202X年高考物理一轮总复习第2章第3节气体实验定律及状态方程的应用课件鲁科版选修3_3

1、热点突破热点突破：气体实验定律及状态方程气体实验定律及状态方程的应用的应用 1.热点透析热点透析 2.典例剖析典例剖析 3.规律方法规律方法 4.跟踪训练跟踪训练选修选修3-3 3-3 热学热学 5.真题演练真题演练一、热点透析一、热点透析1.热点透析热点透析1.理想气体理想气体(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体气体理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型，实际上不存在；存在；实际气体特别是那些不易液化的气体在压强不太大，温度不太实际气体特别是那些不易液化的

2、气体在压强不太大，温度不太低时都可当做理想气体来处理低时都可当做理想气体来处理(2)一定质量的理想气体状态方程：一定质量的理想气体状态方程： 2三个实验定律比较三个实验定律比较易错辨析易错辨析解答气体问题的基本思路解答气体问题的基本思路 理想气体实验定律的微观解释理想气体实验定律的微观解释1等温变化等温变化一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定。在一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定。在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强增大。增大。2等容变化等容变化一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度

3、保持不变一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大。压强增大。3等压变化等压变化一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不体的体积同时增大，使分子的密集程度减小，才能保持压强不变。变。二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例3】 2014新课标全国卷新课标全国卷，33(2)一定质量的理想气体被活一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱

4、形气缸内。气缸壁导热良好，活塞可沿塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内。气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p，活塞下表面相对于，活塞下表面相对于气缸底部的高度为气缸底部的高度为h，外界的温度为，外界的温度为T0。现取质量为。现取质量为m的沙子缓慢的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4。若此后外界。若此后外界的温度变为的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为压强始终保持不变，重力加速度大

5、小为g。转解析转解析hh/4转原题转原题(1)活塞下推前活塞下推前,下部封闭气体的下部封闭气体的p、T、V各怎样？各怎样？审题审题设疑设疑(2)活塞下推后活塞下推后,下部封闭气体的状态量又如何？其中下部封闭气体的状态量又如何？其中与下部封闭气柱长度有关联的有哪些量？与其压强与下部封闭气柱长度有关联的有哪些量？与其压强有关联的有哪些量？有关联的有哪些量？【备选备选】如图如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置管竖直放置.玻璃管的下部封有长玻璃管的下部封有长l125.0 cm的空的空气柱气柱,中间有一段长中间有一段长l225.0 cm的水银柱的水银柱,上部空气上

6、部空气柱的长度柱的长度l340.0 cm.已知大气压强为已知大气压强为p075.0 cmHg.现将一活塞现将一活塞(图中未画出图中未画出)从玻璃管开口处缓从玻璃管开口处缓缓往下推缓往下推,使管下部空气柱长度变为使管下部空气柱长度变为l120.0 cm.假假设活塞下推过程中没有漏气设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离求活塞下推的距离.(3)下部封闭气体在状态变化过程中，遵从什么物理下部封闭气体在状态变化过程中，遵从什么物理规律？规律？转解析转解析转转 原题原题三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法分析气体状态变化问题的三个要点分析气体状态变化问题的三个要点 规律方法规律方法(1)阶段

7、性：弄清一个物理过程分为哪几个阶段阶段性：弄清一个物理过程分为哪几个阶段(2)联系性：找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的联系性：找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的.(3)规律性：明确哪个阶段应遵循什么实验定律规律性：明确哪个阶段应遵循什么实验定律 【变式训练变式训练3】2015海南单科，海南单科，15(2)如图示如图示,一底面积为一底面积为S，内壁光滑的圆柱形容器竖直放置，内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上在水平地面上,开口向上开口向上,内有两个质量均为内有两个质量均为m的的相同活塞相同活塞A和和B；在；在A与与B之间、之间、B与容器底面之与容器底面之间分别封有一定量的同样的

8、理想气体间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体平衡时体积均为积均为V。已知容器内气体温度始终不变。已知容器内气体温度始终不变,重力加重力加速度大小为速度大小为g，外界大气压强为，外界大气压强为p0。现假设活塞。现假设活塞B发生缓慢漏气，致使发生缓慢漏气，致使B最终与容器底面接触。求最终与容器底面接触。求活塞活塞A移动的距离。移动的距离。转解析转解析转转 原题原题四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练【跟踪训练跟踪训练】(多选多选)封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果封闭在气缸内一定质量的理想气体，如果保持气体体积不变保持气体体积不变,当温度升高时当温度升高时,以下说法正确的是以下说法

9、正确的是()A气体的密度增大气体的密度增大B气体的压强增大气体的压强增大C气体分子的平均动能减小气体分子的平均动能减小D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析解析由理想气体状态方程可知，当体积不变时，由理想气体状态方程可知，当体积不变时，p/T常数，常数，T升高时，压强增大，升高时，压强增大，B正确；由于质量不变，体积不变，分子密正确；由于质量不变，体积不变，分子密度不变，而温度升高，分子的平均动能增大，所以单位时间内气度不变，而温度升高，分子的平均动能增大，所以单位时间内气体分子对单位面积容器壁撞击次数增多，体分子对单位面积容器壁撞击次数增多，D对，对，

10、A、C错。错。答案答案BD解析显隐解析显隐【跟踪训练跟踪训练】(多选多选)下列关于分下列关于分子运动和热现象的说法正确的是子运动和热现象的说法正确的是()A一定量一定量100 的水变成的水变成100 的水蒸气，其分子之间的势能增的水蒸气，其分子之间的势能增加加B对于一定量的气体，如果压对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热从外界吸热C如果气体分子总数不变，而如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大动能增大，因此压强必然增大D一定量气体的内能等于其所一定量气体的内能等于其所有分子

11、热运动动能和分子之间势有分子热运动动能和分子之间势能的总和能的总和E如果气体温度升高，那么所如果气体温度升高，那么所有分子的运动速率都增大有分子的运动速率都增大解析解析一定量一定量100 的水变成的水变成100 的的水蒸气，需吸收一定热量，其内能增水蒸气，需吸收一定热量，其内能增加，而分子个数、温度均未变，表明加，而分子个数、温度均未变，表明其分子势能增加，其分子势能增加，A对；气体的压强对；气体的压强与气体分子密度和分子的平均速率有与气体分子密度和分子的平均速率有关，整体的体积增大，气体分子密度关，整体的体积增大，气体分子密度减小，要保证其压强不变，气体分子减小，要保证其压强不变，气体分子的

12、平均速率要增大，即要吸收热量，的平均速率要增大，即要吸收热量，升高温度，升高温度，B对；对于一定量的气体对；对于一定量的气体，温度升高，分子的平均速率变大，温度升高，分子的平均速率变大，但若气体体积增加得更多，气体的压但若气体体积增加得更多，气体的压强可能会降低，强可能会降低，C错；根据内能的定错；根据内能的定义可知，义可知，D对；气体温度升高，分子对；气体温度升高，分子运动的平均速率肯定会增大，但并不运动的平均速率肯定会增大，但并不是所有分子的运动速率都增大，是所有分子的运动速率都增大，E错错。答案答案ABD解析显隐解析显隐【跟踪训练跟踪训练】 一活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，一活塞

13、将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，初始时气体体积为初始时气体体积为3.0103 m3.用用DIS实验系统测得此时气体实验系统测得此时气体的温度和压强分别为的温度和压强分别为300 K和和1.0105 Pa.推动活塞压缩气体，推动活塞压缩气体，稳定后测得气体的温度和压强分别为稳定后测得气体的温度和压强分别为320 K和和1.6105 Pa.(1)求此时气体的体积求此时气体的体积(2)保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强保持温度不变，缓慢改变作用在活塞上的力，使气体压强变为变为8.0104 Pa，求此时气体的体积，求此时气体的体积 P3、V3、T3P1V1T1P2V2T2转转 解析解

14、析转原题转原题【跟踪训练跟踪训练】如图示，气缸长如图示，气缸长L1 m，固定在水平面上，气缸中，固定在水平面上，气缸中有横截面积有横截面积S100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度当温度t27 ，大气压强，大气压强p01105 Pa时，气柱长时，气柱长L00.4 m。现。现缓慢拉动活塞，拉力最大值缓慢拉动活塞，拉力最大值F500 N。(1)温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？(2)要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏度？要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少为多少摄氏度？转解析转解析转原题转原题五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练【真题真题】 (2012课标全国卷课标全国卷)如图所示，如图所示，由由U形管和细管连接的玻璃泡形管和细管连接的玻璃泡A、B和和C浸泡在温度均在浸泡在温度均在0 的水槽中，的水槽中，B的容积的容积是是A的的3倍阀门倍阀门S将将A和和B两部分隔两部分隔开开A内为真空，内为真空，B和和C内都充有气内都充有气体体U形管内左边水银柱比右边的低形管内左边水银柱比右边的低60 mm.打开阀门打开阀门S，整个系统稳定后，整个系统稳定后，U形形管内左右水银柱高度相等，假设管内左右水银柱高度相