2012高考物理 氣體的狀態(tài)及參量 氣體的等溫變化復(fù)習(xí)學(xué)案

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1、 氣體 氣體的狀態(tài)及參量 氣體的等溫變化 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1、 知道氣體的狀態(tài)及三個(gè)參量。 2、 掌握玻意耳定律，并能應(yīng)用它解決氣體的等溫變化的問題、解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。 3、 知道氣體等溫變化的p—v圖象，即等溫線。 4、 了解用實(shí)驗(yàn)探究氣體等溫變化規(guī)律的方法和思路，培養(yǎng)動(dòng)手操作能力、采集數(shù)據(jù)能力及運(yùn)用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力。 [自主學(xué)習(xí)] 一、氣體的狀態(tài)及參量 1、研究氣體的性質(zhì)，用 、 、 三個(gè)物理量描述氣體的狀態(tài)。描述氣體狀態(tài)的這三個(gè)物理量叫做氣體的

2、 。 2、溫度：溫度是表示物體 的物理量，從分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)看，溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部 的劇烈程度。 在國際單位制中，用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度，叫做 溫度。用符號(hào) 表示，它的單位是 ，簡(jiǎn)稱 ，符號(hào)是 。 熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的數(shù)量關(guān)系是：T= t+ 。 3、體積：氣體的體積是指氣體 。在國際單位制中，其單位是 ，符號(hào) 。體積的單位還有升（L）毫升、（mL）1L= m3，1mL= m3。 4、壓強(qiáng)

3、： 叫做氣體的壓強(qiáng)，用 表示。在國際單位制中，壓強(qiáng)的的單位是 ，符號(hào) 。氣體壓強(qiáng)常用的單位還有標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）和毫米汞柱（mmHg），1 atm= Pa= mmHg。 5、氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量的關(guān)系：對(duì)于一定質(zhì)量的氣體，如果溫度、體積、壓強(qiáng)這三個(gè)量 ，我們就說氣體處于一定的狀態(tài)中。如果三個(gè)參量中有兩個(gè)參量發(fā)生改變，或者三個(gè)參量都發(fā)生了變化，我們就說氣體的狀態(tài)發(fā)生了改變，只有一個(gè)參量發(fā)生改變而其它參量不變的情況是 發(fā)生的。 二、玻意耳定律 1、英

4、國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特各自通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強(qiáng)p與體積v成 。這個(gè)規(guī)律叫做玻意耳定律。 v p o t1 t2 圖8—1 2、玻意耳定律的表達(dá)式：pv=C（常量）或者 。其中p1 、v1和p2、v2分別表示氣體在1、2兩個(gè)不同狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積。 三、氣體等溫變化的p—v圖象 一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)的p—v圖象如圖 8—1所示。圖線的形狀為 。由于它描述 的是溫度不變時(shí)的p—v關(guān)系，因此稱它為 線。 一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的。 1

5、、 在圖8—1中，一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的兩條等溫線，判斷t1、t2的高低。 2、 畫出p—圖象，說明圖線的形狀，圖線的斜率與溫度的關(guān)系。 [典型例題] A B h 圖8—2 例1、 如圖8—2所示，粗細(xì)均勻的U形管的A端是封閉的，B端開口向上。兩管中水銀面的高度差h=20cm。外界大氣壓強(qiáng)為76cmHg。求A管中封閉氣體的壓強(qiáng)。 例2、在溫度不變的情況下，把一根長為100cm，上端封閉的玻璃管豎直插入水銀槽中，插入后管口到槽內(nèi)水銀面的距離是管長的一半，若大氣壓為75cmHg，求水銀進(jìn)入管內(nèi)的長度。 v p o

6、 T1 T2 圖8—3 例3、如圖8—3所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線，則下列說法正確的是：（ ） A、 從等溫線可以看出，一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫 變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比 B、 一定質(zhì)量的氣體，在不同溫度下的等溫線是不同的 C、 有圖可知T1＞T2 D、 有圖可知T1＜T2 例4、汽車輪胎的容積是2.510－2m3，輪胎原有1atm的空氣。向輪胎內(nèi)打氣，直至壓強(qiáng)增加到8atm為止。應(yīng)向輪胎里打進(jìn)1atm的多少體積的空氣。（溫度不變） lo B A 圖8—4 *例5、如圖8—4所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒。內(nèi)

7、部橫截面的面積S=0.01米2，中間有兩個(gè)活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體，A、B都可沿圓筒無摩擦地上下滑動(dòng)，但不漏氣。A的質(zhì)量可不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一倔強(qiáng)系數(shù)K=5103牛/米的較長的彈簧相連。已知大氣壓強(qiáng)P0=1105帕。平衡時(shí)，兩活塞間的距離l0=0.6米?，F(xiàn)用力壓A，使之向下緩慢移動(dòng)一定距離后，保持平衡，此時(shí)，用于壓A的力F=5102牛。求活塞A向下移動(dòng)的距離（假定氣體溫度不變） [針對(duì)訓(xùn)練] θ 圖8—5 1、 如圖8—5所示，一個(gè)橫截面積為S的圓筒形容器豎直放置， 金屬圓板的上表面是水平的，下表面與水平面的夾角為θ， 圓板的質(zhì)量為M，不計(jì)

8、圓板與容器內(nèi)壁間的摩擦。若大氣 壓強(qiáng)為P0，則被圓板封閉在容器中的氣體壓強(qiáng)等于 A、P0+Mgcosθ/S B、P0/cosθ+Mg /Scosθ C、P0+Mgcos2θ/S D、P0+Mg /S 2、一個(gè)氣泡從水底升到水面上時(shí)，增大2倍，設(shè)水的密度為ρ=1103Kg/m3，大氣壓強(qiáng)P0=1105Pa，水底與水面溫差不計(jì)，求水的深度。（g=10m/s2） P 1/v 圖8—6 0 T2 T1 3、如圖8—6所示，為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條p—圖線。由圖可知（ ） A、 一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成正比

9、 B、 一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)，其p—圖線的延長 線是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的 C、 T1＞T2 D、T1＜T2 4、噴霧器筒內(nèi)藥液面上方有打氣孔，可通過打氣筒將外界空氣壓入筒內(nèi)液面上方，使被封閉的空氣壓強(qiáng)增大。設(shè)噴霧器筒內(nèi)上方的空氣體積為1.5L，然后用打氣筒緩慢向藥液上方打氣，每次打進(jìn)1atm的空氣0.25L，設(shè)打氣過程中溫度不變，要使噴霧器里的壓強(qiáng)達(dá)到4atm，打氣筒應(yīng)打氣 次。 h V 圖8—7 5、如圖8—7所示，若氣壓式保溫瓶?jī)?nèi)水面與出水口的距離為h時(shí)，密封空氣體積為V，設(shè)水的密度為ρ，大氣壓強(qiáng)為P0，欲使水從出水口流出，

10、瓶?jī)?nèi)空氣壓縮量（即體積減小量）△V至少為多少？（設(shè)瓶?jī)?nèi)彎曲管的容積不計(jì)，壓水前管內(nèi)無水，溫度保持不變） [能力訓(xùn)練] 1、下列過程可能發(fā)生的是（ ） A、氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變 B、氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化 C、氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化 D、氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化 2、一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)，若體積增大為原來的n倍，則壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼? 倍 A、2n B、n C、1/n D、2/n 3、在溫度均勻的水池中，有一空氣泡從池底緩緩地向上浮起，在其上浮的過程中，泡內(nèi)氣體

11、（可看成理想氣體）（ ） A、內(nèi)能減少，放出熱量 B、內(nèi)能增加，吸收熱量 C、對(duì)外做功，同時(shí)吸熱，內(nèi)能不變 D、對(duì)外做的功等于吸收的熱量 V C O P B A 圖8—8 4、如圖8—8所示，一定質(zhì)量的氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)B再變到狀態(tài)C的過程，A、C兩點(diǎn)在同一條雙曲線上，則此變化過程中（ ） A、從A到B的過程溫度升高 B、從B到C的過程溫度升高 C、從A到C的過程溫度先降低再升高 D、A、C兩點(diǎn)的溫度相等 圖8—9 h2 h1 5、如圖8—9所示，兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水銀槽中，管中有一段水銀柱h1封閉一定質(zhì)量的氣體，這時(shí)管下端開口處內(nèi)外

12、水銀面高度差為h2，若保持環(huán)境溫度不變，當(dāng)外界壓強(qiáng)增大時(shí)，下列分析正確的是（ ） A、h2變長 B、h2變短 C、h1上升 D、h1下降 6、一個(gè)容積是10升的球，原來盛有1個(gè)大氣壓的空氣，現(xiàn)在使球內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)?個(gè)大氣壓，應(yīng)向球內(nèi)打入 升1個(gè)大氣壓的空氣（設(shè)溫度不變） 7、抽氣機(jī)對(duì)某容器抽氣，已知被抽容器的容積是抽氣機(jī)最大活動(dòng)容積的兩倍，在按最大活動(dòng)容積抽氣2次后，容器中氣體的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼? 倍。 圖8—10 *8、如圖8—10所示，橫截面積為0.01m2的氣缸內(nèi)被重G=200N的封閉

13、了高30cm的氣體。已知大氣壓P0=1.0105Pa，現(xiàn)將氣缸倒轉(zhuǎn)豎直放置，設(shè)溫度不變，求此時(shí)活塞到缸底的高度？ 9、在粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管中部放置一水銀柱，管兩端封閉，當(dāng)玻璃管水平放置時(shí)，水銀柱恰好在管中部，此時(shí)管內(nèi)氣體壓強(qiáng)都為76cmHg，當(dāng)管豎直放置時(shí)，水銀柱上部空氣柱長為下部空氣柱長的2倍，求管內(nèi)水銀柱的長度？ 10、潛水艇的貯氣筒與水箱相連，當(dāng)貯氣筒中的空氣壓入水箱后，水箱便排出水以使?jié)撍Ц∑?。某潛水艇貯氣筒的容積是2m3，貯有壓強(qiáng)為2107Pa的壓縮空氣，若貯氣筒內(nèi)一部分空氣壓入水箱后，貯氣筒內(nèi)壓縮氣體的壓強(qiáng)變?yōu)?.5106Pa，求貯

14、氣筒內(nèi)排出的壓強(qiáng)為2107Pa的壓縮空氣的體積為多少？ [學(xué)后反思] 參考答案 [自主學(xué)習(xí)] 一、 氣體的狀態(tài)及參量 １、 壓強(qiáng)、體積、溫度；狀態(tài)參量 ２、 冷熱程度，分子熱運(yùn)動(dòng)；熱力學(xué)，T，開爾文，開，K；273.15K ３、 分子所能占據(jù)空間的體積，米3，m3，10－3，10－6 ４、 氣體作用在器壁單位面積上的壓力，P，帕斯卡，Pa，1.015105，760 ５、 都不變，不會(huì) 二、 玻意耳定律 １、 反比 ２、 P1V1=P2V2 三、 氣體等溫變化的P—V圖象 雙曲線，等溫 １、 t2＞t1 ２、 通過原點(diǎn)的直線，斜率越大溫度越高 [典型例題] 例1、56cmHg 例2、25cm 例3、A、B、D 例4、1.7510－1m3 例5、0.3m [針對(duì)訓(xùn)練] １、 D 2、10m 3、B、D 4、18 5、△V≥ρghv/（ρ0+ρgh） [能力訓(xùn)練] 1、C、D 2、C 3、C、D 4、A、D 5、D 6、40 7、4/9 8、45m 9、57cm 10、1.05m3 - 5 - 用心 愛心 專心