氣體的壓強和體積的關(guān)系

1、A.氣體的壓強和體積的關(guān)系【根底知識】1 知道一定質(zhì)量氣體的狀態(tài)由壓強、體積、溫度三參量描述；并能從分子動理論角度知道 氣體壓強產(chǎn)生的微觀情景2 掌握氣體壓強計算的一般方法，掌握壓強的國際單位、常用單位及換算關(guān)系。3學(xué)會用DIS實驗系統(tǒng)研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系，并能對實驗 數(shù)據(jù)進行探究圖像擬合、簡單誤差分析4 .理解玻意耳定律的內(nèi)容，能運用玻意耳定律求解質(zhì)量不變氣體，與壓強、體積有關(guān)的實 際問題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象5 .會讀、畫一定質(zhì)量氣體的P V圖?！疽?guī)律方法】1.能將初中有關(guān)壓強、大氣壓強、液體內(nèi)部的壓強、連通器原理、托里拆利實驗等物理概 念、物理模型、實驗遷移到本

2、節(jié)學(xué)習(xí)過程中。2 .會求固態(tài)物封閉氣體的壓強、液態(tài)物封閉氣體的壓強。3.通過DIS實驗進一步感受控制變量法在研究多參量內(nèi)在關(guān)系中的作用4.通過描繪P-V、P-1/V圖像，進一步增強利用圖像描述物理規(guī)律的能力 作業(yè)4氣體的壓強與體積的關(guān)系玻意耳定律一、選擇題1 .以下哪個物理量不表示氣體的狀態(tài)參量A.氣體體積B.氣體密度C.氣體溫度D.氣體壓強答案:B2 .關(guān)于氣體的體積，以下說法中正確的選項是A. 氣體的體積與氣體的質(zhì)量成正比B. 氣體的體積與氣體的密度成反比C. 氣體的體積就是所有氣體分子體積的總和D. 氣體的體積是指氣體分子所能到達的空間答案:D3 .氣體對器壁有壓強的原因是A. 單個分子

3、對器壁碰撞產(chǎn)生壓力B. 幾個分子對器壁碰撞產(chǎn)生壓力C大量分子對器壁碰撞產(chǎn)生壓力D.以上說法都不對答案:C4.如下列圖，大氣壓是1標(biāo)準大氣壓相當(dāng)于 76厘米水銀柱，管內(nèi)被封閉的氣體的壓強應(yīng)是A . 30厘米水銀柱C . 50厘米水銀柱C. 26厘米水銀柱D . 46厘米水銀柱答案:C5.如下列圖，在玻璃罩內(nèi)放入一個充氣較多的氣球，以下關(guān)于玻璃罩內(nèi)氣球的 說法中，正確的選項是A. 通過膠管抽玻璃罩內(nèi)的空氣，氣球的體積減小B. 通過膠管抽玻璃罩內(nèi)的空氣，氣球的體積增大C通過膠管向玻璃罩內(nèi)充氣，氣球的體積增大D.通過膠管向玻璃罩內(nèi)充氣，氣球的體積不變30cm50cm答案:B6 .如下列圖，一氣豎直倒放

4、 ，氣缸內(nèi)有一質(zhì)量不可忽略的活塞，將一定量的理想氣體封在氣缸內(nèi)，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)保持溫度不 變把氣缸稍微傾斜一點，在氣缸到達平衡后，與原來相比，那么A. 氣體的壓強變大B.氣體的壓強變小C.氣體的體積變大D.氣體的體積不變答案:A7長100厘米內(nèi)徑均勻的細玻璃管，一端封閉，另一端開口，當(dāng)開口豎直向上時， 用20厘米水銀柱封住 49厘米長的空氣柱，管外大氣壓相當(dāng)76厘米高水銀柱產(chǎn)生的壓強，如右圖所示，當(dāng)開口豎直向下時，管內(nèi)被封閉空氣柱的長度是A. 84厘米。B.厘米。C. 厘米。D. 厘米。答案:C&如下列圖，一端封閉，一端開口截面積相同的U形管AB,管內(nèi)灌有水銀

5、，兩管內(nèi)水銀面高度相等，閉管 AX 104Pa。今將開口端B接到抽氣機上，抽盡 B管上面 的空氣，結(jié)果兩水銀柱產(chǎn)生18cm的高度差，那么A管內(nèi)原來空氣柱長度約為A. 18cmB. 12cmC. 6cmD. 3cm答案:D二、填空題9 如下列圖，水平放置的一根玻璃管和幾個豎直放置的U形管內(nèi)都有一段水銀柱，封閉端里有一定質(zhì)量的氣體，圖a中的水銀柱長度和圖b、c、d中U形管兩臂內(nèi)水銀柱高度差均 為h=10cm，外界大氣壓強Po=76cmHg。那么四局部氣體的壓強分別為pa=cmHg ,pb=cmHg, pc=cmHg , pd=cmHg。(bys答案：76; 86; 66; 8610. 如下列圖，a

6、中U形管內(nèi)液面高度差為 h,液體密度為 p,大氣壓 強為P0,此時容器內(nèi)被封閉氣體的壓強 p1為; b中內(nèi)壁光滑的氣缸放置在水平桌面上，活塞的質(zhì)量為m1,底面積為S,在活塞上再放置一個質(zhì)量為 m2的金屬塊，大氣壓強為 po,那么氣缸內(nèi)被封閉氣體的壓強P2為。重力加速度為 gm2P2m1答案：po - pgh , po +m1 + m2gS11. 如下列圖，總質(zhì)量為 M的氣缸放在地面上，活塞連同手柄的質(zhì)量為m，活塞的截面積為 S,大氣壓強為P0。當(dāng)氣缸豎直放置時，氣缸內(nèi)空氣壓強為。現(xiàn)用手握住手柄慢慢向上提，假設(shè)不計摩擦和氣體溫度的變化， 那么在氣缸離開地面時，氣缸內(nèi)氣體的壓強為 。答案：p0；

7、p0MgSm1m212. 如下列圖，總質(zhì)量 M=3千克的氣缸放在地面上，活塞的質(zhì)量m1=1千克，活塞的截面積為 S=50厘米2,大氣壓強為po=ix 105帕，細繩跨過滑輪一端與活塞相 連，另一端連接質(zhì)量 m2=2千克的砝碼，氣缸內(nèi)氣體的壓強為 ，逐漸增加砝碼的質(zhì)量，直至氣缸剛好離開地面，此時氣缸內(nèi)氣體的壓強為 ，與氣缸外殼所受重力相平衡的外力是答案：x 104x 104pa；氣缸內(nèi)氣體的壓力和大氣壓力13 小車靜止在水平直軌道上，車內(nèi)固定著一玻璃管，管內(nèi)水銀柱長h=10厘米，當(dāng)小車靜止時，封閉的氣體柱長 L=28厘米，如下列圖,當(dāng)小車啟動后，空氣柱長L' = 30厘米，水銀柱長度不變

8、，此時小車向 移動，小車的加速度是 米/秒2。大氣壓強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內(nèi)氣壓，再用牛頓第二定律求出加速度。14容積為20升的貯氣筒，內(nèi)貯有壓強為容積為1升的癟氣球充氣，要使每個氣球內(nèi)氫氣的壓強都到達 個氣球。答案：80注意要保持氣體質(zhì)量不變要把儲氣罐的體積和最后壓強 1atm考慮在內(nèi)15. 如下列圖，圓筒形氣缸中，有在相鄰兩個活塞之間分別封閉著空氣5大氣壓的氫氣。在溫度不變的條件下，用它給大氣壓，那么最多可充起a、aAbBcb、 c三個可無摩擦滑動的活塞，A和B。當(dāng)三個活塞靜止時，空F,使待三個活塞再度靜止時,氣A、B的體積之比為3:1。

9、現(xiàn)對活塞a、c分別施方向相反的力 活塞a向右移動3厘米，活塞c向左移動3厘米。假設(shè)溫度不變, 活塞b向移動了厘米。答案：左；1.5分別對A、B列玻意耳定律，切 A、B的壓強始 終相等三、實驗題16. 1右圖表示用DIS探究氣體的壓強和體積關(guān)系時所用的部分實驗器材，其中 A是射器中被封閉的空氣，它的體積可由2進入專用軟件，設(shè)定每壓縮傳感器。所研究的對象是注直接讀出。2 cm3記錄一次數(shù)據(jù)。1V，可以看到如下圖的圖線，說明一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)持不變時，氣體的 所有數(shù)據(jù)記錄完后，點擊繪圖成反比。答案：1壓強；注射器刻度，2溫度；壓強與體積 17 在做“用DIS研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強 與體積

10、的關(guān)系實驗時，得到一組壓強p與體積V的數(shù)據(jù)，并計算出 P、V的乘積，如下表所示：一接數(shù)據(jù)采集器YI帶刻度的注射器% fts*. h xw".1101.1Nttor, ikt3113. &II*1TM 1I*-iir.il>；IO1.5P(Efi>= IQBlOQ (PflFtiriJ(1)實驗時除需保持氣體溫度不變外，還需保持氣體的不變。實驗數(shù)據(jù)說明，在實驗允許的誤差范圍 內(nèi)，氣體的壓強p與體積V成。將表格中記錄的p、V數(shù)據(jù)畫在P V圖中，如下列圖,請將數(shù)據(jù)點連接成一根光滑的P V圖像。(3)假設(shè)保持縱軸 p不變，橫軸改為 ，那么得到的實驗圖像為一根過原點的直線。

11、答案：(1)質(zhì)量；反比(2)圖略(3) 1 / V四、計算題18 .如下列圖，在一個玻璃氣缸內(nèi)，用活塞封閉了一定質(zhì)量的氣體，活塞和柄的總質(zhì)量為 m，活塞的面積為 S,當(dāng)活塞自由 放置且處于平衡狀態(tài)時，氣體體積為V,現(xiàn)緩慢地用力向下推動活塞，使氣體的體積減少V,大氣壓強為po，求:1活塞自由放置時，氣體的壓強P1。2氣體的體積減少 V時的壓強P2。3氣體的體積減少 V時，加在活塞手柄上的外力 F。答案：以氣缸中的氣體為研究對象1卩1 Po mg2因為緩慢推動活塞，所以氣缸內(nèi)氣體的溫度保持不變，根據(jù)玻意耳定律，有P1V1P2V2式中，V1 VV2爲(wèi)得p2= 2 po +mg sF + mg3根據(jù)P

12、2 = po +s得F poS mg19.一個氣泡從水底升到水面時， 它的體積增大為原來的 3倍，設(shè)水的密度為p=1 x 103kg/m3, 大氣壓強pox 105Pa,假設(shè)水底與水面的溫度差不計，求水的深度。(取g=10m/s2)答案：設(shè)氣泡在水底時的體積為 V1、壓強為：p1=po+ p gh氣泡升到水面時的體積為V2,那么V2=3V1,壓強為p2=po。由玻意耳定律 P1V仁pV2，即po+ p ghV仁po 3V1得水深土 20.2m_ 2X1.01X 105 p= 1X1O3X1O20 .一根兩端開口、粗細均勻的細玻璃管，長L=30cm，豎直插入水銀槽中深 h0=10cm處,用手指按

13、住上端，輕輕提出水銀槽，并緩緩倒轉(zhuǎn)，那么此時管內(nèi)封閉空氣柱多長？大氣壓po=75cmHg。 答案: 由于整個過程中氣體的溫度不變，由玻意耳定律： p1V1=p2V2=p3V3 即75 X 20S= 75-h 30-hS= 75+hL3S 由前兩式得：h2-105h+750=0取合理 解，代入得h2B. 氣體的壓強和溫度的關(guān)系【根底知識】1知道一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關(guān)系的圖象表達，即pt 圖像和 pT 圖像。2知道熱力學(xué)溫標(biāo)，知道絕對零度的物理意義。 3理解查理定律的內(nèi)容，能運用查理定律求解體積不變氣體，與壓強、溫度有關(guān)的實際問 題并解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。4 學(xué)會用DIS實驗

14、器材探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關(guān)系的規(guī)律 【規(guī)律方法】1 學(xué)會用DIS進行探究一定量的氣體在體積不變的情況下壓強和溫度間關(guān)系實驗的操作方 法。思考討論該實驗中安裝傳感器的方法、數(shù)據(jù)的最正確記錄點等。2 運用外推法建立熱力學(xué)溫標(biāo)，并在對p-T圖像分析的根底上得出查理定律。3 能用不同圖像描述同一物理過程的方法。4 掌握利用氣體實驗定律處理問題的一般過程和方法。作業(yè) 5 氣體的壓強與溫度的關(guān)系查理定律一、選擇題1 關(guān)于溫度 ,以下說法中正確的選項是A. 氣體的溫度升高1C,也可以說溫度升高 1K;溫度下降5K,也就是溫度下降 5CB. 溫度由攝氏溫度t升至2t，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度

15、由 T升至2TC. 絕對零度就是當(dāng)一定質(zhì)量的氣體體積為零時，用實驗方法測出的溫度D隨著人類制冷技術(shù)的不斷提高，總有一天絕對零度會到達答案 :A2一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體的體積不變那么 ()A. 氣體的溫度降低，壓強一定變小B. 氣體的溫度升高，壓強可能變小C. 氣體的溫度降低，壓強一定變大D. 氣體的溫度變化時，壓強可能不變答案 :A3 .一定質(zhì)量的氣體在等容變化過程中，溫度每升高1C,壓強的增加等于它在 300K時壓強的A1/27B1/273C1/300D1/573答案 :C4封閉在貯氣瓶中的某種理想氣體，當(dāng)溫度升高時，以下說法中正確的選項是容器的熱膨脹忽略不計 A.密度不變，壓強增大B

16、.密度不變，壓強減小C.壓強不變，密度增大D.壓強不變，密度減小答案:A5 .在冬季，剩有半瓶熱水的暖水瓶經(jīng)過一個夜晚，第二天拔瓶口的軟木塞時覺得很緊，不易拔出來，主要原因是A.軟木塞受潮膨脹B.瓶口因溫度降低而收縮變小C.白天氣溫升高，大氣壓強變大D.瓶內(nèi)氣體因溫度降低而壓強減小答案:D6 以下哪個是查理定律在生活生產(chǎn)中的實際應(yīng)用A.拔火罐B.用吸管喝飲料C.吹氣球D.液壓千斤頂答案:A7 以下各圖中，p表示壓強，V表示體積，T表示熱力學(xué)溫度，在以下各圖中，正確描述一定質(zhì)量理想氣體等容變化規(guī)律的是A. (1)(3)B. (2)(4)C. (1)(4)D. (3)(4)1GV 'VVV

17、 'T(2)(3)答案:B 二、填空題&新華網(wǎng)上海頻道消息：連年強勢的“暖冬天氣，去年再次止步上海。2005年12月至2006年2月，上海地區(qū)的平均氣溫為，達不到“暖冬標(biāo)準。由此可知，上海地區(qū)2005年12月至2006年2月的平均氣溫等于K，僅比常年同期偏高K 。答案：9 .家用白熾燈泡中充有氬氣，設(shè)燈泡發(fā)光工作時燈泡中氣體的平均溫度為127 C,且燈泡中氣壓超過 1.2個大氣壓燈泡將炸裂，在常溫下27C下給燈泡內(nèi)充氬氣的壓強不得超過個大氣壓。答案：10. 實驗室有一個氫氣瓶，冬天時測得室溫為10C。到了夏天，發(fā)現(xiàn)氫氣瓶上的壓力閥顯示瓶內(nèi)氣體壓強相比冬天時增加了9.54%,那么

18、此時的溫度為C。答案:3711. 當(dāng)大氣壓強po=X 105Pa時，把熱水瓶中的熱水倒掉后隨手將瓶塞蓋上，如果這時熱水瓶內(nèi)的氣體的溫度為 90C。過了一段時間，由于散熱，瓶內(nèi)溫度降為 15 C。假設(shè)瓶塞是不 漏氣的輕質(zhì)軟木塞質(zhì)量不計，瓶塞的直徑為3.6cm，那么至少需要 N的力才能把瓶塞拔出。答案:2112. 某登山愛好者在攀登珠穆朗瑪峰的過程中，發(fā)現(xiàn)他攜帶的手表外表玻璃發(fā)生了爆裂，這種手表是密封的，出廠時給出的參數(shù)為：27C時表內(nèi)氣體壓強為 1X 10pa,在內(nèi)外壓強差超過6X 10Pa時，手表外表玻璃可能爆裂，當(dāng)時手表處的氣溫為-13C，那么手表外表玻璃爆裂時表內(nèi)氣體壓強的大小為 Pa,外

19、界大氣壓強隨高度變化而變化，高度每上升12m大氣壓強降低133Pa,設(shè)海平面大氣壓為 1X 10Pa,那么登山運發(fā)動此時的海拔高度約 為m。答案:8.7 X 104, 6613在 6550 到 6650 間均可二、實驗題13.如下列圖是驗證查理定律的DIS實驗。與壓強傳感器相連的試管內(nèi)裝有密閉的空氣和與溫度傳感器相連的熱敏元件。1在一次實驗中，電腦屏幕顯示如下列圖的圖 像，所描繪的圖線與縱坐標(biāo)的交點表示 ;圖線與橫坐標(biāo)的交點所表 示的溫度為C。2與初始狀態(tài)相比，壓強傳感器顯示的壓強 變化量AP與試管內(nèi)氣體所降低的溫度住之間的關(guān)系圖是。OAt OAtOt OAt(A)(B)(C)(D)答案：氣體

20、零攝氏度時的壓強；-273; C30 C迅速上升到四、計算題14煤氣罐的不合理使用可能造成爆炸事故，假設(shè)爆炸現(xiàn)場的溫度從 1800 C,試估算此時現(xiàn)場氣體的壓強大小。答案:約6.84 atm15. 汽車行駛時輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故，太低又會造成耗油量上升。某型號輪胎能在一40 C-90C正常工作，為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時的最高胎壓不超過3.5 atm ,最低胎壓不低于1.6 atm，那么，在t = 20 C時給該輪胎充氣，充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比 較適宜設(shè)輪胎的體積不變？答案：由于輪胎容積不變，輪胎內(nèi)氣體做等容變化。設(shè)在T0= 293K充氣后的最小胎壓為 Pmin，最大胎壓為Pmax。依題意，當(dāng) T1 = 233K時胎壓為 P1= 1.6atm。根據(jù)查理定律R驗，即空T1T。233Rnin293解得：Pmin當(dāng)T2= 3