2017_2018学年高中物理第2章固体液体和气体第6节气体状态参量课后知能检测粤教版选修3_3
2017_2018学年高中物理第二章固体液体和气体章末总结教学案粤教版选修3_32018031233
第二章固体、液体和气体章末总结1一、单晶体、多晶体、非晶体的判断单晶体的某些物理性质表现出各向异性，多晶体和非晶体都具有各向同性，但单晶体和多晶体有确定的熔点，非晶体没有．例1关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是()A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球体一定是单晶体D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则这块晶体一定是多晶体答案 C解析根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别晶体和非晶体，选项A 错误；薄片在力学性质上表现为各向同性，也无法确定薄片是多晶体还是非晶体，选项B错误；固体球在导电性质上表现为各向异性，则一定是单晶体，选项C正确；某一晶体的物理性质显示各向同性，并不意味着该晶体一定是多晶体，对于单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性，选项D错误．二、气体实验定律和理想气体状态方程的应用1．玻意耳定律、查理定律、盖·吕萨克定律可看成是理想气体状态方程在T恒定、V恒定、p恒定时的特例．2．正确确定状态参量是运用气体实验定律的关键．求解压强的方法：(1)在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等列方程求气体压强．(2)也可以把封闭气体的物体(如液柱、活塞、气缸等)作为力学研究对象，分析受力情况，根据研究对象所处的不同状态，运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解．3．注意气体实验定律或理想气体状态方程只适用于一定质量的气体，对打气、抽气、灌气、漏气等变质量问题，巧妙地选取对象，使变质量的气体问题转化为定质量的气体问题．例2如图1所示，两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置，气缸底部和顶部均有细管连通，顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0.气缸中各有一个绝热活塞(质量不同，厚度可忽略)．开始时K关闭，两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体)，p0 V0 压强分别为p0和；左活塞在气缸正中间，其上方为真空；右活塞上方气体体积为，现使气3 4缸底与一恒温热源接触，平衡后左活塞升至气缸顶部，且与顶部刚好没有接触；然后打开K，经过一段时间，重新达到平衡．已知外界温度为T0，不计活塞与气缸壁间的摩擦．求：2图1(1)恒温热源的温度T；(2)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积V x.7 1答案(1) T0(2) V05 2解析(1)与恒温热源接触后，在K未打开时，右活塞不动，两活塞下方的气体经历等压过程，7 5V0 V04 4 7由盖·吕萨克定律得：＝，解得：T＝T0.T T0 5(2)由初始状态的力学平衡条件可知，左活塞的质量比右活塞的质量大．打开K后，左活塞下降至某一位置，右活塞必须升至气缸顶，才能满足力学平衡条件．气缸顶部与外界接触，底部与恒温热源接触，两部分气体各自经历等温过程．设左活塞上方气体最终压强为p，由玻意耳p0 V0 定律得：pV x＝·，3 47(p＋p0)(2V0－V x)＝p0·V0，4联立上述二式得：6V2x－V0V x－V20＝0，1 1其解为：V x＝V0；另一解V x＝－V0，不合题意，舍去．2 3例3如图2所示，一定质量的气体放在体积为V0的容器中，室温为T0＝300 K，有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U 形管(U形管内气体的体积忽略不计)，两边水银柱高度差为76 cm，右室容器中连接有一阀门K ，可与大气相通(外界大气压等于 76 cmHg)．求：图 2(1)将阀门 K 打开后，A 室的体积变成多少？(2)打开阀门 K 后将容器内的气体从 300 K 分别加热到 400 K 和 540 K 时，U 形管内两边水银面 的高度差各为多少？2答案 (1) V 0 (2)0 15.2 cm 3V0 解析 (1)初始时，p A 0＝p 0＋ρgh ＝2 atm ，V A 0＝ 3 打开阀门 K 后，A 室气体等温变化，p A ＝1 atm ，体积为 V A ，由玻意耳定律得p A 0 V A 0＝p A V Ap A 0V A 0 2 V A ＝ ＝ V 0 p A 3(2)假设打开阀门 K 后，气体从 T 0＝300K 升高到 T 时，活塞 C 恰好到达容器最右端，即气体体 积变为 V 0，压强仍为 p 0，即等压过程．V 1 V 2 根据盖·吕萨克定律 ＝ 得 T 1 T 2V 0 T ＝ T 0＝450 K V A因为 T 1＝400 K<450 K ，所以 p A 1＝p 0，水银柱的高度差为零．p 0 p A 2从 T ＝450 K 升高到 T 2＝540 K 为等容过程，根据查理定律 ＝ ，得 p A 2＝1.2 atm. T T 2 T 2＝540 K 时，p 0＋ρgh ′＝1.2 atm ，故水银高度差 h ′＝15.2 cm.三、理想气体的图象问题名称 图象 特点 其他图象pV ＝CT (C 为常量)，即 pVp －V 之积越大的等温线对应的 等温度越高，离原点越远 温1 线 p － V CT p ＝ ，斜率 k ＝CT ，即斜 V率越大，对应的温度越高C Cp＝T，斜率k＝，即斜V V等率越大，对应的体积越小容p－T线C CV＝T，斜率k＝，即斜p p等率越大，对应的压强越小压V－T线例4(多选)一定质量的理想气体的状态变化过程的p－V 图象如图3所示，其中A是初状态，B、C是中间状态，A→B是等温变化，如将上述变化过程改用p－T图象和V－T图象表示，则下列各图象中正确的是()图3答案BD解析在p－V图象中，由A→B，气体经历的是等温变化过程，气体的体积增大，压强减小；p B p C由B→C，气体经历的是等容变化过程，根据查理定律＝，p C>p B，则T C>T B，气体的压强增T B T CV C V A 大，温度升高；由C→A，气体经历的是等压变化过程，根据盖·吕萨克定律＝，V C>V A，T C T A5则T C>T A，气体的体积减小，温度降低．A项中，B→C连线不过原点，不是等容变化过程，A 错误；C项中，B→C体积减小，C错误；B、D两项符合全过程．综上所述，正确答案选B、D.1．(晶体和非晶体)下列关于晶体与非晶体的说法，正确的是()A．橡胶切成有规则的几何形状，就是晶体B．石墨晶体打碎后变成了非晶体C．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属块是非晶体D．非晶体没有确定的熔点答案 D解析晶体具有天然的规则的几何形状，故A错；石墨晶体打碎后还是晶体，故B错；金属是多晶体，故C错；非晶体没有确定的熔点，故D对．故正确选项为D.2．(气体实验定律的应用)如图4所示，气缸放置在水平台上，活塞质量为5 kg，面积为25cm2，厚度不计，气缸全长25 c m，大气压强为1×105 Pa，当温度为27℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若保持气体温度不变，将气缸缓慢竖起倒置．g取10 m/s2.图4(1)求气缸倒置后气柱长度；(2)气缸倒置后，温度升至多高时，活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?答案(1)15 cm(2)227 ℃解析(1)将气缸倒置，由于保持气体温度不变，故气体做等温变化：mgp1＝p0＋＝1.2×105 PaSmgp2＝p0－＝0.8×105 PaS由玻意耳定律得：p1L1S＝p2L2S，解得L2＝15 cm(2)气体做等压变化：T2＝T1＝(273＋27) K＝300 K，L2＝15 cm，L3＝25 cmV2 V3 V3 L3＝，T3＝T2＝T2≈500K＝227 ℃.T2 T3 V2 L23．(气体实验定律的应用)容积为1L的烧瓶，在压强为1.0×105 Pa时，用塞子塞住，此时温6度为27℃；当把它加热到127℃时，塞子被打开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好(塞子塞好时瓶内气体温度仍为127 ℃，压强为1.0×105 Pa)，把－273 ℃视作0 K．求：(1)塞子打开前，烧瓶内的最大压强；(2)最终瓶内剩余气体的质量与原瓶内气体质量的比值．3答案(1)1.33×105 Pa(2)4解析(1)塞子打开前：选瓶中气体为研究对象初态有p1＝1.0×105 Pa，T1＝300 K末态气体压强设为p2，T2＝400 KT2 由查理定律可得p2＝p1≈1.33×105 Pa.T1(2)设瓶内原有气体体积为V，打开塞子后温度为400 K、压强为1.0×105 Pa时气体的气体为V′由玻意耳定律有p2V＝p1V′4可得V′＝V33故瓶内所剩气体的质量与原瓶内气体质量的比值为.44．(理想气体的图象问题)一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，此过程可以用图5中的直线ABC来表示，在A、B、C三个状态上，气体的温度T A、T B、T C相比较，大小关系为()图5A．T B＝T A＝T CB．T A＞T B＞T CC．T B＞T A＝T CD．T B＜T A＝T C答案 CpV 解析由题图中各状态的压强和体积的值得：p A V A＝p C V C＜p B V B，因为＝C，可知T A＝T C＜T B.T7。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体(知识点详解及配套习题)
第二章气体、固体和液体1. 温度和温标 ...................................................................................................................... - 1 -2. 气体的等温变化............................................................................................................. - 11 -3. 气体的等压变化和等容变化......................................................................................... - 20 -4. 固体 ................................................................................................................................ - 37 -5. 液体 ................................................................................................................................ - 45 -章末复习提高...................................................................................................................... - 54 -1. 温度和温标一、状态参量与平衡态1．热力学系统：由大量分子组成的系统。
高中物理 第二章 固体、液体和气体 第六节 气体状态参量学案 粤教版选修3-3-粤教版高中选修3-3
第六节气体状态参量1.知道气体的温度、体积、压强是描述气体状态的状态参量，理解描述状态的三个参量的意义．2.在知道温度物理意义的基础上，知道热力学温度及单位；知道热力学温度与摄氏温度的关系，并会进行换算．3.知道气体的体积及其单位，并理解气体的压强是怎样产生的，能运用分子动理论进行解释；知道气体压强的单位并能进行单位换算；会计算各种情况下气体的压强．一、体积1．定义气体分子所能达到的___________空间，也就是气体充满的容器的___________容积.2．单位：1 m3＝___________103 L＝___________106 mL.气体的体积等于容器的容积，不等于所有气体分子的体积之和．为什么气体分子可以自由移动？提示：由于气体分子间距离较大，分子间除碰撞外，其相互作用可认为是零，所以气体分子可以自由移动．二、温度1．意义温度宏观上表示物体的___________冷热程度，在微观上表示___________分子热运动的激烈程度，是分子___________平均动能的标志．温度高的物体，分子的___________平均动能大，但___________平均速率不一定大．2．两种温标(1)摄氏温标：规定1标准大气压下冰水共存的温度为___________0℃、水的沸点为___________100℃，在0 ℃和100 ℃之间分成100等份，每一等份就是___________1℃，这种表示温度的方法就是___________摄氏温标．摄氏温度用t表示．(2)热力学温标：热力学温标是___________开尔文创立的，把－273.15 ℃作为热力学温标的零点(叫绝对零度)，热力学温度用T表示．热力学温度与摄氏温度的关系是___________T＝t ＋273.15 (K)，可近似表示为T＝___________t＋273 (K)．3．测量：用温度计来测量．4．理想气体的热力学温度T与分子的平均动能ε成___________正比，即___________T＝aε(a为比例常数).三、压强1．意义：大量___________分子频繁地碰撞器壁，气体作用在器壁单位面积上的___________压力就是气体的压强p＝F/S.2．单位：国际单位制中的单位是“___________帕斯卡”，1 Pa＝1 N/m2，常用的单位还有：___________标准大气压(atm)和___________毫米汞柱(mmHg)， 1 atm＝___________1.013×105 Pa＝___________760 mmHg，1 atm相当于___________10 m高水柱产生的压强．3．决定因素：气体的压强与气体分子的___________平均动能和分子的___________密集程度有关．两种温标的比较摄氏温标热力学温标提出者摄尔萨斯和施勒默尔英国物理学家开尔文一个标准大气压下冰水混合物的温－273.15 ℃零度的规定度温度名称摄氏温度热力学温度温度符号t T单位名称摄氏度开尔文单位符号℃K①T＝t＋273.15 K，粗略表示：T＝t＋273 K关系②ΔT＝Δt(多选)关于热力学温度，下列说法中正确的是( )A．－33 ℃＝240 KB．温度每变化1 ℃，也就是温度变化了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(K)[解析] 由热力学温度与摄氏温度的关系：T＝273 K＋t，可知：－33 ℃＝240 K，故A正确；在表示温差时，热力学温度与摄氏温度在数值上是相同的，故B正确；D中初态热力学温度为273 K＋t，末态为273 K＋2t，温度变化t(K)，故D错误；因绝对零度达不到，故热力学温度不可能取负值，故C错误．[答案] AB热力学温标和摄氏温标是温度的两种不同的表示方法，对同一温度来说，用不同的温标表示数值不同，这是因为它们零值的选取不同，但两种温标表示的温差一定相同．1.(多选)关于热力学温标的说法正确的是( )A．1 ℃就是1 KB．摄氏温度改变1 ℃，相应热力学温度改变1 K，两者是等效的C．热力学温度大于摄氏温度D．人体温度37 ℃也可说成310.15 K解析：选BD.由T＝t＋273.15 K知，摄氏温度改变1 ℃，热力学温度就改变1 K．当人体温度为37 ℃时，利用T＝t＋273.15 K，得T＝310.15 K，故答案为B、D.气体压强产生的原因及决定因素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看来，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．决定气体压强大小的因素(1)微观因素①气体分子的密度：气体分子密度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就多．②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视作弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间里器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大．(2)宏观因素①与温度有关：在体积不变的情况下，温度越高，气体的平均动能就越大，气体的压强越大；②与体积有关：在温度不变的情况下，体积越小，气体分子的密度越大，气体的压强越大．命题视角1 气体压强的决定因素有关气体压强，下列说法中正确的是( )A．气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大B．气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大C．气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大D．气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小[解析] 气体的压强与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度；或者说，一是温度，二是体积．平均动能或密集程度增大，都只强调问题的一方面，也就是说，平均动能增大的同时，气体的体积也可能增大，使得分子的密集程度减小，所以压强可能增大，也可能减小．同理，当分子的密集程度增大时，分子的平均动能也可能减小，压强的变化不能确定．综上所述，选项D正确．[答案] D气体的压强在微观定义上是由分子密度和平均动能共同决定的．命题视角2 封闭气体压强的计算在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱．大气压强为p0，各部分尺寸如图所示．求A、B气体的压强．[思路点拨][解析] 法一：受力平衡法选与气体接触的液柱为研究对象．进行受力分析，利用平衡条件求解．求p A：取液柱h1为研究对象，设管的横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力方向向上，因液柱h1静止，则p0S＋ρgh1S＝p A S，得p A＝p0＋ρgh1；求p B：取液柱h2为研究对象，由于h2的下端以下液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考虑，A气体的压强由液体传递后对h2的压力方向向上，B气体压力、液体h2的重力方向向下，液柱受力平衡．则p B S＋ρgh2S＝p A S，得p B＝p0＋ρgh1－ρgh2.法二：取等压面法根据同种液体在同一液面处压强相等，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．求p B时从A气体下端选取等压面，则有p B＋ρgh2＝p A＝p0＋ρgh1，所以p A＝p0＋ρgh1；p B＝p0＋ρg(h1－h2)．[答案] p0＋ρgh1p0＋ρg(h1－h2)(1)封闭气体的压强，不仅与气体的状态变化有关，还与相关的水银柱、活塞、汽缸等物体的受力情况和运动状态有关．解决这类问题的关键是要明确研究对象，分析研究对象的受力情况，再根据运动情况，列研究对象的平衡方程或牛顿第二定律方程，然后解方程，就可求得封闭气体的压强．(2)液体封闭气体的情况①静止或匀速运动系统中压强的计算方法a．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.b．力平衡法：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，由F合＝0列式求气体压强．c．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，即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．(3)活塞汽缸结构封闭气体的情况通常以活塞(汽缸)为研究对象，利用动力学知识求解．若活塞(汽缸)处于平衡状态，求解时列平衡方程即可；若处于加速状态，求解时列牛顿第二定律方程即可．2.下列说法正确的是( )A．气体对器壁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B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D．单位体积的气体分子数增加，气体的压强一定增大解析：选A.根据压强的定义可知A对，B错．气体分子热运动的平均动能减小，说明温度降低，但不能说明压强也一定减小，C错．单位体积的气体分子数增加时，若温度降低，则气体的压强有可能减小，D错．。
固体液体和气体说课稿
固体液体和气体说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的内容是“固体液体和气体”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“固体液体和气体”这一内容是物理学中物质状态的重要部分，它在高中物理教材中起着承上启下的作用。
通过对这部分内容的学习，学生能够更好地理解物质的性质和变化，为后续学习热力学定律等知识奠定基础。
教材首先介绍了固体的分类和特点，包括晶体和非晶体的结构和性质差异。
接着阐述了液体的表面张力现象及其产生的原因，让学生对液体的特性有了更深入的认识。
最后，重点讲解了气体的状态参量、理想气体状态方程以及气体压强的微观解释，使学生从宏观和微观两个角度理解气体的性质。
二、学情分析学生在初中阶段已经对固体、液体和气体有了初步的了解，但对于它们的微观结构和性质的深层次理解还不够。
在这个阶段，学生已经具备了一定的观察能力、逻辑思维能力和数学运算能力，但对于抽象概念的理解和运用还存在一定的困难。
因此，在教学过程中，需要通过实验、多媒体等手段帮助学生直观地感受物理现象，引导他们进行思考和分析。
三、教学目标1、知识与技能目标（1）了解固体的分类，掌握晶体和非晶体的区别。
（2）理解液体的表面张力现象及其产生的原因。
（3）掌握气体的状态参量，理解理想气体状态方程，并能用其解决简单的问题。
（4）了解气体压强的微观解释。
2、过程与方法目标（1）通过观察实验和分析现象，培养学生的观察能力和逻辑思维能力。
（2）通过对理想气体状态方程的推导和应用，培养学生的数学应用能力和推理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对物理现象的探究，激发学生学习物理的兴趣。
（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）晶体和非晶体的区别。
（2）液体的表面张力。
（3）理想气体状态方程。
2、教学难点（1）气体压强的微观解释。
（2）用理想气体状态方程解决实际问题。
高中物理第二章固体液体和气体习题课理想气体状态方程与气体实验定律的应用教学案.doc
习题课 理想气体状态方程与气体实验定律的应用[目标定位] 1.掌握理想气体状态方程，并能利用它分析解决实际问题.2.会巧妙地选择研究对象，使变质量问题转化为一定质量的气体问题.3.理解液柱移动问题的分析方法．一、变质量问题分析变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，使这类问题转化为定质量的气体问题，从而用气体实验定律或理想气体状态方程解决．以常见的两类问题举例说明： 1．打气问题向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题．只要选择球内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量的气体状态变化问题． 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，故抽气过程可看作是气体膨胀的过程．例1 一只两用活塞气筒的原理如图1所示(打气时如图甲所示，抽气时如图乙所示)，其筒内体积为V 0，现将它与另一只容积为V 的容器相连接，容器内的空气压强为p 0，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n 次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为(大气压强为p 0)( )图1A ．np 0，1np 0B.nV 0V p 0，V 0nVp 0C ．(1＋V 0V)np 0，(1＋V 0V)np 0 D ．(1＋nV 0V )p 0，(V V ＋V 0)np 0 答案 D解析 打气时，活塞每推动一次，把体积为V 0，压强为p 0的气体推入容器内，若活塞工作n 次，就是把压强为p 0，体积为nV 0的气体压入容器内，容器内原来有压强为p 0，体积为V 的气体，根据玻意耳定律得：p 0(V ＋nV 0)＝p ′V .所以p ′＝V ＋nV 0V p 0＝(1＋n V 0V)p 0. 抽气时，活塞每拉动一次，把容器中的气体的体积从V 膨胀为V ＋V 0，而容器的气体压强就要减小，活塞推动时，将抽气筒中的V 0气体排出，而再次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V 又膨胀到V ＋V 0，容器内的压强继续减小，根据玻意耳定律得： 第一次抽气p 0V ＝p 1(V ＋V 0)，p 1＝VV ＋V 0p 0.活塞工作n 次，则有：p n ＝(VV ＋V 0)np 0.故正确答案为D.二、液柱移动问题液柱移动问题常使用假设推理法：根据题设条件，假设液柱不动，运用相应的物理规律及有关知识进行严谨的推理，得出正确的答案． 常用推论有两个：(1)查理定律的分比形式：Δp ΔT ＝p T 或Δp ＝ΔTT p .(2)盖·吕萨克定律的分比形式：ΔV ΔT ＝V T 或ΔV ＝ΔTTV .例2 两个容器A 、B ，用截面均匀的水平细玻璃管连通，如图2所示，A 、B 所装气体的温度分别为17 ℃和27 ℃，水银柱在管中央平衡，如果两边温度都升高10 ℃，则水银柱将 ( )图2A ．向右移动B ．向左移动C ．不动D ．条件不足，不能确定答案 A解析 假设水银柱不动，A 、B 气体都做等容变化：由Δp ＝ΔT T p 知Δp ∝1T，因为T A ＜T B ，所以Δp A ＞Δp B ，所以水银柱向右移动．三、理想气体状态方程 1．理想气体的状态方程一定质量的某种理想气体，由初状态(p 1、V 1、T 1)变化到末状态(p 2、V 2、T 2)时，各量满足：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2. 2．气体的三个实验定律是理想气体状态方程的特例 (1)当T 1＝T 2时，p 1V 1＝p 2V 2(玻意耳定律)． (2)当V 1＝V 2时，p 1T 1＝p 2T 2(查理定律)． (3)当p 1＝p 2时，V 1T 1＝V 2T 2(盖·吕萨克定律)． 3．应用理想气体状态方程解题的一般思路(1)确定研究对象(某一部分气体)，明确气体所处系统的力学状态(是否具有加速度)． (2)弄清气体状态的变化过程．(3)确定气体的初、末状态及其状态参量，并注意单位的统一． (4)根据题意，选用适当的气体状态方程求解． (5)分析讨论所得结果的合理性及其物理意义．例3 如图3所示，粗细均匀一端封闭一端开口的U 形玻璃管，当t 1＝31 ℃，大气压强p 0＝76 cmHg 时，两管水银面相平，这时左管被封闭的气柱长L 1＝8 cm ，则当温度t 2是多少时，左管气柱L 2为9 cm?图3答案 78 ℃解析 初状态：p 1＝p 0＝76 cmHg ，V 1＝L 1·S ＝8 cm·S ，T 1＝304 K ；末状态：p 2＝p 0＋2 cmHg ＝78 cmHg ，V 2＝L 2·S ＝9 cm·S ，T 2＝？根据理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2代入数据得：76 cmHg×8 cm·S 304 K ＝78 cmHg×9 cm·ST 2解得：T 2＝351 K ，则t 2＝(351－273) ℃＝78 ℃.例4 如图4甲所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为S ＝2×10－3m 2、质量为m ＝4 kg 、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24 cm ，在活塞的右侧12 cm 处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300 K ，大气压强p 0＝1.0×105Pa.现将气缸竖直放置，如图乙所示，取g ＝10 m/s 2.求：图4(1)活塞与气缸底部之间的距离； (2)加热到675 K 时封闭气体的压强． 答案 (1)20 cm (2)1.5×105Pa 解析 (1)p 1＝p 0＝1×105PaT 1＝300 K ，V 1＝24 cm×S p 2＝p 0＋mgS ＝1.2×105 PaT 1＝T 2，V 2＝HS由p 1V 1＝p 2V 2 解得H ＝20 cm.(2)假设活塞能到达卡环处，则T 3＝675 K ，V 3＝36 cm×S由p 2V 2T 2＝p 3V 3T 3得p 3＝1.5×105Pa>p 2＝1.2×105Pa所以活塞到达卡环处，气体压强为1.5×105Pa.1．(变质量问题)某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5 L ，如图5所示，装入6 L 的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300 cm 3、1 atm 的空气，设整个过程温度保持不变，求：(1)要使贮液筒中空气的压强达到4 atm ，打气筒应打压几次？(2)在贮液筒中空气的压强达到4 atm 时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？图5答案 (1)15 (2)1.5 L解析 (1)设每打一次气，贮液筒内增加的压强为p由玻意耳定律得：1 atm×300 cm 3＝1.5×103cm 3×p ，p ＝0.2 atm 需打气次数n ＝4－10.2＝15(2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V 由玻意耳定律得：4 atm×1.5 L＝1 atm ×VV ＝6 L故还剩药液7.5 L －6 L ＝1.5 L.2．(液柱移动问题)如图6所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h 的水银柱，将管内气体分为两部分．已知l 2＝2l 1.若使两部分气体同时升高相同的温度，管内水银柱将如何移动？(原来温度相同)图6答案 向上移动 解析 (1)假设法假设升温后水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律： 上段：p 2T 2＝p 2′T 2′，所以p 2′＝T 2′T 2p 2.Δp 2＝p 2′－p 2＝⎝⎛⎭⎪⎫T 2′T 2－1p 2＝ΔT 2T 2p 2.同理，下段：Δp 1＝ΔT 1T 1p 1.又因为ΔT 2＝ΔT 1，T 1＝T 2，p 1＝p 2＋h cmHg ＞p 2， 所以Δp 1＞Δp 2，即水银柱向上移动．(2)图象法在同一p －T 图象上画出两段气柱的等容线，如图所示．因在温度相同时，p 1＞p 2，得气柱l 1等容线的斜率较大．当两气柱升高相同的温度ΔT 时，其压强的增量Δp 1＞Δp 2，所以水银柱向上移动．3．(理想气体状态方程)钢筒内装有3 kg 气体，温度是－23 ℃，压强为4 atm ，如果用掉1 kg 后温度升高到27 ℃，求筒内气体压强． 答案 3.2 atm解析 将筒内气体看作理想气体，以2 kg 气体为研究对象，设钢筒的容积为V ， 初状态：p 1＝4 atm ，V 1＝2V3，T 1＝250 K ，末状态：V 2＝V ，T 2＝300 K ， 由理想气体状态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2， 筒内压强：p 2＝p 1V 1T 2V 2T 1＝4×23×300250atm ＝3.2 atm.4．(理想气体状态方程的综合应用)如图7所示，一气缸竖直放置，横截面积S ＝50 cm 2、质量m ＝10 kg 的活塞将一定质量的气体封闭在缸内，气体柱长h 0＝15 cm ，活塞用销子销住，缸内气体的压强p 1＝2.4×105Pa ，温度177 ℃.现拔去活塞销s (不漏气)，不计活塞与气缸壁的摩擦．当活塞速度达到最大时，缸内气体的温度为57 ℃，外界大气压为1.0×105Pa.求：此时气体柱的长度h .图7答案 22 cm解析 当活塞速度达到最大时，活塞受力平衡p 2＝p 0＋mg S ＝(1.0×105＋10×1050×10－4) Pa ＝1.2×105Pa根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 22.4×105×15177＋273＝1.2×105×h57＋273解得h ＝22 cm.题组一 变质量问题1．空气压缩机的储气罐中储有1.0 atm 的空气6.0 L ，现再充入1.0 atm 的空气9.0 L ．设充气过程为等温过程，则充气后储气罐中气体压强为( ) A ．2.5 atm B ．2.0 atm C ．1.5 atm D ．1.0 atm答案 A解析 初状态：p 1＝1.0 atm ，V 1＝(6.0＋9.0) L ＝15.0 L 末状态：p 2，V 2＝6.0 L 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＝2.5 atm ，故A 项正确，B 、C 、D 项均错．2．某自行车轮胎的容积为V ，里面已有压强为p 0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p ，设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同、压强也是p 0的空气的体积为( ) A.p 0pV B.p p 0V C ．(p p 0－1)V D ．(p p 0＋1)V答案 C解析 取充入空气后的轮胎内的空气为研究对象，设充入空气的体积为V ′，则初态p 1＝p 0，V 1＝V ＋V ′；末态p 2＝p ，V 2＝V ，由玻意耳定律可得：p 0(V ＋V ′)＝pV ， 解得：V ′＝(pp 0－1)V ，故选项C 正确．3．容积为20 L 的钢瓶内，贮有压强为1.5×107Pa 的氧气．打开钢瓶的阀门，将氧气分装到容积为5 L 的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的钢瓶和氧气袋中氧气的压强都是1.0×106Pa ，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装 ( ) A ．60袋B ．56袋C ．50袋D ．40袋答案 B解析 设可分装n 袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p 1V ＝p 2V ＋np 2V 0 1．5×107Pa×20 L＝1.0×106Pa×20 L＋n ×1.0×106Pa×5 L， 解得n ＝56，B 选项正确．4．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 cm 3，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几次(设打气过程中空气的温度不变)( ) A ．5次 B ．10次 C ．15次 D ．20次答案 C解析 因为温度不变，可应用玻意耳定律的分态气态方程求解．pV ＋np 1ΔV ＝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. 题组二 液柱移动问题5.两端封闭、内径均匀的直玻璃管水平放置，如图1所示．V 左<V 右，温度均为20 ℃，现将右端空气柱温度降为0 ℃，左端空气柱温度降为10 ℃，则管中水银柱将( )图1A ．不动B ．向左移动C ．向右移动D ．无法确定是否移动答案 C解析 设降温后水银柱不动，则两段空气柱均为等容变化，初始状态左右压强相等，即p 左＝p 右＝p对左端空气柱Δp 左ΔT 左＝p 左T 左，则Δp 左＝ΔT 左T 左p 左＝10293p同理右端空气柱Δp 右＝20293p所以Δp 右>Δp 左，即右侧压强降低得比左侧多，故水银柱向右移动，选项C 正确． 6.如图2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 ( )图2A ．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 答案 A题组三 理想气体状态方程7．一定质量的理想气体，在某一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 1、V 1、T 1，在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p 2、V 2、T 2，下列关系正确的是( ) A ．p 1＝p 2，V 1＝2V 2，T 1＝12T 2B ．p 1＝p 2，V 1＝12V 2，T 1＝2T 2C ．p 1＝2p 2，V 1＝2V 2，T 1＝2T 2D ．p 1＝2p 2，V 1＝V 2，T 1＝2T 2 答案 D解析 由理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2可判断，只有D 项正确． 8．(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p 、V 、T .经过一系列状态变化后，压强仍为p ，则下列过程中可以实现的是( ) A ．先等温膨胀，再等容降温 B ．先等温压缩，再等容降温 C ．先等容升温，再等温压缩 D ．先等容降温，再等温压缩 答案 BD解析 质量一定的理想气体状态无论怎样变化，其pV /T 的值都不改变．A 项中，T 不变，V 增大，则压强p 减小；之后V 不变，T 降低，则压强p 减小；压强降了再降，不可能回到初态压强，A 项不可能实现．B 项中，T 不变，V 减小，则压强p 增大；之后V 不变，T 降低，则压强p 减小；压强先增后减，可能会回到初态压强，即B 项正确．C 项中，V 不变，T 升高，则压强p 增大；之后T 不变，V 减小，则压强p 增大；压强增了再增，末态压强必大于初态压强，C 项不可能实现．D 项中，V 不变，T 降低，则p 减小；之后T 不变，V 减小，则压强p 增大；压强先减后增，末态压强可能等于初态压强，D 项正确．9.一定质量的理想气体，经历了如图3所示的状态变化1→2→3过程，则三个状态的温度之比是( )图3A ．1∶3∶5B ．3∶6∶5C ．3∶2∶1D ．5∶6∶3 答案 B解析 由pV T＝C 得T 1∶T 2∶T 3＝3∶6∶5，故选项B 正确．10．一定质量的理想气体由状态A 变为状态D ，其有关数据如图4甲所示，若气体在状态D 的压强是2×104Pa.图4(1)求状态A 的压强；(2)请在乙图中画出该状态变化过程的p －T 图象，并分别标出A 、B 、C 、D 各个状态． 答案 (1)4×104Pa (2)见解析 解析 (1)根据理想气体状态方程：p A V A T A ＝p D V DT D则p A ＝p D V D T A V A T D ＝2×104×4×2×1021×4×102Pa ＝4×104 Pa. (2)A →B 是等容变化 由查理定律p A T A ＝p BT B得p B ＝T B T A p A ＝8×1022×102×4×104 Pa ＝1.6×105PaB →C 是等温变化由玻意耳定律p B V B ＝p C V C 得p C ＝p B V B V C ＝1.6×105×14Pa ＝4×104 Pa C →D 是等容变化p D ＝2×104 Pa T D ＝4×102 Kp －T 图象及A 、B 、C 、D 各个状态如图所示．题组四 理想气体状态方程的综合应用11.如图5所示，竖直放置在水平面上的气缸，其缸体质量M ＝10 kg ，活塞质量m ＝5 kg ，横截面积S ＝2×10－3 m 2，活塞上部的气缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔a 与外界相通，大气压强p 0＝1.0×105 Pa ，活塞的下端与劲度系数k ＝2×103 N/m 的弹簧相连．当气缸内气体温度为127 ℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L ＝20 cm.求当缸内气体温度升高到多少时，气缸对地面的压力为零．(g 取10 m/s 2，活塞不漏气且与气缸壁无摩擦)图5答案 827 ℃解析 缸内气体初态：V 1＝LS ＝20S ，p 1＝p 0－mg S＝7.5×104 Pa ， T 1＝(273＋127) K ＝400 K.末态：p 2＝p 0＋Mg S ＝1.5×105 Pa.气缸和活塞整体受力平衡：kx ＝(m ＋M )g ，则x ＝(m ＋M )g k＝0.075 m ＝7.5 cm. 缸内气体体积V 2＝(L ＋x )S ＝27.5S ，对缸内气体根据理想气体状态方程有p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，即7.5×104 Pa×20S 400 K ＝1.5×105Pa×27.5S T 2， 解得：T 2＝1 100 K ，即t ＝827 ℃12．如图6甲所示，水平放置的气缸内壁光滑，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，B 左面气缸的容积为V 0，A 、B 之间的容积为0.1V 0.开始时活塞在B 处，缸内气体的压强为0.9p 0(p 0为大气压强)，温度为297 K ，现缓慢加热气缸内的气体，直至达到399.3 K ．求：甲 乙图6(1)活塞刚离开B 处时的温度T B ；(2)缸内气体最后的压强p ；(3)在图乙中画出整个过程的p －V 图象．答案 (1)330 K (2)1.1p 0 (3)见解析图 解析 (1)气缸内的气体初态时p 1＝0.9p 0，V 1＝V 0，T 1＝297 K ．当活塞刚离开B 处时，气体的状态参量p 2＝p 0，V 2＝V 0，T 2＝T B .根据p 1T 1＝p 2T 2，得0.9p 0297＝p 0T B，所以T B ＝330 K. (2)随着温度不断升高，活塞最后停在A 处，此时气体的状态参量p 4＝p ，V 4＝1.1V 0，T 4＝399.3 K ．根据p 1V 1T 1＝p 4V 4T 4，得0.9p 0V 0297＝1.1pV 0399.3，解得p ＝1.1p 0. (3)随着温度的升高，当活塞恰好停在A 处时，气体的状态参量p 3＝p 0，V 3＝1.1V 0，T 3＝T A ，由p 1V 1T 1＝p 3V 3T 3得0.9p 0V 0297＝1.1p 0V 0T A，解得T A ＝363 K ．综上可知，气体在温度由297 K 升高到330 K 过程中，气体做等容变化；由330 K 升高到363 K 过程中，气体做等压变化；由363 K 升高到399.3 K 过程中，气体做等容变化．故整个过程的p －V 图象如图所示．。
高中物理第2章固体液体和气体第6节气体状态参量课件粤教版
重 点 难 点 1.描述气体状态的三个参量(体积、 温度、压强)的意义．(重点) 2.气体压强的有关计算．(重点) 3.气体压强的计算及微观解释．( 难点)
体积和温度
1.基本知识 (1)在研究气体的性质时，可以用气体的 体积 、 温度 、
压强 来描述气体的状态，描述气体状态的物理量称为 气体的 状态参量 ．
(2)体积是气体分子所能达到的 空间 ，也就是气体充满容器 的 容积 ．在国际单位制中，体积的单位是 m3 .
(3)温度是物体内部分子热运动 的 数值表示法 叫温标．
平均动能
的标志．温度
日常生活中常用的温标是 摄氏温标 ，它的单位是 摄氏温
度
，符号是 ℃ .在国际单位制中用 热力学 温标来表示温
度，叫做 热力学温度 ，用符号 T 表示，单位是 开尔文 ，两 种温标的关系为 T＝t＋273.15 K .
压强
1.基本知识 (1)定义 气体作用在器壁 单位面积 (2)单位 在国际单位制中，单位是 帕斯卡 ，符号 Pa . 常用单位有：1 atm＝1.013×105 Pa 1 mmHg＝133 Pa 1 atm＝ 76 cmHg＝ 760 mmHg. 上的压力．
(3)决定因素 ①从微观角度来看：气体的压强与气体分子的 密集 程度和 分子的 平均动能 有关． ②从宏观角度来看： 气体的压强与气体的 体积 和 温度 有关．
教 学 目 标 分 析 教 学 方 案 设 计 课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标
课 后 知 能 检 测
第六节
气体状态参量
(教师用书独具)
●课标要求 1．知道气体的三种状态参量． 2．用分子动理论和统计观点解释气体压强． ●课标解读 1．能够从宏观和微观两个方面理解气体的三个状态参量． 2．能够结合牛顿运动定律来计算封闭气体在平衡或加速时 的压强．
高中物理第2章固体液体和气体第6节气体状态参量课件粤教版选修30
气体压强的微观解释
1．解释 气体压强是大量分子运动的宏观表现，气体的压强就是 大量分子频繁碰撞器壁，器壁单位面积上所受分子碰撞的平均 作用力．
2．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 撞的分子数越多，压强越大；温度高，则分子的平均动能大， 分子运动激烈，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．
4．一支洗净的毛笔浸在水中时，笔毛是松开的；当它 被提出水面后笔毛就聚在一起，这是为什么？
【答案】见解析 [毛笔插入水中后，每根纤维都受各 个方向相同的水的作用力，笔毛相当于只受自身弹力的作用， 故笔毛是松开的，提出水面后，外层的笔毛受水的表面张力作 用，总要使其收缩至最小，因而会收拢在一起．]
一、气体的体积 1．定义 气体分子所能达到的空__间________，也就是气体充满的容 器的容积． 2．单位 国 际 单 位 制 中 ， 体 积 的 单米位3为 ________ ， 符m号3 ： ______，常用的单位还升有__________、毫_升_________，符号分别 为__L______、_m__L_____． 1 L＝10－3 m3＝1 dm3；1 mL＝10－6 m3＝1 cm3．
2．温度的微观解释 (1)物体温度升高时，分子热运动加剧，分子平均动能 增大；反之，物体温度降低时，分子热运动减弱，分子平均动 能减少．物体的每一温度值都对应着一定值的分子热运动的平 均动能值，因此我们说：“温度是物体分子热运动的平均动能 的标志．”
(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统 计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．
高中物理第2章固体、液体和气体第6节气体状态参量课后提能训练粤教版选修3-3
第6节气体状态参量一、选择题：在每小题给出的四个选项中,第1～4题只有一项符合题目要求，第5～9题有多项符合题目要求．1．（2018年潍坊名校联考）下面有关理想气体的说法不正确的是（)A．分子本身的大小可忽略B．一定质量的理想气体,内能只与温度有关C．能严格遵守气体实验定律的气体D．实际气体都可视为理想气体【答案】D ［理想气体是分子体积与气体分子之间的平均距离相比可以忽略不计,将分子看成了只有质量的点,故A正确；理想气体分子间距离很大，分子间作用力可忽略不计，即不计分子势能，所以理想气体的内能是分子动能之和，而温度是分子平均动能的标志，所以一定质量的理想气体,内能只与温度有关，故B正确;能严格遵守气体实验定律的气体肯定属于理想气体，C正确；实际气体只有在温度不太低，压强不太大情况下可看成理想气体,D错误．］2．关于热力学温标和摄氏温标（）A．热力学温标中的每1 K与摄氏温标中每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 K【答案】A ［热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计数方式，但仅是起点不同，热力学温标中变化1 K与摄氏温标中变化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 K，D选项错误，故选A．]3．（2018年淮北期中)如图所示，一端封闭、一端开口的U形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a、b两部分气体，若保持a部分气体温度不变，使b部分气体温度缓慢升高，则（）A．a的体积和压强不变；b的体积变大，压强不变B．a的体积变小,压强变大；b的体积变大，压强变小C．a的体积变小，压强变大;b的体积变大，压强不变D．a和b的体积都变大，压强都变小【答案】A ［根据p b＝p0＋ρgh1＝p a＋ρgh2,水银柱高度不变，所以a、b两部分压强均不变．a部分气体温度不变，使b部分气体温度缓慢升高，根据理想气体状态方程错误!＝C可知，a部分体积不变，b部分体积增大．则A正确,B、C、D错误．］4．下列说法正确的是（）A．气体对器壁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B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量C．气体分子热运动的平均动能减小，气体的压强一定减小D．单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大【答案】A ［根据压强的定义可判断A正确、B错误;气体分子的平均动能减小，只说明每一次平均撞击力的减小，但如果分子密度增大，撞击次数增多，也有可能使压强整体上表现为增大,C错误；单位体积的气体分子数增加，但如果温度降低,就有可能使气体压强减小，D错误．]5．关于温度的概念,下列说法正确的是（）A．某物体的温度为0 ℃，则其中每个分子的温度为0 ℃B．温度是物体分子热运动的平均速率的标志C．温度是物体分子热运动平均动能的标志D．热量可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时,两物体温度相等【答案】CD ［温度是物体分子平均动能的标志，每个分子的速率一般是不相同的，所以每个分子的动能不一定等于平均动能，同时，热量会自发地从高温物体传递到低温物体．］6．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子运动理论观点来分析，这是因为（)A．气体分子的平均动能增大B．单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多C．气体分子数增加D．气体的分子数密度加大【答案】BD [一定质量的气体等温压缩,分子的平均动能不变,气体分子的总数不变，故A、C错，气体压强增大是因为气体分子数密度加大，使单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多，故B、D正确．］7．关于大气压强，下列叙述正确的是（)A．大气压强是由于地球对大气的吸引而产生的B．大气压强在一定海拔高度内随高度的增加而有规律地减小C．大气压强总是竖直向下的D．大气压强完全由大气的温度决定,与高度无关【答案】AB ［大气压强是由于地球周围空气受到地球的引力而产生的,即空气和地球间的万有引力作用于地球表面而产生的大气压，所以大气压随高度的增大而减小是正确的，选项A、B正确,D不正确．又因为空气产生的压强对在同一位置浸没的物体向各个方向有压强且相等，所以C不正确．］8．下面是某地区1~7月份气温与气压的对照表A．空气分子无规则热运动加剧B．空气分子无规则热运动减弱C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对地面的撞击次数减少了【答案】AD [由表可知7月份比1月份气温高了，空气分子无规则热运动加剧，A 对，B错;7月份比1月份大气压强小了而分子的平均动能大了,平均每个分子对地面的冲力大了,所以单位时间内空气分子对地面的撞击次数必然减小，才能使大气压强减小,故C 错，D对．]9．甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器气体的压强分别为p甲、p乙且p甲〈p乙，则（）A．甲容器中气体的温度高于乙容器中气体的温度B．甲容器中气体的温度低于乙容器中气体的温度C．甲容器中气体分子的平均动能小于乙容器中气体分子的平均动能D．甲容器中气体分子的平均动能大于乙容器中气体分子的平均动能【答案】BC [质量相等的同种气体装在相同容器中，说明两种气体的体积相同，则两种气体分子的密集程度相同,由于p甲<p乙，一定是乙容器中分子热运动比甲容器中气体分子热运动剧烈，则乙容器中气体的温度高于甲容器中气体的温度，所以B正确，A错误．由于乙容器中气体的温度高于甲容器中气体的温度，则乙容器中气体分子的平均动能大于甲容器中气体分子的平均动能，所以C正确，D错误．］二、非选择题10．（2018年天津名校期末）如图所示是医院给病人输液的示意图，假设药液瓶挂在高处的位置不变，则在输液过程中a、b两处气体的压强的变化是：a处气体的压强______，b处气体的压强______，药液进入人体的速度______．（填“变小”“变大"或“不变"）【答案】变大不变不变解析：a部分气体压强与液体产生的压强之和等于大气压,液面下降，液体产生的压强减小，故a处气体的压强变大；b处压强为大气压与输液管中液体产生的压强之和，保持不变，所以在输液完成前b处压强不变；当输液瓶的悬挂高度与输液软管的内径确定时，由于A管上端处的压强与人体血管中的压强都保持不变，故B管中的气体的压强也不变，所以药液滴注的速度是恒定不变的．11．如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分,K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。
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第6节气体状态参量
1．关于热力学温标与摄氏温标的说法正确的是
( ) A．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了283 K
B．摄氏温度升高了10 ℃，则热力学温度升高了10 K
C．随着科学技术的进步，绝对零度是可以达到的
D．摄氏温标的零度与热力学温标的零度相同
【解析】摄氏温标与热力学温标的零点不同，但温差是相同的，绝对零度是低温的极限，永远也达不到，故A、C、D错误．B正确．
【答案】 B
2．封闭在容器中的气体的压强( )
A．是由气体重力产生的
B．是由气体分子间相互作用(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
【解析】大气压强是由空气重力产生的，容器中气体压强是由大量分子频繁碰撞器壁产生的，A、B错，C对．当容器自由下落时，气体分子的频繁碰撞没有变化，压强不变，D 错．
【答案】 C
3．某同学觉得一只气球体积比较小，于是他用打气筒给气球继续充气．据有关资料介绍，随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，假设充气过程气球内部气体的温度保持不变，且外界大气压强也不变，则充气气球内部气体( ) A．压强增大B．单位体积内分子数增多
C．单位体积内分子数减少D．分子的平均动能增大
【解析】随着气球体积的增大，气球膜的张力所产生的压强逐渐减小，充气气球内部气体的压强减小，故选项A是错误的．温度不变，分子平均动能不变，压强减小，所以单位体积内分子数减少，故选项B、D是错误的，选项C是正确的．
【答案】 C
4．在冬季，剩有半瓶热水的暖瓶经过一个夜晚后，瓶口的软木塞不易拔出，出现这种现象的主要原因是( )
A．软木塞受潮膨胀
B．瓶口因温度降低而收缩变小
C ．白天气温升高，大气压强变大
D ．瓶内气体因温度降低而压强减小
【解析】 瓶内气体压强小于外界大气压强，故软木塞不易拔出，D 正确．
【答案】 D
5．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，其原因是，当火罐内的气体( )
A ．温度不变时，体积减小，压强增大
B ．体积不变时，温度降低，压强减小
C ．压强不变时，温度降低，体积减小
D ．质量不变时，压强增大，体积减小
【解析】 火罐“吸”在皮肤上之后，火罐内气体的体积不变，当罐内气体温度降低后，分子平均动能减小，分子对器壁的碰撞作用力减小，从而使气体压强减小，外面的大气压便将火罐紧紧地压在了皮肤上．
【答案】 B
6．将H 2、N 2、O 2三种气体分别放入不同容器中，使它们的温度、密度相同，则其压强p 大小的关系符合(原子质量：H ：1、N ：14、O ：16)( )
A ．p (H 2)>p (O 2)>p (N 2)
B ．p (O 2)>p (N 2)>p (H 2)
C ．p (H 2)>p (N 2)>p (O 2)
D ．p (N 2)>p (O 2)>p (H 2)
【解析】 气体的压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的，从微观角度考虑，气体压强的大小由两个因素决定：一是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度(即单位体积内分子的个数)．将H 2、N 2、O 2三种气体分别放入不同的容器中，由于它们的温度相同，所以它们分子热运动的平均动能相同，而它们压强的大小是由分子的密集程度决定的，分子越密集，气体的压强就越大．它们的密度相同，即单位体积内气体的质量m 相同，由于不同气体的摩尔质量M 不同，所以，单位体积内气体的物质的量n 也就不同．由n ＝m M
可知，由于M (O 2)>M (N 2)>M (H 2)，所以有n (O 2)<n (N 2)<n (H 2)，p (O 2)<p (N 2)<p (H 2)．
【答案】 C
7．如图2610所示，密闭汽缸内装有某种气体，则气体对缸内壁A 、B 两点产生的压强分别为p A 、p B ，若在完全失重状态下，气体对汽缸内壁两点的压强为p A ′、p B ′则( )
图2610
A ．p A >p
B ，p A ′>p B ′
B ．p A <p B ，p A ′＝p B ′
C ．p A ＝p B ，p A ′＝p B ′
D ．无法确定
【解析】 密封容器内气体压强由分子的平均动能和分子数密度决定与容器的运动状态无关．
【答案】 C
8．如图2611所示，竖直放置的长直汽缸内密封有一定质量的气体，质量不能忽略的活塞可在缸内无摩擦地滑动，活塞上方与大气相通，整个系统处于平衡状态，大气压强不变．现使缸内气体的温度缓慢升高ΔT ，则系统再次达到平衡状态时( )
图2611
A ．活塞位置没有改变，缸内气体压强不变
B ．活塞位置没有改变，缸内气体压强增大
C ．活塞向上移动一些，缸内气体压强不变
D ．活塞向上移动一些，缸内气体压强增大
【解析】 设活塞的质量为m ，大气压强为p 0，活塞面积为S ，分析活塞受力，由平衡条件可求出：p ＝p 0＋mg S .当温度升高后，活塞再次平衡时，缸内压强不变；但温度升高，使缸内气体分子无规则运动加剧，要使压强不变，缸内气体单位体积内的分子数必减少，气体的体积增大，活塞向上移动一些，所以只有C 项正确．
【答案】 C
9．如图2612所示，一横截面积为S 的圆柱形容器竖直放置，圆板A 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p 0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强为( )
图2612
A ．p 0＋Mg cos θ/S
B ．p 0/S ＋Mg cos θ/S
C ．p 0＋Mg cos 2 θ/S
D ．p 0＋Mg /S
【解析】 以圆板为研究对象，如图所示，竖直方向受力平衡
p A S ′cos θ＝p 0S ＋Mg ，
S ′＝S /cos θ
所以p A S
cos θ
·cos θ＝p 0S ＋Mg 所以p A ＝p 0＋Mg /S
故此题应选D 选项．
【答案】 D
10.有一压力锅，锅盖上的出气孔截面积约为7.0×10－6m2，压力阀重为0.7 N．使用该压力锅煮水，根据下列水的沸点与气压关系的表格，分析可知压力锅内的最高水温约为(大气压强为1.01×105 Pa)( )
图2613
C．122 ℃D．124 ℃
【解析】当高压锅的压力阀刚好被顶起时锅内压强最大，温度最高，p m＝p0＋mg S
＝
2.01×105 Pa，由列表知此时锅内温度为122 ℃，故选C.
【答案】 C
11.(双选)如图2614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支管有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是( )
图2614
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 cos θ
C．B管内水银面比管外水银面低h cos θ
D．管内封闭气体的压强比大气压强小h cos θ汞柱
【解析】本题考查气体压强的确定．A管内水银柱产生的压强为h cos θ汞柱，因而其封闭气体的压强为p0－h cos θ汞柱，即封闭的气体压强比大气压强小h cos θ汞柱，故D项正确；而B管外水银面的压强为大气压强p0，封闭气体的压强与B管中水银柱产生的压强之和为大气压强p0，因而B管内水银柱的高度为h cos θ，比管外水银面高h cos θ，故B项正确．对压强的计算应用液柱对应的竖直高度．
【答案】BD
12.在竖直放置的U形管内密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱，大气压强为p0，各部分长度如图2615所示，求A、B气体的压强．
图2615
【解析】选与气体接触的液柱为研究对象．进行受力分析，利用平衡条件求解．
求p A：取液柱h1为研究对象，设管横截面积为S，大气压力和液柱重力方向向下，A气体产生的压力方向向上，液柱h1静止，则p0S＋ρgh1S＝p A S得：p A＝p0＋ρgh1.
求p B：取液柱h2为研究对象，由于h2的下端以下液体的对称性，下端液体产生的压强可以不予考虑，A气体压强由液体传递后对h2的压力方向向上，B气体压力、液体h2重力方向向下，液柱受力平衡，则p B S＋ρgh2S＝p A S得得p B＝p0＋ρgh1－ρgh2.
【答案】p A＝p0＋ρgh1p B＝p0＋ρgh1－ρgh2。