氣體最后的體積V＝Sh′， ⑥ 聯(lián)立②④⑤⑥式得V＝． 答案

16、　 4．如圖所示，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0 ℃的水槽中，B的容積是A的3倍．閥門S將A和B兩部分隔開．A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體．U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低60 mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等．假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積． (1)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)； (2)將右側(cè)水槽的水從0 ℃加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為60 mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫． 解析　(1)在打開閥門S前，兩水槽水溫均為T0＝273 K．設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為p1，體積為V1＝VB，玻璃泡

17、C中氣體的壓強(qiáng)為pC，依題意有p1＝pC＋Δp， ① 式中Δp＝60 mmHg.打開閥門S后，兩水槽水溫仍為T0，設(shè)玻璃泡B中氣體的壓強(qiáng)為pB，依題意，有p2＝pB＝pC， ② 玻璃泡A和B中氣體的體積V2＝VA＋VB， ③ 根據(jù)玻意耳定律得p1V1＝p2V2， ④ 聯(lián)立①②③④式，并代入已知數(shù)據(jù)得pC＝Δp＝180 mmHg. ⑤ (2)當(dāng)右側(cè)水槽的水溫加熱至T′時(shí)，U形管左右水銀柱高度差為Δp玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)p′C＝pB＋Δp， ⑥ 玻璃泡C的氣體體積不變，根據(jù)查理定律得＝， ⑦ 聯(lián)立②⑤⑥⑦式，并代入題給數(shù)據(jù)得T′＝364 K． 答案　(1)180 mmHg　

18、(2)364 K 5．(2018·江西南昌模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體密封在體積為V0的容器中，室溫為T0＝300 K，有一光滑導(dǎo)熱活塞C(不占體積)將容器分成A、B兩室，B室的體積是A室的兩倍，A室容器連接有一U形管(U形管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì))，兩邊水銀柱高度差為76 cm，B室容器連接有一閥門K，可與大氣相通．(外界大氣壓強(qiáng)P0＝76 cmHg) (1)將閥門K打開后，A室的體積變成多大？ (2)在(1)的情況下，將容器加熱到500 K，U形管內(nèi)兩邊水銀面的高度差為多少？ 解析　(1)打開閥門，A室內(nèi)氣體壓強(qiáng)最終會(huì)與外界相同，氣體做等溫變化． pA1＝(76＋76)

19、cmHg，體積VA1＝V0， pA2＝76 cmHg， 由玻意耳定律得pA1VA1＝pA2VA2， 代入數(shù)據(jù)解得VA2＝V0． (2)從T0＝300 K升高到T，體積恰好變?yōu)閂0，該過程氣體做等壓變化，由蓋—呂薩克定律得＝，解得T＝450 K． T1＝500 K＞450 K，故從T＝450 K升高到T1＝500 K，壓強(qiáng)變?yōu)閜A3，該過程氣體做等容變化，由查理定律得＝， 代入數(shù)據(jù)解得pA3＝p0， Δp＝p0＝8.4 cmHg， 加熱到500 K時(shí)，水銀面高度差為8.4 cm． 答案　(1)V0　(2)8.4 cm 6．(2017·山東濟(jì)南模擬)如圖甲所示是一定質(zhì)量的氣體由

20、狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V－T圖象．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)是1.5×105 Pa (1)寫出從A到B過程中壓強(qiáng)變化的情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計(jì)算圖中TA的值； (2)請(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p－T圖線，并在圖線相應(yīng)位置上標(biāo)出字母A、B、C.如果需要計(jì)算才能確定有關(guān)坐標(biāo)值，請(qǐng)寫出計(jì)算過程． 解析　(1)由圖甲可以看出，A與B的連線的延長(zhǎng)線過原點(diǎn)O，所以從A到B是一個(gè)等壓變化過程，即pA＝pB． 根據(jù)蓋—呂薩克定律可得＝， 所以TA＝＝ K＝200 K． (2)由圖甲可以看出，從B到C是一個(gè)等容變化過程，根據(jù)查理定律得＝， 所以pC＝＝ Pa＝2.0×105 Pa， 則可作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的p－T圖象如圖所示． 答案　(1)見解析　(2)如圖所示 9