高考物理一轮复习 第十三章 热学 专题强化十四 应用气体实验定律解决两类模型问题学案-人教版高三全册物理学案

专题强化十四 应用气体实验定律解决两类模型问题专题解读 1.本专题是气体实验定律在玻璃管液封模型和汽缸活塞类模型中的应用，高考在选考模块中通常以计算题的形式命题．2．学好本专题可以帮助同学们熟练的选取研究对象和状态变化过程，掌握处理两类模型问题的基本思路和方法．3．本专题用到的相关知识和方法有：受力分析、压强的求解方法、气体实验定律等．命题点一 玻璃管液封模型1．三大气体实验定律(1)玻意耳定律(等温变化)：p1V1＝p2V2或 pV＝C(常数)．(2)查理定律(等容变化)：＝或＝C(常数)．(3)盖—吕萨克定律(等压变化)：＝或＝C(常数)．2．利用气体实验定律及气态方程解决问题的基本思路3．玻璃管液封模型求液柱封闭的气体压强时，一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程，要注意：(1)液体因重力产生的压强大小为 p＝ρgh(其中 h 为至液面的竖直高度)；(2)不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；(3)有时可直接应用连通器原理——连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等；(4)当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”等，使计算过程简捷．例 1 (2015·新课标全国Ⅱ·33(2))如图 1，一粗细均匀的 U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关 K 关闭；A 侧空气柱的长度为 l＝10.0cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h＝3.0cm.现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h1＝10.0cm 时将开关 K 关闭．已知大气压强 p0＝75.0cmHg.图 1(1)求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度；(2)此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度．答案 (1)12.0cm (2)13.2cm解析 (1)以 cmHg 为压强单位．设 A 侧空气柱长度 l＝10.0cm 时的压强为 p；当两侧水银面的高度差为 h1＝10.0cm 时，空气柱的长度为 l1，压强为 p1.由玻意耳定律得 pl＝p1l1①由力学平衡条件得 p＝p0＋h②打开开关 K 放出水银的过程中，B 侧水银面处的压强始终为 p0，而 A 侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A 两侧水银面的高度差也随之减小，直至 B 侧水银面低于 A侧水银面 h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1③联立①②③式，并代入题给数据得 l1＝12.0cm④(2)当 A、B 两侧的水银面达到同一高度时，设 A 侧空气柱的长度为 l2，压强为 p2.由玻意耳定律得 pl＝p2l2⑤由力学...