新教材同步系列2024春高中物理第二章气体液体和固体第一节气体实验定律(Ⅰ)课件粤教版选择性必修第三册

第二章气体、液体和固体①物理观念：通过对固体、液体和气体内容的学习，让学生了解固体、液体和气体的微观结构，完善学生对物质的认识，帮助学生形成相对完整、科学的物理观念．②科学思维：能认识建构理想气体模型的必要性，能在一定条件下应用理想气体模型分析和研究实际气体的问题，能用等温、等压、等容的理想过程正确认识和分析现实生活中的气体状态变化．③科学探究：应通过观察生活现象和实验，探究气体等温、等压、等容变化过程中其他两个状态参量的变化规律，能选用合适的器材，获得数据；能分析数据，发现规律，形成结论．④科学态度与责任：能认识到固体、液体和气体知识在实际中的应用，能用气体实验定律解释生产、生活中的一些现象，解决一些实际问题．本章重点①理解气体等温、等压、等容变化规律；②固体和液体的性质及微观结构．本章难点①会用玻意耳定律、查理定律和盖­吕萨克定律解决实际问题；②根据图像分析气体状态的变化；③学会用晶体的微观结构特点来解释晶体外形的规则性和物理性质的各向异性；④理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因．第一节气体实验定律(Ⅰ)学习目标学法与考法1．理解一定质量的气体，在温度不变的情况下压强与体积的关系(重点)2．学会通过实验的方法研究问题，探究物理规律，学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析，体验科学探究过程(重点)3．理解气体等温变化的p－V图像的物理意义(重点)4．学会用玻意耳定律计算有关的问题(难点)学法：①掌握控制变量法，通过实验探究气体等温变化规律了解气体实验定律．②通过作图，学会从图像上描述气体的状态变化．③通过运用气体实验定律掌握解题的基本思路考法：①考查对气体等温变化实验的理解．②考查玻意耳定律的应用．③通过图像考查玻意耳定律知识导图课前·

自主预习1．实验器材铁架台、________、________、压力表(气压计)等．注射器下端用橡胶塞密封，上端用活塞封闭一段空气柱，这段________是我们的研究对象．2．数据收集空气柱的压强p由上方的________读出，体积V等于________读出的空气柱的长度l乘以空气柱的横截面积S.用手把活塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组值．探究气体等温变化规律注射器橡胶塞空气柱压力表刻度尺正比反比用注射器对封闭气体做等温变化实验，在改变封闭气体的体积时，为什么要缓慢进行？【答案】防止温度变化．微思考在“探究气体等温变化规律”的实验中，下列四个因素对实验的准确性影响最小的是 (

)A．针筒封口处漏气B．采用横截面积较大的针筒C．针筒壁与活塞之间存在摩擦D．实验过程中用手去握针筒【答案】B【解析】探究气体等温变化规律的实验前提是气体的质量和温度不变，针筒封口处漏气，则质量变小，用手握针筒，则温度升高，所以A、D错误；实验中我们只是测量空气柱的长度，不需测量针筒的横截面积，B正确；由于摩擦生热，会使气体温度升高，影响实验的准确性，C错误．1．内容一定质量的气体，在温度保持不变的情况下，其压强p与体积V成________．2．公式________(常量)或____________．3．适用条件(1)气体质量不变、________不变．(2)气体温度不太低、压强不太大．玻意耳定律反比pV＝cp1V1＝p2V2温度玻意耳定律适用于质量不变，温度不变的任何气体吗？【答案】还要压强不太大，温度不太低.微思考(2023年扬州期末)体育老师用气筒给篮球快速充气，假设充气过程中篮球的容积不变，则此过程 (

)A．球内气体分子数密度不变B．气体温度保持不变C．球内所有气体分子的动能都增大D．单位时间内碰撞单位面积内壁的分子数增大【答案】D1．等温过程气体在温度不变的情况下发生的状态变化过程．2．p－V图像等温变化中，一定质量气体的p－V图像为一条__________________，如图甲所示．等温图像(p－V图像)双曲线中的一支甲乙倾斜直线一定质量的气体，在p－V图像中，等温线上不同点与两坐标轴连线形成的不同矩形的面积有什么特点？【答案】相等．微思考(多选)如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法正确的是 (

)A．从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比B．一定质量的气体，在不同温度下的等温线是不同的C．一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积的乘积越小D．由图可知T1＞T2【答案】AB【解析】由等温线的物理意义可知，A、B正确；对于一定质量的气体，温度越高，气体压强与体积乘积越大，等温线的位置越高，C、D错误．课堂·

重难探究气体等温变化的规律例1

(2023年广州检测)用图甲所示的实验装置探究气体等温变化的规律．(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的________和________．(2)关于该实验，下列说法正确的是 (

)A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油B．改变气体体积时应快速推拉柱塞C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位A．实验过程中有漏气现象B．实验过程中气体温度降低C．实验过程中气体温度升高D．漏加了注射器与压强传感器连接处的气体体积乙丙【解析】(1)探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度．(2)为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，A正确；实验时为防止气体温度变化，应慢慢推拉柱塞，B错误；实验时为防止温度发生变化，则不能用手握注射器推拉柱塞，C错误；只需关注图像斜率的变化即可探究压强和体积的关系，注射器旁的刻度尺只需要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，D正确．【答案】(1)在注射器活塞上涂一些润滑油手不能握住注射器的封闭气体部分缓慢推动活塞(2)注射器与压强传感器连接处的气体体积1．成立条件玻意耳定律p1V1＝p2V2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．理解玻意耳定律的数学表达式pV＝c中的常量c不是一个普适恒量，它与气体的种类、质量、温度有关，对一定质量的气体，温度越高，该恒量c越大．玻意耳定律的理解及应用3．应用玻意耳定律的思路和方法(1)确定研究对象，并判断是否满足玻意耳定律成立的条件．(2)确定始末状态及状态参量(p1、V1；p2、V2).(3)根据玻意耳定律列方程p1V1＝p2V2，代入数值求解(注意各状态参量要统一单位).(4)注意分析题目中的隐含条件，必要时还应由力学或几何知识列出辅助方程．(5)有时要检验结果是否符合实际，对不符合实际的结果要删去．例2

(2022年河北期末)水火箭可以演示反冲现象．如图所示，这是一个简易的水火箭，其容积V＝4L，现装入V0＝1L水后用一个打气筒给其充气．已知气筒每次能够将V0′＝0.5L的一个大气压p0的空气打入其中，打气过程可以看成等温变化．重力加速度大小g取10m/s2，整个过程中不考虑火箭中水的蒸发．要使水火箭内的气压达到一个标准大气压的4倍，求需要打气的次数n.【答案】n＝18【解析】设水火箭内气体体积为V1，则有V1＝V－V0，由玻意耳定律有p0(nV0′＋V1)＝4p0V1，解得n＝18.变式2

(2022年广东卷)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置．如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖，让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL.将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变．大气压强p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3.求水底的压强p和水的深度h.解：对瓶中所封的气体，由玻意耳定律可知p0V0＝pV，即1.0×105×(380－80)＝p×(380－230)，解得p＝2.0×105Pa.根据p＝p0＋ρgh，解得h＝10m.应用玻意耳定律的注意事项1．压强的判断：应用玻意耳定律解题时，确定气体的压强是解题的关键，无论是液柱、活塞、汽缸，还是封闭在液面下的气柱，都不要忘记大气压强产生的影响．2．统一单位：列方程时，由于等式两边是对应的，因此各物理量的单位可以不是国际单位，但等式两边必须统一．例如，体积可以都用L，压强可以都用cmHg.对气体等温变化的图像的理解例3

(多选)如图所示是一定质量的某种气体状态变化的p－V图像，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列关于气体的温度和分子平均速率的变化情况的说法，错误的是 (

)A．都一直保持不变B．温度先升高后降低C．温度先降低后升高D．平均速率先增大后减小【答案】AC【解析】由图像可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，可在p－V图上作出几条等温线，如图所示．由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小，A、C错误，B、D正确．变式3

(多选)如图所示是一定质量的某气体状态变化的p－V图像，则下列说法正确的是 (

)A．气体做的是等温变化B．气体的压强从A到B一直减小C．气体的体积从A到B一直增大D．气体的三个状态参量一直都在变1．不同的等温线温度不同，越靠近原点的等温线温度越低，越远离原点的等温线温度越高．2．由不同等温线的分布情况可以判断温度的高低．小练·

随堂巩固1．(多选)一定质量的气体，在等温变化的过程中，下列物理量一定不发生变化的是 (

)A．分子的平均速率

B．单位体积内的分子数C．气体的压强

D．分子总数【答案】AD【解析】由于气体等温变化，温度不变，分子的平均动能不变，分子的平均速率不发生变化，A正确；由于是针对一定质量的气体，所以气体的分子总数不变，D正确；在等温变化中，p和V在发生变化，单位体积内的分子数由于体积V的变化而变化，故B、C错误．2．(2022年上海师大附中检测)如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽h，若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，环境温度保持不变，则H和h的变化情况为 (

)A．H减小，h增大

B．H增大，h减小C．H和h都增大

D．H和h都减小【答案】D【解析】设大气压为p0，封闭气体压强p＝p0－ρgh，玻璃管偏离竖直方向一定角度，假设H不变，则水银柱的有效高度h变小，封闭气体压强变大，根据玻意耳定律可知，封闭气体体积减小，故水银柱会升高，即H要减小；同理假设h不变，则H会减小，根据玻意耳定律，封闭气体压强会增加，h也要减小；D正确，A、B、C错误．3．(多选)如图所示是一定质量气体的两条等温线，则下列关于各状态温度的说法中正确的是(A、B、C、D为四种状态) (

)A．tA＝tB B．tB＝tCC．tC>tD D．tD>tA【答案】AD【解析】根据图像的变化规律可知tC＝tD>tA＝tB．故A、D正确．4．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，则管内气体 (