【步步高】（新课标）2021-2021学年高中物理 8.1 气体的等温变化学案 新人教版选修3-3.doc

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1、8.1 气体的等温变化学习目标定位 1.知道什么是等温变化.2.掌握玻意耳定律的内容，并能应用公式解决实际问题.3.理解等温变化的pV图象和p图象1在热学中，常用压强、温度、体积来描述气体的状态，这些物理量叫做气体的状态参量2压强公式：p.3温度是分子热运动平均动能的标志温度越高，分子平均动能越大一、等温变化一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积发生的变化叫等温变化二、玻意耳定律1内容：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2公式：pVC或者p1V1p2V2.三、气体等温变化的pV图象一定质量的气体等温变化的pV图象的形状为双曲线一定质量的气体，不同温度下的等温线

2、是不同(填“相同”或“不同”)的.一、封闭气体压强的计算 问题设计图1在图1中，C、D两处液面水平且等高，液体密度为，其他条件已标于图上，试求封闭气体A的压强答案同一水平液面C、D处压强相同，气体A的压强与液面C处压强相同，可得pAp0gh.要点提炼封闭气体压强的计算方法主要有：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气体压强2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列式求气体压强二、玻意耳定律要点提炼1成立条件玻意耳定律p1V1p2V2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

3、义p1V1p2V2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(填“大”或“小”)3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是哪部分封闭气体，注意其质量和温度应不变(2)明确状态质量，找准所研究气体初、末状态的p、V值(3)根据玻意耳定律列方程求解注意：用p1V1p2V2解题时只要同一物理量使用同一单位即可，不必(填“一定”或“不必”)转化成国际单位制中的单位三、pV图象要点提炼图21.pV图象：一定质量的气体，其pV图象(等温线)是双曲线，双曲线上的每一个点均表示气体在该温度下的一个状态，双曲线上的一段表示等温变化的一个过程

4、而且同一条等温线上每个点对应的p、V坐标的乘积是相等的一定质量的气体在不同温度下的等温线是不同的双曲线，且pV乘积越大，温度就越高，图2中T2T1.图32.p图象：一定质量气体的等温变化过程，也可以用p图象来表示，如图3所示等温线是过原点的倾斜直线，由于气体的体积不能无穷大，所以原点附近等温线应用虚线表示，该直线的斜率kpV，故斜率越大，温度越高，图中T2T1.一、封闭气体压强的计算图4例1如图4所示，活塞的质量为m，汽缸缸套的质量为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()App0mg/SBpp0(Mm)g/SC

5、pp0Mg/SDpmg/S解析对汽缸缸套进行受力分析，如图所示由平衡条件可得：p0SMgpS所以pp0故C项正确答案C二、玻意耳定律的应用图5例2如图5所示，一粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭长l120 cm气柱，两管中水银面等高现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h10 cm.环境温度不变，大气压强p075 cmHg，求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)解析设U形管横截面积为S，则初始状态左端封闭气柱体积可记为V1l1S，由两管中水银面等高，可知初始状态其压强为p0.当右管水银面高出左管10 cm时，左管水银面下

6、降5 cm，气柱长度增加5 cm，此时气柱体积可记为V2(l15 cm)S，右管低压舱内的压强记为p，则左管气柱压强p2p10 cmHg，根据玻意耳定律得：p0V1p2V2即p0l1S(p10 cmHg)(l15 cm)S代入数据，解得：p50 cmHg.答案50 cmHg三、pV图象图6例3如图6所示，是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A一直保持不变B一直增大C先减小后增大D先增大后减小解析由题图可知，pAVApBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态A到状态

7、B，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小答案D图71(封闭气体压强的计算)如图7所示，一圆筒形汽缸静置于地面上，汽缸的质量为M，活塞(连同手柄)的质量为m，汽缸内部的横截面积为S，大气压强为p0.现用手握住活塞手柄缓慢向上提，不计汽缸内气体的质量及活塞与汽缸壁间的摩擦，若汽缸刚提离地面时汽缸内气体的压强为p，手对活塞手柄竖直向上的作用力为F，则()App0，FmgBpp0，Fp0S(mM)gCpp0，F(mM)gDpp0，FMg答案C解析对整体有F(Mm)g；对汽缸有MgpSp0S，pp0，选C.图82(玻意耳定律)如图8所示，两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中，管中有一段用水银

8、柱h1封闭的一定质量的气体，这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2，若保持环境温度不变，当外界压强增大时，下列分析正确的是()Ah2变长Bh2变短Ch1上升Dh1下降答案D解析被封闭气体的压强pp0ph1p0ph2，故h1h2.随着大气压强的增大，被封闭气体压强也增大，由玻意耳定律知气体的体积减小，气柱长度变短，但h1、h2长度不变，故h1下降，D项正确图93(pV图象的考查)如图9所示，DABC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()ADA是一个等温过程BAB是一个等温过程CA与B的状态参量相同DBC体积减小，压强减小，温度不变答案A解析DA是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，AB的过程中不变，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；BC是一个等温过程，V增大，p减小，D错6