1、2012高考物理二轮复习教案：母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题110、 气体实验定律、理想气体状态方程【方法归纳】气体实验定律包括一定质量的气体等温变化遵循的玻意耳定律、等容变化遵循的查理定律、等压变化遵循的盖吕萨克定律。理想气体是在任何温度、任何压强下都遵循实验定律的气体。理想气体的内能只与温度有关。理想气体状态方程pV/T=恒量。【解析】：设玻璃管开口向上时，空气柱压强为p1= p0+ gl3 式中，和g分别表示水银的密度和重力加
2、速度。玻璃管开口响下时，原来上部的水银有一部分会流出，封闭端会有部分真空。【点评】此题考查压强、气体实验定律等。衍生题1（2011海南物理卷17题（1）如图，容积为V1的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连，压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时，两管中水银面等高，左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为V2。打开气阀，左管中水银下降；缓慢地向上提右管，使左管中水银面回到原来高度，此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为，大气压强为p0，重力加速度为g；空气可视为理想气体，其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强p1。【解析】由气体实验定律及其相关知识可得p1 V1 +p
3、0 V2=( p0+gh)( V1+ V2)，解得p1= p0+gh(1+ V2 /V1)【点评】此题初状态两部分气体，末状态合为一体，增大了难度。衍生题2.（2011山东理综36题（2）气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中，左管C中水银面在O点处，右管D中水银面高出O点=14cm。后将A放入待测恒温槽中，上下移动D，使C中水银面仍在O点处，测得D中水银面高出O点=44cm。（已知外界大气压为1个标准大气压，1标准大气压相当于76cmHg）求恒温槽的温度。此过程A内气体内能 （填“增大”或“减小”），气体不对外做功，气体将
4、 (填“吸热”或“放热”)。【解析】：设恒温槽的温度为T2，由题意知T1=273K。A内气体发生等容变化，根据查理定律得p1/ T1= p1/ T1 p1= p0 + ph1p2= p0 + ph2联立上述三式，代入数据解得T2=364K。此过程A内气体温度升高，内能增大。由热力学第一定律，气体不对外做功，气体将吸热。【答案】364K。 增大 吸热【点评】此题综合考查气体实验定律和热力学第一定律。衍生题3.（2010海南物理第17题)如右图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2p0的理想气体p0和T0分别为大气的压强和温
5、度已知：气体内能U与温度T的关系为U=T，为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的求(i)气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1： (ii)在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q . 【解析】()在气体由压强p=1.2p0下降到p0的过程中，气体体积不变，温度由T=2.4T0变为T1，由查理定律得 ；【点评】此题考查热力学第一定律和气体实验定律等知识点。注意应用查理定律时温度必须变换成热力学温度。衍生题4（2010山东理综第36题）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为v0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由T0=300K升至T1=
6、350K。（1）求此时气体的压强。（2）保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。【点评】 本题考查查理定律和玻意耳定律的应用等知识点，意在考查考生运用知识解决实际问题的能力。注意应用查理定律时温度必须变换成热力学温度。衍生题5（2009年山东卷）一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C，其中AB过程为等压变化，BC过程为等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TB=300K、TB=400K。（1）求气体在状态B时的体积。（2）说明BC过程压强变化的微观原因。（3）没AB过
7、程气体吸收热量为Q，BC过程气体放出热量为Q2，比较Q1、Q2的大小说明原因。【解析】（1）设气体在B状态时的体积为VB，由盖吕萨克定律得，=,代入数据得VB=0.4m3。(2)微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，分子平均速度减小，导致气体压强减小。 (3)Q1大于Q2；因为TA=TB，故AB增加的内能与BC减小的内能相同，而AB过程气体对外做正功，BC过程气体不做功，由热力学第一定律可知Q1大于Q2。【点评】此题考查盖吕萨克定律、压强变化的微观原因和热力学第一定律。注意应用盖吕萨克定律时，温度必须变换成热力学温度，而体积只要两边单位相同即可。衍生题6（2
8、009年海南物理第17题）一气象探测气球，在充有压强为1.00atm（即76.0cmHg）、温度为27.0的氦气时，体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0。求：（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。【点评】此题考查玻意耳马略特定律和盖吕萨克定律的应用。在应用玻意耳马略特定律列式时，只要两边压强和体积的单位相同即可，而应用盖吕萨克定律和查理定律时，温度必须变换成热力学温度。衍生题7（
9、2012湖南摸底测试）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与内有一段水银的U形管连接。U形管内的气体体积忽略不计，已知右图所示状态时气体的温度为7，U形管内水银面的高度差h1 = 5cm，大气压强p0 = 1.0105Pa保持不变，水银的密度=13.6103kg/m2，g=10m/s2。求：活塞的重力现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37时，U形管内水银面的高度差为多少？衍生题8（2009年宁夏卷第33题）图中系
10、统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0，温度为T0=273K，两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求：（i）第二次平衡时氮气的体积；（ii）水的温度。解析：（i）考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为p0，体积为hS，末态体积为0.8hS。【点评】此题涉及的研究对象有氢气和氮气两部分气体，过程有三个，需要分别应用相关气体实验定律解答。要注意，应用理想气体状态方程列方程解题时，体积、压强只要两边单位相同即可，而温度必须变换成热力学温度。.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
