2019-2020年教科版物理选修3-3讲义：第2章+3.气体实验定律及答案
高中物理教科版选修(3-3)2.5 教学课件 《理想气体》(教科版)
教育科学出版社 高二| 选修3-3
1．实际气体在常温常压下可看做理想气体．(√) 2．能严格遵守气体实验定律的气体是理想气体．(√) 3．理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律．(√)
教育科学出版社 高二| 选修3-3
在生产和生活实际中是否存在理想气体？ 研究理想气体有何意义？
【提示】 理想气体是一种理想模型，实际中并不存在． 理想气体是对实际气体的科学抽象，考虑主要因素，忽略 次要因素，使气体状态变化的问题易于分析和计算．
教育科学出版社 高二| 选修3-3
3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系
p1V1＝p2V2 T1 T2
T1＝T2 时，p1V1＝p2V2玻意耳定律
⇒
V1＝V2
时，p1＝p2查理定律 T1 T2
p1＝p2
时，V1＝V2盖吕萨克定律 T1 T2
教育科学出版社 高二| 选修3-3
7．关于理想气体，下列说法正确的是( ) A．理想气体能严格遵守气体实验定律 B．实际气体在温度不太高、压强不太大的情况下，可看成理想气体 C．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体 D．所有的实际气体在任何情况下，都可以看成理想气体 E．一定质量的理想气体内能的变化只与温度有关
根据理想气体状态方程得
p0V0＝pV T0 T
②
代入数据得
V＝2.8×10－2 m3.
③
【答案】 2.8×10－2 m3
教育科学出版社 高二| 选修3-3
1．理想气体是一种理想化的模型 (1)理想气体是像质点、点电荷一样，为了研究问题 的方便而抽象的一种模型，实际并不存在． (2)实际气体在温度不低于几十摄氏度，压强不超过 大气压的几倍时，都可以当成理想气体处理．
2019-2020年教科版物理选修3-3讲义：第2章+章末复习课及答案
①均等②中间多、两头少③温度④相对位置⑤动能⑥势能⑦温度⑧体积⑨平均动能⑩开尔文(K)⑪t＋273⑫频繁碰撞⑬温度⑭体积⑮平均动能⑯密集程度⑰pV ＝常量⑱p T ＝常量⑲V T ＝常量⑳温度○21pV T○22p 2V 2T 2封闭气体压强的计算是应用气体实验定律的基础，大致可分为液体封闭气体压强的计算和固体封闭气体压强的计算．1．平衡时液体封闭气体压强的计算：液体封闭气体压强的计算的典型问题是水银柱封闭气体压强的计算，采用的方法主要有：(1)取等压面法：即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解压强．例如，在图中，C 、D 在同一液面处，两点压强相等，所以封闭气体的压强p ＝p 0＋ρgh (其中h 为液面间的竖直高度差，不一定是液柱的长度) ．(2)参考液片法：通常是在液体的最低点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，建立平衡方程消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求得封闭气体的压强．如图所示，设U形管的横截面积为S，在其最低处取一液片B，由其两侧受力平衡可知：pS＋ρgh0S＝p0S＋ρgh0S＋ρghS即得p＝p0＋ρgh.2．平衡时固体封闭气体压强的计算：固体封闭气体压强计算的典型问题是汽缸和活塞封闭气体压强的计算，通常选活塞或汽缸为研究对象，对其进行受力分析，列平衡方程求封闭气体的压强．3．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体柱、固体等做研究对象，分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，根据牛顿第二定律列方程，可求得封闭气体的压强．若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，求被封闭气体的压强．(重力加速度为g)【解析】在题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡方程知：p气S ＝－ρghS＋p0S得p气＝p0－ρgh在题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程有：p A S＋ρghS＝p0Sp气＝p A＝p0－ρgh在题图丙中，以液面B为研究对象，有：p A＋ρgh·sin 60°＝p B＝p0得p气＝p A＝p0－32ρgh在题图丁中，以液面A为研究对象，由平衡方程得：p A S＝(p0＋ρgh1)S得p气＝p A＝p0＋ρgh1【答案】甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－32ρgh丁：p0＋ρgh11．理想气体状态方程理想气体：严格遵守三个实验定律的气体公式：p1V1T1＝p2V2T2T一定时，pV＝CT＝C1(玻意耳定律)；V一定时，pT＝CV＝C2(查理定律)；p一定时，VT＝Cp＝C3(盖吕萨克定律)．2．解题要点(1)选对象——根据题意，选出所研究的某一部分气体，这部分气体在状态变化过程中，其质量必须保持不变．(2)找参量——找出作为研究对象的这部分气体发生状态变化前后的一组p、V、T数值或表达式，压强的确定往往是个关键，需结合力学知识(如受力平衡条件或牛顿运动定律)才能写出表达式．(3)认过程——过程表示两个状态之间的一种变化方式，认清变化过程是正确选用物理规律的前提．另外，要弄清气体状态变化过程是单一过程变化还是多过程变化，是否会出现临界状态或极值问题．(4)列方程——根据研究对象状态变化的具体方式，选用理想气体状态方程(或某一实验定律)列方程．代入具体数值时，T 必须用热力学温度，p 、V 的单位要统一．(5)验结果——解答出结果后，不要急于下结论．要分析讨论所得结果的合理性及其是否有实际的物理意义．如图所示，柱形容器内用不漏气的轻质绝热活塞封闭一定量的理想气体，容器外包裹保温材料．开始时活塞至容器底部的高度为H 1，容器内气体温度与外界温度相等．在活塞上逐步加上多个砝码后，活塞下降到距容器底部H 2处，气体温度升高了ΔT ；然后取走容器外的保温材料，活塞位置继续下降，最后静止于距容器底部H 3处；已知大气压强为p 0.求：气体最后的压强与温度．【解析】 设外界温度为T 0，加砝码前后，根据理想气体状态方程，有p 0H 1T 0＝p 2H 2T 0＋ΔT.取走保温材料，最后气体温度等于外界温度T 0，气体压强为p 2，气体为等压变化，有H 2T 0＋ΔT ＝H 3T 0，联立以上两式得T 0＝H 3H 2－H 3ΔT ，p 2＝H 1H 3p 0. 【答案】 H 1H 3p 0 H 3H 2－H 3ΔT1．理想气体的特点(1)严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程．(2)理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点.(3)理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．(4)理想气体分子无分子势能，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．2．理想气体状态方程的两点提醒(1)该方程表示的是一定质量的理想气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关．(2)公式中常量C 仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p 、V 、T )无关．1．常见的有p -V 图像、V -T 图像、p -T 图像三种．2．要能够识别p -V 图像、p -T 图像、V -T 图像中的等温线、等容线和等压线，能从图像上解读出状态参量和状态变化过程．3．依据理想气体状态方程pV T ＝C ，得到V ＝C p ·T 或p ＝C V ·T ，认识p -1V 图像、V -T 图像、p -T 图像斜率的意义．4．作平行于横轴(或纵轴)的平行线，与同一坐标系内的两条p -V 线(或p -1V 线)，或两条V -T 线或两条p -T 线交于两点，两点横坐标(或纵坐标)相同，依据纵坐标(或横坐标)关系，比较第三物理量的关系．如图所示，1、2、3为一定质量理想气体在p -V 图中的三个状态．该理想气体由状态1经过程1→2→3到达状态3，其中2→3之间图线为双曲线．已知状态1的参量为p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝2 L ，T 1＝200 K.(1)若状态2的压强p 2＝4.0×105 Pa ，则温度T 2是多少？(2)若状态3的体积V 3＝6 L ，则压强p 3是多少？【解析】 (1)1→2是等容变化由查理定律p 1T 1＝p 2T 2得：T 2＝p 2p 1T 1＝800 K. (2)2→3是等温变化由玻意耳定律p 2V 2＝p 3V 3得：p 3＝p 2V 2V 3＝43×105 Pa. 【答案】 (1)800 K (2)43×105 Pa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．(4)涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微观量的对应关系．分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择研究对象，使问题转化为一定质量的气体问题，再用相关规律求解．1．充气问题向球、轮胎中充气是典型的变质量的气体问题．只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题．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，故抽气过程可看成是等温膨胀过程．3．分装问题把一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题．分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题，运用相关规律求解．4．漏气问题容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，不能用相关方程求解．如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化，可用相关方程式求解．用来喷洒农药的压缩喷雾器的结构如图所示，A的容积为7.5 L，装入药液后，药液上方空气体积为1.5 L．关闭阀门K，用打气筒B每次打进105Pa 的空气250 cm3.假设整个过程温度不变，求：(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，应打几次气？(2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷洒药液，直到不能喷洒时，喷雾器剩余多少体积的药液？(忽略喷管中药液产生的压强)【解析】(1)设原来药液上方空气体积为V，每次打入空气的体积为V0，打n次后压强由p0变为p1，以A中原有空气和n次打入A中的全部气体为研究对象，由玻意耳定律得：p0(V＋nV0)＝p1V，故n＝(p1－p0)Vp0V0＝(4×105－105)×1.5105×250×10－3＝18(次)．(2)打开阀门K，直到药液不能喷出，忽略喷管中药液产生的压强，则A容器内的气体压强应等于外界大气压强，以A中气体为研究对象p1V＝p0V′，V′＝p1Vp0＝4×105105×1.5 L＝6 L，因此A容器中剩余药液的体积为7.5 L－6 L＝1.5 L.【答案】(1)18次(2)1.5 L1．如图甲所示，在斯特林循环的p-V图像中，一定质量理想气体从状态A 依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温和两个等容过程组成．B→C的过程中，单位体积中的气体分子数目________(选填“增大”“减小”或“不变”)．状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙所示，则状态A对应的是________(选填“①”或“②”)．甲乙【解析】B→C过程为等容过程，单位体积中的气体分子数目不变．气体状态A的温度低于状态D的温度，则状态A对应的气体分子的平均动能小，对应着图像①.【答案】不变①2．在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝2σr，其中σ＝0.070 N/m.现让水下10 m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升．已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2.(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值．【解析】 (1)当气泡在水下h ＝10 m 处时，设其半径为r 1，气泡内外压强差为Δp 1，则Δp 1＝2σr 1①代入题给数据得 Δp 1＝28 Pa.② (2)设气泡在水下10 m 处时，气泡内空气的压强为p 1，气泡体积为V 1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p 2，内外压强差为Δp 2，其体积为V 2，半径为r 2.气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有 p 1V 1＝p 2V 2③由力学平衡条件有 p 1＝p 0＋ρgh ＋Δp 1 ④ p 2＝p 0＋Δp 2⑤气泡体积V 1和V 2分别为 V 1＝43πr 31⑥ V 2＝43πr 32⑦联立③④⑤⑥⑦式得 ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 23＝p 0＋Δp 2ρgh ＋p 0＋Δp 1⑧由②式知，Δp i ≪p 0，i ＝1，2，故可略去⑧式中的Δp i 项． 代入题给数据得 r 2r 1＝32≈1.3. ⑨【答案】(1)28 Pa(2) 32或1.33．一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.36 m3.当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天．【解析】设氧气开始时的压强为p1，体积为V1，压强变为p2(2个大气压)时，体积为V2.根据玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ①重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3＝V2－V1 ②设用去的氧气在p0(1个大气压)压强下的体积为V0，则有p2V3＝p0V0 ③设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为ΔV，则氧气可用的天数为N＝V0/ΔV ④联立①②③④式，并代入数据得N＝4(天)．⑤【答案】4天4.如图所示，在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空气．当U形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为l1＝18.0 cm和l2＝12.0 cm，左边气体的压强为12.0 cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边．求U形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变．【解析】设U形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为p1和p2.U 形管水平放置时，两边气体压强相等，设为p，此时原左、右两边气柱长度分别变为l′1和l′2.由力的平衡条件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)①式中ρ为水银密度，g为重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③两边气柱长度的变化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和题给条件得l1′＝22.5 cm⑤l2′＝7.5 cm. ⑥【答案】22.5 cm7.5 cm5．如图所示，一固定的竖直汽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；汽缸外大气的压强为p＝1.00×105 Pa，温度为T＝303 K．初始时大活塞与大圆筒底部相距l2，两活塞间封闭气体的温度为T1＝495 K．现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移．忽略两活塞与汽缸壁之间的摩擦，重力加速度大小g 取10 m/s 2.求：(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，汽缸内封闭气体的温度； (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强． 【解析】 (1)设初始时气体体积为V 1，在大活塞与大圆筒底部刚接触时，缸内封闭气体的体积为V 2，温度为T 2.由题给条件得V 1＝S 1⎝ ⎛⎭⎪⎫l 2＋S 2⎝ ⎛⎭⎪⎫l －l 2① V 2＝S 2l②在活塞缓慢下移的过程中，用p 1表示缸内气体的压强，由力的平衡条件得 S 1(p 1－p )＝m 1g ＋m 2g ＋S 2(p 1－p )③由③知缸内气体的压强不变．由盖吕萨克定律有 V 1T 1＝V 2T 2④ 联立①②④式并代入题给数据得 T 2＝330 K ．⑤ (2)在大活塞与大圆筒底部刚接触时，被封闭气体的压强为p 1.在此后与汽缸外大气达到热平衡的过程中，被封闭气体的体积不变．设达到热平衡时被封闭气体的压强为p ′，由查理定律，有p ′T ＝p 1T 2⑥联立③⑤⑥式并代入题给数据得p′＝1.01×105 Pa. ⑦【答案】(1)330 K(2)1.01×105 Pa。
2024-2025学年高中物理第三章气体1气体实验定律教案3教科版选修3-3
- 听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。
- 参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验气体实验定律的应用。
- 提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。
教学方法/手段/资源：
- 讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解气体实验定律知识点。
- 实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握气体实验技能。
（2）请学生根据查理定律，计算在一定压强下，气体的温度和体积的关系。
（3）请学生根据盖·吕萨克定律，计算在一定温度下，气体的压强和体积的关系。
（4）请学生运用理想气体状态方程，计算一定温度和压强下，气体的体积和摩尔数的关系。
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
教学方法与策略
为了达到本节课的教学目标，我将采用多种教学方法和策略，以适应学生的学习特点和提高教学效果。
1. 教学方法：
- 讲授法：在课堂上，我将通过讲解气体的实验定律和相关概念，引导学生理解气体的性质和行为。
- 讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对实验现象的观察和理解，促进学生之间的交流和合作。
答案：波义耳-马略特定律、查理定律和盖·吕萨克定律之间的关系可以通过理想气体状态方程来联系。理想气体状态方程是 PV=nRT，其中 P 是压强，V 是体积，n 是气体摩尔数，R 是理想气体常数，T 是温度。波义耳-马略特定律指出压强和体积成反比，查理定律指出温度和体积成正比，盖·吕萨克定律指出体积和压强成正比。这些定律可以通过理想气体状态方程相互联系，并可以用来ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ述和预测气体的行为。
2. 请解释查理定律的内容，并给出一个实例来展示如何使用这个定律。
2019-2020学年教科版物理选修3-3讲义：第2章 4.气体实验定律的图像表示及微观解释 5.
姓名，年级：时间：4.气体实验定律的图像表示及微观解释5．理想气体学习目标知识脉络1.理解气体等温、等容、等压变化的图像的物理意义．(重点）2。
会从图像上描述气体的状态变化．（难点)3.会用分子动理论和统计观点解释气体实验定律．(难点)4。
知道理想气体的特点．（重点)［先填空]1．气体等温变化的图像（即等温线)特点一定质量的某种气体做等温变化，在p.V图线中，气体的温度越高,等温线离坐标原点越远．2．气体等容变化的图像(即等容线)特点一定质量的某种气体做等容变化；在p。
T图线中，气体的体积越小，等容线的斜率越大．3．气体等压变化的图像（即等压线）特点一定质量的某种气体做等压变化，在V。
T图线中，气体的压强越小,等压线的斜率越大．[再判断]1．在p .V图像上,等温线为直线．(×)2．pT图像是过原点的直线．（√）3．在V。
T图像中，图线的斜率越大，压强也越大．(×)［后思考]处理实验数据时,为什么不直接画p。
V图像，而是画p错误!图像?【提示】p。
V图像是曲线，不易直接判定气体的压强和体积的关系．而p。
错误!图像是直线，很容易判定其关系．1．p。
V图像与p .1V图像(1）一定质量的气体的p.V图像如图甲所示,图线为双曲线的一支，且温度t1<t2.甲乙（2）一定质量的气体p.错误!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t1<t2。
2．等容过程的p。
T和p。
t的图像(1)pT图像:一定质量的某种气体,在等容过程中，气体的压强p和热力学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图所示，且V1<V2，即体积越大,斜率越小．(2）p。
t图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图所示，等容线是一条延长线通过横轴－273.15 ℃的点的倾斜直线,且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0 ℃时的压强．3．VT和V。
物理同步优化指导(教科版选修3-3)课件：第2章 3 气体实验定律
解析：p1＝p0＋ph＝(760＋100) mmHg＝860 mmHg p2＝p0－ph＝(760－100) mmHg＝660 mmHg p3＝p0＋ph＝(760＋100) mmHg＝860 mmHg p4＝p0＋2ph＝(760＋200) mmHg＝960 mmHg
p5＝p0－ph＝(760－100) mmHg＝660 mmHg
第二章
气体
3
气体实验定律
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．知道气体实验三定律的内容及表达式，并会应用相关 定律处理问题．
一、气体的状态参量 1．状态参量 体积 、 ________ 温度 压强 这 研究气体的性质时，用 ________ 、 ________ 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
(1) 液体产生的压强 p 可以用 cmHg( 或 mmHg)
表示，也可以用国际单位表示 (此时p＝ ρgh)，解题时要把握好
不同单位的换算． (2)计算一端开口的气体压强时，一般从开口处开始计算，
并利用大气压强求解．
1.如图所示，水银柱高度均为h＝10 cm，大 气压强为p0＝760 mmHg，则各段封闭气体的压强大小分别为p1 ＝________，p2＝________，p3＝________，p4＝________，p5 ＝________，p6＝________ ．
探究一
气体压强的确定
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解
压强． 例如，右图中，同一水平液面C、D处压强
相等，即pA＝p0＋ph．
物理教科版选修3-3复习课件：第二章 气体 4~5
能)进行讨论，即：
气体体积变化↔气体分子密集程度变化
温度变化↔分子的平均动能变化
即学即用 判断下列说法的正误.
(1)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.( × )
分子的平均动能增大.( √ ) (3) 若 V不变， T 增大，则 p 增大，是由于分子密集程度不变，分子平均动能 增大，而使单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增多，气体压强增大. ( × )
升高，分子平均动能 增大 ，分子撞击器壁的作用力 变大，所以气体的压
强 增大 .
(3)盖吕萨克定律：一定质量的气体，温度升高，分子平均动能 增大 ，分
子撞击器壁的作用力 变大 ，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因
素，即分子密集程度减小 ，所以气体的体积增大 .
2.对气体实验定律微观解释的技巧
要紧紧围绕决定气体压强的两个因素 ( 气体分子密集程度与分子平均动
运动的动能之和，一定质量的理想气体内能只和
有关.
即学即用 判断下列说法的正误.
(1)理想气体就是处于标准状况下的气体.( × )
知识探究
一、p－V图像 导学探究
(1)如图1甲所示为一定质量的气体不同温度下的p－V图线，T1和T2哪一个大？
图1 答案 T1＞T2 答案 T1＜T2
1 (2)如图乙所示为一定质量的气体不同温度下的 p－V 图线，T1和T2哪一个大？
答案
知识梳理 1.p－V图像：一定质量的气体等温变化的p－V图像是双曲线的一支，双 曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态.而且同一条等温线
(2) 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，
四、理想气体 导学探究 玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律等气体实验定律都是在压强不太 大(相对大气压强)、温度不太低(相对室温)的条件下总结出来的.那么当压 强很大、温度很低时，气体还遵守该实验定律吗？ 答案 不会严格遵守气体实验定律.因为在高压、低温状态下，气体的状
高中物理选修3高中物理选修3第二章 气 体课件2：2.3气体实验定律(问题探究式)
3．根据气体状态变化过程的特点,列出相应的气体公式(本
节课中就是玻意耳定律公式); 4．将各初始条件代入气体公式中,求解未知量; 5．对结果的物理意义进行讨论．
问题五
知道高压锅做饭 的原理吗？
问题六
猜想与假设
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. 在等容变化中,气体的压强与温度可能存在着什么关
实验视频
视频演示
视频演示
实验数据的处理
次 压强(×105Pa)
数
1
2
3
4
5
3 . 0 2 . 5 2.0 1 . 5 1.0
体 积 ( L ) 1 . 3 1 . 6 2.0 2 . 7 4.0
p /105 Pa
3
该图象是否可以说明p与V成 反比？ 如何确定p与V的关系呢？
p -V 图象
2
思考
小)的压强是相同的．
(5)解题时前后两状态压强的单位要统一．
4.应用
高压锅内的食物易熟
打足了气的车胎在阳光下曝晒 会胀破
猜想与假设
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. 在等压变化中,气体的体积与温度可能存在着什么关
系？
猜想
实验探究
(1)研究的是哪一部分气体? 注射器内一定质量的气体 (2)如何保证封闭气体的压强不变? 柱塞达到平衡
1.一定质量气体的体积是20L时,压强为1×105Pa。当
气体的体积减小到16L时,压强为多大？设气体的温度 保持不变.
p1V1=p2V2
答案:1.25×10 5Pa
用气体定律解题的步骤
1．确定研究对象．被封闭的气体(满足质量不变的条件);
教科版高中物理选修3-3课件 2 气体实验定律的图像表示及微观解释课件
从图中可以看出，0 ℃时气体压强为p0，因此直线AB的斜率为
，A、B、
D正确；在接近0 K时，气体已液化，因此不满足查理定律，压强不为零，C错
误；压强p与温度t的关系是线性关系而不是成正比，E错误．
【答案】 ABD
3．如图247所示，甲、乙为一定质量的某种气体的 等容或等压变化图像，关于这两个图像的正确说法是( )
【解析】 质量一定的气体，分子总数不变，体积增大， 单位体积内的分子数减小；体积减小，单位体积内的分子数增大， 根据气体压强与单位体积内分子数和分子的平均动能这两个因素 的关系，可判断A、C、E正确，B、D错误．
【答案】 ACE
5．在一定的温度下．—定质量的气体体积减小时，气体的压强增大，下 列说法不正确的是( )
3．盖吕萨克定律 (1)宏观表现：一定质量的气体，在压强不变时，温度升高，体积增大； 温度降低，体积减小． (2)微观解释：一定质量(m)的理想气体的总分子数(N)是一定的，要保 持压强(p)不变，当温度(T)升高时，全体分子运动的平均速率v会增大，那么 单位体积内的分子数(n)一定要减小(否则压强不可能不变)，因此气体体积(V) 一定增大；反之当温度降低时，同理可推出气体体积一定减小．
甲
乙
图2-4-1
(2)一定质量的气体p 1 图像如图乙所示，图线 V
的延长线为过原点的倾斜直线，且温度t1<t2.
2．等容过程的p T和p t的图像 (1)p T图像：一定质量的某种气体，在等容过程中，气体的压强 p和热力学温度T的关系图线的延长线是过原点的倾斜直线，如图 242所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小．
图2-4-5
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．由图可知T1>T2
教科版高中物理选修3-3课件 2 气体实验定律课件
四、盖吕萨克定律
实通过类似的实验可以得到：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成正比，即
表达式为：
V 常量 T
盖吕萨克定律表明了一定质量的气体等压变化的规律
四、盖吕萨克定律
等压线
等压线特点：
1.等压线的延长线经过原点，同一根等压线上各状态压强相同。
国科学家玻意耳发现的，叫做玻意耳定律。
表达式为：
PV 常量
随堂练习1：
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（ B ）
A.压强减小，体积不变。 B.压强增大，体积变小。 C.压强增大，体积不变。 D.压强减小，体积变小。
论是法国科学家查理发现的，叫做查理定律。
表达式为：
P 常量 T
随堂练习2：
密闭容器中，当温度减小时，下列说法正确的是（ D ） A.压强减小，密度减小。 B.压强减小，密度增大。 C.压强增大，密度减小。 D.压强增大，密度增大。
练习2解析：
P 该题满足查理定律 T 常量 ，温度减小时，压强也随之减小，所以D正确。 下图为查理定律的等容线，当体积不变时，P与T成线性关系，做相关题目时，可
PA P B
小结：（重点掌握等压线，等温线，等容线的意义）
等温线：温度越高，曲线越高， 所以T2>T1
等容线：斜率反映体积大小， 斜率越大，体积越小V2<V1
等压线：斜率反映压强大小， 斜率越大，压强越小P2<P1
温度
温度，我们经常用的是热力学温度T，单位为K，也称 为绝对温度，它与摄氏温度的关系为： T t 273K
教科版高中物理选修3-3《气体实验定律》参考教案
2.3《气体实验定律》教案一、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．（3）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．。
教科版高中物理选修3-3《气体实验定律》参考课件
二、对玻意耳定律的理解及应用 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．常量的意义：p1V1＝p2V2＝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．
3．应用玻意耳定律的思路与方法 (1)选取一定质量的气体为研究对象，确定研究对象的 始末两个状态．
(2)表示或计算出初态压强p1、体积V1；末态压强p2、 体积V2，对未知量用字母表示． (3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，并代入数值求 解．
(4)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结 果删去．
特别提醒：对于开口的玻璃管，用水银封闭一部 分气体时，气体体积增大，特别是给出玻璃管总 长度时，更要分析计算的气体长度加上水银柱的 长度是否超出玻璃管的总长．若超出，说明水银 会流出，要重新计算．
倾角为30°的光滑斜面上，在下滑过程中被封闭气
体的压强为(大气压强p0＝76 cmHg)( )
A．76 cmHg
B．82 cmHg
C．88 cmHg
D．70 cmHg
【精讲精析】 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图 2－3－7所示，因玻璃管和水银柱组 图2－3－7 成系统的加速度a＝gsin30°，所以对水银柱由牛顿 第 二 定 律 得 ： p0S ＋ Mgsin30° － pS ＝ Ma ， 故 p ＝ p0. 【答案】 A
图2－3－8
(1)要使药液上方气体的压强为4×105 Pa，打气 筒活塞应打几次？ (2)当A中有4×105 Pa的空气后，打开阀门K可喷 射药液，直到不能喷射时，喷雾器剩余多少体积 的药液．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 4．(2011年泰安高二检测)如图2－3－6所示，A、 B两容器的容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连， 两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱， 在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为 0 ℃，B中气体的温度为20 ℃，如果将它们的温度 都降低了10 ℃，则水银柱将( )
高中物理选修3-3-气体知识点及例题有答案
《物理选修3-3》——气体一、考点聚焦1.气体状态和状态参量。
热力学温度。
2.气体的体积、温度、压强之间的关系.。
3.气体分子运动的特点。
气体压强的微观意义。
二、知识扫描1．1atm= 1.01×105 pa= 76 cmHg，相当于 10.3 m高水柱所产生的压强。
2．气体的状态参量有：(p、V、T)①压强(p)：封闭气体的压强是大量分子对器壁撞击的宏观表现，其决定因素有：1)温度；2)单位体积内分子数。
②体积(V)：1m3=103l= 106ml 。
③热力学温度T= t+273.15 。
4．一定质量的理想气体的体积、压强、温度之间的关系是：PV/T=常数，克拉珀珑方程是： PV/T=RM/μ。
5．理想气体分子间没有相互作用力。
注意：一定质量的某种理想气体内能由温度决定。
三、典型例题例1．已知大气压强为p0 cmHg,一端开口的玻璃管内封闭一部分气体，管内水银柱高度为h cm，（或两边水银柱面高度差为h cm），玻璃管静止，求下列图中封闭理想气体的压强各是多少？解析：将图中的水银柱隔离出来做受力分析；⑺中取与管内气体接触的水银面为研究对象做受力分析．本题的所有试管的加速度都为零．所以在⑴中：G=N，p0S=PS；在⑵图中：p0S+G=pS，p0S+ρghS=pS，取cmHg(厘米汞柱)为压强单位则有：p= p0+h；同理，图⑶中试管内气体的压强为：p= p0-h；采用正交分解法解得：图⑷中：p= p0+hsinθ；图⑸中：p=p0-hsinθ；图⑹中取高出槽的汞柱为研究对象，可得到：p= p0-h；图⑺中取与管内气体接触的水银面（无质量）为研究对象：p 0S+ρghS=pS ，p= p 0+h点评：（1） 确定封闭气体压强主要是找准封闭气体与水银柱（或其他起隔绝作用的物体）的接触面，利用平衡的条件计算封闭气体的压强．（2） 封闭气体达到平衡状态时，其内部各处、各个方向上压强值处处相等．（3） 液体压强产生的原因是重力（4）液体可将其表面所受压强向各个方向传递．例2.两个完全相同的圆柱形密闭容器，如图8．３—１所示，甲 中装有与容器等体积的水，乙中充满空气，试问：（1）两容器各侧壁压强的大小关系及压强大小决定于哪些因素？（2）若两容器同时做自由落体运动，容器侧壁所受压强将怎样变化？解析：（1）对于甲容器，上壁压强为零，底面压强最大，侧壁压强自上而下由小变大其大小决定于深度，对于乙容器各处器壁上的压强均相等，其大小决定于气体分子的温度和气体分子的密度。
高中物理教科版选修(3-3)2.3 教学设计 《气体的实验定律》(教科版)
《气体实验定律》
本小结主要讲述气体的状态参量，从状态参量引出温度，压强，体积分别对气体的影响，同时思考温度，压强与体积的关系。
引出一种实验思想—控制变量法，进行气体状态参量的研究。
通过该方法得出玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律。
知识与技能：通过具体问题的讨论和解决，进一步理解气体实验定律。
过程与方法：经历将实际情景转化为物理情景的过程，在“转化”过程中体会理想化思想，提高物理建模的能力。
情感、态度与价值观：在问题解决过程中，体会气体定律的应用价值，感悟物理与生活、社会的密切联系，激发学习物理的兴趣和动力。
【教学重点】气体定律的应用
【教学难点】三个气体实验定律的联合应用
实验器材等。
一、新课教学：
1. 气体状态参数：体积，压强，温度
2. 三大气体定律：玻意耳定律，查理定律，盖吕萨克定律
二、设计实验对三大气体定律进行分析
三个实验都是用了控制变量法进行的实验，（1）首先控制温度，研究压强与体积的关系，得到玻意耳定律。
（2）控制体积，使体积保持恒定，研究压强与温度的关系，得到查理定律。
（3）控制压强，使压强保持恒定，研究体积与温度的关系，得到盖吕萨克定律。
三、掌握气体图像
气体等温变化的图像
（1）P —V 图像
（2）P —1
图像
2
3
通过气体图像会做相关题目并更好的理解三大气体定律。
v 甲 乙 甲
乙
略。
2019年高考物理 选修3-3：气体的等容变化和等压变化考点详解!
【高考物理】高考物理选修3-3：气体的等容变化和等压变化考点详解！气体的等容变化和等压变化——查理定律、盖·吕萨克定律一、体的等容变化1. 等容变化：一定质量的气体在体积不变时，压强随温度的变化叫做等容变化。
2. 查理定律：一定质量的某种气体，当体积不变时，各种气体的压强p与温度之间都有线性关系，如图所示，我们把它叫做查理定律．注：B点纵坐标是0摄氏度的压强，并非大气压。
3. 热力学温标的建立：建立背景：由查理定律中压强p与与摄氏温度t的变化关系图甲可以看出，在等容过程中，压强跟摄氏温度是一次函数关系，而不是简单的正比例关系。
如果把该图的AB直线延长至与横轴相交，把交点当做坐标原点，建立新的坐标系（图乙）此时压强与温度的关系就是正比例关系了。
图乙坐标原点的意义“气体压强为零时其温度为零”，由此可见，为了使一定质量的气体在体积不变的情况下，压强与体积成正比，只需要建立一种新的温标就可以了。
在现实中通过对大量的“压强不太大（相对标准大气压），温度不太低（相对于室温）”的各种不同气体做等容变化的实验数据可以证明“一定质量的气体压在强不太大，温度不太低时，坐标原点代表的温度就是热力学温度的零度，这就是热力学温度零点的物理意义。
由此可见：热力学的零点就规定为气体压强为零的温度。
在建立热力学温标之前，人们已经建立了华氏、摄氏温标，但这些温标都是与测温物质的热学性质有关，当采用不同的测温物质去测量同一温度时会产生一定差异，这种差异是不能克服的。
而由热力学温标的建立可知：热力学温度是在摄氏温度的基础上建立起来的，零点的确定与测温物质无关，因此热力学温标是一种更为简便科学的理论的温标，它的零度不可能达到。
又叫绝对零度。
4. 查理定律的热力学温标描述：——查理定律：（1）查理定律：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：注：这里的C和玻意耳定律表达式中的C都泛指比例常数，它们并不相等。
新教科版物理选修3-3同步课件： 气体实验定律的图像表示及微观解释
[解析] (1)由题图甲所示可以看出 A 与 B 的连线的延长 线过原点 O，所以 A→B 是一个等压变化过程，即 pA＝pB。
根据盖吕萨克定律可得：VTAA＝VTBB， 所以 TA＝VVAB·TB＝00..46×300 K＝200 K。
(2)由题图甲可知，由 B→C 是等容变化， 根据查理定律得：TpBB＝TpCC， 所以 pC＝TTCB·pB＝430000 pB＝43pA＝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
()
A．体积增大后，气体分子的速率变小了
B．体积减小后，气体分子的速率变大了
C．体积增大后，单位体积的分子数变少了
D．体积减小后，单位时间内撞击到单位面积上的分子数
变多了
解析：温度不变，因此分子平均速率不变，体积增大后，单 位体积的分子数变少，单位时间内器壁单位面积上所受的分 子平均撞击力减小，气体压强减小；体积减小时，正好相反， 即压强增大，C、D 正确，A、B 错误。 答案：CD
4．一定质量的某种气体做等压变化时，在 V -T 图线中， 气体的压强越大，等压线的斜率越 小 。
二、气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律 一定质量的理想气体分子总数不变，温度保持不变时， 分子平均动能 也保持不变。当气体体积减小时，单位体积内 的分子数将增多， 气体的压强 也增大；当气体体积增大时， 单位体积内的分子数将减少，气体的压强也就减小。
第4节
气体实验定律的图像表示及微观解释
一、图像特点 1．一定质量的某种气体在等温、等容、等压变化中的规 律，既可以用公式表示，也可用 图像 表示。 2．一定质量的某种气体做等温变化时，在 p -V 图线中， 气体的温度越高，等温线离坐标原点越 远 。
高中物理第二章第3节气体实验定律课件教科选修33教科高中选修33物理课件
pmax＝πρ4gVl20d2。
⑧
[答案]
ρπgh2d2 (1)4V0＋πd2l－h
πρgl2d2 (2) 4V0
12/12/2021
[借题发挥] 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气体，质量不变，温度不变，有 时气体的质量发生变化时，需通过设想，把变质量转化为定 质量，才能应用玻意耳定律。 (2)明确状态参量 找出气体状态变化前后的两组 p、V 值。
(2)水银柱模型，压强的单位一般用 cmHg；汽缸模型， 压强的单位一般用国际单位 Pa 或标准大气压 atm。
12/12/2021
1．若已知大气压强为 p0，如图所示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。
12/12/2021
12/12/2021
解析：在甲图中，以高为 h 的液柱为研究对象， 由二力平衡知 p 气 S＝－ρghS＋p0S 所以 p 气＝p0－ρgh 在图乙中，以 B 液面为研究对象， 由平衡方程 F 上＝F 下有： p 气 S＋ρghS＝p0S，p 气＝p0－ρgh 在图丙中，仍以 B 液面为研究对象，有 p 气＋ρghsin 60°＝pB＝p0
V＝V0＋14πd2l
①
V1＝14πd2h
②
由力学平衡条件得 p1＝p＋ρhg
③
整个过程为等温过程，由玻意耳定律得 pV＝p1V1
④
联立①②③④式得 p＝4V0＋ρππgdh22dl－2 h。
⑤
12/12/2021
(2)由题意知 h≤l
⑥
联立⑤⑥式有 p≤πρ4gVl20d2
⑦
该仪器能够测量的最大压强为
12/12/2021
(1)公式 pV＝C 中的常量 C 不是一个普适常量，它与气体 所处的温度高低有关，温度越高，常温 C 一定要先确 定好两个状态的体积和压强。
高中物理选修三 新教材 练透讲义第2章 3 第2课时 理想气体、气体实验定律的微观解释
第2课时理想气体、气体实验定律的微观解释考点一理想气体及理想气体状态方程的理解1．(多选)关于理想气体的性质，下列说法正确的是()A．理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在B．理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体C．一定质量的理想气体，平均动能增大，其温度一定升高D．氦气是液化温度最低的气体，任何情况下均可当作理想气体2．一定质量的理想气体，发生状态变化，下列变化不可能的是()A．p↑，V↑，T↓B．p↑，V↓，T↑C．p↑，V↑，T↑D．p↓，V↓，T↓考点二理想气体状态方程的应用3.如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定质量的空气．若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是()A．温度降低，压强增大B．温度升高，压强不变C．温度升高，压强减小D．温度不变，压强减小4．(2021·辽源市田家炳高级中学校高二期末)已知湖水深度为20 m，湖底水温为4 ℃，水面温度为17 ℃，大气压强为1.0×105 Pa.当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的(取g＝10 m/s2，ρ水＝1.0×103 kg/m3)()A．12.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍5．一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则此三个状态的温度之比是()A ．1∶3∶5B ．3∶6∶5C ．3∶2∶1D ．5∶6∶3考点三 气体实验定律的微观解释6．(多选)一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下列判断正确的是( )A ．气体分子平均动能增大B ．单位体积内分子数目增多C ．气体的压强一定保持不变D ．气体的压强可能变大7．一定质量的某种理想气体的压强为p ，热力学温度为T ，单位体积内的气体分子数为n ，则( )A ．p 增大，n 一定增大B ．T 减小，n 一定增大 C.p T增大时，n 一定增大 D.p T增大时，n 一定减小 8.如图所示为一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T 时，气柱高为h ，则温度为T ′时，气柱高为(活塞与圆筒间摩擦不计)( )A.T ′h TB.Th T ′ C ．h T ′T D ．h T T ′9.一定质量的理想气体沿如图所示状态变化，方向从状态a 到状态b (ba 延长线过坐标原点)，到状态c 再回到状态a .气体在三个状态的体积分别为V a 、V b 、V c ，则它们的关系正确的是( )A ．V a ＝V bB ．V a >V cC ．V b ＝109200V aD ．V c ＝32750V a 10.(2019·全国卷Ⅱ)如图所示p －V 图，1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T 1、T 2、T 3.用N 1、N 2、N 3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则N 1______N 2，T 1_______T 3，N 2_______N 3.(填“大于”“小于”或“等于”)11.如图所示为上端开口的“凸”形玻璃管，管内有一部分水银柱密封一定量的理想气体，细管足够长，粗、细管的横截面积分别为S 1＝4 cm 2、S 2＝2 cm 2，密封的气体柱长度为L ＝20 cm ，水银柱长度h 1＝h 2＝5 cm ，封闭气体初始温度为67 ℃，大气压强p 0＝75 cmHg.(1)求封闭气体初始状态的压强；(2)若缓慢升高气体温度，升高至多少K 方可将所有水银全部压入细管内？12.如图所示，绝热性能良好且足够长的汽缸固定放置，其内壁光滑，开口向右，汽缸中封闭一定质量的理想气体，活塞(绝热)通过水平轻绳跨过轻质滑轮与重物相连，已知活塞的面积S ＝10 cm 2，重物的质量m ＝2 kg ，重力加速度g ＝10 m/s 2，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，滑轮摩擦不计．稳定时，活塞与汽缸底部间的距离为L 1＝12 cm ，汽缸内温度T 1＝300 K.(1)通过电热丝对汽缸内气体加热，气体温度缓慢上升到T 2＝400 K 时停止加热，求加热过程中活塞移动的距离d ；(2)停止加热后，在重物的下方加挂一个2 kg的重物，活塞又向右移动4 cm后重新达到平衡，求此时汽缸内气体的温度T3.。
2019-2020年教科版物理选修3-3讲义：第2章+2.温度 内能 气体的压强及答案
2.温度内能气体的压强[先填空]1．分子动能：分子由于做热运动所具有的动能．2．平均动能：大量分子动能的平均值．3．温度与平均动能的关系(1)温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小．(2)分子热运动的平均动能与物体的温度成正比．(3)温度的微观本质：温度是物体内分子热运动平均动能的标志．[再判断]1．温度是分子平均动能的标志．(√) 2．温度升高时，物体的每个分子的动能都将增大．(×) 3．分子的平均动能的大小与物质的种类有关．(×) [后思考]在热现象的研究中，为什么研究单个分子的动能没有意义，而是要研究所有分子的动能的平均值？【提示】物体内分子是大量的，各个分子的速度大小不同，因此，每个分子的动能大小不同，并且还在不断地改变．由于热现象是大量分子热运动的结果，因此研究单个分子运动的动能没有意义，而是要研究大量分子运动的平均动能．1．单个分子的动能(1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零．(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子动能大小不同并且时刻在变化．(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义．2．分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义．温度升高，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大．个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．(2)只要温度相同，任何分子的平均动能都相同．由于不同物质的分子质量不尽相同，所以同一温度下，不同物质的分子运动平均速率大小一般不相同．1．关于温度，以下说法正确的是()A．温度是表示物体冷热程度的物理量B．温度是物体内大量分子平均速率的标志C．温度是物体内大量分子平均动能的标志D．一切具有相同的温度的物体其分子平均动能也相等E．不同的物质、温度相同、分子的总动能相同【解析】在宏观上，温度表示物体的冷热程度，在微观上，温度是分子平均动能的标志，A、C、D正确，B、E错误．【答案】ACD2．当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是()A．两种气体分子的平均动能相等B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能D．两种气体分子热运动的总动能不相等E．两种气体分子热运动的平均速率相等【解析】温度相同，两种气体分子的平均动能相等，A对、C错；因两种气体分子的质量不同，平均动能又相等，所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小，故B对、E错；由于两种气体的摩尔质量不同，物质的量不同(质量相同)，分子数目就不等，故总动能不相等，选项D对．【答案】ABD3．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是()A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，某个分子的动能可能减小C．物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高E．物体的温度与物体的速度无关【解析】某种物体温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动，从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，说明分子运动剧烈，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大；物体的运动速度越大，说明物体的动能越大，这并不表示物体内部分子的热运动加剧，则物体的温度不一定高，所以B、C、E正确．【答案】BCE关于温度的两个注意事项1．因为温度是分子平均动能的唯一标志，所以会误认为0 ℃的物体中分子的平均动能也为零，要正确理解0 ℃的意义．2．温度是物体分子平均动能的标志，而不是物体分子动能的标志．知识点二| 分子势能内能[先填空]1．分子势能：由于分子间存在分子力，分子具有的由分子间的相对位置决定的势能．2．分子势能的决定因素(1)宏观上：与物体的体积有关．(2)微观上：与分子间的距离有关．①若r＞r0，当r增大时，分子势能增加．②若r＜r0，当r减小时，分子势能增加．③若r＝r0，分子势能最小．3．内能：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和．4．内能的普遍性：组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．5．内能的决定因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定．(2)分子的热运动平均动能由温度决定．(3)分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响．[再判断]1．任何物体都具有内能．(√)2．物体内能只与温度有关．(×)3．物体的温度降低体积变大时，物体的内能一定变大．(×)[后思考]0 ℃的冰熔化为0 ℃的水时，内能是否发生变化？【提示】0 ℃的冰熔化为0 ℃的水，温度不变，分子的平均动能不变，但由于冰的体积减小，变成水后分子势能发生变化，故内能发生变化．1．分子势能与分子力做功的关系(1)分子力做正功，分子势能减少，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少．(2)分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少．2．分子势能与分子间距的关系如图为分子间作用力F和分子势能E p随r变化的图像．可以看到：合(1)当r＝r0时，F合＝0，E p最小(若以分子间距无限远处为零势能点，则此时E p<0)．(2)当r>r0时，F合<0，即为引力，所以此时增大r，克服分子力做功，E p增大．(3)当r<r0时，F合>0即为斥力，所以此时减小r，克服分子力做功，E p增大．3．分子势能与体积的关系分子势能与体积有关，一般体积变化，势能就变化(气体除外)，但不能说体积变大，势能就变大．4．内能的决定因素(1)从宏观上看：物体内能的大小由物体的物质的量、温度和体积三个因素决定．(2)从微观上看：物体的内能由组成物体的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．5．内能与机械能的区别和联系4．一辆运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法不正确的是()A．汽车机械能减小，氧气内能增加B．汽车机械能减小，氧气内能减小C．汽车机械能减小，氧气内能不变D．汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增加E．汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能减小【解析】氧气温度不变，体积没变，内能不变，A、B错，C对；汽车机械能减小，转化为内能，D对，E错．【答案】ABE5．对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能【解析】实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D、E正确，A、C错误．【答案】BDE6．如图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是()A．当r>r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r<r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r＝r2时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功E．当r<r1时，随着r的减小，分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大【解析】当r＝r2时，分子力为零，分子势能最小，则当r大于r2时，分子间的作用力表现为引力，故A错误，C正确；当r<r1<r2时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；E p在r由r1变到r2的过程中，分子力是斥力，则分子力做正功，故D错误；当r<r1时，随着r的减小，分子势能增大，分子间相互作用的引力和斥力也增大，E正确．【答案】BCE分子势能图像问题的两点提醒(1)分子势能图像的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，而分子力图像的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0；(2)分子势能图像与r轴交点表示的距离小于r0，分子力图像与r轴交点表示平衡距离r0.知识点三| 气体的压强[先填空]1．气体压强产生的原因气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁频繁持续的碰撞产生的．压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．2．从微观角度来看，气体压强的决定因素(1)一个是气体分子的平均动能．(2)一个是分子的密集程度．[再判断]1．气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的．(√)2．气体分子平均动能越大，气体的压强就越大．(×)3．气体的压强是由气体分子的重力而产生的．(×)[后思考]气体压强是由气体分子间的相互作用产生的吗？【提示】不是．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的．1．产生原因大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强．单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．2．气体压强的决定因素：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就越多，因而压强越大；温度越高，则分子的平均动能越大，分子运动越剧烈，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．3．大气压强的产生及影响因素：大气压强由气体的重力产生，如果没有地球引力的作用，地球表面上就没有大气，也就没有大气压强．由于地球引力与距离的平方成反比，所以大气压力与气体的高度、密度有关，在地面上空不同高度处，大气压强不相等．7．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．气体分子的平均速率减小D．每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增加E．气体分子的疏密程度不变【解析】气体的体积不变，对一定质量的气体，单位体积内的分子数不变，当温度升高时，分子的平均速率增大，每秒内撞击单位面积器壁的分子数增加，撞击力增大，压强必增大．所以B、D、E项正确，A、C均不正确．【答案】BDE8．在某一容积不变的容器中封闭着一定质量的气体，对此气体的压强，下列说法中正确的是()A．气体压强是由重力引起的，容器底部所受的压力等于容器内气体所受的重力B．气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的C．容器以9.8 m/s2的加速度向下运动时，容器内气体压强不变D．由于分子运动无规则，所以容器内壁各处所受的气体压强相等E．容器以9.8 m/s2的加速度向上运动时，容器内气体的压强增大【解析】气体压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞引起的，它由气体的温度和单位体积内的分子数决定，与容器的运动状态无关．故A、E错误，B、C、D正确．【答案】BCD9．如图所示，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，则下列说法中错误的是(容器容积恒定)()A．两容器中器壁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E．当温度升高时，p A、p B不变，p C、p D均增大【解析】甲容器压强产生的原因是液体受到重力的作用，而乙容器压强产生的原因是分子撞击器壁，A、B错；液体的压强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增大，D错，E对．要选错误的，故选A、B、D.【答案】ABD气体压强的分析技巧1．明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞．压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．2．明确气体压强的决定因素——气体分子的密集程度与平均动能．3．只有知道了两个因素的变化，才能确定压强的变化，任何单个因素的变化都不能决定压强是否变化．。
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3.气体实验定律[先填空]1．研究气体的性质，用压强、体积、温度等物理量描述气体的状态．描述气体状态的这几个物理量叫做气体的状态参量．2．气体的体积是指气体占有空间的大小，就是贮放气体的容器的容积．在国际单位制中，体积的单位是立方米，符号是m3.常用单位间的换算关系：1 L＝10－3 m3，1 mL＝10－6 m3.3．温度是气体分子平均动能的标志，热力学温度，亦称绝对温度，用符号T 表示，单位是开尔文，符号是K.两种温度间的关系是T＝t＋273.4．气体的压强是大量气体分子对器壁撞击的宏观表现，用符号p表示．在国际单位制中，单位是帕斯卡，符号是Pa.[再判断]1．气体体积就是所有气体分子体积的总和．(×)2．温度越高，所有的分子运动越快．(×)3．一个物体的温度由10 ℃升高到20 ℃，与它从288 K升高到298 K所升高的温度是相同的．(√) [后思考]摄氏温度的1 ℃与热力学温度的1 K大小相同吗？【提示】热力学温度与摄氏温度零点选择不同，但它们的分度方法，即每一度的大小是相同的．1．温度的含义：温度表示物体的冷热程度，这样的定义带有主观性，因为冷热是由人体的感觉器官比较得到的，往往是不准确的．2．温标(1)常见的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标．(2)比较摄氏温标和热力学温标．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273 K＋tE．－136 ℃比136 K温度高【解析】T＝273＋t，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273＋t，末态为273＋2t温度变化t K，故D错；对于摄氏温度可取负值的范围为0到－273 ℃，因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错；根据T＝t＋273，可知－136 ℃＝137 K，E正确．【答案】ABE2．下列关于热力学温度的说法中，正确的是()A．热力学温度的零值等于－273.15 ℃B．热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1 ℃，变化量的大小是相等的C．绝对零度是低温的极限，永远达不到D．1 ℃就是1 KE．升高1 ℃就是升高274.15 K【解析】根据热力学温标零值的规定可知A正确；热力学温度变化1 K和摄氏温度变化1 ℃的变化量大小是相等的，但1 ℃不是1 K，B正确，D、E错误；绝对零度是低温的极限，只能无限接近而永远不可能达到，C正确．【答案】ABC3．如果物体的温度从27 ℃升高到127 ℃，用热力学温度表示，以下说法不正确的是()A．物体的温度升高了400 KB．物体的温度升高了100 KC．物体的温度升高到400 KD．物体的温度升高到373 KE．物体的温度升高到273 K【解析】由T＝t＋273知27 ℃时对应的热力学温度为300 K，127 ℃时对应的热力学温度为400 K，所以升高了100 K，B和C正确，A、D、E错误．【答案】ADE1．热力学温度与摄氏温度的关系是T＝t＋273.15，因此对于同一温度来说，用不同的温标表示，数值不同，这是因为零值选取不同．2．在热力学温标与摄氏温标中，热力学温度升高(或降低)1 K，则摄氏温度也升高(或降低)1 ℃.知识点二| 玻意耳定律[先填空]1．等温变化：一定质量的气体，如果在状态变化时其温度保持不变，这种变化称为等温变化．2．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和体积V 成反比．(2)公式：pV＝常量或p1V1＝p2V2.(3)适用条件①气体质量不变、温度不变．②气体压强不太大、温度不太低．[再判断]1．在探究气体压强、体积、温度三个状态参量之间关系时采用控制变量法．(√) 2．玻意耳定律的成立条件是一定质量的气体，温度保持不变．(√)3．玻意耳定律的公式是p1V1＝p2V2.(√)[后思考]在探究气体等温变化规律的实验时，在改变封闭气体的体积时，为什么要缓慢进行？【提示】该实验的条件是气体的质量一定，温度不变，体积变化时封闭气体自身的温度会发生变化，为保证温度不变，应给封闭气体以足够的时间进行热交换，以保证气体的温度不变．1．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，该恒量C越大．3．应用玻意耳定律的思路和方法(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件．(2)确定始末状态及状态参量(p1、V1、p2、V2)．(3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位)．(4)注意分析题目中的隐含条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程．(5)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果要删去．4．一定质量的气体，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E．气体分子的平均动能【解析】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．温度不变，分子的平均动能不变，故选A、B、C.【答案】ABC5.如图所示，一汽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汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距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汽缸移动了距离d.已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变，求小车加速度的大小．【解析】选汽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，气体的压强p1＝p0气体的体积V1＝SL设小车加速度为a时为状态2，由牛顿第二定律得p2S－p0S＝ma气体的压强p2＝p0＋maS气体的体积V2＝S(L－d)由玻意耳定律得p1V1＝p2V2联立各式得a＝p0Sdm(L－d).【答案】p0Sdm(L－d)解题时的注意事项(1)压强的确定方面：应用玻意耳定律解题时，确定气体的压强是解题的关键，无论是液柱、活塞、汽缸，还是封闭在液面下的气柱，都不要忘记大气压强产生的影响．(2)统一单位方面：列方程时，由于等式两边是对应的，因此各物理量的单位可以不是国际单位，但等式两边必须统一．例如，体积可以都用升，压强可以都用大气压．知识点三| 查理定律[先填空]1．等容变化一定质量的气体，在体积不变时，压强和温度的关系．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)公式：pT＝常量或p1T1＝p2T2或p1p2＝T1T2.(3)适用条件①气体的质量一定，气体的体积不变．②气体压强不太大、温度不太低．[再判断]1．在质量和体积不变的情况下，气体的压强与摄氏温度成正比．(×) 2．在体积不变的条件下，压强与热力学温度成正比．(×)3．气体在做等容变化时，温度升高1 ℃，增大的压强是原来压强的1273.15.(×)[后思考]某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，你知道其中的原因吗？【提示】手表表壳可以看成一个密闭容器，出厂时封闭着一定质量的气体，登山过程中气体发生等容变化，因为高山山顶附近的温度低很多，压强比山脚处小很多，内外压力差超过表盘玻璃的承受限度，便会发生爆裂．1．查理定律的适用条件：压强不太大，温度不太低的情况．当温度较低，压强较大时，气体会液化，定律不再适用．2．公式变式由p1T1＝p1＋ΔpT1＋ΔT得p1T1＝ΔpΔT或Δp＝ΔTT1p1，ΔT＝Δpp1T1.6．一定质量的气体在体积不变时，下列有关气体的状态变化的说法正确的是()A．温度每升高1 ℃，压强的增量是原来压强的1 273B．温度每升高1 ℃，压强的增量是0 ℃时压强的1 273C．气体的压强和热力学温度成正比D ．气体的压强和摄氏温度成正比E ．压强的变化量与热力学温度的变化量成正比【解析】 根据查理定律：p ＝CT ，知C 正确；将T ＝(273＋t )K 代入得：p ＝C (273＋t )，升高1 ℃时的压强为p 1＝C (274＋t )，所以Δp ＝C ＝p 273＋t ＝p 0273，B 正确；由p T ＝ΔpΔT可知E 正确．【答案】 BCE7．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸．我们通常用的可乐易拉罐容积V ＝335 mL.假设在室温(17 ℃)下罐内装有0.9V 的饮料，剩余空间充满CO 2气体，气体压强为1 atm.若易拉罐能承受的最大压强为1.2 atm ，则保存温度不能超过多少？【解析】 本题为一定质量的气体发生等容变化，取CO 2气体为研究对象． 初态：p 1＝1 atm ，T 1＝(273＋17)K ＝290 K ， 末态：p 2＝1.2 atm ，T 2待求．由查理定律p 1p 2＝T 1T 2得T 2＝T 1p 2p 1＝290×1.21 K ＝348 K.t ＝(348－273) ℃＝75 ℃. 【答案】 75 ℃利用查理定律解题的一般步骤(1)明确研究对象，并判断是否满足其适用条件． (2)确定始末状态参量(p 1、T 1，p 2、T 2)．(3)根据查理定律列方程求解(注意p 1和p 2、T 1和T 2统一单位)．知识点四| 盖吕萨克定律[先填空]1．等压变化一定质量的气体，在压强不变的情况下，体积和温度的关系．2．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，其体积V与热力学温度T成正比．(2)公式：VT＝常量或V1T1＝V2T2或V1V2＝T1T2.(3)适用条件①气体质量一定，气体压强不变．②气体压强不太大、温度不太低．[再判断]1．一定质量的气体，若压强保持不变，则体积与热力学温度成正比．(√)2．一定质量的气体，若压强和体积保持不变，温度可能会发生变化．(×) 3．一定质量的气体，若体积变大，则温度一定升高．(×)[后思考]一定质量的某种气体，温度降得足够低时其状态是否发生变化？等压变化是否还遵守盖吕萨克定律？【提示】当温度降得比较低时，气体就会变成液体，甚至变成固体，此时将不再遵守盖吕萨克定律．1．盖吕萨克定律的适用范围：压强不太大，温度不太低．原因同查理定律．2．公式变式由V1T1＝V1＋ΔVT1＋ΔT得V1T1＝ΔVΔT，所以ΔV＝ΔTT1V1，ΔT＝ΔVV1T1.8．对于一定质量的气体，在压强不变时，体积增大到原来的两倍，则正确说法是()A．气体的摄氏温度升高到原来的两倍B．气体的热力学温度升高到原来的两倍C．温度每升高1 K体积增加是原来的1 273D．体积的变化量与温度的变化量成正比E．气体的体积与热力学温度成正比【解析】由盖吕萨克定律可知A错误、B正确；温度每升高1 ℃即1 K，体积增加是0 ℃体积的1273，C错误；由盖吕萨克定律的变形式VT＝ΔVΔT可知D正确；答案B、D、E.【答案】BDE9．如图所示，一圆柱形容器竖直放置，通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间，结果活塞缓慢上升了h，已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦，求：(1)气体的压强；(2)这段时间内气体的温度升高了多少？【解析】(1)以活塞为研究对象，受力分析得：pS＝p0S＋mg解得气体的压强为p＝p0＋mgS.(2)以被封闭气体为研究对象，气体经历等压变化，初状态：V1＝hS T1＝273＋t末状态：V2＝2hS T2＝273＋t′由盖吕萨克定律V1T1＝V2 T22019-2020年教科版物理选修3-3讲义：第2章+3.气体实验定律及答案 - 11 - / 11 得：hS 273＋t ＝2hS 273＋t ′解得：t ′＝273＋2tΔt ＝t ′－t ＝273＋t .【答案】 (1)p 0＋mg S (2)273＋t盖吕萨克定律解题的一般步骤(1)明确研究对象，并判断是否满足适用条件．(2)确定始末状态参量(V 1、T 1，V 2、T 2)．(3)根据盖吕萨克定律列方程求解(注意V 1和V 2，T 1和T 2统一单位)．。