《2025年金版新学案高中物理选择性必修第三册人教版》

针对练1.如图为一简易恒温控制装置，一根足够长的玻璃管竖直放置在水槽中，玻璃管内装有一段长$L＝4 cm$的水银柱，水银柱下方封闭有一定质量的气体(气体始终处在恒温装置中且均匀受热)。开始时，开关 S 断开，水温为 27 ℃，水银柱下方空气柱的长度为$L_0＝20 cm$，电路中的 A、B 部分恰好处于水银柱的正中央。闭合开关 S 后，电热丝对水缓慢加热使管内气体温度升高；当水银柱最下端恰好上升到 A、B 处时，电路自动断开，电热丝停止加热，大气压$p_0＝76 cmHg$。$T＝t＋273 K$。则电路自动断开时水温为 (C)


A.320 K
B.340 K
C.330 K
D.333 K

答案： 针对练1.C 当水银柱最下端上升到A、B处时，电路自动断开，此时空气柱长度为$L_1=L_0+\frac{L}{2}$，在此过程中空气柱的压强不变，根据盖 - 吕萨克定律有$\frac{SL_0}{T_0}=\frac{SL_1}{T_1}$，联立并代入数据解得$T_1=330K$。故选C。

针对练2.(2025·湖南长沙高二期末)如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒 A 和 B 套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将 A 系于天花板上，用手托住 B，使筒底部到顶部的高度为 20 cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为$1.1×10^5 Pa$。然后缓慢松开手，让 B 下沉，当筒底部到顶部高度变为 22 cm 时，B 停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。则：
(1)此时金属筒内气体的压强为多少？
(2)若当时的温度为 308 K，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为多少？$1.0×10^5Pa$280K

答案： 针对练2.
(1)$1.0×10^5Pa$
(2)280K
解析：
(1)设两者横截面积为S，根据玻意耳定律得
$p_1V_1=p_2V_2$
解得$p_2=\frac{p_1V_1}{V_2}=\frac{1.1×10^5×20S}{22S}Pa=1.0×10^5Pa$。
(2)根据盖 - 吕萨克定律得$\frac{V_2}{T_2}=\frac{V_3}{T_3}$
解得$T_3=\frac{V_3T_2}{V_2}=\frac{20×308}{22}K=280K$。

【情境导入】 在炎热的夏天，打足气的自行车轮胎在日光的暴晒下有时会胀破，忽略轮胎体积变化。请思考：
(1)轮胎内空气的温度、压强如何变化？
(2)轮胎内空气发生的是什么变化？日光暴晒时，轮胎里的空气温度升高，气体的压强增大。轮胎内的空气发生的是等容变化。

答案： 1.日光暴晒时，轮胎里的空气温度升高，气体的压强增大。
2.轮胎内的空气发生的是等容变化。

【教材梳理】(阅读教材 P26—P27 完成下列填空)
1.等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。
2.查理定律
(1)内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强 p 与热力学温度 T 成正比。
(2)表达式:p＝CT或$\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$。
(3)适用条件：气体的质量和体积不变。
(4)等容变化的图像：如图所示。

答案： 1.体积 2.
(1)正比
(2)CT $\frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}$
(3)质量 体积