1、章末复习课【知识体系】 答案填写标志t273.15 K碰撞密集程度温度原点体积直线压强理想气体主题1气体的实验定律1玻意耳定律(1)条件：质量不变，温度不变(2)公式：pVC或p1V1p2V2或.2查理定律(1)条件：质量不变，体积不变(2)公式：C或.3盖吕萨克定律(1)条件：质量不变，压强不变(2)公式：C或 .4使用步骤：(1)确定研究对象，并判断是否满足某个实验定律条件；(2)确定初末状态及状态参量；(3)根据实验定律列方程求解(注意单位统一)；(4)注意分析隐含条件，做出必要的判断和说明【例1】扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象，如图所示，截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上，
2、开始时内部封闭气体的温度为300 K，压强为大气压强p0.当封闭气体温度上升至303 K时，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部压强立即减为p0，温度仍为303 K再经过一段时间，内部气体温度恢复到300 K整个过程中封闭气体均可视为理想气体求：(1)当温度上升到303 K且尚未放气时，封闭气体的压强；(2)当温度恢复到300 K时，竖直向上提起杯盖所需的最小力解析：(1)气体进行等容变化，开始时，压强为p0，温度T0300 K；当温度上升到303 K且尚未放气时，压强为p1，温度T1303 K.根据可得p1p0p01.01p0.(2)当内部气体温度恢复到300 K时，由等容变
3、化方程可得，解得p2p0p0.当杯盖恰被顶起时有：p1Smgp0S，若将杯盖提起时所需的最小力满足Fminp2Sp0Smg，解得Fminp0S0.02p0S.答案：(1)1.01p0 (2)0.02p0S针对训练1.如图所示为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力解析：设压力为F，压缩后气体压强为p，由p0V0pV和FpS，解得Fp0S.答案：p0S主题2理想气体状态方程1条件：理想气体
4、2公式：C或.3步骤：(1)确定研究对象，是否质量不变；(2)确定初末状态及状态参量；(3)根据理想气体方程求解(注意单位统一)；(4)注意分析隐含条件(变质量问题转化为定质量问题)，做出必要的判断和说明【例2】(2014上海卷)如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中当温度为280 K时，被封闭的气柱长L22 cm，两边水银柱高度差h16 cm，大气压强p076 cmHg.(1)为使左端水银面下降3 cm，封闭气体温度应变为多少？(2)封闭气体的温度重新回到280 K后，为使封闭气柱长度变为20 cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？解析：(1)初态
5、压强p1(7616)cmHg60 cmHg.末态时左右水银面高度差为(1623)cm10 cm，压强p2(7610)cmHg66 cmHg.由理想气体状态方程：，解得T2280 K350 K.(2)设加入的水银高度为l，末态时左右水银面高度差h(1622)l.由玻意耳定律：p1V1p3V3.式中p376(20l)，解得：l10 cm.答案：(1)350 K(2)10 cm针对训练2.如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1V212，温度之比T1T225.先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体
6、最后达到平衡，求：(1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；(2)最后两侧气体的体积之比解析：(1)设初始时压强为p.左侧气体满足：，右侧气体满足：pV2pV.解得k2.(2)活塞导热达到平衡左侧气体满足：，右侧气体满足：，平衡时T1T2，解得.答案：(1)2(2)主题3气体的图象问题【例3】(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离，由状态变化到状态.如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度气体从状态变化到状态.下列图象中可以表示此过程的是()解析：由题意知，由状态变化到状态的过程
7、中，温度保持不变，体积增大，根据C可知压强减小对A图象进行分析，pV图象是双曲线即等温线，且由到体积增大，压强减小，故A正确对B图象进行分析，pV图象是直线，温度会发生变化，故B错误对C图象进行分析，可知温度不变，但体积减小，故C错误对D图象进行分析，可知温度不变，压强减小，体积增大，故D正确答案：AD针对训练3.(多选)一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，下列说法中正确的是()Aab过程中，气体体积增大，压强减小Bbc过程中，气体压强不变，体积增大Cca过程中，气体压强增大，体积变小Dca过程中，气体内能增大，体积不变答案：AD统揽考情气体是高考的必考部分，这也说明本章在高考中所占比
8、重比较大本章习题在新课标高考中多以计算题的形式出现，而且是必考的一类题考查内容：气体实验定律和理想气体状态方程，还要涉及压强计算和压强的微观表示方法真题例析(2015课标全国卷)如图所示，一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的质量为m12.50 kg，横截面积为S180.0 cm2，小活塞的质量为m21.50 kg，横截面积为S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0 cm，气缸外大气压强为p1.00105 Pa，温度为T303 K初始时大活塞与大圆筒底部相距，两活塞间封闭气体的温度为T1495 K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓
9、慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；(2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强解析：(1)大小活塞缓慢下降过程，活塞外表受力情况不变，气缸内压强不变，气缸内气体为等压变化初始状态：V1(S1S2)，T1495 K；末状态：V2LS2.由盖吕萨克定律：代入数值可得：T2330 K.(2)对大小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2pS2p1S1，可得p11.1105 Pa，缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，气体体积不变，为等容变化初状态：p11.1105 Pa，T2330
10、K，末状态：T303 K，由查理定律，得p21.01105 Pa.答案：(1)330 K(2)1.01105 Pa针对训练(2014课标全国卷)如图，两气缸A、B粗细均匀、等高且内壁光滑其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径是B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充由氮气，活塞a上方充有氧气当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7 且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸正中间(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a
11、上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强解析：(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞ab下方的氮气经历等压过程，设气缸A的容积为V0，氮气初始状态的体积为V1，温度为T1，末态体积V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为，由题给数据及盖吕萨克定律有：，且V1V0V0，V2V0V0.由式及所给的数据可得：T2320 K(2)活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氮气经历等温过程，设氮气初始状态的体积为V1，压强为P1；末态体积为V2，压强为P2，由所给数据及玻意耳定律可得V1V0，p1p0，V2V0，p1V1p2V2.由式可得
12、：p2p0.答案：(1)320 K(2)p01.(2014上海卷)如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体()A压强增大，体积增大B压强增大，体积减小C压强减小，体积增大D压强减小，体积减小解析：初始时，水银处于静止状态，受到的重力和封闭气体的压力之和与外界大气压力等大反向；当试管自由下落时，管中水银也处于完全失重状态，加速度为g竖直向下，所以封闭气体的压强与外界大气压等大；由此可知封闭气体的压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体的体积减小，B项正确答案：B2(2015江苏卷)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1 L将
13、其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45 L请通过计算判断该包装袋是否漏气解析：将包装袋压缩到压强为2个标准大气压温度不变：初状态：p11 atm，V11 L；末状态：p12 atm.由玻意耳定律：p1V1p2V2，解得：V20.5 L0.45 L.则会漏气答案：会漏气3(2015重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差解析：由题知质量和体积不变得初状态：p1，T1，末状态：p2，T
14、2.由查理定理：，则：p2T2，则压强差：pp2p1p1p1p1.答案：p14.(2015课标全国卷)如图所示，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l10.0 cm，B侧水银面比A侧的高h3.0 cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧的高度差为h110.0 cm时，将开关K关闭，已知大气压强P075.0 cmHg.(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两侧的水银达到同一高度，求注入水银在管内的长度解析：(1)以cmHg为压强单位，设A侧空气长度l10.0 cm 时压强为p；当两
15、侧水银面的高度差为h110.0 cm 时，空气柱的长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得：plp1l1，由力学平衡条件得：pp0h.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的长度增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随之减小，直至A侧水银高出B侧水银面h1为止由力学平衡有p1p0h1，并代入数据得l112.0 cm.(2)当A、B两侧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plp2l2，由力学平衡条件可知p2p0.代入数据得l210.4 cm.设注入的水银柱在管内的长度为h，依题意得h2(l1l2)h113.2
16、cm.答案：(1)12.0 cm(2)13.2 cm5.(2015海南卷)如图所示，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B ；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0.现假设活塞B发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触求活塞A移动的距离解析：A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为p1、p2，在漏气前，对A分析有p1p0，对B有p2p1.B最终与容器底面接触后，AB间的压强为p，气体体积为V，则有pp0，因为温度始终不变，对于混合气体有(p1p2)2VpV，漏气前A距离底面的高度为h，漏气后A距离底面的高度为h.联立可得h.答案：