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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。3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4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5会读、画一定质量气体的PV图。【规律方法】1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、实验迁移到本节学习过程中。2会求固
2、态物封闭气体的压强、液态物封闭气体的压强。3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4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1以下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 :B2关于气体的体积，以下说法中正确的选项是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到达的空间答案 :D3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. 几个分子对器
3、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 :C4如下图，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A30 厘米水银柱C50 厘米水银柱C 26 厘米水银柱D46 厘米水银柱答案 :C5如下图，在玻璃罩内放入一个充气较多的气球，以下关于玻璃罩内气球的说法中，正确的选项是( ) 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50cm 30cm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
4、 - - - - - - -第 1 页，共 8 页答案 :B6如下图，一气竖直倒放,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦，气体处于平衡状态。现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点，在气缸到达平衡后，与原来相比，则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气体的体积不变答案 :A7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A84 厘米。B厘米。C 厘米。D 厘米。答案 :C8如
5、下图，一端封闭，一端开口截面积相同的U 形管 AB，管内灌有水银，两管内水银面高度相等，闭管A104Pa。今将开口端B接到抽气机上，抽尽B 管上面的空气，结果两水银柱产生18cm 的高度差，则 A管内原来空气柱长度约为A18cm B12cm C6cm D3cm 答案 :D二、填空题9如下图，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均为 h=10cm，外界大气压强p0=76cmHg。则四部分气体的压强分别为pa=_cmHg，pb=_cmHg，pc=_cmHg，pd=_cm
6、Hg。答案 : 76；86；66；86 10如下图，a中 U 形管内液面高度差为h，液体密度为 ，大气压强为 p0，此时容器内被封闭气体的压强p1为_； b中内壁光滑的气缸放置在水平桌面上，活塞的质量为m1，底面积为S，在活塞上再放置一个质量为m2的金属块，大气压强为p0，则气缸内被封闭气体的压强p2为_。 已知重力加速度为g答案 : p0 - gh，p0 + m1 + m2gS11如下图，总质量为M 的气缸放在地面上，活塞连同手柄的质量为m，活塞的截面积为S，大气压强为p0。当气缸竖直放置时，气缸内空气压强为_。现用手握住手柄慢慢向上提，假设不计摩擦和气体温度的变化，则在气缸离开地面时，气缸
7、内气体的压强为_。答案 :Smgp0；SMgp012如下图，总质量M=3 千克的气缸放在地面上，活塞的质量m1=1(a) (b) m2p2m1p1h ABm2 m1 M精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页千克，活塞的截面积为S=50 厘米2，大气压强为p0=1105帕，细绳跨过滑轮一端与活塞相连，另一端连接质量m2=2 千克的砝码，气缸内气体的压强为_，逐渐增加砝码的质量， 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 : 104104Pa；气缸内气体的压力和大气压力13小车
8、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，如下图，当小车启动后，空气柱长L30 厘米，水银柱长度不变，此时小车向_ 移动，小车的加速度是_米 /秒2。大气压强75 厘米汞柱， g 取 10 米/秒2答案 : 5m/s2先用玻意耳定律求出加速后管内气压，再用牛顿第二定律求出加速度。14容积为20 升的贮气筒，内贮有压强为5 大气压的氢气。在温度不变的条件下，用它给容积为1 升的瘪气球充气，要使每个气球内氢气的压强都到达1 大气压，则最多可充起_个气球。答案 :80注意要保持气体质量不变要把储气罐的体积和最后压强1atm 考虑
9、在内15如下图，圆筒形气缸中，有a、b、c 三个可无摩擦滑动的活塞，在相邻两个活塞之间分别封闭着空气A 和 B。当三个活塞静止时，空气 A、B的体积之比为3:1。现对活塞a、c 分别施方向相反的力F，使活塞 a 向右移动 3 厘米，活塞c 向左移动3 厘米。假设温度不变，待三个活塞再度静止时，活塞 b 向_移动了 _厘米。答案 :左； 1.5分别对A、B 列玻意耳定律，切A、B 的压强始终相等三、实验题16 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_直接读出。 2进入专用软件，设定每压缩2cm3记录一
10、次数据。所有数据记录完后，点击绘图1V，可以看到如下图的图线，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；注射器刻度， 2温度；压强与体积17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，得到一组压强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) pV值(Pa m3) L 1.59 1050.75 1052 1.20 1051.00 1053 0.97 1051.25 1054 0.75 1051.60 1055 0.60 1052.00 105A 接数据采集器带刻度的注射器A B c
11、b a 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页(1)实验时除需保持气体温度不变外，还需保持气体的_不变。实验数据说明，在实验允许的误差范围内，气体的压强p 与体积 V 成_。(2)将表格中记录的p、 V 数据画在pV 图中， 如下图，请将数据点连接成一根光滑的p V 图像。(3)假设保持纵轴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18如下图，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m，活塞的面积为S，当活塞自由放置且
12、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V，已知大气压强为p0，求：1活塞自由放置时，气体的压强p1。2气体的体积减少V 时的压强 p2。3气体的体积减少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1Smgpp012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2211VpVp式中，VV122VV得p2= 2p0 + mgS3根据p2 =p0 + F + mgS得mgSpF019 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 =1103kg/m3，大气压强p0105Pa，假设水底与水面的温度差不计，
13、求水的深度。(取 g=10m/s2) 答案 :设气泡在水底时的体积为V1、压强为：p1=p0+gh 气泡升到水面时的体积为V2，则 V2=3V1，压强为 p2=p0。由玻意耳定律 p1V1=p2V2，即p0+ghV1=p03V1 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h0=10cm 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页答案 :由于整个过程中气体的温度不变，由玻意耳定律：p1V
14、1=p2V2=p3V3即75 20S=75-h 30-h S=75+hL3S 由前两式得：h2-105h+750=0 取合理解，代入得h2B.气体的压强和温度的关系【基础知识】1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 t 图像和 pT 图像。2知道热力学温标，知道绝对零度的物理意义。3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。4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】1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
15、该实验中安装传感器的方法、数据的最正确记录点等。2运用外推法建立热力学温标，并在对pT 图像分析的基础上得出查理定律。3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 ,以下说法中正确的选项是A气体的温度升高1，也可以说温度升高1K；温度下降5K，也就是温度下降5B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到达答案 :A2一定质量的气体，如果保持气体的体积不变则( )
16、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. 气体的温度变化时，压强可能不变答案 :A3一定质量的气体在等容变化过程中，温度每升高1，压强的增加等于它在300K时压强的A1/27 B 1 /273 C1/300 D1/573 答案 :C4封闭在贮气瓶中的某种理想气体，当温度升高时，以下说法中正确的选项是容器的热膨胀忽略不计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页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 :A5在冬季，剩
17、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强减小答案 :D6以下哪个是查理定律在生活生产中的实际应用A拔火罐B用吸管喝饮料C吹气球D液压千斤顶答案 :A7以下各图中，p 表示压强， V表示体积， T 表示热力学温度，在以下各图中，正确描述一定质量理想气体等容变化规律的是A(1)(3) B (2)(4) C(1)(4) D(3)(4) (1) (2) (3) (4) 答案 :B二、填空题8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
18、年 12 月至2006 年 2 月，上海地区的平均气温为，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，仅比常年同期偏高 K。答案 :9家用白炽灯泡中充有氩气，设灯泡发光工作时灯泡中气体的平均温度为127，且灯泡中气压超过1.2 个大气压灯泡将炸裂，在常温下27下给灯泡内充氩气的压强不得超过_个大气压。答案 :10实验室有一个氢气瓶，冬天时测得室温为10。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%，则此时的温度为_。答案 : 37 11当大气压强p0105Pa 时，把热水瓶中的热水倒掉后随手将瓶塞盖上，如果
19、这时热水瓶内的气体的温度为90。过了一段时间，由于散热，瓶内温度降为15。假设瓶塞是不漏气的轻质软木塞质量不计，瓶塞的直径为3.6cm，则至少需要 _N 的力才能把瓶塞拔出。答案 : 21 12某登山爱好者在攀登珠穆朗玛峰的过程中，发现他携带的手表外表玻璃发生了爆裂，这种手表是密封的，出厂时给出的参数为：27时表内气体压强为1105Pa，在内外压强差超过 6104Pa 时，手表外表玻璃可能爆裂，已知当时手表处的气温为13，则手表外表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，高度每上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
20、 -第 6 页，共 8 页升 12m 大气压强降低133Pa，设海平面大气压为1105Pa，则登山运发动此时的海拔高度约为m。答案 : 8.7 104，6613在 6550 到 6650 间均可三、实验题13如下图是验证查理定律的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， 电脑屏幕显示如下图的图像 ， 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 _。2与初始状态相比， 压强传感器显示的压强变化量 P与试管内气体所降低的温度 t 之间的关系图是 。答案 :气体零摄氏度时的压强；-273；C
21、四、计算题14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30迅速上升到1800，试估算此时现场气体的压强大小。答案 : 约 6.84 atm 15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 t20 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 T0293K 充气后的最小胎压为Pmin，最大胎压为Pmax。依题意，当T1233K 时胎压
22、为P11.6atm 。根据查理定律1min10PPTT，即min1.6233293P解得： Pmin当 T2363K 是胎压为P23.5atm。根据查理定律max220PPTT，即min3.5363293P解得： PmaxO pt O ptO ptO pt(A) (B) (C) (D) P t O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页16有人设计了一种测温装置，其结构如下图。玻璃泡A内封有一定量气体，与 A相连的 B管插在水银槽中， 管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度， 并可由 B管上的刻度直接读出。
23、设 B管的体积与A泡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 厘米水银柱的压强。已知当温度t127时，管内水银面高度x116 厘米，此高度即为 27的刻度线。问t0的刻度线在x 为多少厘米处？2假设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27，问此时实际温度为多少？答案 : 1 为等容过程，有 p Tpl/T1 以 p1761660 厘米水银柱，T127327300K， T273K 2此时 A泡内气体压强p 75 1659 厘米水银柱实际温度： TpT1/p1代入数据：T 295K2217如下图， 圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上，气缸内部封有一定质量的空气，气缸质量为10kg，缸壁厚度可不计，活塞质量为5kg，其横截面积为 50cm2，活塞与缸壁间的摩擦不计。当缸内气体温度为27时， 活塞刚好与地面相接触， 但对地面无压力。现对气缸传热， 使缸内气体温度升高。问：当气缸对地面无压力时，缸内气体温度是多少摄氏度？已知大气压强p0=1.0 105Pa答案 : 127精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页