气体的压强和体积的关系

1、A.气体的压强和体积的关系【基础知识】1.知道一定质量气体的状态由压强、体积、温度三参量描述；并能从分子动理论角度知道 气体压强产生的微观情景2,掌握气体压强计算的一般方法，掌握压强的国际单位、常用单位及换算关系。.学会用DIS实验系统研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，并能对实验 数据进行探究（图像拟合、简单误差分析）.理解玻意耳定律的内容，能运用玻意耳定律求解质量不变气体，与压强、体积有关的实 际问题并解释生活中的相关现象.会读、画一定质量气体的 P V图。【规律方法】.能将初中有关压强、大气压强、液体内部的压强、连通器原理、托里拆利实验等物理概 念、物理模型、实验迁移到本节学

2、习过程中。.会求固态物封闭气体的压强、液态物封闭气体的压强。.通过DIS实验进一步感受控制变量法在研究多参量内在关系中的作用.通过描绘P-V、P-1/V图像，进一步增强利用图像描述物理规律的能力作业4气体的压强与体积的关系（玻意耳定律）一、选择题.下列哪个物理量不表示气体的状态参量（）A.气体体积B.气体密度C.气体温度D.气体压强答案:B.关于气体的体积，下列说法中正确的是（）A.气体的体积与气体的质量成正比B.气体的体积与气体的密度成反比C气体的体积就是所有气体分子体积的总和D.气体的体积是指气体分子所能达到的空间答案:D.气体对器壁有压强的原因是（）A.单个分子对器壁碰撞产生压力B,几个

3、分子对器壁碰撞产生压力C.大量分子对器壁碰撞产生压力D.以上说法都不对答案:C.如图所示，大气压是1标准大气压（相当于76厘米水银柱），管内被封闭的气体的压强应是（）A . 30厘米水银柱C. 50厘米水银柱C. 26厘米水银柱D. 46厘米水银柱答案:C.如图所示，在玻璃罩内放入一个充气较多的气球，下列关于玻璃的说法中，正确的是（）A.通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积减小B.通过胶管抽玻璃罩内的空气，气球的体积增大C.通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积增大D.通过胶管向玻璃罩内充气，气球的体积不变答案:B定量的.定量的.1 B,现保持理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状

4、态。温度不变把气缸稍微倾斜一点，在气缸达到平衡后，与原来相比,A.气体的压强变大A.气体的压强变大B.气体的压强变小C.气体的体积变大D.气体的体积不变 TOC o 1-5 h z 答案:A2.长100厘米内径均匀的细玻璃管，一端封闭，另一端开口，当开口竖直向上时，用20厘米水银柱封住49厘米长的空气柱，管外大气压相当76厘米高水银柱产生的压强，如 右图所示，当开口竖直向下时，管内被封闭空气柱的长度是（）A. 84 厘米。B . 18.4 厘米。 C . 81.6 厘米。 D . 157.6 厘米。答案:C.如图所示，一端封闭，一端开口截面积相同的U形管AB,管内灌有 A B水银，两管内水银面

5、高度相等，闭管A内封有一定质量的理想气体，气体压强为9.6X104Pa。今将开口端B接到抽气机上，抽尽B管上面的空气，结果两 鼠月 水银柱产生18cm的高度差，则A管内原来空气柱长度约为（）A. 18cmB. 12cmC. 6cm D. 3cm答案:D二、填空题.如图所示，水平放置的一根玻璃管和几个竖直放置的U形管内都有一段水银柱，封闭端里有一定质量的气体，图（a）中的水银柱长度和图（b）、（c）、（d）中U形管两臂内水银柱高 度差土匀为h=10cm外界大气压强P0=76cmHg则四部分气体的压强分别为pa=cmHgPb=cmHg pc=cmHg pd=cmHg答案：76; 86; 66; 8

6、6.如图所示，（a）中U形管内液面高度差为h,液体密度为P ,大气压强为 P。，此时容器内被封闭气体的压强Pi为; （b）中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上， 活塞的质量为m,底面积为S,在活塞上再放置一个质量为 m 的金属块，大气压强为P0,则气缸内被封闭气体的压强 P2为 0 （已知重力加速度为g）答案：P答案：Po - p gh, Po +(m + m2) gS.如图所示，总质量为M的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量活塞的截面积为S,大气压强为Poo当气缸竖直放置时，气缸内空气为压P现用手握住手柄慢慢向上提，若不计摩擦和气体温度化，则在气缸离开地面时，气缸内气体的压强为答案：.如图所示，

7、总质量为M的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量活塞的截面积为S,大气压强为Poo当气缸竖直放置时，气缸内空气为压P现用手握住手柄慢慢向上提，若不计摩擦和气体温度化，则在气缸离开地面时，气缸内气体的压强为答案：P0要P0日.如图所示，总质量 M=3千克的气缸放在地面上，活塞的量m=1千克，活塞的截面积为S=50厘米2,大气压强为Po=1105帕，细绳跨过滑轮一端与活塞相连，另一端连接质量m=2质x千克的整码，气缸内气体的压强为,逐渐增加整码克的整码，气缸内气体的压强为,逐渐增加整码质量，直至气缸刚好离开地面，此时气缸内气体的压强为 ,与气缸外壳所受重力相平衡的外力是 答案：9.8 xi04Pa；

8、 9.4X104Pa；气缸内气体的压力和大气压力13 .小车静止在水平直轨道上，车内固定着一玻璃管，管内水银柱长h=10厘米，当小车静止时，封闭的气体柱长L=28厘米，如图所示，当小车启动后，空气柱长L =30厘米，水银柱长度不变，此时小车向. (1)右图表示用DIS探究气体的压强和体积关系时所用的部分实验器材，其中 A是传感器。所研究的对象是注射器中被封 闭的空气，它的体积可由 立接读出。(2)进入专用软件，设定每压缩 2cm3记录一次，-，一一一 ，1数据。所有数据记录完后，点击绘图 V ,可以看到如图所示的图线，说明一定质量的气体，当保持不变时，气体的 成反比。答案：(1)压强；注射器刻

9、度，(2)温度；压强与体积.在做“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验时，得到一组压弓虽p与体积V的数据，并计算出p、V的乘积，如下表所示：实验次数压强p(Pa)体积V(m3)pVfi (Pa - m3)L1.59 X105-50.75 X 101.1921.20 X105-51.00 X 101.20350.97X10-51.25 X 101.21450.75 X10-51.60 X 101.2050.60 X105-52.00 X 101.20(1)实验时除需保持气体温度不变外，还需保持气体的不变。实验数据表明，在实验允许的误差范围内，气体的压强 p与体积(1)实验

10、时除需保持气体温度不变外，还需保持气体的不变。实验数据表明，在实验允许的误差范围内，气体的压强 p与体积V成2.0 xiorW(2)将表格中记录的p、V数据画在p-V图中，如图所示，请将数据点连接成一根光滑的p-V图像。 若保持纵轴p不变，横轴改为,则得到的实验图像为一根过原点的直线。答案：(1)质量；反比 (2)图略 (3) 1 / V四、计算题.如图所示，在一个玻璃气缸内，用活塞封闭了一定质量的气体，活塞和柄的总质量为 反活塞的面积为S,当活塞自由放置且处于平衡状态时，气体体积为V, 现缓慢地用力向下推动活塞，使气体的体积减少为0.5 V,已知大气压强为5 ,求:(1)活塞自由放置时，气体

11、的压强仍。(2)气体的体积减少为0.5 V时的压强出(3)气体的体积减少为0.5 V时，加在活塞手柄上的外力F答案：以气缸中的气体为研究对象mg（1）Pi P0 Smg（2）因为缓慢推动活塞，所以气缸内气体的温度保持不变，根据玻意耳定律，有PiVi p2 V2式中，Vi VV2 V2mg、得P2= 2 （p。+ ）SF + mg（3）根据P2= （p。+ -一）得 F p0S mgS19. 一个气泡从水底升到水面时，它的体积增大为原来的3倍，设水的密度为 p=ix103kg/m3,大气压强P0=i.0i xi05Pa,假设水底与水面的温度差不计，求水的深度。（取2、g=i0m/s）答案：设气泡

12、在水底时的体积为 Vi、压强为：pi=po+p gh气泡升到水面时的体积为 V2,则V2=3Vi压弓虽为p2=p。由玻意耳定律piVi=pV2,即（po+ p gh） Vi=p）- 3Vi得水深20. 一根两端开口、粗细均匀的细玻璃管，长 L=30cm竖直插入水银槽中深ho=i0cm处， 用手指按住上端，轻轻提出水银槽，并缓缓倒转，则此时管内封闭空气柱多长？已知大气 压 p0=75cmHg答案：由于整个过程中气体的温度不变，由玻意耳定律：PlVl = p2%=P3M即75X20S= (75-h) (30-h) S= (75+h) L3S由前两式得：h2-105h+750=0取合理 解h=7.7

13、cm ,代入得h2=17.1cmB.气体的压强和温度的关系【基础知识】.知道一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的图象表达，即 p-1图像和 p T图像。.知道热力学温标，知道绝对零度的物理意义。.理解查理定律的内容，能运用查理定律求解体积不变气体，与压强、温度有关的实际问题并解释生活中的相关现象.学会用DIS实验器材探究一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系的规律【规律方法】.学会用DIS进行探究一定量的气体在体积不变的情况下压强和温度间关系实验的操作方法。思考讨论该实验中安装传感器的方法、数据的最佳记录点等。.运用外推法建立热力学温标，并在对 p-T图像分析的基础上得出查

14、理定律。.能用不同图像描述同一物理过程的方法。4,掌握利用气体实验定律处理问题的一般过程和方法。作业5气体的压强与温度的关系（查理定律）一、选择题1 .关于温度，下列说法中正确的是（）A.气体的温度升高1C,也可以说温度升高1K;温度下降5K,也就是温度下降5cB.温度由摄氏温度t升至2t,对应的热力学温度由T升至2TC.绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度D.随着人类制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到答案：A一定质量的气体，如果保持气体的体积不变则 （A.气体的温度降低，压强一定变小B.气体的温度升高，压强可能变小C.气体的温度降低，压强一定变大D.气体的温度

15、变化时，压强可能不变答案：A一定质量的气体在等容变化过程中，温度每升高1C,压强的增加等于它在 300K时压强的（）. 1/27B, 1/273C, 1/300D. 1/573答案:C.封闭在贮气瓶中的某种理想气体，当温度升高时，下列说法中正确的是（容器的热膨胀忽略不计）（）A.密度不变，压强增大 B .密度不变，压强减小C.压强不变，密度增大 D .压强不变，密度减小答案：A.在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，主要原因是（A.软木塞受潮膨胀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

16、强减小答案:D TOC o 1-5 h z .下列哪个是查理定律在生活生产中的实际应用()A.拔火缶B.用吸管喝饮料C.吹气或D.液压千斤顶答案：A.下列各图中，p表示压强，V表示体积，T表示热力学温度，在下列各图中，正确描述一定质量理想气体等容变化规律的是()A.B.(4)C.(4)D.(4)(2)(3)(4)答案:B二、填空题.新华网上海频道消息：连年强势的“暖冬”天气，去年再次止步上海。2005年12月至2006年2月，上海地区的平均气温为 5.4 C ,仅比常年同期偏高0.1 C ,达不到“暖冬” 标准。由此可知，上海地区 2005年12月至2006年2月的平均气温等于K ,仅比常年同

17、期偏高 K 。答案：278.4 ; 0.1.家用白炽灯泡中充有氧气，设灯泡发光工作时灯泡中气体的平均温度为127C,且灯泡中气压超过1.2个大气压灯泡将炸裂，在常温下 27c下给灯泡内充氮气的压强不得超过 个大气压。答案：0.9.实验室有一个氢气瓶，冬天时测得室温为 10Co到了夏天，发现氢气瓶上的压力阀显 示瓶内气体压强相比冬天时增加了 9.54%,则此时白温度为 ；Co答案：37.当大气压强p0= 1.0X105Pa时，把热水瓶中的热水倒掉后随手将瓶塞盖上，如果这时热水瓶内的气体的温度为90Co过了一段时间，由于散热，瓶内温度降为15Co若瓶塞是不漏气的轻质软木塞（质量不计）,瓶塞的直径为

18、3.6cm,则至少需要 N的力才能把瓶塞拔出。答案：21.某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表表面玻璃发生了爆裂，这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27c时表内气体压强为1X105Pa,在内外压强差超过6X104Pa时，手表表面玻璃可能爆裂，已知当时手表处的气温为13C,则手表表面玻璃爆裂时表内气体压强的大小为 ? Pa,已知外界大气压强随高度变化而 变化，高度每上升12m大气压弓S降低133Pa,设海平面大气压为1X105Pa,则登山运动员此时的海拔高度约为此？ m答案：8.7 X 104, 6613 （在 6550 到 6650 间均可）实验题.如图所示是验证查理定律

19、的 DIS实验。与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和与温度传感器相连的热敏元件。(1)在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示的图像，所描绘的图线与纵坐标的交点表示;图线与横坐标的交点所表示的温度为图所示的图像，所描绘的图线与纵坐标的交点表示1c(2)与初始状态相比，压强传感器显示的压强变化量A P与试管内气体所降低的温度 At之间的关系图是(气体零摄氏度时的压强；-273; C四、计算题30 c迅速上升到.煤气罐的不合理使用可能造成爆炸事故，假设爆炸现场的温度从 1800 C,30 c迅速上升到答案:约6.84 atm.汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知某

20、型号轮胎能在40?C-90?C正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.5 atm,最低胎压不低于1.6 atm ,那么，在t =20?C时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适（设轮胎的体积不变）？ 答案：由于轮胎容积不变，轮胎内气体做等容变化。设在T= 293K充气后的最小胎压为 Pmin,最大胎压为Pmaxo依题意，当Ti = 233K时胎压为Pi = 1.6atm。根据查理定律PT1PT1To即 16 Pmn233 293定量气泡内气体定量气泡内气体积与A泡厘米水银解得：Pmin=2.01atm当T2=363K是胎压为P2=3.5atm。根据查理定律殳至即至Pm

21、nT2T0 363 293解得：Pmax= 2.83atm.有人设计了一种测温装置，具结构如图所示。玻璃泡 A内封有 体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度 x即可反映 的温度，即环境温度，并可由 B管上的刻度直接读出。设B管的体 的体积相比可略去不计。（1）在标准大气压下对B管进行温度刻度（标准大气压相当于 76柱的压强）。已知当温度 3 = 27时，管内水银面高度Xi=16厘米，此高度即为27c的刻度线。问t=0C的刻度线在x为多少厘米处?(2)若大气压已变为相当于75厘米水银柱的压强，利用该测温装置测量温度时所得读数 仍为27C,问此时实际温度为多少？答案：1 )为等容过程，有p =Tp/Ti以 pi = 76 16= 60 厘米水银柱,Ti= 27