气态方程与力学的综合问题(高一、高二)

在理想气体与机械运动综合问题中,由于机械运动的状态及其变化决定于受力情况,而气体的状态及其变化与压强(压力)密切相关,因此,气体的压强(压力)通常成为气体状态与机械运动的桥梁.把握住这一关键,并善于从局部或整体选择相关的研究对象,寻找已知量与待求量关系的相应方程,便能使问题迎刃而解.     

气态方程与力学的综合问题

在理想气体与机械运动综合问题中，由于机械运动的状态及其变化决定于受力情况，而气体的状态及其变化与压强(压力)密切相关，所以，气体的压强(压力)通常成为沟通气体状态与机械运动的桥梁．把握住这一关键，并善于从局部或整体选择相关的研究对象，寻找已知量与待求量关系的相应方程，便能顺利地求解．     

封闭气体压强求解的几种方法

我们知道,气体作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强,它是由大量气体分子在热运动中频繁地碰撞器壁而产生的,它的大小决定于气体的密度和气体分子的平均动能.也就是说,压强在宏观上是单位面积上所受的压力;而微观上是大量气体分子对器壁的频繁碰撞所致.压强既是气体的状态参量,也是重要的力学参量.气体的压强既跟温度有关,也跟其体积有关.对于压强的确定,一方面可选择与气体相关联的固体,如活塞、汽缸、玻璃管等为研究对象,同时也可以取液体,如水银柱、水柱等物体为研究对象进行压强的求解.一、运用平衡条件求解气体压强问题如果气体被液体或其他物体所封闭,且处于平衡状态.可以利用力的平衡条件来求解.必须注意的是,该方法只适用于热学系统处于静止或匀速运动状态封闭气体压强的计算.【例1】气缸截面积为S,质量为m的梯形活塞上面是水平的,下面倾角为θ,如右图所示.当活塞上放质量为M的重物而处于静止.设外部大气压为p0,若活塞与缸壁之间无摩擦,求气缸中气体的压强.解析气体与活塞和气缸直接接触,但从汽缸的受力情况不便于计算气体的压强.故取活塞和重物为研究对象,进行受力分析.它们首先受重力(M+m)g作用,活塞还受到大气竖直向下的压力p0S,同时...     

“气体的性质”考题中直立气缸问题综析

气体的性质直立气缸考题几乎每年高考都出现,这类问题考核的重点是:气体实验三定律、理想气体状态方程。同题的难点是:正确计算密闭气体的压强。能力要求反映为:(1)联系静力学知识的综合性;(2)再现物理情景的形象思维能力;(3)研究对象的合理转换(通过研究活塞转换成确定气体始末状态压强)的思维灵活性。试题的编拟往往分如下几种题型:     

活塞(水银柱)移动方向的判定

在气体的性质这一章的教学中.常遇到用活塞或水银柱把两部分气体分开而平衡,当一边或两边气体状态发生变化时,研究这时活塞(或水银柱)是否平衡或怎样移动.这一类题,一般解法是假定活塞(或水银柱)不动(即等客变化),研究末状态中两边压强的大小变化关系来判断为了判断末态两边压强大小变化关系,我们可以从理想气体方程导出公式,也可以从图象来判断,下面分别举例来说明以上方法的应用,(一)从气态方程导出的公式判断例1.两容器A、B装有同种气体,用一细玻璃管连接.A中温度为-10℃,B中气体温度为10℃,管中一段水银柱在中央保持平衡.当两容器温度都下降10℃时,水银柱是怎样运动?     

气体压强的计算导引

固体、液体都可以作为封闭气体的物质,它们与不同的运动形式对应起来,这就决定了压强计算的复杂性.对于这类物理问题的处理方法是将封闭气体的固体(液体)隔离出来,分析受力,运用牛顿定律求解.下面就气体压强的计算作分类导析.1.对处于平衡状态的由活塞封闭在缸内的气体压强,通过研究活塞或气缸的受力,运用力的平衡条件和压强定义式求解.例1.一圆形气缸,上面盖着不漏气的轻活塞,在活塞和缸底之间装有一轻弹簧,如图1(甲),缸内贮有压强为P_0的空气,     

高考中活塞气缸类问题归析

气缺类问题是典型的热学综合题．从近几年高考试题看，这类问题年年有．现对近几年高考中的活塞气缸问题归类分析，并总结出解决这类问题的一般方法．１活塞气缸系统处于平衡状态时的问题 活塞气缸系统处于平衡状态时，需要综合应用气体定律和物体的平衡条件来求解．１．１活塞封闭单一气体 ［例１］（１９９５全国高考题）一质量不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的圆柱形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图１所示．最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上，气柱高度为Ｈ０，压强等于大气压强Ｐ０现对气体缓慢加热，当温度升高了 △…     

一例热学题的分析及其多变

在处理水银或活塞封闭的气体问题时,遇到的常是粗细均匀的容器,但也偶尔遇到容器粗细不均的情况.由于容器截面积不同的情况较少见,因而,该类问题出错较多. 例1 如图1所示的密封容器水平放置,水银将气体分成两部分A和B,水银柱不移动时,则一定有: (A)A、B两部分气体对水银柱的压力大小相等(B)A、B两部分气体压强不同(C)水银柱对容器有向左的压力(D)水银柱对容器有向右的压力     

专题讲座之十五 热力综合(高一、高三)

气体与力学的综合问题一般涉及液拄、气缸、活塞等的运动.这类问题的研究对象有两种:一是被封闭的气体:二是液柱、气缸或活塞.解题步骤是:先用气态方程求出气体的压强,再分析液柱、气缸或活塞的受力,进而判断运动情况.     

例谈解答气体性质问题的三个要点

气体性质问题是高考每年必考的内容，虽然题目及题型多变，但解题要点归纳起来有三个，即气体压强的确定，活塞位置变化(长度关系)和状态变化过程的分析，下面联系高考题目，加以说明。     

对气体的等容变化和等压变化的理解

知识点拨概念(1)等容变化.气体在体积不变的情况下发生的状态变化叫等容变化.(2)等压变化:气体在压强不变的情况下发生的状态变化叫等压变化.查理定律(1)一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比.     

力、热综合题解导引

力、热综合题,绝大部分都是围绕气体实验三定律或气体状态方程应用来命题的考题,其解题的关键在于根据题设条件,运用力、热学知识确定气体状态参量及其关系,特别是气体压强是联系热学和力学的桥梁。由于“气缸类”考题在高考物理试卷中出现较多,因此,本文在此着重对“气缸类”力、热综合题作一例析。一、“气缺类”力、热综合题的解题一般思路和步骤 (1)以活塞(水银柱)或气缸为研究对象,根据其运动状态,应用静力学、动力学或其他力学知识,确定气体的压强。一般是在平衡状态下,利用平衡条件求气体压强;在加速状态下,利用牛顿运动定律求气体的压强。 (2)以气体为研究对象,分析气体状态及其变化,确定每个变化过程气体的始末状态参量,并运用气体     

2019年全国Ⅰ卷物理33题分析及备考建议

一、试题再现[物理—选修3-3](15分)(1)(5分)某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界。现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同。     

分析一道高考物理题的解答

’94考物理试题第29题:如图所示,可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分隔成A、B两部分,活塞与气缸顶部有一弹簧相连,当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变,开始时B内充有一定量的气体,A内是真空,B部分高度为L_1=0.10米,此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等,现将整个装置倒置,达到新的平衡后B部分的高度L_2等于多少?设温度不变.对于本题,一些考生用了与试题标准答案不同的另一种解法:对于开始状态 P_1S=KL_1 mg上式中P_1为开始时B内气体压强,S为活塞横截面积,K为弹簧的倔强系数,m为活塞质量.又因为KL_1=mg,故得P_1S=2mg(1)倒置后,气体的压力减小了mg,所以P_2S=P_1S-mg=mg(2)根据玻——马定律,P_1V_1=P_2V_2.     

密闭气缸问题的求解思路

讨论气缸中用活塞密封的气体的内能、温度、压强、体积的变化情况,用到下列知识： （1）活塞的动态平衡．将对气体的研究转化为对活塞的研究,通过活塞的受力变化讨论气体压强的变化．     

例谈气体综合题的解题方法

气体是物理、化学都要着重研究的对象,高中物理主要应用理想气体状态来研究气体在物质的量不发生改变时,温度、压强和体积三者的关系;而高中化学则是应用阿伏加德罗定律来研究温度、压强和体积三者中有2个条件不变时,另一个条件与气体物质的量的变化关系.两者表达形式虽然不同,但本质相同,均可由克拉珀龙方程(pV=nRT)推导得出.有关气体问题的理化综合题是考试命题的一个重要方向,下面举例说明这类综合题的解题方法.     

关于气体状态变化图象的考查与教学

理想气体状态方程及其变化图象是中学物理教学中属应用较广泛的重要概念和规律,自1981年以来,高考试题已多次出现对气体状态变化图象的考查,国家教委和国家教委考试中心对这部分内容的教学与考查,曾多次作出规定和说明。因此探讨一下气体状态变化图象的试题和教学规律,很有必要。一、四届试题及命题思路 1981、1987、1989、1991年,这四届都有一道有关气体状态变化图象的试题,通过对这四道考题的分析,可以看出它们共同的考查思路。 (1)识图:即要理解气体状态变化图象的物理意义,认识不论p-V,V-T,p-T图象图上的任何一个坐标点都代表一个状态,都有对应的压强、体积、温度数值;图上的曲线都代表气体状态变化过程,要     

液体对容器底及容器对桌面的压力和压强

<正>初中物理液体压强学习中,常遇到液体对容器底及容器对桌面的压力和压强的试题,对于这类题目初中学生感到无从下手,往往胡乱猜想,随便填个答案了事。为了克服这个难点,笔者结合平时积累的教学经验总结解答这类题目的方法。首先要明确压强公式的适用范围。P=F/S,该式对固体、气体、液体压强都适用。P=ρgh,该式只对液体压强适用。(为强调液体的压强可按P液=ρ液gh记忆该公式)其次要总结规律。     

“压强对化学平衡影响“实验的改进

原教材中,压强对化学平衡移动影响的演示实验是在注射器内充入NO2和N2O4混合气,然后推拉注射器活塞,观察气体颜色的变化来说明.教学中经反复实验,混合气颜色变化不明显,压强也难以达到适宜程度和易于控制,而且NO2有毒性,污染环境.而现行教科书(试验修订本)中取消了此演示实验.这使得“压强“对化学平衡的影响在教学中缺乏直观性,学生难以理解,为此,对原课本“压强对化学平衡影响“的演示实验作了改进,现介绍如下.……     

"压强对化学平衡影响"实验的改进

原教材中,压强对化学平衡移动影响的演示实验是在注射器内充入NO2和N2O4混合气,然后推拉注射器活塞,观察气体颜色的变化来说明.教学中经反复实验,混合气颜色变化不明显,压强也难以达到适宜程度和易于控制,而且NO2有毒性,污染环境.而现行教科书(试验修订本)中取消了此演示实验.这使得"压强"对化学平衡的影响在教学中缺乏直观性,学生难以理解,为此,对原课本"压强对化学平衡影响"的演示实验作了改进,现介绍如下.