高中物理第4章气体第1节气体实验定律教学案鲁科版3

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2017-2018学年高中物理(SWSJ)鲁科版选修3-3教学案:第4章第1节气体实验定律含答案

2017-2018学年高中物理(SWSJ)鲁科版选修3-3教学案:第4章第1节气体实验定律含答案

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,在温度不变的条件下,压强与体积成反比,即p∝错误!。

错误!气体的状态[自读教材·抓基础]1.状态参量:物理学中研究气体的性质时,通常用气体的压强、温度和体积这三个物理量来描述气体的状态.2.研究方法:控制一个参量不变,研究另外两个变量之间关系,这种方法叫做控制变量法。

[跟随名师·解疑难]1.温度:热力学温度的单位是开尔文,与摄氏温度的关系:T=t+273。

2.如何确定封闭气体的压强?(1)液体封闭气体模型:①直玻璃管中液体封闭气体的压强:设气体压强为p,大气压强为p0,液体产生的压强为p h,则图4­1。

1②“U形管”中封闭气体的压强:图4。

1。

2(2)气缸活塞模型:设活塞质量为m,重力加速度为g,活塞面积为S,气缸质量为M,则图4­1­3③气缸在光滑水平面上图4。

1­4错误!p=错误![学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)在标准大气压(相当于76 cm水银柱产生的压强)下做托里拆利实验时,由于管中混有少量空气,水银柱上方有一段空气柱,如图4.1­5所示.这时管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强()图4.1.5A.0 B.60 cmC.30 cm D.16 cm解析:选D 气体压强p=p0-p h=76 cmHg-60 cmHg=16 cmHg。

玻意耳定律[自读教材·抓基础]1.等温变化一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,研究压强和体积之间的关系。

2.实验装置图4.1。

63.探究过程实验器材针筒、气压计等研究对象(系统)针筒内封闭的空气数据收集压强由气压计读出,气体体积(长度)由针筒本身的刻度读出数据处理以压强p为纵坐标,以体积倒数错误!为横坐标作出p。

高中物理第4章气体第1节气体实验定律知识导航素材鲁科版选修3_3

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第1节气体实验定律思维激活1.如图4-1-1所示,一种测温装置,玻璃泡A封有一定质量的空气,与A相连的B管插在水银槽中,制作时,先给球形容器微微加热,跑出一些空气,插入水银槽中时,水银能上升到管内某一高度,此时,管内外液面高度差h与温度成线性函数关系,然后,在细管上标上刻度就得到了一个温度计.你可以制作一支这样的温度计.(B管中的气体体积与A泡的体积相比可忽略)你知道其中的道理吗?图4-1-12.医生给病人输液用的普通输液器如图4-1-2所示.在输液时,A管与空气相连,B管下面连接一小容器C,然后用皮管连接到注射器,溶液沿皮管下流,到容器C中被隔断(C中有少量的空气),并以液滴的形式下滴,经皮管和注射器进入人体.试分析:图4-1-2(1)A管的作用;(2)容器C的作用.提示:1.对一定质量的气体,在体积不变的情况下,当温度升高时,气体的压强会增大,当温度降低时,压强会减小.在这个温度计里,由于“B管中的体积与A泡中的体积相比可忽略”,因此认为气体的体积不变.然后,利用温度与压强的函数关系,就可读出温度了. 2.(1)当输液瓶中的液体往下流时,瓶上部的气体的体积增大,压强将减小,这样,液体下流的速度就会减慢,甚至于不会往下流.现在A管与外界大气相连,使得瓶口的压强始终为大气压,当上部气体的压强减小时,气体从A管中自动吸入,保持了上部气体的压强基本不变,也就保持了液体以一定的速度持续下流,这就是A管的作用.(2)液体在皮管内连续流动,它的速度是很难观察的,而液滴下滴的快慢是很容易观察的,因此,小容器C的作用主要是用来观察输液的快慢.医生开始输液时,总是先观察C中的液滴的快慢,并通过适当的调节控制输液的速度.自主整理1.玻意耳定律(1)内容:一定质量的气体,在____________不变的情况下,它的压强跟体积成反比.(2)公式:p∝V1(或____________). (3)气体的等温变化图象(p-V 图象)①作法:以横轴表示体积,纵轴表示____________,根据实际数据取单位,定标度,描出表示气体状态的若干个点,用平滑线连接各点便得p-V 图象.如图4-1-3所示.图4-1-3②特点:a.一定质量的气体,其等温线是____________,双曲线上的每一个点,均表示一定质量的气体在该温度下的一个状态,而且同一条等温线上每个点对应的p 、V 坐标的乘积都是____________的.b.一定质量的气体在不同温度下的等温线是的.上图所示的两条等温线,分别是一定质量气体在较低温度T 1和较高温度T 2时的等温线.气体的温度越高,它的等温线越____________两坐标轴.2.查理定律(1)内容:一定质量的某种气体,在____________不变的情况下,它的压强跟____________成正比,这个规律叫做查理定律.(2)数学表达式:____________对于一定质量的某种气体,在两个确定的状态Ⅰ(p 0、V 0、T 1)和Ⅱ(p 2、V 0、T 2) 有:21212211T T p p T p T p ==或 3.盖·吕萨克定律(1)等压变化:气体在____________不变的情况下发生的状态变化叫等压变化.(2)盖·吕萨克定律:①内容:一定质量的气体在____________不变的情况下,它的体积跟热力学温度成正比. ②数学表达式:____________或2211T V T V =. 高手笔记1.气体的温度(T )、压强(p )和体积(V )是描述气体状态的三个物理量(叫状态参量).对一定质量的气体来说,若这三个物理量都不发生变化,我们就说气体处于某一状态中(或气体的状态没发生变化);若这三个参量至少有两个发生变化,我们就说气体的状态发生了变化.在这三个参量中,不会发生两个参量不变、而第三个参量发生变化的情形.2.玻意耳定律反映了在气体质量和温度保持不变的条件下,气体的压强与体积的关系;查理定律反映了在气体质量和体积保持不变的条件下,气体压强与热力学温度的关系;盖·吕萨克定律反映了在气体质量和压强保持不变的条件下,气体体积与热力学温度的关系.以上三个定律统称为气体实验定律.气体实验定律在气体压强不太大、温度不太低的情况下适用.3.理想气体状态方程反映了在气体质量保持不变的条件下,气体的压强、体积和温度变化所遵循的规律,它也在气体压强不太大、温度不太低的情况下适用.由三个气体实验定律能推出理想气体状态方程.名师解惑1.气体压强的计算剖析:有关气体的压强计算可转化为力学问题来处理.(1)参考液面法①计算的主要依据是流体静力学知识:a.液面下h 深处由液体重量产生的压强p=ρgh.(注意:h 是液柱的竖直高度,不一定等于液柱的长度).b.若液面与外界大气相接触,则液面下h 处的压强为p=p 0+ρhg,p 0为外界大气压强.c.帕斯卡定律(液体传递外加压强的规律):加在密闭静止液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递.d.连通器原理,在连通器中,同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相等的.②计算的方法步骤:选取一个假想的液体薄面(其自重不计)为研究对象;分析液面两侧受力情况,建立力的平衡方程;消去横截面积,得到液面两侧的压强平衡方程;求得气体压强.(2)平衡法:欲求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强,应对固体(如活塞等)进行受力分析,然后根据力的平衡条件求解.(3)动力学法:当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时,欲求封闭气体的压强,首先要恰当地选择对象(如与气体相关联的液柱、固体等),并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内、外气体的压力),然后应用牛顿第二定律列方程求解.2.气体等容变化的图象(p-T 图象)剖析:(1)作法:以横轴表示热力学温度T ,纵轴表示压强p ,根据实际数据取单位,定标度,描出表示气体状态的若干个点,用平滑线连接各点便是p-T 图象.(2)特点:①在p-T 直角坐标系中,等容线是一条延长线通过原点的倾斜直线,事实上,在温度很低时,查理定律已不适用了.由查理定律外推得出的结果表明,绝对零度时气体压强为零,说明分子将停止运动,这是不可能的,所以,绝对零度是低温的极限,只能接近,不能达到.正因为如此,在p-T 直角坐标系中画等容线时,原点附近一小段应画成虚线,表示它仅是外推的结果.②一定质量气体在不同容积的容器中作等容变化时,得到的是通过坐标原点的一簇倾斜直线(见图4-1-4).直线的斜率越大,体积越小.图4-1-4 图4-1-5(3)如果以横轴表示摄氏温度,纵轴表示压强,一定质量气体的等容线是一条不过原点的倾斜直线,在纵轴上的截距表示0 ℃时的压强,其斜率tan α=tp p 0 ,与体积有关.一定质量气体保持不同的体积时,可得到一簇倾斜直线.图线越陡,对应的体积越小,在图4-1-5中,V2<V1.3.气体等压变化的图象(V-T图象)剖析:(1)作法:以横轴表示热力学温度T,纵轴表示体积V,根据实际数据取单位,定标度,描出表示气体状态的若干个点,用平滑线连接各点便得V-T图象.(2)特点:①在VT直角坐标系中,等压线是一条延长线通过原点的倾斜直线.事实上,在温度很低时,盖·吕萨克定律已不适用了,因此,在VT直角坐标系中画等压线时,原点附近一小段应画成虚线.②一定质量气体在不同压强下做等压变化时,得到的是通过坐标原点的一簇倾斜直线(如图4-1-6),直线的斜率越大,压强越小.图4-1-6讲练互动【例1】如图4-1-7所示,粗细均匀的U形管的A端是封闭的,B端开口向上,两管中水银面的高度差h=20 cm,外界大气压强为76 cmHg.求A管中封闭气体的压强.图4-1-7解析:由于液体的高度差引起两部分气体压强不等,而液体处于平衡状态的情况下,应选一个无限薄的液片为研究对象,为研究方便,该液片最好选在最低的液面处,本题也可在B 管的水银面处选取,对于该液片由平衡条件有:p0S=p A S+p h S式中p0、p A、p h分别代表大气压强、A端气体压强和h高水银柱产生的压强.由上式可得p0=p a+p h,p A=p0-p h=56 cmHg.答案:56 cmHg黑色陷阱计算一端开口的气体压强时,一般不能从封闭端入手,必须以开口处开始计算,并利用大气压强数值.变式训练1.如图4-1-8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压强等于()A.p 0+Mgcos θ/SB.p 0/cos θ+Mg/Scos θC.p 0+Mgcos 2θ/SD.p 0+Mg/S答案:D【例2】 如图4-1-9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( )图4-1-9A.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.由图可知T 1>T 2D.由图可知T 1<T 2解析:根据等温图线的物理意义可知A 、B 选项都对.气体的温度越高时,等温图线的位置就越高,所以C 错,D 对.答案:ABD绿色通道深刻理解等温线的物理意义,是正确解决此类问题的关键.变式训练2.若把例2中的图4-1-9中的p-V 图,改为V p 1-图,图线的形状又如何?请你画出简单的示意图.解析:由于p 与V 成反比,所以p∝V 1,且p-V1图线的延长线过坐标原点,在原图可取压强相等时,V 2>V 1,在该图中压强相等时应2111V V >来对应得T 2>T 1,图线大体如图所示.答案:见解析【例3】 有人设计了一种测温装置,其结构如图4-1-10所示,玻璃泡A 内封有一定量气体,与A 相连的B 管插在水银槽中,管内水银面的高度x 即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B 管上的刻度直接读出.设B 管的体积与A 泡的体积相比可略去不计.在1标准大气压下对B 管进行温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg 的压强).已知当温度t 1=27 ℃时,管内水银面高度x 1=16 cm ,此高度即为27 ℃的刻度线,问t=0 ℃的刻度线在何处?解析:应选玻璃泡A 内的一定量的气体为研究对象,对于B 管的体积略去不计,温度变化时A 内气体经历的是一个等容过程.玻璃泡A 内气体的初始状态:T 1=300 K,p 1=(76-16) cmHg=60 cmHg末态,即t=0 ℃的状态:T 0=273 K由查理定律得 p=300273110=p T T ×60 cmHg=54.6 cmHg 所以t=0 ℃时水银面高度,即刻度线的位置是x 0=(76-54.6)cm=21.4 cm.答案:21.4 cm绿色通道使用查理定律解题,仍然是找出气体变化的两个状态参量,对于多段气体,使用方程仍然是对同一气体的两个不同状态.使用查理定律解决等容变化问题的一般程序:(1)选定体积不变一定质量的气体为研究对象;(2)分析初状态的压强和温度;(3)据查理定律列方程;(4)解方程,对结果进行讨论.变式训练3.如图4-1-11所示,物体A 和活塞的总重为50 N ,活塞面积为10 cm 2,活塞可以在气缸内上下无摩擦滑动且无漏气现象.如果外界大气压强为1.0×105 Pa ,温度为27 ℃,则气缸内的气体压强为___________Pa.若保持活塞的位置不变,当温度升高到87 ℃时,需要在活塞上再增加___________N 的物体.图4-1-11解析:(1)设27 ℃时,气缸内气体压强为p ,则p=p 0+S G =(1.0×105+4101050-⨯)Pa=1.5×105 Pa. (2)气体温度升高到87 ℃时,设气缸内气体压强为p′,选缸内气体为研究对象,初态参量:p=1.5×105 Pa,T=27 K+273 K=300 K,末态参量:p′,T′=87 K+273 K=360 K. 根据查理定律2211T p T p =得p′=TT p '=1.5×105×300360Pa=1.8×105 Pa. 设需要在活塞上再加G′ N 的物体,则G′=ΔpS=(1.8-1.5)×105×10×10-4 N=30 N.答案:1.5×105 30体验探究【问题1】 通过实验观察压强对玻意耳定律的影响.导思:这是一类探究性实验,是允许有一定误差的,如果实验误差超过了一定的范围,那肯定有一定的原因,可以从两个方面去寻找:①实验过程,②实验原理.从本实验我们可以看出,随着压强的不断增大,实验误差明显增大,故我们可以从实验理论的适用条件入手进行考虑,从而得到了玻意耳定律在压强很大的情况下不适用这一结论. 探究:实验材料:带活塞的气缸,加压装置.实验步骤:①在导热性能良好的气缸内封闭一定质量的气体.②在活塞上放置一定质量的砝码,改变气体压强.③记录气体在不同压强下的体积.在整个过程中温度保持不变,所以影响实验结果和实际结果的因素是压强和体积,而体积为测量值,所以影响因素只有压强,可以看出压强越大,误差越大.探究结论:玻意耳定理的适用条件为:在压强不太大的条件下.【问题2】 通过实验分析温度对盖·吕萨克定律的影响.导思:要了解温度对盖·吕萨克定律的影响,可以从两个方面去寻找:①实验过程,②实验原理.从本实验我们可以看出,随着温度的不断降低,实验误差明显增大,故我们可以从实验理论的适用条件入手进行考虑,从而得到了盖·吕萨克定律在温度很低的情况下不适用这一结论.探究:实验材料:带活塞的气缸、砝码,酒精灯,温度计实验步骤:①在气缸内封闭一定质量的气体,在活塞上加放一定质量的砝码,用温度计读出气体温度t ,并换算成T 0;②对气缸底部进行加热,在某一定温度下,记录气体的体积.有根据盖·吕萨克定律T=C (C 为常数) 在进行数据间的比较时发现第一组数据与理论数据差距最大,第二组数据较小,第三组最小.探究结论:盖·吕萨克定律的适用条件为温度不太低.教材链接1.教材P58《讨论与交流》教材图4-1-12是两个装有饮料的瓶子,左边的瓶口是敞开的,右边的瓶口是封闭的.两个瓶子中的饮料是否都能用吸管吸进嘴里?为什么?与同学讨论交流.瓶中的饮料都能吸上来吗图4-1-12答:左侧瓶中饮料能全部吸进嘴里,右侧瓶中饮料不能全部吸进嘴里.因为左侧瓶中气体压强始终为一个大气压,而右侧瓶中气体压强随着饮料的吸出不断减小.2.教材P60《讨论与交流》炎热的夏天,给汽车轮胎充气时,一般都不充得太足(教材图4-1-13);给自行车轮胎打气时,也不能打得太足.这是什么原因呢?请与同学讨论交流.给轮胎充气图4-1-13答:车轮胎内气体在温度升高时,压强增大,轮胎有爆裂的可能,故打气不能打得太足.。

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》

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 。

高中物理 气体实验定律 第1课时课件 鲁科版选修33

高中物理 气体实验定律 第1课时课件 鲁科版选修33

• 【例3】 (2014·重庆理综)如图图4-1-6

为一种减震垫,上面布满了圆柱状薄

膜气泡,每个气泡内充满体积为V0,

压强为p0的气体,当平板状物品平放

在气泡上时,气泡被压缩.若气泡内

气体可视为理想气体,其温度保持不

变,当体积压缩到V时气泡与物品接
• 薄触膜面的的压面力积.为S,求此时每个气泡内气体对接图触4-面1处-6
• 所以pA=p0-h1=(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h2
的上表面处的压强等于pB,则(pB+h2)S=pAS,所以pB= pA-h2=(65-5)cmHg=60 cmHg. • 借题发挥 (1)在考虑与气体接触的液柱所产生的附加压 强
【例 2】 如图 4-1-5 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,
则封闭气体的压强为
()
A.p=p0+MSg B.p=p0+M+S mg
C.p=p0-MSg
D.p=mSg
图4-1-5
答案 C 解析 以缸套为研究对象,有 pS+Mg=p0S,所以封闭气体的 压强 p=p0-MSg,故应选 C.对于活塞封闭气体类问题压强的求 法,灵活选取研究对象会使问题简化.
下的两条 p-V1图线,由图可知
()
A.一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成
正比
B.一定质量的气体在发生等温变化时,
其 p-V1图线的延长线是经过坐标原点的
C.T1>T2 D.T1<T2

4. 1《气体实验定律(第一课时)玻意耳定律》教案1(鲁科版选修3-3)

4. 1《气体实验定律(第一课时)玻意耳定律》教案1(鲁科版选修3-3)

4.1《气体实验定律<第一课时)玻意耳定律》学案【学习目标】1、知道气体的状态及三个参量。

2、掌握玻意耳定律,并能应用它解决气体的等温变化的问题、解释生活中的有关现象。

3、知道气体等温变化的p—V图象。

【学习重点】玻意耳定律的应用【知识要点】一、气体的状态及参量1、研究气体的性质,用、、三个物理量描述气体的状态。

描述气体状态的这三个物理量叫做气体的。

<压强体积温度状态参量)2、温度:温度是表示物体的物理量,从分子运动论的观点看,温度标志着物体内部的剧烈程度。

在国际单位制中,用热力学温标表示的温度,叫做温度。

用符号表示,它的单位是,简称,符号是。

热力学温度与摄氏温度的数量关系是:T= t+。

< 冷热程度大量分子无规则运动绝对 T 开尔文开 K 273.15 )3、体积:气体的体积是指气体。

在国际单位制中,其单位是,符号是。

体积的单位还有升<L)、毫升<mL)b5E2RGbCAP 1L= m3,1mL= m3。

<作用在器壁单位面积上的压力立方M m3 10-3 10-6 )4、压强:器壁单位面积上受到大量气体分子的压力叫做气体的压强,用表示。

在国际单位制中,压强的的单位是帕斯卡,简称帕,符号。

气体压强常用的单位还有标准大气压<atm)和毫M汞柱<mmHg),p1EanqFDPw1 atm=Pa=mmHg。

< P Pa 帕 1. 013×105 760 )5、气体状态和状态参量的关系:对于一定质量的气体,如果、、这三个参量中有两个参量发生改变,或者三个参量都发生了变化,我们就说气体的状态发生了改变,只有一个参量发生改变而其它参量不变的情况是发生的。

DXDiTa9E3d<温度体积压强不可能)二、玻意耳定律1、英国科学家玻意耳和法国科学家马略特各自通过实验发现:一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强p与体积V成。

这个规律叫做玻意耳定律。

鲁科版(2019)高中物理选择性必修第三册课程目录与教学计划表

鲁科版(2019)高中物理选择性必修第三册课程目录与教学计划表

鲁科版(2019)高中物理选择性必修第三册课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领,是教与学的路线图。

不管是做教学计划、实施教学活动,还是做学习计划、复习安排、工作总结,都离不开目录。

目录是一本书的知识框架,要做到心中有书、胸有成竹,就从目录开始吧!
课程目录教学计划、进度、课时安排选择性必修第三册
第1章分子动理论与气体实验定律
第1节分子动理论的基本观点
第2节科学测量:用油膜法估测油酸分子的大小
第3节气体分子速率分布的统计规律
第4节科学探究:气体压强与体积的关系
第5节气体实验定律
本章综合与测试
第2章固体与液体
第1节固体类型及微观结构
第2节表面张力和毛细现象
第3节材料及其应用
本章综合与测试
第3章热力学定律
第1节热力学第一定律
第2节能量的转化与守恒
第3节热力学第二定律
第4节熵——系统无序程度的量度
本章综合与测试
第4章原子结构
第1节电子的发现与汤姆孙原子模型
第2节原子的核式结构模型
第3节光谱与氢原子光谱
第4节玻尔原子模型
本章综合与测试
第5章原子核与核能
第1节认识原子核
第2节原子核衰变及半衰期第3节核力与核能
第4节核裂变和核聚变
第5节核能的利用与环境保护本章综合与测试
第6章波粒二象性
第1节光电效应及其解释
第2节实物粒子的波粒二象性本章综合与测试
本册综合。

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

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。

41气体实验定律学案2(鲁科版选修3-3).docx

41气体实验定律学案2(鲁科版选修3-3).docx

4.1气体实验定律学案2【学习目标】1. 掌握查理定律及其应用2. 掌握盖•吕萨克定律及其应用【学习重点】1. 掌握查理定律及其应用2. 掌握盖•吕萨克定律及其应用【知识要点】一、 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,压强与热力学温度成 ________2. 公式: ________________________二、 盖•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,体积与热力学温度成 ________2. 公式: ________________________注意:在以上两个公式中(1) 等式两边只要单位统一就可以,不必都化为国际制单位(2) ______________________________________ 若是摄氏温度,则要化为(正比借二务正比奈二昔 热力学温度)【问题探究】汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故,太低乂会造成耗油上升。

已知某型号轮 胎能在一40°C 〜90°C 正常工作,为使轮胎在此温度范围内工作吋的最高胎压不超过3.5atm, 最低胎压不低于1.6atm,那么在t = 20°C 时给该轮胎充气,充气后的胎压在什么范围内比较 合适?(设轮胎容积不变)解:由于轮胎容积不变,轮胎内气体做等容变化。

设在% = 293K 充气后的最小胎压为p min ,最大胎压为內逊。

依题意,当右二233K 时胎压 为pi =1.6atm 0根据查理定律Pl _ "min 卩* 1.6 _ "minTi = %,即莎=293解得:= 2.01 atm当D 二363K 是胎压为P 2 = 3.5atm 0根据查理定律解得:Pmax = 2.83atm【典型例题】例 一定质量的理想气体由状态A 经状态B 变为状态C,其中ATB 过程为等压变化,BTC 过程为等容变化。

已知除=0.3n?, T A = T C = 300K^ T B = 400Ko(1)求气体在状态B 时的体积。

高二物理鲁科版选修3-3第四章第1节 气体实验定律 教案

高二物理鲁科版选修3-3第四章第1节 气体实验定律 教案

第1节气体实验定律一、教学目标了解气体实验定律的实验条件、过程,学会研究物理问题的重要方法——控制变量(单因素)法,明确气体实验定律表达式中各个字母的含意,引导学生抓住三个实验定律的共性,使复习能够事半功倍.二、教学重点、难点分析1.一定质量的某种理想气体的状态参量p、V、T确定后,气体的状态便确定了,在这里主要是气体压强的分析和计算是重点问题,在气体实验定律及运用气态方程的解题过程中,多数的难点问题也是压强的确定.所以要求学生结合本专题的例题和同步练习,分析总结出一般性的解题方法和思路,使学生明确:压强的分析和计算,其实质仍是力学问题,还是需要运用隔离法,进行受力分析,利用力学规律(如平衡)列方程求解.三、教学过程设计教师活动(一)气体的实验定律提问:(1)气体的三个实验定律成立的条件是什么?(2)主要的实验思想是什么?很好,我们要会用文字、公式、图线三种方式表述出气体实验定律,更要注意定律成立的条件.(1)一定质量的气体,压强不太大,温度不太高时.(2)控制变量的方法.对一定质量的某种气体,其状态由p、V、T三个参量来决定,如果控制T不变,研究p-V间的关系,即得到波意耳定律;如果控制V不变,研究p-T间的关系,即得到查理定律;如果控制p不变,研究V-T间的关系,即得到盖·吕萨克定律.1.等温过程——波意耳定律(1)内容:(2)表达式:p1V1=p2V2(3)图象波意耳定律的内容是:一定质量的某种气体,在温度不变时,压强和体积的乘积是恒量.讨论:上面的p-V图中,A、B表示一定质量的某种气体的两条等温线,则T A<T B(填>、=、<),试说明理由.说明原因的过程中,学生讨论后渐趋明朗.有学生回答:从分子动理论的角度来说,气体的压强是大量气体分子频繁碰撞器壁的结果,单位体积内的分子数越多、分子运动的平均速率越大,压强就越大.在p-V图象的两条等温线上,取体积相同的两点C、D,因为是一定质量的气体,所以单位体积内的分子数相同;又从图象上可知,p C<P D,所以T D>T C,则T B >T A.小结:一定质量的某种气体的p-V图象上的等温线越向右上方,温度越高,即pV的乘积越大.[例]1m长的粗细均匀的直玻璃管一端封闭,把它开口向下竖直插入水中,管的一半露在水面外,大气压为76cmHg,求水进入管中的高度.引导学生讨论:(1)此过程可视为等温过程,应用波意耳定律,那么如何确定一定质量的气体呢?(2)研究对象的初末态如何确定?(3)管插入水中一半时,管内水面的高度应是图2-1-5中a、b、c的哪个位置?为什么.解答:设玻璃管的横截面积为S.初态:玻璃管口和水面接触但还没有插入之时,此后管内气体为一定质量的气体.p1=p0,V1=1S.末态:管插入水中一半时,如图2-1-5所示,位置c是合理的.因为管插入水中,温度一定,气体体积减小,压强增大,只有p c>p0,所以c位置合理.设进入管内的水柱的高度是x,则p2=p0+ρg(0.5-x),V2=(1-x)S,根据波意耳定律:p1V1=p2V2,所以p0×1S=[p0+ρg(0.5-x)]×(1-x)S,得x=0.05m[例]一根长度为1m,一端封闭的内径均匀的细直玻璃管,管内用20cm长的水银柱封住一部分空气.当管口向上竖直放置时,被封住的空气柱长49cm.问缓慢将玻璃旋转,当管口向下倒置时,被封住的空气柱长度是多少?假设p0=76cmHg,气体温度不变.对例题5大多数学生做出如下解答:p1=p0+h=76+20=96(cmHg)V1=49Sp2=p0-h=76-20=56(cmHg)V2=HSp1V1=p2V2所以H=84(cm)解答到此,有部分同学意识到此时空气柱加水银柱的长度H+h=84+20=104(cm)已大于玻璃管的长度1m了,说明水银早已经溢出!所以,管倒置后,p2=p0-h′V2=HS,H+h′=L所以h=18.5(cm),H=81.5(cm)[例]内径均匀的U形管中装入水银,两管中水银面与管口的距离均为l=10cm,大气压强p0=75.8cmHg时,将右管口密封,如图2-1-6所示,然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中,直到左右两侧水银面高度差h=6cm时为止.求活塞在管内移动的距离.提问:(1)缓慢向下推是什么意思?(2)本题中有左右两部分定质量的气体,能分别写出它们初、末态的状态参量吗?(3)两部分气体间有什么联系?画出示意图.解答:缓慢压缩的含意是整个过程中系统保持温度不变,且水银柱处于平衡态.设管的横截面积为S,则:左管气体:初态:pA0=p0,V A0=lS=10S末态:pA=?,V A=?右管气体:初态;pB0=p0,VB0=lS=10S末态:pB=?,VB=?画出变化前后的示意图,如图2-1-7所示:一般认为液体不易压缩,U形管中,左管液面下降△l,右管液面必上升△l,则两管液面的高度差为2△l,在本题中2△l=h.从上面的示意图中可知:pA=pB+h,V A=(l-x+h/2)SVB=(l-h/2)分别对左右管内的气体应用玻马定律,代入数据,得:x=6.4cm2.等容过程——查理定律(1)内容:提问:法国科学家查理通过实验研究,发现的定律的表述内容是什么?把查理定律“外推”到零压强而引入热力学温标后,查理定律的表述内容又是什么?内容:一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每升高(或降低)1℃,增加(或减少)的压强等于它0℃时压强的1/273.一定质量的气体,在体积不变的情况下,它的压强和热力学温标成正比.3.等压变化——盖·吕萨克定律(1)内容:(2)表达式:内容:一定质量的气体,在压强不变的情况下,它的体积和热力学温标成正比.数学表达式是:1212V VT T[例]一个质量不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,如图2-1-8所示.最初活塞搁置在气缸内壁的卡环上,气柱的高度H0,压强等于大气压强p0.现对气体缓慢加热,当气体温度升高了△T=60K时,活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升.继续加热,直到气柱高度H1=1.5H0.此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂,直到铁砂被全部取走时,气柱高度变为H2=1.8H0.求此时气体的温度(不计气缸和活塞间的摩擦).分析:以封闭在气缸内的一定质量的理想气体为研究对象,(1)从最初活塞搁置在气缸内壁的卡环上,到当气体温度升高了△T=60K时,活塞(及铁砂)开始离开卡环这一过程气体的哪个状态参量没有发生变化?(2)从当气体温度升高了△T=60K时,活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升,直到气柱高度H1=1.5H0.这一过程气体的哪个状态参量没有发生变化?(3)此后的过程气体的哪个状态参量没有发生变化?回答完上面的三个问题后,相信同学们能够自己解答出此题了.学生回答提问:(1)体积不变,所以此过程为等容变化.(2)压强不变,所以此过程为等压变化.(3)温度不变,所以此过程为等温变化.学生的两种解法:解法一:以封闭在气缸内的一定质量的理想气体为研究对象,设最初活塞搁置在气缸内壁的卡环上时,气体的温度为T0,气体的压强为p0,体积为V0=H0S ,则活塞(及铁砂)开始离开卡环时的温度T1=T0+△T ,气体的压强为p1,体积为V1,因为等容变化,V1=V0,根据查理定律,1100p T p T =,1000p T T p T +∆= (1) 设气柱高度为H1时,气体温度为T2,体积为V2=H1S ,压强为p2,因为是等压变化,p2=p1,根据盖·吕萨克定律, ,2211T V T V =,1100T H T T H =+∆ (2) 设气柱高度为H 2时,气体温度为T 3,体积为V 3=H 2S ,压强为p 3,因为铁砂全部取走时p 3=p 0,又因为是等温变化,T 3=T 2,根据波意耳定律,p 3V 3=p 2V 2,p 0H 0=p 1H 1 (3)由(1)、(3)两式解得:0201T T H T H +∆= (4) 1021H T T H H =∆- (5) 由(2)、(4)两式解得:2101H T T H = (6) 由(5)、(6)两式解得:1221021()H H T T H H H ==-T ∆=540K 解法二:以封闭在气缸内的一定质量的理想气体为研究对象,设最S 初活塞搁置在气缸内壁的卡环上时,气体的温度为T 0,则活塞(及铁砂)开始离开卡环时的温度为T 0+△T ,设气柱高度为H 1时,气体温度为T 1,气柱高度为H 2时,气体温度为T 2,由等压过程得0101H H T T T =+∆ (1) 由初态和末态的压强相等,得0202H H T T = (2) 由(1)、(2)两式解得:1221021()H H T T H H H ==-T ∆=540K 说明:气缸内的封闭气体先后经历了四个状态、三个过程.可以建立如下图景:利用上述图景,可以使复杂的过程清晰展现,所以分析物理图景是解题非常关键的步骤.四、教学总结:。

高中物理第4章气体第1节气体实验定律课件鲁科版选修33

高中物理第4章气体第1节气体实验定律课件鲁科版选修33

[后思考]
处理实验数据时,为什么不直接画 p-V 图象,而是画 p-V1图象?
【提示】
p-V
图象是曲线,不易直接判定气体的压强和体积的关系.而
1 p-V
图象是直线,很容易判定其关系.
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[合作探讨]
图 4-1-3
如图 4-1-3 所示也是“探究气体等温变化规律”的装置,试根据实验探究以
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5.玻意耳定律 (1)内容:一定质量的气体,在温度保(w持ēn不d变ù)的条件下,压强与体积反成比(fǎn.bǐ) (2)公式:p∝V1,也可写作 p1V1=p2V2 或 pV=恒量. (3)条件:气体的质量一定,温度保持不变.
第六页,共53页。
6.气体等温变化的图象(即等温线) (1)图象(如图 4-1-2 所示)
第二十六页,共53页。
[再判断] 1.在体积不变的条件下,压强与热力学温度成正比.(×) 2.热力学温度 T=t+273,且ΔT=Δt.(√) 3.一定质量的气体,压强与摄氏温度成正比.(×) [后思考] 如果横轴用摄氏温度,则等容变化的 p-t 图象是怎样的?
【提示】 根据 T=t+273,p=CT=C(t+273).当 p=0 时,t=-273 ℃, 故 p-t 图象为直线,但不通过坐标原点.
【导学号:30110038】
图 4-1-6
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【解析】 选气缸内被封闭的气体为研究对象 小车静止时为状态 1, 系统处于平衡状态,则有 p1S=p0S 气体的压强 p1=p0, 气体的体积 V1=SL
第二十页,共53页。
设小车加速度为 a 时为状态 2,
由牛顿第二定律得 p2S-p0S=ma
【答案】 ABC

物理鲁科版选修3-3学案:课前预习 第4章第1节气体实验定律 含解析

物理鲁科版选修3-3学案:课前预习 第4章第1节气体实验定律 含解析

第1节 气体实验定律课前预习情境导入1.物理学中研究气体的性质时,常用气体的压强、温度和体积这3个物理量来描述气体的状态.当气体的状态发生变化时,通常是这3个物理量同时发生变化.堵住打气筒的出气口往下压活塞,会感到越压越费劲,同时气筒还会发热,这说明什么问题?图4-1-1简答:这表明随着筒内空气体积的减小,压强在增大,同时温度也在升高.2.当气体的状态发生变化时,通常是压强、温度和体积这3个物理量同时发生变化.要用实验的方法同时研究这3个量之间的变化关系比较困难,我们可以采用什么样的方法进行研究?简答:采用控制变量的方法,控制其中1个量不变,研究另外2个量之间的变化关系.3.在实际问题中,气体的压强、体积、温度这3个物理量往往是同时变化的.当这3个量同时变化时,又遵循什么规律呢? 简答:一定质量的气体状态发生变化时,压强、体积和温度变化所遵循的规律:TpV =C. 知识预览1.大量实验证明,一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,压强与体积成________比.如果用p 表示压强,用V 表示体积,可写成________这个结论叫做玻意耳定律,也叫做玻意耳—马略特定律,是英国科学家玻意耳和法国科学家马略特先后独立通过实验发现的.2.大量实验证明,一定质量的气体,在体积保持不变的条件下,压强与________成正比.如果用p表示压强,用T表示热力学温度,可写成________这个规律叫做查理定律,是法国科学家查理通过实验发现的.式中,热力学温度T与摄氏温度t之间的关系是________,热力学温度T的单位是________,简称为开,符号为________.3.大量实验证明,一定质量的气体,在压强保持不变的条件下,体积与热力学温度成________比.如果用V表示体积,用T表示温度,可写成________这个规律叫做盖·吕萨克定律,是法国科学家盖·吕萨克通过实验发现的.上述3个气体实验定律都是在压强________、温度________的情况下总结出来的.压强很大或温度很低时,气体都已液化,甚至变成固体,气体的实验定律就不再适用了.1答案:1.反p∝V2.热力学温度p∝T T=t+273 开尔文K3.正V∝T 不太大不太低。

高中物理鲁科选修33课件:第4章 第1节 第2课时 查理定律和盖 吕萨克定律

高中物理鲁科选修33课件:第4章 第1节 第2课时 查理定律和盖 吕萨克定律

()
A.3p
B.6p
C.p3
D.p6
解析:气体发生等容变化,由Tp11=Tp22得 p2=3p1。 答案:A
盖•吕萨克定律 [自读教材Fra bibliotek抓基础] 1.实验探究气体的等压变化
图 4-1-16
(1)实验装置:(如图 4-1-16 所示) 主要有毛细管、温度计和 直尺 ,以及加热装置等。 (2)研究对象:毛细管中被水银柱封闭的气体,其特点是质量 一定, 压强 不变,故气体发生等压变化。 (3)探究过程:①加热烧杯,待温度计示数稳定后,记下气体 的 温度 和 体积 。 ②按步骤①的方法继续做实验,求出几组对应的温度和体积。 ③处理数据,作 V-T 图像,为过原点的斜线。
的截距 p0 是气体在 0 ℃时的压强。
[特别提醒] 查理定律的分比形式 Δp=TpΔT,即一定质量
的气体在体积不变的条件下,压强的变化量与热力学温度的变
化量成正比。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)
一定质量的气体,体积保持不变,当其热力学温度由 T 变成 3T
时,其压强由 p 变成
第 4 章
第 1 节
第 2 课 时
理解·教材新知 把握·命题热点 应用·落实体验
知识点一 知识点二 命题点一 命题点二 命题点三
课堂双基落实 课下综合检测
第1节
气体实验定律
第 2 课时 查理定律和盖•吕萨克定律
1.查理定律(等容变化):一定质量的气 体,在体积保持不变的条件下,压 强与热力学温度成正比,即 p∝T。
[跟随名师·解疑难]
1.对查理定律的理解
(1)适用条件:气体的质量一定,体积保持不变。
(2)公式中的温度为热力学温度。T=t+273。
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第1节气体实验定律第1课时玻意耳定律对应学生用书P30气体的状态[自读教材·抓基础]1.状态参量:物理学中研究气体的性质时,通常用气体的压强、温度和体积这三个物理量来描述气体的状态。

2.研究方法:控制一个参量不变,研究另外两个变量之间关系,这种方法叫做控制变量法。

[跟随名师·解疑难]1.温度:热力学温度的单位是开尔文,与摄氏温度的关系:T=t+273。

2.如何确定封闭气体的压强?(1)液体封闭气体模型:①直玻璃管中液体封闭气体的压强:设气体压强为p,大气压强为p0,液体产生的压强为p h,则图4­1­1②“U形管”中封闭气体的压强: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,在温度不变的条件下,压强与体积成反比,即p∝1V。

图4­1­2(2)气缸活塞模型:设活塞质量为m ,重力加速度为g ,活塞面积为S ,气缸质量为M ,则图4­1­3③气缸在光滑水平面上图4­1­4⎩⎪⎨⎪⎧F =M +m a F -p ·S =map =MFM +m S[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)在标准大气压(相当于76 cm 水银柱产生的压强)下做托里拆利实验时,由于管中混有少量空气,水银柱上方有一段空气柱,如图4­1­5所示。

这时管中稀薄气体的压强相当于下列哪个高度的水银柱产生的压强( )图4­1­5A .0B .60 cmC .30 cmD .16 cm解析:选D 气体压强p =p 0-p h =76 cmHg -60 cmHg =16 cmHg 。

玻意耳定律[自读教材·抓基础]1.等温变化一定质量的气体,在温度保持不变的条件下,研究压强和体积之间的关系。

2.实验装置图4­1­63.探究过程实验器材 针筒、气压计等 研究对象(系统) 针筒内封闭的空气数据收集 压强由气压计读出,气体体积(长度)由针筒本身的刻度读出 数据处理 以压强p 为纵坐标,以体积倒数1V 为横坐标作出p ­1V图像图像结果p ­1V图像是一条过原点的直线 实验结论 温度恒定时,气体的压强跟体积的倒数成正比,即气体的压强与体积成反比4.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,压强与体积成反比。

(2)公式:pV =C 或p 1V 1=p 2V 2。

[跟随名师·解疑难]1.对玻意耳定律的理解 (1)适用条件:一定质量的某种气体,温度不太低,压强不太大。

(2)定律也可以表述为pV =常量或p 1V 1=p 2V 2,其中的常量与气体所处温度高低有关,温度越高,常量越大。

2.p ­V 图像与p ­1V图像(1)一定质量的气体的p ­V 图像如图4­1­7甲所示,图线为双曲线的一支,且温度t 1<t 2。

图4­1­7(2)一定质量的气体p ­1V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t 1<t 2。

[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)(多选)一定质量的气体,在做等温变化的过程中,下列物理量发生变化的有( ) A .气体的体积 B .单位体积内的分子数 C .气体的压强 D .分子总数解析:选ABC 等温过程中,p 、V 发生相应变化,单位体积内的分子数也随之发生相应变化。

对应学生用书P31对玻意耳定律的考查[典题例析]1.(海南高考)如图4­1­8,一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m 、面积为S 的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距L 。

现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d 。

已知大气压强为p 0,不计气缸和活塞间的摩擦;且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为p 0;整个过程中温度保持不变。

求小车加速度的大小。

图4­1­8[思路点拨](1)小车向右加速运动时活塞相对气缸的运动方向?封闭气体体积如何变化?提示:活塞相对气缸向左运动。

体积减小。

(2)当小车以水平恒定加速度向右运动时,如何求出被封闭气体的压强? 提示:选活塞为研究对象,将压强转换为压力,对活塞列牛顿第二定律方程。

解析:选气缸内被封闭的气体为研究对象 小车静止时为状态1, 系统处于平衡状态,p 1S =p 0S 气体的压强p 1=p 0, 气体的体积V 1=SL设小车加速度为a 时为状态2, 由牛顿第二定律得p 2S -p 0S =ma 气体的压强p 2=p 0+ma S, 气体的体积V 2=S (L -d ) 由玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2 联立各式得a =p 0Sdm L -d。

答案:p 0Sdm L -d[探规寻律]应用玻意耳定律解题的一般步骤(1)首先确定研究对象,并判断是否满足玻意耳定律适用的条件; (2)然后确定始末状态及状态参量(p 1、V 1,p 2、V 2);(3)最后根据玻意耳定律列方程求解(注意p 1和p 2、V 1和V 2统一单位); (4)注意分析隐含的已知条件,必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程。

[跟踪演练]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,大气压p 0的值相当于10 m 深的水产生的压强)( )A .3倍B .2倍C .1.5倍D .0.7倍解析:选C 大气压p 0的值相当于10 m 深的水产生的压强,所以p 1=p 0+p h 1=p 0+2p 0=3p 0,p 2=p 0+p h 2=p 0+p 0=2p 0,根据玻意耳定律得p 1V 1=p 2V 2,得V 2V 1=p 1p 2=3p 02p 0=1.5。

对p ­V 图像和p ­1V图像的考查[典题例析]2.(多选)如图4­1­9所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中正确的是( )图4­1­9A .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 .由图可知T 1>T 2D .由图可知T 1<T 2 [思路点拨](1)p ­V 图像中等温线为双曲线。

(2)会比较两条等温线对应温度的高低。

解析:一定质量的气体的等温线为双曲线,由等温线的物理意义可知,压强与体积成反比,且在不同温度下等温线是不同的,所以A 、B 正确。

对于一定质量的气体,温度越高,等温线离坐标原点的位置就越远,故C 错误,D 正确。

答案:ABD[探规寻律]解决图像类问题的应用技巧(1)首先区分是p ­V 图像还是p ­1V图像。

(2)在p ­V 图像中离原点远的等温线温度高,在p ­1V图像中斜率大的等温线温度高。

(3)在分析过程时要先分析过程中的特殊点再分析过程。

[跟踪演练](多选)如图4­1­10所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p ­1V图线。

由图可知( )图4­1­10A .一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成正比B .一定质量的气体在发生等温变化时,其p ­1V图线的延长线是经过坐标原点的C .T 1>T 2D .T 1<T 2解析:选BD 由玻意耳定律pV =C 知,压强与体积成反比,故A 错误。

p ∝1V ,所以p ­1V图线的延长线经过坐标原点,故B 正确。

p ­1V图线的斜率越大,对应的温度越高,所以T 1<T 2,故C 错误,D 正确。

对应学生用书P33[课堂双基落实]1.一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的n 倍,则压强变为原来的倍数为( )A .2nB .n C.1n D.2n解析:选C 设气体原来体积为V ,气体质量一定、温度不变,由玻意耳定律知p 1V =p 2nV ,解得p 2=p 1n,故C 正确。

2.在验证“玻意耳—马略特定律”的实验中,下列四个因素中对实验的准确性影响最小的是( )A .针筒封口处漏气B .采用横截面积较大的针筒C .针筒壁与活塞之间存在摩擦D .实验过程中用手去握针筒解析:选B 玻意耳定律成立的前提条件是质量一定、温度不变的气体,A 会造成气体的质量发生变化,会对实验的准确性造成很大的影响,故A错;D会造成温度发生变化,也会对实验的准确性造成很大的影响,故D错;针筒壁与活塞之间存在的摩擦越大,对压强的读数造成的偏差就会越大,故C错;本实验与针筒的横截面积无关,因此只能选B。

3.如图4­1­11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、h3,则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)( )图4­1­11A.p0-ρg(h1+h2+h3)B.p0-ρg(h1+h3)C.p0-ρg(h1+h3-h2)D.p0-ρg(h1+h2)解析:选B 求B端气体的压强,要从管口开始依次向里进行分析。

中间密封气体的压强p等于外界大气压p0和h3高的液柱产生的压强差,即p=p0-ρgh3,而B端气体的压强p B等于中间气体的压强和h1高的液柱产生的压强差,即p B=p-ρgh1,由以上两式可得:p B =p0-ρg(h1+h3)。

4.体检已经越来越受到人们的重视,在体检中抽血化验是常规项目,将有针头的一端插入胳膊上的静脉,将另一端通过胶管与封闭的抽血化验用容器相连,如图4­1­12为抽血化验时用的容器,封闭容器使用前气压为0.9 atm,当容器内气压变为1 atm时,抽血过程完毕。

若容器的容积为50 mL,抽血过程中认为容器内气体的温度不发生变化,则此容器可以抽多少静脉血?图4­1­12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[课下综合检测]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。

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