气体的压强和体积的关系

气体的压强和体积的关系

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A.气体的压强和体积的关系

【基础知识】

1．知道一定质量气体的状态由压强、体积、温度三参量描述;并能从分子动理论角度知道气体压强产生的微观情景

2.掌握气体压强计算的一般方法,掌握压强的国际单位、常用单位及换算关系。

3．学会用DIＳ实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，并能对实验数据进行探究(图像拟合、简单误差分析)

４．理解玻意耳定律的内容,能运用玻意耳定律求解质量不变气体，与压强、体积有关的实际问题并解释生活中的相关现象

5.会读、画一定质量气体的P—V图。

【规律方法】

1．能将初中有关压强、大气压强、液体内部的压强、连通器原理、托里拆利实验等物理概念、物理模型、实验迁移到本节学习过程中。

2.会求固态物封闭气体的压强、液态物封闭气体的压强。

３．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

4.通过描绘P-Ｖ、P--－１/V图像,进一步增强利用图像描述物理规律的能力

作业4ﻩ气体的压强与体积的关系(玻意耳定律)

一、选择题

１．下列哪个物理量不表示气体的状态参量（)

A.气体体积

B.气体密度ﻩ

C.气体温度ﻩﻩD．气体压强

答案：Ｂ

2.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

ﻩC．气体的体积就是所有气体分子体积的总和

ﻩD.气体的体积是指气体分子所能达到的空间

答案:D

3．气体对器壁有压强的原因是( ）

Ａ.单个分子对器壁碰撞产生压力

Ｂ．几个分子对器壁碰撞产生压力

C.大量分子对器壁碰撞产生压力

Ｄ.以上说法都不对

答案:C

4．如图所示,大气压是１标准大气压(相当于76厘米水银柱）,管内被封闭的气体的压强应是( )

A.30厘米水银柱ﻩC.50厘米水银柱

C.26厘米水银柱

D.46厘米水银柱

答案:C

5.如图所示，在玻璃罩内放入一个充气较多的气球，下列关于玻璃罩内气球的说法中，正确的是（ﻩﻩ)

A.通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积减小

B．通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积增大

C.通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积增大

Ｄ．通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积不变50cm 30cm

答案:B

6．如图所示,一气竖直倒放,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点,在气缸达到平衡后,与原来相比,则（ ) A ．气体的压强变大ﻩﻩＢ.气体的压强变小 ﻩC.气体的体积变大ﻩ Ｄ．气体的体积不变 答案:A

7．长1０0厘米内径均匀的细玻璃管,一端封闭,另一端开口,当开口竖直向上时,用２0厘米水银柱封住49 厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强,如右图所示,当开口竖直向下时,管内被封闭空气柱的长度是( ）

A.84厘米。 Ｂ．18.４厘米。 C.8１.6 厘米。 D.1５7.6 厘米。 答案：Ｃ

８.如图所示，一端封闭,一端开口截面积相同的Ｕ形管A Ｂ，管内灌有水银,两管

内水银面高度相等，闭管Ａ内封有一定质量的理想气体,气体压强为9.６×104

Pa

。今将开口端B 接到抽气机上，抽尽Ｂ管上面的空气，结果两水银柱产生1８cm 的高度差,则Ａ管内原来空气柱长度约为（ ） Ａ．１8cm ﻩﻩ B.12cm ﻩ ﻩC ．6cm ﻩ D.3cm 答案:D 二、填空题

9.如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U 形管内都有一段水银柱,封闭端里有一定质量的气体，图(a)中的水银柱长度和图（b ）、（c)、(d)中U 形管两臂内水银柱高度差均为h =１０cm,外界大气压强p 0=76cmHg 。则四部分气体的压强分别为p a =＿_______c ｍHg,ｐb =___＿_＿__＿_cm Ｈg ，p c =_＿_____cmH ｇ，ｐｄ=________＿ｃmHg 。

答案: 7６；８6；６6；８６

１０．如图所示,（a ）中U 形管内液面高度差为h ,液体密度为ρ,大气压强为ｐ0，此时容器内被封闭气体的压强p 1为____＿＿___＿____;(b)中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上,活塞的质量为ｍ1，底面积为Ｓ，在

活塞上再放置一个质量为ｍ2的金属块，大气压强为p 0,则气缸内被封闭气体的压强ｐ２为＿______＿__＿_＿____。(已知重力加速度为ｇ) 答案： p ０ - ρg ｈ，p ０ + ＼f((m 1 + m ２）g ，S ） 11.如图所示,总质量为M 的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量为m ，

活塞的截面积为S ，大气压强为ｐ0。当气缸竖直放置时，气缸内空气压强为_________＿。现用手握住手柄慢慢向上提，若不计摩擦和气体温度的变化，则在气缸离开地面时，气缸内气体的压强为＿＿＿______＿。

答案: S mg p +

0；S

Mg

p -0 １２．如图所示，总质量M ＝3千克的气缸放在地面上，活塞的质量

(a) (b)

m 2 p 2 m 1

p 1 h

A B

m 2

m 1 M

m 1=1千克，活塞的截面积为Ｓ=50厘米２

,大气压强为ｐ０=1×1０5帕，细绳跨过滑轮一端与活塞相连，另一端连接质量ｍ2＝２千克的砝码,气缸内气体的压强为______＿_＿_,逐渐增加砝码的质量,直至气缸刚好离开地面,此时气缸内气体的压强为___＿____＿_，与气缸外壳所受重力相平衡的外力是______＿___________＿_____＿____＿。 答案: 9.8×１04Pa ；9．4×104Pa;气缸内气体的压力和大气压力 1３．小车静止在水平直轨道上，车内固定着一玻璃管,管内水银柱长h =10厘米,当小车静止时, 封闭的气体柱长L =2８厘米，如图所示，当小车启动后，空气柱长L '＝30厘米,水银柱长度不变，此时小车向______＿＿_ 移动，小车的加速度是______＿＿＿_米/秒2。 (大气压强75厘米汞柱，g 取１０米/秒2)

答案: 5m/s 2(先用玻意耳定律求出加速后管内气压,再用牛顿第二定律求出加速度。)

14.容积为２0升的贮气筒，内贮有压强为5大气压的氢气。在温度不变的条件下,用它给容积为1升的瘪气球充气,要使每个气球内氢气的压强都达到１大气压,则最多可充起＿＿__＿＿__个气球。

答案: ８0(注意要保持气体质量不变要把储气罐的体积和最后压强1atm 考虑在内)

15.如图所示,圆筒形气缸中,有ａ、b 、c 三个可无摩擦滑动的活塞,在相邻两个活塞之间分别封闭着空气A 和Ｂ。当三个活塞静止时，空气A 、B 的体积之比为3：１。现对活塞ａ、c 分别施方向相反的力F ，使活

塞a 向右移动3厘米,活塞c 向左移动3厘米。若温度不变,待三个活塞再度静止时，活塞b 向_____＿____移动了_＿___＿_＿____厘米。

答案： 左；1.5（分别对A 、Ｂ列玻意耳定律，切A 、B 的压强

始终相等) 三、实验题

16．(１）右图表示用DIS 探究气体的压强和体积关系时所用的部分实验器材,其中A 是__________传感器。所研究的对象是注

射器中被封闭的空气，它的体积可由_＿_＿__＿__＿＿＿_直接读出。

（２)进入专用软件，设定每压缩２cm ３

记录一次数

据。所有数据记录完后，点击绘图

错误!,

可以看到如图所示的图线,说明一定质量的气体,

当_____＿____保持不变时,气体的__＿_＿＿____＿＿___＿成反比。

答案: (1）压强;注射器刻度，(2)温度;压强与体积 1７．在做“用DIS 研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验时，得到一组压强 p 与体积V 的数据，并计算出 p 、V 的乘积,如下表所示：

实验次数

压强p （Pa ） 体积V (m 3） ｐＶ值（Pa·m 3)

L １．59×10５

0．７5×10

－５

1.19 2 1．2０×105 1．00×1０－

5 1.2０ ３ 0.97×1０5 1.25×10－5 １.2１

4 0．75×10

5 1.6０×１０

－５

１.20 5

0.60×１05

2.00×1０-5

1.20

A

接数据采集器

带刻度的注射器

A B

c b a