1、第三章 气体第1节气体实验定律第1课时气体的状态参量玻意耳定律1描述气体状态的三个物理量，分别为_、_、_，如果三个量中有两个或三个都发生了变化，我们就说_发生了变化2气体的体积是指气体_的大小气体分子能够到达贮放气体容器内的整个空间，所以气体的体积就是_，在国际单位制中，体积单位是_3气体的温度表示的是气体的_在热学中，用得较多的是_符号为T，单位是_，它与摄氏度之间的数量关系是T_.4气体对器壁的压强是_的宏观表观，在国际单位制中，单位是_5玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成_，即_或_6关于热力学温度和摄氏温度()A热力学温度中的每1 K与摄氏温度中
2、每1大小相等B热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1C热力学温度升高1 K小于摄氏温度升高1D某物体摄氏温度10，即热力学温度10 K7一定质量的气体发生等温变化时，若体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的()A2 B1 C. D.【概念规律练】知识点一气体的状态参量1关于热力学温度，下列说法中正确的是()A33240 KB温度变化1，也就是温度变化1 KC摄氏温度与热力学温度都可能取负值D温度由t升至2t，对应的热力学温度升高了t273 K2封闭容器中气体的压强()A是由气体的重力产生的B是由气体分子间相互作用力(引力和斥力)产生的C是由大量分子频繁碰撞器壁产生的D当充满气体的容器自由下落时
3、，由于失重，气体压强将减小为零知识点二玻意耳定律3一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的()A3倍 B2倍 C1.5倍 D0.7倍【方法技巧练】一、封闭气体压强的计算方法4求图1中被封闭气体A的压强图中的玻璃管内都灌有水银且水银柱都处在平衡状态，大气压强p076 cmHg.(p01.01105 Pa，g10 m/s2)图15.图2如图2所示，一个壁厚可以不计、质量为M的汽缸放在光滑的水平地面上，活塞的质量为m，面积为S，内部封有一定质量的气体活塞不漏气，不计摩擦，外界大气压强为p0，若在活塞上加一水平向左的恒力F(不考虑气体温度的变化)，求汽缸和活塞
4、以相同加速度运动时，缸内气体的压强为多大？二、气体压强、体积的动态分析方法6.图3如图3所示，一根一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，管中封闭一定质量的气体，管内水银面低于管外，在温度不变时，将玻璃管稍向下插入一些，下列说法正确的是()A玻璃管内气体体积减小B玻璃管内气体体积增大C管内外水银面高度差减小D管内外水银面高度差增大7.图4如图4所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有空气，气柱长l20 cm，活塞A上方的水银深H10 cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平现使活塞B缓慢上移
5、，直至水银的一半被推入细筒中，求活塞B上移的距离设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强p0相当于75 cm高的水银柱产生的压强1关于气体的体积，下列说法正确的是()A气体的体积就是所有气体分子体积的总和B气体的体积与气体的质量成正比C气体的体积与气体的密度成反比D气体的体积等于气体所在容器的容积2一个开口玻璃瓶内有空气，现将瓶口向下按入水中，在水面下5 m深处恰能保持静止不动，下列说法中正确的是()A将瓶稍向下按，放手后又回到原来位置B将瓶稍向下按，放手后加速下沉C将瓶稍向上提，放手后又回到原处D将瓶稍向上提，放手后加速上升3放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，是因为()A球内氢气温度升高 B球
6、内氢气压强增大C球外空气压强减小 D以上说法全不正确4.图5如图5所示，一横截面积为S的圆柱形容器竖直放置，圆板A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，且下表面与水平面的夹角为，圆板的质量为M，不计一切摩擦，大气压为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为()Ap0Mgcos /SBp0/SMgcos /SCp0Mgcos2/SDp0Mg/S5.图6如图6所示，有一段12 cm长的汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若开口向上将玻璃管放置在倾角为30的光滑斜面上，在下滑过程中被封住气体的压强为(大气压强p076 cmHg)()A76 cmHg B82 cmHgC88 cmHg D70 cmHg
7、6大气压强p01.0105 Pa.某容器容积为20 L，装有压强为2.0106 Pa的理想气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩下的气体质量与原来的质量之比为()A119 B120 C239 D1187.图7如图7所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段水银柱h1封闭着一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是()Ah2变长 Bh2变短Ch1上升 Dh1下降8.图8如图8所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M，通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦
8、，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强为()App0Bpp0Cpp0Dpmg/S9如图9所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气()图9A体积不变，压强变小 B体积变小，压强变大C体积不变，压强变大 D体积变小，压强变小题号123456789答案10.图10一横截面积为S的汽缸水平放置，固定不动，汽缸壁是导热的，两个活塞A和B将汽缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为32，如图10所示在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d
9、，求活塞B向右移动的距离，不计活塞与汽缸壁之间的摩擦11.图11一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽内，如图11所示，管内水银柱比槽内水银面高h5 cm，空气柱长l45 cm，要使管内外水银面相平，求：(1)应如何移动玻璃管？(2)此刻管内空气柱长度为多少？(设此时大气压相当于75 cmHg产生的压强)第三章气体第1节气体实验定律第1课时气体的状态参量玻意耳定律课前预习练1温度T体积V压强p气体的状态2占有空间贮放气体容器的容积立方米(m3)3冷热程度热力学温度开尔文(K)t273.15 K4大量气体分子对器壁撞击帕斯卡(Pa)5反比pV常量p1V1p2V26A热力学温度和摄氏温度尽管是不同标准
10、的计温方式，但仅是起点不同，热力学温度中变化1 K与摄氏温度中变化1是相同的，故A选项正确，B、C选项错误；摄氏温度为10的物体，热力学温度为283.15 K，D选项错误，故选A.7C由玻意耳定律pV常量，得体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的，故C项正确课堂探究练1AB本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系Tt273 K，由此可知：33240 K，A正确，同时B正确；D中初态热力学温度为t273 K，末态为2t273 K，温度变化了t，故D错；对于摄氏温度，可取负值的范围为0273.15 ，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错方法总结(1)熟练应用Tt273 K是解决有关摄氏
11、温度与热力学温度换算问题的基础(2)就一个分度来说，1和1 K相等，即Tt.(3)对于同一个温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为零值选取不同2C气体的压强是大量气体分子热运动、频繁碰撞器壁产生的，气体分子的热运动不受重力、超重、失重的影响，所以只有C正确点评气体对器壁的压强是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现，是气体分子热运动的结果3C由于气泡缓慢上升，因此其内气体始终与湖水的温度相同，即温度保持不变PP0gh，在湖面下20 m处，气体的压强约为p13 atm(1 atm即为1个标准大气压P01.01105Pa，湖面上的大气压强为1 atm)；在湖面下10 m深处，气体的压强约为p22
12、 atm.由玻意耳定律得p1V1p2V2 因此1.5方法总结玻意耳定律的研究对象为：一定质量的气体，且这一部分气体温度保持不变经常使用p1V1p2V2或这两种形式且只需使用同一单位即可4(1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg解析(1)pAp0ph76 cmHg10 cmHg66 cmHg(2)pAp0ph76 cmHg10sin 30 cmHg71 cmHg(3)pBp0ph276 cmHg10 cmHg86 cmHgpApBph186 cmHg5 cmHg81 cmHg方法总结静止或匀速运动系统中压强的计算，一般选与封闭气体接触的液柱(或活塞、汽缸)为研究对象进行受力分
13、析，列平衡方程求气体压强5p0解析设稳定时汽缸和活塞以相同加速度a向左做匀加速运动，这时缸内气体的压强为p，分析它们的受力情况，分别列出它们的运动方程为汽缸：pSp0SMa活塞：Fp0SpSma将上述两式相加，可得系统加速度a将其代入式，化简即得封闭气体的压强为pp0p0方法总结(1)当系统加速运动时，选与封闭气体接触的物体如液柱、汽缸或活塞等为研究对象，进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强(2)压强关系的实质反映力的关系，力的关系由物体的状态来决定6AD解法一：极限分析法：设想把管压下很深，则易知V减小，p增大，因为pp0ph，所以h增大即A、D选项正确解法二：假设法：
14、将玻璃向下插入的过程中，假设管内气体体积不变，则h增大，pp0ph也增大，由玻意耳定律判断得V减小，故管内气体体积V不可能不变而是减小，由V减小得pp0ph增大，所以h也增大即A、D选项正确方法总结此题属于定性判断气体状态参量变化的问题，需弄清p、V的定性变化关系，常用极限分析法或假设法来解决78 cm解析由水银柱的高度H10 cm可以求出气体初状态的压强；当水银的一半被推入细筒中时，由水银的体积可以求出水银柱的总高度，从而求出气体末状态的压强然后运用玻意耳定律求出气体末状态的体积，即可求得活塞B上移的距离设气体初态压强为p1(都以1 cm水银柱产生的压强作为压强的单位，下同)，则p1p0pH
15、.设气体末态压强为p2，粗筒的横截面积为S，则有p2p0pH.设末态气柱的长度为l，气体体积为V2Sl，在整个过程中气柱的温度不变，由玻意耳定律得 p1V1p2V2.活塞B上移的距离dll，代入数据得d8 cm.方法总结本题容易在两个问题上出现错误：一是对液体压强及对压强的传递不够清楚，误认为初状态时水银只有S的面积上受到大气压，其余S的水银由于不与外界大气接触，因此不受大气压，从而导致p1值的表达式错误二是几何关系上出错，搞不清一半水银被推入细筒后，水银柱的高度是多少，或列不出正确计算d值的式子课后巩固练1D2BD瓶保持静止不动，受力平衡mggV，由玻意耳定律，将瓶下按后，p增大而V减小，m
16、ggV，故放手后加速下沉同理，D选项也正确3C气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外气体的压强减小，球内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破4D以圆板为研究对象，如右图所示，竖直方向受力平衡，则pScos p0SMg因为SS/cos 所以pcos p0SMg pp0Mg/S 故此题应选D.5A水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理水银柱的受力分析如题图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度agsin ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0Smgsin pSma，解得pp0.6B由p1V1p2V2，得p1V0p0V0p0V，V020 L，则V380 L，即容器中剩余20 L、1大气
17、压的气体，而同样大气压下气体的总体积为400 L，所以剩下气体的质量与原来的质量之比等于同压下气体的体积之比，即，B项正确7D8C以缸套为研究对象，有pSMgp0S，所以封闭气体的压强pp0，故应选C.对于此类问题，选好研究对象，对研究对象进行受力分析是关键9B由图可知空气被封闭在细管内，缸内水位升高时，气体体积一定减小，根据玻意耳定律，气体压强增大，B选项正确10.d解析因汽缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，设初态时气室内压强为p0，气室1、2的体积分别为V1、V2；在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x；最后汽缸内压强为p，因温度不变，分别对气室1和2的气体运用玻意耳定律，得气室1：p0V1p(V1SdSx)气室2：p0V2p(V2Sx)由两式解得xd. 由题意，得xd.11(1)向下移动玻璃管(2)42 cm解析(1)欲使管内外水银面相平，则需增大管内气体的压强可采取的办法是：向下移动玻璃管，内部气体体积V减小、压强p增大，因此，h减小所以应向下移动玻璃管(2)设此刻管内空气柱长度为l，p1V1p2V2，即 (p0ph)lSp0lS，解得l cm42 cm.