《气体实验定律(I)》学案1

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气体实验定律教案1

3.1 气体实验定律教案1一、教学目标1．物理知识要求：（1）知道什么是气体的等容变化过程；（2）掌握查理定律的内容、数学表达式；理解p-t图象的物理意义；（3）知道查理定律的适用条件；（4）会用分子动理论解释查理定律．2．通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力．3．培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图象总结出查理定律．二、重点、难点分析1．查理定律的内容、数学表达式、图象及适用条件是重点．2．气体压强和摄氏温度不成正比，压强增量和摄氏温度成正比；气体原来的压强、气体在零摄氏度的压强，这些内容易混淆．三、教具1．引入新课的演示实验带有橡皮塞的滴液瓶、加热装置．2．演示一定质量的气体保持体积不变时，压强与温度的关系查理定律演示器、水银气压计、搅棒、食盐和适量碎冰、温度计、保温套、容器．四、主要教学过程（一）引入新课我们先来看一个演示实验：滴液瓶中装有干燥的空气，用涂有少量润滑油的橡皮塞盖住瓶口，把瓶子放入热水中，会看到塞子飞出；把瓶子放在冰水混合物中，拔掉塞子时会比平时费力．这个实验告诉我们：一定质量的气体，保持体积不变，当温度升高时，气体的压强增大；当温度降低时，气体的压强减小．请学生举一些生活中的实例．下面我们进一步研究一定质量的气体保持体积不变，气体的压强随温度变化的规律．（二）教学过程设计1．气体的等容变化结合演示实验的分析，引导学生得出：气体在体积不变的情况下所发生的状态变化叫做等体积变化，也叫做等容变化．2．一定质量的气体在等容变化过程中，压强随温度变化的实验研究（1）实验装置——查理定律演示器请学生观察实物．请学生结合实物演示，弄明白如下问题：①研究对象在哪儿？②当A管向上运动时，B管中的水银面怎样变化？③当A管向下运动时，B管中的水银面怎样变化？④怎样保证瓶中气体的体积不变？⑤瓶中气体的压强怎样表示？（当B管中水银面比A管中水银面低时；当B 管中水银面比A管中水银面高时）（2）用气压计测量大气压强p0=______mmHg（注意水银气压计的读数方法．）请两位学生读出当时的大气压强值．（3）实验条件：一定质量的气体、一定的气体体积请学生讨论：怎样保证实验条件？①烧瓶用胶塞塞好，与水银压强计B管连接处密封好．②使水银压强计的A管水银面与B管水银面一样高，并将B管水银面的位置记下来．（室温）（4）实验过程①将烧瓶置于食盐加碎冰溶化的混合物中，烧瓶要完全没入．（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积减小，B管中水银面上升，A管中水银面下降．气体压强减小．措施：请学生讨论此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置．记下此时A、B管中水银面的高度差．②将烧瓶完全置于冰水混合物中．（请学生估测发生的现象）现象：烧瓶中气体体积仍小于室温时的标记体积，B管中水银面仍高于A管中水银面，但A、B两管中水银面高度差减少．措施：仍请学生回答此时怎样移动A管才能使B管中水银面恢复到初始的标记位置．记下此时A、B管中水银面的高度差．③将烧瓶完全置于30℃的温水中．（请学生估测发生的现象）现象：B管中水银面低于标记位置，A管中水银面高于标记位置．措施：请学生讨论应怎样移动A管，才能使B管中的水银面恢复到初始标记位置．记下此时A、B管中水银面的高度差．④将烧瓶再分别完全置于45℃的温水中，60℃、75℃的热水中，重复上述过程．请学生计算：（1）以0℃气体压强为参照，气体温度每升高1℃，增加的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一．（2）以0℃气体压强为参照，气体温度每降低1℃，减少的压强值是0℃时气体压强值的多少分之一．（6）图象（以实际实验数据为准，此处仅为示意图）由此图象，可写出如下方程：p=p0+kt其中k为斜率所以精确的实验指出 t外推=-273℃3．实验结论——查理定律1787年法国科学家查理通过实验研究，发现所有气体都遵从下述规律：一定质量的气体，在体积保持不变的情况下，温度每升高（或降低）1℃，上述内容就是查理定律．设一定质量的气体，保持体积不变的条件下，0℃的压强为p0，t℃时的压强为pt，则有上述为查理定律数学表达式．适用条件：①温度不太低；②压强不太大．微观解释：请学生自学课本．4．查理定律的应用例1一定质量的气体，保持体积不变，温度从1℃升高到5℃，压强的增量为2.0×103Pa，则 [ ]A．它从5℃升高到10℃，压强增量为2.0×103PaB．它从15℃升高到20℃，压强增量为2.0×103PaC．它在0℃时，压强约为1.4×105Pa答案：C．五、说明1．每次改变容器内的水温，应有足够的时间使烧瓶内气体与水达到热平衡，再调整A管的高度，使B管中水银面恢复到初始标记位置．2．为不使课堂气氛松懈，可课前将全部实验过程录像，课上播放．为使学生信服，可请适当数量的学生代表参加．3．建议：要求每个学生都动手根据数据表格，建立p-t坐标系，画出图象．教师可利用投影仪展示其中较好的．。

1.5 气体实验定律导学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

莆田第十五中学高二物理导学案第1章分子动理论与气体实验定律第5节气体实验定律［学习目标1］掌握玻意耳定律的内容、表达式及适用条件，会用玻意耳定律计算有关的问题。

知识点一玻意耳定律1．内容：一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强p 与体积V 成 2．公式：VP 1α或p 1V 1= ． 3．适用条件：气体不变、温度不变。

4．气体等温变化的p-V 图像。

（1）形状：在温度不变的情况下，p 与V 的函数图像是的一支。

这种表示等温过程的图线称为气体的（2）分析：一定质量的气体，不同温度下，等温线的位置也不相同。

【探究导学】玻意耳定律的理解和应用如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置。

（1）实验过程中如何保证气体的质量和温度不变？（2）保持温度不变，增大气体的压强，气体体积怎么变？［学习目标2］掌握查理定律的内容和公式，会用查理定律求解有关问题。

知识点二查理定律1．内容：一定质量的气体，在体积保持不变的条件下，压强p 与热力学温度T 成 2．公式：T P α或3．图像。

对一定质量的气体，在体积不变的情况下，p 与T 的函数图像是一条过的直线。

【探究导学】查理定律的应用1．打足气的自行车在烈日下暴晒，常常会爆胎，原因是什么？2．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，原因是什么？［学习目标3］掌握盖一吕萨克定律的内容和公式，会用盖一吕萨克定律求解有关问题。

知识点三盖一吕萨克定律1．内容：一定质量的气体，在压强保持不变的条件下，体积V与热力学温度T成2．表达式：TV 或3．图像。

对一定质量的气体，在压强不变的情况下，V与T的函数图像是一条过坐标原点的倾斜【探究导学】盖一吕萨克定律的理解应用如图所示，在静止的玻璃管内用水银柱封闭了一定质量的气体。

当给封闭气体加热时能看到什么现象？为什么？［学习目标4］知道理想气体状态方程的内容及表达式，并能应用该方程解决实际问题。

高中物理2.7气体实验定律(Ⅰ)学案(含解析)粤教版选修3_3

学案7 气体实验定律(Ⅰ)[学习目标定位]1.探究气体等温变化的规律，了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件.2.会运用玻意耳定律解决实际问题.3.理解等温变化的p －V 图象．1．气体的三个状态参量是指温度、压强、体积．2．同时研究三个状态参量之间的变化关系比较困难时，可以采用控制变量法．一、气体等温变化的实验规律1．状态参量：研究气体的性质时，常用一定质量的气体的压强、体积、温度来描述气体的状态． 2．实验探究1．内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强和体积成反比(填“正比”或“反比”)．2．公式：p ∝1V或p 1V 1＝p 2V 2.3．条件：气体的质量一定，温度不变．三、气体等温变化的p —V 图象 1.等温图象(1)为了直观地描述一定质量的气体压强p 跟体积V 的关系，通常是用p —V 坐标系，如图1所示．图1(2)图线的形状为双曲线，由于它描述的是温度不变时p 和V 的关系，因此它也称为等温线． (3)一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的．2．气体的状态：等温线上的某一个点表示气体处于某一状态，这个点的坐标(p ，V )表示气体在该状态下的状态参量．一、玻意耳定律 [要点提炼] 1．成立条件玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2是实验定律．只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立． 2．常量的意义p 1V 1＝p 2V 2＝常量C该常量C 与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量C 越大(填“大”或“小”)．3．利用玻意耳定律解题的基本思路(1)明确研究对象，根据题意确定所研究的是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变． (2)明确状态参量，找准所研究气体初、末状态的p 、V 值． (3)根据玻意耳定律列方程求解．注意：用p 1V 1＝p 2V 2解题时只要同一物理量使用同一单位即可，不必(填“一定”或“不必”)转化成国际单位制中的单位．[延伸思考] 打气筒打气过程中，容器中气体的质量发生了变化，玻意耳定律还成立吗？答案分析时可以巧妙地选择研究对象，一般选择把容器内原有气体和即将打入的气体看成一个整体作为研究对象，就可以把充气过程的气体变质量问题转化为定质量问题．二、气体等温变化的图象 [问题设计]由玻意耳定律可知，一定质量的气体在温度保持不变时，压强和体积的关系为p ∝1V，由数学知识知p －V 图象是什么曲线？答案 p －V 图象是双曲线中的一支．[要点提炼]1．p －V 图象：一定质量的气体，其p －V 图象(等温线)是双曲线的一支，曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态，曲线上的一段表示等温变化的一个过程．而且同一条等温线上每个点对应的p 、V 坐标的乘积是相等的．一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，且pV 乘积越大，温度就越高，图2中T 2＞T 1.图22.p －1V 图象：一定质量气体的等温变化过程，也可以用p －1V图象来表示，如图3所示．等温线是通过原点的倾斜直线，由于气体的体积不能无穷大，所以靠近原点附近处等温线应用虚线表示，该直线的斜率k ＝pV ，故斜率越大，温度越高，图中T 2＞T 1.图3[延伸思考] 在p －1V图象中，图线是一条过原点的直线，图线在原点及原点附近表示的气体的体积和压强有实际意义吗？答案原点表示气体的体积无穷大，气体的压强为零，所以图线在原点及原点附近没有实际意义，故画p －1V图象时，图线在原点及原点附近要画成虚线．一、玻意耳定律的应用例1 如图4所示，一粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U 形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭长l 1＝20cm 气柱，两管中水银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h ＝10cm.环境温度不变，大气压强p 0＝75cmHg ，求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)．图4解析设U 形管横截面积为S ，则初始状态左端封闭气柱体积可记为V 1＝l 1S ，由两管中水银面等高，可知初始状态其压强为p 0.当右管水银面高出左管10cm 时，左管水银面下降5cm ，气柱长度增加5cm ，此时气柱体积可记为V 2＝(l 1＋5cm)S ，右管低压舱内的压强记为p ，则左管气柱压强p 2＝p ＋10cmHg ，根据玻意耳定律得：p 0V 1＝p 2V 2 即p 0l 1S ＝(p ＋10cmHg)(l 1＋5cm)S 代入数据，解得：p ＝50cmHg. 答案 50cmHg例2 (双选)如图5为某同学设计的喷水装置，内部装有2L 水，上部密封1atm 的空气0.5L ，保持阀门关闭，再充入1atm 的空气0.1L ，设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变，下列说法正确的有( )图5A ．充气后，密封气体压强增加B ．充气后，密封气体的分子平均动能增加C ．打开阀门后，密封气体对外界做正功D ．打开阀门后，不再充气也能把水喷光答案 AC解析充气后气体的体积没有变化，但是单位体积内含有的分子增多，温度没有变化，但压强会增大，选项A 正确；由于温度是系统分子平均动能的量度，所以温度不变，分子平均动能也不变，选项B 错误；打开阀门后，气体将推动水流出，气体的体积膨胀，对外做功，选项C 正确；随水流出，内部气体体积增大，若水全部流出，根据玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2，得p 2＝p 1V 1V 2＝1×0.62.5atm ＝0.24atm ，小于外部气压，故水不会全部流出，选项D 错误．二、气体等温变化的图象例3 (单选)如图6所示，是一定质量的某种气体状态变化的p －V 图象，气体由状态A 变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )图6A．一直保持不变B．一直增大C．先减小后增大D．先增大后减小解析由题图可知，p A V A＝p B V B，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上．由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态A到状态B，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．答案 D针对训练(单选)如图7所示，一定质量的气体经历由状态A到状态B再到状态C的过程，A、C两点在同一条双曲线上，则此变化过程中( )图7A．从A到B的过程温度降低B．从B到C的过程温度升高C．从A到C的过程温度先升高再降低D．从A到C的过程温度先降低再升高答案 C解析A、C两点在同一条双曲线上，故T A＝T C；可作出过B点的等温线与过A、C两点的等温线进行比较，得B点温度高；故从A到B到C过程温度先升高后降低，C项正确．气体实验定律 Ⅰ⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧实验探究⎩⎪⎨⎪⎧方法：控制变量法对象：一定质量的气体实验装置及数据收集处理玻意耳定律⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 条件⎩⎪⎨⎪⎧ 质量一定温度不变内容：压强与体积成反比公式：p ∝1V，p 1V 1＝p 2V2图象⎩⎪⎨⎪⎧p －V 图：双曲线的一支p －1V 图：过原点的直线1．(玻意耳定律)(单选)如图8所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段用水银柱h 1封闭的一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h 2，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()图8A ．h 2变长B ．h 2变短C ．h 1上升D ．h 1下降答案 D解析被封闭气体的压强p ＝p 0＋p h 1＝p 0＋p h 2，故h 1＝h 2.随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，气柱长度变短，但h 1、h 2长度不变，故h 1下降，D 项正确．2．(玻意耳定律)(单选)空气压缩机的储气罐中储有1.0atm 的空气6.0L ，现再充入1.0atm 的空气9.0L ．设充气过程为等温过程，则充气后储气罐中气体压强为( ) A ．2.5atmB ．2.0atm C ．1.5atmD ．1.0atm答案 A解析初状态：p 1＝1.0atm ，V 1＝(6.0＋9.0) L ＝15.0L 末状态：p 2，V 2＝6.0L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＝2.5atm ，故A 项正确，B 、C 、D 项均错．3．(等温线)(单选)如图9所示，D →A →B →C 表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )图9A ．D →A 是一个等温过程B ．A →B 是一个等温过程C ．A 与B 的状态参量相同D ．B →C 体积减小，压强减小，温度不变答案 A解析 D →A 是一个等温过程，A 对；A 、B 两状态温度不同，A →B 的过程中1V不变，则体积V 不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B 、C错；B →C 是一个等温过程，V 增大，p 减小，D 错．4．(玻意耳定律)如图10所示，喷雾器内有10L 水，上部封闭有1atm 的空气2L ．关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1atm 的空气3L(设外界环境温度一定，空气可看做理想气体)．当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强．图10答案 2.5atm解析设气体初态压强为p 1，体积为V 1；末态压强为p 2，体积为V 2，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2①而p 1＝1atmV1＝2L＋3L＝5L，V2＝2L 代入①式得，p2＝2.5atm.。

教科版高中物理选修3-3：《气体实验定律》学案-新版

2.3《气体实验定律》学案学习目标：1.知道描述气体的三个状态参量．理解三个参量的意义．2.知道什么是等温变化、等容变化和等压变化．3.知道实验三定律的内容及表达式，并会应用定律处理问题．4.会通过实验来研究问题，探究物理规律，体验科学探究过程．重点难点：1.实验定律的理解与应用．2．描述气体的状态参量及物理意义．教材导读：一、气体的状态参量1．状态参量：研究气体的性质时，用_____、______、______这三个物理量来描述气体的状态，这三个物理量被称为气体的状态参量．2．体积、温度和压强(1)体积(V)：气体的体积是指气体占有____________．(2)温度(T)：温度是表示物体___________的物理量,是气体分子__________的标志．①测量：用________来测量．②表示方法：摄氏温度和________温度，两者数量关系是：___________.(3)压强(P)：是大量气体分子对器壁撞击的______表现．压强的单位有：Pa、atm、cmHg、mmHg等，它们间的换算关系为：1 Pa＝1 N/m21 atm＝76 cmHg＝760 mmHg＝1.013×105 Pa二、玻意耳定律1．等温变化：一定质量的气体，在______不变时其压强与体积发生的变化．2．玻意耳定律(1)内容：一定______的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与______V成反比．(2)表达式pV＝常量．(3)适用条件：①气体的______不变；②气体的______不变．三、查理定律1．等容变化：一定质量的某种气体在__________时压强随温度的变化．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______________成正比．(2)表达式：_________．(3)适用条件：①气体的______不变；②气体的______不变．四、盖吕萨克定律1．等压变化：一定质量的某种气体，在__________的条件下,体积随温度的变化而变化．2．盖吕萨克定律(1)内容：一定质量的气体，在保持压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成______．(2)表达式：_________．(3)适用条件：①气体______不变；②气体______不变．学后反思：。

高中物理第2章第7节气体实验定律(Ⅰ)学案粤教版选修33

第二章固体、液体和气体第七节气体实验定律(Ⅰ)1．理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系． 2．知道玻意耳定律的内容，表达式及适用条件． 3．能运用玻意耳定律对有关问题进行分析，计算． 4．了解pV 图、p 1V图的物理意义．1．气体的状态变化是指气体的状态参量变化，为研究气体三个状态参量的变化规律，采用了控制变量法，在探究玻意尔定律的实验中，是保持温度不变，研究的压强和体积的关系．2．一定质量的气体，在温度不变时，p 1V图线是一条过原点的直线，pV 图线是双曲线的一支．3．若用p 1、V 1，p 2、V 2分别表示一定质量气体在等温下的两个状态，则由玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2或p 1p 2＝V 2V 1.4．如图所示，是一定质量气体的等温线，气体从状态A 变化到状态B 的过程中，压强增大，体积减小，两状态的温度相等，从微观上讲，气体分子的平均动能不变，分子密度增大．1．一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(C) A．2 B．1C.12D.14解析：由玻意耳定律，pV＝C可得，体积增大为原来的2倍，则压强变为原来的12，故C项正确．2．(多选)一定质量的气体在发生等温变化时，下列物理量发生变化的是(AB)A．气体的压强B．单位体积内的分子数C．分子的平均速率D．分子的总数解析：一定质量的气体在发生等温变化时，p和V都要发生变化，体积V发生变化，则单位体积内的分子数改变，A、B正确；温度不变，则分子的平均动能不变，分子的平均速率不发生变化，C错误；质量一定，则分子的总数不变，D错误．3．(多选)一定质量的气体保持温度不变，当体积膨胀为原来的10倍时，则(CD)A．气体分子数变为原来的10倍B．气体分子的平均动能变为原来的110C．气体分子的密度变为原来的110D．器壁的同一面积上所受气体分子的平均作用力减小为原来的110解析：研究对象已确定，分子总数是不变的．又因为温度恒定，故分子平均动能不变．体积膨胀为原来的10倍，单位体积内的气体分子数(即气体分子密度)变为原来的110，因而压强变为原来的110，故同一面积上所受分子的平均作用力也变为原来的110.故正确答案为C、D.4．一个气泡由湖面下深20 m处上升到湖面下深10 m处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)(C)A．3倍 B．2倍C．1.5倍 D．0.7倍解析：一个大气压相当于10 m水柱产生的压强，根据玻意耳定律有：V2 V1＝p1p2＝p0＋ph1p0＋ph2＝p0＋2p0p0＋p0＝3p02p0＝32，C项正确．5．一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度(B)A．一直下降 B．先上升后下降C．先下降后上升 D．一直上升解析：可作出过直线AB上各点的等温线与过A、B两点的等温线进行比较，图线离坐标轴越远，气体温度越高，可得沿直线AB的变化中，温度先上升后下降，最后TB＝TA.B正确．6．(多选)如图所示，一定质量的气体等温线上两点的压强、体积和温度如图所示，下列表达式正确的是(BC)A．p1V1＝p2V2 B．p1V2＝p2V1C．T1＝T2 D．T1＞T解析：一定质量的气体等温变化过程中，压强跟体积成反比，由两状态对应的压强(p1和p2)和体积(V2和V1)可知A错误，B正确，同一等温线上各状态温度是相等的，C正确，D错误．7．(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是(AD)A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是相同的C．由图可知T1>T2D．由图可知T1<T2解析：由等温线的物理意义可知，A正确、B错误；对于一定质量的气体，温度越高，等温线的位置越高，C错误、D正确．8．如图所示，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(A)A．h，l均变大 B．h，l均变小C．h变大l变小 D．h变小l变大解析：根据pV＝C，l变大，p变小，根据p＝p0－ρgh，h变大，A选项正确．9．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是(A)A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变解析：D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B是一个等容过程(体积不变)，B、C错；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错．。

《气体实验定律》导学案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 与摄氏温度中每1℃大小相等B ．热力学温度升高1 K 大于摄氏温度升高1℃C ．热力学温度升高1 K 小于摄氏温度升高1℃D ．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( ) A ．2 B ．1 C.12 D.14【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( ) A ．－33℃＝240 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t＋273 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，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()A．3倍B．2倍C．1.5倍D．0.7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p0＝76 cmHg.(p0＝1.01×105 Pa，g＝10 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l＝20 cm，活塞A上方的水银深H＝10 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，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θ，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()A．p0＋Mg cos θ/SB．p0/S＋Mg cos θ/SC．p0＋Mg cos2θ/SD．p0＋Mg/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p0＝76 cmHg)( )A ．76 cmHgB ．82 cmHgC ．88 cmHgD ．70 cmHg6．大气压强p 0＝1.0×105 Pa.某容器容积为20 L ，装有压强为2.0×106 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( )A ．1∶19B ．1∶20C ．2∶39D ．1∶18 7.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h 1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h 2，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( ) A ．h 2变长 B ．h 2变短 C ．h 1上升 D ．h 1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，活塞面积为S ，大气压强为p 0，则封闭气体的压强为( ) A ．p ＝p 0＋MgSB ．p ＝p 0＋(M ＋m )gSC ．p ＝p 0－MgSD ．p ＝mg /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3∶2，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，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h ＝5 cm ，空气柱长l ＝45 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(m 3) 3．冷热程度热力学温度开尔文(K) t ＋273.15 K 4．大量气体分子对器壁撞击帕斯卡(Pa) 5．反比 pV ＝常量 p 1V 1＝p 2V 26．A [热力学温度和摄氏温度尽管是不同标准的计温方式，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.]7．C [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12，故C 项正确．] 课堂探究练1．AB [本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系．T ＝t ＋273 K ，由此可知：－33℃＝240 K ，A 正确，同时B 正确；D 中初态热力学温度为t ＋273 K ，末态为2t ＋273 K ，温度变化了t ，故D 错；对于摄氏温度，可取负值的范围为0～－273.15 ℃，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T ＝t ＋273 K 是解决有关摄氏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ΔT ＝Δt .(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． 2．C [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．3．C [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．P ＝P 0＋ρgh ，在湖面下20 m 处，气体的压强约为p 1＝3 atm(1 atm 即为1个标准大气压P 0＝1.01×105Pa ，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p 2＝2 atm.由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2 因此V 2V 1＝p 1p 2＝3 atm2 atm＝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p 1V 1＝p 2V 2或p 1p 2＝V 2V 1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)p A ＝p 0－p h ＝76 cmHg －10 cmHg ＝66 cmHg (2)p A ＝p 0－p h ＝76 cmHg －10×sin 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析，列平衡方程求气体压强． 5．p 0＋MF (M ＋m )S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：pS －p 0S ＝Ma ① 活塞：F ＋p 0S －pS ＝ma ②将上述两式相加，可得系统加速度a ＝Fm ＋M将其代入①式，化简即得封闭气体的压强为p ＝p 0＋M M ＋m ·F S ＝p 0＋MF(M ＋m )S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．6．AD [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p ＝p 0＋p h ，所以h 增大．即A 、D 选项正确．解法二：假设法：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，p ＝p 0＋p h 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p ＝p 0＋p h 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． 7．8 cm解析由水银柱的高度H ＝10 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p 1(都以1 cm 水银柱产生的压强作为压强的单位，下同)，则p 1＝p 0＋p H . 设气体末态压强为p 2，粗筒的横截面积为S ，则有p 2＝p 0＋12p H ＋12p H S 14S .设末态气柱的长度为l ′，气体体积为V 2＝Sl ′，在整个过程中气柱的温度不变，由玻意耳定律得 p 1V 1＝p 2V 2.活塞B 上移的距离 d ＝l －l ′＋H2，代入数据得d ＝8 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14S 的面积上受到大气压，其余34S 的水银由于不与外界大气接触，因此不受大气压，从而导致p 1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 1．D2．BD [瓶保持静止不动，受力平衡mg ＝ρgV ，由玻意耳定律，将瓶下按后，p 增大而V 减小，mg >ρgV ，故放手后加速下沉．同理，D 选项也正确．]3．C [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．] 4．D [以圆板为研究对象，如右图所示，竖直方向受力平衡，则 pS ′cos θ＝p 0S ＋Mg 因为S ′＝S /cos θ 所以pScos θ·cos θ＝p 0S ＋Mg p ＝p 0＋Mg /S 故此题应选D.] 5．A [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a ＝g sin θ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p 0S ＋mg sin θ－pS ＝ma ，解得p ＝p 0.]6．B [由p 1V 1＝p 2V 2，得p 1V 0＝p 0V 0＋p 0V ，V 0＝20 L ，则V ＝380 L ，即容器中剩余20 L 、1大气压的气体，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20 L 400 L ＝120，B 项正确．] 7．D8．C [以缸套为研究对象，有pS ＋Mg ＝p 0S ，所以封闭气体的压强p ＝p 0－Mg S，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．]9．B [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．]10.25d 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p 0，气室1、2的体积分别为V 1、V 2；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：p 0V 1＝p (V 1－Sd ＋Sx )①气室2：p 0V 2＝p (V 2－Sx )②由①②两式解得x ＝V 2V 1＋V 2d . 由题意V 1V 2＝32，得x ＝25d . 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 ′，p 1V 1＝p 2V 2，即 (p 0－p h )lS ＝p 0l ′S ，解得l ′＝(p 0－p h )l p 0＝(75－5)×4575cm ＝42 cm.。

物理：3.1《气体实验定律》教案1(教科版选修3-3)

气体实验定律（I）【例1】一个气泡从水底升到水面时，它的体积增大为原来的3倍，设水的密度为ρ=1×103kg／m3，大气压强p0=1.01×105Pa，水底与水面的温度差不计，求水的深度。

取g=10m／s2。

【分析】气泡在水底时，泡内气体的压强等于水面上大气压与水的静压强之和。

气泡升到水面上时，泡内气体的压强减小为与大气压相等，因此其体积增大。

由于水底与水面温度相同，泡内气体经历的是一个等温变化过程，故可用玻意耳定律计算。

【解答】设气泡在水底时的体积为V1、压强为：p1=p0+ρgh气泡升到水面时的体积为V2，则V2=3V1，压强为p2=p0。

由玻意耳定律 p1V1=p2V2，即（p0+ρgh）V1=p0·3V1得水深【例2】如图1所示，圆柱形气缸活塞的横截面积为S，下表面与水平面的夹角为α，重量为G。

当大气压为p0，为了使活塞下方密闭气体的体积减速为原来的1/2，必须在活塞上放置重量为多少的一个重物（气缸壁与活塞间的摩擦不计）【误解】活塞下方气体原来的压强设所加重物重为G′，则活塞下方气体的压强变为∵气体体积减为原的1/2，则p2=2p1【正确解答】据图2，设活塞下方气体原来的压强为p1，由活塞的平衡条件得同理，加上重物G′后，活塞下方的气体压强变为气体作等温变化，根据玻意耳定律：得 p2=2p1∴ G′=p0S+G【错因分析与解题指导】【误解】从压强角度解题本来也是可以的，但免发生以上关于压强计算的错误，相似类型的题目从力的平衡入手解题比较好。

在分析受力时必须注意由气体压强产生的气体压力应该垂直于接触面，气体压强乘上接触面积即为气体压力，情况就如【正确解答】所示。

【例3】一根两端开口、粗细均匀的细玻璃管，长L=30cm，竖直插入水银槽中深h0=10cm 处，用手指按住上端，轻轻提出水银槽，并缓缓倒转，则此时管内封闭空气柱多长？已知大气压P0=75cmHg。

【分析】插入水银槽中按住上端后，管内封闭了一定质量气体，空气柱长L1=L-h0=20cm，压强p1=p0=75cmHg。

《气体实验定律》学习任务单

《气体实验定律》学习任务单一、学习目标1、理解并掌握玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律的内容和表达式。

2、能够运用气体实验定律解决实际问题，包括计算气体的压强、体积和温度等物理量。

3、了解气体实验定律的适用条件和应用范围。

4、通过实验探究和理论分析，培养科学思维和实验能力。

二、学习重难点1、重点（1）玻意耳定律、查理定律和盖吕萨克定律的内容和表达式。

（2）运用气体实验定律进行相关计算和分析。

2、难点（1）对气体实验定律的微观解释。

（2）综合运用多个气体实验定律解决复杂问题。

三、学习方法1、理论学习：认真阅读教材和相关参考资料，理解气体实验定律的基本概念和原理。

2、实验探究：通过实验观察和数据测量，亲身体验气体实验定律的规律。

3、例题分析：通过分析典型例题，掌握运用气体实验定律解题的方法和技巧。

4、练习巩固：完成相关练习题，加深对知识的理解和应用能力。

四、知识讲解（一）玻意耳定律1、内容：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。

2、表达式：pV ＝ C（常量）或 p₁V₁＝ p₂V₂（其中 p₁、V₁表示初始状态的压强和体积，p₂、V₂表示变化后的压强和体积）3、适用条件：（1）气体质量一定。

（2）温度不变。

（二）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、表达式：p/T ＝ C（常量）或 p₁/T₁＝ p₂/T₂（其中 p₁、T₁表示初始状态的压强和温度，p₂、T₂表示变化后的压强和温度，温度的单位为开尔文 K）3、适用条件：（1）气体质量一定。

（2）体积不变。

（三）盖吕萨克定律1、内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积 V 与热力学温度 T 成正比。

2、表达式：V/T ＝ C（常量）或 V₁/T₁＝ V₂/T₂（其中 V₁、T₁表示初始状态的体积和温度，V₂、T₂表示变化后的体积和温度）3、适用条件：（1）气体质量一定。

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

- 理想气体模型：假设气体分子为点粒子，碰撞为弹性碰撞，气体与容器壁碰撞完全弹性。
- 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。

2.3 气体实验定律学案(2020年教科版高中物理选修3-3)

2.3 气体实验定律学案（2020年教科版高中物理选修3-3）2.3气体实验定律气体实验定律学习目标1.知道什么是气体的状态参量.2.掌握热力学温度的定义，知道什么是温标，理解摄氏温度与热力学温度的区别与联系.3.通过实验探究，知道玻意耳定律.查理定律.盖吕萨克定律的内容和公式一.气体的状态参量1气体的状态参量描述气体状态的物理量一定质量的气体有三个状态参量，分别是体积.温度和压强2气体的体积和压强1体积气体占有空间的大小，符号是V，单位立方米m3.升L和毫升mL1L103m3,1mL106m32压强大量气体分子对器壁撞击的宏观表现符号是p，国际单位帕斯卡Pa1Pa1N/m2，常用单位还有标准大气压atm和毫米汞柱mmHg3温度1概念表示物体冷热程度的物理量，是分子平均动能的标志2两种温标摄氏温标早期的摄氏温标规定，标准大气压下冰的熔点为0_，水的沸点为100_.用摄氏温标表示温度叫摄氏温度，符号是t.热力学温度用T 表示，单位是开尔文，简称开K3摄氏温度t和热力学温度T间的关系Tt273.15.二.玻意耳定律1内容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成反比2表达式pV常量3适用条件气体的质量一定，温度不变三.查理定律1等容变化一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化2内容一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比3表达式pT常量4适用条件气体的质量和体积不变四.盖吕萨克定律1等压变化一定质量的某种气体，在压强不变时，体积随温度的变化叫做等压变化2内容一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积V与热力学温度T成正比3表达式VT 常量4适用条件气体的质量和压强不变即学即用1判断下列说法的正误10的温度可以用热力学温度粗略地表示为273K2气体做等容变化时，温度从13上升到52，则气体的压强升高为原来的4倍3对于一定质量的气体，在压强不变时，若温度升高，则体积减小4若体积增大到原来的两倍，则摄氏温度升高到原来的两倍2一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了n倍，则压强变为原来的_______倍答案1n1一.气体的状态参量导学探究在力学中，为了确定物体运动的状态，我们使用了物体的位移和速度这两个物理量在热学中如果我们要研究一箱气体的状态，需要哪些物理量呢答案体积.温度和压强知识深化1摄氏温标一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0C，水的沸点为100C.在0C和100C之间均匀分成100等份，每份算做1C.2热力学温标现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫绝对温标3摄氏温度与热力学温度的关系Tt273.15，可粗略地表示为Tt273.例1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tC升到2tC时，对应的热力学温度由TK升到2TKC33C240.15KD摄氏温度变化1C，也就是热力学温度变化1K答案CD 解析摄氏温度能取负值，A错误；由热力学温度与摄氏温度的关系Tt273.15知，B错误，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正确二.玻意耳定律导学探究1如图1所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验过程中如何保证气体的质量和温度不变图1答案保证气体质量不变的方法实验前在柱塞上涂好润滑油，以免漏气保证气体温度不变的方法改变气体体积时，缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化实验过程中，不用手接触注射器的圆筒，防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化2玻意耳定律成立的条件是什么答案一定质量的气体，且温度不变知识深化1实验探究1实验器材铁架台.玻璃管带活塞.气压计等2研究对象系统玻璃管内被封闭的空气柱3实验方法控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系4数据收集压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积5数据处理以压强p为纵坐标，以体积的倒数1V为横坐标，作出p1V 图像，图像结果p1V图像是一条过原点的直线6实验结论压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比2常量的意义p1V1p2V2常量该常量与气体的种类.质量.温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量越大例2一定质量的气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小了2atm时，体积变化了4L，则该气体原来的体积为A.43LB2LC.83LD3L答案B解析设该气体原来的体积为V1，由玻意耳定律得3V132V14，解得V12L.利用玻意耳定律解题的基本思路1明确研究对象，并判断是否满足玻意耳定律的条件2明确初.末状态及状态参量p1.V1；p2.V23根据玻意耳定律列方程求解三.查理定律与盖吕萨克定律导学探究1根据探究等温变化的实验方法，设计一个实验，在保持体积不变的情况下，探究压强与温度的关系2设计实验，探究在压强不变时体积与温度的关系答案1用上面实验探究里的实验装置保证气体的体积不变，把玻璃管浸入水中，改变水温，读出不同温度时气体的压强大小，多测几组数据，用这些数据研究压强与温度的关系2可利用如下装置改变水温，测出不同温度时气体的体积，多测几组数据，用这些数据研究体积与温度的关系知识深化1查理定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态p.T开始发生等容变化，其压强的变化量p与温度的变化量T成正比2盖吕萨克定律及推论表示一定质量的某种气体从初状态V.T开始发生等压变化，其体积的变化量V与温度的变化量T成正比例3灯泡内充有氮.氩混合气体，如果要使灯泡内的混合气体在500时的压强不超过一个大气压，灯泡容积不变，则在20的室温下充气，灯泡内气体的压强至多能充到多少答案0.38atm解析灯泡内气体初.末状态的参量分别为气体在500，p11atm，T1273500K773K.气体在20时，T227320K293K.由查理定律p1T1p2T2得p2T2T1p12937731atm0.38atm.利用查理定理解题的基本思路1明确研究对象并判断是否满足查理定律的条件2明确初.末状态及状态参量p1.T1；p2.T23根据查理定律列方程求解例4一定质量的气体在等压变化中体积增大了12，若气体原来的温度为27，则温度的变化是A 升高了450KB升高了150C降低了150D降低了450答案B解析由盖吕萨克定律可得V1V2T1T2，代入数据可知，132300KT2，得T2450K所以温度升高t150K，即温度升高150.判断出气体的压强不变是运用盖吕萨克定律的关键.1气体的状态参量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276.15KD热力学温度升高3K与摄氏温度升高3是等效的答案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；摄氏温度升高3，也就是热力学温度升高了3K，故选项C错，D正确2玻意耳定律如图2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2A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，压强变小答案B解析由题图可知空气被封闭在细管内，水面升高时，气体压强就增大，根据玻意耳定律，气体体积一定减小，B选项正确3查理定律一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是A温度升高，压强增大B温度升高，压强减小C温度不变，压强增大D温度不变，压强减小答案A解析由查理定律pT常量，得温度和压强只能同时升高或同时降低，故A项正确4盖吕萨克定律一定质量的气体，如果保持它的压强不变，降低温度，使它的体积为0时的1n 倍，则此时气体的温度为A.273nB.2731nnC.273n1nD273nn1答案C解析根据盖吕萨克定律，在压强不变的条件下V0273V1t273，又V1V0n，整理后得t273n1n.。

粤教版高中物理选择性必修第三册第2章第1节气体实验定律(Ⅰ)学案

第一节气体实验定律(Ⅰ)1．知道描述气体状态的三个参量和等温变化，熟记玻意耳定律的内容及公式，能解释相关等温变化的现象．2．理解等温变化和玻意耳定律的内容，会应用公式和图像解决相关的等温变化的问题．3．通过两个实验的探究，学会用控制变量法处理问题，与他人合作交流，并能解决实验中的问题，提高动手、动脑能力，培养学科学、用科学、探索科学的积极态度．知识点一玻意耳定律1．状态参量：描述一定质量气体状态的量：有体积、压强和温度三个． 2．等温变化：一定质量的气体，在温度不变时，其压强大小与体积大小的变化关系． 3．玻意耳定律(1)内容：一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比． (2)公式：p 1V 1＝p 2V 2． (3)适用条件：①气体质量不变，温度不变． ②气体温度不太低，压强不太大．保持气体的质量不变是研究等温变化的条件．知识点二等温图像1．p -V 图像：一定质量的气体的p -V 图像为一条双曲线，如图甲所示．甲乙2．p -1V 图像：一定质量的气体的p -1V 图像为过原点的倾斜直线，如图乙所示．可利用图像判断气体与外界的做功情况，若气体体积增大，则气体对外做功．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)一定质量的气体压强跟体积成反比．(×)(2)一定质量的气体压强跟体积成正比．(×)(3)玻意耳定律适用于质量不变、温度变化的任何气体．(×)(4)p -V图像描述了一定质量的气体等温变化的关系．(√) 2．(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是()A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小D．由图可知T1＞T2AB[由等温线的物理意义可知，A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积乘积越大，等温线的位置越高，C、D错．]3．一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 cm，上端空气柱长为L cm，如图所示，已知大气压强为H cmHg，此时封闭气体的压强是______cmHg．[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，＝(H－h) cmHg．即p气[答案]H－h在一个恒温池中，一串串气泡由池底慢慢升到水面，有趣的是气泡在上升过程中，体积逐渐变大，到水面时就会破裂．请思考：(1)上升过程中，气泡内气体的温度发生改变吗？(2)上升过程中，气泡内气体的压强怎么改变？(3)气泡在上升过程中体积为何会变大？提示：(1)因为在恒温池中，所以气泡内气体的温度保持不变．(2)变小．(3)由玻意耳定律pV＝C可知，压强变小，气体的体积增大．封闭气体压强的计算1．静止或匀速运动系统中压强的计算方法(1)参考液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立受力平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得气体压强．例如，图中粗细均匀的U形管中封闭了一定质量的气体A，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知(p A＋p h0)S＝(p0＋p h＋p h0)S，即p A＝p0＋p h．(2)力平衡法：选取与封闭气体接触的液柱(或活塞、气缸)为研究对象进行受力分析，由F＝0列式求气体压强．合(3)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平液面上的压强相等，如图中同一液面C、D处压强相等，p A＝p0＋p h．2．容器加速运动时封闭气体压强的计算当容器加速运动时，通常选与气体相关联的液柱、气缸或活塞为研究对象，并对其进行受力分析，然后由牛顿第二定律列方程，求出封闭气体的压强．如图，当竖直放置的玻璃管向上加速运动时，对液柱受力分析有：pS－p0S－mg ＝ma，得p＝p0＋m(g+a)S．【典例1】如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为m，不计圆板与容器内壁的摩擦．若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于()A．p0+mg cosθS B．p0cosθ+mgS cosθC．p0＋mg cos2θS D．p0＋mgS[思路点拨](1)对圆板正确的受力分析，共点力平衡．(2)由压强定义：F＝pS⊥．D[为求气体的压强，应以封闭气体的圆板为研究对象，分析其受力，如图所示．由物体的平衡条件得在竖直方向上，p Scosθ·cosθ＝p0S＋mg，解得：p＝p0＋mgS，所以正确选项为D．][跟进训练]1．求图中被封闭气体A的压强，图中的玻璃管内都灌有水银．设大气压强p0＝76 cmHg．(p0＝1.01×105 Pa，g取10 m/s2)(1) (2)(3)[解析](1)p A＝p0－p h＝76 cmHg－10 cmHg＝66 cmHg．(2)p A＝p0－p h＝76 cmHg－10×sin 30° cmHg＝71 cmHg．(3)p B＝p0+p h＝76 cmHg＋10 cmHg＝86 cmHg，2p A＝p B－p h＝86 cmHg－5 cmHg＝81 cmHg．1[答案](1)66 cmHg(2)71 cmHg(3)81 cmHg探究气体实验定律一、实验原理与方法以玻璃管内封闭的气体为研究对象，可由气压计读出管内气体的压强，从玻璃管的刻度上直接读出管内气体的体积．在保持气体温度不变的情况下，改变气体的体积，测量多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系．二、实验器材气压计、玻璃管、铁架台、活塞等．三、实验步骤1．密封一定质量的气体．2．改变气体的体积，记录气体长度和该状态下压强的大小．四、数据处理次数12345压强/(×105Pa)体积/L压强×体积五、实验结论在误差允许的范围内，温度不变时，一定质量的气体压强p和体积V成反比．六、误差分析1．体积测量引起的误差．2．不能保持温度不变．3．有漏气现象．七、注意事项1．为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是注射器活塞上涂润滑油．2．为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢和不能用手握住注射器封闭气体部分．【典例2】如图为“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图．(1)图中，实验器材A是______．(2)一同学在两次实验中测得不同的(p、V)数据，发现p和V的乘积明显不同．若此同学的实验操作均正确，则造成此结果的可能原因是：_______________；________________________．(3)为了保持注射器内气体的温度不变，实验中采取的主要措施有：避免用手握住注射器封闭有气体的部分；________．[思路点拨]实验成功的关键是：(1)气体的质量不变化．(2)气体的温度不变化．[解析](1)本实验需要测量气体的体积和压强，体积由注射器的刻度直接读出，而实验器材A是压强传感器，可测出压强．(2)p和V的乘积明显不同，可能是由于环境温度不同，导致气体的温度T不同造成的，也可能是由于注射器内气体的质量不同造成的．(3)为了保持注射器内气体的温度不变，推拉活塞要缓慢．[答案](1)压强传感器(2)环境温度不同注射器内气体的质量不同(3)推拉活塞要缓慢[跟进训练]2．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：甲乙(1)把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；(2)移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；(3)用V-1图像处理实验数据，得出如图乙所示图线．p①为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_____________．②为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是________________和________________．图线不过原点，则V0代表③如果实验操作规范正确，但如图所示的V-1p______________________________________________________．[解析](3)①为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油．这样可以保持气密性．②为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．－V0．如果③体积读数值比实际值大V0．根据p(V＋V0)＝c，c为定值，则V＝cp实验操作规范正确，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积．[答案](3)①在注射器活塞上涂润滑油②移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分③注射器与压强传感器连接部位的气体体积玻意耳定律与等温图像1．成立条件：玻意耳定律p1V1＝p2V2是实验定律，只有在气体质量一定、温度不变的条件下才成立．2．玻意耳定律的数学表达式pV＝c中的常量c不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该常量c越大．3．等温线．(1)p -V图像．①意义：反映了一定质量的气体在等温变化中，压强p与体积V成反比．②图像：双曲线．③特点：温度越高，常量c越大，等温线离坐标轴越远．(2) p-1图像．V①意义：反映了一定质量的气体在等温变化中，压强p与1成正比．V②图像：倾斜直线．③特点：斜率越大，气体的温度越高．【典例3】如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S＝0.01 m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体．A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气．A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k ＝5×103 N/m的较长的弹簧相连．已知大气压p0＝1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0＝0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡．此时用于压A的力F＝500 N，求活塞A下移的距离．[思路点拨](1)由胡克定律知：F＝kx．(2)是等温变化，适用玻意耳定律．[解析]设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x，对圆筒中的气体：初状态：p1＝p0，V1＝l0S，，末状态：p2＝p0＋FSV2＝(l0＋x－l)S，由玻意耳定律得：p1V1＝p2V2，)·(l0＋x－l)·S，①即p0l0S＝(p0＋FS，②根据胡克定律，x＝Fk代入数据解①②得：l＝0.3 m．[答案]0.3 m应用玻意耳定律解题时的两个误区误区1：误认为在任何情况下玻意耳定律都成立．只有一定质量的气体在温度不变时，定律成立．误区2：误认为气体的质量变化时，一定不能用玻意耳定律进行分析．当气体经历多个质量发生变化的过程时，可以分段应用玻意耳定律进行列方程，也可以把发生变化的所有气体作为研究对象，应用玻意耳定律列方程．[跟进训练]3．(多选)如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，气体处于A状态和B状态时，气体温度分别为T1和T2，则下列说法正确的是()A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的各状态参量均相同D．B→C体积增大，压强减小，温度不变AD[在p-1V图像中，D→A是过原点直线的一部分，所以D→A是一个等温过程，故A正确；直线BC是过原点的直线，所以直线BC是等温线，因为直线BC的斜率大于直线AD的斜率，所以T2>T1，则A到B温度升高，故B、C错误；B→C是一个等温过程，由玻意耳定律可知，V增大，则p减小，故D正确．] 1．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为m0，通过弹簧吊在天花板上，气缸内封住一定质量的气体，缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S，大气压强为p0，则封闭气体的压强p为()A．p＝p0＋m0gS B．p＝p0＋(m0+m)gSC．p＝p0－m0gS D．p＝mgSC[以缸套为研究对象，根据受力平衡有pS＋m0g＝p0S，所以封闭气体的压强p＝p0－m0gS，故应选C．]2．有一段12 cm长水银柱，在均匀玻璃管中封住一定质量的气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上(如图所示)，在下滑过程中被封闭气体的压强为(设大气压强为p0＝76 cmHg)()A．76 cmHg B．82 cmHgC．88 cmHg D．70 cmHgA[对玻璃管和水银柱组成的系统，根据牛顿第二定律可得mg sin 30°＝ma，解g，对水银柱，由牛顿第二定律得p0S＋m′g sin 30°－pS＝得整体的加速度a＝12m′a，解得p＝p0，故选A．]3．一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度将()A．一直下降B．先上升后下降C．先下降后上升D．一直上升B[A、B处于同一双曲线上，由气体的等温线可知A、B处于同一温度．而A、B中间某点位于双曲线的外侧，在双曲线之上，如图所示，当体积是V0时，等温线上一点和等温线以上一点，对应的压强不同，越往上压强越大，由pV＝c可知，压强和体积的乘积越大对应的温度越高，说明中间过程某点温度高于A、B两点的温度．故正确答案为B．]4．某同学利用如图甲所示传感器装置做“探究气体等温变化的规律”实验中，按如下操作步骤进行实验：a．将注射器活塞移动到体积适中的V0位置，接上软管和压强传感器，通过DIS 系统记录下此时的体积V0与压强p0；b．用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；c．读出注射器刻度表示的气体体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p；d．重复b、c两步操作，记录6组数据，作p -V图．结合上述步骤，请你完成下列问题：(1)该同学对器材操作的错误是__________________________，因为该操作通常会影响气体的______(选填“温度”“压强”或“体积”)．(2)我们在探究一定质量气体压强跟体积关系的实验中，一定质量气体等温变化的p-V图线如图乙所示，图线的形状为双曲线．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的，如图丙所示．请判断图丙中的两条等温线的温度T1______T2 (选填“＞”“＜”或“＝”)．[解析](1)在进行该实验时要保持被封闭气体的温度不变化，所以实验中，不能用手握住注射器前端，否则会使气体的温度发生变化．(2)在p -V图像中，根据pV＝c，即pV＝cT，离坐标原点越远的等温线温度越高，T故T1＜T2．[答案](1)用手握住注射器前端温度(2)＜回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出玻意耳定律的内容及公式？提示：一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比．p1V1＝p2V2．2．在探究气体实验定律中应注意什么？得出怎样的结论？提示：注意气体质量不变、温度不变．实验结论：在误差允许的范围内，温度不变时，一定质量的气体压强p和体积V成反比．3．画出等温图像两种图线？提示：(1)p -V图像是双曲线．(2)p -1图像是过原点的倾斜直线．V课时分层作业(四)气体实验定律(Ⅰ)题组一封闭气体压强的计算1．如图所示，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h1、h2和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0，重力加速度为g)()A．p0－ρg(h1＋h2－h3)B．p0－ρg(h1＋h3)C．p0－ρg(h1＋h3－h2)D．p0－ρg(h1＋h2)B[需要从管口依次向左分析，中间气室压强比管口低ρgh3，B端气体压强比中间气室低ρgh1，所以B端气体压强为p0－ρgh3－ρgh1，选项B正确．] 2．如图所示，一圆筒形气缸静置于地面上，气缸筒的质量为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，不计气缸内气体的重量及活塞与气缸壁间的摩擦，若将气缸刚提离地面时气缸内气体的压强为p、手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则()A．p＝p0＋mg，F＝mgSB．p＝p0＋mg，F＝p0S＋(m＋M)gSC．p＝p0－Mg，F＝(m＋M)gSD．p＝p0－Mg，F＝MgSC[对整体F＝(M＋m)g，对气缸Mg＋pS＝p0S，解得：p＝p0－Mg，C选项正S确．]3．如图所示，开口向下插入水银槽的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内外水银高度差为h．若缓慢向上提起玻璃管(管口未离开槽内水银面)，H和h的变化情况是()A．h和H都增大B．h和H都减小C．h增大，H减小D．h减小，H增大A[假设上提玻璃管时水银柱不动，则封闭气体压强减小，在大气压的作用下水银柱上升．由大气压＝玻璃管中水银柱产生的压强＋封闭气体的压强知，封闭气体的压强减小，体积增大．选项A正确．]题组二探究气体实验定律4．有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从20.0 mL变为12.0 mL．实验共测了5次，每次体积值直接从注射器的刻度上读得并输入计算机．同时由压强传感器测得对应体积的压强值．实验完成后，计算机屏幕上立刻显示出如表所示的实验结果．序号V/mL p/(×105 Pa)pV/(×105 Pa·mL)120.0 1.001 020.020218.0 1.095 219.714316.0 1.231 319.701414.0 1.403 019.642512.0 1.635 119.621(1)______图像．A．p -V图像B．p -1图像V(2)仔细观察不难发现，pV/(×105 Pa·mL)一栏中的数值越来越小，造成这一现象的原因是气体发生了泄漏，为了减小误差，应采取的措施是______．[解析](1)作p-V图像不能准确得出p与V的关系，若作p-1图像，图线是过V原点的倾斜直线，说明p与V成反比，故选B．(2)为减小误差，应该增加注射器的密封性，可以采用在注射器活塞上涂润滑油的方法．[答案](1)B(2)在注射器活塞上涂润滑油题组三玻意耳定律与p -V图像5．(多选)如图所示，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，则细管中被封闭空气的下列说法不正确的是()A．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ACD[当水位升高时，细管中的水位也升高，被封闭空气的体积减小，由玻意耳定律可知，压强增大，B正确．所以不正确的选A、C、D．] 6．(2021·山东卷)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60 cm3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5 V，压强计示数为150 mmHg．已知大气压强等于750 mmHg，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．30 cm3B．40 cm3C．50 cm3D．60 cm3D[取5次充气后，臂带内所有气体为研究对象，初态压强为p0＝750 mmHg，体积为V0＝V＋5ΔV，其中ΔV＝60 cm3；末态压强计示数为150 mmHg，则气体压强p1＝p0＋150 mmHg＝900 mmHg，体积为V1＝5 V，根据玻意耳定律得p0V0＝p1V1，解得V＝60 cm3，D正确．]7．如图所示，空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平．现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏(液体温度不变)．下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是()A B C DC[气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体的压强与体积成反比，金属筒从A下降到B的过程中，气体体积V变小，压强p变大，选项C正确．] 8．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 cm3，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多少次(设打气过程中空气的温度不变)．[解析]因为温度不变，可将所有气体应用玻意耳定律方程求解．pV＋np1ΔV＝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次．[答案]159．为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强．[解析]以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1，注射器内气体体积为V2，有V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3根据玻意耳定律有p0(V1＋V2)＝p1V1代入数据解得p1＝1.3×105 Pa．[答案] 1.3×105 Pa10．活塞式抽气机气缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气，抽气机抽动两次(抽气过程可视为等温变化)，容器内剩余气体压强是原来的()A．14B．12C．49D．59C[设容器内气体压强为p，则气体状态参量为p1＝p，V1＝2V，V2＝3V，第一次抽气过程，由玻意耳定律得p1V1＝p2V2，即p×2V＝p2×3V，解得p2＝23p；第二次抽气过程，气体状态参量p2＝2p，V2′＝2V，V3＝3V，3由玻意耳定律得p2V2′＝p3V3，p×2V＝p3×3V，即23p．故C正确．]解得p3＝4911．(多选)在室温下用注射器做验证玻意耳定律的实验，三个实验小组根据实验图，分析可能的原因是()数据得到图像分别为图中①②③所示的p -1VA．①组实验中，用手握住注射器，造成气体温度升高B．①组实验中，封闭在注射器内气体的质量太大C．②组实验中，气体压强测量值小于实际值D．③组实验中，没有给活塞抹油而造成漏气ACD[p -1图的斜率是cT，应该是常数，但①图中斜率变大，是T变大，故可V能是用手握住注射器，造成气体温度升高，故A正确，B错误；图线②不通过坐标原点，由图像可知p偏小，故可能是气体压强测量值小于实际值，故C正确；图的斜率是cT，故可能是没有给活塞抹油而造成漏气，图线③中的斜率变小，p -1V导致p减小，从而cT减小，故D正确．]12．(2022·广东卷节选)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置．如图所示，潜水员在水面上将80 mL水装入容积为380 mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230 mL．将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变．大气压强p0取1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2，水的密度ρ取1.0×103 kg/m3．求水底的压强p和水的深度h．[解析]对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知p 0V 0＝pV即1.0×105 Pa ×(380－80)mL ＝p ×(380－230)mL 解得p ＝2.0×105 Pa 根据p ＝p 0＋ρgh 解得h ＝10 m ．[答案] 2.0×105 Pa 10 m13．用注射器做“探究气体压强与体积的关系”的实验，如图所示．(1)若测得注射器的全部刻度长为l ，由注射器的刻度直接读出其容积为V ，由天平测得注射器的活塞和钩码框架的总质量为m 1，由气压计读出大气压强为p 0．当框架两侧对称悬挂钩码总质量为m 2时，则气体压强为_____________________ __________________________________________；去掉钩码，用弹簧测力计竖直向上拉框架，测得拉力为F ，则气体压强为______． (2)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p 和体积V 的值后，用p 作纵轴、1V作横轴，画出p -1V 图像如图甲、乙、丙，则甲产生的可能原因是______；乙产生的可能原因是______；丙产生的可能原因是______．甲乙丙A ．各组的p 、1V 取值范围太小 B ．实验过程中有漏气现象 C ．实验过程中气体温度升高D ．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强[解析] (1)两边加砝码时，对活塞受力分析可知：pS ＝p 0S ＋m 1g ＋m 2g ，S ＝Vl ，可得气体压强为p ＝p 0＋(m 1+m 2)glV；向上加力F 时，对活塞受力分析可知：pS ＋F＝p0S＋m1g，可得气体压强为p＝p0＋(m1g−F)lV．(2)甲图中图像的交点在横轴上，即测量的压强为0时就有一定的体积，因此在测量过程中压强测小了，可能是在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强，故选D；乙图中图像向上弯曲，可能是实验过程中气体温度升高，故选C；丙图图像向下弯曲，可能是实验过程中有漏气现象，导致pV乘积减小，故选B．[答案](1)p0＋(m1+m2)glV p0＋(m1g−F)lV(2) D C B。

高中物理第4章气体第1节气体实验定律教学案鲁科版选修0

则此容器可以抽多
少静脉血？
图 4-1-12 解析：设化验用容器的容积为 V，使用前气压为 0.9 atm 时为状态 1， p1＝ 0.9 atm， V1＝ 50 mL。当容器内气压变为 1 atm，抽血过程完毕时为状态 2，p2＝ 1 atm，气体温度不变，由玻意耳定律知 p1V1＝ p2V2 得 V2＝ 45 mL，故此容器可以抽 50 mL－ 45 mL＝ 5 mL 静脉血。答案： 5 mL
1
2． p-V 图像与
pV
图像
(1)一定质量的气体的 p -V 图像如图 4-1-7 甲所示，图线为双曲线的一支，且温度 t1< t2。
图 4-1-7
马鸣风萧萧整理
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
1 (2)一定质量的气体 p -V图像如图乙所示，图线的延长线为过原点的倾斜直线，且温度
[课下综合检测 ]
马鸣风萧萧整理
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
一、选择题
1．描述气体状态的参量是指 ( )
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
解析：选 B 气体状态参量是指温度、压强和体积， B 对。
2．放飞的氢气球上升到一定高度会胀破，这是因为
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
第 1 节气体实验定律
第 1 课时玻意耳定律
1. 物理学中研究气体的性质时，常用气体的压强、温度、
体积来描述，这三个量叫气体的状态参量。
2．玻意耳定律 ( 等温变化 ) ：一定质量的气体，在温度不

高中物理气体实验定律1学案

气体实验定律第一讲1．气体压强(1)产生的原因由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁_____________上的压力叫作气体的压强。

(2)决定气体压强大小的因素①宏观上：决定于气体的______和________。

②微观上：决定于分子的____________和__________。

2．气体实验定律(1)等温变化——玻意耳定律①内容：一定质量的某种气体，在_________的情况下，压强与体积成____。

②公式：p1V1＝______或pV＝C(常量)。

(2)等容变化——查理定律①内容：一定质量的某种气体，在__________的情况下，压强与热力学温度成________。

②公式：p1p2＝______或pT＝C(常数)。

(3)等压变化——盖—吕萨克定律①内容：一定质量的某种气体，在_________的情况下，其体积与热力学温度成______。

②公式：V1V2＝T1T2或VT＝C(常数)。

3．理想气体及其状态方程(1)理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守___________的气体。

实际气体在压强_______、温度_______的条件下，可视为理想气体。

②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。

(2)状态方程：p1V1T1＝_______或pVT＝C(常数)。

[判断正误](1)若气体的温度逐渐升高，则其压强可以保持不变。

( )(2)一定质量的理想气体在等压变化时，其体积与摄氏温度成正比。

( )(3)压强极大的气体不遵从气体实验定律。

( )考法1气体压强的微观解释与计算1．(多选)(2019·聊城模拟)对于一定质量的理想气体，下列论述中正确的是()A．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强一定变大B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数一定增加D．若气体的压强不变而温度降低时，则单位体积内分子个数可能不变2．若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。

鲁科版高中物理教材教学设计第4章第1节《气体实验定律》

【课题】第4章第1节气体实验定律一、教材分析1、教材地位“气体实验定律”是山东科学技术出版社（鲁科版）高中物理选修3-3第4章第1节的内容，气体的实验定律是学习本章其他知识的基础。

课程标准只要求通过实验了解气体实验定律，因此，教学的重点是引导学生通过实验研究，归纳总结出3个实验定律，要求学生能够独立地进行实验探究。

同时，在实验的过程中体验猜想、控制变量和运用图象处理物理问题的方法，在“知识与技能”方面则要求不高，只要求学生知道气体实验定律的内容，能够定性解释一些相关现象气体的实验定律与气体的压强、温度和体积有关。

2、教学目标设计对探究实验的教学，要特别重视在教师的引导下学生的自主探究重视实验过程，培养学生设计实验、独立进行实验、收集处理实验数据的能力。

为了以学生的发展为本，面向全体，全面发展提高科学素养为指导思想，并结合教学大纲、新课程标准的要求，我制定如下核心二、教法分析学生通过前面知识的学习已经对气体分子的运动和压强的产生有了一定的认识，形成了一定的认知结构，并初步学会了计算压强的方法，为本节课的学习奠定了基础。

因此，我将本节的教学分为三个主要环节。

第一环节：通过问题引领和观看相应视频引入教学。

第二环节：通过学生动脑动手参与探究体会物理规律的形成的过程。

第三环节：学以致用对知识进行巩固，在拓展提升中发展学习的能力。

三、学法指导基于学生学情考虑，我采用课堂学案和课后分类作业相结合的方法，对学习的知识加以理解和应用。

主要目的在于：1、让学生在理论和实验探究中初步感知知识的形成过程；2、让学生在合作中体验探究的过程和方法；3、在训练中提升学生知识的应用。

四、完整教案设计《气体实验定律》学案一、教学目标1、知道描述气体状态变化的状态参量。

2、知道气体实验定律的实验装置和实验过程，掌握气体实验定律的内容与公式表达。

3、知道实验定律的成立条件。

二、教学重点实验定律的探究、内容和公式应用三、教学难点应用实验定律处理实际问题四、新课教学实验探究:1．玻意耳定律（等温变化）(1)实验数据记录：(2)图像法处理数据(3)内容:(4)公式2.查理定律（等容变化） (1)内容:(2)公式3.盖·吕萨克定律（等压变化） (1)内容:(2)公式五、典型例题：【例1】如图，气泡在湖面下深h 处的压强为2P 、体积为V,当它缓慢上升到湖面时，它的压强为P,体积为多少？（假设水的温度保持不变）【例2】如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，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，A 左面汽缸的容积为V ，A 、B 之间的容积为0.1V 。

鲁科版选修3-3 第四章第1节气体实验定律第1课时教案

课题：气体实验定律〔第一课时〕一、教学内容分析1、课程标准要求：通过实验，了解气体实验定律，知道理想气体模型。

用分子动理论和统计观点解释气体压强和体积的等温变化关系。

2、教材分析：本节课的内容为司南版?物理?选修3-3第四章第一节气体实验定律的第一课时，是在学习了分子动理论之后，进一步通过实验探究在等温变化过程中，气体的体积、压强与温度三个状态参量之间的关系，并要求学生能根据所学过的分子动理论的相关知识解释气体实验定律。

二、教学目标〔一〕知识与技能知道什么是气体的等温变化过程；掌握玻意耳定律的内容、数学表达式；理解P-V图像的物理意义；知道玻意耳定律的适用条件；会应用分子动理论解释玻意耳定律。

〔二〕过程与方法通过演示实验，培养学生的观察能力、分析能力和实验研究能力；培养学生运用数学方法解决物理问题的能力——由图像总结出玻意耳定律〔三〕情感、态度与价值观感受现代科技在物理学研究中的重要作用，激发对科学、科技的求知欲。

三、教学重点玻意耳定律的内容、数学表达式、图像及使用条件。

四、教学难点应用玻意耳定律解决实际问题。

五、教学方法讲授法、讨论法、演示法、练习法六、教学媒体多媒体课件、气体实验定律演示器、乒乓球、烧杯、矿泉水瓶、气球〔两个〕、学案七、教学板书第四章第一节气体实验定律一、气体状态参量二、玻意耳定律1.内容：一定质量的气体，在温度保持不变得条件下，压强与体积成反比。

以上两幅图是在温度相等的情况下描绘出来的，物理学中把它们称为等温P-V图和等温P-1/V图。

2.研究对象：一定质量的气体3.适用条件：〔1〕压强不太大(与大气压相比)，温度不太低〔与室温相比〕〔2〕被研究的气体质量不变，温度不变4.表达式：PCV=或1212P PV V=八、教学进程3.观察实验视频演示实验4.数据处理（1）从这些数据中你能得到什么结果？（2）引导学生通过作图法研究定理关系。

（3）通过图像发现规律（4）能否根据图像得到成反比的规律，如何证明P与V成反比？（5）以1V为横坐标，压强P为纵坐标进行描点作图5.结论：一定质量的气体，在温度不变得情况下，压强于体积成反比。