气体的等温变化
气密性好；
缓慢移动活塞，筒不与手接触。
高中物理-气体的等温变化教学设计 (3)
高中物理-气体的等温变化教学设计
内容直观形象,教学过程自然,提高课堂效率。 2.使用压强传感器测量数据在测量数据时,用传感器代替了传统的气压计测量压强,使实验数据准确度更高,大大提高了实验精确度,最大化的减小了实验误差。 3.使用excel软件绘制函数图像用excel画图功能非常强大,提高了画图的效率 ,实验环节和实验数据处理环节使用了这一项技术,取得了让学生一目了然的效果。 4.投影仪展示教学中需要适时展示学生学习情况,投影仪具备具有形象直观、内容丰富、适时呈现、信息容量大等特点,非常有利于他们知识的获取、存储与纠正。在图像处理中和当堂达标的环节中用到了这项信息技术。 六、教学流程设计（可加行） 教学环节 （如：导入、讲授、 复习、训练、实验、研讨、探究、评价、 建构）教师活动学生活动 信息技术支持（资源、方法、 手段等） 导入新课演示实验展示：一 定质量的气体在 温度相等时,压强 与体积的关系,一 定质量的气体在 体积相等时,压强 与温度的关系─ ─进一步引导学 生猜想它们的关 系。 猜想与假设： 通过视频猜 想加速度与 力和质量的 关系。 演示实验展示和课件展示 制定计划与设计实验引导学生设计过学生完成设课件PPT展示
程计过程展示, 并相互补充 进行实验老师巡视指导学 生发现问题,及时 解决问题 进行实验与 收集证据学 生分组进行, 用投影仪适时展示学生用传 感器测量数据； 分析与论证教师组织同学们 讨论、归纳处理数 据的方法 1.小组讨论, 组长做好记 录,小组内交 流。 2.学生比 较讨论釆用 什么方法处 理收集到的 数据 3.请学生猜 想一下可能 是什么图像, 并试着画出 来。 1.用投影仪展示学生画的等 温线图像 2再用多媒体excel软件模拟 出函数图,并加以评价和纠 正 得出结论引导学生作出一 定质量的气体,压 强和体积的关系。 并提出问题：在不 同温度下的几条 等温线,如何比 用冰袋粗略 测量不同温 度下的气体 等温线 用视频录播软件展示结论
高中物理-气体的等温变化练习
高中物理-气体的等温变化练习 A级抓基础 1．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为( ) A.4 3 L B．2 L C. 8 3 L D．3 L 解析：设原来的体积为V， 则3V＝(3－2)(V＋4)，得V＝2 L. 答案：B 2．一个气泡由湖面下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 解析：气泡缓慢上升过程中，温度不变，气体等温变化，湖面下20 m处，水的压强约为2个标准大气压(1个标准大气压相当于10 m水产生的压强)，故 p 1＝3 atm，p2＝2 atm，由p1V1＝p2V2，得： V 2 V 1 ＝ p 1 p 2 ＝ 3 atm 2 atm ＝1.5，故C项正确．答案：C 3.(多选)一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相 同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．在这位同学慢慢站上轻质塑料板正中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是( ) A．球内气体压强变大 B．球内气体压强变小 C．球内气体体积变大 D．球内气体体积变小 解析：气球被压后，气压变大，根据玻意耳定律公式pV＝C，故体积缩小，即A、D正确，B、C错误． 答案：AD 4.如图所示，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
高中物理1.气体的等温变化
高中精品试题 高中物理选修3-3同步训练试题解析 一、选择题 1．一个气泡由湖面下20 m深处上升到湖面下10 m深处，它的体积约变为原来体积的(温度不变)() A．3倍B．2倍 C．1.5倍D．0.7倍 解析：外界大气压相当于10 m水柱产生的压强，对气泡p1＝3p0，p2＝2p0，由p1V1＝p2V2知V2＝1.5V1，故C项正确． 答案： C 2．如图所示，在一端封闭的玻璃管中，用一段水银将管内气体与外界隔绝，管口向下放置，若将管倾斜，待稳定后则呈现的物理现象是() A．封闭端内气体的压强增大B．封闭端内气体的压强减小 C．封闭端内气体的压强不变D．封闭端内气体的体积减小 解析：玻璃管由竖直到倾斜，水银柱压强p h减小，由p＋p h＝p0知气体压强增大，再由玻意耳定律知其体积减小，故A、D正确． 答案：AD 3．如图为一定质量的气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法正确的有() A．t A＝t B B．t B＝t C C．t C＞t A D．t D＞t A 解析：两条等温线，故t A＝t B，t C＝t D，故A项正确．两条等温线比较，t D＞t A，t C＞t A，故B项错，C、D项正确． 答案：ACD 4．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．以上说法均不正确
解析：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． 答案： C 5．如图所示，活塞的质量为m，缸套的质量为M.通过弹簧吊在天花板上，汽缸内封有一定质量的气体．缸套和活塞间无摩擦，活塞面积为S.大气压强为p0.则封闭气体的压强为() A．p＝p0＋mg/S B．p＝p0＋(M＋m)g/S C．p＝p0－Mg/S D．p＝mg/S 答案： C 6．氧气瓶在储存过程中，由于密封不严，出现缓慢漏气，其瓶内氧气的压强和体积变化如图中A到B所示，则瓶内氧气的温度(设环境温度不变)() A．一直升高B．一直下降 C．先升高后降低D．不变 解析：易错选B，错误原因是只简单地对A、B及A到B的过程进行分析后，作出各状态下的等温线，如图所示，从图中可以看出t A>t1>t2>t B，从而误选B，而忽略了只有一定质量的气体才满足t A>t1>t2>t B. 正确答案应为D.密封不严说明漏气，说明气体质量变化，B不正确；漏气缓慢进行，故氧气瓶中氧气可充分同外界进行热交换，隐含与外界“等温”． 答案： D 7．用活塞气筒向一个容积为V的容器内打气，每次能把体积为V0，压强为p0的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度不变，则打了n次后容器内气体的压强为()
高二物理气体的等温变化
《气体的等温变化》教学设计 山东省利津县第一中学毛建军 【教材分析】 教材首先从日常生活中感知气体的压强、体积、和温度之间有一定的关系，而没有从对气体的三个状态参量进行逐一描述，尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。教材试图给学生留下必要的时间和空间（包括心理空间、思维空间），并让学生利用这些“空白”式的自主活动，自己建构、探索知识，逼近真实的探究结论。但是给出实验的基本思路，以使学生体会探究的基本要素。对于数据的处理也有提示，给学生一定的自由度但又不撒手不管，这是提高学生实验和探究能力较好的途径。 【教学设计思路】 一、为学生创造更大的空间，培养学生的发散思维的探究能力 这样学生会在知觉中情不自禁地产生一种紧张的“内驱力”，并促使大脑积极兴奋地思考活动，从而达到内心的平衡，获得感受的愉悦。主要从三个方面考虑：1．和谐宽松的课堂气氛，师生平等的交流与学习，使学生带着愉悦的心情探究学习，思维得到最大限度的绽放。2．是问题的创设，问题设置的越是具体表面上看来学生越是容易回答，但是学生总是在狭窄的思维胡同中去观察和思考，如井底之蛙。而过分的散乱会使学生很盲从，因此力争做到形散而神不散。3、实验条件的创设实验条件创设的越是理想，实验结果越是理想。但是学生感受不到物理学家的探究历程。感受不到模型与实际的差距。不利于误差的分析和物理在实际应用中模型的建立。 二、允许接受学生的错误 物理定律的建立过程往往经过漫长的过程，无数次的失败。让学生清楚一个定律的发现不可能通过几次简单的测量就得出的，我们只不过是通过实验对自然规律的探究有所体验。因此接纳学生失败，共同分析失败和产生误差的原因。有时没有失败的收获是不牢固的。 三、重视过程和方法 知识的东西一生中任何时候均可获得，但方法性的东西获得一生中却有关键时期。实验的结果重要，但过程的方法更重要。探究的要素，实验的基本环节，控制变量，物理量转换，团结协作的精神等。 【教学目标】 一、知识与技能 1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系。
人教版选修3-3 8.1气体的等温变化 作业
第八章气体 1 气体的等温变化 记一记 气体的等温变化知识体系 一个方法——控制变量法 一个定律——玻意耳定律 两个图象——p-V图象和p-1 V 图象 四种方法——求封闭气体压强的方法：连通器原理法、液片平衡法、固体平衡法、牛顿第二定律法 辨一辨 1.描述气体状态的参量是密度、压强、温度．(×) 2．描述气体状态的参量是体积、压强、温度．(√) 3．若一定质量的气体的温度、压强保持不变，其体积可能发生变化．(×) 4．若一定质量的气体的温度保持不变，其压强增大时体积增大．(×) 想一想
1．如图所示为“探究气体等温变化规律”的装置． (1)本实验应用了什么物理方法？ (2)在探究过程中，需要测定哪些物理量？如何测量？ 提示：(1)控制变量法． (2)探究过程需要测量气体的体积和压强．体积可由注射器刻度读出，压强可由压力表读出． 2．一定质量的气体在不同温度下有两条等温线，如图，试比较温度的高低． 提示：由玻意耳定律知pV＝C，C与温度有关，pV越大则温度越高，即T1 解析：由玻意耳定律pV ＝C 得P ＝C ·1V 即p ∝1 V ，由于C 为常 数，则T 是常数，温度保持不变． 答案：C 2．一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来的( ) A ．4倍 B ．2倍 C.12 D.14 解析：由pV ＝C ，知温度不变时，C 不变，当p 增大到原来4倍时，V 应变为原来的1/4. 答案：D 3．(多选)如图水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h ＝72 cm ，大气压强为76 cmHg ，下列说法正确的是( ) A ．将管稍上提，h 不变 B ．将管稍上提，h 变大 C ．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm 时，管内外水银面高度差也是70 cm D ．将管下插至C 项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm 解析：水银柱产生的压强加上封闭气体的压强大小等于大气压．将玻璃管上提时，封闭气柱体积增大，因温度不变，故压强减小，所以管内水银柱产生的压强须增大才能重新平衡，故h 变大；将管下插时，封闭气柱变短，压强增大，内外液面差应变小，才能重新平衡，故选BD. 答案：BD §8.1气体的等温变化 贵州省织金县第三中学物理组蔡明发 一、教学目标 （一）知识与技能： 1、理解玻意耳定律的内容、表达式及等温图象． 2、能运用玻意耳定律分析和求解一定质量的气体在等温变化过程中压强和体积的关系问题．（二）过程与方法： 1、能运用实验得到一定质量的气体等温变化过程中压强和体积的关系，理解四种不同坐标下的等温图线及其物理意义． 2、理解控制变量法在物理学研究中的重要意义． （三）情感、态度与价值观： 1、通过探究性实验的观察，培养发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣． 2、养成团结协作、分享成果、勇于纠正错误的良好习惯． 二、重点、难点 1、重点：一定质量的理想气体在温度不变的条件下，压强和体积的关系． 2、难点：让学生养成分析气体变化过程、确定初始条件的习惯及等温线中的信息． 三、教学过程 (一)引入新课 吹气球比赛：准备两个一样的空矿泉水瓶，两瓶内装有气球，气球口和矿泉水瓶口重合并固定，瓶A事先扎了小孔，瓶B完好无损。 师：现在请两个同学来进行一场吹气球比赛，看看谁能把气球吹得更大。（女同学吹瓶A中气球，男同学吹瓶B气球） 问：两个同学谁吹得更大呢？ 师：向全体同学展示两瓶的验证结果，明确A瓶漏气，故A瓶内气球更容易吹起来。 总结性问题1：现在请同学们根据已有的知识解释一下，为什么在密闭的瓶子中更难将气球吹鼓呢? 引导学生回答: 密闭瓶子中本身装有有一定量气体，当瓶中气球胀大时，瓶中气体被压缩，瓶中气体压强变大，使得吹大的气球更加困难。而漏气的瓶中的气体由于和外界连通，气压始终等于外界大气压，故吹起气球就和平时无异。 总结性问题2：这个比赛告诉我们，对于质量一定的气体，其压强跟什么因素有关呢？ ——体积 (二) 探究性实验的观察得出玻意耳定律（控制变量法） 1、定性分析一定质量的气体，压强与体积的关系 气体等温变化的定性演示： 2、定量分析一定质量的气体，压强与体积的关系 探究气体等温变化的定量视频演示： 实验装置及实验过程(注意A、B两管中液面的升降分析)． 高中气体的等温变化教 案 Last revised by LE LE in 2021 第一节气体的等温变化 青岛第九中学高丽娟【教学目标】 一、知识与技能 1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系。 2．玻意耳定律的内容。 二、过程与方法 1．培养良好的实验习惯。 2．掌握研究两个以上物理量之间关系常用的方法──控制变量法。 三、情感态度价值观 通过探究性实验，培养发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣。【教学重点】 1．数据处理 2 .玻意耳定律的内容 【教学过程】 一、复习气体的状态参量 一定质量的气体压强P 、体积V和温度T.当它们改变时，气体状态就发生了变化。 二、实验探究 演示实验展示：一定质量的气体在温度相等时，压强与体积的关系，一定质量的气体在体积相等时，压强与温度的关系──培养学生的观察发现问题的能力，同时渗透确定二个以上物理量之间关系时常用的方法──控制变量法。 猜想与假设：猜想P与V的关系：V越小，P越大；V越大，P越小。 制定计划与设计实验：实验的方案很多，但本节是师生根据提供的器材来探究气体的压强与温度的关系。内容包括如何探究p与V之间的关系、测量哪些量、控制哪些量、改变哪些量、需要哪些器材实验步骤怎样等。 进行实验与收集证据：通过教师演示实验，采用电脑记录数据，学生记录数据到学案的表格内。 分析与论证：本环节是一个重点。这是培养学生分析问题、解决问题能力环节。通过教师引导，首先通过计算PV、P2V和PV2得到PV接近与一个常量，再讨论还可以用什么方法处理收集到的数据教师示范p－V图象，学生画p－1/V 图象。通过不同的方法来处理数据，让学生体验通过实验得到结论的过程。 总结：通过数据分析，请同学们自己得出结论，分别用不同的方法来描述（文字、数学表达式、图象） 三、玻意耳定律 高中物理-气体的等温变化练习 1．(内蒙古呼和浩特回民中学高二下学期期中)一个气泡由湖面下20m深处缓慢上升到湖面下10m深处，它的体积约变为原来体积的( C ) A．3倍B．2倍 C．1.5倍D．0.7倍 解析：设大气压强为：p0＝1.0×105Pa，气体变化过程为等温变化，又气泡内压强p＝ρ水gH＋p0， 则湖面下20m深处：p1＝ρ水g×20＋p0＝3.0×105Pa， 湖面下10m深处：p2＝ρ水g×10＋p0＝2.0×105Pa， 由玻意耳定律：p1V1＝p2V2 V 2＝ p 1 V 1 p 2 ＝1.5 V1，C正确。 2．(多选)(新疆建设兵团二中高二下学期期中)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 ( ABD ) 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 D．由图可知T1 8.1 气体的等温变化学案导学 【组内交流】 【小组展示】 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 。 2、温度：温度是表示物体 内部 的剧烈程度。 的物理量，从分子运动论的观点看，温度标志着物体 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+ 。 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 。体积的单位还有升（ L ）毫升、（mL ） 1L= m 3， 1mL= m 3。 4、压强： 叫做气体的压强，用 表示。在国际 单位制中，压强的的单位是 ，符号 。气体压强常用的单位还有标准大气压（ atm ）和 毫米汞柱（ mmHg ）， 1 atm= Pa= mmHg 。 5 、气体状态和状态参量的关系：对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个 量 ，我们就说气体处于一定的状态中。如果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。 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。 2、玻意耳定律的表达式： pv=C （常量）或者 。其中 p 1 、 v 1 和 p 2、 v 2 分别表示气体在 1、2 两个不同状态下的压强和体积。 p 三、气体等温变化的 p — v 图象 一定质量的气体发生等温变化时的 p —v 图象如图 8— 1 所示。图线的形状为 。由于它描述 t 2 的是温度不变时的 p — v 关系，因此称它为 线。 o t 1 v 一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的。 图 8—1 1、 在图 8— 1 中，一定质量的气体，不同温度下的两条等温线，判断 t 1、 t 2 的高低。 2、 画出 p — 1 图象，说明图线的形状，图线的斜率与温度的关系。 V 气体的等温变化玻意耳定律 一、教学目标 ．在物理知识方面要求： （1）知道什么是等温变化； （2）知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。 （3）理解气体等温变化的 p-V 图象的物理意义； （4）知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； （5）会用玻意耳定律计算有关的问题。 ．通过对演示实验的研究，培养学生的观察、分析能力和从实验得出物理规律的能力。 ．渗透物理学研究方法的教育：当需要研究两个以上物理量间的关系时，先保持某个或某几个物理量不变，从最简单的情况开始研究，得出某些规律，然后再进一步研究所涉及的各个物理量间的关系。 二、重点、难点分析 ．重点是通过实验使学生知道并掌握一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系，理解 p-V 图象的物理意义，知道玻意耳定律的适用条件。 ．学生往往由于“状态”和“过程”分不清，造成抓不住头绪，不同过程间混淆不清的毛病，这是难点。在目前这个阶段，有相当多学生尚不能正确确定密闭气体的压强。 三、教具 ．定性演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系 橡皮膜（或气球皮）、直径为5cm左右两端开口的透明塑料筒（长约25cm左右）、与筒径匹配的自制活塞、20cm×6cm薄木板一块。 2．较精确地演示一定质量的气体在温度保持不变时压强与体积的关系实验仪器。 四、主要教学过程 （一）引入新课 对照牛顿第二定律的研究过程先m一定，a∝F；再F一定，a∝ 现在我们利用这种控制条件的研究方法，研究气体状态参量之间的关系。 （二）教学过程设计 ．一定质量的气体保持温度不变，压强与体积的关系 实验前，请同学们思考以下问题： ①怎样保证气体的质量是一定的？ ②怎样保证气体的温度是一定的？ （密封好；缓慢移活塞，筒不与手接触。） ．较精确的研究一定质量的气体温度保持不变，压强与体积的关系 （1）介绍实验装置 观察实验装置，并回答： ①研究哪部分气体？ ② A管中气体体积怎样表示？（l·S） ③阀门a打开时，A管中气体压强多大？阀门a闭合时A管中气体压强多大？（p0） ④欲使A管中气体体积减小，压强增大，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的表 达式（p=p0+h）。 ⑤欲使A管中气体体积增大，压强减小，B管应怎样操作？写出A管中气体压强的 表达式（p=p0-h）。 高二物理选修3-3第八章《气体》 第一节《气体的等温变化》学案 命题人：周立群审核：高二物理组 知识要求： 1、知道什么是等温变化； 2、知道玻意耳定律是实验定律；掌握玻意耳定律的内容和公式；知道定律的适用条件。 3、理解气体等温变化的p-V 图象的物理意义 4、知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释； 5、会用玻意耳定律计算有关的问题。 【探究过程】 一、玻意耳定律 1．气体状态参量 气体的三个状态参量为、、．2．实验探究 (1)实验装置：如图所示，实验的研究对象是． (2)实验数据收集 空气柱的压强p可以从上读出，空气柱的 长度L可以从注射器两侧的上读出，则空气柱的 体积为长度L与横截面积S的乘积，即V＝LS。用手把柱塞 向下压或向上拉，读出若干组与的值． (3)实验数据处理 ①猜想：由实验观察及记录数据可知，空气柱的体积越小， 其压强就，空气柱的压强与体积可能 成． ②检验：以压强P为纵坐标，以体积的倒数1 V 为横坐标，把 以上各组数据在坐标系中描点，作出图线，若各点位于过原 点的同一条直线上，则压强与体积的倒数成正比（ 1 P V ），即压强与体积成反比， 若不在一直线上，则尝试其他关系 3．玻意耳定律 (1)内容：一定的气体，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比；或者说，压强和体积的乘积保持．此即玻意耳定律． (2)数学表达式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2. (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． 二、气体等温变化的p－V图象 1．p－V图象 一定质量的理想气体的p－V图象如图 甲所示，图线为双曲线的一支，且温度 t1 图8.1— 5 图8.1—7 图8.1—9 图8.1— 10 图8.1—11 8.1气体的等温变化 一、选择题 1．一个气泡由湖面下20m 深处上升到湖面下10m 深处，它的体积约变为原来的体积的（温度不变，水的密度为1.0×103 kg/m 3 ，g 取10m/s 2 ） （ ） A ．3倍 B ．2倍 C ．1.5倍 D ．0.7 倍 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5m 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．如图8.1—5，两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空，球形容器的半径为R ，大气压强为p 。为使两个半球壳沿图箭头方向互相分离，应施加的力F 至少为： （ ） A ．4πR 2 p B ．2π R 2 p C ．πR 2 p D ．πR 2 p/2 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 5、如图8.1—6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 6．一定质量的气体由状态A 变到状态B 的过程如图 8.1—7所示，A 、B 位于同一双曲线上，则此变化过 程中，温度 （ ） A 、一直下降 B 、先上升后下降 C 、先下降后上升 D 、一直上升 7、如图8.1—8所示，U 形管的A 端封有气体，B 端也有一 小段气体。先用一条小铁丝插至B 端气体，轻轻抽动，使B 端上下两部分水银柱相连接，设外界温度不变，则A 端气柱 的： （ ） A 、体积减小 B 、体积不变 C 、压强增大 D 、压强减小 8、一定质量的理想气体，压强为3atm ，保持温度不变，当压强减小2 atm 时，体积变化4L ，则该气体原来的体积为： （ ） A 、4/3L B 、2L C 、8/3L D 、8L 9、竖直倒立的U 形玻璃管一端封闭，另一端开口向下，如图8.1—9所示，用水银柱封闭一定质量的理想气体，在保持温度不变的情况下，假设在管子的D 处钻一小孔，则管内被封闭的气体压强p 和气体体积V 变化的情况为： （ ） A 、p 、V 都不变 B 、V 减小，p 增大 C 、V 增大，p 减小 D 、无法确定 二、填空题： 10、如图8.1—10所示，质量分别为m １和m ２的同种气体，分别以恒定的温度t １和t ２等温变化，变化过程分别用图中等温线1和2表示，如m 1=m 2，则t 1____t 2 ；如t 1=t 2，则m 1______m 2，(填“>”“=”或“<”) 三、计算题： 11、一个右端开口左端封闭的U 形玻璃管中装有水银，左侧封有一定质量的空气，如图8.1—11所示，已知，空气柱长是40cm ，两侧水银面高度差56cm ，若左侧距管顶66cm 处的k 点处突然断开，断开处上方水银能否流出？这时左侧上方封闭气柱将变为多高？（设大气压强为1.013×105 Pa ） 图8.1—8 第八章 第1节 气体的等温变化 基础夯实 一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题) 1．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，小孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，是因为( C ) 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 ．以上说法均不正确 解析：以球内气体为研究对象，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。 2．(威海市2016年高三模拟)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 的过程中1 V 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。 3.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，则细管中被封闭的空气( B ) 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 解析：以细管中封闭气体为研究对象，当洗衣缸内水位升高时，细管中封闭气体压强变大，而气体温度不变，则由玻意尔定律知，气体体积变小，故B项正确。 4．(陕西省黄陵中学2017年高二下学期检测)如图所示，内径均 匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之 间的夹角为θ，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法 中正确的是 ( BD ) A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高h cosθ C．B管内水银面比管外水银面低h cosθ D．管内封闭气体的压强比大气压强小h cosθ高水银柱 解析：以A管中的水银柱为研究对象，则有pS＋h cosθS＝p0S，B管内压强p＝p0－ h cosθ，显然p 8.1《气体的等温变化》(2016学案) 8.1《气体的等温变化》导学案 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．玻意耳定律：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________，即____________或____________． 3．在气体的温度保持不变的情况下，为研究气体的压强和体积的关系，以________为纵轴，以________为横轴建立坐标系．在该坐标系中，气体的等温线的形状为____________． 4.一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，管内水银面比管外高 h，上端空气柱长为L，如图1所示，已知大气压强为H cmHg，下列说法正 确的是( ) A．此时封闭气体的压强是(L＋h) cmHg B．此时封闭气体的压强是(H－h) cmHg C．此时封闭气体的压强是(H＋h) cmHg D．此时封闭气体的压强是(H－L) cmHg 5．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 ( ) 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 6．一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.1 2 D. 1 4 【概念规律练】 知识点一玻意耳定律 1．一个气泡由湖面下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 2．在温度不变的情况下，把一根长为100 cm、上端封闭的玻璃管竖 直插入水银槽中如图3所示，插入后管口到槽内水银面的距离是管长 的一半，若大气压为75 cmHg，求水银进入管内的长度． 知识点二气体等温变化的p—V图 3.如图4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．由图可知T1>T2 第1节气体的等温变化 课前案 1．气体的状态参量 生活中的许多现象都表明，气体的、、三个状态参量之间存在着一定的关系． 2．玻意耳定律 (1)内容：一定某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成． (2)公式：. (3)条件：气体的一定，温度 3. 气体等温变化的p -V图象： 气体的压强p随体积V的变化关系如图8－1－1所示，图线的形状为，它描述的是温度不变时的p -V关系，称为． 一定质量的气体，不同温度下的等温线是． 想一想如图所示，为同一气体在不同温度下的等温线，t1和t2哪一个大？ 课中案 一、气体压强的求法 1．液柱封闭气体 等压法：同种液体在同一深度液体的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用两侧压强相等求解气体压强． 如图甲所示，p A＝； 如图2乙所示，p A＝，p B＝ 2．活塞封闭气体 选与封闭气体接触的液柱或活塞为研究对象，进行受力分析，再利用平衡条件求压强． 如图所示，气缸截面积为S，活塞质量为M.在活塞上放置质量为m的铁块，设大气压强为p0，试求封闭气体的压强． 例1如图所示，竖直放置的U形管，左端开口右端封闭，管内有a、b两段水银 柱，将A、B两段空气柱封闭在管内．已知水银柱a长h1为10 cm，水银柱b两个 液面间的高度差h2为5 cm，大气压强为75 cmHg，求空气柱A、B的压强分别是多 少？变式1．求图8－1－9中被封闭气体A的压强．其中(1)、(2)、(3)图中的玻璃管内都装有水银，(4)图中的小玻璃管浸没在水中．大气压强p0＝76 cmHg.(p0＝1.01×105Pa，g＝10 m/s2，ρ水＝1×103 kg/m3) 例2如图所示，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 ，则封闭气体的压强为 ( ) A．p＝p0＋ Mg S B．p＝p0＋ (M＋m)g S C．p＝p0－ Mg S D．p＝ mg S 二、玻意耳定律的理解及应用 1．成立条件：(1) (2) 2．表达式： 3．应用玻意耳定律解题的一般步骤 【例3】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 变式3．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为() A. 4 3L B．2 L C. 8 3L D．3 L 第一节气体的等温变化 课堂探究 探究一探究气体等温变化的规律 问题导引 1．在用如图所示的装置做“探究气体等温变化规律” 的实验中如何保证气体的质量和温度不变？ 提示：柱塞上涂润滑油防止漏气，以保证气体的质量不变。缓慢移动柱塞，手不与筒接触，以保证气体的温度不变。 2．物理学中探究三个物理量之间的关系时常采用什么方法？结合本实验具体说一下。 提示：控制变量法。在本实验中，我们是通过控制一定质量的气体温度不变，来研究其压强随体积变化的规律。 名师精讲 1．气体的状态和状态参量 (1)用以描述气体宏观性质的物理量，叫状态参量。对于一定质量的某种气体来说，描述其宏观性质的物理量有温度T、体积V、压强p三个。 ①体积V：气体分子所能达到的空间，即气体所能充满的容器的容积。 ②温度T：从宏观角度看，表示物体的冷热程度。从微观角度看，温度是物体分子热运动的平均动能的标志。 ③压强p：垂直作用于容器壁单位面积上的压力。 单位：帕(Pa)。 (2)气体的状态由状态参量决定，对一定质量的气体来说，当三个状态参量都不变时，我们就说气体的状态一定，否则气体的状态就发生了变化。对于一定质量的气体，压强、温度、体积三个状态参量中只有一个参量变而其他参量不变是不可能的，起码其中的两个参量变或三个参量都发生变化。 2．本实验中需注意的问题 (1)改变气体体积时，要缓慢进行，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。 (2)实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。 (3)实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。 (4)在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积。 (5)本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时注意视线一定与柱塞底面相平。 【例题1】 (2014·天水高二检测)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： 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、计算机逐一连接。 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 1p 图象处理实验数据，得出如图乙所示的图线。 (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______________________ ； (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________。 解析：(1)为了保证气体的质量不变，要用润滑油涂活塞达到封闭效果。 (2)气体的体积变化，外界对气体做正功或负功，要让气体与外界进行足够的热交换，一要时间长，也就是动作缓慢，二要活塞导热性能好。 答案：(1)用润滑油涂活塞 (2)慢慢地抽动活塞 活塞导热 题后反思本实验探究用到的方法是控制变量法，所以要保持气体的质量和温度不变。 探究二玻意耳定律 问题导引 1．玻意耳定律的数学表达式为pV ＝C ，其中C 是一常量，C 是不是一个与气体无关的恒量？ 提示：(1)“C 是常量”的意思是当p 、V 变化时C 的值不变，但对于温度不同、质量不同、种类不同的气体，C 的数值不一定相同。 (2)C 是一个与气体种类、温度、质量有关的物理量。对于确定的气体，温度越高，C 越大。 2．如图，是一定质量的气体，不同温度下的两条等温线，如何判断t 1、t 2的高低？ 气体的等温变化 1．实验得到：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，所以p-v图线是双曲线，但不同温度下的图线是不同的。如图是一定质量的气体分别 在t1、t2温度下等温变化的p-v图线，其中温度较高的是________。 2．一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积v成反比。这就 是波意耳定律。如果某部分气体保持温度不变，压强从p1变化到p2，相应的体 积从v1变化到v2，则根据玻意耳定律，有 ____________ 3．应用波意耳定律解决有关气体状态变化的问题时，首先要确定哪一部分气体作为研究对象，然后分析这部分气体状态变化的过程，确定变化过程的初、末状态参量，再根据玻意耳定律建立各参量间的关系，解得所要求的参量。 ［范例精析］ 例1:如图所示,在大气中的一个汽缸中封闭有一定的气体,汽缸的 活塞的质量m=2kg,面积s=20cm2.若大气压强取p0=1×105Pa,则汽缸 中气体的压强是多大?(g取10m/s2) 解析：汽缸中气体对容器壁有压力的作用,由于活塞除气体压力外, 其余受力都已知,所以我们可以选择活塞进行受力分析(如图). 由于 活塞处于静止状态,所以它受到的合力为零,有: p0s+mg=ps, p=p0+mg/s =1.1×105Pa 本题为求气体的压强,我们选择了受气体压力作用的活塞为研究对象,根据活塞的平衡,列出平衡方程式求解.该题若选汽缸体为研究对象,则由于缸体除受气体压力外的其它力不清 楚,就无法求解. 拓展：若汽缸和活塞一起以加速度a=2m/s 2向上做匀加速运动，则汽缸内气体压强为多大？ 解析：仍然选取活塞为研究对象，有： ps-（p 0s+mg ）=ma p=p 0+m （g+a ）/s =1.12×105Pa 1、汽缸活塞和连杆的质量为m ，缸体的质量为M ，活塞横截面积为s 。当汽缸 静止在水平地面上时，汽缸中封闭气体的高度为l 1，现用力提连杆使整个汽缸离 开地面而保持静止，此时汽缸中封闭气体的高度为l 2。求l 1与l 2的比值。（大气压 强为p 0，活塞与汽缸间摩擦不计） 解析：提起活塞连杆过程中，汽缸内气体压强与体积发生了变化，此过程中可以 认为气体温度保持不变。 当汽缸静止在水平地面上时，气体的压强为p 1，根据活塞的平衡有： 10p s p s mg =+，得：10mg p p s =+，此时气体的体积v 1=l 1s 当汽缸被提起并静止后，气体压强为p 2，根据汽缸体的平衡有： 20p s Mg p s +=，得：20Mg p p s =- ，此时气体的体积v 2=l 2s 根据玻意耳定律：1122p v p v = 即：0102()()mg Mg p l s p l s s s + =- 解得：0120p s Mg l l p s mg -=+ 拓展：本题的关键是分析气体状态变化的初、末状态参量。在确定气体压强时，由于活塞和 汽缸体受力情况都清楚，所以都可以选择作为研究对象。初状态活塞受力情况简单一点，选活塞研究方便一点，而末状态汽缸体的受力情况较简单，选汽缸体研究相对较方便。通过这个题我们可以明确选定研究对象的意义和方法。 2、 有一个皮球容积为v =2升，内有1个大气压的空气。现用体积是v 0=0.125升的打气筒给皮球打气，若要使皮球内空气的压强达到2个大气压，需要打气多少次？（忽略空气温度的变化） 解析 本题看似一个气体质量变化的问题，但若将需要打入皮球的空气和原来皮球内的空气一起作为研究对象，则气体的质量保持不变，忽略空气温度的变化，气体符合玻意耳定律。设需要打气n 次，可以用图来表示气体的变化情况。 初状态：10v v nv =+，11atm p = 8.1气体的等温变化教案 一、教材分析 教材首先从日常生活中感知气体的压强、体积、和温度之间有一定的关系，而没有从对气体的三个状态参量进行逐一描述，尝试用科学探究的方法研究物理问题的一个具体实施过程。教材试图给学生留下必要的时间和空间（包括心理空间、思维空间），并让学生利用这些“空白”式的自主活动，自己建构、探索知识，逼近真实的探究结论。但是给出实验的基本思路，以使学生体会探究的基本要素。对于数据的处理也有提示，给学生一定的自由度但又不撒手不管，这是提高学生实验和探究能力较好的途径。 二、教学目标 （一）、知识与技能 1．通过实验确定气体的压强与体积之间的关系。 2．玻意耳定律的内容。 （二）、过程与方法 1．培养良好的实验习惯。 2．掌握研究两个以上物理量之间关系常用的方法──控制变量法。 （三）、情感态度价值观 1．通过探究性实验，培养发现和解决问题的能力，体验学习的乐趣。 2．养成团结协作、分享成果、勇于纠正错误的良好习惯。 三、教学重点、难点 1．实验设计和数据处理。 2．玻意耳定律的内容。 四、学情分析 根据学生的情况主要从三个方面考虑：1．和谐宽松的课堂气氛，师生平等的交流与学习，使学生带着愉悦的心情探究学习，思维得到最大限度的绽放。2．是问题的创设，问题设置的越是具体表面上看来学生越是容易回答，但是学生总是在狭窄的思维胡同中去观察和思考，如井底之蛙。而过分的散乱会使学生很盲从，因此力争做到形散而神不散。3、实验条件的创设实验条件创设的越是理想，实验结果越是理想。但是学生感受不到物理学家的探究历程。感受不到模型与实际的差距。不利于误差的分析和物理在实际应用中模型的建立。五、教学方法 讨论、谈话、练习、多媒体课件辅助 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习气体的等温变化 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，准备实验器材。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。气体的等温变化教学设计
高中气体的等温变化教案
高中物理-气体的等温变化练习
8.1气体的等温变化导学案.doc
气体的等温变化 玻意耳定律
高二物理《气体的等温变化》导学案
8.1气体的等温变化
2020最新高中物理 第8章 气体 第1节 气体的等温变化课堂作业 新人教版必备3-3
8.1《气体的等温变化》(2016学案)
气体的等温变化
高中物理第八章气体第一节气体的等温变化课堂探究学案新人教选修
高中物理3-3气体的等温变化
8[1].8.1气体的等温变化 教案(人教版选修3-3)