2018_2019学年高中物理第二章固体、液体和气体第六节气体状态参量分层训练粤教版选修3_3

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新教材人教版高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体和液体(知识点详解及配套习题)

第二章气体、固体和液体1. 温度和温标 ...................................................................................................................... - 1 -2. 气体的等温变化............................................................................................................. - 11 -3. 气体的等压变化和等容变化......................................................................................... - 20 -4. 固体 ................................................................................................................................ - 37 -5. 液体 ................................................................................................................................ - 45 -章末复习提高...................................................................................................................... - 54 -1. 温度和温标一、状态参量与平衡态1．热力学系统：由大量分子组成的系统。

固体液体和气体说课稿

固体液体和气体说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的内容是“固体液体和气体”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“固体液体和气体”这一内容是物理学中物质状态的重要部分，它在高中物理教材中起着承上启下的作用。

通过对这部分内容的学习，学生能够更好地理解物质的性质和变化，为后续学习热力学定律等知识奠定基础。

教材首先介绍了固体的分类和特点，包括晶体和非晶体的结构和性质差异。

接着阐述了液体的表面张力现象及其产生的原因，让学生对液体的特性有了更深入的认识。

最后，重点讲解了气体的状态参量、理想气体状态方程以及气体压强的微观解释，使学生从宏观和微观两个角度理解气体的性质。

二、学情分析学生在初中阶段已经对固体、液体和气体有了初步的了解，但对于它们的微观结构和性质的深层次理解还不够。

在这个阶段，学生已经具备了一定的观察能力、逻辑思维能力和数学运算能力，但对于抽象概念的理解和运用还存在一定的困难。

因此，在教学过程中，需要通过实验、多媒体等手段帮助学生直观地感受物理现象，引导他们进行思考和分析。

三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解固体的分类，掌握晶体和非晶体的区别。

（2）理解液体的表面张力现象及其产生的原因。

（3）掌握气体的状态参量，理解理想气体状态方程，并能用其解决简单的问题。

（4）了解气体压强的微观解释。

2、过程与方法目标（1）通过观察实验和分析现象，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。

（2）通过对理想气体状态方程的推导和应用，培养学生的数学应用能力和推理能力。

3、情感态度与价值观目标（1）通过对物理现象的探究，激发学生学习物理的兴趣。

（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。

四、教学重难点1、教学重点（1）晶体和非晶体的区别。

（2）液体的表面张力。

（3）理想气体状态方程。

2、教学难点（1）气体压强的微观解释。

（2）用理想气体状态方程解决实际问题。

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．。

高中物理第2章固体液体和气体第6节气体状态参量课件粤教版

重点难点 1.描述气体状态的三个参量(体积、温度、压强)的意义．(重点) 2.气体压强的有关计算．(重点) 3.气体压强的计算及微观解释．( 难点)
体积和温度
1.基本知识 (1)在研究气体的性质时，可以用气体的体积、温度、
压强来描述气体的状态，描述气体状态的物理量称为气体的状态参量．
(2)体积是气体分子所能达到的空间，也就是气体充满容器的容积．在国际单位制中，体积的单位是 m3 .
(3)温度是物体内部分子热运动的数值表示法叫温标．
平均动能
的标志．温度
日常生活中常用的温标是摄氏温标，它的单位是摄氏温
度
，符号是 ℃ .在国际单位制中用热力学温标来表示温
度，叫做热力学温度，用符号 T 表示，单位是开尔文，两种温标的关系为 T＝t＋273.15 K .
压强
1.基本知识 (1)定义气体作用在器壁单位面积 (2)单位在国际单位制中，单位是帕斯卡，符号 Pa . 常用单位有：1 atm＝1.013×105 Pa 1 mmHg＝133 Pa 1 atm＝ 76 cmHg＝ 760 mmHg. 上的压力．
(3)决定因素 ①从微观角度来看：气体的压强与气体分子的密集程度和分子的平均动能有关． ②从宏观角度来看：气体的压强与气体的体积和温度有关．
教学目标分析教学方案设计课前自主导学
课堂互动探究当堂双基达标
课后知能检测
第六节
气体状态参量
(教师用书独具)
●课标要求 1．知道气体的三种状态参量． 2．用分子动理论和统计观点解释气体压强． ●课标解读 1．能够从宏观和微观两个方面理解气体的三个状态参量． 2．能够结合牛顿运动定律来计算封闭气体在平衡或加速时的压强．

高中物理第2章固体液体和气体第6节气体状态参量课件粤教版选修30

气体压强的微观解释
1．解释气体压强是大量分子运动的宏观表现，气体的压强就是大量分子频繁碰撞器壁，器壁单位面积上所受分子碰撞的平均作用力．
2．决定因素单位体积内分子数越多，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数越多，压强越大；温度高，则分子的平均动能大，分子运动激烈，一方面使单位时间内碰到器壁单位面积上的分子数增多，另一方面也使一个分子与器壁碰撞一次时对器壁的平均冲击力增大，使压强增大．所以气体压强的大小宏观上看跟温度和气体分子的密度有关；微观上看跟单位体积内的分子数和分子的平均速率有关．
4．一支洗净的毛笔浸在水中时，笔毛是松开的；当它被提出水面后笔毛就聚在一起，这是为什么？
【答案】见解析 [毛笔插入水中后，每根纤维都受各个方向相同的水的作用力，笔毛相当于只受自身弹力的作用，故笔毛是松开的，提出水面后，外层的笔毛受水的表面张力作用，总要使其收缩至最小，因而会收拢在一起．]
一、气体的体积 1．定义气体分子所能达到的空__间________，也就是气体充满的容器的容积． 2．单位国际单位制中，体积的单米位3为 ________ ，符m号3 ： ______，常用的单位还升有__________、毫_升_________，符号分别为__L______、_m__L_____． 1 L＝10－3 m3＝1 dm3；1 mL＝10－6 m3＝1 cm3．
2．温度的微观解释 (1)物体温度升高时，分子热运动加剧，分子平均动能增大；反之，物体温度降低时，分子热运动减弱，分子平均动能减少．物体的每一温度值都对应着一定值的分子热运动的平均动能值，因此我们说：“温度是物体分子热运动的平均动能的标志．”
(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．

高中物理第二章固体、液体和气体第六节气体状态参量教学案粤教选修3-3

第六节气体状态参量[目标定位] 1.知道描述气体的三个状态参量：体积、温度和压强.2.理解热力学温标和摄氏温标的区别与联系.3.能用分子动理论和统计观点解释气体的压强．一、两种温标的关系1．摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号t 表示，单位是摄氏度，符号是℃，规定标准大气压下冰水混合物的温度是0 ℃，水的沸点是100 ℃.2．热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度，用符号T表示，单位是开尔文，符号为K.3．热力学温度与摄氏温度的关系：(1)T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K；(2)ΔT＝Δt.说明：热力学温度的零度叫绝对零度，即－273.15 °C，它是低温的极限，可以无限接近但不能达到．二、压强的微观意义[导学探究] 气体压强是否与固体和液体的压强一样，也是由气体的重力产生的呢？答案不是．[知识梳理]1．气体的压强：气体作用在器壁单位面积上的压力．2．气体压强的微观决定因素是气体分子的平均动能和分子的密集程度．(1)密集程度一定时，分子的平均动能越大，分子碰撞器壁时对器壁产生的作用力就越大，气体的压强也就越大．(2)分子平均动能一定时，气体分子越密集，每秒撞击器壁单位面积的分子数就越多，气体压强就越大．3．气体压强的宏观决定因素是温度和体积．三、封闭气体压强的计算1.取等压面法根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．例如，图1中同一液面A、C、D处压强相等，则p A＝p0＋p h.图12．力平衡法对于平衡态下用液柱、活塞、气缸等封闭的气体压强，可对液柱、活塞、气缸等进行受力分析，由F合＝0列式求气体压强．[延伸思考] 若容器处于加速运动状态时，又该如何计算封闭气体的压强呢？答案当容器处于加速运动状态时，选与封闭气体接触的物体如液柱、气缸或活塞等为研究对象，由牛顿第二定律求出封闭气体的压强.一、两种温标的关系例1(多选)关于温度与温标，下列说法正确的是( )A．用摄氏温标和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B．摄氏温度与热力学温度都可以取负值C．摄氏温度升高3 ℃，在热力学温标中温度升高276.15 KD．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一度的大小相等答案AD解析温标是温度数值的表示方法，常用的温标有摄氏温标和热力学温标，A正确；摄氏温度可以取负值，但是热力学温度不能取负值，因为热力学温度的零点是低温的极限，故选项B 错；摄氏温度的每一度与热力学温度的每一开的大小相等，选项D 正确；摄氏温度升高3 ℃，也就是热力学温度升高了3 K ，故选项C 错．二、压强的微观意义例2 有关气体压强，下列说法正确的是 ( )A ．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B ．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C ．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D ．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小答案 D解析气体的压强在微观上与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，密集程度或平均动能增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，分子的密集程度可能减小，使得压强可能减小；同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小，气体的压强变化不能确定，故正确答案为D.三、封闭气体压强的计算例3 如图2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，气缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S ，大气压强为p 0.则封闭气体的压强为( )图2A ．p ＝p 0＋mg /SB ．p ＝p 0＋(M ＋m )g /SC ．p ＝p 0－Mg /SD ．p ＝mg /S答案 C解析对气缸缸套进行受力分析，如图所示．由平衡条件可得：p 0S ＝Mg ＋pS所以p ＝p 0－Mg S故C 正确．例4 求图3中被封闭气体A 的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都灌有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p 0＝76 cmHg.(p 0＝1.01×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，ρ水＝1×103 kg/m 3)图3答案 (1)66 cmHg (2)71 cmHg (3)81 cmHg(4)1.13×105Pa解析 (1)p A ＝p 0－p h ＝76 cmHg －10 cmHg ＝66 cmHg(2)p A ＝p 0－p h ′＝76 cmHg －10sin 30°cmHg＝71 cmHg(3)p B ＝p 0＋p h 2＝76 cmHg ＋10 cmHg ＝86 cmHg p A ＝p B －p h 1＝86 cmHg －5 cmHg ＝81 cmHg(4)p A ＝p 0＋ρ水gh＝1.01×105 Pa ＋1×103×10×1.2 Pa＝1.13×105Pa气体状态参量⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 体积⎩⎪⎨⎪⎧ 等于容器的容积单位1 m 3＝103 L ＝106 mL 温度⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫摄氏温标热力学温标关系：T ＝t ＋273.15 K 压强⎩⎨⎧ 微观决定因素⎩⎪⎨⎪⎧ 气体分子的平均动能气体分子的密集程度封闭气体压强的计算1．(描述气体的状态参量)描述气体的状态参量是指( )A．质量、温度、密度B．温度、体积、压强C．质量、压强、温度D．密度、压强、温度答案 B解析描述气体的状态参量是指温度、压强和体积，B对．2．(两种温标的关系)(多选)关于热力学温度与摄氏温度，下列说法正确的是( )A．摄氏温度和热力学温度都不能取负值B．温度由t(°C)升到2t(°C)时，对应的热力学温度由T(K)升到2T(K)C．－33 °C＝240.15 KD．摄氏温度变化1 °C，也就是热力学温度变化1 K答案CD解析由热力学温度与摄氏温度的关系T＝t＋273.15 K知，C正确；摄氏温度与热力学温度在表示温度的变化时，变化的数值是相同的，故D正确．3．(气体的压强)(多选)对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小答案BD解析压强变大时，气体的温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，故选项A错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项B正确；压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大或变小．故选项D正确．4. (封闭气体压强的计算)如图4所示，竖直放置的U形管，左端开口右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长h1为10 cm，水银柱b两个液面间的高度差h2为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多少？图4答案65 cmHg 60 cmHg解析设管的横截面积为S，选a的下端为参考液面，它受向下的压力为(p A＋h1)S，受向上的大气压力为p0S，由于系统处于静止状态，则(p A＋h1)S＝p0S，所以p A＝p0－h1＝(75－10) cmHg＝65 cmHg，再选b的左下端为参考液面，由连通器原理知：液柱h2的上表面处的压强等于p B，则(p B＋h2)S ＝p A S，所以p B＝p A－h2＝(65－5) cmHg＝60 cmHg.题组一温度和温标1．关于温度的概念，下述说法中正确的是( )A．温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大C．某物体当其内能增大时，则该物体的温度一定升高D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大答案 A解析当温度升高时，分子的平均动能增大，但不一定每个分子的动能都增大；某物体的内能在宏观上由温度、体积决定，当内能增大时不一定是温度升高；甲物体的温度比乙物体的温度高，说明甲物体的分子平均动能大于乙物体的分子平均动能，但由于不知道两物体分子的质量，所以不能说甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大．综上可知，本题选A.2．关于温标，下列说法正确的是( )A．温标不同，测量时得到同一系统的温度数值是不同的B．不同温标表示的温度数值不同，则说明温度不同C．温标的规定都是人为的，没有什么理论依据D．热力学温标和摄氏温标是两种不同的温度表示方法，表示的温度数值没有关系答案 A解析温标不同，测量同一系统的温度数值不同，A对，B错．每一种温标的规定都有一定的物理意义，如摄氏温标的0 °C表示标准大气压下冰的熔点，100 °C为标准大气压下水的沸点，C错．热力学温标和摄氏温标在数值上有T＝t＋273.15 K，D错．3．(多选)严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下鱼儿仍在游动．为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是( )A．用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数B．取一空的塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将瓶提出，立即读出温度计的示数C．若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃，即热力学温度4 KD．若温度计显示的示数为摄氏温度4 ℃，即热力学温度277.15 K答案BD解析要测量冰下水的温度，必须使温度计与冰下的水达到热平衡时，再读出温度计的示数，可隔着冰又没法直接读数，把温度计取出来，显示的又不是原热平衡状态下的温度，所以选项A错误，B正确．T＝t＋273.15 K＝277.15 K，选项C错误，D正确．题组二压强的微观意义4．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．是由大量气体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，由于失重，气体压强将减小为零答案 C解析气体的压强是大量气体分子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．5．下列各组物理量中能决定气体的压强的是( )A．分子的平均动能和分子种类B．分子密集程度和分子的平均动能C．分子总数和分子的平均动能D．分子密集程度和分子种类答案 B解析气体的压强是由大量气体分子碰撞器壁产生的，气体分子的密集程度越大(即单位体积内分子数越多)，在单位时间内撞击器壁单位面积的分子数就越多，则气体的压强越大．另外，气体分子的平均动能越大，分子撞击器壁对器壁产生的作用力越大，气体的压强就越大．故决定气体压强的因素是分子密集程度和分子的平均动能，故B项正确．6．如图1所示，两个完全相同的圆柱形密闭容器，甲中恰好装满水，乙中充满空气，则下列说法中正确的是(容器容积恒定)( )图1A．两容器中的压强都是由于分子撞击器壁而产生的B．两容器中器壁的压强都是由所装物质的重力而产生的C．甲容器中p A>p B，乙容器中p C＝p DD．当温度升高时，p A、p B变大，p C、p D也要变大答案 C解析甲容器压强产生的原因是水受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错；水的压强p＝ρgh，h A>h B，可知p A>p B，而密闭容器中气体压强各处均相等，与位置无关，p C＝p D，C对；温度升高时，p A、p B不变，而p C、p D变大，D错．7．(多选)封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( )A．气体的密度增大B．气体的压强增大C．气体分子的平均动能减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多答案BD解析当气体体积不变时，气体分子的密集程度不变，温度升高，气体分子的平均动能增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁碰撞次数增多，故气体的压强增大，B、D选项正确．8．对一定质量的气体，若用N表示单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数，则( ) A．当体积减小时，N必定增加B．当温度升高时，N必定增加C．当压强不变而体积和温度变化时，N必定变化D．当压强不变而体积和温度变化时，N可能不变答案 C解析由于气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产生的，其值与分子密度及分子平均动能有关．对一定质量的气体，压强与温度和体积有关．若压强不变而温度发生变化时，或体积发生变化时即分子密度发生变化时N一定变化，故C正确，D错．而V减小、温度也减小时N 不一定增加，A错；当温度升高、同时体积增大时N不一定增加，故B项错．题组三封闭气体压强的计算9.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高h，上端空气柱长为L，如图2所示，已知大气压强为H cmHg，下列说法正确的是( )图2A．此时封闭气体的压强是(L＋h) cmHgB．此时封闭气体的压强是(H－h) cmHgC．此时封闭气体的压强是(H＋h) cmHgD．此时封闭气体的压强是(H－L) cmHg答案 B解析取等压面法，选管外水银面为等压面，则由p气＋p h＝p0，得p气＝p0－p h，即p气＝(H －h) cmHg，B项正确．10.如图3所示，一圆筒形气缸静置于地面上，气缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，气缸内部的横截面积为S，大气压强为p0.现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计气缸内气体的质量及活塞与气缸壁间的摩擦，若气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为p，则( )图3A ．p ＝p 0＋mg SB ．p ＝p 0－mg SC ．p ＝p 0＋Mg SD ．p ＝p 0－Mg S 答案 D解析对气缸有Mg ＋pS ＝p 0S ，p ＝p 0－Mg S，选D.11.如图4所示，竖直放置的弯曲管A 端开口，B 端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h 1、h 2和h 3，则B 端气体的压强为(已知大气压强为p 0)( )图4A ．p 0－ρg (h 1＋h 2－h 3)B ．p 0－ρg (h 1＋h 3)C ．p 0－ρg (h 1＋h 3－h 2)D ．p 0－ρg (h 1＋h 2) 答案 B解析需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低ρgh 3，B 端气体压强比中间气室低ρgh 1，所以B 端气体压强为p 0－ρgh 3－ρgh 1，选B 项．12．一段长为L 的汞柱在均匀玻璃管中封住一定质量的气体，若将玻璃管开口向下放置，且管与水平面间的夹角为θ，如图5所示，则被封住气体的压强是多大？(水银的密度为ρ，大气压强为p 0)图5答案 p 0－ρgL sin θ解析设被封住气体的压强为p ，则分析水银柱，其处于平衡状态，设水银柱的横截面积为S ，则有pS ＋ρgLS sin θ＝p 0S ，p ＝p 0－ρgL sin θ.当封闭气体的液柱倾斜时，其产生的压强ρgh 中的h 是竖直高度．。

2018-2019学年高中物理第二章固体、液体和气体第六节气体状态参量优质课件粤教版选修3

提示：当瓶内盐水顺输液管流出时，瓶内液体体积减小而空气体积增大，使瓶内气压减小．若瓶内气压与液柱挂高所产生的压强之和等于人体血压时，输液就将停止．
由于人体内血压接近大气压，要想使输液不停止，就必须给瓶内补充空气，插空针头就是使内外空气相通，从而保证瓶内气压为一个大气压值．
1．带活塞气缸压强的求法． (1)气缸开口向上：
(3)气体的分子数越多，气体的压强就越的压强( ) A．是由气体重力产生的 B．是由气体分子间相互作用(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，由于失重，气体压强将减小为零答案：C
拓展一温度与温标 1．如何来确定一个温标？并以“摄氏温标”的确定为例加以说明．提示：确定一个温标时首先要选择一种测温的物质，根据这种物质的某个特性来制造温度计．例如，可以根据水银的热膨胀来制造水银温度计，这时我们规定细管中水银柱的高度与温度的关系是线性关系；
则压强：p＝mSg＋p0＝p0＋ρgh， h 表示汞柱时：p＝p0＋h. b．类似开口向上的弯管：
pS＝mg＋p0s，则压强：p＝mSg＋p0＝p0＋ρgh， h 表示汞柱时：p＝p0＋h.
(2)开口向下：
a．对水银柱受力平衡，类似开口向下的气缸： p0S＝mg＋pS，又由：m＝ρV＝ρhS，则压强：p＝p0－mSg＝p0－ρgh， h 表示汞柱时：p＝p0－h.
Δt＝ΔT 判断，可知 A、D 正确，B、C 错误．答案：AD
知识点二压强
提炼知识
1．定义．气体作用在器壁单位面积上的压力． 2．单位．在国际单位制中，单位是帕斯卡，符号 Pa．常用单位有：1 atm＝1.013×105 Pa. 1 mmHg＝133 Pa； 1 atm＝76 cmHg＝760 mmHg.

新教材高中物理第2章气体液体和固态章末综合提升课件粤教版选择性

3．油酸酒精溶液中含有大量的酒精，油酸溶液滴入水中后，开始在水面形成的液膜的面积比单纯的油膜面积要大，随着酒精在水中的溶解和在空气中的挥发，最后显示出的油膜面积会缩小. 这也可用实验来验证，换用体积比相差很大的不同的油酸酒精溶液重复实验，可以发现油膜的这种收缩现象有明显的差别，当降低油酸酒精溶液的浓度后，这种收缩现象会加强；增大油酸酒精溶液的浓度后，这种收缩现象会减弱；如果用纯油酸，很难观察到这种收缩现象．
酸铺成单分子膜，膜的面积是 S1＝Vd1＝4×101－08－c3mcm3＝4×104 cm2＝4 m2，实验室没有截面积这么大的容器，做起实验来很不方便，因此要稀释．考虑到油酸的浓度对测量结果的影响，当油酸的浓度越小时，油酸形成单分子膜后，分子间的间隙越大，分子占据的面积越大，使得测量值远小于真实值．在本实验中油酸酒精的体积比选择 2100较为合适．
解决图像问题应注意的几个问题 (1)看清坐标轴，理解图像的意义：图像上的一个点表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的一条直线或曲线表示一定质量气体状态变化的一个过程． (2)观察图像，弄清图像中各量的变化情况，看是否属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等压变化．
(3)若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图像(如等温线、等容线或等压线)实现两个状态的比较．
2．已知物质的摩尔体积VA，借助于阿伏伽德罗常数NA，可以计算出这种物质的一个分子所占据的体积V0＝NVAA.
3．若物体是固体或液体，可把分子视为紧密排列的球形分
3
子，可估算出分子直径d＝
π6VNAA.
4．依据求得的一个分子占据的体积V0，可估算分子间距，此时把每个分子占据的空间看作一个小立方体模型，所以分子间距d＝ 3 V0 ，这时气体、固体、液体均适用．

高中物理第二章固体、液体和气体 2.6 气体状态参量素材1 粤教版选修3-3

2.6 气体状态参量
理想气体(ideal gas)模型
1、理想气体是从实际气体抽象出来的一个物理模型，从宏观上讲是指在任何情况下严格遵守气体定律（理想气体状态方程）的气体称为理想气体.从微观上讲，理想气体的分子间除碰撞以外没有其他相互作用力；分子本身没有体积，即它所占据的全部空间认为都是可以被压缩的空间。

2、理想气体是为了研究问题方便抽象出来的理论模型,实际上是不存在的。

它反映的是实际气体在压强趋于零时的极限性质.从微观上讲,就是不考虑实际气体分子的自身体积和分子之间的相互作用；认为分子间以及分子与器壁间的碰撞是完全弹性碰撞．
理想气体的p α与v α严格相等，都等于1/273.15．
但在温度不太低，压强不太大的情况下，实际气体可当作理想气体处理。

也就是说一般情况下实际气体可当作理想气体来处理。

3、理想气体没有分子势能，内能只由温度及气体物质的量决定。

2020-2021学年高中物理第二章固体、液体和气体第六节气体状态参量学案粤教版选修3-3

第六节气体状态参量1。

知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义． 2.在知道温度物理意义的基础上，知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算．3。

知道气体的体积及其单位，并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强．一、体积1．定义气体分子所能达到的___________空间,也就是气体充满的容器的___________容积。

2．单位：1 m3＝___________103 L＝___________106 mL。

气体的体积等于容器的容积,不等于所有气体分子的体积之和．为什么气体分子可以自由移动？提示：由于气体分子间距离较大,分子间除碰撞外，其相互作用可认为是零，所以气体分子可以自由移动．二、温度1．意义温度宏观上表示物体的___________冷热程度，在微观上表示___________分子热运动的激烈程度，是分子___________平均动能的标志．温度高的物体,分子的___________平均动能大，但___________平均速率不一定大．2．两种温标(1)摄氏温标：规定1标准大气压下冰水共存的温度为___________0℃、水的沸点为___________100℃，在0 ℃和100 ℃之间分成100等份，每一等份就是___________1℃，这种表示温度的方法就是___________摄氏温标．摄氏温度用t表示．(2)热力学温标:热力学温标是___________开尔文创立的，把－273.15 ℃作为热力学温标的零点(叫绝对零度)，热力学温度用T表示．热力学温度与摄氏温度的关系是___________T＝t＋273。

15 （K），可近似表示为T＝___________t＋273 (K）．3．测量：用温度计来测量．4．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能ε成___________正比,即___________T＝aε（a为比例常数).三、压强1．意义：大量___________分子频繁地碰撞器壁，气体作用在器壁单位面积上的___________压力就是气体的压强p＝F/S。

2019高中物理第二章固体、液体和气体第六节气体状态参量分层训练粤教版选修3-3

第六节气体状态参量[A级抓基础]1．如图是四种测液体温度的方法，其中正确的是( )解析：温度计的正确使用方法是将温度计的玻璃泡而非整个温度计放入液体中，并且不要让温度计液泡与容器壁或底接触，所以D项正确．答案：D2．关于气体的体积，下列说法正确的是( )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正比C．气体的体积就是所有分子体积的总和D．气体的体积与气体的质量、密度和分子体积无关，只决定于容器的容积解析：气体分子之间的距离比较大，分子间的相互作用力十分微弱，所以气体很容易扩散，给它多大空间，就能达到多大空间．气体的体积就是指气体分子所能达到的空间，也就是气体所充满的容器的容积．答案：D3．在冬季，剩有半瓶热水的暖瓶经过一个夜晚后，瓶口的软木塞不易拔出，出现这种现象的主要原因是( )A．软木塞受潮膨胀B．瓶口因温度降低而收缩变小C．白天气温升高，大气压强变大D．瓶内气体因温度降低而压强减小解析：瓶内气体压强小于外界大气压强，故软木塞不易拔出，D正确．答案：D4．有一圆柱形汽缸置于水平地面上，并用一光滑的质量为M的活塞密封一定质量的气体，活塞面积为S，汽缸开口向下，如图所示，已知外界大气压强为p0，求封闭气体的压强．解析：以活塞为研究对象，受力分析如图所示，由平衡条件知pS ＋Mg ＝p 0S ，得p ＝p 0－Mg S.答案：p 0－MgS[B 级提能力]5．(多选)封闭在汽缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是( ) A ．气体的密度增大 B ．气体的压强增大 C ．气体分子的平均动能减小D ．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析：体积不变，则单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，每个分子对器壁的撞击力增大，同时每秒撞击到单位面积器壁的分子数也增多，压强将增大，因此本题选B 、D.答案：BD6．下表是某地1～7月份气温与气压的对照表，则7月份与1月份相比( )A.B ．空气分子无规则热运动减弱了C ．单位时间内空气分子对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的撞击次数减少了解析：由表知，平均气温越高，平均气压越小，而温度越高，分子无规则运动应加剧，故A 、B 错；由气体压强的决定因素知，压强减小的原因是单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，故选D.答案：D7.如图所示，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θ，圆板的质量为M ，不计一切摩擦，大气压为p 0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( )A ．p 0＋Mg cos θSB.p 0S ＋Mg cos θSC ．p 0＋Mg cos 2 θSD ．p 0＋MgS解析：以圆板为研究对象，如图所示，竖直方向受力平衡，得p A S ′cos θ＝p 0S ＋Mg ，S ′＝Scos θ，p AScos θcos θ＝p 0S ＋Mg ，所以p A ＝p 0＋MgS，故此题应选D. 答案：D8.如图所示，竖直放置的U 形管，左端开口，右端封闭，管内有a 、b 两段水银柱，将A 、B 两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a 长为10 cm ，水银柱b 两个液面间的高度差为5 cm ，大气压强为75 cmHg ，求空气柱A 、B 产生的压强．解析：设管的横截面积为S ，选a 的下端面为参考液面，它受向下的压力为(p A ＋h 1)S ，受向上的大气压力为p 0S ，由于系统处于静止状态，则(p A ＋h 1)S ＝p 0S ，所以p A ＝p 0－h 1＝(75－10) cmHg ＝65 cmHg.再选b 的左下端面为参考液面，由连通器原理知液柱h 2上表面处的压强等于p B ，则(p B ＋h 2)S ＝p A S ，所以p B＝p A －h 2＝(65－5) cmHg ＝60 cmHg.答案：65 cmHg 60 cmHg9．如图所示，质量为m 1的内壁光滑的玻璃管，横截面积为S ，管内装有质量为m 2的水银．管外壁与斜面的动摩擦因数为μ＝36，斜面倾角为θ＝30°.当玻璃管与水银共同沿斜面下滑时，被封闭的气体压强为多少(设大气压强为p 0)?解析：对玻璃管和水银柱的整体，受到重力、斜面的支持力和摩擦力，据牛顿第二定律F ＝ma ，有 (m 1＋m 2)g sin θ－μ(m 1＋m 2)g cos θ＝(m 1＋m 2)a ，①对玻璃管中的水银柱，受到自身重力、玻璃管的支持力、大气压力和密封气体对它的压力，据牛顿第二定律F ＝ma ，有p 0S ＋m 2g sin θ－pS ＝m 2a ，②联立①②两式代入数据，可得p ＝p 0＋m 2g 4S. 答案：p 0＋m 2g 4S。

新教材高中物理第二章气体固体和液体习题课理想气体的状态方程及状态变化图像课件新人教版选择性必修第三册

[集训联通] [典例2] 如图甲是一定质量的气体由状态 A 经过状态 B 变为状态 C 的 V-T 图像，已知气体在状态 A 时的压强是 1.5×105 Pa。
(1)说出 A→B 过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图中 TA 的值。 (2)请在图乙所示坐标系中，作出由状态 A 经过状态 B 变为状态 C 的 p-T 图像，并在图像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。
2．理想气体状态方程的推导一定质量的某种理想气体由初态(p1、V1、T1)变化到末态(p2、V2、T2)，因气体遵从三个气体实验定律，我们可以从三个定律中任意选取其中两个，通过一个中间状态，建立两个方程，解方程消去中间状态参量便可得到理想气体状态方程，组合方式有 6 种，如图所示。
我们选“先等温、后等压”证明。从初态→中间态，由玻意耳定律得 p1V1＝p2V′，从中间态→末态，由盖吕萨克定律得VV′2 ＝TT12，由以上两式消去 V′得pT1V1 1＝pT2V2 2。
(3)知道图线上的某一线段表示的是一定质量的气体由一个平衡状态(p、 V、T)转化到另一个平衡状态(p′、V′、T′)的过程；并能判断出该过程是等温过程、等容过程还是等压过程。
(4)从图像中的某一点(平衡状态)的状态参量开始，根据不同的变化过程，先用相对应的规律计算出下一点(平衡状态)的状态参量，逐一分析计算出各点的 p、V、T。
(3)如图所示，封闭气体由状态 1 保持体积不变，温度升高，压强增大到 p2＝ p0 达到状态 2，再由状态 2 先做等压变化，温度升高，体积增大，当体积增大到 1.1V0 后再等容升温，使压强达到 1.1p0。
答案：(1)330 K (2)1.1p0 (3)见解析