2019高中物理 第八章 气体章末复习课学案 新人教版选修3-3

1、第八章气体章末复习课【知识体系】答案填写标志t273.15K碰撞密集程度温度原点体积直线压强理想气体主题1气体的实验定律1玻意耳定律(1)条件：质量不变，温度不变1p2V1(2)公式：C或12.T1T2TV1T1T2pV(2)公式：pVC或p1V1p2V2或12.2查理定律(1)条件：质量不变，体积不变pppT3盖吕萨克定律(1)条件：质量不变，压强不变VV(2)公式：C或2.4使用步骤：(1)确定研究对象，并判断是否满足某个实验定律条件；(2)确定初末状态及状态参量；(3)根据实验定律列方程求解(注意单位统一)；(4)注意分析隐含条件，做出必要的判断和说明【例1】（2016全国卷）一氧气瓶的

2、容积为0.08m3，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0.36m3.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，则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（两个大气压）时，体积为V2，根据玻意耳定律得p1V1p2V2重新充气前，用去的氧气在p2压强下的体积为V3V2V1设用去的氧气在p0（1个大气压）压强下的体积为V0，则有p2V3p0V0V设实验室每天用去的氧气在p0下的体积为V，则氧气可用的天数为N0V联立式，并代入数据得N4（天）.答案：4天针对训练1.如图所示为一种减震

3、垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V0，压强为p0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V时气泡与物品接触面的面积为S，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力2答案：p0STp1V1p2V2T1T2解析：设压力为F，压缩后气体压强为p，由p0V0pV和FpS，V0解得FVp0S.V0V主题2理想气体状态方程1条件：理想气体pV2公式：C或.3步骤：(1)确定研究对象，是否质量不变；(2)确定初末状态及状态参量；(3)根据理想气体方程求解(注意单位统一)；(4)注意分析隐含条件(变质量问题转化为定质量问题)，做出必

4、要的判断和说明【例2】(2014上海卷)如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中当温度为280K时，被封闭的气柱长L22cm，两边水银柱高度差h16cm，大气压强p076cmHg.(1)为使左端水银面下降3cm，封闭气体温度应变为多少？(2)封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？解析：(1)初态压强p1(7616)cmHg60cmHg.末态时左右水银面高度差为(1623)cm10cm，3p1V1p2V2T1T2解得T2p2V2T16625p1V16022压强p2(7610)cmHg66cmHg.

5、由理想气体状态方程：，280K350K.(2)设加入的水银高度为l，末态时左右水银面高度差h(1622)l.由玻意耳定律：p1V1p3V3.式中p376(20l)，解得：l10cm.答案：(1)350K(2)10cm针对训练2.如图，气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开，活塞与气缸光滑接触初始时两侧气体均处于平衡态，体积之比V1V212，温度之比T1T225.先保持右侧气体温度不变，升高左侧气体温度，使两侧气体体积相同；然后使活塞导热，两侧气体最后达到平衡，求：解得k22.pV1pV1kT1T1pVpV2T2T2解得V1V2kT144(1)两侧气体体积相同时，左侧气体的温度与初始温度之比；(2)最后

6、两侧气体的体积之比解析：(1)设初始时压强为p.左侧气体满足：pV1pV，T1kT1右侧气体满足：pV2pV.VV(2)活塞导热达到平衡左侧气体满足：，右侧气体满足：，平衡时T1T2，T52.5答案：(1)2(2)4主题3气体的图象问题【例3】(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在气缸中，现用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢地向右移动一段距离，由状态变化到状态.如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度气体从状态变化到状态.下列图象中可以表示此过程的是()解析：由题意知，由状态变化到状态的过程中，温度保持不变，体积增大，根据pVTppC可知压强减小对A图象

7、进行分析，V图象是双曲线即等温线，且由到体积增大，压强减小，故A正确对B图象进行分析，V图象是直线，温度会发生变化，故B错误对C图象进行分析，可知温度不变，但体积减小，故C错误对D图象进行分析，可知温度不变，压强减小，体积增大，故D正确答案：AD针对训练3.(多选)一定质量的理想气体经过如图所示的一系列过程，下列说法中正确的是()Aab过程中，气体体积增大，压强减小Bbc过程中，气体压强不变，体积增大Cca过程中，气体压强增大，体积变小Dca过程中，气体内能增大，体积不变答案：AD统揽考情气体是高考的必考部分，这也说明本章在高考中所占比重比较大本章习题在新课标高考中多以计算题的形式出现，而且是

8、必考的一类题考查内容：气体实验定律和理想气体状5p与气泡半径r之间的关系为p2解析：（1）由公式p，得pPa28Pa，r1态方程，还要涉及压强计算和压强的微观表示方法真题例析（2016全国卷）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r，其中0.070N/m.现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升.已知大气压强p01.0105Pa，水的密度1.0103kg/m3，重力加速度大小g10m/s2.（1）求在水下10m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.2r20.0705103水下10m处气泡的压

9、强差是28Pa.（2）忽略水温随水深的变化，所以在水深10m处和在接近水面时气泡内温度相同.由玻意耳定律得p1V1p2V241其中，V13r34V23r32由于气泡内外的压强差远小于水压，气泡内压强可近似等于对应位置处的水压，所以有p1p0gh12105Pa2p0p2p0将带入得，44122p03r3p03r3，r3气泡的半径与其原来半径之比的近似值221.3.（答案：1）28Pa（2）1.3针对训练（2015全国卷）如图所示，一固定的竖直气缸有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m12.50kg，横截面积为S180.0cm2，小活塞的质量为m21.50kg，横截

10、面积为S240.0cm2；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为l40.0cm，气缸外大气压强为p1.00105Pa，温度为T303K.初始时大活塞与大圆筒6l底部相距2，两活塞间封闭气体的温度为T1495K，现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，求：T1T2T2T（1）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，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）大小活塞缓慢下降过程，活塞外表受力情况不变，气缸内压强不变，气缸内气体为等压变化.L初始状态：V12（S1S2），T1495K；末状态：V2LS

11、2.VV由盖吕萨克定律：12代入数值可得：T2330K.（2）对大小活塞受力分析则有m1gm2gpS1p1S2pS2p1S1，可得p11.1105Pa，缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，气体体积不变，为等容变化.初状态：p11.1105Pa，T2330K，末状态：T303K，pp由查理定律12，得p21.01105Pa.（答案：1）330K（2）1.01105Pa1.如图，竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内气体()7由查理定理：，则：p2T2，p121则压强差：pp2p1p1p11p1.22T答案：1p12TA压强增大，体积增大B压强增大，体积减小C压强减小

12、，体积增大D压强减小，体积减小解析：初始时，水银处于静止状态，受到的重力和封闭气体的压力之和与外界大气压力等大反向；当试管自由下落时，管中水银也处于完全失重状态，加速度为g竖直向下，所以封闭气体的压强与外界大气压等大；由此可知封闭气体的压强增大，根据理想气体状态方程可知，气体的体积减小，B项正确答案：B2(2015江苏卷)给某包装袋充入氮气后密封，在室温下，袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时，气体的体积变为0.45L请通过计算判断该包装袋是否漏气解析：将包装袋压缩到压强为2个标准大气压温度不变：初状态：p11atm，V11L；末状态：p12atm.由玻

13、意耳定律：p1V1p2V2，解得：V20.5L0.45L.则会漏气答案：会漏气3(2015重庆卷)北方某地的冬天室外气温很低，吹出的肥皂泡会很快冻结若刚吹出时肥皂泡内气体温度为T1，压强为p1，肥皂泡冻结后泡内气体温度降为T2.整个过程中泡内气体视为理想气体，不计体积和质量变化，大气压强为p0.求冻结后肥皂膜内外气体的压强差解析：由题知质量和体积不变得初状态：p1，T1，末状态：p2，T2.pPT1T2T1TTT11T14.（2016全国卷）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为

14、止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p075.0cmHg.8环境温度不变.l120.020.05.002解析：设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2p0，长度为l2.活塞被推下h后，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2，长度为l2.以cmHg为压强单位，由题给条件，得p1p0(20.05.00)cmHg，cm.根据玻意耳定律得p1l1p1l1，联立解得p1144cmHg，根据题意可得p1p2，2l2（4.0020.05.00h）cm，根据玻意耳定律可得，p2l2p2l2，解得h9.42cm.答案：144cmHg9.42cm5.(2015海南卷)如图所示，一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上，开口向上，内有两个质量均为m的相同活塞A和B；在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体，平衡时体积均为V.已知容器内气体温度始终不变，重力加速度大小为g，外界大气压强为p0.现假设活塞B发生