气体实验定律物理教案
实验五气体三定律及气态方程的验证
实验五气体三定律及气态方程的验证在物理学的领域中，气体的性质一直是研究的重要课题之一。
其中，气体三定律以及气态方程为我们理解和描述气体的行为提供了有力的工具。
本次实验的目的就是要通过实际操作和数据测量，来验证这些定律和方程的准确性。
实验前，我们首先需要了解一下所要验证的气体三定律及气态方程的具体内容。
波义耳定律指出，在温度不变的情况下，一定质量气体的压强与体积成反比。
也就是说，当气体的温度保持恒定，如果对气体进行压缩，使其体积减小，那么气体的压强就会增大；反之，如果气体的体积增大，压强则会减小。
查理定律表明，在压强不变的条件下，一定质量气体的体积与热力学温度成正比。
这意味着当气体所受压强恒定，随着温度的升高，气体的体积会增大；温度降低时，体积则会减小。
盖吕萨克定律则说的是，在体积不变时，一定质量气体的压强与热力学温度成正比。
即当气体的体积固定不变，温度上升，压强增大；温度下降，压强减小。
而综合这三个定律，我们可以得到理想气体状态方程，即 PV ＝nRT ，其中 P 是气体压强，V 是气体体积，n 是气体的物质的量，R 是理想气体常数，T 是热力学温度。
为了进行这个实验，我们准备了以下实验器材：一个带有刻度的注射器、一个气压计、一个温度计、一个恒温箱以及一些必要的连接装置。
实验开始，首先验证波义耳定律。
我们在室温下，将一定量的气体吸入注射器中，记录此时的体积和压强。
然后，通过缓慢推动注射器的活塞，逐渐减小气体的体积，并同时记录相应的压强值。
经过多次测量，我们得到了一系列体积和压强的数据。
将这些数据绘制成图表，可以清晰地看到，在温度不变的情况下，压强与体积的乘积基本保持恒定，从而验证了波义耳定律。
接下来验证查理定律。
我们将注射器放入恒温箱中，设置不同的温度，保持压强不变，测量并记录不同温度下气体的体积。
同样，将这些数据进行整理和分析，结果表明，在压强不变时，气体的体积与温度呈线性关系，符合查理定律的描述。
气体 理想气体的状态方程 教案
气体·理想气体的状态方程·教案一、教学目标1．在物理知识方面的要求：（1）初步理解“理想气体”的概念。
（2）掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方程的过程，熟记理想气体状态方程的数学表达式，并能正确运用理想气体状态方程解答有关简单问题。
（3）熟记盖·吕萨克定律及数学表达式，并能正确用它来解答气体等压变化的有关问题。
2．通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导盖·吕萨克定律的过程，培养学生严密的逻辑思维能力。
3．通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程，使学生学会用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法，并对学生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。
二、重点、难点分析1．理想气体的状态方程是本节课的重点，因为它不仅是本节课的核心内容，还是中学阶段解答气体问题所遵循的最重要的规律之一。
2．对“理想气体”这一概念的理解是本节课的一个难点，因为这一概念对中学生来讲十分抽象，而且在本节只能从宏观现象对“理想气体”给出初步概念定义，只有到后两节从微观的气体分子动理论方面才能对“理想气体”给予进一步的论述。
另外在推导气体状态方程的过程中用状态参量来表示气体状态的变化也很抽象，学生理解上也有一定难度。
三、教具1．投影幻灯机、书写用投影片。
2．气体定律实验器、烧杯、温度计等。
四、主要教学过程（一）引入新课前面我们学习的玻意耳定律是一定质量的气体在温度不变时，压强与体积变化所遵循的规律，而查理定律是一定质量的气体在体积不变时，压强与温度变化时所遵循的规律，即这两个定律都是一定质量的气体的体积、压强、温度三个状态参量中都有一个参量不变，而另外两个参量变化所遵循的规律，若三个状态参量都发生变化时，应遵循什么样的规律呢？这就是我们今天这节课要学习的主要问题。
（二）教学过程设计1．关于“理想气体”概念的教学设问：（1）玻意耳定律和查理定律是如何得出的？即它们是物理理论推导出来的还是由实验总结归纳得出来的？答案是：由实验总结归纳得出的。
2.3气体的等压变化和等容变化_教案
气体的等压变化和等容变化【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是气体的等容变化过程；掌握查理定律的内容；理解p-T图象的物理意义；知道查理定律的适用条件。
2．知道什么是气体的等压变化过程；掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；理解V-T图象的物理意义。
3．知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程。
4．会用气体动理论的知识解释气体实验定律。
二、过程与方法根据查理定律和盖-吕萨克定律的内容理解p-T图象和V-T图象的物理意义。
三、情感、态度与价值观1．培养运用图象这种数学语言表达物理规律的能力。
2．领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。
【教学重点】1．查理定律的内容、数学表达式及适用条件。
2．盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件。
【教学难点】对p-T图象和V-T图象的物理意义的理解。
【教学过程】一、复习导入教师：玻意耳定律的内容和公式是什么？学生：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。
即pV=C或p1V1=p2V2。
教师：应用玻意耳定律求解问题的基本思路是什么？学生：首先确定研究对象（一定质量的气体，温度不变），然后确定气体在两个不同状态下的压强和体积??1、??1，??2、??2，最后根据定律列式求解。
教师点出课题：那么，当气体的体积保持不变时，气体的压强与温度的关系是怎样的呢？若气体的压强保持不变时，气体的体积与温度的关系又是怎样的呢？这节课我们学习气体的等容变化和等压变化。
二、新课教学（一）气体的等压变化1．等压变化：一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化。
猜想：在等压变化中，气体的体积与温度可能存在着什么关系？教师介绍盖-吕萨克的猜想。
盖-吕萨克1778年9月6日生于圣·莱昂特。
1800年毕业于巴黎理工学校。
1850年5月9日，病逝于巴黎，享年72岁。
1802年，盖-吕萨克发现气体热膨胀定律（即盖-吕萨克定律）压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。
高中物理气体方程技巧教案
高中物理气体方程技巧教案
教学目标：通过本节课的学习，学生能够掌握气体方程的推导和应用方法，理解气体的基本性质和相关定律。
教学重点：气体方程的推导和应用方法。
教学难点：气体方程的实际应用，及其在解决实际问题中的应用。
教学准备：
1. 教材：高中物理教材相关章节。
2. 教具：板书、投影仪、实验装置等。
3. 实验材料：气体容器、气体压力计等。
教学过程：
一、导入（5分钟）
向学生简要介绍气体方程及其重要性，激发学生对本节课的兴趣。
二、概念讲解（15分钟）
1. 介绍理想气体状态方程及其推导方法。
2. 介绍实际气体状态方程及其应用。
三、实验演示（15分钟）
进行实验演示，让学生通过实验感受气体的性质和状态方程的推导过程。
四、练习与讨论（15分钟）
1. 给学生一些相关练习题，让他们通过解题来巩固所学知识。
2. 分组讨论，让学生在小组内交流思路，共同解决问题。
五、总结与扩展（10分钟）
总结本节课的重点内容，并引导学生思考气体方程在实际生活中的应用，并展开相关拓展讨论。
六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固学生对气体方程的掌握。
教学反思：
通过本节课的教学，学生对气体方程有了更深入的理解，学习效果良好。
在今后的教学中，可以通过更多实验来帮助学生理解和应用气体方程，提高教学效果。
高中物理第1章分子动理论与气体实验定律第3节气体分子速率分布的统计规律学案鲁科版选择性3
第3节气体分子速率分布的统计规律学习目标:1．[物理观念］初步了解什么是“统计规律”．2．[科学思维］理解气体分子速率分布规律．一、偶然中的必然1．随机性必然事件：在一定条件下，必然出现的事件．不可能事件：在一定条件下,不可能出现的事件．随机事件：在一定条件下，可能出现，也可能不出现的事件．2．统计规律:大量的随机事件表现出的整体规律．二、气体分子速率分布规律1．气体分子速率的分布规律(1）图象如图所示．（1)规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“中间多、两头少”的分布规律．当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动．2．气体温度的微观意义(1)温度越高,分子的热运动越剧烈．（2)理想气体的热力学温度T与分子的平均动能错误!k成正比，即T＝a E k，表明温度是分子平均动能的标志．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1）大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小．(√)（2）温度越高,分子的热运动越激烈,是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了．（×)（3）气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大．（×)(4）当温度发生变化时，气体分子的速率不再是“中间多、两头少”．（×)(5）某一时刻一个分子的速度大小和方向是偶然的．(√）（6）温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同．（×）2．(多选)关于气体分子的运动情况,下列说法不正确的是(）A．某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C．某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化D．分子的速率分布毫无规律ACD[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B项正确;某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C项错误．］3．下面的表格是某地区1～7月气温与气压的对照表:7月与1月相比较，正确的是()A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了D[由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高,压强减小,温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小．所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确．］统计规律与气体分子运动特点(1)抛掷一枚硬币时，其正面有时向上，有时向下,抛掷次数较少和次数很多时，会有什么规律？（2）温度不变时，每个分子的速率都相同吗？温度升高,所有分子运动速率都增大吗？提示：(1)抛掷次数较少时，正面向上或向下完全是偶然的，但次数很多时，正面向上或向下的概率是相等的．(2)分子在做无规则运动,造成其速率有大有小．温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了，1．对统计规律的理解（1)个别事件的出现具有偶然因素,但大量事件出现的机会，却遵从一定的统计规律．（2）从微观角度看,由于气体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却具有一定的规律．2．如何正确理解气体分子运动的特点（1)气体分子距离大（约为分子直径的10倍），分子力非常小(可忽略），可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状．(2)分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变,造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等．（3)大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)、两头少（速率大或小的分子数目少）的规律．(4)当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，即速度大的分子数目增多，速率小的分子数目减小，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，定量的分析表明理想气体的热力学温度T与分子的平均动能错误!k成正比，即T＝a错误!k，因此说，温度是分子平均动能的标志．【例】(多选)根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的．依据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是（)A．不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数B．温度变化，表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变C．某一温度下,速率都在某一数值附近,离开这个数值越远，分子越少D．温度增加时，速率小的分子数减少了ACD［温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的,选项B错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，选项A、C、D描述正确．]气体分子速率分布规律(1）不同的气体在不同的温度下,该曲线是不同的,即使对同一种气体,由于温度不同，曲线也不相同，并且温度升高，速率大的分子所占的比率增加，速率小的分子所占的比率减小．(2）温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子,速率可能变大也可能变小，无法确定．[跟进训练](多选)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同温度下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子的速率间的关系．由图可知下列说法正确的是（）A．100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多B．具有最大比例的速率区间，0 ℃时对应的速率大C．温度越高，分子的平均速率越大D．在0 ℃时，也有一部分分子的速率比较大，说明气体内部有温度较高的区域AC［同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大．温度升高时，速率大的氧气分子数增加，使得氧气分子的平均速率增大,100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，由图像可知，0 ℃时的最大比例值大，但对应的分子速率小于100 ℃时的情况，A正确，B错误；温度升高，分子的运动加剧，使得氧气分子的平均速率增大,C正确；温度是分子平均动能的标志，与个别分子速率大小无关，气体内部温度相同,D错误．］1．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，f （v）表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。
高中物理气体的结构教案
高中物理气体的结构教案
一、教学目标
1. 使学生理解气体分子的特点和理想气体的状态方程。
2. 培养学生运用气体定律解释日常生活中的现象的能力。
3. 强化学生实验观察和数据分析的技能。
二、教学内容
1. 气体分子模型的介绍：包括分子间距、分子大小和分子速度等特性。
2. 理想气体状态方程的推导和应用：V=nRT。
3. 实际气体与理想气体行为的偏差分析。
4. 相关实验介绍：如查理定律实验、波义耳定律实验等。
三、教学方法
采用讲授与讨论相结合的方式，辅以多媒体教学手段，增强学生的直观感受和理解深度。
四、教学过程
1. 引入新课：通过视频或图片展示气体在不同条件下的表现，激发学生兴趣。
2. 知识讲解：系统阐述气体的微观结构特点和理想气体状态方程。
3. 案例分析：选取生活中的例子，如气球膨胀、汽车轮胎压力变化等，让学生用所学知识进行分析。
4. 实验演示：老师现场演示或播放相关实验视频，加深学生对理论的理解。
5. 小组讨论：学生分组讨论气体定律的应用，提出疑问并互相解答。
6. 总结归纳：回顾本次课程的主要内容，强调知识点的应用价值。
五、作业布置
1. 设计一个简单的实验来验证波义耳定律或查理定律。
2. 思考题：为什么高山上的大气压比海平面低？请结合气体定律给出解释。
六、评价方式
通过课堂提问、小组讨论表现、作业完成情况以及实验报告的撰写来综合评价学生的学习效果。
七、教学反思
教师需根据学生的反馈和学习效果，对教学方法和内容进行适时调整，确保教学质量。
2.1气体实验定律Ⅰ教学设计-2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第三册
- 气体分子的平均动能与温度的关系：温度是气体分子平均动能的量度。
7. 实验操作注意事项
- 实验器材的校准和安全性检查。
- 实验过程中温度、压强和体积的精确测量。
- 实验数据的记录和分析，如使用图表、曲线拟合等。
8. 气体实验定律的实际意义
学具准备
多媒体
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
教学资源准备
1. 教材：确保每位学生都提前准备好本节课所需的物理教材或学习资料，包括粤教版（2019）选择性必修第三册。
2. 辅助材料：准备与气体实验定律相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便直观展示气体现象和定律应用。
3. 实验器材：提前检查并准备实验所需的气体定律演示装置、压强计、温度计等实验器材，确保其完整性和安全性。
- 信息技术手段：利用在线平台，促进资源共享和进度监控。
作用与目的：
- 让学生提前接触气体实验定律，为课堂学习打下基础。
- 培养学生独立思考和自主学习的能力。
2. 课中强化技能
教师活动：
- 导入新课：通过演示实验，引入气体实验定律的学习。
- 讲解知识点：详细讲解查理定律、波义耳定律和盖·吕萨克定律等知识点，结合实际案例。
4. 实验操作评价：
- 观察学生在实验操作中的规范性和准确性，评估实验结果的可靠性。
- 评价学生在实验过程中的观察力、分析问题和解决问题的能力。
5. 教师评价与反馈：
- 针对学生在课堂、讨论、测试和实验操作中的表现，给予及时、具体的评价和指导。
高中物理第二章气体4气体实验定律的图像表示及微观解释教科
图7
答案
[知识深化] 1.p－T图像，如图8所示：
图8 (1)p－T图中的等容线是一条过原点的倾斜直线. (2)p－t图中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15 ℃. (3)无论p－T图像还是p－t图像，其斜率都能判断气体体积的大小，斜率 越大12/1，2/202体1 积越小.
2.V－T图像，如图9所示：
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图10
解析 答案
(2)请在图乙坐标系中，作出由状态A 经过状态B变为状态C的p－T图像， 并在图线相应位置上标出字母A、B、 C，如果需要计算才能确定有关坐标 值，请写出计算过程. 答案 见解析 解析 根据查理定律得TpBB＝TpCC pC＝TTCBpB＝430000pB＝43pB＝43×1.5×105 Pa＝2.0×105 Pa 则可画出由状态A→B→C的p－T图像如图所示.
(2)一定质量的气体的p－T图像是双曲线.( × )
(3)V－T图像的斜率大，说明压强小.( √ )
(4)若T不变，p增大，则V减小，是由于分子撞击器壁的作用力变大.( × )
(5)若p不变，V增大，则T增大，是由于分子密集程度减小，要使压强不
变，分子的平均动能增大.( √ )
(6)若V不变，T增大，则p增大，是由于分子密集程度不变，分子平均动
12/12/2021
答案
[知识深化] 1.用气体分子动理论解释玻意耳定律 一定质量(m)的气体，其分子总数(N)是一个定值，当温度(T)保持不变时， 则分子的平均速率(v)也保持不变，当其体积(V)增大为原来的n倍时，单 位体积内的分子数(N0)则变为原来的n分之一，因此气体的压强也减为原 来的n分之一；反之若体积减小为原来的n分之一，压强则增大为原来的 n倍，即压强与体积成反比.这就是玻意耳定律.
高中物理第二章固体液体和气体习题课理想气体状态方程与气体实验定律的应用教学案.doc
习题课 理想气体状态方程与气体实验定律的应用[目标定位] 1.掌握理想气体状态方程，并能利用它分析解决实际问题.2.会巧妙地选择研究对象，使变质量问题转化为一定质量的气体问题.3.理解液柱移动问题的分析方法．一、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，从而用气体实验定律或理想气体状态方程解决．以常见的两类问题举例说明： 1．打气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量的气体状态变化问题． 2．抽气问题从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题．分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看作是气体膨胀的过程．例1 一只两用活塞气筒的原理如图1所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V 0，现将它与另一只容积为V 的容器相连接，容器内的空气压强为p 0，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(大气压强为p 0)( )图1A ．np 0，1np 0B.nV 0V p 0，V 0nVp 0C ．(1＋V 0V)np 0，(1＋V 0V)np 0 D ．(1＋nV 0V )p 0，(V V ＋V 0)np 0 答案 D解析 打气时，活塞每推动一次，把体积为V 0，压强为p 0的气体推入容器内，若活塞工作n 次，就是把压强为p 0，体积为nV 0的气体压入容器内，容器内原来有压强为p 0，体积为V 的气体，根据玻意耳定律得：p 0(V ＋nV 0)＝p ′V .所以p ′＝V ＋nV 0V p 0＝(1＋n V 0V)p 0. 抽气时，活塞每拉动一次，把容器中的气体的体积从V 膨胀为V ＋V 0，而容器的气体压强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的V 0气体排出，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V 又膨胀到V ＋V 0，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得： 第一次抽气p 0V ＝p 1(V ＋V 0)，p 1＝VV ＋V 0p 0.活塞工作n 次，则有：p n ＝(VV ＋V 0)np 0.故正确答案为D.二、液柱移动问题液柱移动问题常使用假设推理法：根据题设条件，假设液柱不动，运用相应的物理规律及有关知识进行严谨的推理，得出正确的答案． 常用推论有两个：(1)查理定律的分比形式：Δp ΔT ＝p T 或Δp ＝ΔTT p .(2)盖·吕萨克定律的分比形式：ΔV ΔT ＝V T 或ΔV ＝ΔTTV .例2 两个容器A 、B ，用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图2所示，A 、B 所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃，则水银柱将 ( )图2A ．向右移动B ．向左移动C ．不动D ．条件不足，不能确定答案 A解析 假设水银柱不动，A 、B 气体都做等容变化：由Δp ＝ΔT T p 知Δp ∝1T，因为T A ＜T B ，所以Δp A ＞Δp B ，所以水银柱向右移动．三、理想气体状态方程 1．理想气体的状态方程一定质量的某种理想气体，由初状态(p 1、V 1、T 1)变化到末状态(p 2、V 2、T 2)时，各量满足：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2. 2．气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例 (1)当T 1＝T 2时，p 1V 1＝p 2V 2(玻意耳定律)． (2)当V 1＝V 2时，p 1T 1＝p 2T 2(查理定律)． (3)当p 1＝p 2时，V 1T 1＝V 2T 2(盖·吕萨克定律)． 3．应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态(是否具有加速度)． (2)弄清气体状态的变化过程．(3)确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一． (4)根据题意，选用适当的气体状态方程求解． (5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义．例3 如图3所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U 形玻璃管，当t 1＝31 ℃，大气压强p 0＝76 cmHg 时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L 1＝8 cm ，则当温度t 2是多少时，左管气柱L 2为9 cm?图3答案 78 ℃解析 初状态：p 1＝p 0＝76 cmHg ，V 1＝L 1·S ＝8 cm·S ，T 1＝304 K ；末状态：p 2＝p 0＋2 cmHg ＝78 cmHg ，V 2＝L 2·S ＝9 cm·S ，T 2＝？根据理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2代入数据得：76 cmHg×8 cm·S 304 K ＝78 cmHg×9 cm·ST 2解得：T 2＝351 K ，则t 2＝(351－273) ℃＝78 ℃.例4 如图4甲所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S ＝2×10－3m 2、质量为m ＝4 kg 、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm ，在活塞的右侧12 cm 处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105Pa.现将气缸竖直放置，如图乙所示，取g ＝10 m/s 2.求：图4(1)活塞与气缸底部之间的距离； (2)加热到675 K 时封闭气体的压强． 答案 (1)20 cm (2)1.5×105Pa 解析 (1)p 1＝p 0＝1×105PaT 1＝300 K ，V 1＝24 cm×S p 2＝p 0＋mgS ＝1.2×105 PaT 1＝T 2，V 2＝HS由p 1V 1＝p 2V 2 解得H ＝20 cm.(2)假设活塞能到达卡环处，则T 3＝675 K ，V 3＝36 cm×S由p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3得p 3＝1.5×105Pa>p 2＝1.2×105Pa所以活塞到达卡环处，气体压强为1.5×105Pa.1．(变质量问题)某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L ，如图5所示，装入6 L 的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm 3、1 atm 的空气，设整个过程温度保持不变，求：(1)要使贮液筒中空气的压强达到4 atm ，打气筒应打压几次？(2)在贮液筒中空气的压强达到4 atm 时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？图5答案 (1)15 (2)1.5 L解析 (1)设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p由玻意耳定律得：1 atm×300 cm 3＝1.5×103cm 3×p ，p ＝0.2 atm 需打气次数n ＝4－10.2＝15(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V 由玻意耳定律得：4 atm×1.5 L＝1 atm ×VV ＝6 L故还剩药液7.5 L －6 L ＝1.5 L.2．(液柱移动问题)如图6所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h 的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l 2＝2l 1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动？(原来温度相同)图6答案 向上移动 解析 (1)假设法假设升温后水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律： 上段：p 2T 2＝p 2′T 2′，所以p 2′＝T 2′T 2p 2.Δp 2＝p 2′－p 2＝⎝⎛⎭⎪⎫T 2′T 2－1p 2＝ΔT 2T 2p 2.同理，下段：Δp 1＝ΔT 1T 1p 1.又因为ΔT 2＝ΔT 1，T 1＝T 2，p 1＝p 2＋h cmHg ＞p 2， 所以Δp 1＞Δp 2，即水银柱向上移动．(2)图象法在同一p －T 图象上画出两段气柱的等容线，如图所示．因在温度相同时，p 1＞p 2，得气柱l 1等容线的斜率较大．当两气柱升高相同的温度ΔT 时，其压强的增量Δp 1＞Δp 2，所以水银柱向上移动．3．(理想气体状态方程)钢筒内装有3 kg 气体，温度是－23 ℃，压强为4 atm ，如果用掉1 kg 后温度升高到27 ℃，求筒内气体压强． 答案 3.2 atm解析 将筒内气体看作理想气体，以2 kg 气体为研究对象，设钢筒的容积为V ， 初状态：p 1＝4 atm ，V 1＝2V3，T 1＝250 K ，末状态：V 2＝V ，T 2＝300 K ， 由理想气体状态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2， 筒内压强：p 2＝p 1V 1T 2V 2T 1＝4×23×300250atm ＝3.2 atm.4．(理想气体状态方程的综合应用)如图7所示，一气缸竖直放置，横截面积S ＝50 cm 2、质量m ＝10 kg 的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，气体柱长h 0＝15 cm ，活塞用销子销住，缸内气体的压强p 1＝2.4×105Pa ，温度177 ℃.现拔去活塞销s (不漏气)，不计活塞与气缸壁的摩擦．当活塞速度达到最大时，缸内气体的温度为57 ℃，外界大气压为1.0×105Pa.求：此时气体柱的长度h .图7答案 22 cm解析 当活塞速度达到最大时，活塞受力平衡p 2＝p 0＋mg S ＝(1.0×105＋10×1050×10－4) Pa ＝1.2×105Pa根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 22.4×105×15177＋273＝1.2×105×h57＋273解得h ＝22 cm.题组一 变质量问题1．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L ．设充气过程为等温过程，则充气后储气罐中气体压强为( ) A ．2.5 atm B ．2.0 atm C ．1.5 atm D ．1.0 atm答案 A解析 初状态：p 1＝1.0 atm ，V 1＝(6.0＋9.0) L ＝15.0 L 末状态：p 2，V 2＝6.0 L 根据玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2得p 2＝p 1V 1V 2，代入数据得p 2＝2.5 atm ，故A 项正确，B 、C 、D 项均错．2．某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p 0的空气的体积为( ) A.p 0pV B.p p 0V C ．(p p 0－1)V D ．(p p 0＋1)V答案 C解析 取充入空气后的轮胎内的空气为研究对象，设充入空气的体积为V ′，则初态p 1＝p 0，V 1＝V ＋V ′；末态p 2＝p ，V 2＝V ，由玻意耳定律可得：p 0(V ＋V ′)＝pV ， 解得：V ′＝(pp 0－1)V ，故选项C 正确．3．容积为20 L 的钢瓶内，贮有压强为1.5×107Pa 的氧气．打开钢瓶的阀门，将氧气分装到容积为5 L 的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的钢瓶和氧气袋中氧气的压强都是1.0×106Pa ，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装 ( ) A ．60袋B ．56袋C ．50袋D ．40袋答案 B解析 设可分装n 袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p 1V ＝p 2V ＋np 2V 0 1．5×107Pa×20 L＝1.0×106Pa×20 L＋n ×1.0×106Pa×5 L， 解得n ＝56，B 选项正确．4．用打气筒将压强为1 atm 的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积ΔV ＝500 cm 3，轮胎容积V ＝3 L ，原来压强p ＝1.5 atm.现要使轮胎内压强变为p ′＝4 atm ，问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)( ) A ．5次 B ．10次 C ．15次 D ．20次答案 C解析 因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方程求解．pV ＋np 1ΔV ＝p ′V ，代入数据得1．5 atm×3 L＋n ×1 atm×0.5 L＝4 atm×3 L，解得n ＝15. 题组二 液柱移动问题5.两端封闭、内径均匀的直玻璃管水平放置，如图1所示．V 左<V 右，温度均为20 ℃，现将右端空气柱温度降为0 ℃，左端空气柱温度降为10 ℃，则管中水银柱将( )图1A ．不动B ．向左移动C ．向右移动D ．无法确定是否移动答案 C解析 设降温后水银柱不动，则两段空气柱均为等容变化，初始状态左右压强相等，即p 左＝p 右＝p对左端空气柱Δp 左ΔT 左＝p 左T 左，则Δp 左＝ΔT 左T 左p 左＝10293p同理右端空气柱Δp 右＝20293p所以Δp 右>Δp 左，即右侧压强降低得比左侧多，故水银柱向右移动，选项C 正确． 6.如图2所示，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l ，管内外水银面高度差为h ，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则 ( )图2A ．h 、l 均变大B ．h 、l 均变小C ．h 变大，l 变小D ．h 变小，l 变大 答案 A题组三 理想气体状态方程7．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是( ) A ．p 1＝p 2，V 1＝2V 2，T 1＝12T 2B ．p 1＝p 2，V 1＝12V 2，T 1＝2T 2C ．p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2D ．p 1＝2p 2，V 1＝V 2，T 1＝2T 2 答案 D解析 由理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2可判断，只有D 项正确． 8．(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p 、V 、T .经过一系列状态变化后，压强仍为p ，则下列过程中可以实现的是( ) A ．先等温膨胀，再等容降温 B ．先等温压缩，再等容降温 C ．先等容升温，再等温压缩 D ．先等容降温，再等温压缩 答案 BD解析 质量一定的理想气体状态无论怎样变化，其pV /T 的值都不改变．A 项中，T 不变，V 增大，则压强p 减小；之后V 不变，T 降低，则压强p 减小；压强降了再降，不可能回到初态压强，A 项不可能实现．B 项中，T 不变，V 减小，则压强p 增大；之后V 不变，T 降低，则压强p 减小；压强先增后减，可能会回到初态压强，即B 项正确．C 项中，V 不变，T 升高，则压强p 增大；之后T 不变，V 减小，则压强p 增大；压强增了再增，末态压强必大于初态压强，C 项不可能实现．D 项中，V 不变，T 降低，则p 减小；之后T 不变，V 减小，则压强p 增大；压强先减后增，末态压强可能等于初态压强，D 项正确．9.一定质量的理想气体，经历了如图3所示的状态变化1→2→3过程，则三个状态的温度之比是( )图3A ．1∶3∶5B ．3∶6∶5C ．3∶2∶1D ．5∶6∶3 答案 B解析 由pV T＝C 得T 1∶T 2∶T 3＝3∶6∶5，故选项B 正确．10．一定质量的理想气体由状态A 变为状态D ，其有关数据如图4甲所示，若气体在状态D 的压强是2×104Pa.图4(1)求状态A 的压强；(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p －T 图象，并分别标出A 、B 、C 、D 各个状态． 答案 (1)4×104Pa (2)见解析 解析 (1)根据理想气体状态方程：p A V A T A ＝p D V DT D则p A ＝p D V D T A V A T D ＝2×104×4×2×1021×4×102Pa ＝4×104 Pa. (2)A →B 是等容变化 由查理定律p A T A ＝p BT B得p B ＝T B T A p A ＝8×1022×102×4×104 Pa ＝1.6×105PaB →C 是等温变化由玻意耳定律p B V B ＝p C V C 得p C ＝p B V B V C ＝1.6×105×14Pa ＝4×104 Pa C →D 是等容变化p D ＝2×104 Pa T D ＝4×102 Kp －T 图象及A 、B 、C 、D 各个状态如图所示．题组四 理想气体状态方程的综合应用11.如图5所示，竖直放置在水平面上的气缸，其缸体质量M ＝10 kg ，活塞质量m ＝5 kg ，横截面积S ＝2×10－3 m 2，活塞上部的气缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔a 与外界相通，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，活塞的下端与劲度系数k ＝2×103 N/m 的弹簧相连．当气缸内气体温度为127 ℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L ＝20 cm.求当缸内气体温度升高到多少时，气缸对地面的压力为零．(g 取10 m/s 2，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦)图5答案 827 ℃解析 缸内气体初态：V 1＝LS ＝20S ，p 1＝p 0－mg S＝7.5×104 Pa ， T 1＝(273＋127) K ＝400 K.末态：p 2＝p 0＋Mg S ＝1.5×105 Pa.气缸和活塞整体受力平衡：kx ＝(m ＋M )g ，则x ＝(m ＋M )g k＝0.075 m ＝7.5 cm. 缸内气体体积V 2＝(L ＋x )S ＝27.5S ，对缸内气体根据理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，即7.5×104 Pa×20S 400 K ＝1.5×105Pa×27.5S T 2， 解得：T 2＝1 100 K ，即t ＝827 ℃12．如图6甲所示，水平放置的气缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A 、B 两处设有限制装置，使活塞只能在A 、B 之间运动，B 左面气缸的容积为V 0，A 、B 之间的容积为0.1V 0.开始时活塞在B 处，缸内气体的压强为0.9p 0(p 0为大气压强)，温度为297 K ，现缓慢加热气缸内的气体，直至达到399.3 K ．求：甲 乙图6(1)活塞刚离开B 处时的温度T B ；(2)缸内气体最后的压强p ；(3)在图乙中画出整个过程的p －V 图象．答案 (1)330 K (2)1.1p 0 (3)见解析图 解析 (1)气缸内的气体初态时p 1＝0.9p 0，V 1＝V 0，T 1＝297 K ．当活塞刚离开B 处时，气体的状态参量p 2＝p 0，V 2＝V 0，T 2＝T B .根据p 1T 1＝p 2T 2，得0.9p 0297＝p 0T B，所以T B ＝330 K. (2)随着温度不断升高，活塞最后停在A 处，此时气体的状态参量p 4＝p ，V 4＝1.1V 0，T 4＝399.3 K ．根据p 1V 1T 1＝p 4V 4T 4，得0.9p 0V 0297＝1.1pV 0399.3，解得p ＝1.1p 0. (3)随着温度的升高，当活塞恰好停在A 处时，气体的状态参量p 3＝p 0，V 3＝1.1V 0，T 3＝T A ，由p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3得0.9p 0V 0297＝1.1p 0V 0T A，解得T A ＝363 K ．综上可知，气体在温度由297 K 升高到330 K 过程中，气体做等容变化；由330 K 升高到363 K 过程中，气体做等压变化；由363 K 升高到399.3 K 过程中，气体做等容变化．故整个过程的p －V 图象如图所示．。
新高二物理【3～4】气体的实验定律
新高二物理【3～4】气体的实验定律 2011.7一、概念和规律1. 气体的状态和状态参量.我们在研究气体的热学性质时，所研究的对象是盛放在容器中的一定质量的气体.当气体的体积、压强、温度这三个物理量都被确定时，一定质量的气体的状态也就是确定的.如果气体的体积、压强、温度这三个量发生了变化，就会使气体从一个平衡状态变化到另一个平衡状态.气体的体积、压强和温度这三个物理量是用来描述气体物理状态的，叫做气体的状态参量.2. 气体的三个实验定律(1) 玻意耳定律(等温过程)：一定质量的气体，保持温度不变，则在状态变化时其压强和体积的乘积保持不变.当ΔT ＝0时，p 1V 1＝p 2V 2.(2) 查理定律(等容过程)：一定质量的气体，保持体积不变，则在状态变化时其压强与热力学温度成正比.当ΔV ＝0时，2211T p T p =. 推论： 11P P T T ∆=∆ 1273t o t p p ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(3) 盖·吕萨克定律(等压过程)：一定质量的气体，保持压强不变，则在状态变化时其体积与热力学温度成正比.当Δp ＝0时，2211T V T V =. 推论： 11V V T T ∆=∆ 1273t o t V V ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭二、练习题（g ＝10m ／s 2） （一）三个状态参量的计算1．（多选题）关于热力学温标的说法，正确的是 ( )A ．热力学温标的零度是－273℃，叫做绝对零度B ．气体温度趋近于绝对零度时，其体积为零C ．热力学温度的每1度大小跟摄氏温度的每1度大小相同D ．热力学温度的每1度大于摄氏温度的每1度2. （单选题）关于气体的体积,下列说法中正确的是 ( ) A ．气体的体积与气体的质量成正比 B. 气体的体积与气体的密度成反比 C. 气体的体积就是所有气体分子体积的总和 D. 气体的体积是指气体分子所能达到的空间3．（单选题）将一支质量可忽略的薄玻璃试管的开口端竖直地插入液体中，在压力F 的作用下试管保持静止，这时管内外液面高度差是H ，如图所示．那么H 值的大小跟下列物理量无关的是 ( ) A ．管子的半径r B ．大气压强p 0C ．液体密度ρoD ．压力F4. （单选题）如图所示，一端封闭的竖直放置的U 形管，封闭端A 有一段空气柱，开端B 汞柱内有一段空气柱h 2cm ，压强p B ，管中各段汞柱高度均以厘米为单位。
气体实验定律_高二物理教案_模板
气体实验定律_高二物理教案_模板教学目标知识目标1、知道什么是等温变化，知道玻意耳定律的实验装置和实验过程，掌握玻意耳定律的内容与公式表达．2、知道什么是等容变化，了解查理定律的实验装置和实验过程，掌握查理定律的内容与公式表达．3、掌握三种基本图像，并能通过图像得到相关的物理信息．能力目标通过实验培养学生的观察能力和实验能力以及分析实验结果得出结论的能力．情感目标通过实验，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时树立理论联系实际的观点．教学建议教材分析本节的内容涉及三个实验定律：玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．研究压强、体积和温度之间的变化关系，教材深透了一般物理研究方法——“控制变量法”：在研究两个以上变量的关系时，往往是先研究其中两个变量间的关系，保持其它量不变，然后综合起来得到所要研究的几个量之间的关系，在牛顿第二定律、力矩的平衡、单摆周期确定等教学中，我们曾经几次采用这种方法．教法建议通过演示实验，及设定变量的方法得到两个实验定律；注意定律成立的条件．提高学生对图像的分析能力．教学设计方案教学用具：验证玻意耳定律和查理定律的实验装置各一套．教学主要过程设计：在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生自己分析总结、推理归纳实验规律．课时安排：2课时教学步骤（一）课堂引入：教师讲解：我们学习了描述气体的三个物理参量——体积、温度、压强，并知道对于一定质量的气体，这三个量中一个量变化时，另外两个量也会相应的发生变化，三个量的变化是互相关联的，那么，对于一定质量的气体，这三个量的变化关系是怎样的呢？这节课，我们便来研究一下！（二）新课讲解：教师讲解：在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，我们研究一定质量的气体温度、体积、压强三者的关系，就可以采用这种方法．首先，我们设定温度不变，研究气体体积和压强的关系．1、气体的压强与体积的关系——玻意耳定律演示实验：一定质量的气体，在保持温度不变的情况下改变压强，研究压强与体积的关系．让学盛帮助记录数据．压强Pa0.51.01.52.02.53.03.54.0体积V/L8.04.02.72.01.61.31.11.04.04.04.054.04.03.93.854.0以横坐标表示气体的体积，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与体积的关系如图所示．可见，一定质量的气体，在体积不变的情况，压强P随体积V的关系图线为一双曲线，称为等温线．①见等温线上的每点表示气体的一个状态．②同一等温线上每一状态的温度均相同．③对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越近的等温线的温度越高．通过实验得出，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的乘积保持不变，即：常量或压强p与体积V成反比，即：这个规律叫做玻意耳定律，也可以写成：或例如：一空气泡从水库向上浮，由于气泡的压强逐渐减小，因此体积逐渐增大．例题1：如图所示，已知：，求：和解：根据图像可得：∵封闭在管中的气体质量、温度均不变．即：解得：2、气体的压强与温度的关系——查理定律演示实验：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下改变温度，研究压强与温度的关系．让学生帮助记录数据．压强Pa1.01.11.21.31.41.51.61.7温度T/K300330360390420450480510[1] [2] 下一页教学目标一、知识目标1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一．知道输电的过程．了解远距离输电的原理．2、理解各个物理量的概念及相互关系．3、充分理解；；中的物理量的对应关系．4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.5、理解为什么远距离输电要用高压.二、能力目标1、培养学生的阅读和自学能力．2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考．3、通过远距离输电原理分析，具体计算及实验验证的过程，使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法：理论分析、计算和实验．三、情感目标1、通过对我国远距离输电挂图展示，结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的现象的介绍，教育学生爱护公共设施，做一个合格公民．2、教育学生节约用电，养成勤俭节约的好习惯．教学建议教材分析及相应的教法建议1、对于电路上的功率损失，可根据学生的实际情况，引导学生自己从已有的直流电路知识出发，进行分析，得出结论．2、讲解电路上的电压损失，是本教材新增加的．目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识，知道影响输电损失的因素不只一个，分析问题应综合考虑，抓住主要方面．但真正的实际问题比较复杂，教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题，也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析．教学中要注意掌握好分寸．3、学生常常容易将导线上的电压损失面与输电电压混淆起来，甚至进而得出错误结论．可引导学生进行讨论，澄清认识．这里要注意，切不可单纯由教师讲解，而代替了学生的思考，否则会事倍功半，形快而实慢．4、课本中讲了从减少损失考虑，要求提高输电电压；又讲了并不是输电电压越高越好．希望帮助学生科学地、全面地认识问题，逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法．教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：（l）理论分析如何减少输电过程的电能损失．（2）远距离输电的原理．2、难点：远距离输电原理图的理解．3、疑点：；；的对应关系理解．4、解决办法通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点．教学设计方案电能的输送教学目的：1、了解电能输送的过程．2、知道高压输电的道理．3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力．教学难点：高压输电的道理．教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）．教学过程：一、引入新课讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能．比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271.5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识．二、进行新课1、输送电能的过程提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的．在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的．出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍．板书：第三节电能的输送输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→ 降压变压器→用电单位．）2、远距离输电为什么要用高电压？提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点．板书：（高压输电的道理）分析讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略．列举课本上的一组数据．电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能．所以，输电时，必须减小导线发热损失．3、提问：如何减小导线发热呢？分析：由焦耳定律，减小发热,有以下三种方法：一是减小输电时间，二是减小输电线电阻，三是减小输电电流．4、提问：哪种方法更有效？第一种方法等于停电，没有实用价值．第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难．适用的超导材料还没有研究出来．排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了．从焦耳定律公式可以看出．第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一．通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的．板书结论：（A：要减小电能的损失，必须减小输电电流．）讲解：另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义．板书：（B：输电功率必须足够大．）5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？分析：根据公式，要使输电电流减小，而输送功率不变（足够大），就必须提高输电电压．板书：（高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失．）变压器能把交流电的电压升高（或降低）讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电．但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器．讨论：高压电输到用电区附近时，为什么要把电压降下来？（一是为了安全，二是用电器只能用低电压．）板书：（3.变压器能把交流电的电压升高或降低）三、引导学生看课本，了解我国输电电压，知道输送电能的优越性．四、课堂小结：输电过程、高压输电的道理．五、作业布置：某电站发电功率约271.5万千瓦，如果用1000伏的电压输电，输电电流是多少？如果输电电阻是200欧，每秒钟导线发热损失的电能是多少？如果采用100千伏的高压输电呢？探究活动考察附近的变电站，学习日常生活中的电学知识和用电常识．了解变压器的工作原理调查生活中的有关电压变换情况．调查：在电能的传输过程中，为了减小能量损耗而采用提高电压的方法，可是在提高电压后相应的对一些设备的要求也会提高，请调查在高压输电和低压输电过程中的投入产出比．实验：用电压表测电压教案示例之一(北京第八中学章浩武)(一)教材人教社九年义务教育初中物理第二册(二)教学目的1．会按照电压表使用规则正确使用电压表，会选择电压表的量程和试触，会正确读出电压表的示数。
气体的等压变化和等容变化1 (教案)——高中物理人教版(2019)选择性必修三
教案讨论练习与讲课后作业①VT图像中的等压线是一条过原点的倾斜直线。
②Vt图像中的等压线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15 ℃。
③无论是VT图像还是Vt图像，根据其斜率都能判断气体压强的大小，斜率越大，压强越小。
（二）气体的等容变化1．等容变化：一定质量的某种气体，在□01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)发现者：法国科学家查理。
(3)表达式：①p＝CT或pT＝C；②p1T1＝p2T2或p1p2＝T1T2。
(4)意义：反映了一定质量的某种气体的等容变化规律。
(5)图像：如图所示。
①pT图像中的等容线是一条□07过原点的倾斜直线。
②pt图像中的等容线不过原点，但反向延长线交t轴于－273.15 ℃。
③无论是pT图像还是pt图像，根据其斜率都能判断气体体积的大小，斜率越大，体积越小。
例1：教材30页第1题（等容过程，应用查理定律）假设不漏气，得到压强为8.35×106Pa，而实际变小，可见漏气。
例2：教材30页第3题（等压过程，应用盖—吕萨克定律）通过推导和计算，知温度的变化与管内空气柱长度的变化是确定值。
三.课堂练习：教材30页第4题四.课堂总结：（见板书设计）五.学习效果检测（见学案“闯关检测题”）板书设计气体的等压变化和等容变化一.气体的等压变化盖—吕萨克定律V1 T1＝V2T2或V1V2＝T1T2。
二.气体的等容变化查理定律p1 T1＝p2T2或p1p2＝T1T2。
课后反思。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版)：气体实验定律的综合应用
专题强化二十六气体实验定律的综合应用目标要求 1.理解理想气体状态方程并会应用解题.2.掌握“玻璃管液封模型”和“气缸活塞类模型”的处理方法.3.会处理“变质量气体模型”问题．题型一玻璃管液封模型1．气体实验定律及理想气体状态方程理想气体状态方程：pV T ＝c p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2当T 一定时，p 1V 1＝p 2V 2当p 一定时，V 1T 1＝V 2T 2当V 一定时，p 1T 1＝p 2T 22．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、列平衡方程求解，要注意：(1)液体因重力产生的压强为p ＝ρgh (其中h 为液体的竖直高度)；(2)不要漏掉大气压强，同时又要平衡掉某些气体产生的压力；(3)有时注意应用连通器原理——连通器内静止的液体，同一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 ”，使计算过程简捷．考向1单独气体例1如图所示，一粗细均匀、长度为L ＝1.0m 、导热性能良好的细玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口．长度为d ＝0.50m 的水银柱将长度为L 0＝0.50m 的空气柱(可视为理想气体)封闭在玻璃管底部，大气压强p0＝75cmHg ，管内空气的初始温度为t 0＝27℃，热力学温度与摄氏温度之间的关系为T ＝(t ＋273)K.(1)若缓慢升高管内气体的温度，当温度为T 1时，管内水银恰好有一半溢出，求T 1的大小；(2)若保持管内空气温度不变，缓慢倾斜玻璃管，当玻璃管与水平面间的夹角为θ时，管内水银恰好有一半溢出，求sin θ的值．答案(1)360K (2)13解析(1)开始时封闭气体的压强为p 1＝p 0＋p d ＝125cmHg ，温度为T 0＝(t 0＋273)K ＝300K ，当温度为T 1时，管内水银恰好有一半溢出，封闭气体的压强为p 2＝p 0＋12p d ＝100cmHg ，根据理想气体状态方程可得p 1L 0S T 0＝p 2(L －d 2)S T 1，解得T 1＝360K.(2)当玻璃管与水平面间的夹角为θ时，管内水银恰好有一半溢出，此时封闭气体的压强为p 3＝p 0＋12p d sin θ，根据玻意耳定律有p 3(L －d 2)S ＝p 1L 0S ，解得sin θ＝13.考向2关联气体例2(2023·广东深圳市模拟)横截面积处处相同的U 形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口，初始时，右端管内用h 1＝4cm 的水银柱封闭一段长为L 1＝9cm 的空气柱A ，左端管内用水银封闭一段长为L 2＝14cm 的空气柱B ，这段水银柱左右两液面高度差为h 2＝8cm.如图甲所示，已知大气压强p 0＝76.0cmHg ，环境温度不变．若将玻璃管缓慢旋转180°，使U 形管竖直倒置(水银未混合未溢出)，如图乙所示．当管中水银静止时，左右两水银柱液面高度差h 3为()A ．10cmB ．12cmC ．8cmD ．14cm 答案B 解析初始时，设空气柱A 的压强为p A ，空气柱B 的压强为p B ，则p A ＝p 0＋ρgh 1，p B ＋ρgh 2＝p A ，联立解得p B ＝72cmHg ，U 形管倒置后，空气柱A 的压强设为p A 1，空气柱B 的压强设为p B 1，则p A 1＝p 0－ρgh 1，p B 1＝p A 1＋ρgh 3，空气柱B 的长度L B 1＝L 2－h 3－h 22，由玻意耳定律可得，p B L 2＝p B 1L B 1，解得h 3＝12cm ，故选B.题型二气缸活塞类模型1．解题的一般思路(1)确定研究对象研究对象分两类：①热学研究对象(一定质量的理想气体)；②力学研究对象(气缸、活塞或某系统)．(2)分析物理过程①对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程．②对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程．(3)挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程．(4)多个方程联立求解．注意检验求解结果的合理性．2．两个或多个气缸封闭着几部分气体，并且气缸之间相互关联的问题，解答时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解．考向1单独气体例3如图所示，内壁光滑的薄壁圆柱形导热气缸开口朝下，气缸高度为h ，横截面积为S .气缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞．缸内封闭了压强为2p 0的理想气体．已知此时外部环境的热力学温度为T 0，大气压强为p 0，活塞的质量为2p 0S g，g 为重力加速度．(1)若把气缸放置到热力学温度比外部环境低1100的冷库中，稳定时活塞位置不变，求稳定时封闭气体的压强；(2)若把气缸缓缓倒置，使开口朝上，环境温度不变，求稳定时活塞到气缸底部的距离．答案(1)95p 0(2)23h 解析(1)由题意知封闭气体做等容变化，初态时热力学温度为T 0，压强为2p 0，末态时热力学温度为T 1＝910T 0，压强设为p 1.根据查理定律有2p 0T 0＝p 1T 1，解得p 1＝95p 0(2)封闭气体初态压强为2p 0，体积V 0＝Sh ，气缸倒置后，设气体压强为p 2，活塞到气缸底部的距离为H ，则气体体积V 2＝SH ，根据平衡条件可知p 0S ＋mg ＝p 2S ，解得p 2＝3p 0根据玻意耳定律有2p 0V 0＝p 2V 2，解得H ＝23h 所以稳定时活塞到气缸底部的距离为23h .考向2关联气体例4(2023·广东湛江市模拟)如图，气缸左右两侧气体由包有绝热材料的活塞隔开，活塞与气缸光滑接触．初始时两侧气体均处于平衡态，体积分别为V 1＝V 和V 2＝2V ，温度分别为T 1＝2T 和T 2＝5T .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；然后取走绝热材料使活塞导热，两侧气体最后达到平衡．求：(1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度T 3的大小；(2)最后达到平衡时两侧气体体积之比．答案(1)4T (2)5∶4解析(1)设初始时压强为p ，左侧气体满足：pV 1T 1＝p ′·1.5V T 3右侧气体满足：pV 2＝p ′·1.5V解得：T 3＝4T ；(2)活塞导热达到平衡，左侧气体满足：p ′·1.5V T 3＝p ″V 1′T 1′右侧气体满足：p ′·1.5V T 2＝p ″V 2′T 2′平衡时，则有：T 1′＝T 2′解得：V 1′V 2′＝T 2T 3＝54.题型三变质量气体模型1．充气问题选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题．2．抽气问题选择每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，抽气过程可以看成质量不变的等温膨胀过程．3．灌气分装把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题．4．漏气问题选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使漏气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体问题．考向1充气、抽气问题例5(2021·山东卷·4)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成，如图所示．加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将60cm3的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为5V，压强计示数为150mmHg.已知大气压强等于750mmHg，气体温度不变．忽略细管和压强计内的气体体积．则V等于()A．30cm3B．40cm3C．50cm3D．60cm3答案D解析根据玻意耳定律可知p0V＋5p0V0＝p1×5V已知p0＝750mmHg，V0＝60cm3，p1＝750mmHg＋150mmHg＝900mmHg，代入数据整理得V＝60cm3，故选D.例62021年11月8日，神舟十三号的三名宇航员在相互配合下圆满完成从空间站到太空的出舱任务，宇航员出舱时，要穿出舱航天服，从太空舱进入到气闸舱，示意图如图所示，关闭太空舱舱门，将气闸舱中气体缓慢抽出，压强逐渐减小到真空，再打开气闸舱舱门，从气闸舱进入到舱外活动．已知气闸舱中气体的初始压强为105Pa ，温度300K ，气闸舱体积约为1.4m 3.为了安全起见，第一阶段先将气闸舱的压强降至7×104Pa ，给航天员一个适应过程．在第一阶段降压过程中，求：(1)若气闸舱的温度保持不变，要抽出105Pa 压强下多少m 3的气体；(2)若气闸舱温度变为290K ，气闸舱内存留气体与原来气体在105Pa 压强下的体积比．(结果保留两位有效数字)答案(1)0.42m 3(2)0.72解析(1)设气闸舱内原有气体的体积为V 1，压强为p ，舱内压强降低后气体压强为p ′，原有气体在此压强下体积为V 2，由玻意耳定律可得pV 1＝p ′V 2，设抽掉的气体占原来气体的比率为k ，由数学关系可得k ＝V 2－V 1V 2，设抽掉气闸舱原有的气体体积ΔV ＝kV 1，联立解得ΔV ＝0.42m 3.(2)温度与压强降低后，原有气体在此压强下体积为V 3，由理想气体状态方程可得pV 1T 1＝p ′V 3T 3，设气闸舱内存留气体与原气体的体积比为n ，n ＝V 1V 3，联立解得n ≈0.72.考向2灌气分装例7某市医疗物资紧缺，需要从北方调用大批大钢瓶氧气(如图)，每个钢瓶内体积为40L ，在北方时测得大钢瓶内氧气压强为1.2×107Pa ，温度为7℃，长途运输到医院检测时测得大钢瓶内氧气压强为1.26×107Pa.在实际使用过程中，先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装，然后供病人使用，小钢瓶体积为10L ，分装后每个小钢瓶内氧气压强为4×105Pa ，要求大钢瓶内压强降到2×105Pa 时就停止分装．不计运输过程中和分装过程中氧气的泄漏，求：(1)在该市检测时大钢瓶所处环境温度为多少摄氏度；(2)一个大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用．答案(1)21℃(2)124解析(1)大钢瓶的容积一定，从北方到该市对大钢瓶内气体，有p1T1＝p2T2解得T2＝294K，故t2＝21℃(2)设大钢瓶内氧气由状态p2、V2等温变化为停止分装时的状态p3、V3，则p2＝1.26×107Pa，V2＝0.04m3，p3＝2×105Pa根据p2V2＝p3V3得V3＝2.52m3可用于分装小钢瓶的氧气p4＝2×105Pa，V4＝(2.52－0.04)m3＝2.48m3分装成小钢瓶的氧气p5＝4×105Pa，V5＝nV其中小钢瓶体积为V＝0.01m3根据p4V4＝p5V5得n＝124即一大钢瓶氧气可分装124小钢瓶．课时精练1．(2020·全国卷Ⅲ·33(2))如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口．右管中有高h0＝4cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12cm.管底水平段的体积可忽略．环境温度为T1＝283K．大气压强p0＝76cmHg.(1)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙)，恰好使水银柱下端到达右管底部．此时水银柱的高度为多少？(2)再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？答案见解析解析(1)设密封气体初始体积为V1，压强为p1，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为V2，压强变为p2，由玻意耳定律有p1V1＝p2V2①设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为ρ，根据题设条件有p1＝p0＋ρgh0②p2＝p0＋ρgh③V1＝(2H－l－h0)S④V2＝HS⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得h ≈12.9cm ⑥(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V 3，温度变为T 2，由盖—吕萨克定律有V 2T 1＝V 3T 2⑦根据题设条件有V 3＝(2H －h )S ⑧联立⑤⑥⑦⑧式并代入题给数据得T 2≈363K.2.(2023·广东深圳市调研)如图，在趣味小实验中，将一定质量的乒乓球放在一个粗细均匀的竖直薄圆管下端，通过乒乓球和活塞在管内封闭一定高度的某种液体和气体，当封闭气体压强为p 时，乒乓球恰好不掉落．已知液柱高度远大于乒乓球直径，圆管横截面积为S ，为了防止乒乓球掉落，将活塞缓慢上移使气柱长度增加一半．求此时(1)封闭气体的压强；(2)管口对乒乓球的作用力大小．答案(1)2p 3(2)pS 3解析(1)由题意可知封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2其中V 1＝SLV 2＝S ×1.5Lp 1＝p解得p 2＝2p 3；(2)由于封闭气体压强较小，故而管口对乒乓球产生竖直向下的弹力F N ，根据乒乓球所受合力为零，可得p 2S ＋ρgh ·S ＋mg ＋F N ＝p 0S乒乓球恰好不掉落时，有pS ＋ρgh ·S ＋mg ＝p 0S解得F N ＝pS 3.3.(2022·全国甲卷·33(2))如图，容积均为V 0、缸壁可导热的A 、B 两汽缸放置在压强为p 0、温度为T 0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A 汽缸的顶部通过开口C 与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V 0和14V 0.环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦．(1)将环境温度缓慢升高，求B 汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；(2)将环境温度缓慢改变至2T 0，然后用气泵从开口C 向汽缸内缓慢注入气体，求A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B 汽缸内第Ⅳ部分气体的压强．答案(1)43T 0(2)94p 0解析(1)因两活塞的质量不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当B 中的活塞刚到达汽缸底部时，对Ⅳ中气体由盖—吕萨克定律可得34V 0T 0＝V 0T，解得T ＝43T 0(2)设当A 中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为p ，则此时Ⅳ内的气体压强也等于p ，设此时Ⅳ内的气体的体积为V ，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体的体积为(V 0－V )，则对Ⅳ中气体有p 0·3V 04T 0＝pV 2T 0，对Ⅱ、Ⅲ两部分气体有p 0(V 08＋V 04)T 0＝p (V 0－V )2T 0联立解得p ＝94p 0.4.(2023·广东珠海市模拟)如图，氧气瓶通过细管和上端封闭的玻璃管相连，玻璃管内用一很薄的水银片(质量和厚度不计)在玻璃管上方封闭了一段气柱，开始时瓶内氧气压强为10个标准大气压强，上方封闭气柱长度为8cm ，随着氧气的使用，使用一段时间后，发现水银片下降了12cm ，使用过程中环境温度变为原来的四分之三，已知一个标准大气压强为1atm.求：(1)此时氧气瓶内的压强；(2)此时瓶内氧气质量与原来氧气质量的比值．答案(1)3atm (2)25解析(1)对被封闭的气柱，初始时p 1＝10atmL 1＝8cm温度为T 1，末态时L 2＝L 1＋12cm ＝20cmT 2＝34T 1根据理想气体状态方程p 1L 1S T 1＝p 2L 2S T 2解得p 2＝3atm氧气瓶内的压强为3atm ；(2)设氧气瓶的体积为V ，设剩下的氧气被压缩到压强为p 1＝10atm ，温度为T 1状态下的体积为V 2，根据理想气体状态方程则有p 2V 34T 1＝p 1V 2T 1解得V 2＝0.4V因此瓶内氧气质量M ′与原来氧气质量M 的比值有M ′M ＝V 2V ＝25.5.(2023·广东茂名市质检)压力锅(也称高压锅)是一种常见的厨房锅具，其工作原理是通过增大气压来提升液体沸点，以达到加快烹煮食物效率的目的．如图为某燃气压力锅的结构简图，某厨师将食材放进锅内后合上密封锅盖，并将压力阀套于出气孔后开始加热烹煮．已知锅内的总容积为V 0，食材占锅内总容积的23，加热前锅内温度为T 0，大气压强为p 0.忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化，气体可视为理想气体．(1)当加热至锅内温度为2T 0时，压力阀刚要被顶起而发出嘶响声，求此时锅内气压的大小；(2)为控制火候，该厨师在听到压力阀嘶响声时立即熄火并把压力阀提起放气，求最终放气结束随即打开锅盖时，锅内剩下的气体和原来气体的质量之比．(假设排气过程气体温度不变)答案(1)2p 0(2)12解析(1)对于封闭气体，根据查理定律得p 0T 0＝p 2T 0解得p ＝2p 0(2)根据玻意耳定律p ·13V 0＝p 0V 解得V ＝23V 0放气之后剩余气体与原来气体质量之比为m m 0＝13V 0V解得m m 0＝12.6.中医拔火罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病，如图所示．使用火罐时，先加热罐中气体，然后将罐的开口迅速按到皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在皮肤上，已知火罐压在皮肤上之前的气体温度为227℃，自然降温后的气体达到室内温度27℃，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的2425，罐内气体认为是理想气体．求：(1)加热后与加热前，罐内气体的质量之比；(2)自然降温后，罐内气体的压强．答案(1)53(2)6.25×104Pa 解析(1)罐内气体加热前，压强、体积和温度分别为p 0、V 0和T 0＝300K ，加热到T ＝500K 后，等效气体等压膨胀到V ，则V 0T 0＝V T解得V ＝53V 0加热后与加热前，罐内气体的质量之比为m m 0＝V V 0＝53(2)自然降温后，气体的最后压强设为p ，则p 0V 0T ＝p ×2425V 0T 0解得p ＝58p 0＝58×1.0×105pa ＝6.25×104pa。
高中物理气体的状态教案
高中物理气体的状态教案
主题：高中物理气体的状态
目标：学生能够理解气体的特性和状态，并能够应用理论解决相关问题。
教学内容：气体的状态，气体的特性，气体的状态方程
教学步骤：
1. 导入（5分钟）
介绍气体的概念及常见的气体状态，引起学生对气体状态的兴趣。
2. 探究（15分钟）
通过实验或案例，让学生观察气体的扩散性、可压缩性等特性，引导学生发现气体特性的规律。
3. 讲解（15分钟）
讲解气体的状态方程，引导学生理解PV=nRT的含义，解释理想气体的假设条件及适用范围。
4. 练习与巩固（20分钟）
布置练习题让学生巩固所学知识，引导学生应用状态方程解决相关问题，提高学生的应用能力。
5. 拓展（10分钟）
让学生了解一些气体的应用及相关科技发展，拓展学生的视野，培养学生的创新思维。
6. 总结（5分钟）
对本节课的内容进行总结，强调气体状态理论在科技应用中的重要性，鼓励学生在学习中多思考多实践。
7. 作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固所学知识，提高认识水平。
教学手段：实验观察、案例讲解、互动讨论、课堂练习
评价方式：课堂表现、作业成绩、课后讨论
【教学反思】
通过本次教学，我发现学生在理解气体状态方程方面存在一定的困难，需要更多的案例引导和讲解，以提高学生的理解能力。
同时，深入探讨气体的应用及相关科技发展，可以更好地激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维。
在以后的教学中，我将更加注重知识和能力的综合培养，帮助学生全面提升。
高中物理选修3-3导学案：8-5气体实验定律习题课教学内容
高中物理选修3-3导学案：8-5气体实验定律习题课习题课：理想气体状态方程与气体实验定律的应用1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系: p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧T 不变：p 1V 1＝p 2V 2（玻意耳定律）V 不变：p 1T 1＝p 2T 2（查理定律）P 不变：V 1T 1＝V 2T 2（盖—吕萨克定律） 题型1： 玻璃管2.几个重要的推论:⎩⎪⎨⎪⎧(1)查理定律推论：Δp ＝p 1T 1ΔT(2)盖—吕萨克定律推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT(3)理想气体状态方程推论:p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1+1.一U 形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p 0＝75.0 cmHg.环境温度不变．2.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l ＝10.0 cm ，B 侧水银面比A 侧的高h ＝3.0 cm 。
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h 1＝10.0 cm 时将开关K 关闭。
已知大气压强p 0＝75.0 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 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度。
题型2 ：气缸活塞3.如图所示，一固定的竖直气缸由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m1＝2.50 kg，横截面积为S1＝80.0 cm2；小活塞的质量为m2＝1.50 kg，横截面积为S2＝40.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l＝40.0 cm；气缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K。
气体的等压变化和等容变化 教案 高中物理新人教版选择性必修第三册(2022年)
2.3气体的等压变化和等容变化本课知识主要分为四部分，其中气体的等压、等容变化与前面学习的等温变化，合为气体的三变化。
学生可能遇到的问题是气体变化规律解决实际问题，产生这一问题的原因是不会判断气体变化是等温、等容还是等压变化。
解决这一问题的方法就是多练，使学生掌握每一种变化情况。
结合三个规律的局限性，建立了理想气体模型，进而从微观上解释了气体实验定律。
物理观念∶能建立等压过程、等容过程的物理观念，理解这两个过程状态参量的变化。
科学思维∶知道理想气体是一种理想化的物理模型，现实中并不存在，具有建构“理想化的物理模型”的意识。
科学探究：具有与他人交流成果，讨论问题的意识。
科学态度与责任∶理解物理概念的建立的过程和规律；感悟自然界的统一、和谐美；认识到气体实验的规律可以从微观解释，也可以从宏观来感受。
教学重点：盖—吕萨克和查理定律的理解和计算。
教学难点：盖—吕萨克和查理定律的理解和计算，以及图像问题。
多媒体课件等。
一、新课引入烧瓶上通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱。
用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向外移动，这说明了什么？实验表明：温度升高时，为了保持气体的压强不变的情况下，气体的体积要随温度的升高而增大。
二、新课教学（一）气体的等压变化1.等压变化的概念温度，压强和体积是气体的三个状态参量，对于一定质量的某种气体，让温度不变，研究压强与体积的变化关系，就是之前学习的等温变化，那如果换成压强不变，研究体积随温度的变化，那就是等压变化。
即一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。
实验表面，在V—T 图像中，等压线是一条过原点的直线。
对于一定质量的气体，温度不变时，压强越大，体积就越小。
2.盖—吕萨克定律法国科学家盖—吕萨克通过研究发现这一线性关系。
得出结论：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比。
V=CT 或2211T V T V = 注意①公式的T 是热力学温度。
第2课时 气体实验定律和理想气体状态方程
[集训冲关] 1．(2019·全国卷Ⅲ)如图，一粗细均匀的细管开
口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气 体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。 若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银 滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为 76 cmHg，环境温度为296 K。 (1)求细管的长度； (2)若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱 的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
比为k，由密度的定义有k＝VV2
⑤
联立③④⑤式可得k＝23。
⑥
答案：(1)23p (2)23
3.(2020·全国卷Ⅱ)潜水钟是一种水下救生设 备，它是一个底部开口、上部封闭的容 器，外形与钟相似。潜水钟在水下时其内 部上方空间里存有空气，以满足潜水员水 下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、 高度为h、开口向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面上方 开口向下吊放至深度为H的水下，如图所示。已知水的密度 为ρ，重力加速度大小为g，大气压强为p0，H≫h，忽略温 度的变化和水密度随深度的变化。
[集训冲关] 1．如图甲、乙所示两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为
S，两个活塞的质量均为m，图甲的汽缸静止在水平面 上，图乙的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。不计活塞与 汽缸壁间的摩擦，两个汽缸内分别封闭有一定质量的气体 A、B，大气压强为p0，则封闭气体A、B的压强各为多 少？
解析：题图甲中选活塞 m 为研究对象得 pAS＝p0S＋mg 解得 pA＝p0＋mSg 题图乙中选汽缸 M 为研究对象得 pBS＋Mg＝p0S 解得 pB＝p0－MSg。 答案：p0＋mSg p0－MSg
④
联立以上各式并考虑到H≫h＞l，
气体的等温变化教案
第一节气体的等温变化教学目标：1.理解一定质量的气体在温度不变下压强与体积的关系；2.会通过实验的手段研究问题探索物理规律；3.通过对实验数据的分析与评估，培养学生严谨的科学态度；4.能利用波意耳定律处理有关问题。
重点：会用波意耳定律解决实际问题。
难点：如何设计等温变化的实验。
教法：诱导学习法教学内容：一。
引入：物体存在有三种形式：固体液体和气体，这一点我们可利用刚学习的分子动理论来解释。
首先我们来研究气体的性质。
为了描述气体的性质，首先要引入几个状态参量，为描述气体的几何性质引入体积，为描述气体的热学性质引入温度，为描述力学性质引入压强。
并且实践表明气体的状态只与着三种状态有关系，那么它们之间竟就有怎样的关系，是我们这一章所研究的主要内容。
要想研究三个变量之间的关系，我们需要用到一个特殊的方法：控制变量法。
即先保持一个量不变，研究其余两个量的相互关系：再保持另一个量不变，看其他两个量的关系，最后把结论总结起来推出三个量之间的关系。
我们在研究牛顿第二定律是就用到了这个方法。
这一节我们首先学习对一定质量的气体，当温度不变的情况下，压强随体积的变化关系，我们把它叫做等温变化。
二。
实验探究1.由于研究的是一定质量的气体，则我们可以选取封闭的气体作为研究对象，注意实验过程不能漏气。
实践表明，当气体状态缓慢变化时，封闭的气体与外界空间构成动态的热平衡，我们认为外界温度不变，则气体的温度也保持不变。
所以实验过程我们要注意过程要缓慢进行。
当水中的气泡从水底升到水面上过程中我们发现压强在减小，体积在增大。
根据这样的实践经验我们可以猜测压强岁体积的增大而减小，可能成反比关系。
2.实验设计实验的体积非常容易测得，关键是如何测量压强。
压强的测量有好多方法，比如我们可以在封闭气体的活塞上改变砝码的数量来改变压强。
课本是用压力表直接来测量压强。
注意不加压力是他显示的压强即为大气压强。
但这样做存在误差，因为没有考虑压力表和活塞本身产生的压强。
物理教学设计理想气体和气体状态方程实验设计与解析
03
气体状态方程实验设计
Chapter
实验原理及步骤
理想气体状态方程
理想气体状态方程是描述理想气体状态变化规律的方程，即PV=nRT，其中P表 示压强，V表示体积，n表示物质的量，R表示气体常数，T表示热力学温度。
实验步骤
首先准备好实验器材和装置，然后进行实验操作，包括测量气体的压强、体积和 温度等物理量，最后根据实验数据进行分析和讨论。
实验技能掌握情况
学生们普遍认为自己在实验技能方面 有了明显的提升，能够独立完成实验 操作和数据处理。
对未来学习建议
01
深入学习相关理论
建议学生们在课后进一步学习热力学和统计物理等相关理论，加深对理
想气体和气体状态方程的理解。
02
拓展实验内容
鼓励学生们尝试设计更多与气体性质相关的实验，如探究不同气体在相
实验器材与装置
01
注射器
用于抽取和注入气体 ，同时可作为气体体 积的测量工具。
02
压强计
用于测量气体的压强 ，一般采用水银气压 计或电子气压计。
03
温度计
用于测量气体的温度 ，一般采用水银温度 计或电子温度计。
04
恒温水槽
用于提供恒定的温度 环境，保证实验过程 中气体温度的稳定。
实验操作与注意事项
物理教学设计理想气体和气体状态
方程实验汇报设人：计XX 与解析
2024-01-17
目录
• 引言 • 理想气体概念及性质 • 气体状态方程实验设计 • 实验数据分析与处理方法 • 气体状态方程应用举例 • 总结与展望
01
引言
Chapter
教学目的与要求
掌握理想气体状态方程
通过实验，使学生深入理解和掌握理想气体状态方程，理解温度 、压强、体积等物理量之间的关系。
教案-气体压强与体积的关系
教案-⽓体压强与体积的关系第六章 B ⽓体的压强与体积的关系⼀、教学任务分析本章主要内容是⽓体性质，本节是⽓体性质部分的第⼀节内容。
本节课旨在探讨描述⽓体的物理量体积和压强所满⾜的关系，为之后学习查理定律做好铺垫。
在学习本节内容前，学⽣已在初中学习过有关压强的概念、液体的压强、连通器等物理概念，这些都是学习本节内容所必需的前期知识。
通过推注射器的活塞、瓶盖⽌漏的实验引发学⽣对⼀定质量的⽓体，在温度不变的情况下，⽓体的压强和体积的关系作出猜想。
通过DIS实验，对⽓体的压强和体积之间的关系作进⼀步的定量的研究，让学⽣先⾃⾏设计实验⽅案（主要涉及“如何确保质量⼀定”、“如何保证温度⼀定”、“如何测量压强”、“如何测量体积”的⽅案设计）。
然后使⽤DIS系统进⾏实验（先“通⽤系统”，再“专⽤系统”），在采集到实验数据的基础上，要求学⽣对实验数据进⾏处理并要求同学做进⼀步的交流、反思、改进。
通过⼩组间、师⽣间对实验数据的交流、分析、处理，归纳得出⼀定质量⽓体等温变化过程压强与体积之间的定量关系，即玻意⽿定律。
通过探究实验，认识控制变量、猜测实验与拟合证实、化曲为直等多种科学研究⽅法；懂得物理定律是建⽴在实验研究基础上的，养成尊重事实的科学态度；通过⼩组实验，增强同组同学之间相互协作能⼒，通过各⼩组的交流过程，学会表达与倾听，学会反思与质疑。
最后，学⽣通过对“沉浮⼦”⼯作原理的解析（备⽤实验），体会⽓体实验定律在⽣活中的应⽤，实现“⽣活→物理→⽣活”的过程。
⼆、教学⽬标1、知识与技能（1）通过DIS实验采集数据、并对实验数据进⾏分析的过程，学会利⽤DIS系统研究⽓体不同参量之间的内在关系，提⾼应⽤信息技术进⾏物理实验，分析处理数据，归纳总结规律的能⼒（2）理解玻意⽿定律的内容，能运⽤玻意⽿定律解释⽣活中的相关现象2、过程与⽅法（1）通过DIS实验进⼀步感受控制变量法在研究多参量内在关系中的作⽤（2）通过描绘P-V等图像，明⽩利⽤图像反映物理规律的⽅法（3）通过化曲为直，体会研究⾮线性物理量关系的⼀般⽅法。
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气体实验定律物理教案
知识目标
1、知道什么是等温变化，知道玻意耳定律的实验装置和实验过程，掌握玻意耳定律
的内容与公式表达.
2、知道什么是等容变化，了解查理定律的实验装置和实验过程，掌握查理定律的内
容与公式表达.
3、掌握三种基本图像，并能通过图像得到相关的物理信息.
能力目标
通过实验培养学生的观察能力和实验能力以及分析实验结果得出结论的能力.
情感目标
通过实验，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时树立理论联系实际的观点.
教学建议
教材分析
本节的内容涉及三个实验定律：玻意耳定律、查理定律和盖・吕萨克定律.研究压强、体积和温度之间的变化关系，教材深透了一般物理研究方法――“控制变量法”：在研究
两个以上变量的关系时，往往是先研究其中两个变量间的关系，保持其它量不变，然后综
合起来得到所要研究的几个量之间的关系，在牛顿第二定律、力矩的平衡、单摆周期确定
等教学中，我们曾经几次采用这种方法.
教法建议
通过演示实验，及设定变量的方法得到两个实验定律;注意定律成立的条件.提高学生
对图像的分析能力.
教学设计方案
教学用具：验证玻意耳定律和查理定律的实验装置各一套.
教学主要过程设计：在教师指导下学生认识实验并帮助记录数据，在教师启发下学生
自己分析总结、推理归纳实验规律.
课时安排：2课时
教学步骤
(一)课堂引入：
教师讲解：我们学习了描述气体的三个物理参量――体积、温度、压强，并知道对于
一定质量的气体，这三个量中一个量变化时，另外两个量也会相应的发生变化，三个量的
变化是互相关联的，那么，对于一定质量的气体，这三个量的变化关系是怎样的呢?这节课，我们便来研究一下!
(二)新课讲解：
教师讲解：在物理学中，当需要研究三个物理量之间的关系时，往往采用“保持一个
量不变，研究其它两个量之间的关系，然后综合起来得出所要研究的几个量之间的关系”，我们研究一定质量的气体温度、体积、压强三者的关系，就可以采用这种方法.首先，我
们设定温度不变，研究气体体积和压强的关系.
1、气体的压强与体积的关系――玻意耳定律
演示实验：一定质量的气体，在保持温度不变的情况下改变压强，研究压强与体积的
关系.让学盛帮助记录数据.
压强Pa0.51.01.52.02.53.03.54.0
体积V/L8.04.02.72.01.61.31.11.0
4.04.04.054.04.03.93.854.0
以横坐标表示气体的体积，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与体积的关系如图所示.
可见，一定质量的气体，在体积不变的情况，压强P随体积V的关系图线为一双曲线，称为等温线.①见等温线上的每点表示气体的一个状态.②同一等温线上每一状态的温度均
相同.③对同一部分气体，在不同温度下的等温线为一簇双曲线，离坐标轴越近的等温线
的温度越高.
通过实验得出，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的
乘积保持不变，即：常量
或压强p与体积V成反比，即：
这个规律叫做玻意耳定律，也可以写成：或
例如：一空气泡从水库向上浮，由于气泡的压强逐渐减小，因此体积逐渐增大.
例题1：如图所示，已知：，求：和
解：根据图像可得：
∵封闭在管中的气体质量、温度均不变.
即：
解得：
2、气体的压强与温度的关系――查理定律
演示实验：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下改变温度，研究压强与温度的关系.让学生帮助记录数据.
压强Pa1.01.11.21.31.41.51.61.7
温度T/K300330360390420450480510
以横坐标表示气体的温度，纵坐标表示气体的压强，作出压强p与温度T的关系如图所示.
可见，一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度的关系，图线为通过原点的一条直线，称为等容线.
①等容线上的每一点表示气体的一个状态.②同一等容线上每一状态的体积均相同.③对同一部分气体，在不同体积下的等容线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等容线的体积越大().
通过实验得出，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 之比保持不变，即：常量
或压强p与热力学温度T成正比，即：
这个规律叫做查理定律，也可以写成：或
例如：乒乓球挤瘪后，放在热水里泡一会儿，由于球内气体温度升高，压强增大，就把乒乓球挤回球形.
例题2：一定质量的某种气体在20℃时的压强是Pa，保持体积不变，温度升高到50℃，压强是多少?温度降到-17℃时，压强是多少?
解：∵因气体的质量和体积均不变
∴
即
3、气体的体积和温度的关系――盖・吕萨克定律
教师讲解：由前面我们得到：;;
则可以得到：
也就是说：一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比，即：，这个规律叫做盖・吕萨克定律，也可以写成：或
一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度的关系图线为通过原点
的直线，称为等压线.
①等压线上每一点表示气体的一个状态.②同一等压线上每一状态的压强相等.③对同
一部分气体，在不同压强下的等压线为一簇通过原点的直线，离横轴越远的等压线的压强
越大().
教师总结：理想气体的状态方程是由实验定律推证出来的，我们也可以把玻意耳定律、查理定律、盖・吕萨克定律分别看成是在温度、体积、压强不变的情况下理想气体状态方
程的特殊情况，或者说，理想气体的状态方程包括了三个实验定律.
(三)板书设计
二、气体实验定律
1、气体的压强与体积的关系――玻意耳定律
内容：图像：
表达式：
2、气体的压强与温度的关系――查理定律
内容：图像：
表达式：
3、气体的温度与体积的关系――盖・吕萨克定律：
内容：图像：
表达式：
感谢您的阅读。
祝语：你陪伴着我，从冬天走来，踏着厚厚的冰雪，迎来寒梅傲雪的那刻，朋友，感谢你，人的一生，有朋友的陪伴，如黑夜中的一点星火，让你不畏惧孤独。